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摘 要：本文通过阐述工作面设备的基本要求结合同忻矿8214综放工作面，分析认为合理的工作面总体配套，在设备性能保证优良、运行实现正常、外围各个系统有效的情况下，保证工作面的正规生产率，各设备、设施之间协调配合，最大限度发挥工作面生产效能，实现安全高效的目的。
关键词：综放工作面;“三机”配套;选型;开机率
0 引言
综放工作面的“三机”设备是工作面的主要设备，包括采煤机、液压支架、刮板输送机。其选型首先要考虑到设备相互之间的总体配套、正确的设备选型，设备连接效果，影响着综放工作面的生产能力和各设备的性能发挥。在设备运转正常、性能可靠、其他系统可靠合理的前提下，能实现工作面的正规生产率、各设备配合严密，不发生打架影响，能实现工作面的设计生產能力，提高综采放顶煤工作面的生产能力、实现高产高效，最主要的是实现安全生产。
1 综采工作面主要设备要求
1.1 采煤机
1.1.1 采煤机性能参数
采煤机对综采工作面的安全、生产效率、能耗等都有重要的影响。它与煤层的物理、机械特性、煤层厚度、煤层倾角、现场地质条件等有关，同时要考虑与其配套的支护设施、运输设备之间相互关系。在设备选型的过程中考虑多方面的因素，全面分析后去确定。
1.1.2 采煤机截深选型
截深是采煤机工作机构切入煤壁的深度，确定截深是与煤层倾角、煤层厚度、截割阻抗大小、压张效应、顶板稳定性及采煤机的可靠性有关。厚煤层中，采煤机的工作截深宜大，选择采煤机的截深为0.81m。
1.1.3 滚筒的直径选择
按经验公式双滚筒采煤机的滚筒直径D=（0.52～0.6） hmax= 0.52× 4.8=2.496m，初步选取滚筒直径为2.5m，滚筒直径应大于最大采高的一半。
1.1.4 采煤机的最小设计生产能力
采煤机的最小设计生产率用公式表示为：
<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-1.jpg>
式中：Q为一采煤机的日平均产量。
1.1.5 滚筒的转速
由采煤机截齿的最大切削厚度hmax=1000×v/m×n可知，在实践中滚筒转速愈高则循环愈快，采煤机装煤效果不好。当采煤机滚筒上安装的截齿数m一定时，牵引速度v越高，转速n愈高，截割部能耗也就越高，煤尘产生量愈大。所以滚筒的转速对装载、能耗、煤尘影响都很大。滚筒的转速应控制在30～50r/min，采煤机滚筒转速为32r/min。
1.2 液压支架
支架工作阻力的确定使用建立在支架工作阻力构成分析基础上的估算法：
工作面支架工作阻力应能支撑冒落带顶板岩层和顶煤的重量，并平衡基本顶失稳时对支架的动载，计算公式为：
<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-2.jpg> （1）
式中：q冒—冒落带岩层自重，q冒=r顶×h，r顶为顶板岩层容重，取26KN/m3;
q顶煤—支架上方顶煤自重，q顶煤=r煤×Md，r煤为顶煤容重，取14.44KN/m3;
Kd—基本顶失稳时的动载系数，根据矿压观测结果，一般取1.1～1.8，此处动载系数取1.4;
根据煤层结构，冒落带高度h取34.0m;
初步估算q=1.4×（34.0×26+5.2×14.44）=1342.7kN/m2。
1.3 刮板运输机
刮板输送机输送能力计算：
每秒钟的运输生产能力为：<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-3.jpg>（2）
每小时输送能力为：<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-4.jpg> （3）
q值与溜槽中货载断面积有关。刮板输送机装运货载的最大横截面积与溜槽的结构形式及结构尺寸有关，还与松散煤的安息角有关。
货载的实际断面为<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-5.jpg>，所以<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-6.jpg>
刮板输送机的小时输送能力为：
<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-7.jpg>
<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-8.jpg>
图A 工作面支护强度与顶板下沉位移关系图
2 同忻矿8214综放面设备配套选型
根据上述设备配套原则，针对同忻煤矿煤层开采条件及矿井设计的生产能力，8214综放工作面的设备配套目标为：确定配套设备的性能和生产能力，为避免生产中出现 “卡阻”现象的发生，按工作面运输煤流的方向，配套设备生产能力要按“里小外大”配置，设备配套选型要本着经济可靠、适应安全高效、通盘为安全生产服务的原则。8214综放工作面设备具体配套选型如下：
