综采工作面“三机”配套以及设备选型原则
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。
煤矿综采工作面“三机”设备选型与配套
中 州 煤炭
总第 １５ ９ 期
煤 矿 综 采 工 作 面 “ 机 ” 备 选 型 与 配 套 三 设
王 福 安
（ 山西 煤 炭 运 销 集 团 锦 瑞 煤 业有 限 公 司 ， 西 吕梁 山 ０ ３０ ） ３ ０ ０
摘 要 ： 据 锦 瑞 煤 矿 ８号 煤 层 地 质 条 件 ， 煤 矿 综 采 工 作 面 采 煤 机 、 板 输 送 机 、 压 支 架进 行 了选 型 与 配 套 根 对 刮 液 分 析 。 井 下 应用 实 践表 明 ， 作 面 设 备 配 套 合 理 ， 备 性 能得 到 有 效 发 挥 ， 高 了工 作 面单 产 ， 轻 了工 人 劳 工 设 提 减
随着工 作 面装 备 水 平 的不 断 提 高 ， 合 机 械 化 综 开 采技 术在 我 国煤 矿 生 产应 用 中 已 日臻 成 熟 ， 综 而 采 工作 面设 备 的 合 理 选 型 与 配 套 是 实 现 工 作 面 志层 ｋ 石灰岩
电牵 引采煤 机 ， 技术参 数 ： 总装 机功率 ７ ０ ｋ ； 电 ０ Ｗ 供 电压 １１０ Ｖ、０ Ｈ ； 高 范 围 １ ８—４ ０ｍ； ４ ５ ｚ采 ． ． 滚筒 直
径 ２２ ０ｍ 截 深 ６ ０ｍ 牵 引形 式 为交 流 变频 调 ４ ｍ； ３ ｍ；
速 、 轨式牵 引。 销
机 采用 分工 、 分段 追机 作业 ； 煤机 割煤 与其他 工序 采
尽 量做 到 平 行 作 业 。综 合 考 虑 工 作 面 年 产 １ ２ Ｍ ． ｔ 的 目标 及采 煤机 开 机率 ， 锦瑞 煤 矿 采 煤机 的牵 引
速 度应 大 于 ５ｍ ｍ ｎ ／ ｉ。 （） ２ 装机 功率 。采 煤 机装 机 功 率 可 以采 用 比能 法 进行 计算 ， 煤 机 装 机 功 率 Ｐ＝Ｑ Ｈ 采 。其 中 ， Ｑ 为 采煤 机理 论生 产 率 ； 为采 煤 机 吨 煤 能耗 ， 旋 Ｈ 螺
薄煤层综采工作面“三机”选型及应用
FORUM 论坛装备156 /矿业装备 MINING EQUIPMENT薄煤层综采工作面“三机”选型及应用□ 王宏伟 大同煤矿集团华盛虎峰煤业有限公司1 工作面煤层开采条件工作面煤层厚度为0.86~2.67 m。
平均厚度1.72 m。
采取东部煤层中含有少量泥岩夹矸，南部煤层出现大面积沉陷，中部较稳定，北部煤层厚度较大。
整个采区内断层较少，水文地质相对简单。
采区煤层储量为890万t，可开采储量为782万t，分布较为连续，具有开采价值。
煤层综采工作面的设计长度为200 m，采高在2 m 左右，日常量为0.8万t，年产250万t 左右，采煤机割煤回采率为98%。
采煤机采用双向割煤的作业方式，斜切进刀进行割煤作业。
2 工作面产量计算工作面日开采进度根据设计日产量进行计算：工作面小时割煤量根据四六制作业模式，每个班作业6个小时，开机率以70%进行计算：采煤机采用的是端部双向割煤方式，即割煤方式为两个循环割煤。
经计算每个循环需要40 min，以采煤机割煤速度9 m/min 进行计算，采煤机的小煤炭开采中的采煤机、刮板输送机和液压支架等主要生产设备是保证开采效率的重要因素，尤其是对薄煤层的开采更为重要。
薄煤层较低的开采效率且随着国家对资源回收率要求的进一步提高，原有的生产设备已经不能满足生产需要。
因此，结合开采条件对开采主要设备进行选型，以保证安全、稳定、高效的生产效率已经成为目前需要考虑的重要内容。
基于此，结合某矿将要开采的薄煤层生产条件，对主要生产设备进行了选型并进行了现场应用，为薄煤层设备的选型提供依据。
时割煤量应满足1 225 t/h。
3 工作面设备选型3.1 采煤机目前，国内外采煤机的生产能力已经很高，基本都能满足生产需要。
因此，在满足生产需求的基础上对采煤机的操作简易性、可靠性等方面进行考虑。
