浅谈综采设备配套

摘 要：文章介绍了综采工作面的设备配套流程，简要阐述了综采工作面主要设备的选型原则与配套过程，以及设备配套中需要考虑的一些因素。对设备关键尺寸及性能进行统一要求，可以提高设备通用性，从而提高设备综合利用率。

关键词：综采设备；选型原则；设备配套；综合利用率

综合机械化采煤是指采煤工作面支护、割煤、装煤、运煤等生产过程，综采设备是综合机械化采煤工作面机电设备的总称。采煤机在刮板输送机中部槽销排和铲煤板上行走割煤，刮板输送机将采煤机割下来的煤输送到胶带机上，液压支架通过支撑顶板实现对采煤机和刮板输送机合理有效的防护，同时要以输送机为支点进行移架，并通过推移输送机将采煤机推向煤壁进刀，从而保证工作面持续向前推进，三者之间相辅相成，缺一不可。因此，采煤机、刮板输送机和液压支架之间在性能结构、空间尺寸、生产能力、服务时间等方面必须相互配合，才能正常发挥各自的效能，提高综采工作面生产能力，实现高产高效。

1 综采设备配套流程

综采工作面设备配套主要是刮板输送机、液压支架和采煤机三者的的选型与配套，综采设备配套流程为：生产接续计划――地质条件――生产能力――液压支架选型――采煤机选型――刮板输送机选型――顺槽开关、移变、电缆、泵站等选型。首先按照矿井生产接续计划，根据工作面的采高、压力、顶板等地质条件确定工作面生产能力，并根据工作面基础数据依次确定液压支架、采煤机、刮板输送机型号，最后确定顺槽开关、移变、电缆、泵站等设备的型号。

2 设备选型原则

2.1 液压支架的选型原则

（1）支架的工作阻力应与工作面顶板类型和煤层赋从条件相适应，支护强度与工作面矿压相适应。（2）液压支架的支撑高度要根据煤层厚度及其变化情况进行确定，最小支撑高度应大于采煤机的机身高度和支架顶梁厚度之和，并留有一定的过机高度。（3）液压支架推移千斤顶的行程应大于采煤机截深，支架宽度应与刮板输送机的中部槽宽度相适应。梁端距要适应顶板要求，前柱与电缆槽需留有一定的距离，避免与电缆槽干涉，并保护井下人员的人身安全。（4）支护断面适应通风要求，保证有足够的过风量，且不得超过《煤矿安全规程》有关规定。（5）对顺槽顶板压力较大的矿井，配套使用整体顶梁结构的端头、过渡支架，根据顶板情况及采煤工艺合理配套使用伸缩顶梁。（6）工作面头尾起伏较大时，配套使用防倒装置。

2.2 采煤机的选型原则

（1）采煤机要适应工作面煤层条件，采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、滚筒直径和功率等参数选取合理，有较大的适用范围，采煤机的适应倾角应大于煤层倾角。（2）采煤机工作可靠性高，技术性能稳定，适应性强，故障率低，机电和人身安全保护完善，经济效益显著，便于操作维护。（3）对于煤质较硬、含矸量较大的煤层，为了保证采煤机割煤效果，配套使用同等采高功率较大的采煤机。薄煤层开采时需考虑滚筒的装煤效果，条件具备时可选择弯摇臂。

2.3 刮板输送机的选型原则

（1）刮板运输机的运输能力应大于采煤机采煤能力，以保证工作面出现片帮、过载等特殊情况时的运输能力。（2）刮板机的结构必须与采煤机底托架和行走机构尺寸相匹配，防止干涉。刮板运输机铲煤板铲刃要有较大斜面，要向底板下扎，确保硬帮浮煤能够铲起。（3）为实现工作面的自开缺口，要求工作面的刮板机机头和机尾两端长度尽量短，高度尽量低，两端向煤壁侧变线设计。中部槽底座不能太高，以免影响采煤机滚筒卧底量，造成装煤效果不好，机头机尾处三角煤割不透。（4）刮板机、转载机、破碎机应能满足左右工作面调向的需要。（5）由于生产能力不断提高，刮板机向大运量和大功率方向发展，刮板机外廓尺寸应与采煤机和液压支架相匹配。（6）底板条件差、易鼓底的工作面，需配套采煤机可割透整个刮板机机尾部的平行机尾；涌水量大的工作面，需配套平行机尾，便于机尾清煤，可不考虑完全割透性；推进方向起伏较大的工作面，需配套采煤机可割透整个刮板机机尾部的平行机尾；顶板破碎严重的工作面，需配套平行机尾，便于超前支护。（7）根据矿井水质条件，水质较差的煤矿尽量不使用TTT水介质软启动刮板机，避免故障率增加，降低设备使用寿命。

