综采工作面“三机”配套及实践应用研究

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综采工作面“三机”空间布置研究与应用

ＹＵＬｅｉ
（ＴｉａｎｄｉＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｉｒｎｃｉｐｌｅｏｆｍｉｎｅｓａｆｅｔｙａｎｄｅｉｃｆｉｅｎｃｙ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｓｕｍｍａｉｚｒａｔｉｏｎ，ｓｐａｔｉａｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆ“ ｔｈｅｔｈｒｅｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ”ｉｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ，ｇｅｎｅｒａｌｓｐａｔｉａｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｍａｔｃｈｉｎｇｏｆ “ｔｈｅｔｈｒｅｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ”ｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｒｅａｓｏｎａｂｌｅｇｅｎｅｒａｌｓｐａｔｉａｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆ “ｔｈｅｔｈｒｅｅ

综采工作面“三机”配套及实践应用研究

综采工作面“三机”配套及实践应用研究作者：姬永明唐云鹏来源：《中国化工贸易·上旬刊》2016年第05期摘要：在一些大型煤矿企业的煤矿开采作业中，会遇到很多三机配套与实践应用方面的技术问题，由此，本文就贵州一家大型煤矿企业的三机配套与实践情况进行分析，从而针对三机配套来如何做好工作面控制系统安装工作，并对故障进行分析和处理，探究安全管理技术方面的问题。

关键词：自动化；实践应用；三机；安全管理当前煤矿综采工作面的“三机”配套已经有了较好的综采技术水平，随着自动化控制技术的发展，其煤炭安全开采中的开采装备也有了更好的保障，拥有高水平的自动化控制技术是煤矿开采工作的现代化水平装备的象征。

贵州省土城煤矿企业拥有300万吨/年的生产量，采用平硐-斜井方式进行综合开拓，是煤—瓦斯较为突出的矿井。

土城煤矿的15910综采工作面在焦炭沟的采煤区，有1330米长的走向和195米长的倾斜，煤层的倾角平均达到21°，厚度平均达到0.9米，其顶是泥质粉砂岩，具有较稳定的煤层。

1 三机配套及其安装1.1 三机配套状况除了刮板输送机、采煤机、液压支架这三机外，土城煤矿的15910综采面拥有的设备还有掩护式过渡液压支架、桥式转载机、破碎机等。

对于三机的配套上，必须要进行正确的选型，这样才能保证三机配套关系的合理性，从而提高煤矿综采面的高产效率。

1.2 安装方法进行三机配套设备的安装，必须要根据相关作业、操作以及安全规程来执行安装。

根据以上设备的信息，15910综采面的三机安装顺序是：先安装可伸缩输送带，然而再来进行顺槽液压设备的安装，此处需要注意的是将水处理系统安装于切眼下部出口外的500米的位置，第三，安装设备列车，第四是安装全自动集控系统，第五是安装转载机，第六为包括了电机控制系统在内的液压支架的安装，第七，安装刮板输送机，最后安装采煤机。

2综采面自动控制系统与常见故障的处理对于综采工作面的控制系统，本文主要介绍支架电液控制系统和全自动集控系统及其常见故障进行分析。

综采工作面“三机”的选型与配套问题浅析

综采工作面“三机”的选型与配套问题浅析煤矿综采工作面的“三机”是指刮板输送机、采煤机和液压支架，“三机”配套问题也是随着煤矿综采的不断发展而逐渐形成并发展的。

近年来，针对“三机”选型与配套的研究越来越多，成为煤矿领域的热门课题。

文章主要对综采工作面“三机”的选型与配套问题进行了简要分析。

标签：综采工作面；“三机”；选型原则；配套原则1 综采工作面“三机”的选型原则1.1 液压支架的选型原则通过液压支架和围岩力学彼此作用的结果，以及对于地质并不相同的条件下如何确定支护阻力的研究，同时结合不同支架的结构力学特征进行综合分析，作为液压支架选型的基本依据。

具体而言液压支架选型应该考虑的地质条件及采矿条件包括以下几个方面：1.1.1 直接顶稳定性类型。

1.1.2 基本顶级别及其相应的矿压显现参数（初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度）。

1.1.3 底板类别及其相应的力学参数，包括容许载荷强度、抗压缩刚度等。

1.1.4 截高、煤层的强度、节理方向、煤层的厚度变化等。

1.1.5 煤层倾角和工作面推进力向。

1.1.6 瓦斯的等级以及必要的通风断面等。

1.2 采煤机的选型原则作为综采工作面最关键的生产设备，采煤机的选型必须全面考虑煤层的赋存条件以及生产能力方面的具体要求，同时也要考虑输送机、液压支架的配套问题。

