综采工作面三机配套方案

综采工作面“三机”配套概述刘建永提要：综采工作面采煤机、支架、运输机三者的使用是综采工作面正常、高效生产的主要环节，“三机”的配套选型是决定工作面生产的决定性因素。

关键词：综采工作面“三机”选型配套综采是全部机械化的采煤作业过程, 综采工作面的“三机”是指大功率采煤机、自移式液压支架、大功率可弯曲刮板输送机。

综采工作面“三机”选型是工作面生产的重要环节, 选择正确与否直接关系到工作面生产能力、采煤机效率、开机率、各种煤层条件和地质构造适应性。

综采工作面以“高产、高效、安全、洁净”快速发展为目的, 实现规模生产。

因此, “三机”选型要进行专项设计论证, 做到系统性能稳定,故障率低,生产效率高, 劳动强度小, 来提升综采工作面自动化水平和安全生产水平，实现高产高效的安全生产目标。

1、“三机”几何关系的配套采煤机、刮板输送机和液压支架间的配套尺寸关系如图所示。

从安全角度出发，支架前柱到煤壁的无立柱空间宽度F愈小愈好，它的尺寸组成为：F=B+e+G+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，此空隙距离 e = 100 ～200mm 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 ——输送机宽度，其组成 G=f +s +a +b ，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；a为电缆槽和导向槽的宽度，通常为360mm；b 为前柱与电缆槽之间的距离，为了避免输送机倾斜时而挤坏电缆和司机的操作安全，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，此间隙约为 200——400mm。

煤层薄时取小值，厚时取大值。

则从前柱到梁端的长度应为：L=F－B－D－x在空间高度上，支架最大高度 H可表示为：H=A+C+t式中 t ——支架顶梁厚度；A ——采煤机机身高度、输送机高度和采煤机底托架高度 h ( 自输送机中部计算起)之和，但底托架高度要保证过煤高度 E >250～300mm；C ——采煤机机身上方的空间高度按便于司机操作及留有顶板下沉量确定。

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。

3、实际生产率
QBQk2
2、移架速度与采煤机的牵引速度适应
移架速度跟不上采煤机割煤速度，易造成冒顶 3、液压支架移架方式与综采工作面生产能力相适应。 通常有以下做法：（1）顶板稳定性好时，单架依次顺序 式移架，采煤机割至工作面端头时，利用采煤机返向操作 和斜切进刀的时间，移架工将移架滞后的距离赶上来。 顶板稳定性差的综采工作面，移架工对支架分段管理，采 煤机割至哪一段范围，就由该段移架工移架，使移架和割 煤的距离不超过一定值，但同时移架的段数不应超过三段。 4、综采工作面生产能力要和供风量一致。综采工作面风 速度不允许超过4m/s.
（3）支架最小支撑高度Hmin与滚筒直径D二者关系式中， 采用滚筒采煤机的最小采高必须大于滚筒直径D。
Hmin=D-S2-a
（4）支架支撑高度H与采煤机机面高度A之间关系如 图所示。当采煤机处于支架最小支撑高度Hmin情况 下，其机面至支架顶梁底面仍要保持一个过机富裕 高度Y值，通常Y≥200mm，Y可用下式表示：
X--前柱与电缆槽间距 mm
d—前柱外径 mm从安全的角度出发，无立柱控顶宽度 R越小越好，为了防止移架后支架前柱与电缆槽相碰和保 证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∽200mm
（2）人行道宽度M。根据安全规程的规定，人行道宽度 M≥700mm。
（3）端面距。移架后支架顶梁前端与煤壁之间 的距离。以防止输送机槽不平直或斜切进刀时 滚筒割顶梁。端面距一般在150～300mm之间。 （4）移架千斤顶的行程。移架千斤顶的行程应 比采煤机截深大100～200mm。
输送设备的配套性能
一、刮板输送机与采煤机及支架的配套 （一）刮板输送机与采煤机的配套 1、刮板输送机的输送能力不小于采煤机的理论生产率； 2、刮板输送机的结构形式必须与采煤机结构相配套； （二）刮板输送机与液压支架的配套原则 1、刮板输送机的结构形式要与液压支架架型相匹配； 2、刮板输送机的溜槽长度要与液压支架的中心距相匹配； 3、刮板输送机溜槽与支架推移千斤顶连接装置的间距和

