安全经济高效的综采设备“三机”配套设计实例

摘 要：通过实例，介绍了安全经济高效的综采设备“三机”配套设计的方法。

关键词：安全经济高效；综采；“三机”配套

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.228

1 支架架型的确定

梁宝寺井田3上层煤，顶板为粉砂岩，1.17m厚，老顶粗砂岩，2.2m厚，其顶底板分级3级，顶板稳定。经过分析，选用四柱支撑掩护式支架，由于是综采生产，煤层厚 3.3～3.9m，平均3.5m，支架高度的选择适应煤层厚度变化的影响，通常按设计规范最大采高大300mm，选用支架的最大结构高度，按最小采高小350mm，选最小结构高度，结合支架参数，即选取支架高度在1.7～3.8m范围内为宜。由以上分析，根据目前国产液压支架技术特征和经过调研有关综采生产的兄弟单位和液压支架制造厂家。决定选用郑州煤机厂ZZ6200/17/38型支撑掩护式支架。

2 采煤机选型

对采煤机选型的原则是要符合煤层赋存条件，满足对生产能力的要求以及与刮板机和液压支架的匹配要求。根据目前常见的采煤机技术特征，紧紧跟随当前国内采煤机先进技术，选用太原矿山机械厂MGTY930/400-3.3D采煤机。目前我国产定型采煤机较多，已满足不同采高（0.65-4.5m）的各种硬度的煤层。只要满足工作面生产能力和有关配套几何尺寸要求，采煤机工作安全可靠就能选型。

3 刮板输送机和转载机选型

刮板运输机是综采工作面的关键，根据当前综采设备运输机向更加一体化，高强度发展，结合国内主要运输机厂家生产的运输机技术的特征，选用西北奔牛生产的SZG800/800型运输机。该运输机最大特点是重型铸焊凹凸联结溜槽，刮板、链条使用高强度、高耐磨材料，运输机变速箱采用行星轮减速箱，减小了变速箱体积，降低了机头高度。

转载机主要以满足工作面设计的原煤输出能力为基本选型原则，其运输能力与刮板运输机要相匹配。当前，我国转载机和刮板运输机一般均有同一厂家制造，其运输能力及设备配套几何参数，已有厂方配套完成。因此，转载机选型为西北奔牛公司生产SZZ-800/250型。该机主要特点是皮带机伸缩机尾与转载机整机的配合设计，实现转载机自移行走，皮带机伸缩自动的一体化要求。

4 综采主要设备三机配套要求

采煤机，液压支架，刮板输送机，转载机（包括破碎机、皮带机）组成了工作面的生产系统，各设备之间生产能力配套是综采设备配套的主要问题。

4.1 生产能力配套

（1）采煤机生产能力应与生产任务和工作面生产能力相适应。矿井设计生产力180万t，后改进的设计已达240万t，月产量5500t-7000t，按每天生产时间15h计算，生产能力为480t/h，而MGTY-930/400-3.3D采煤机生产能力达到1200t/h，最大能力2400/h，故满足设计要求；

（2）刮板输送机运输能力应大于采煤机生产能力。SGZ800/800运输机运输能力1500t/h；

（3）转载机的输送能力应与运输机相匹配，SZZ800/250的转载机输送能力为1800t/h，满足生产要求；

（4）破碎机的破碎能力应与转机运输能力和工作面可能出现大块煤、岩石等状况相适应。由于破碎机已与转载机整机设计成一体，故满足生产需求。PLM2000破碎机，破碎能力2000t/h，进口端面100×900mm，出口粒度300mm以下。

4.2 设备性能及几何位置配套

（1）输送机与转载机：由于MGTY930/400-3.3D采煤机为链轮-销排式无链牵引方式、运输机配套设计有匹配的销排和销排座；

（2）采煤机与液压支架：采煤机采高范围与液压最大和最小结构尺寸相适应。采煤机截深与支架推移步距相适应，液压支架的移架速度应与采煤机牵引速度相适应。为了适应采煤机牵引速度最大（12.8m/分、平均7.7m/分），我们设计要求液压支架立柱升降采用大流量操作系统400L/min：支架降、移、升在15s内完成；

（3）刮板运输机与液压支架：输送机中溜槽与液压支架连接装置的距离和连接机构的匹配，由于其他综采设备有关经验可提供借鉴，故易于选型。液压支架采用推移千斤顶倒装方式和推移框架式结构，与运输机连接采用水平连接机构，保证支架有足够大的移架力。此外，为了保证过渡支架与运输机头、尾处电机-变速箱增加的宽度有足够的安全空间，过渡支架顶梁设计加长了500mm；

（4）液压支架梁端距尺寸确定：液压支架根据采煤机、运输机与其配套空间依据煤矿设计规范要求，确定梁端距为385mm，符合煤矿安全规程中小于400mm的规定。

4.3 综采工作面设备选型配套

（1）根据以上综合分析与研究，总结国内综采设备配套经验，结合有关煤矿设计单位和煤机制造企业的咨询建议，最后确定梁宝寺煤矿综采工作面主要设备配套技术参数。

（2）主要配套设备的特点。1）液压支架：ZZ6200/17/38支架（基本架）采用了大流量阀组，主操纵阀流量为400L/min，支架的一个工作循环所需时间在15s内（降、升柱200mm，移架）。提高移架速度，保证追机移架时间，保证了工作面生产能力。使用了伸缩前梁和伸缩双立柱，维护了面前顶板，保证了安全生产；2）刮板运输机、转载机：SZG800/800是综合国内外同类型刮板运输机的特点，结合我国具体情况近几年研制的一种新型运输机 ，采用了整体铸焊工艺使铲煤板、齿轨（导轨）与溜槽连成一体，杜绝了挡、铲板掉落的事故。采用了封底框架溜槽，减少了推溜摩擦力，框架结构中溜槽中板不受力，延长了中部槽使用寿命，功率大，运输、推移安全可靠；3）采煤机：多电机横向布置，机载式交流变频无级调速、销轨式牵引、计算机操作、控制及故障检测。主机架为框架式结构、其强度大、刚性好。各部件安装均可单独进行，电牵引、大截深800（一般600）提高了采煤机生产能力。

作者简介：曲宝福（1989-），男，主要从事专业技术工作。