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【摘要】薄煤层工作面综采机械化装备配套要科学合理，以使各设备的结构尺寸达到最优的配合状态。本文分析滚筒装煤、最大采煤高度、薄煤层输送机、薄煤层对采煤机的要求等技术问题。
【关键词】薄煤层开采；采煤机；刮板输送机；液压支架
1.滚筒装煤问题是装备配套技术的关键
由于薄煤层的特点，滚筒直径的选择要小，由此带来了一系列问题。要使滚筒装煤达到良好效果，必须解决以下的技术问题。
（1）滚筒直径、过煤高度、卧底量对装煤效果的影响。薄煤层开采需要采煤机滚筒直径小，但滚筒减小后其螺旋叶片高度降低，同时，由于薄煤机组割底矸的机会较大，要求其截割头强度较高，不能通过减小行星头截割头（即轮毂）直径的途径提高叶片高度，由于螺旋叶片高度降低（与中厚煤层大直径相比）使螺旋叶片对煤的推移面积（即迎煤面积）减少，造成装煤非常困难。另外，由于输送机本身的高度和保证一定卧底量的要求（一般要求不小于100mm），与较低的螺旋叶片高度形成鲜明的矛盾，只能通过改变滚筒的结构方式来解决。为此经分析和实践，采用以下措施进行改进和解决。第一，滚筒截割直径不变的情况下，改变螺旋叶片的高度；第二，改变滚筒螺旋叶片和截齿座安装形式；第三，对采煤机摇臂结构形式提出特殊设计要求，即滚筒落下时摇臂下沿和输送机上沿之间仍有一定的距离（即过煤空间），如果轮毂低于输送机时，叶片推动的煤流被输送机侧面阻挡，无法抛人输送机上面，所以该距离制约装煤效果。通过认真分析上述相互关联相互制约因素，对滚筒直径和结构形式、输送机高度、过煤空间、摇臂结构形式进行了综合的考虑，达到了有利于装煤的效果。
（2）滚筒的转速与滚筒装煤效果关系，滚筒转速较高，滚筒的线速度越大，在装煤的过程中，煤被沿切线方向抛出，不利于装煤，而滚筒转速较低时，滚筒的线速度小，在滚筒旋转过程中，煤被抛向输送机的分速度减小，使之不能抛向输送机上面，也不利于装煤。同时螺旋角度过大时，煤也易被沿切线方向抛出，角度过小时，煤被抛向输送机方向的速度减小，不能抛向输送机上面，也不利于装煤，因此，滚筒转速和螺旋升角技术参数相互关联，只有选择合理，才能达到良好的装煤效果。
（3）滚筒装煤与滚筒结构的关系。滚筒的装煤工作是靠滚筒上的叶片结构来完成的，叶片的结构形式是解决装煤的关键因素：第一，选择合理的螺旋叶片角；第二，加大叶片尾翼板的外张角，改变煤离开叶片时抛出的分速度和抛出角度（即弥补了叶片较低的不利因素）；第三，在滚筒直径不变的情况下增加叶片高度，即增加叶片对装煤的包容面积；第四，改变截齿齿座在叶片上的固定结构，使截齿侧面与叶片的迎煤面形成一个平面，减小叶片对煤的摩擦阻力。以上各项均能够起到改善滚筒装煤效果的目的。
2.优化装备配套，降低采煤高度
在薄煤层综采机械化装备配套中，机身高度、输送机高度与过煤高度的选择是薄煤层最低开采高度的决定因素。机身高度即采煤机上平面到地平面的高度；过煤高度是指输送机中板到采煤机机身下平面的高度，是煤流及矸石通过的空间；机面高度取决于输送机高度、过煤高度与采煤机机身厚度。薄煤层采煤机为了降低机身高度，采用去掉底托架、机身各部件间用拉杆相连的结构，驱轨轮改变突出机身布置，从而达到降低机身厚度的目的。输送机高度在选择时，采用铸造封底结构，链环形式为中双链，对刮板及中部槽结构进行了特殊设计，也使其高度大大降低。采煤机和输送机一经选定，厚度和高度无法改变，只有选择合理的过煤高度，才能使机画高度进一步降低。过煤高度的选择，要通过对煤块和矸石块度大小的统计来选择，保证其从采煤机身下顺利通过。只有这样，才能使配套后的机面高度降到最低，从而保证配套设备达到最低采煤高度的要求。
