薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套的幾個(gè)技術(shù)問題

王新全

【摘 要】薄煤層工作面綜采機(jī)械化裝備配套要科學(xué)合理，以使各設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸達(dá)到最優(yōu)的配合狀態(tài)。重點(diǎn)分析滾筒裝煤、最大采煤高度、薄煤層輸送機(jī)、薄煤層對(duì)采煤機(jī)的要求等技術(shù)問題。

【關(guān)鍵詞】薄煤層開采；采煤機(jī)；刮板輸送機(jī)；液壓支架

1.滾筒裝煤?jiǎn)栴}是裝備配套技術(shù)的關(guān)鍵

由于薄煤層的特點(diǎn)，滾筒直徑的選擇要小，由此帶來了一系列問題。要使?jié)L筒裝煤達(dá)到良好效果，必須解決以下的技術(shù)問題。

（1）滾筒直徑、過煤高度、臥底量對(duì)裝煤效果的影響。薄煤層開采需要采煤機(jī)滾筒直徑小，但滾筒減小后其螺旋葉片高度降低，同時(shí)，由于薄煤機(jī)組割底矸的機(jī)會(huì)較大，要求其截割頭強(qiáng)度較高，不能通過減小行星頭截割頭（即輪轂）直徑的途徑提高葉片高度，由于螺旋葉片高度降低（與中厚煤層大直徑相比）使螺旋葉片對(duì)煤的推移面積（即迎煤面積）減少，造成裝煤非常困難。另外，由于輸送機(jī)本身的高度和保證一定臥底量的要求（一般要求不小于100mm），與較低的螺旋葉片高度形成鮮明的矛盾，只能通過改變滾筒的結(jié)構(gòu)方式來解決。為此經(jīng)分析和實(shí)踐，采用以下措施進(jìn)行改進(jìn)和解決。第一，滾筒截割直徑不變的情況下，改變螺旋葉片的高度；第二，改變滾筒螺旋葉片和截齒座安裝形式；第三，對(duì)采煤機(jī)搖臂結(jié)構(gòu)形式提出特殊設(shè)計(jì)要求，即滾筒落下時(shí)搖臂下沿和輸送機(jī)上沿之間仍有一定的距離（即過煤空間），如果輪轂低于輸送機(jī)時(shí)，葉片推動(dòng)的煤流被輸送機(jī)側(cè)面阻擋，無法拋人輸送機(jī)上面，所以該距離制約裝煤效果。通過認(rèn)真分析上述相互關(guān)聯(lián)相互制約因素，對(duì)滾筒直徑和結(jié)構(gòu)形式、輸送機(jī)高度、過煤空間、搖臂結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了綜合的考慮，達(dá)到了有利于裝煤的效果。

（2）滾筒的轉(zhuǎn)速與滾筒裝煤效果關(guān)系，滾筒轉(zhuǎn)速較高，滾筒的線速度越大，在裝煤的過程中，煤被沿切線方向拋出，不利于裝煤，而滾筒轉(zhuǎn)速較低時(shí)，滾筒的線速度小，在滾筒旋轉(zhuǎn)過程中，煤被拋向輸送機(jī)的分速度減小，使之不能拋向輸送機(jī)上面，也不利于裝煤。同時(shí)螺旋角度過大時(shí)，煤也易被沿切線方向拋出，角度過小時(shí)，煤被拋向輸送機(jī)方向的速度減小，不能拋向輸送機(jī)上面，也不利于裝煤，因此，滾筒轉(zhuǎn)速和螺旋升角技術(shù)參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，只有選擇合理，才能達(dá)到良好的裝煤效果。

（3）滾筒裝煤與滾筒結(jié)構(gòu)的關(guān)系。滾筒的裝煤工作是靠滾筒上的葉片結(jié)構(gòu)來完成的，葉片的結(jié)構(gòu)形式是解決裝煤的關(guān)鍵因素：第一，選擇合理的螺旋葉片角；第二，加大葉片尾翼板的外張角，改變煤離開葉片時(shí)拋出的分速度和拋出角度（即彌補(bǔ)了葉片較低的不利因素）；第三，在滾筒直徑不變的情況下增加葉片高度，即增加葉片對(duì)裝煤的包容面積；第四，改變截齒齒座在葉片上的固定結(jié)構(gòu)，使截齒側(cè)面與葉片的迎煤面形成一個(gè)平面，減小葉片對(duì)煤的摩擦阻力。以上各項(xiàng)均能夠起到改善滾筒裝煤效果的目的。