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。

式 支架 。
②煤层倾角 ：当倾角大于 １。 ，液压支架必须 ５时
采取 防倒 防滑措施 。
③底板强度 ：支架对底板的接触 比压应小于底板
的抗压强度 ，底板软时，应考虑使用提腿移步支架 。 ④瓦斯含量 ：瓦斯涌出量大的工作面支架 的通风 断面必须有足够风量 ，而且风速不允许超过 《 煤矿安 全规程》规定 的 ４ｍｓ ／ 的要求。 ⑤地质构造 ：支架 的结构形式和支架特性要适应
③支架结构要与煤赋存条件相适应 ； ④支架 的支撑高度要与工作面采高相适应 ；
包括采煤机 的生产能力 、采煤机牵引速度、装机
同 煤 科 技
・
３ ・ ６
Ｔ ＯＮＧ ＭＥＩＫ Ｉ ＥＪ
⑤支架通风断面要与工作面风量要求相适应 ； ⑥支架应与采煤机 、刮板机等设备相匹配。
１１ 选 型原 则 ．． １
③输送机中部槽 的结构 ，一般应选用开底式 ，封
底式主要用于底板较松软的条件 ；中部槽宽度尺寸尽 可能选用通用尺寸 ，并考虑能与采煤机托架和行走机
构 尺寸 相 匹配 。
①适合特定的煤层地质条件 ，并且采煤机采高 、
截深 、功率及牵引方式等 主要参数选取合理 ，有较大 的使用范围；
直 接顶 、基本 顶 （ 老顶）岩 层 断裂 移动 和 冒落产 生 的
压力。 １ － 液 压支 架结 构 高度 的选 择 ．３ ３
图 １ 综 采 工 作 面三 机 目 套
２１ 采煤机 与 液压支 架 的配套 关 系 ．
采 煤机 与液 压支 架之 问无相 互 直接连 接 关系 ，但 却 有两 个相 互位 置关 系需 要予 以重 视 。第 一个关 系是 一 采 煤机 机 身 最 高点 与对 应 处 液 压 支 架 顶 梁 下 面 的 天 系 。采煤 机沿 工作 面往返 割煤 时 ，其机 身要 红 支架 顶 梁 下 通过 ，此 时应 保 证 二 者 在 正 常 情 况 下 Ｊ 虹生 涉 。为 达此要求 ，通常 二者 间沿 高度 方 向的距 离应保 持在 ０２ｍ左 右 。特 殊情 况下 特殊 对待 。 ． 采煤 机与液 压 支架 的另 一个重 要位 置尺 寸关 系 是 采煤 机截 割滚筒 侧 面到 支架 前梁端 部 的距 离 。此 距离 过小 ，将 可能 导致 割顶 梁事故 ；过 大将 会增 大 支架 梁