3.薄煤层输送机对装备配套的要求
用于薄煤层的输送机，有着与中厚煤层输送机不同的特点。这就要求中部槽要低，由于采煤机机身厚度变薄，从而使机身宽度加大，这又要求输送机的宽度相应增加，保证输送机的纵向重心线与零煤机重心线相吻合，否则，采煤机割煤或矸石时，产生的震动会使配套设备工作不稳定。另外，输送机的加宽需要解决以下问题：第一，在电缆架满足存放电缆水管的前提下，结构尽可能低且窄，以增加行人空间；第二，由于电缆架也需要降低，要防止支架底座非正常情况下与电缆架干涉；第三，支架设计时顶梁相应加长；第四，支架底座的设计时要较薄；第五，支架上操纵阀的设置要为增加行人空间提供便利。
4.薄煤层对采煤机的要求
薄煤层对采煤机除了降低厚度要求外，还要求整机长度应尽可能缩短，以适应工作面高低起伏的条件，同时也是为了保证配套装备的最低工作高度。另外，由于薄煤层赋存条件变化较大（断层、夹矸、变薄带较多），薄煤层采煤机截割坚硬矸石的机会比中厚煤层要多，带来的震动、冲击也要比中厚煤层频繁和剧烈，因此，对整机的结构提出了更强更高的要求，截煤部的结构强度与截割功率要求较高，采煤机要有较高的整体结构强度和稳定性，以满足薄煤层开采的特点。
在较薄煤层的装备配套及使用过程中，我们对各设备性能参数和配套参数进行了优化，使薄煤层的最小采煤高度达到1.2m，使滚筒的装煤效率由改前的50％提高到改后的90％。 [科]
【关键词】薄煤层开采；采煤机；刮板输送机；液压支架
1.滚筒装煤问题是装备配套技术的关键
由于薄煤层的特点，滚筒直径的选择要小，由此带来了一系列问题。要使滚筒装煤达到良好效果，必须解决以下的技术问题。
（1）滚筒直径、过煤高度、卧底量对装煤效果的影响。薄煤层开采需要采煤机滚筒直径小，但滚筒减小后其螺旋叶片高度降低，同时，由于薄煤机组割底矸的机会较大，要求其截割头强度较高，不能通过减小行星头截割头（即轮毂）直径的途径提高叶片高度，由于螺旋叶片高度降低（与中厚煤层大直径相比）使螺旋叶片对煤的推移面积（即迎煤面积）减少，造成装煤非常困难。另外，由于输送机本身的高度和保证一定卧底量的要求（一般要求不小于100mm），与较低的螺旋叶片高度形成鲜明的矛盾，只能通过改变滚筒的结构方式来解决。为此经分析和实践，采用以下措施进行改进和解决。第一，滚筒截割直径不变的情况下，改变螺旋叶片的高度；第二，改变滚筒螺旋叶片和截齿座安装形式；第三，对采煤机摇臂结构形式提出特殊设计要求，即滚筒落下时摇臂下沿和输送机上沿之间仍有一定的距离（即过煤空间），如果轮毂低于输送机时，叶片推动的煤流被输送机侧面阻挡，无法抛人输送机上面，所以该距离制约装煤效果。通过认真分析上述相互关联相互制约因素，对滚筒直径和结构形式、输送机高度、过煤空间、摇臂结构形式进行了综合的考虑，达到了有利于装煤的效果。
