劉奮宇

（山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司屯蘭礦綜采準(zhǔn)備隊(duì)，山西 古交 030200）

引言

實(shí)現(xiàn)綜采工作面的機(jī)械化開采，首先需保證工作面、順槽的“三機(jī)”配套選型。工作面“三機(jī)”配套包括采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架；順槽“三機(jī)”配套包括轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)和帶式輸送機(jī)。輸送設(shè)備在工作面實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)與液壓支架的連接，在順槽工作面實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)和破碎機(jī)的工作銜接，對于煤礦高效生產(chǎn)具有重要意義[1]?？偟膩碇v，綜采工作面輸送設(shè)備的合理配套對于提高煤礦預(yù)期產(chǎn)量、達(dá)到預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益具有直接作用。同時，煤礦設(shè)備的合理配套選型對于縮短設(shè)備的設(shè)計周期、減少生產(chǎn)成本也具有一定的作用。本文重點(diǎn)對綜采工作面輸送設(shè)備的配套選型進(jìn)行研究。

1 綜采工作面設(shè)備配套的總體要求

對于工作面和順槽“三機(jī)”配套需綜合考慮所采用的采煤工藝和“三機(jī)”設(shè)備的自動化要求，在實(shí)際選型配套中需重點(diǎn)考慮如下問題：

1）各類型設(shè)備的生產(chǎn)或運(yùn)輸能力是“三機(jī)”配套選型首要考慮的因素，具體能力配置和銜接順序如下（各類型設(shè)備生產(chǎn)能力從大到小）：順槽帶式輸送機(jī)運(yùn)輸能力、破碎機(jī)的通過能力、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載能力、刮板輸送機(jī)的輸送能力及采煤機(jī)的截割能力。

2）對于工作面的采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架而言，要求“三機(jī)”在結(jié)構(gòu)、性能、尺寸等方面達(dá)到相互連接、匹配的要求。

3）工作面或順槽所配置的液壓系統(tǒng)和供電系統(tǒng)也需滿足要求。其中，液壓系統(tǒng)需滿足對液壓支架、采煤機(jī)等設(shè)備液壓壓力的要求；供電系統(tǒng)需合理對電纜進(jìn)行配置和布置，使得供電系統(tǒng)線路中的電路損失為最小。

4）各類設(shè)備在結(jié)構(gòu)、尺寸和性能相互匹配的基礎(chǔ)上，還需為其配置集中控制和通信系統(tǒng)[2]。

工作面和順槽的“三機(jī)”配套的主要內(nèi)容包括如下：工作面“三機(jī)”的配套包括工作面總體布架配套，機(jī)頭、機(jī)尾切透三角煤的配套；過渡斷面的配套；中部斷面的配套、中部機(jī)頭配套、尾段面的配套。順槽“三機(jī)”的配套主要包括裝載機(jī)與帶式輸送機(jī)搭接方式和運(yùn)輸能力的配套、裝載機(jī)與破碎機(jī)之間連接和運(yùn)輸能力的配套。

結(jié)合上述工作面及順槽“三機(jī)”的配套原則和主要內(nèi)容，本文重點(diǎn)對工作面和順槽輸送設(shè)備的配套選型進(jìn)行設(shè)計。

2 工作面輸送設(shè)備的配套選型設(shè)計

本工程所采用的采煤方式為放頂煤開采方式，工作面包括前部輸送機(jī)和后部輸送機(jī)。其中，前部輸送機(jī)的選型配套與常規(guī)采煤方式的選型配套相同。本文僅對放頂煤開采方式對應(yīng)的后部輸送機(jī)的選型進(jìn)行研究。工作面放頂煤開采工作面的布置如圖1所示。

圖1 工作面頂煤開采工作面設(shè)備布置方式

工作面后部輸送機(jī)的選型步驟如下：根據(jù)采煤工藝的采放確定設(shè)備的輸送量，得出輸送機(jī)型號的初步確定包括設(shè)備的裝機(jī)功率和槽寬；進(jìn)一步確定刮板輸送機(jī)的刮板鏈條規(guī)格、鏈速等參數(shù)；最后，以鏈條安全系數(shù)（要求大于1）和功率利用率（要求大于85%）對初步確定的型號進(jìn)行校核。除了上述理論計算外，后部輸送機(jī)選型配套的主要依據(jù)還包括其與液壓支架、前部輸送機(jī)和裝載機(jī)的匹配關(guān)系[3-4]。本文重點(diǎn)對后部輸送機(jī)與其他設(shè)備的匹配選型進(jìn)行研究，尤以其與液壓支架的配套為主。

