探究煤矿综和机械化设备应用原理

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摘要：综合机械化掘进工作面和采煤工作面的运用是现代化高产、高效矿井的标志。根据实际条件合理选择综掘工作面及综采工作面机械设备是安全生产、高效生产的根本。采煤、掘进工作面设备的选型、设计、配套、使用和科学的管理是工作面高产、高效的保证。

关键词：综掘机；综采设备；型号选择；技术改造

随着机械工业的不断进步，我国综合机械化掘进设备不断地产生、改进并升级，而且综掘设备的适应范围也不断扩展，但是还没有任何一款综掘机械敢于“吹嘘”说自己能适应所有的地质条件。

综合机械化掘进工作面内相关设备选择必须合理选择才能达到综掘工作面应有的效果。如果选型的结果是“大马拉小车”，会造成机械设备生产能力的浪费；如果是“小马拉大车”，综掘工作面的掘进速度肯定达不到期望值。

因此，根据各煤矿、各采区，乃至各工作面的实际情况，合理选用大中小型煤巷、岩巷、半煤岩巷综掘设备，才能保证航道的掘进速度，进而保证整个矿井的接替需要。

一、综掘机械的选型

综掘机是综合机械化掘进工作面内最重要的机械设备。综掘机的高效运转时是实现工作面掘进目标的根本基础。根据矿井的地质条件，选择合理的综掘机，才能发挥综掘工作面的最大生产能力及实现安全生产。于综掘机相配套的的相关设备，如二运系统是综掘工作面高产高效的重要保证。

1.1选型原则

1.1.1综掘机械各配套设备的生产能力应不小于工作面设计生产能力的1.2倍。选型时必须参照国内外高产高效工作面辅助系统生产能力的设计，所选设备要能够满足快速掘进的需要，综掘设备的协调性以保证工作面快速推进的需求。

1.1.2综掘机械的研制与选型，应特别注意设备的可行性，但也要注意其技术的先进性。

1.1.3总体设备应考虑与已有设备的配合，尽量不要造成已有设备的闲置。

1.1.4综掘机械成套设备应满足快速掘进施工工艺的要求。

1.2掘进机的技术要求

1.2.1掘进设备的“破、装、运”三大功能与支护系统的支护功能互不干涉，刮扳机与装载机构分开控制，避免装载机构和刮扳运输负荷过大造成死机现象。

1.2.2掘进机的检修方面，液压系统必须密封，以防止液压油的污染，给液压系统造成堵塞、泄露。掘进机加油方式应尽量采用自吸式。装载机构如果采用三爪转盘，每个转盘都应用单独的马达驱动。

为解决液压油的过热现象，掘进机的冷却系统必须实时运转，而且掘进的油箱内必须加装冷却器。各油缸的外露部分及液压件应加防护装置。可实现各油缸动作速度及行走速度的手工元级调速。在重载情况(如遇到硬岩)时可通过慢速进给降低切割载荷，以切断硬岩，减少停机。截割头采用国际一流技术，设计单刀力大，截齿布置合理，破岩过断层能力强。

1.2.3电器方面，电器回路的控制容量要大，维护要简单。保护和显示融为一体，全自动故障诊断和动作检测、过流、过载、断相、互不平衡、漏电、闭锁、过压和先导误动作的控制系统，可显示控制电机负载、运行状态、故障情况、启动器系统自控和主控制箱温度等，便于检测和查找处理问题。

1.2.4掘进机的使用，最好选用具备伸缩性能的切割头，便于挑顶、刷帮和挖柱窝，并且在同样的条件下可以多进一个循环，整个动机器的灵活性也能得以提高。

1.2.5安全方面，必须有预警报装置和照明照明装置，及机载式瓦斯断电仪。另外综掘机上还必须具备内外喷雾装置，掘进机两侧必须有急停按钮等安全保护设施。

1.3综掘机效率

1.3.1根据以上分析，综掘机械的“二运系统”如能采用双面运输胶带机，可以减少工人的劳动强度，支护材料也可以实现机械化运输。购置半煤岩掘进机，可以实现支护、掘进一体化，一次性全断面快速掘进，提高工效。

