馬維新

【摘 要】綜采工作面一般都采用雙滾筒采煤機(jī)進(jìn)行落煤和裝煤。采煤機(jī)主要參數(shù)包括：采煤機(jī)的開采高度、臥底量、滾筒的基本參數(shù)、采煤機(jī)的生產(chǎn)能力等。

【關(guān)鍵詞】采煤機(jī)；參數(shù)；研究

1.采煤機(jī)采高的選擇

1.1按照液壓支架的高度選擇采煤機(jī)的采高

綜采工作面的設(shè)備選擇，一般都是先根據(jù)煤層條件，準(zhǔn)確選擇液壓支架的架型與各參數(shù)。然后再根據(jù)所選擇的液壓支架及煤層本身特征，選擇合適的采煤機(jī)。當(dāng)液壓支架形式選定以后，為了使采煤機(jī)與液壓支架配合使用，就應(yīng)按照所選液壓支架的高度來選擇采煤機(jī)的采高，液壓支架的高度與開采高度有如下關(guān)系：

H大=M大-S1+C （3-3-1）

H小=M小-S2-a （3-3-2）

即 M大=H大+S1-C （3-3-3）

M小=H小+S2+a （3-3-4）

式中M大、M小—煤層相應(yīng)的最大、最小采高，m；

H大、H小，—液壓支架的最大、最小支撐高度，m；

S1—液壓支架前柱的頂板下沉量，m；

S2—液壓支架后柱的頂板下沉量，m；

a—立柱伸縮裕量，一般為30-50mm：

C—為防止液壓支架在最大采高時偽頂冒落而引起支架頂空應(yīng)具備的富裕量，中厚煤層一般取200mm。

采煤機(jī)的最小采高就是滾筒直徑D，而滾筒直徑與支架的最小高度H小的關(guān)系如下：

H小=D-S2-a

即 D=H小+S2+a （3-3-5）

由此可知，為使支架能通過煤層變薄帶，采煤機(jī)的滾筒直徑必須大于支架的最小高度。

為使機(jī)身高度h不影響支架通過煤層變薄帶，應(yīng)使H小>h，大多少應(yīng)視支架結(jié)構(gòu)而定。

對于不粘頂、易片幫、截割阻力小的煤層，因無需割到頂板，在保證采煤機(jī)生產(chǎn)能力的前提下，采煤機(jī)的最大采高M(jìn)大值可適當(dāng)減少。

1.2按采煤機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇合理的采高范圍

采煤機(jī)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)有滾筒直徑、機(jī)身高度、搖臂長度及其擺角范圍、臥底量等。這些參數(shù)之間的比例關(guān)系，決定了采煤機(jī)的采高范圍。圖3-3-2說明了各結(jié)構(gòu)參數(shù)與采高范圍之間的關(guān)系。圖中h為機(jī)身高度；C為機(jī)身箱體的厚度；L為搖臂的長度；a最大和β最大分別為搖臂對于機(jī)身水平向上和向下擺動的最大角度；D為滾筒直徑。由圖可得出采煤機(jī)的最大采高M(jìn)大和最大臥底深度X大的關(guān)系式：

M大=h-+Lsinα+ （3-3-6）

X大=h--Lsinβ- （3-3-7）

例：MLS-170型雙滾筒采煤機(jī)，h=1300mm，C=460mm，L=1190mm，α=52°，β=30°，D=1600mm。求該機(jī)的最大采高和最大臥底量。

M大=1300-+1190sin52°+=2808mm

X大=1300--1190sin30°-=-325mm

X大為負(fù)值，表示在底板以下的臥底量。

圖3-3-2 采高與機(jī)身尺寸關(guān)系

滾筒直徑不變，采煤機(jī)采高范圍亦不變。如果需要改變采高范圍，則必須改變滾筒直徑。必要時，還需相應(yīng)改變機(jī)身高度（即改變底托架高度），或改變搖臂長度及其擺角范圍。但是，在調(diào)整這些參數(shù)時，除了滿足采高范圍以及臥底時的要求外，還必須充分考慮到機(jī)身下過煤空間的高度E的要求及兩滾筒之和要大于最大開采高度的要求。

2.滾筒參數(shù)的選擇

2.1滾筒直徑

滾筒直徑不但要滿足采高的要求，而且要滿足割煤的要求，能夠往返割煤的雙滾筒采煤機(jī)，其兩個滾筒直徑應(yīng)當(dāng)相等，且每個滾筒直徑應(yīng)大于采高之半。因割煤中后滾筒直徑等于或小于采高的一半時，裝煤效果不好。

2.2滾筒的寬度

滾筒的寬度應(yīng)稍大于截深。裝煤效果好的采煤機(jī)，滾筒寬度大于截深50mm左右。確定滾筒的寬度要充分考慮煤層截割阻力的大小、煤層厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性及采煤機(jī)自身的穩(wěn)定性等因素。