德国生产的采煤机具有适应性好、故障率低、可靠性高以及使用寿命长等优点深受企业的欢迎，其生产的采煤机整体稳定性都要比其它企业的要好，更高的稳定性可以避免生产作业过程中的振动，能够更加充分发挥采煤机的截割效率，且在作业过程中，采煤机的组成部件受到的冲击较小，可以有效延长各部件的使用寿命。
煤矿综采工作面“三机”设备选型与配套
中 图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ ７ ． ２ １ ； Ｔ Ｄ ５
文 献标 志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８— ０ ０ ５ ２一 Ｏ １
综 采工 作 面成套设 备 主 要 由采 煤 机 、 刮板 输 送 机 、 计的 ； 而无链 式 牵 引 的采 煤 机 ， 其 最 大 牵 引力 按 ３ ５度 液压 支架 、 转载 机 、 可伸 缩 带 式 输 送 机 、 乳 化 液 泵 站 与 设 计 。无链式 牵 引采 煤 机 配 有 制 动 器 时刻 用 以倾 斜 、 移动 变 电站 、 开关群 以及控制 、 通 讯 和 照 明 系 统 等 组 急倾斜 煤层 。 按 煤质 硬度 选择采 煤 机械 煤 的 硬度 是选 择 采 煤 机 成， 必 要 时还需 配有液 压 安全 绞 车 及 电钻 、 小 水 泵等 辅 对采煤机械的正常使用有直接影响。 助设 备 。综 采 配套设 备 的重点是 工作 面 的 “ 三机 ” 即采 功率的直接 因素 ， 按 采煤 工作 面 的生产 能 力 要求 选 型 。采煤 机 的生 煤机 、 刮板 输 送 机 和 液 压 支 架 的 配 套 。本 文 重 点 论 述 产能 力应 大于工 作 面的设 计 能 力 。采煤 机 的生 产能 力 综采 工作 面“ 三机 ” 设 备 的选型 原则 。 主要受 采煤 机牵 引速 度 ， 以及移 架 速 度 、 煤 的输 送 能力 １高产 高效综 采 工作面 设备选 型 配套 的主 要原则 （ １ ） 充 分消化 吸收 国 内外类 似条件矿 井生产 的先 进 和其 他诸 多 因素 的影 响 。 按工 作面采 煤 工艺 要 求选 型 。对 薄 及 中厚 煤 层 的 经验 和技 术 ， 按照高产 高效 矿井 的先进 生产模式 ， 使综 采 单一 长壁 采煤 工 艺 ， 一般 可 以选 用 刨 煤 机 或 通 用滚 筒 设备 能够满足高产高 效 、 安全 、 集约化生 产的要求 。 采煤 机 ； 厚煤层 一般 选用 大 功率 滚 筒 采煤 机 ； 急 倾 斜 特 （ ２ ） 应该立 足于 国 内先 进 、 成 熟 可 靠设 备 、 提 高 装 可 以 备水 平 。按 照满 足 日产 万 吨 以上 ， 通 过 合 理配 套 ， 保 证 厚煤 层水 平 分层 的 短壁 工 作 面 及 放 顶 煤 工 作 面 ， 选 用短 机身采 煤机 。 工 作面 整个 系统 安全 、 高产 、 高效 。 ３刮板 输送 机的选 型原 则 （ ３ ） 针 对 矿 区煤 层 的 地 质 特 点 ， 可 以进 行 分 类 规 刮 板输送 机 一 般 按 照 采 煤 工 艺 的方 法 、 煤 层 赋存 划， 同时兼顾 通用 性 与适 应性 ， 统筹规划 ， 合理 选 型 ， 优 条 件 、 与采煤 机 械 的匹 配 、 与 液 压 支 架 的 匹配 、 与 转 载 化 配套 设备 。 （ ４ ） 提 高综采 工作 面 的推进 速度 ， 并 要保 证 各 机 的 机 的匹配等 原则来 选 型 。在 实 际的应 用 中可 以参 考 几 配套形 式 合理 、 技 术参 数 及 对 应 的尺 寸 的合 理 性 和 可 个 几个 方 面 ： （ １ ） 结构 形式 一 般 考 虑 采 煤 机 械 、 与液压支架 、 与 靠性 ， 从 而保证 各设 备 间的 优化 配 置 ， 从 而提 高 工作 面 转载机 的匹配 。 上、 下 端 头设备 的适 应性 及推移 速度 。 （ ２ ） 要根 据链 子 的符合情 况 决定 链 子 的数 目， 结合 ２采煤 机选 型原 则 块 度 较 大 时 在采 煤 机 的选 型 中 ， 应对煤层厚度 、 煤层倾角 、 煤 煤质 硬度 选 择链 子 结 构 形 式 。