2.1 后部輸送機(jī)在中部配套斷面匹配

工作面放頂煤中部配套斷面如圖2 所示。

圖2 工作面放頂煤中部配套斷面

對于中部斷面而言，后部輸送機(jī)需綜合考慮前部輸送機(jī)的安裝位置，保證放頂煤煤流可正常卸載后部輸送機(jī)；并根據(jù)所配套液壓支架的中心距確定前后輸送機(jī)的中心距，保證在實(shí)際卸煤流過程中對后部輸送機(jī)的中部槽進(jìn)行保護(hù)。

2.2 后部輸送機(jī)在過渡配套斷面匹配

放頂煤過渡配套斷面如圖3 所示。

圖3 工作面放頂煤過渡配套斷面

如圖3 所示，鑒于后部輸送機(jī)在過渡斷面的位置較高，容易與過渡液壓支架發(fā)生干涉。此時，過渡斷面的液壓支架并無放煤作用。因此，在過渡斷面后部輸送機(jī)的配套要求其在液壓支架正常工作狀態(tài)下不發(fā)生干涉。

3 順槽輸送設(shè)備的配套選型設(shè)計

3.1 順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的選型配套

裝載機(jī)的選型在滿足輸送能力與帶式輸送機(jī)和刮板輸送機(jī)相匹配之外，還需滿足其在結(jié)構(gòu)上與帶式輸送機(jī)和刮板輸送機(jī)匹配。其中，為保證裝載機(jī)的正常卸載，要求裝載機(jī)緩沖裝置與輸送帶之間的最小間隙為80～100 mm；本工程所配置的帶式輸送機(jī)機(jī)尾形式為自移式機(jī)尾，要求裝載機(jī)與其相配套時與架橋段的搭接長度為12 m。裝載機(jī)與帶式輸送機(jī)的配套斷面及尺寸如圖4 所示。

圖4 順槽裝載機(jī)與帶式輸送機(jī)的配套斷面及尺寸（單位：mm）

此外，要求裝載機(jī)中心與刮板輸送機(jī)鏈輪中心的間距控制在500～900 mm。同時，由于帶式輸送機(jī)機(jī)尾為自移式，為此對應(yīng)裝載機(jī)卸料槽應(yīng)具備不同卸載方向的功能。結(jié)合本工程工作面前部和后部帶式輸送機(jī)的中心距，最終確定卸料槽的長度為6×1 500 mm。

3.2 帶式輸送機(jī)自移裝置的選型與配套

在帶式輸送機(jī)選型配套完成的基礎(chǔ)上，綜合考慮以下因素完成相配套自移裝置的選型：

1）帶式輸送機(jī)自移裝置滿足采煤機(jī)“三刀一移”的原則完成行程的設(shè)計；

2）自移裝置與帶式輸送機(jī)的張力、入口高度、出口高度等相匹配。

3）自移裝置與以完成配套選型裝載機(jī)鉸接梁高度、偏心梁等尺寸配套。

本工程針對順槽所配置自移裝置的型號為ZY2300，該型號自移裝置的推移缸行程為2 300 mm，結(jié)合所配套的帶式輸送機(jī)帶寬確定自移裝置的帶寬為1 400 mm。

4 結(jié)論

實(shí)現(xiàn)綜采工作面、順槽工作面“三機(jī)”的配套選型對于實(shí)現(xiàn)工作面、順槽的機(jī)械化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，減小生產(chǎn)成本具有重要意義。本文重點(diǎn)對工作面和順槽輸送設(shè)備的配套選型進(jìn)行研究，并總結(jié)如下：

1）在中部斷面配套中，要求采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架均不產(chǎn)生干涉，保證“三機(jī)”之間50 mm以上的安全距離。

2）在機(jī)頭、機(jī)尾斷面配套中，綜合考慮機(jī)頭、機(jī)尾傳動裝置的偏沉問題；同時保證液壓支架在最低工作狀態(tài)時，為行人、設(shè)備安裝及檢修預(yù)留足夠的空間。

3）順槽輸送設(shè)備配套時，需綜合考慮裝載機(jī)與端頭液壓支架、輸送機(jī)的配套搭接，保證各類設(shè)備具備足夠的安全空間。