2.1 采煤机选型
采煤机选用波兰生产的KSW-1500EU型电牵引采煤机，该煤机电源电压为3300 V，总体结构为多电机横向布置。牵引方式为机载式交流变频无级调速，强力销轨式无链牵引;操作方式为计算机操作、控制，并能实时显示运行状态、故障监测。
2.2 前、后部刮板输送机选型 根据8214面生产实际情况，按照前部刮板输送机满足采煤机割煤的要求，后部输送机应满足放顶煤能力的要求，前部刮板输送机采用SGZ1000/2X 1200型中双链铸焊封底式刮板输送机;后部刮板输送机采用 SGZ1200/2X 1200中双链铸焊封底式刮板输送机。
2.3 液壓支架选型
8214工作面上、下端头分别安装3架和4架ZFG15000-26/43H型过渡支架，中部选用ZF 15000-23/43型综放液压支架共139架，合计146架。根据工作面条件与支架适应条件选用ZF 15000-23/43型支架，能满足底板比压值要求的同时，也能满足顶板管理支护强度需要。
3 小结
综采放顶煤工作面总体配套设备，是根据综放生产系统中顺槽尺寸、工作面参数和支护方式以及各类设备和采煤机、液压支架、转载机、破碎机、前后部刮板输送机、胶带输送机以及辅助运输等设备之间的相互连接关系和能力匹配。总体配套的好坏，直接影响到综放面的各类设备生产能力的发挥。在设备运行正常、性能优良、外部生产系统可靠的前提下，合理的工作面设备总体配套，能保证工作面的开机最高率，各设备相互适应，不发生干涉影响，从而发挥工作面的最大生产效能，提高综放工作面的生产能力、实现安全高产高效。
参考文献：
[1]闰少宏，尹希文.大采高综放开采的几个理论问题的研究[J].煤炭学报，2008，33（5）：481-485.
[2]华心祝，谢广祥.大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制[J].煤炭科学技术，2008，36（9）：13.
[3]毛德兵.大采高综放开采顶煤 放性及煤壁稳定性研究[D].北京：煤炭科学研究总院，2010.
[4]弓培林.大采高围岩控制理论及应用研究田[D].太原：太原理工大学，2006.
[5]王金华.我国大采高综采技术与装备的现状及发展趋势[J].煤炭科学技术，2006（1），47.
[6]闰少宏.大采高综放开采煤壁片帮冒顶机理及控制技术研究[J].煤矿开采，2008，13（4）：58.
[7]陈亮，孟祥瑞，高召宁，等.大采高综采工作面煤壁片帮机理分析[J].煤炭科学技术，2011，39（5）：1820.
关键词：综放工作面;“三机”配套;选型;开机率
0 引言
综放工作面的“三机”设备是工作面的主要设备，包括采煤机、液压支架、刮板输送机。其选型首先要考虑到设备相互之间的总体配套、正确的设备选型，设备连接效果，影响着综放工作面的生产能力和各设备的性能发挥。在设备运转正常、性能可靠、其他系统可靠合理的前提下，能实现工作面的正规生产率、各设备配合严密，不发生打架影响，能实现工作面的设计生產能力，提高综采放顶煤工作面的生产能力、实现高产高效，最主要的是实现安全生产。
1 综采工作面主要设备要求
1.1 采煤机
1.1.1 采煤机性能参数
采煤机对综采工作面的安全、生产效率、能耗等都有重要的影响。它与煤层的物理、机械特性、煤层厚度、煤层倾角、现场地质条件等有关，同时要考虑与其配套的支护设施、运输设备之间相互关系。在设备选型的过程中考虑多方面的因素，全面分析后去确定。
1.1.2 采煤机截深选型
截深是采煤机工作机构切入煤壁的深度，确定截深是与煤层倾角、煤层厚度、截割阻抗大小、压张效应、顶板稳定性及采煤机的可靠性有关。厚煤层中，采煤机的工作截深宜大，选择采煤机的截深为0.81m。
1.1.3 滚筒的直径选择
按经验公式双滚筒采煤机的滚筒直径D=（0.52～0.6） hmax= 0.52× 4.8=2.496m，初步选取滚筒直径为2.5m，滚筒直径应大于最大采高的一半。
1.1.4 采煤机的最小设计生产能力
采煤机的最小设计生产率用公式表示为：
<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-1.jpg>
式中：Q为一采煤机的日平均产量。
1.1.5 滚筒的转速
由采煤机截齿的最大切削厚度hmax=1000×v/m×n可知，在实践中滚筒转速愈高则循环愈快，采煤机装煤效果不好。当采煤机滚筒上安装的截齿数m一定时，牵引速度v越高，转速n愈高，截割部能耗也就越高，煤尘产生量愈大。所以滚筒的转速对装载、能耗、煤尘影响都很大。滚筒的转速应控制在30～50r/min，采煤机滚筒转速为32r/min。
1.2 液压支架
支架工作阻力的确定使用建立在支架工作阻力构成分析基础上的估算法：
