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综采工作面的设备配套关系综采工作面成套设备主要由采煤机、刮板输送机、液压支架、桥式装载机、可伸缩胶带机、乳化液泵站与移动变电站、开关群以及控制、通讯和照明系统等组成，必要时还需配有液压安全绞车及电站、小水泵等辅助设备。
综采设备的重点是工作面“三机”——采煤机、刮板输送机和液压支架的配套。
滚筒采煤机、刮板输送机和液压支架相互之间有着密切的联系。
滚筒采煤机以输送机机槽为轨道，沿工作面运行割煤，其自身无进刀能力，只有与推移输送机工序相结合才能进刀；而输送机自身无前移能力，只有与液压支架相配合，才能完成推移动作；液压支架也要借助输送机完成移架动作。
因此，要想充分发挥综采设备的效能，采煤机、刮板输送机和液压支架之间在性能参数、结构参数，工作面空间尺寸以及相互连接部分的形式、强度和尺寸等方面必须相互配合。
1、综采工作面“三机”几何关系的配套采煤机、刮板输送机和液压支架的配套尺寸关系如图从安全角度出发，支架前柱到煤壁的无立柱空间距离R应越小越好，其尺寸组成如下;F=B+e+G+b+x式中B－截深，即采煤机滚筒的宽度；e－煤壁与铲煤板之间的空隙距离，为了防止采煤机在输送机弯曲段工作时滚筒切割铲煤板，此间空隙距离e=100－200mm;x－立柱斜置产生的水平增距，它可按立柱最大高度的投影计算；G－输送机的宽度，其组成为G=f+s+a,其中f为铲煤板的宽度，一般为150－240mm；s为输送机中部槽的宽度，由输送机的型号确定；a为电缆槽和导向槽的宽度，通常为360mm;b－前柱与电缆槽之间的距离，为了避免输送机倾斜时挤坏电缆和司机的操作安全，通常此距离应大于200－400mm.由于底板截割不平，输送机产生偏斜，为了避免采煤机滚筒截割到顶梁，支架梁端与煤壁应留有无支护的间隙D，此处间隙约为200－400mm。
煤层薄时取最小值，厚时取最大值。
则从前柱到梁端的长度L应为：L=F-B-D-x根据上述尺寸配套计算，对长梁结构支架的最小长度为2m左右。
试论综采工作面“三机”的选型与配套摘要：煤矿综采工作面“三机”(刮板输送机、采煤机、液压支架)配套是随着煤矿综采的出现而出现，随着综采水平的发展而发展的，“三机”配套的研究随着煤矿综采发展水平的不断提高而不断深入。
本文对综采工作面“三机”的选型与配套进行简要阐述。
关键词：综采三机选型配套1、“三机”的选型原则1.1液压支架选型在液压支架与围岩力学相互作用研究的基础上，综合分析不同地质条件下支护阻力确定的理论研究成果并分析不同支架的结构力学特征，为支架选型提供依据。
液压支架选型必须考虑的主要地质和采矿条件如下：(1)直接顶稳定性类型；(2)基本顶级别及相应矿压显现参数(初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度)；(3)底板类别及相应的力学参数(容许载荷强度、抗压缩刚度)；(4)截高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化等；(5)煤层倾角和工作面推进力向；(6)瓦斯等级和必需的通风断面等。
1.2采煤机选型采煤机是综采工作面最主要的生产设备。
选型时，应考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求，以及与输送机和液压支架的配套要求。
一般要根据煤的坚硬度、煤层厚度以及顶底板性质进行选型。
1.3刮板输送机选型综采工作面刮板输送机的选择要与工作面采煤机的生产能力及工作面的设计长度相适应。
工作面选用的是大功率采煤机，大多选择刮板输送机驱动功率较大，以满足采煤机生产能力要求等。
工作面刮板输送机的结构形式及附件必须能与采煤机的结构相匹配，如根据所选采煤机的行走部宽度选取刮板输送机的机槽宽度、根据工作面长度选择刮板输送机的长度，同时还要与支架的拉架力、推移千斤顶连接装置间距及结构相匹配。
刮板输送机主要参数的确定原則如下：(1)单位时间运输能力，应与采煤机生产能力匹配；(2)电机功率，视输送机运输能力及铺设长度而定；(3)结构，与采煤机和液压支架相配套。