煤 质 较 硬 、 优先 选用 双边链 ； 煤 质较软 时可 选用 单链 和双 中心链 。 层硬 度 、 顶底 板 岩 性 、 地质构造 ， 以及 采 煤 方 法 和 工 艺 （ ３ ） 输 送机 溜槽 的结构 选择 铸焊 结 合高 强度 溜 槽 ， 要求 、 技 术经 济 效 果 、 配 套 设 备 要 求 等 因素 综 合 分 析 ， 般 优先 选 用 封底 式 。封 底 式 阻 力 小 ， 主要 用 于 底 板 然后 再 确定选 型原 则 。 根 据煤层 厚度 计采 高 要求 选 型煤 层 厚 度是 划 分 采 较松 软 的条件 。 （ ４ ） 电动率 大小 及 台数 应 根据 综采 面 的倾 角 、 输送 煤 机类 型 的基 本依 据 之一 。不 同煤层 厚 度 需选 取 相 应 机铺 设长 度及 输送 量大 小 而定 。输 送 机 铺设 长 度 可根 的采煤 机 。煤层 的厚 度 是 变 化 的 ， 因 此 采 煤 机 的 采 高 据 刮板输 送机 技术 特征 ， 输送量、 链 速 和 采 面倾 角 等 因 也 应与 煤层 厚度 的变 化范 围相适 应 。 素确定 。 按 煤层倾 角 的大 小选 择 采 煤机 。煤层 倾 角 的大 小 （ ５ ） 为 了配合 采 煤 机 有链 牵 引 或 钢 丝 绳 牵 引 的 需 是采煤 机 牵 引方 式 选 择 的一 个 重 要 因 素 。倾 角 越 大 ， 要， 在 机头 和机 尾 都 应 附 设 采 煤 机 牵 引链 的 张 紧 装 置 牵 引力 也 越 大 ， 防 滑 问 题 也 突 出 。 因为 链 牵 引 采 煤 机 及其 固定装 置 。在 与 无 链 牵 引 的采 煤 机 相 配套 时 ， 机 的最 大牵 引力是 按采 煤机 在煤 层倾 角 １ ６度 条件 下设 身 附设 结构 形式相 应 的齿 条 或销 轨 与采 煤 机 的行 走 轮 齿相 啮合 。 收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ５— ２ １ ４液压支 架选 型原则 作者简介 ： 杨坤 （ １ ９ ７ ４ 一） ， 男， 毕业 于北京 煤炭 工业学校 机 对于 液压支 架 来 说 ， 影 响 液 压 支 架 选 型 的主 要 因 电技术应用专业 ， 助理 工程师 ， 现在太原华润煤业有 限公 司原相 素有 顶板 （ 直 接 顶 、 基 本 顶 ） 和底板岩性 、 煤 层 可 采 厚 煤矿 机电科负责矿井供用电管理 、 采区供 电设计 、 设备选 型计算 等工作。 度、 煤层倾 角 、 煤 层 瓦斯含 量等 ， （ 下转第６ ０页）
综合机械化采煤工作面配套设备选型设计
综合机械采煤工作面配套机械选型设计班级：采矿B07-3班姓名：***2010年01月07日目录一、采煤机械的基本要求------------------------------------3二、采煤工作面有关资料------------------------------------3三、采煤机----------------------------------------------------3四、液压支架-------------------------------------------------9五、刮板运输机---------------------------------------------14六、转载机--------------------------------------------------16七、胶带输送机---------------------------------------------17八、采煤工作面综采设备布置图--------------18一、采煤机械的基本要求对采煤机械的基本要求是高效、经济、安全。
具体要求为：（1）采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求。