通常采煤机的选型应该结合煤层的厚度情况、坚硬度情况及其顶底板的性质来决定。

1.3 刮板输送机的选型原则选择刮板输送机时，需要考虑综采工作面采煤机实际的生产能力状态，同时要考虑符合综采工作面之设计长度要求。

如果使用的采煤机为大功率，通常刮板输送机也应选择驱动功率较大的，从而符合采煤机的生产能力需求。

同时，刮板输送机本身的结构形式及其相应附件还需匹配采煤机本身的结构形式，例如可以按照采煤机行走部的宽度、工作面长度相应地对刮板输送机的机槽宽度、工作面长度进行选择，并且还需确保其能够同支架拉架力以及推移千斤顶连接装置的间距与结构能够匹配。

试论综采工作面“三机”的选型与配套

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。

大采高综放工作面“三机”配套选型技术研究

大采高综放工作面“三机”配套选型技术研究本文针对大采高综放工作面”三机”配套选型，首先概述了配套选型的基本原则，进而详细论述了”三机”选型方法，可以为相关技术人员进行”三机”配套选型以及管理提供合理的参考。

标签：大采高综放“三机”0引言随着工作面机械装备水平的不断提高，大采高一次采高在煤矿开采生产中得到了广泛的应用，各种大功率以及大采高的重型综采设备更是推动了大采高综采放顶煤开采技术的应用发展。

为了进一步的提升大采高综放工作面的产量，在煤矿开采生产过程中，应该系统合理的对采煤机、刮板运输机、液压支架这“三机”进行配套选型，并加大系统的设备能力，以进一步的增加大采高综采工作面长度，实现采高和截身的加大，提高综放工作面的生产能力以及安全可靠性，充分发挥煤层综放开采的技术经济优势。

1大采高种方面“三机”配套的原则分析大采高综放工作面的“三机”即采煤机、液压支架系统以及刮板运输机，为了确保大采高综放工作面的生产能力以及不同设备的效能，必须合理的进行“三机”设备的总体配套，配套需要遵循的原则主要有以下几方面：（1）“三机”配套必须适应大采高综放工作面的地质条件。

对于大采高综放工作面“三机”的配套选型，必须满足于煤层倾角、煤层厚度、顶煤冒放性、煤层底板、顶板压力、煤层硬度等地质条件的要求。

（2）满足生产能力的基本要求。

对于“三机”的配套选型，还应该综合考虑分析大采高综放工作面的生产能力要求，尤其是在设备的选型过程中应该综合的考虑采煤机回采能力、刮板运输及输送能力、液压支架的移架速度、皮带传送级的运输能力以及乳化液泵站的输出能力，必须与大采高综放工作面的生产能力相适应。

（3）符合配套尺寸的相关要求。

对于“三机”的配套选型，还应当综合考虑机械设备与空间几何尺寸之间的关系，尤其是对大采高综放工作面前后部刮板运输机、液压支架以及采煤机之间搭配尺寸的协调，以避免“三机”设备在运转过程中发生干扰。

（4）满足工作面安全生产的需要。

综采工作面“三机”选型配套探讨

FORUM 论坛装备126 /矿业装备 MINING EQUIPMENT综采工作面“三机”选型配套探讨□ 王　琳　汾西矿业柳湾煤矿综采工作面的“三机”，包含液压支架、刮板输送机和采煤机，它们是综采工作进行的主要设备工具。

所以在选型的过程中，需要重点考虑机型配套的关系，进而选出正确的机型，这对综采工作的顺利的进行，以及企业经济效益的提升，有着重要的促进作用，也是实现生产高效的前提条件。