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。
（5）为了配合滚筒采煤机自开切口的需要应优先选用短机 头和短机尾，但机头架和机尾架中板升角不宜过大，以较 少在压链块中损失。 （6）与无链牵引采煤机配套时机身应附设齿条与采煤机的 行走轮齿相啮合。 （7）为了防止重型工作面刮板输送机下滑，应在机头机尾 安装防滑锚固装臵。顺槽断面较大上下顺槽可选用液压端 头支架，当工作面倾角较大，选用工作面输送机防滑装臵， 每10架安装一个防滑千斤顶，倾角大于15°以上时，每7 架安装一个输送机防滑千斤顶。 （8）工作面输送机溜槽两侧应附设采煤机滑靴跑道。 （9）为配合采煤机双向往复采煤的需要，应在采煤机靠煤 壁一侧附设铲煤板，以清理机道浮煤。 （10）为了配合采煤机行走时能自动铺设拖移电缆水管，应 在输送机靠老塘侧附设电缆槽。
㈢、顺槽转载机的选型 （1）顺槽转载机的输送能力要与工作面刮板输送机的能力相匹配。 （2）转载机的传动装臵均布臵在机头部，应根据运量、运距大小来确定 功率。 （3） 机尾部要与工作面输送机的连接处要配套。 （4）顺槽转载机是工作面输送机与顺槽可伸缩带式输送机的中间转载设 备，因此宜采用桥式结构。 （5）转载机机头处安装行走小车上，结构、轨距应与可伸缩带式输送机 机尾配套。 （6）用于煤质较硬、块度较大的的采区时，在中部最好安装一台破碎机。 （7）与可伸缩带式输送机机尾受煤部的重叠长度应配套。 （8）转载机机头部与行走小车连接横梁处选用转轴结构，允许机头和桥 身部可绕横梁和车架在水平和垂直方向适当转动，以适应顺槽巷道底 板起伏以及可伸缩带式输送机机尾的偏摆，并适应转载机机尾不正及 工作面刮板输送机下滑引起转载机机尾偏移的情况。

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。

四、术语解释
梁端距：也叫端面距、空顶距，支架顶梁最前端距煤壁(采煤机滚 筒端盘齿尖)的距离，有最大和最小之分，二者相差一个截深。
铲尖距：又叫过煤距离，刮板机铲煤板铲尖与采煤机滚筒叶片尾部 的距离。
过煤高度：采煤机机身与刮板机中部槽中板之间的距离。 过机高度：采煤机机身与支架顶梁之间的距离。 机面高度：采煤机安装在刮板机上机身最高点与地面之间的距离。 行人通道：即行人的安全通道，一般断面不小于宽0.4m×高0.6m。 即时支护：割煤后先拉架、后推溜，在用的全部是即时支护，支架
五、配套应注意的问题
1、梁端距要根据顶板岩性和采高(采煤机滚筒直径)适当控制，仰 俯采(±5°～10°)时不能割顶梁或铲煤板。
2、摇臂在极限位置(上限和弯摇臂圆弧在最高点)时与支架顶梁的 位置关系，即注明采煤机的采高范围，防止不能挑顶、摇臂壳 与顶梁干涉。
3、摇臂与中部槽槽帮之间的高度不能太小，防止因过煤空间小 影响装煤效果。
3、端正为煤矿服务的态度不错、也应该，但是要有科学的依 据，不能盲目服从。
一次采全高工作面三机配套示意图
长城煤矿 1103 南综采工作面方向示意图
上平巷
工
作
设备选型：支架 ZY5000/13/27
面 切
推采方向
采煤机 MG300/700-WDK 刮板机 SGZ730/400
眼 签字后发回。
运煤方向
8、配套时要考虑设备零部件的更换、运输等环节，不能因空间小而 无法施工。
9、要考虑到“拉超前架”对各部间隙和尺寸的影响。 10、配套图要齐全，如中部配套图、机头尾配套图、设备平面布置
图、割煤状态垂直示意图、上下顺槽布置图等。
六、地面模拟试运转
1、各设备的相应位置要按照在井下安装的实际尺寸进行摆 放，要准确定位。