3 设备配套原则

3.1 几何尺寸配套

根据工作面的采高、地质条件和产量确定采煤机、刮板输送机、液压支架和的基本型号以后，为了在保证安全生产的前提下充分发挥综采工作面的最大生产能力，三者之间在空间尺寸方面，也必须互相匹配协调，以避免在采煤过程中出现相互干涉，如输送机溜槽挡煤板高度是否与采煤机牵引扭矩轴和破碎机干涉，挡煤板电缆槽内宽是否与采煤机电缆夹外宽干涉等。配套时需考虑的主要参数有卧底量、铲间距、过煤高度、粱端距等。（1）卧底量：卧底量是采煤机摇臂降至最低位置时，采煤机滚筒的下端点与刮板输送机中部槽底面之间的垂直距离。卧底量的大小主要影响采煤机在工作面两端割三角煤的情况，不得在顶板与底板之间留有台阶，较大的卧底量对于底板起伏不平的适应能力较强。（2）梁端距：梁端距是支架顶梁前端到煤壁的水平距离，从顶板管理角度考虑，梁端距越小越好，可有效防止片帮、冒顶情况的发生，但由于沿工作面推进方向底板起伏不平，输送机发生偏斜会导致采煤机滚筒截割顶梁，需要留一定的梁端距，合适的梁端距要根据煤层厚度、顶板情况等具体情况确定。（3）过煤高度：过煤高度是刮板输送机中部槽中板的上面距采煤机机身的下面之间的距离，为了让大块煤和矸石顺利通过，在煤质硬时，过煤高度应该选取大一点，在煤质松软时可以取小一点。（4）中心距：中心距是采煤机中心到刮板输送机中心的水平距离，过大的中心距会影响采煤机割煤时的横向稳定性，在满足正常生产的情况下，中心距可以取小一些。（5）铲间距：铲间距是采煤机滚筒到刮板输送机中部槽铲煤板之间的水平距离，铲间距过小会造成采煤机滚筒与中部槽干涉，铲间距过大会影响滚筒的装煤效果，在不干涉的情况下，铲间距可以取小一点。

3.2 生产能力配套

要求采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、顺槽胶带机组成的生产系统中，每一后者的生产率要大于前者。采煤机的生产能力应满足综采工作面的生产任务，刮板机的运输能力应大于采煤机的生产能力，转载机的运输能力应大于刮板机的运输能力，破碎机应该及时破碎掉生产过程中可能出现的大块煤、矸石等，顺槽胶带机的运输能力应大于刮板输送机机的运输能力，液压支架的移架速度应大于采煤机的工作速度，而泵站的输出压力与流量应满足液压支架正常工作和工作面喷雾除尘的需要。综采面生产能力应和供风量一致，配电能力应满足工作面整体用电要求。

3.3 服务时间配套

高产高效要求综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机等设备必须处于良好的运转状态，大修周期应该相互接近，如果生产过程中频繁地更换设备进行大修，必然影响高产高效的实现，或某种设备长时间疲劳运转，将影响设备后续的维修和使用。一般情况下，综采设备服务时间配套（也称寿命配套）可按过煤量进行衡量。在前期配套时，要对设备的服务时间进行科学的论证和综合评价，以便充分发挥设备的整体效能。

3.4 性能配套

采煤机的结构形式必须与刮板输送机的结构形式及附件相匹配，如采煤机导向滑靴与输送机溜槽销排相互匹配，支撑滑靴与溜槽槽帮间距合理，采煤机摇臂与输送机机头、机尾相互匹配满足自开切口的需要，满足机头机尾割透性，以及是否连锁控制等。液压支架的推移千斤顶连接装置的间距和连接机构与输送机中部槽相匹配。支架支护高度与采煤机的采高范围相适应，支架推移步距与采煤机截深相适应。泵站的流量和压力需满足液压支架快速移架、喷雾除尘以及工作面长度造成的压力损耗的要求，开关与所控制设备的电机之间连接电缆和插头的匹配。液压支架、采煤机和刮板输送机三者之间实现联动，包括自动喷雾系统，并保证与矿区现有设备的互换性。新旧链轮与新旧链条的配套，遵守新新搭配或旧旧搭配的原则；新旧链条搭配使用时，必须分段对称安装，且旧链条伸长量必须小于1.5%，两头链轮必须全部为新或全部为旧；旧旧链条搭配使用时，伸长量相差范围必须小于1.5%。不同制造商中部槽拼套使用时必须现场对接，核实每批的制造商、挡煤板总高度、电缆槽高度位置、拖曳电缆槽内宽、电缆槽封闭方式、挡煤板垫块厚度、中底板厚度、弧顶磨损情况、铲板厚度、连接板眼距等，确定安装顺序，并将对接处两节中部槽打磨中底板及改造电缆槽，必要时加工特殊连接板，同时根据切眼机窝位置，精确计算采煤机下压中部槽为哪一批。

3.5 其他设备配套

转载机、破碎机高度与顺槽高度相适应。配套时需提前核实破碎机锤头垫块高度，转载机旋转槽、鹅颈槽挡煤板是否需加高或降低。配套运顺超前支架时要在破碎机上焊接连接耳座，并计算旋转槽长度是否满足要求。顺槽胶带机自移机尾铰接座定位孔与转载机底座定位销要相互匹配，若两者与巷道高度不匹配，需要降低转载机加高段或自移机尾铰接座。设备列车高度、宽度与巷道尺寸匹配。移变容量和电压等级，开关回路数，接触器容量，电缆型号等与采煤机、输送机、泵站功率相匹配，由于工作面还有一些小型设备，故移动变电站的容量选用要有一定的富裕。配套电缆截面和长度均应按最远距离选取，在选用供配电系统和设备布置方式时，可根据实际情况进行调整。

4 结束语

综采设备一般都是成套购置的，根据煤层赋从条件、生产能力、设备新旧接替要求，以及动力供应等状况，采用不同的采煤机、液压支架、刮板输送机等设备可配套成多种合理的综采工作面成套设备，选择设备时在性能结构、几何尺寸、生产能力、服务时间配套等方面进行综合考虑，才能正常发挥各自的效能，提高综采工作面生产能力，实现高产高效。对设备关键尺寸及性能进行统一要求，可以提高设备通用性，从而提高设备综合利用率。

参考文献

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