（2）工作机构能在所给煤层力学特性（硬度、截割阻抗）的条件下正常截割；装煤效果好；落煤块度大、煤尘、能耗低。
（3）能调节采高，适应工作面煤层厚度变化；能自开缺口。
（4）有足够的牵引力和良好的防滑、制动装置，能在所给煤层倾角下安全生产；牵引速度能随工作条件变化而调节，其大小能满足工作要求。
（5）有可靠的喷雾降尘装置和完善的安全保护装置，电气设备必须能够防爆。
（6）采煤机械是机采工作面的关键设备，它的维护费用在吨煤成本中所占比例相当大。
因此，要求采煤机械的性能必须可靠，维持正常工作所必需的各种消耗（动力、液压油、润滑油、易损失等）应较低。
二、采煤工作面有关资料1. 工作面长度200m;2. 倾角：40度;3. 煤层平均厚度：4.5m;4. 顶板中等稳定;5. A=230N/mm f=3.5.三、采煤机1..根据煤层厚度选择采煤机根据开采技术要求,将煤层厚度分为三类:从最小开采厚度至1.3m为薄煤层,1.3~3.5m为中厚煤层,3.5m以上为厚煤层.煤层的厚度决定着所需采煤机的最小采高,最大采高,机面高度,过煤高度,过机高度以及电动机功率大小.采高在1.1~2.0m左右的采煤工作面,煤质中硬,应选用单滚筒采煤机;采高在1.3~2.5m时应选用双滚筒采煤机或单滚筒采煤机.2.根据力学性质选择采煤机械煤的力学性质主要包括煤的坚硬度系数f,抗压强度,截割阻抗A,韧性,层理和节理的发育状况,夹石含量及分布等.这些因素关系到选择采煤机械的工作机构形式和采煤机械的功率大小.根据煤的坚硬度系数f和截割阻抗A,将煤分为三类（1）软煤----f<=1.5,A<180N/mm（2）中硬煤----f=1.5~30,A=180~240N/mm（3）硬煤----f>=3.0,A=240~360N/mm各种刨煤机最合适开采软煤,特别是脆性软煤;韧性中硬煤应选用中等功率的滚筒式采煤机;脆性中硬煤宜选用中等功率的滑行刨煤机;硬煤必须选用大功率的滚筒式采煤机.滚筒式采煤机可截割各种硬度的煤.1.煤层倾角对选择采煤机的影响根据开采技术特点,将煤层倾角分为三类:0~25度为缓倾斜煤层;25~45度为倾斜煤层;45~90度为急倾斜煤层.倾角小于12度的煤层,对机械化开采最为有利,一般不考虑采煤机械的防滑问题.在工作面干燥的条件下,金属对金属的摩擦系数为0.23~0.30,相应的摩擦角为13~17度.因此倾角大于12度时,骑溜子工作的采煤机和以输送机支撑和导向的爬底板采煤机,必须带防滑装置.在工作面潮湿的条件下,摩擦系数要降低,倾角大于8度时就得备有防滑装置.无链牵引采煤机,由于具有可靠的制动装置,牵引力又大,故可用到倾角40~50度的工作面.煤与底板的摩擦系数一般为0.7~0.8,相应的摩擦角为36~40度,故煤层倾角大于40度时,煤可沿底板自溜下滑,而不必安装输送机.但实际上,为了使煤流沿着要求的安全方向运输,并且无链牵引的采煤机也需要为之导向,故在倾角大于40度的工作面条件下,仍配备工作面输送机.2.顶底板性质对选择采煤机械的影响顶底板性质主要影响顶底板管理方法和支护设备的选择,因此,选择采煤机时应同时考虑选择何种支护设备.例如,对于不稳定顶板,控顶距应当尽量小,应选用窄机身采煤机和能超前支护的支架;若底版松软,则不宜选用拖钩式刨煤机,底板支撑式爬底板采煤机和混合支撑式爬底板采煤机,而应选用靠输送机支撑和导向的滑行刨,悬臂支撑式爬底板采煤机,骑溜子工作的滚筒式采煤机和对底板接触比压小的支架.3.采煤机参数选择（一）采煤机的生产率1.理论生产率它是采煤机的最大生产率,是在所给工作条件下,以最大参数运行时的生产率,其计算公式为:Q t=60HBv q r式中，H为工作面的平均采高，m；vq为在所过工作面条件下可能的最大工作牵引速度，m/min；r为煤的实体密度，一般为1.3～1.4t/m3。
三机配套
前言综采工作面采煤机，刮板输送机及液压支架的“三机”配套是整套综采设备的核心。
采煤机和刮板输送机的生产能力应满足工作面产量要求，采煤机和液压支架调高范围要适应煤层厚度及变化范围，支架移架速度要跟得上采煤机的牵引速度。