正是在这样的背景下，本文对“三机”的选型和配套问题，进行了细致的探讨，并对综采工作的开展，提供了一定的建设性意见。

“三机”选型的标准液压支架的型号选择液压支架的型号选择，相对来说比较复杂。

首先，应该实确定支架的种类，包括支撑、掩护式支架等，支护阻力包括额定的工作阻力，以及初撑力。

支架的保护强度与底板比压等。

其次，选择型号的根据是采矿区，以及综合开采工作面的地质说明书。

在选择型号之初，一定要把开采工作面的煤层分布情况，以及矿井周边的地质情况，调查的清清楚楚。

继而根据不一样种类的顶板，进行支架的选择。

最后，根据选择型号内容的不同，进而联系现阶段已经出现的液体压力支架，对他们技术性能进行综合的判断，并选择各技术参数都符合要求的支架。

刮板输送机的型号选择刮板输送机的型号选择，应该遵循以下几点原则。

首先，该设备的输送能力需要超出采煤机的生产能力的界限，通常超出1.5倍左右，并依据刮板链的品质，对链条的数量进行确定，联系煤炭的质地，进而选取型式结构为链子状的输送机。

其次，双电机双机头渠道启动的方法，应该具备优先的被选择权，对短机头、机尾的选择，也应该保持优先的原则。

最后，对采煤机的配合需求进行满足，例如在机头或是尾部装置防滑、松弛等部件，在煤壁的附近，设立一层铲煤挡板等，或是在空旷地带，铺设电线槽等。

在选择刮板输送机的型号时，还要确定它的各项技术参数，包含输送的能力、链条的强度和电机的功率等。

每项技术参数都可以保证开采工作的顺利进行。

6、综采工作面“三机”配套概述

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。

科学组织综采工作面“三机”配套回撤的成功应用分析

科学组织综采工作面“三机”配套回撤的成功应用分析综采工作面收尾时，设备的拆迁、回撤工作量很大。

其核心就是综采工作面“三机”包括采煤机、工作面刮板输送机和液压支架的拆迁与回撤。

综采工作面的回撤应尽量做到时间短、省工时、省材料、費用低、不损坏设备、保证现场作业安全。

因此，综采工作面“三机”回撤时科学合理的施工组织尤其重要。

标签：综采工作面；“三机”配套；科学回撤1 引言王晁煤矿位于滕北煤田南部，目前主要开采12煤、16煤，采煤方法为长壁式综合机械化开采。

自1998年投产以来，通过科学合理组织综采工作面“三机”配套设备的拆迁、回撤成功完成69个综采工作面生产。

回撤期间未曾出现任何事故，累计节约生产成本共计0.25亿元。

2 综采工作面“三机”配套设备20404综采工作面是目前正在生产的12煤采煤工作面，“三机”配套设备如下：支架：ZY2800/09/20型111架；刮板运输机：SGZ630/132型1部；采煤机：MG2×65/312-WD型电牵引采煤机1台。

3 综采工作面“三机”配套科学组织回撤的应用分析3.1 综采工作面采煤机回撤的科学合理组织（1）采煤机拆迁前，停在工作面运输机尾10米处滚筒降至接近底板停电、闭锁，并将采机附近浮煤、杂物清理干净，为分解采煤机做好准备。

（2）采煤机的分解：①分解顺序：前后滚筒-调高油缸-右截割部-右牵引部-中间箱-左行走箱-左截割部。

②分解前后滚筒端盖的固定螺丝将滚筒端盖放至稳定地点；在滚筒下方打一棵单体支柱做保护柱，滚筒上方用2T葫芦与滚筒连接后稍加紧链。

然后分解水管及方轴螺丝用单体支柱慢慢将滚筒支下。

③分解滚筒后，分解调高油缸，在摇臂上方起吊点上挂φ21.5mm绳扣和2T葫芦将摇臂栓牢，用手拉葫芦调节油缸的耳座间隙，用拉锤把销子拉出，缓慢松手拉葫芦链，将摇臂与调高油缸放至底板。

④分解截割部，用φ21.5mm的绳套和20T卸扣将截割部与钢丝绳钩头连接，稍紧绞车钢丝绳，使用两台2T葫芦将截割部起吊到适当高度后，解下截割部和行走部销子，拆下两台2T葫芦。

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综采工作面“三机”配套及实践应用研究
在一些大型煤矿企业的煤矿开采作业中，会遇到很多三机配套与实践应用方面的技术问题，由此，本文就贵州一家大型煤矿企业的三机配套与实践情况进行分析，从而针对三机配套来如何做好工作面控制系统安装工作，并对故障进行分析和处理，探究安全管理技术方面的问题。

