王新全

【摘 要】薄煤層工作面綜采機械化裝備配套要科學(xué)合理，以使各設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸達到最優(yōu)的配合狀態(tài)。重點分析滾筒裝煤、最大采煤高度、薄煤層輸送機、薄煤層對采煤機的要求等技術(shù)問題。

【關(guān)鍵詞】薄煤層開采；采煤機；刮板輸送機；液壓支架

1.滾筒裝煤問題是裝備配套技術(shù)的關(guān)鍵

由于薄煤層的特點，滾筒直徑的選擇要小，由此帶來了一系列問題。要使?jié)L筒裝煤達到良好效果，必須解決以下的技術(shù)問題。

（1）滾筒直徑、過煤高度、臥底量對裝煤效果的影響。薄煤層開采需要采煤機滾筒直徑小，但滾筒減小后其螺旋葉片高度降低，同時，由于薄煤機組割底矸的機會較大，要求其截割頭強度較高，不能通過減小行星頭截割頭（即輪轂）直徑的途徑提高葉片高度，由于螺旋葉片高度降低（與中厚煤層大直徑相比）使螺旋葉片對煤的推移面積（即迎煤面積）減少，造成裝煤非常困難。另外，由于輸送機本身的高度和保證一定臥底量的要求（一般要求不小于100mm），與較低的螺旋葉片高度形成鮮明的矛盾，只能通過改變滾筒的結(jié)構(gòu)方式來解決。為此經(jīng)分析和實踐，采用以下措施進行改進和解決。第一，滾筒截割直徑不變的情況下，改變螺旋葉片的高度；第二，改變滾筒螺旋葉片和截齒座安裝形式；第三，對采煤機搖臂結(jié)構(gòu)形式提出特殊設(shè)計要求，即滾筒落下時搖臂下沿和輸送機上沿之間仍有一定的距離（即過煤空間），如果輪轂低于輸送機時，葉片推動的煤流被輸送機側(cè)面阻擋，無法拋人輸送機上面，所以該距離制約裝煤效果。通過認真分析上述相互關(guān)聯(lián)相互制約因素，對滾筒直徑和結(jié)構(gòu)形式、輸送機高度、過煤空間、搖臂結(jié)構(gòu)形式進行了綜合的考慮，達到了有利于裝煤的效果。

（2）滾筒的轉(zhuǎn)速與滾筒裝煤效果關(guān)系，滾筒轉(zhuǎn)速較高，滾筒的線速度越大，在裝煤的過程中，煤被沿切線方向拋出，不利于裝煤，而滾筒轉(zhuǎn)速較低時，滾筒的線速度小，在滾筒旋轉(zhuǎn)過程中，煤被拋向輸送機的分速度減小，使之不能拋向輸送機上面，也不利于裝煤。同時螺旋角度過大時，煤也易被沿切線方向拋出，角度過小時，煤被拋向輸送機方向的速度減小，不能拋向輸送機上面，也不利于裝煤，因此，滾筒轉(zhuǎn)速和螺旋升角技術(shù)參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，只有選擇合理，才能達到良好的裝煤效果。

（3）滾筒裝煤與滾筒結(jié)構(gòu)的關(guān)系。滾筒的裝煤工作是靠滾筒上的葉片結(jié)構(gòu)來完成的，葉片的結(jié)構(gòu)形式是解決裝煤的關(guān)鍵因素：第一，選擇合理的螺旋葉片角；第二，加大葉片尾翼板的外張角，改變煤離開葉片時拋出的分速度和拋出角度（即彌補了葉片較低的不利因素）；第三，在滾筒直徑不變的情況下增加葉片高度，即增加葉片對裝煤的包容面積；第四，改變截齒齒座在葉片上的固定結(jié)構(gòu)，使截齒側(cè)面與葉片的迎煤面形成一個平面，減小葉片對煤的摩擦阻力。以上各項均能夠起到改善滾筒裝煤效果的目的。

2.優(yōu)化裝備配套，降低采煤高度

在薄煤層綜采機械化裝備配套中，機身高度、輸送機高度與過煤高度的選擇是薄煤層最低開采高度的決定因素。機身高度即采煤機上平面到地平面的高度；過煤高度是指輸送機中板到采煤機機身下平面的高度，是煤流及矸石通過的空間；機面高度取決于輸送機高度、過煤高度與采煤機機身厚度。薄煤層采煤機為了降低機身高度，采用去掉底托架、機身各部件間用拉桿相連的結(jié)構(gòu)，驅(qū)軌輪改變突出機身布置，從而達到降低機身厚度的目的。輸送機高度在選擇時，采用鑄造封底結(jié)構(gòu)，鏈環(huán)形式為中雙鏈，對刮板及中部槽結(jié)構(gòu)進行了特殊設(shè)計，也使其高度大大降低。采煤機和輸送機一經(jīng)選定，厚度和高度無法改變，只有選擇合理的過煤高度，才能使機畫高度進一步降低。過煤高度的選擇，要通過對煤塊和矸石塊度大小的統(tǒng)計來選擇，保證其從采煤機身下順利通過。只有這樣，才能使配套后的機面高度降到最低，從而保證配套設(shè)備達到最低采煤高度的要求。

3.薄煤層輸送機對裝備配套的要求

用于薄煤層的輸送機，有著與中厚煤層輸送機不同的特點。這就要求中部槽要低，由于采煤機機身厚度變薄，從而使機身寬度加大，這又要求輸送機的寬度相應(yīng)增加，保證輸送機的縱向重心線與零煤機重心線相吻合，否則，采煤機割煤或矸石時，產(chǎn)生的震動會使配套設(shè)備工作不穩(wěn)定。另外，輸送機的加寬需要解決以下問題：第一，在電纜架滿足存放電纜水管的前提下，結(jié)構(gòu)盡可能低且窄，以增加行人空間；第二，由于電纜架也需要降低，要防止支架底座非正常情況下與電纜架干涉；第三，支架設(shè)計時頂梁相應(yīng)加長；第四，支架底座的設(shè)計時要較薄；第五，支架上操縱閥的設(shè)置要為增加行人空間提供便利。

4.薄煤層對采煤機的要求

薄煤層對采煤機除了降低厚度要求外，還要求整機長度應(yīng)盡可能縮短，以適應(yīng)工作面高低起伏的條件，同時也是為了保證配套裝備的最低工作高度。另外，由于薄煤層賦存條件變化較大（斷層、夾矸、變薄帶較多），薄煤層采煤機截割堅硬矸石的機會比中厚煤層要多，帶來的震動、沖擊也要比中厚煤層頻繁和劇烈，因此，對整機的結(jié)構(gòu)提出了更強更高的要求，截煤部的結(jié)構(gòu)強度與截割功率要求較高，采煤機要有較高的整體結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性，以滿足薄煤層開采的特點。

在較薄煤層的裝備配套及使用過程中，我們對各設(shè)備性能參數(shù)和配套參數(shù)進行了優(yōu)化，使薄煤層的最小采煤高度達到1.2m，使?jié)L筒的裝煤效率由改前的50%提高到改后的90%。 [科]