采煤机要依靠刮板输送机导向并在其上移动，刮板输送机依靠液压支架推移液压支架又靠输送机支承而移动，因此，为了实现综采工作面最大生产力和安全生产，采煤机，刮板输送机和液压支架之间在性能，结构，采面空间要求以及“三机”相互联接形式，强度和尺寸等方面，必须相互适应和匹配。
第一章采区概述1、采区概况矿井井田南北走向，长30km，宽4.3km，总面积129km²。
2、煤层条件该矿地质构造较为简单，煤层厚度2.6m～3.9m，平均厚度为3.3m，煤质坚固性系数f=4，煤层倾角20°～30°，平均25°。
3、采区煤层及其顶底板特征煤层顶板为2级顶板，直接顶由砂质泥岩、细砂岩和煤线互层组成，总厚2.6米左右。
老顶为Ⅲ级石炭岩，往北变为细砂岩，厚约2.1米。
底板为粘土岩，厚约0. 5米，以下为灰色泥岩，厚约1.4米。
煤体密度为1.3t/m³。
（总装机功率为1280kW）。
第二章采煤机选型2.1、采煤机选型原则1）、功能方面采煤机械主要完成采煤工艺的落煤和装煤这两道工序。
因此，采煤机械的工作机构必须具有足够的落煤和装煤能力、采高能调节，采煤消耗少，截煤过程中产生的煤尘少，能自开缺口等等。
2）、适应性方面采煤机械必须适应给定的煤层厚度、硬度、煤层倾角、围岩条件等等要求。
3）、性能方面采煤机械的性能应当满足工作面设计的要求。
如采煤机械的生产率必须满足工作面产量要求，并具有足够的牵引力和牵引速度；截割速度应满足煤的块度和降低煤尘含量的要求；截深应满足控顶距及支架移动步距的要求等。
4）、安全及劳动保护方面采煤机要有喷雾降尘装臵和完善的安全保护装臵。
如电动机恒功率自动调速、液压自动调速、高低压保护、回零保护、油温保护、冷却水保护等装臵；电气设备必须防爆；当煤层倾角较大时，应有安全防滑设施等。
三机的配套情况
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
综采设备概述
综采工作面设备选型及具体设备介绍综采工作面采煤机、刮板运输机以及液压支架的三机配套是整套综采设备的核心，采煤机和刮板运输机的生产能力应满足工作面的产量要求，采煤机和液压支架调高范围要适应煤层厚度及其变化范围，采煤机要依靠刮板运输机导向并在其上移动，刮板运输机依靠液压支架推移，因此为了实现综采工作面最大生产能力和安全生产，要选择合理设备，达到三机最优配置，除此三机外，其它综采设备如泵站、开关群、通讯等也要与之相适应和匹配。
第一章综采设备选型原则第一节采煤机采煤机按滚筒数分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机。
单滚筒采煤机机身短，重量轻，自开切口性能较差，适宜在高档普采以及较薄煤层工作面中使用；双滚筒采煤机调高范围大，生产效率高，适用范围较广。
煤层赋存条件、地质构造、综采工作面设备配套尺寸及配套能力是确定采煤机的主要因素。
在此同时还要考虑其它因素：所配用滚筒直径的装煤效果、配套液压支架能适应的最大和最小高度、滚筒的采高范围等。
二、按煤层倾角大小煤层倾角的大小是采煤机牵引方式选择的一个重要因素。
倾角越大，牵引力也越大，防滑问题也越突出。
链牵引才采煤机只能在w 15°倾角的条件下使用，当倾角大于15°时必须设置防滑安全装置，但也只能在倾角w 25°时使用。
无链牵引采煤机因牵引力大，可用在倾角w 55°的条件下。
但是一般无链液压牵引采煤机只能用在倾角w 35°条件下使用，无链电牵引采煤机只有采用四象限运行交流变频调速系统技术的才可以在倾角45° ~55°倾角的条件下使用。
三、按煤质（包括夹矸）硬度煤层的硬度通常用三种指标来衡量，即：煤的坚固系数f、煤的单向抗压强度6、煤的截割阻抗A。
煤质硬度具体分类及选用情况如下表。
四、按采煤工作面的生产能力采煤机的生产能力应大于工作面的设计生产能力。
采煤机的生产能力主要受采煤机牵引速度、移架速度、煤的输送能力和其它诸多因素的影响。
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综采工作面“三机”配套以及设备选型原则
作者：桑根洪孙传旗
来源：《科技视界》2014年第23期