2、“三机”配套原则2.1生产能力配套工作面生产能力取决于采煤机落煤能力，而刮板输送机、液压支架及平巷转载机、可伸缩带式输送机等设备能力都要大于采煤机的生产能力，通常按富余20％考虑。
煤矿综采采煤机械设备的“三机”配套的几点分析摘要：随着综采工作面装备水平的不断提升，煤矿综采工作面对于设备的选型和配套要求越来越高，煤矿综采“三机”采煤机械设备的合理选型和配套是否齐全直接影响到煤矿企业的高产高效、安全生产以及经济效益，本文主要讨论“三机”的选型原则和“三机”配套的几点分析。
关键词：煤矿；综采采煤；机械设备；“三机”配套1、引言为了提高煤矿综采工作面的生产能力，实现综合化、机械化采煤技术要求，保证采煤的安全生产和经济效益，“三机”设备（采煤机、刮板运输机、液压支架统称为“三机”）的生产能力和各项技术参数要相互匹配，优化配置“三机”设备的结构参数、工作面的空间尺寸和相互连接方面的强度，协调运转，科学运用，做到科学有效的“三机”配套。
2、“三机”的选型原则高产高效综采工作面设备的选型原则主要有（1）要结合国内外类似矿井条件的先进生产经验和技术，结合矿井自身的实际条件，积极消化吸收并改进，按照高产高效矿井的生产模式，实现矿井综采设备的高产高效、集约、安全化的生产。
（2）依靠国内先进、成熟的设备，提高矿井生产设备的装备水平，通过“三机”设备的合理配套，确保综采工作面可以实现高产、高效和安全的目的。
（3）结合矿区煤层的实际地质条件，对煤层进行分类规划，另外还要兼顾适应性和通用性的原则进行统筹规划，合理进行选型，优化“三机”设备的配套。
（4）在提高综采工作面速度的同时，要保证“三机”配套的形式合理、对应的尺寸合理、技术参数合理和具有可靠性，保证各设备之间的优化配置，提高工作面上、下端头设备的推移速度和设备的适应性。
2.1采煤机选型原则在进行采煤机的选型时要结合煤层的厚度、倾角、硬度、地质构造和顶底板岩性等基本条件，另外还要结合采煤方法、技术经济效果、工艺要求和配套设备的要求等各项因素，最后确定选型原则。
划分采煤机类型的基本依据之一是煤层的厚度和采高的要求，不同的煤层厚度选用不同的采煤机，煤层的厚度在发生变化时，采煤机的采高也要相应的进行改变。
Science &Technology Vision科技视界安全高产高效现代化的采煤工作面的落煤、装煤、运煤、支护等生产过程是一个系统工程,整个系统的先进和可靠,不仅取决于单机设备的先进性和可靠性,设备的合理选型和配套也是至关重要的。
“设备、选型、配套”三者缺一不可,相辅相成,否则,设备选型及配套不合理,势必影响各单机性能的发挥,造成综采设备开机率的降低,甚至导致综采生产无法正常进行,不能实现综采工作面安全高产高效现代化。
为了充分发挥综采设备的最大生产能力并保证安全生产,必须对综采设备正确选型、合理布置、协调配套。
1“三机”选型原则1.1采煤机选型原则(1)适合特定的煤层地质条件,并且采煤机采高、截深、功率、牵引方式等主要参数选取合理,有较大的适用范围。
(2)满足工作面开采生产能力要求,采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力;满足与刮板输送机和液压支架的匹配要求。
(3)采煤机技术性能良好,工作可靠性高,各种保护功能完善。
1.2液压支架选型原则(1)支护强度应与工作面矿压相适应。
支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和基本顶岩层移动产生的压力,将空顶区的顶底板移近量控制到最小程度。
(2)支架结构应与煤层赋存条件相适应。
(3)支护断面应与通风要求相适应,保证有足够的风量通过。
(4)液压支架应与采煤机、刮板输送机等设备相匹配。
支架的宽度应与刮板输送机中部槽长度相一致,推移千斤顶的行程应比采煤机截深大100~200mm,支架沿工作面的移架速度应能跟上采煤机的工作牵引速度。
1.3刮板输送机选型原则(1)刮板输送机应能保证工作面落煤生产能力需要,选择刮板输送机应以工作面最大生产能力乘以1.2的不均衡系数为基础。