标签：自动化；实践应用；三机；安全管理
当前煤矿综采工作面的“三机”配套已经有了较好的综采技术水平，随着自动化控制技术的发展，其煤炭安全开采中的开采装备也有了更好的保障，拥有高水平的自动化控制技术是煤矿开采工作的现代化水平装备的象征。

贵州省土城煤矿企业拥有300万吨/年的生产量，采用平硐-斜井方式进行综合开拓，是煤—瓦斯较为突出的矿井。

1 三机配套及其安装
1.1 三机配套状况
除了刮板输送机、采煤机、液压支架这三机外，土城煤矿的15910综采面拥有的设备还有掩护式过渡液压支架、桥式转载机、破碎机等。

对于三机的配套上，必须要进行正确的选型，这样才能保证三机配套关系的合理性，从而提高煤矿综采面的高产效率。

1.2 安装方法
进行三机配套设备的安装，必须要根据相关作业、操作以及安全规程来执行安装。

2综采面自动控制系统与常见故障的处理
对于综采工作面的控制系统，本文主要介绍支架电液控制系统和全自动集控系统及其常见故障进行分析。

2.1支架电液控制系统
有了支架电液控制系统，会带来更加灵活、便捷的液压支架和刮板输送机的
移动操作。

要对每个支架都配备1支压力传感器和位移传感器、1块电子阀驱动器、1支红外接收器。

而对每3个支架需要有支架控制器1台、闭锁按钮2个的配置方案。

在每6个支架中要有电源箱1个（12V，3A）。

在15910综采面中，支架电液控制系统的配置分别为：44个支架控制器（本安型）、86个闭锁按钮、22个电源箱（隔爆、本安型）、130个压力传感器、130个位移传感器、8个遥控发射器、22个遥控接收器、1个红外线发射器、130个红外线接收器。

2.2全自动集控系统（中央控制室）
该系统涵盖了视频监控系统、语音系统以及中央集控系统，其中，跟随设备列车而移动的中央控制室设置于设备列车中部，即在两台移变后面。

视频监控系统主要对工作面进行监视。

包括44台本安型摄像机、44个本安型视频监控箱、1套电缆、千兆网通信接口、与支架电控系统共用的电源。

语音系统包括的设备有KTK101的扩音电话、KTC101主控制器、KFD101总线终端、KHJ15闭锁按钮、KDW101电源、MHYBV-7-1矿用拉力电缆。

中央集控系统作为重要的自动化控制系统，该系统配置了纯钢质结构的集控装置本体1台，高可靠性工控机2台，3套CAN、前兆以太网通信接口（双CAN口），控制系统软件分别为1套VC6的King View和1套SQL Server的King View，高性能防护电缆总成1套（电源、通信）。

2.3 常见故障处理
三机应用于15910综采面，容易出现问题的地方有电液控制器、电磁阀驱动器两个地方，此外还有电源箱、监视系统以及传感器，这些部件经常出现故障，从而工作人员总结了一些快速的处理方法，下面就将出现问题最多的电液控制器故障进行分析处理。

在电液控制器中，常出现的故障、原因及其处理方法：①显示屏不亮，这是由于人机接口板损坏或者是其排线损坏，处理方法是更换人机接口板或者是排线；②按键有反应、无反馈，这是由于薄膜按键盘排线损坏导致的，处理方法是更换按键盘排线③按键无反应，是因为按键板损坏，可以更换按键板进行处理。

3安全技术问题
在本文所提到的三机配套的全自动控制系统中实践运行中出现的问题，使得全自动化工作模式变成了半自动化工作模式。

对于集中控制程度，由于在实际生产中会出现分散的设备，不利于集中、快速的控制和配合，导致了设备综合性能不能得到充分发挥，从而降低生产效率。

所以，必须要控制好工作面的集中控制程度。

綜上，在综采面中的三机配套与实践应用要针对不同的综采工作面来进行配套安装，在实际应用中，也会出现很多安全技术问题，需要今后对三机配套安装进行改进和优化，从而进一步减少生产作业中带来的机电设备问题，从而提高综
采工作的工作效率和机械自动化程度。

参考文献：
[1]侯铁军，赵云峰，赵耀江，谢生荣，李通达.大黄山矿大倾角特厚煤层开采方法及设备的选型研究[J].中国煤炭.2014（03）.
[2]黄曾华，苗建军.综采工作面设备集中控制技术的应用研究[J].煤炭科学技术.2013（11）.。