1.3.2实现掘进机械钻进、截割、装运、降尘、支护一体化，就能够提高掘进效率，实现快速掘进的目的，以达到矿井安全生产的需要，确全矿各项经济指标的完成，进而保证整个矿井的高产高效。

1.3.3可选配独立的锚杆动力接口单元，为锚杆钻机提供动力，提高锚固作业效率。

二、综采设备配套使用中出现的问题及改进建议

2.1设备使用情况综采设备的采煤效率是炮采和普采所无法比拟的，但由于设计和使用操作不当，可能出现的问题也很多，例如：①液压支架护帮板开焊；②护帮板与液压支架主体连接构件开焊；③液压支架调向困难，支架与刮板输送机互为依托移动困难；④采煤滚筒进刀困难，三角煤不能尽采；⑤液压支架的前梁与收回护帮后的整体厚度与采煤机行星头相互干涉；⑥采煤机行星头与刮板运输机铲煤板相互干涉。

2.2原因分析

2.2.1设计方面运输机：运输机的机头架与过渡槽采用螺栓连接，形成不了一个钢性整体。运输机的中部槽与底板有一定的空隙。

液压支架：液压支架的工作阻力均是较大，但是没有底侧护，前梁和护帮的总厚度太厚，护帮板、伸缩前梁与推移千斤顶没有实现连动。

采煤机：采煤机的行星头太大，煤机的加油方式是人工加油。

2.2.2机械设备配套方面液压支架的前梁与采煤机行星头相互干涉，滞后支架不能实现超前移架。

采煤机配套的原运输机的中部槽宽度是750mm，该设备与运输机配套，煤机行星头与运输机的铲煤板间隙过小，跟机推溜时，煤机的行星头与运输机的铲煤板相互干涉，造成煤机行星头磨损和割铲煤板。

2.2.3机械设备使用方面采煤机用的是镐型截齿（U92）割底板，底板很容易出现凸凹状态，铲煤板和挡煤板将整个采煤机抬起，铲煤板扎底，中部槽变形。

液压支架进回液高压胶管过长，移架时常挤断。

煤机的加油、检修不力，抗磨液压油污染，操纵阀堵塞，牵引系统常出故障。

支架工操作时，经常不按照正规程序操作。移加过程中支护之大忌，如高射炮、拉弓等。更有甚者，前梁顶梁与顶板不能保持平行支护，整架受力不均，而各千斤顶安全阀的开启压力是一样的，由此造成液压支柱窜液、结构件从局部开始疲劳，进而造成整个液压支架的损毁。

2.3改进措施

2.3.1加装一套自吸泵，将采煤机的加油方式改为自吸式。

2.3.2移架时，护帮板、伸缩前梁收回；推溜时，护帮板、伸缩梁打开。护帮板、伸缩前梁与推移千斤顶实现互动。

2.3.3重新核定液压支架护帮千斤顶安全阀开启压力，支架与互帮办的连杆销轴更换为刚度更大的连接件。

2.3.4运输机的过渡槽采用哑铃销一节连接。

2.3.5液压支架四联杆底部增加一套侧推装置，防止液压支架侧滑。

2.3.6在煤机的加油布棚增加滤网。

2.3.7煤机滚筒尽量少割底板，以减轻铲煤板的负荷。如果因此而造成刮板输送机推进困难，立即停止工作查看原因，解决问题后再推溜。

2.3.8将液压支架的进回液高压胶管吊起并绑缚在固定位置加以保护。

2.3.9移架时，无特殊情况采取滞后支护。

2.3.10三架液压支架联合作用保证同步推溜。

2.3.11加强现场班队长及操作工人的培训，煤机司机、支护操作工及检修工都必须熟悉操作规程，做到“四懂四会”。

三、结论

综采、综掘工作面是现代化高效矿井的标志。可行性强、高性能的综和机械化设备是安全生产、高效生产的根本。综掘设备的选型、设计、配套、使用和科学的管理是顺利完成各项经济指标的保证。积极主动的采用各种手段发现并解决综采系统的各种问题，发挥综采设备之潜能，是实现综采工作面的高产高效根本保证。