(2)结构形式一般与采煤机相配套,输送机槽的结构应与工作面底板条件相适应,并应考虑与采煤机底板托架和行走机构尺寸相匹配。
(3)输送机铺设长度可根据刮板输送机技术特征、输送量、链速和工作面倾角等因素确定。
采煤机、刮板输送机和液压支架之间横断面配套尺寸如图1所示。
. All Rights Reserved.图1液压支架、采煤机、刮板输送机几何关系示意图由图1可知,输送机的结构形式及附件必须与采煤机的结构相匹配,其中部槽应与液压支架的推移千斤顶连接装置的间距和连接结构相匹配。
采煤机的采高范围与支架的最大和最小结构尺寸相适应,而其截深应与支架推移步距相适应。
1.2“三机”性能配套综采工作面“三机”性能应相互匹配,否则会相互制约,设备难以充分发挥其作用。
其主要涉及的内容有:1)采煤机底托架与输送机槽的匹配。
2)采煤机摇臂与输送机头尾和自开切口的匹配。
3)支架性能与采煤机牵引速度的匹配。
1.3“三机”生产能力配套工作面小时生产能力取决于工作面的年产量,采煤机的生产能力依据工作面小时生产能力确定。
其它配套设备的能力都应大于采煤机的生产能力。
就“三机”而言,工作面输送机的生产能力应大于采煤机的生产能力,液压支架的移架速度应大于采煤机的工作速度。
1.4“三机”寿命配套“三机”寿命配套是指综采工作面各单机设备的大修周期应该相互接近。
高产高效要求工作面各种设备,特别是主要设备必须处于良好的运转状态。
如果在工作面生产过程中,设备交替更换进行大修或“带病”运转,则必然影响高产高效的实现,也会对设备造成损坏。
2采煤机选型原则及主要技术要求,合理施工。
图32004年以来广州市本币贷款余额及其分项数据数据来源:Wind 资讯5利润增速略低于去年同期2013年,广州地区银行业金融机构累计实现利润总额555.78亿元,比去年同期增加53.11亿元,增长10.57%,增速同比下降0.92个百分点,其中广州农商行累计利润同比增长20.29%,广州银行同比增长19.45%,广州市五家村镇银行累计利润0.54亿元,比年初增加了0.52亿元。
进一步提升服务实体经济效能。
(上接第312页)3.1.7特种支架对特定的开采要求,应选用相应的特种液压支架,如放顶煤支架,铺网支架等。
1 煤矿综采工作面“三机”的选型综采工作面上进行的开采、装运、支撑等诸多工序均能实现机械化。
立足于井田煤层显著，在选择设备类型时需要分析到如下几种因素：（1）技术是否达到国际上尖端水平，生产过程是否安全可靠，同时保证高效率与高产量。
不同设备间在运行能力、外观尺寸上能配套，确保运送活动畅通推进，进而构建采、运两者的平衡状态，在过程上不形成瓶颈。
（2）将前期开采过的煤层设定为主要参照凭据，也要考虑到其他煤层的状态。
（3）将首采区煤层条件设定为重点对象，也要考虑到其他采区的生产问题。
（4）此次以巴愣矿井8号煤煤层为例介绍（8号煤层属比较稳定至稳定可采煤层，煤层倾角平缓，约为3°～7°，厚度分别为：2.37～4.7 m，平均3.32 m，煤层瓦斯低，有自燃危险。
各个煤层直接顶板构成以粉砂质泥岩、粉砂岩以及泥岩较为常见，粉砂岩、泥质粉砂岩、细粒长石砂岩等是底板的构成，岩性均比较松软，煤层埋深大，采掘支护难度较大）。
1.1 液压支架（1）支架高度。
首采区8号煤层为全采区可采煤层，厚度为2.37～4.7 m，只有一个钻孔揭露厚度为4.7 m，大部区域为2.37～3.69 m平均厚度为3.32 m，煤层赋存稳定。
根据顶底板条件和煤厚变化幅度，并参照矿区内其它矿井使用液压支架的实际经验，8煤选用ZY9000/22/40D型掩护式液压支架。
（2）支架支护强度。
根据液压支架使用寿命及煤层开采条件确定液压支架型号。
确定液压支架支护强度有“经验估算法”、“老顶平衡拱计算法”、“实测法”等几种方法。
用经验估算法进行验算。
依照既往生产经验公式，测算出支架支护的强度值。
1.2 采煤机采煤机持有的割煤能力直接影响着综采工作面生产效能，而采煤机设备持有的最大割煤牵引速度、连续割煤时间、截深以及开采高度等指标决定者其割煤能力是高是低。