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。

1.4 设备性能配套 工作面“三机”性能配套主要解决采、运、支护三种设备 性能之间的相互配合、避免运转时的相互制约问题以及系统之 间连接方式的匹配，以充分发挥设备性能，最大程度的满足工 作面生产需要。这就需要通过对各个设备的性能及特点研究分 析，确定其性能配套的要素，进行必要的调整和改进，使其相 互之间性能匹配。 （1）采煤机自开切口的摇臂长度与刮板输送机机头、机 尾的长度相适应。 （2）采煤机底托架的形式、规格参数与刮板输送机的中 部槽及其铲煤板、挡煤板的导向方式与其强度相适应。 （3）采煤机的牵引机构、行走机构与刮板输送机间的联 系和啮合方式及其强度相适应。 （4）液压支架的底座和推移装置与输送机的机头、机尾 和中部槽的连接及其运用方式（如立即支护还是滞后支护），
科学与信息化2020年9月下 107
工业与信息化
TECHNOLOGY AND INFORMATION
它们间的连接位置设置以及性能强度相适应。 （5）液压支架的移架速度与采煤机的割煤速度相适应。 （6）刮板输送机、液压支架的防倒、防滑性能与煤层倾
角大小相适应。 （7）采煤机的采高与液压支架的高度相适应。 （8）采煤机滚筒宽度及截深与液压支架的步距相匹配。 （9）采煤机的摇臂与刮板机的匹配：刮板机的机头链轮
通过调查研究掌握详细的地质资料和采煤工艺，是搞好综 采设备选型配套的基础，设计研制新的机械设备，可以通过协 商，调整结构尺寸和性能参数，达到配套的要求。
1.1 地质条件配套 影响地质条件匹配的因素有：①煤层厚度：影响支架的结 构空间、伸缩比和支护强度。对薄煤层而言，影响采煤机的是 最大结构高度和采高。②煤层倾角：影响系统的稳定性，当倾 角＞10°，采煤机和支架要有防滑装置；当倾角＞16°时，输 送机要有防滑装置。③煤层硬度：硬度小（f≤2）的煤层，应 当选用较大截深的采煤机，双中链的刮板输送机；硬度大（f＞ 2）的煤层，应当选用大功率和截深较小的采煤机，优先选用双 边链或中双链刮板。④顶底板条件：顶底板的稳定性决定着液 压支架的支护强度和架型。在顶板不稳定的条件下，应选用截 深较小的采煤机，槽宽较窄的刮板输送机；在底板抗压强度不 同时，支架的底座形式，刮板槽宽应与煤机底托架的形式相匹 配。⑤底板比压：底板比压影响液压支架底座形式和面积。底 板较软，承受比压较小，使支架前端比压增大，应选用整体闭 式底座。 1.2 开采工艺配套 根据地质条件及煤层赋存条件确定一次采全高、放顶煤、 分层开采方式。当煤层可放性好通常选用放顶煤开采工艺，而 影响可放性的主要因素有煤的厚度、煤层硬度及其裂隙发育程 度、开采深度、煤层夹矸厚度和岩性、顶板条件及煤层开采技 术条件等。 1.3 生产能力配套 工作面生产能力取决于采煤机落煤能力。要保证工作面高 产，刮板输送机、转载机、可伸缩带式输送机等设备的输送能 力就要大于采煤机落煤能力，液压支架移架速度就要满足采煤 机割煤、落煤、装煤的工作速度要求。工作面“三机”生产能 力配套按下列步骤校核： （1）确定工作面所需要的生产能力。在确定工作面生产 能力时应考虑如下因素：①同类综采设备在生产中的实际生产 能力；②所选设备能够保证实现的生产能力；③考虑到投资、 效益及矿井发展计划所需要的生产能力。 最终，工作面所需的 生产能力以工作面的小时生产能力为基础。