【摘要】综采工作面“三机”配套设备的合理选择，关系到综采工作面在生产期间能否实现高产高效，关系到能否创造出最高的经济效益，因此，必须按照“三机”配套原则合理选择综采设备。
【关键词】综采工作面；“三机”配套；设备选型
0 引言
随着矿井逐步实现现代化，生产能力逐年提高，综采设备也趋于大型化、一体化、智能化。
但是由于综采设备的型号众多，在不同的工作面应用时会发生不配套的情况，严重制约着综采工作面的发展，因此非常有必要明确综采工作面“三机”配套以及设备选型原则，提高综采设备的广泛应用。
1 综采工作面“三机”配套原则
1.1 “三机”配套几何尺寸关系
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。
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
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。
3 支护设备选型设计
液压支架是综合机械化采煤装备的关键设备。
液压支架的功用是：有效地支承和控制工作面顶板，保证工人操作和机器运转的安全工作空间；随着工作面推进而实现推移工序的机械化，并提供足够的通风断面。
3.1 影响支护设备选型的因素
选择架型时，还要考虑下列因素。
3.1.1 煤层厚度
煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。
当厚度超过2.5m的煤层、顶板有侧向推力时，一般不宜采用支承式支架。
煤层厚度大于 2.5～2.8 m 时，应选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支承掩护式支架。
当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围放大的掩护式或双伸缩立柱支架。
3.1.2 煤层倾角
煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角大时易发生倾倒、下滑等现象。
当煤层倾角大于10°～15°时，应设防滑和调架装置，当倾角超过18°时，应同时具有防滑放倒装置。
3.1.3 底板性质
底板承受支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支撑面积。
选型时，要演算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压（对于砂岩底板，允许比压为1.96～2.16MPa，软底板为0.98MPa左右）。
3.1.4 瓦斯涌出量
对于瓦斯涌出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风的要求，选型时要进行验算。
3.1.5 地质构造
地址构造十分复杂，断层十分发育，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在5～8m2和20分钟以下时，暂不宜采用液压支架。
3.1.6 设备成本
能同时选用几种架型时，应优先选用价格便宜的支架。
在相同条件下支撑式支架质量最小，造价也最便宜，而支撑掩护式支架则质量最大，价格最贵。
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。
3.2 支护设备选型原则
（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、顶梁和底座韵尺寸及相对位置等）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。
4 刮板输送机选型原则
（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。
【参考文献】
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[责任编辑：薛俊歌]。