连续割煤时间越长，预示着设备运行可靠性越高，实践中通常会参照该项指标设定煤层赋存条件、回采工艺流程及施工形式等。
综采工作面三机配套方案
综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机,是综采工作面的主要设备。
其选型首先必须考虑配套关系,选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。
1 “三机”的选型原则
1.1 采煤机的选型原则
(1)采煤机能适合的煤层地质条件,其主要参数(采高、截深、功率、牵引方式)的选取要合理,并有较大的适用范围。
(2)采煤机应满足工作面开采生产能力的要求,其生产能力要大于工作面设计能力。
(3)采煤机的技术性能良好,工作可靠,具有较完善的各种保护功能,便于使用和维护。
采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。
实际生产能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。
采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。
滚筒直径是滚筒采煤机采高的主要调节变量,每种采煤机都有几种滚筒直径供选择,滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。
截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。
截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度,由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定,对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。
牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。
牵引力是由外载荷决定的,其影响因素较多,如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等,没有准确的计算公式,一般取采煤机电机功率消
耗的10%~25%。
滚筒采煤机电机功率常用单齿比能耗法或类比法计算,然后参照生产任务及煤层硬度等因素确定。
1.2 液压支架的选型原则
(1)液压支架的选型就是要确定支架类型(支撑式、掩护式、支撑掩护式)、支护阻力(初撑力和额定工作阻力)、支护强度与底板比压以及支架的结构参数(立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等)及阀组性能和操作方式等。
(2)选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。
在选型之前,必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查清。
然后依据不同类级顶板选取架型。
最后依据选型内容结合国内现有液压支架的主要技术性能直接选定架型及其参数所对应的支架型号。
1.3 刮板输送机的选型原则
(1)刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力,一般取1.2倍。
(2)要根据刮板链的质量情况确定链条数目,结合煤质硬度选择链子结构型式。
(3)应优先选用双电机双机头驱动方式。
(4)应优先选用短机头和短机尾。
(5)应满足采煤机的配合要求,如在机头机尾安装张紧、防滑装置,靠煤壁一侧设铲煤板,靠采空区一侧附设电缆槽等。
在选型时要确定的刮板输送机的参数主要包括输送能力、电机功率和刮板链强度等。
输送能力要大于采煤机生产能力并有一定备用能力。
电机功率主要根据工作面倾角、铺设长度及输送量的大小等条件确定。
刮板链的强度应按恶劣工况和满载工况进行验算。
2 “三机”的合理配套