工作面支架工作阻力应能支撑冒落带顶板岩层和顶煤的重量，并平衡基本顶失稳时对支架的动载，计算公式为：
<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-2.jpg> （1）
式中：q冒—冒落带岩层自重，q冒=r顶×h，r顶为顶板岩层容重，取26KN/m3;
q顶煤—支架上方顶煤自重，q顶煤=r煤×Md，r煤为顶煤容重，取14.44KN/m3;
Kd—基本顶失稳时的动载系数，根据矿压观测结果，一般取1.1～1.8，此处动载系数取1.4;
根据煤层结构，冒落带高度h取34.0m;
初步估算q=1.4×（34.0×26+5.2×14.44）=1342.7kN/m2。
1.3 刮板运输机
刮板输送机输送能力计算：
每秒钟的运输生产能力为：<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-3.jpg>（2）
每小时输送能力为：<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-4.jpg> （3）
q值与溜槽中货载断面积有关。刮板输送机装运货载的最大横截面积与溜槽的结构形式及结构尺寸有关，还与松散煤的安息角有关。
货载的实际断面为<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-5.jpg>，所以<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-6.jpg>
刮板输送机的小时输送能力为：
<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-7.jpg>
<E：＼123456＼中小企业管理与科技·上旬刊201510＼1-297＼241-8.jpg>
图A 工作面支护强度与顶板下沉位移关系图
2 同忻矿8214综放面设备配套选型
根据上述设备配套原则，针对同忻煤矿煤层开采条件及矿井设计的生产能力，8214综放工作面的设备配套目标为：确定配套设备的性能和生产能力，为避免生产中出现 “卡阻”现象的发生，按工作面运输煤流的方向，配套设备生产能力要按“里小外大”配置，设备配套选型要本着经济可靠、适应安全高效、通盘为安全生产服务的原则。8214综放工作面设备具体配套选型如下：
2.1 采煤机选型
采煤机选用波兰生产的KSW-1500EU型电牵引采煤机，该煤机电源电压为3300 V，总体结构为多电机横向布置。牵引方式为机载式交流变频无级调速，强力销轨式无链牵引;操作方式为计算机操作、控制，并能实时显示运行状态、故障监测。
2.2 前、后部刮板输送机选型 根据8214面生产实际情况，按照前部刮板输送机满足采煤机割煤的要求，后部输送机应满足放顶煤能力的要求，前部刮板输送机采用SGZ1000/2X 1200型中双链铸焊封底式刮板输送机;后部刮板输送机采用 SGZ1200/2X 1200中双链铸焊封底式刮板输送机。
2.3 液壓支架选型
8214工作面上、下端头分别安装3架和4架ZFG15000-26/43H型过渡支架，中部选用ZF 15000-23/43型综放液压支架共139架，合计146架。根据工作面条件与支架适应条件选用ZF 15000-23/43型支架，能满足底板比压值要求的同时，也能满足顶板管理支护强度需要。
3 小结
综采放顶煤工作面总体配套设备，是根据综放生产系统中顺槽尺寸、工作面参数和支护方式以及各类设备和采煤机、液压支架、转载机、破碎机、前后部刮板输送机、胶带输送机以及辅助运输等设备之间的相互连接关系和能力匹配。总体配套的好坏，直接影响到综放面的各类设备生产能力的发挥。在设备运行正常、性能优良、外部生产系统可靠的前提下，合理的工作面设备总体配套，能保证工作面的开机最高率，各设备相互适应，不发生干涉影响，从而发挥工作面的最大生产效能，提高综放工作面的生产能力、实现安全高产高效。
参考文献：
[1]闰少宏，尹希文.大采高综放开采的几个理论问题的研究[J].煤炭学报，2008，33（5）：481-485.
[2]华心祝，谢广祥.大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制[J].煤炭科学技术，2008，36（9）：13.
[3]毛德兵.大采高综放开采顶煤 放性及煤壁稳定性研究[D].北京：煤炭科学研究总院，2010.
[4]弓培林.大采高围岩控制理论及应用研究田[D].太原：太原理工大学，2006.
[5]王金华.我国大采高综采技术与装备的现状及发展趋势[J].煤炭科学技术，2006（1），47.
[6]闰少宏.大采高综放开采煤壁片帮冒顶机理及控制技术研究[J].煤矿开采，2008，13（4）：58.
[7]陈亮，孟祥瑞，高召宁，等.大采高综采工作面煤壁片帮机理分析[J].煤炭科学技术，2011，39（5）：1820.