2.優(yōu)化裝備配套，降低采煤高度

在薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套中，機(jī)身高度、輸送機(jī)高度與過煤高度的選擇是薄煤層最低開采高度的決定因素。機(jī)身高度即采煤機(jī)上平面到地平面的高度；過煤高度是指輸送機(jī)中板到采煤機(jī)機(jī)身下平面的高度，是煤流及矸石通過的空間；機(jī)面高度取決于輸送機(jī)高度、過煤高度與采煤機(jī)機(jī)身厚度。薄煤層采煤機(jī)為了降低機(jī)身高度，采用去掉底托架、機(jī)身各部件間用拉桿相連的結(jié)構(gòu)，驅(qū)軌輪改變突出機(jī)身布置，從而達(dá)到降低機(jī)身厚度的目的。輸送機(jī)高度在選擇時(shí)，采用鑄造封底結(jié)構(gòu)，鏈環(huán)形式為中雙鏈，對(duì)刮板及中部槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，也使其高度大大降低。采煤機(jī)和輸送機(jī)一經(jīng)選定，厚度和高度無法改變，只有選擇合理的過煤高度，才能使機(jī)畫高度進(jìn)一步降低。過煤高度的選擇，要通過對(duì)煤塊和矸石塊度大小的統(tǒng)計(jì)來選擇，保證其從采煤機(jī)身下順利通過。只有這樣，才能使配套后的機(jī)面高度降到最低，從而保證配套設(shè)備達(dá)到最低采煤高度的要求。

3.薄煤層輸送機(jī)對(duì)裝備配套的要求

用于薄煤層的輸送機(jī)，有著與中厚煤層輸送機(jī)不同的特點(diǎn)。這就要求中部槽要低，由于采煤機(jī)機(jī)身厚度變薄，從而使機(jī)身寬度加大，這又要求輸送機(jī)的寬度相應(yīng)增加，保證輸送機(jī)的縱向重心線與零煤機(jī)重心線相吻合，否則，采煤機(jī)割煤或矸石時(shí)，產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)使配套設(shè)備工作不穩(wěn)定。另外，輸送機(jī)的加寬需要解決以下問題：第一，在電纜架滿足存放電纜水管的前提下，結(jié)構(gòu)盡可能低且窄，以增加行人空間；第二，由于電纜架也需要降低，要防止支架底座非正常情況下與電纜架干涉；第三，支架設(shè)計(jì)時(shí)頂梁相應(yīng)加長(zhǎng)；第四，支架底座的設(shè)計(jì)時(shí)要較??；第五，支架上操縱閥的設(shè)置要為增加行人空間提供便利。

4.薄煤層對(duì)采煤機(jī)的要求

薄煤層對(duì)采煤機(jī)除了降低厚度要求外，還要求整機(jī)長(zhǎng)度應(yīng)盡可能縮短，以適應(yīng)工作面高低起伏的條件，同時(shí)也是為了保證配套裝備的最低工作高度。另外，由于薄煤層賦存條件變化較大（斷層、夾矸、變薄帶較多），薄煤層采煤機(jī)截割堅(jiān)硬矸石的機(jī)會(huì)比中厚煤層要多，帶來的震動(dòng)、沖擊也要比中厚煤層頻繁和劇烈，因此，對(duì)整機(jī)的結(jié)構(gòu)提出了更強(qiáng)更高的要求，截煤部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與截割功率要求較高，采煤機(jī)要有較高的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以滿足薄煤層開采的特點(diǎn)。

在較薄煤層的裝備配套及使用過程中，我們對(duì)各設(shè)備性能參數(shù)和配套參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使薄煤層的最小采煤高度達(dá)到1.2m，使?jié)L筒的裝煤效率由改前的50%提高到改后的90%。 [科]