从采煤机、液压支架、刮板输送机的选型原则中看到,综采设备的合理配套是很复杂的系统工程。
2.1 满足生产能力要求采煤机生产能力要与综采工作面的生产任务相适应,工作面刮板输送机的输送能力应大于采煤机的生产能力,液压支架的移架速度应与采煤机的牵引速度相适
应,而乳化液泵站输出压力与流量应满足液压支架初撑力及其动作速度要求。
2.2 满足设备性能要求输送机的结构形式及附件必须与采煤机的结构相匹配,如采煤机的牵引机构、行走机构、底托架及滑靴的结构,电缆及水管的拖移方法以及是否连锁控制等。
输送机的中部槽应与液压支架的推移千斤顶连接装置的间距和连接结构相匹配。
采煤机的采高范围与支架的最大和最小结构尺寸相适应,而其截深应与支架推移步距相适应。
其计算公式为:
R=B+E+W+X+d/2(1)
式中R———无立柱空间宽度,mm;
B———截深,mm;
E———铲煤板空距,规定为50~100 mm;
W———输送机宽度,mm;
X———前柱与电缆槽间距,mm;
d———前柱外径,mm。
W=F+G+J+V(2)
式中F———铲煤板宽度,150~240 mm;
G———中部槽宽度,mm;
J———导向槽宽度,mm;
V———电缆槽宽度,mm。
2.3 满足安全和工作方便要求
(1)从安全角度出发,工作面无立柱空间愈小愈好。
(2)为防止移架后支架前柱与电缆相碰和采煤机司机的人身安全,前柱与电缆槽之间必须留有间隙X=150~240 mm。
(3)梁端距T一般为150~300 mm,用来防止滚筒切割顶梁。
(4)推移千斤顶行程应比采煤机截深大100~200 mm。
(5)保证过煤高度C>250~300 mm,以便煤流顺利从底托架下通过。
(6)过煤空间Y最小值为90 mm至200~250mm之间,前者适于底板清理良好及采煤机机身短
的场合。
此外,当煤层倾角大于160°时(大采高支架工作面倾角大于10°),输送机必须设置防滑锚固装置,而支架必须带防倒防滑及调架装置。
3 实际工作中如何做到选型正确先进配套合理
依据上述“三机”的选型原则及配套关系的分析可以看到,其选型工作是一项复杂的系统工程,涉及地质学、岩石力学、采矿学、机电和机制等多门学科,同时又是提高综采工作面矿井效率和效益的前提所在。
目前的选型设计还是以“经验类比”为主,虽然基本上能够满足生产需要,但在某些环节上还存在着严重的不合理现象。
如移架循环时间长,不能满足采煤机牵引速度的要求;有些选型设计参数是符合要求的,但在实际使用中无法达到或实现。
如液压支架初撑比一般为0.5~0.8,而实际应用中仅为0.25~0.4。
这说明,综采工作面“三机”配套不能停留在简单的“经验类比”上,而应开发研制综采设备选型的专家系统,避免在选型设计中受决策者个人偏见或感情色彩的影响。
同时还要对系统中的主要环节进行动态优化设计,使其设计参数与实际运行参数得到统一。
现行国内外高产高效综采工作面装备能力的配比关系主要是:刮板输送机与采煤机的功率配比应为1∶1,最好为1.2~1.4∶1,这样才能把输送机的事故减少到最低限度。
综采设备的能力应以工作面生产能力为基础,采煤机、工作面刮板输送机、运输巷可伸缩带式输送机的生产能力一般按工作面生产能力分别乘以系数1.2,1.3,1.4来确定。
需要说明的是:上述各种配套关系不是唯一的。
也就是说,采煤机、液压支架、刮板输送机的选
型完全可以用性能和能力相似的同类产品所代替。
而在实际生产中,即使采用相同综采设备的不同工作面或不同矿井,其实际生产能力和全员效率可能有较大差距,这主要是由于矿井的开采条件、组织管理水平存在着客观的差距。
如果客观条件不具备,即使选择生产能力很高的配套设备,也远不能达到提高生
产能力的目的。
高产高效综采工作面的三机选型应从实际出发,因地制宜,具备什么档次的开采条件,就选用相应档次的配套设备。
新建矿和旧矿井的改造还应区别对待,现有设备的充分利用也是不可忽视的问题。
综采发展的原则不是要增加综采工作面数量,而是应该提高综采工作面单产,减少辅助作业环节,提高集中生产化的程度。
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