采煤工作面機電設備的選型與配套

張迎春

【摘 要】伴隨經濟建設的發展，對能源的需求也與日俱增，采煤工作中的工作量也帶來了新的挑戰，這就為現代化機械采煤帶來了機會。從過去的人力開采逐步向現代化機械采煤技術發展，是現在的趨勢。

【關鍵詞】采煤工作面；機電設備；回采

在國外發達國家，全機械化采煤已經實現，而世界第一采煤大國的中國，依舊處于，人工采煤，半機械化采煤共同進行的基本國情。而導致這種現象的發生的主要原因就是對煤炭的需求。首先，我國發電系統主要是火力發電，其能源直接利用就是燃煤蒸汽機發電機組，而美國普遍使用的是內燃機發電機組，這就導致了兩國對煤炭需求的根本不同。針對這些，近年來，國家對十幾家煤與瓦斯突出礦井重點進行了預抽瓦斯使用發電的技術革新改創，然而我國的基本國情仍舊無法改變，這將是長期困擾我國對煤炭需求的根本因素。而如何發展，首先就機械采煤中對機電設備的選型來講，實現現代化機械采煤的重大改革，還是對設備配套選型上的。

1.煤礦機電設備配套的原則

首先來說，堅持生產能力的相互配套，根據采煤的實際情況決定采煤機械的選取，而應用最廣的就是割煤機、鑿巖機、落煤系統和皮帶系統等。割煤機的使用最為廣泛，人機一體，其對煤炭的利用率上遠高于人工開采。針對煤層斷面寬厚煤質較硬的煤層，我們可以選擇軸壁式鑿巖機，其功率大，采煤效率高，在回采工作面加上皮帶運輸系統將落煤回采至井底煤倉。軸壁式鑿巖機的缺點在于對煤炭的回采率較低，往往還要配上人工挖采來提高煤炭回采率。落煤即直接頂落煤，和放煤軌道運輸，可以一定程度上減少人工的數量和工作量，而針對放煤回采方式，其缺點就在于放煤漏斗對煤炭的天然浪費和對回采煤的品質影響。

其次，堅持設備性能的配套，回采工作面機電設備的性能配套方面要能夠一定程度上確保設備之間的協調作用，從而保證各機電設備之間的緊密配合。一邊確?；夭擅娴陌踩?，一邊確?；夭勺鳂I的工作效率。

然后，我們要堅持空間配套的原則，就如最開始說的那樣，高效采煤工藝配合回采率高的人工采，這樣即保證了工作的有效進行，又保障了采煤的回采效率。而空間配套在另一方面也體現在對回采區的采煤方式和留空方式。例如，留煤柱的空間位置，往往導致回采等的有序進程。

最后，維持采煤機械的壽命配套，要跟班推進，確保采煤機械的利用周期，從而進行有序的作業。一般井下采煤工作面的機電設備都是國標防爆型機械，有專門的電力配送中心，在維修中一定確保其安全性。

2.回采工作面“三機”的選擇

（1）對于采煤機的選擇，首先采煤機的選擇，要針對煤層賦存條件來決定采煤機截割高度，采煤機截割深度以及煤壁硬度抗剪強度進行參照開產；然后選用較為簡便、維修方便、價格便宜的采煤機；其次，選擇功能最為健全的采煤機；最后采煤機要滿足本煤層的進尺工作強度，使作業能夠有序進行。

（2）對于刮板輸送機的選擇，首先要確保設備能夠滿足工作面落煤量的需求，其最大工作能力應該滿足1.2倍采煤機生產能力；其次，刮板輸送機的特征應該針對工作面的傾斜角度，根據鋪設的長度等方面進行選擇；最后所選擇的刮板輸送設備要完全能與采煤機配合使用，刮板輸送機的結構及使用維護要方便。

（3）液壓支架的選擇一般來講，首先要考慮的是所要支護的地質條件，確定支護的強度；其次結合液壓支架的支護面對通風口的空間位置，進行配合，確保在采風量達標的情況下完成支護工作；然后，根據煤層賦存，選擇價格合適的液壓支架；最后液壓支架的選擇要和采煤機與刮板輸送機相互配合，支架的寬度要和刮板輸送機溜槽長度相等，這樣在一定程度上才能完成回采工作面的生產任務。

3.機械選型

第一，采煤機的選型要考慮到采煤機的切割速度，結合實際情況在提高采煤的同時，根據煤礦開采的進度來選擇合適的采煤機。而這個時候我們還應該考慮到采煤機的額定生產能力，根據我們采煤機的能力計算方程：Q=60VHBP（H是開采高度，V是進尺速度，B是滾筒橫截面寬，P是所采煤質的密度），來確定采煤機的選型。采煤機的功率大小一般取決于煤層硬度和開采厚度和采煤機牽引速度決定，在我國還沒有確切的計算采煤機功率的計算方法，而上面的方程也只是粗略的計算，國外先進國家，因為其高度機械化，其計算也比較合理，其推算出的數值也更為精確。