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。

距、 卧底 量、 过煤 高度等 ， 下面根据峰峰集 团多年来综采 设备选 值应尽量大一些 。后放煤高度一般取值在 １０ ｍ ０ ０ｍ以上 。（） ６ 工 型配套设计实 践， 对这 些配套尺寸 的选取确定原理作 一些分析 作面行人空 间。 指工作面 内保证行人、 工作 的最小空 间。 在支架 和探讨。（） １梁端距支架 顶梁 前端 至煤壁 的距离 。 梁端距 的大小 结 构尺 寸和 配 套 要 求 允 许 的情 况 下 ， 取 值 应 尽 量 大 一 点 以保 该
和 安 装 结 构 配 套 两 方 面 的 问题 。安装 结 构配 套 设 计 是 要 恰 当处 量大 一些 。 卧底量一般取值在 ８ ￣２ ０ ｍ之 间。 ４ 采煤机过煤 ０ ０ｍ （）
理转载机 、 皮带机 、 刮板 机 、 采煤 机、 支架等设 备之 间的相互连 高度 。刮板机 中板上面至采煤机底腹面 的高度 。采煤机过煤 高 接关系 ， 定合理 的配套 尺寸 ， 中刮板 输送机 、 确 其 采煤 机 、 支架 度的设计主要 是保证大块煤和矸石顺利通过 。 其取值主要依据 的相互配套关系最 为重要 。工作面 中部“ 三机 ” 几何关 系配 套设 煤 的 软 硬 程 度 和 配 套 设备 情 况 。 一 般 情 况 下 ， 满 足 采 煤 机 设 在 计 就是要确 定刮板 机、 采煤机 和支架 的相互配套尺 寸 ， 保证 设 计尺寸 的要求下 ， 过煤 高度取 值应大 一些 ， 以利 于大块煤和 矸 备 运行时不 相互干 涉 ，并使其配套 设备 的效能最大程 度 的发 石的通过。过煤高度一般取值在 ８ ０ｍ左右 。（） ０ｒ ａ ５ 后放煤 高度 。
选取原理进行详 细的论 述。这些配套经验对 综采设备 的选型 配套设计及 综采设备性能的开发研 究有一定的参考价值 。

矿井综采工作面三机智能化控制研究摘要：随着工业化、信息化技术不断发展，煤矿井下先进的通信技术、控制技术等不断应用，在一定程度提升了矿井综合智能化控制水平。

矿井生产过程中，综采工作面是主要的煤炭开采、运输场所，实现采面内采煤机、刮板输送机以及液压支架合理衔接、配套，是实现煤炭资源高效回采的重要保障。

关键词：煤炭开采;综采设备;智能化控制引言当前采矿行业飞速发展和广泛应用的技术是大数据和物联网，如人工智能和大数据以及云计算等在当今工业化与信息化领域的成熟应用，都极快地促进了密集型煤炭技术的发展方向，井下煤矿工作面的5G智能化，大大拓宽了开采煤矿的范围。

综采工作面是生产煤炭不同环节里最重要的一步，可以说是枢纽的一步，代表上游环节的是准备工作面和治理灾害，中间环节是运输和煤炭采落，代表下游环节的是管理后期的矿井和采空区。

综采工作面最常用到的采煤机械有3种：刮板输送机和液压支架以及采煤机，其中高效发展和安全及绿色的煤矿保障前提是运行和衔接以及“三机”配套的综采工作面。

所以，本文重点研究了基于液压支架和刮板输送机还有综采工作面中采煤机典型应用时，运行和衔接以及“三机”配套环节采用智能化方式后，其综采工作面未来的智能化建设方向的研究。

1综采工作面“三机”配套在综采工作面的大系统背景下，要根据一定的原则，才能达成三种设备工作过程中的协同作用，这些指标有很多方面，如系统的规格、设备的性能、机械的大小、使用的寿命等，同时采煤机的割煤生产能力要达到该工作面计划的生产能力，这也是对采煤机性能方面的要求。

此外，刮板输送机一定要留出一部分的运输能力，这样做的目的是避免落下的碎煤堆积在一起，影响生产效率。

其中的各个子系统之间的配合也是有一定要求的，具体如下：1）采煤机与刮板输送机的系统：刮板输送机的中心输送槽要朝着采煤机底部托架、滑靴等结构支承，物料运输的首、尾部构造应保证与采煤机贯通，并在首、尾部之间的特殊地方处理成三角形的煤。

综采工作面三机配套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。

工作面“三机”性能配套一、性能配套的要求工作面“三机”性能配套，主要解决采、支、运三种设备性能间的相互配合，避免运转时的相互制约问题，以充分发挥设备性能的效用，最大程度地满足综采生产能力的要求。

