综采工作面中部配套相互连接配套尺寸的选取

综采工作面中部配套相互连接配套尺寸的选取

1设备配套尺寸的确定采区综合设计主要包括两个方面：高产和安装结构的研究和解决。安装结构配套设计是要恰当处理转载机、带式输送机、刮板输送机、采煤机、支架等设备之间的相互连接关系,确定合理的配套尺寸,其中刮板输送机、采煤机、支架的相互配套关系最为重要。工作面中部“三机”几何关系配套设计就是要确定刮板机、采煤机和支架的相互搭配尺寸,保证设备运行时不相互发生干扰,并使其配套设备的效能最大程度的发挥。2综采设备配套尺寸选取原理工作面中部“三机”几何配套所要确定的设备相互搭配尺寸主要是指梁端距、铲板间距、卧底量、过煤高度等,下面根据义马煤业集团公司十几年的综采设备选型配套设计实践,对这些配套尺寸的选取确定原理作一些分析和探讨。中部断面“三机”几何配套关系见图1所示。2.1梁端距校核支架顶梁前端至煤壁的距离简称梁端距。梁端距大小的选取在中部断面配套设计中起很重要的作用,过大易造成顶梁前端片帮、冒顶发生;过小易造成采煤机滚筒割打顶梁。梁端距大小的合理取值主要依据煤的软硬程度、梁端顶板冒落情况、底板沿走向起伏变化情况以及采高等因素综合考虑。若煤硬、顶板不易冒落、底板起伏大、采高大,梁端距可取值大一点;反之,应取值小一点。一般情况下,在支架工作高度范围内,在保证采煤机滚筒不割打顶梁的情况下,应使其取值尽量小一点,以利于端面顶板的维护。特殊情况下,如遇到煤极软、顶板极易冒落的地质条件,还可取消梁端距,使顶梁前端直接抵住煤墙,以便有效地防止片帮、冒顶发生(具体可参考《煤矿开采》2005年第10卷“三软煤层综放工作面片帮冒顶维护技术”一文)。梁端距(D)一般取值在300mm左右。2.2滚灰煤机不充放电采煤机滚筒截齿至刮板机铲板间的距离简称铲板间距。铲板间距的合理取值主要依据煤的软硬程度和底板沿走向起伏变化情况等因素综合考虑。过大易造成采煤机滚筒装煤困难;过小易造成采煤机滚筒割打铲煤板。一般情况下,在保证采煤机滚筒不割打铲煤板、采煤机摇臂在机头(尾)过渡槽段不与刮板机槽帮干扰的情况下,应使其取值尽量小,以利于提高装煤效果和保持设备配套尺寸的紧凑性。铲板间距(J)一般取值在80～250mm之间。2.3可扩充煤墙高、精、细采煤机摇臂下摆至极限位置时,刮板机底面至滚筒最下齿尖的垂直距离称为卧底量。卧底量取值的大小主要影响工作面机头、机尾煤墙三角煤的割透情况和适应地板不平的状况。卧底量越大越有利于割透机头、机尾煤墙三角煤和适应地板不平的状况。一般情况下,在采煤机机体结构允许的情况下,制造厂家应设计使卧底量取值尽量大一点。卧底量(W)一般取值在80～200mm之间2.4过煤高度选取值刮板机中板上面到采煤机底腹面的高度称为采煤机过煤高度。采煤机过煤高度的设计主要是保证大块煤和矸石的顺利通过。其取值主要依据煤的软硬程度和配套设备情况。煤硬、煤墙落下的煤块度大,过煤高度可选取值大一点;反之,可选取值小一点。一般情况下,在满足采煤机机身设计尺寸的要求下,过煤高度选取值应尽量大一点,以利于大块煤和矸石的通过。采煤机过煤高度(G)一般取值在800mm左右。2.5现场放煤高度后刮板机中板到支架后尾梁的高度称为后放煤高度。后放煤高度的设计主要是考虑要保证后部放落的大块煤、矸石顺畅通过,以及保证后部刮板机在发生故障的情况下后部有一定的维修工作空间。一般情况下,后放煤高度选取值应尽量大一点。后放煤高度(h)一般取值在1000mm以上。2.6前后排立柱间距指工作面支架内保证行人、工作的最小空间称为工作面行人空间。对二柱支架指立柱到刮板机电缆槽的间距X、四柱支架指前后排立柱间距K见图1所示。在支架结构尺寸和配套要求允许的情况下,该取值尽量大一点以保证工作面工作、行人空间。四柱支架工作面工作、行人空间在前后排立柱中间,要求前排立柱与电缆槽有一定的间距以防立柱与电缆槽干扰。工作面行人空间(X、K)一般取值在600mm以上。四柱支架前排立柱至电缆槽的间距取值一般在100mm左右。2.7采煤机重心与刮板机重心组合采煤机中心线与刮板机中心线的偏差值称为中心偏差值。为了保证采煤机在刮板机上顺利行走,确保采煤机的横向稳定性,要求在配套设计中采煤机重心与刮板机重心尽量重合,即两中心偏差值越小越好。中心偏差值Z一般取值在60mm左右。2.8截深的大小的选取顶梁前伸缩梁行程,称为伸缩梁行程。伸缩梁行程主要依据配套采煤机滚筒截深的大小来选取。一般情况下要与截深大小相一致,并稍大一点为好,以利于对破碎顶板的及时超前支护,更好地维护煤壁机道。对截深为600mm的滚筒,伸缩梁行程(S)一般取值在700mm左右。2.9工作面高度空间对普通综采,采高确定主要依据煤层厚度选取;对放顶煤综采采高的选取一是要考虑支架内有合适的工作高度空间,二是要考虑合适的采放比。但工作面采高一般不宜选取太大,采高太大工作面煤壁机道不易维护,设备管理困难。放顶煤综采采高(H)一般选取值在2300mm左右。3主要配套工具的参数分析义马煤业集团公司自1978年开始使用国产第一套ZYZ二柱掩护式支架配套设备,并一次试产成功。随后,又先后使用过QY250-13/32、ZZ3000-14/26、POMA、FDT4-550普通支架、ZYP3200-17/35铺底网支架、ZY3500-25/47大采高支架以及ZFS5500/18/28、ZFS5000/18/28、ZF2800-16/24D、ZFQY2000-15/231990放顶煤支架等配套的综采设备。表1是义马煤业集团公司使用过的综采设备中部断面“三机”几何关系配套尺寸。从表1中可看出工作面中部“三机”几何配套尺寸根据所配套的设备不同、煤层地质情况不同,其设计取值也各不一样,有的参数相差很大;故在设备的配套设计中一定要根据具体情况合理取值,这样才能更好地发挥设备各自的性能。4采煤机高度选取不当工作面中部“三机”几何配套尺寸确定的合理与否,对设备的稳定运行、设备各自性能的发挥和相互协作性能的发挥影响很大,义马煤业集团公司就曾因梁端距、卧底量、铲板间距以及后部放煤高度选取不当,致使采煤机滚筒割打支架顶梁、铲煤板,