（2）滚筒的转速与滚筒装煤效果关系，滚筒转速较高，滚筒的线速度越大，在装煤的过程中，煤被沿切线方向抛出，不利于装煤，而滚筒转速较低时，滚筒的线速度小，在滚筒旋转过程中，煤被抛向输送机的分速度减小，使之不能抛向输送机上面，也不利于装煤。同时螺旋角度过大时，煤也易被沿切线方向抛出，角度过小时，煤被抛向输送机方向的速度减小，不能抛向输送机上面，也不利于装煤，因此，滚筒转速和螺旋升角技术参数相互关联，只有选择合理，才能达到良好的装煤效果。
（3）滚筒装煤与滚筒结构的关系。滚筒的装煤工作是靠滚筒上的叶片结构来完成的，叶片的结构形式是解决装煤的关键因素：第一，选择合理的螺旋叶片角；第二，加大叶片尾翼板的外张角，改变煤离开叶片时抛出的分速度和抛出角度（即弥补了叶片较低的不利因素）；第三，在滚筒直径不变的情况下增加叶片高度，即增加叶片对装煤的包容面积；第四，改变截齿齿座在叶片上的固定结构，使截齿侧面与叶片的迎煤面形成一个平面，减小叶片对煤的摩擦阻力。以上各项均能够起到改善滚筒装煤效果的目的。
2.优化装备配套，降低采煤高度
在薄煤层综采机械化装备配套中，机身高度、输送机高度与过煤高度的选择是薄煤层最低开采高度的决定因素。机身高度即采煤机上平面到地平面的高度；过煤高度是指输送机中板到采煤机机身下平面的高度，是煤流及矸石通过的空间；机面高度取决于输送机高度、过煤高度与采煤机机身厚度。薄煤层采煤机为了降低机身高度，采用去掉底托架、机身各部件间用拉杆相连的结构，驱轨轮改变突出机身布置，从而达到降低机身厚度的目的。输送机高度在选择时，采用铸造封底结构，链环形式为中双链，对刮板及中部槽结构进行了特殊设计，也使其高度大大降低。采煤机和输送机一经选定，厚度和高度无法改变，只有选择合理的过煤高度，才能使机画高度进一步降低。过煤高度的选择，要通过对煤块和矸石块度大小的统计来选择，保证其从采煤机身下顺利通过。只有这样，才能使配套后的机面高度降到最低，从而保证配套设备达到最低采煤高度的要求。
3.薄煤层输送机对装备配套的要求
用于薄煤层的输送机，有着与中厚煤层输送机不同的特点。这就要求中部槽要低，由于采煤机机身厚度变薄，从而使机身宽度加大，这又要求输送机的宽度相应增加，保证输送机的纵向重心线与零煤机重心线相吻合，否则，采煤机割煤或矸石时，产生的震动会使配套设备工作不稳定。另外，输送机的加宽需要解决以下问题：第一，在电缆架满足存放电缆水管的前提下，结构尽可能低且窄，以增加行人空间；第二，由于电缆架也需要降低，要防止支架底座非正常情况下与电缆架干涉；第三，支架设计时顶梁相应加长；第四，支架底座的设计时要较薄；第五，支架上操纵阀的设置要为增加行人空间提供便利。
4.薄煤层对采煤机的要求
薄煤层对采煤机除了降低厚度要求外，还要求整机长度应尽可能缩短，以适应工作面高低起伏的条件，同时也是为了保证配套装备的最低工作高度。另外，由于薄煤层赋存条件变化较大（断层、夹矸、变薄带较多），薄煤层采煤机截割坚硬矸石的机会比中厚煤层要多，带来的震动、冲击也要比中厚煤层频繁和剧烈，因此，对整机的结构提出了更强更高的要求，截煤部的结构强度与截割功率要求较高，采煤机要有较高的整体结构强度和稳定性，以满足薄煤层开采的特点。
在较薄煤层的装备配套及使用过程中，我们对各设备性能参数和配套参数进行了优化，使薄煤层的最小采煤高度达到1.2m，使滚筒的装煤效率由改前的50％提高到改后的90％。 [科]