（1）當(dāng)厚度為1.2-2.5m的中厚煤層，滾筒寬度在600～800mm較為適宜。若頂板穩(wěn)定性好，煤層截割阻力小，滾筒寬度可適當(dāng)加大，反之，則適當(dāng)減小。

（2）在開采2.5～3.5m的較厚煤層時，煤壁容易片幫，不安全，頂板管理的難度較大，滾筒寬度宜小，可在500～700mm之間選擇。

（3）開采1.3m以下的薄煤層，因往返割煤工人跟機(jī)作業(yè)不方便，每刀煤產(chǎn)量較低，可適當(dāng)加大截深，采用800-1000mm寬的滾筒。

2.3采煤機(jī)的最大生產(chǎn)能力

采煤機(jī)的最大生產(chǎn)能力可按下式計(jì)算：

Q=60υshρc（t/h）

式中υ—采煤機(jī)的最大牽引速度，m/min；

s—截深，m；

ρ—煤的實(shí)體視密度，t/m；

h—開采高度，m；

c—采煤工作面煤炭采出率；

在采煤機(jī)說明書技術(shù)特征表中的采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力，就是這樣算出來的。但在實(shí)際生產(chǎn)中，雖然采煤機(jī)有很大的調(diào)速范圍，但采煤機(jī)割煤，要消耗一定的電能，而且消耗的電能隨煤層截割阻力的增大而增加。由于采煤機(jī)的電機(jī)功率是個定值，故在割煤時采煤機(jī)實(shí)際能達(dá)到的牽引速度，往往遠(yuǎn)小于技術(shù)表里所給出的最大牽引速度，牽引速度還受運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸能力的影響。確定采煤機(jī)的生產(chǎn)能力，實(shí)質(zhì)上就是確定在某一特定煤層地質(zhì)條件和運(yùn)輸條件下，采煤機(jī)割煤時可達(dá)到的牽引速度。

3.雙滾筒采煤機(jī)的工作方式

3.1采煤機(jī)的割煤方式

綜采工作面采煤機(jī)的割煤方式也分為單向割煤和雙向割煤兩種方式。

（1）單向割煤。采煤機(jī)往返一次進(jìn)一刀，即采煤機(jī)上行（或下行）割煤，機(jī)后2～3架支架位置處移架直至端頭。采煤機(jī)下行（或上行）清理浮煤，滯后10-15m推移刮板輸送機(jī)。采煤機(jī)往返一次工作面推進(jìn)一個截深。

（2）雙向割煤。采煤機(jī)往返一次進(jìn)兩刀，即采煤機(jī)上行（或下行）割煤，機(jī)后2-3架支架處移架，滯后10-15m推移刮板輸送機(jī)，到工作面上（下）端頭，采煤機(jī)在端頭完成進(jìn)刀后，下行（上行）重復(fù)上述過程。采煤機(jī)沿工作面往返一次推進(jìn)兩個截深。

3.2采煤機(jī)的進(jìn)刀方式

綜采工作面采煤機(jī)的進(jìn)刀方式與普采工作面進(jìn)刀方式基本相同；主要分為兩種：斜切式進(jìn)刀和直臥式進(jìn)刀。我國主要采用斜切式進(jìn)刀方式。斜切式進(jìn)刀也分為端部斜切進(jìn)刀和中部斜切進(jìn)刀。在采用雙向割煤時，必須采用端部割三角煤的進(jìn)刀方式。單向割煤時可采用端部留三角煤斜切進(jìn)刀或中部斜切進(jìn)刀。

4.采煤機(jī)的牽引方式與操作

采煤機(jī)是整個綜采工作面的重要設(shè)備，它所完成的落煤、裝煤工序，是采煤作業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。采煤機(jī)的牽引方式主要分為有鏈牽引和無鏈牽引，有鏈牽引是利用固定的錨鏈，使采煤機(jī)沿工作面往返運(yùn)行；無鏈牽引是利用固定在運(yùn)輸機(jī)上齒軌或槽軌使采煤機(jī)沿工作面往返運(yùn)行。無鏈牽引采煤機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)可靠性高，安全性能好，目前大部分采煤機(jī)都是采用無鏈牽引。采煤機(jī)以前主要采用液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，稱為液壓牽引；直接利用交流電進(jìn)行無級調(diào)速牽引的采煤機(jī)，稱為電牽引。電牽引采煤機(jī)工作可靠性高，是采煤機(jī)牽引方式的發(fā)展的方向。

正確操縱采煤機(jī)對發(fā)揮設(shè)備的效能和降低采煤機(jī)的機(jī)電事故率是十分重要的。采煤機(jī)必須有專人操作，持證上崗。綜采工作面采煤機(jī)的操作與普采工作面基本相同，都必須嚴(yán)格執(zhí)行滾筒采煤機(jī)操作規(guī)程。