第二，液壓支架的選型上，根據工作面的圍巖壓力進行選擇，其中要考慮到的因素有巷道標高，圍巖壓力系數，頂板巖層垮塌率，底板冒底系數，煤層瓦斯儲存量。這些都是我們選擇液壓支架的一項重要表準，是保證液壓支架能在服務年限內正常工作的一項參照數據。而液壓支架的支護強度計算公式，我們通常用的就是Q=K1H1og*0.001cosα（K1指的是支架上部頂巖厚度系數，Q是說所需支護強度，H指才高最大值，α就是煤層傾角）。根絕這個結算方法，計算出我們回采工作面所需要的是哪一類液壓支架然后進行安排。

第三，采煤工作面刮板輸送機的選擇上，近年來綜合采煤技術的進程不斷加快，綜合采煤即機械采和人工采的配合采煤法，所以對刮板輸送機的要求也與日俱增，主要仍舊是刮板輸送機的負載量和額定輸送功率的不斷增加，導致了對刮板輸送機的選擇。隨著綜合機械化裝備技術和綜合管理水平的提高，對刮板輸送機的輸送長度有了新的標準，所以在選型上就有了新的參數標準。

4.創新幾點設備開發和使用

在采掘進程中，會有很多的臨時性突發事件，針對這些，我們要做的還有很多，例如：

4.1采煤機的防滑處理

首先在采煤機開機過程中，現場需要對采煤機牽引組、行走組、液壓制動組、運輸機組等機組進行檢查，看是否需要維修。

然后在割煤過程中，采用合適的回采工藝流程進行規范化的作業，進行軌道移駕，運輸機彎曲盡量靠近采煤機。其中表現突出的就是雙翼雙向上行割煤，此割煤的時候，滾筒上下全部落地。

針對傾角較大的采煤工作面，通過對采煤機的PLC程序的調整，可以啟動采煤機進行割煤進程，應當先牽引后松閘，從而防止機器下滑。而采煤機要及時檢查實心花鍵軸是否需要更換，防止大傾角采煤中出現滑軌事件的發生。

最后，采用具有制動能效的四項變頻技術進行采煤機的控制，可實現在惡劣作業環境下的均速割煤，啟動前要檢查制動系統的彈簧是否需要更換，從而確保采煤機的制動正常。

4.2液壓支架的防滑處理

若要保障回采工作面的順利和安全，防止液壓支架的倒塌尤為重要，在實踐中我們通過以下的有序操作和技術工藝來完成防倒滑工作。

首先對于支架底部進行防倒滑處理，一般采用在下側錨鏈加固，頂部進行穩定點支撐，中間進行螺絲加固。

然后是工作面的機巷超前風巷回采，在根據回采工作面傾斜角度變化的情況下，不斷的調整機巷的超前量，進而保證支架運輸機的穩定。

再然后跟頂跟底回采，第一次來壓和斷層褶曲面以及嚴重冒底片幫區時，采高應該嚴格控制。

最后加強工程質量，嚴格控制頂底板切割線劃分，同時保證液壓支架和運輸機的固定，進而保證各項作業不滯后。而針對頂底板起伏不穩定的地區，適當做出修正工作，確保液壓支架的防滑工作。

4.3刮板輸送機的安全治理措施

為實現有效的溜煤輸送，在刮板輸送機的刮板上適當的改進，應對大傾斜角度的運煤進程，而大傾斜角度的運輸，往往是上下山運輸，那么上坡時的功率就會加大，此時刮板輸送機功率加大，就可能導致機械老化，或者起火，其液壓潤滑油要保證其充足，而電機負荷量應當在應對此類情況而進行更換，從而保證運輸的安全性和穩定性。

刮板輸送機嚴禁站人，此項制度在井下作業中已經提出了好些年了，期間對工人的傷害也不是一例兩例，輸送機皮帶載人，不僅加重了皮帶的符合，還會影響到所載人的生命安全。刮板輸送機中部煤巖破碎裝置，可以減小煤塊大小，從而使輸送機的負載降低。從而保障刮板輸送機的安全進程。

5.結語

我國現行綜合機械化采煤工作的進程，其目的是把回采工作做到更為合理、科學、高效。而如何將這些任務緊密的結合在一起，就成為了實現采煤回采工作的重中之重，各設備之間合理的匹配，可以將工作效率科學化的提高到一個極限。機電設備之間的相互配套還能夠有效的改善回采工作的作業條件，一定程度上還可以提高回采工作的穩定有序進程，從而降低危險系數。 [科]