为此，需要通过逐一对照液压支架、采煤机和刮板输送机各自的功能和性能进行研究、调整和局部改进，使他们的性能能够完全匹配和相适应。

二、性能配套上应注意的问题1、采煤机自开切口的摇臂长度与刮板输送机机头、机尾的长度相适应。

2、采煤机卧底深度要求与刮板输送机机头、机尾高度相适应。

3、采煤机底托架的型式、规格参数与刮板输送机的中部槽及其铲煤板、挡煤板的导向方式与其强度相适应。

4、采煤机的牵引机构、行走机构与刮板输送机间的联系和啮合方式及其强度相适应。

5、液压支架的底座和推移装置与输送机的机头、机尾和中部槽的连接及其运用方式（如立即支护还是滞后支护），它们间的连接位置设置以及性能强度相适应。

6、刮板输送机、液压支架的防滑性能与煤层倾角大小相适应。

7、液压支架的移架速度与采煤机的割煤速度相适应。

8、刮板输送机与转载机的联接应满足相互间移动和转动的要求。

9、采煤机的采高和液压支架的高度相适应。

10、采煤机的截深与液压支架的步距相匹配。

三、工作面“三机”几何尺寸配套采煤机、刮板输送机和液压支架之间的配套尺寸关系：从安全角度出发，支架前柱到煤壁的无立柱空间宽度F应越小越好，它的尺寸组成如下式：F=B+E+G+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，为防止采煤机在输送机弯曲段工作时滚筒切割铲煤板，E=100～200mm；x——立柱斜置产生水平增距，它可由立柱最大高度计算出来；G——输送机宽度，其组成为G=f+S+a+b；f——铲煤板的宽度，其一般为150～240mm；S——输送机中部槽宽度，由输送机型号决定；a——电缆槽和导向槽宽度，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并保证司机的操作安全，通常此距应大于200～400mm。

110906综采工作面设备选型方案一、工作面条件110906综采工作面位于中井煤矿11采区东翼。

走向长最大166m、最小157m、平均162m；倾向长最大145.5m、最小145.5m、平均145.5m；倾角最大19°、最小17°、平均18°；煤层厚度最大3m、最小2.6m、平均2.8m；平面积23033㎡、斜面积24219㎡；地质储量98998t；可采储量95038t；容重1.5t/m³；回采率96%；采区回收率83%；开采煤层编号M10(K9)。

110906回采工作面南部为110902采空区，最短平距70m，及111802采空区，东部为110906顶板瓦斯巷，西部为113运输石门及113专用回风石门，北部无采掘活动，110906运输巷上部为110906顶板瓦斯巷爬坡段，下部98m为1530水仓。

110906综采工作面2022年4月开始回采，2022年7月份回采结束。

第一节工作面设备选型工作面主要配套设备明细表一、采煤机选型1、采煤机性能参数确定（1）采高的选择采煤机的采高应与煤层厚度的变化范围相适应，根据K9号煤层赋存条件和开采技术条件，确定采煤机的采高1.6-3.3m。

（2）滚筒直径的确定双滚筒采煤机的滚筒直径以大于工作面最大采高的0.5倍为宜，K9号煤层采高平均2.8m，滚筒直径大于1.4m即可满足使用要求，取滚筒直径D=1.6m。

（3）截深的确定截深的选取与煤层厚度，煤层软硬，顶板岩性以及支架移架步距，综合考虑采煤机的截深，考虑到110906采面设计生产能力及管理水平，设计选用采煤机截深800mm。

（4）工作面生产能力工作面应具有的最小生产能力由下式计算：Qh=Qy×f/[D×（N－M）×t×K]=0.6×106×1.2/[330×(3－1)×8×0.4]=340t/h式中：Qh——工作面设备所需最小生产能力，t/h；Qy——要求的工作面产量，0.6Mt/a；D——年工作制度，330d；f——能力富裕系数，1.2；N——日作业班数，3班；M——每日检修班数，1班；t——每班工作时数，8h；K——开机率，取0.4。