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1、综采放顶煤工作面“三机”的选型与配套河北天择重型机械有限公司 刘 刚0 引言放顶煤综采工作面主要设备包括：采煤机、放顶煤液压支架及其过渡支架、前后刮 板输送机，即通常所说的“三机”，而科学合理地“三机”配套是放顶煤工作面正常生 产的前提。只有实现这些设备的生产能力、使用性能、联接尺寸和空间位置的匹配，才 能保证设备的正常运行，获得最佳的经济效益。1 “三机”的选型原则正确恰当的设备选型是科学合理地“三机”配套的基础。放顶煤综采工作面设备的 选型必须满足工作面生产能力的要求，因此在设备选型的过程中常涉及配套设备的生产 能力的计算。1.1 工作面生产能力的计算采煤机的割煤能力和放煤机构的放煤能力是
2、反映工作面生产状况的主要参数。放顶 煤工作面的生产能力等于采煤机的割煤能力和放煤机构的放煤能力之和。采煤机的割煤能力的计算公式为：Qc= 60 V B h p K式中Qc采煤机割煤能力（t/h）；V采煤机牵引速度（m/min ）；B采煤机截深（m）；h采煤机采高（m）；p实体煤的密度（t/m3）；K装煤系数。放顶煤工作面的放煤能力的计算公式为：Qf = 3600q/T式中Qf放煤能力（t/h）；q每个支架的放煤量（t）；T每个支架的放煤时间（s）。工作面输送机的运输能力的计算公式为：Qs = 3600 F VL pLs式中Qs运输能力（t/h）；F货载断面（m2）；装满系数；VL链速（m/s）
3、； ps松散煤密度（m3）。1.2 采煤机的选型 由于放顶煤开采时，首先在煤层厚度范围内先采底层，然后主要通过顶板对顶煤的压力作用破煤而将顶煤顺利放出。因此底层采煤机的采高不必太高，只要保证有足够的 作用空间和通风面积即可。采煤机的割煤能力可以根据工作面前部的设计生产能力确定，因此可以把采煤机的 割煤能力作为采煤机选型的基本参数。1.3 放顶煤液压支架的选型 放顶煤液压支架是工作面的核心设备，不仅具备普通液压支架的支护能力，还应具有放落顶煤的功能。对于煤层硬度大，老顶初次来压和周期来压强烈的工作面，初撑力 和工作阻力要适当加大，以便支架反复支撑顶板使顶煤顺利垮落。支架的放煤口在保证 强度的前提
4、下应尽可能大，并设计有松动顶煤和破碎顶煤的装置便于放煤。放顶煤过渡支架的工作阻力和工作高度通常比中间架高。另一个显著特点是过渡支 架多采用反四连杆设计，后部空间大，这样既可掩护机头和机尾，又便于拖动机头和机 尾前移。1.4 刮板运输机的选型 不论采煤机切割下的煤和放落的顶煤均要通过刮板输送机运出工作面。因此前后输送机的运输能力应大于或等于前部割煤能力和后部放煤能力。在保证输送能力的前提 下，尽可能减小机头和机尾的体积。输送机应保证在左右工作面均能使用。2 “三机”位置关系的配套在综采放顶煤工作面，采煤机在刮板机上运行，液压支架位于前后刮板机之间，负责推动前后刮板机前移和支护工作面顶板，“三机”
5、配套就是确定采煤机、液压支架和 前后刮板机空间配合尺寸及其联接形式，中间支架配套断面图如图 1，过渡支架配套断 面如图 2。图 1 中间支架配套断面图图 2 过渡支架配套断面2.1 支架和刮板机的配套在实际的“三机”配套设计中，液压支架和刮板机的配套要占到整个工作量的一半 以上。液压支架和刮板机的联接是设计的重点和难点。液压支架推移千斤顶的推溜力、拉溜力、拉架力与刮板输送机和液压支架的阻力相 匹配，满足前后输送机和液压支架的快速移动。中间支架通过十字连接头和前中部槽联接，十字联接头的中心距取决于梁端距的大 小，梁端距越大，十字联接头的中心距就越大。中间支架通过链组（或拉杆）和后部中 部槽联接，
6、链组的长度应保证前后输送机的中心距符合工作面布置的要求。过渡支架是中位或低位放顶煤时用来支护前后刮板输送机的专用设备。由于输送机 的机头和机尾外形尺寸大，中间支架尾部空间小，难以容纳，因此机头和机尾通常用过 渡支架来支护，其配套原则同中间支架。一般机头尾的中心距 A2 要大于中部槽的中心 距 A1 ，因此前后输送机大多呈“喇叭口”分布。2.2 采煤机和支架的配套采煤机的采高范围应与液压支架的调高范围相适应，一般情况下，支架的最大高度 至少应比采煤机的最大采高大200mm。为便于工作面的管理，对特厚煤层的工作面采 高在2.5m左右较为理想，所以放顶煤液压支架的设计高度H 般在1.62.8 m。从
7、顶板管理角度来看，梁端距应尽可能小，但是由于底板的起伏情况，采煤机可能向支架方向倾斜，割到顶梁。通常放顶煤液压支架的梁端距a取200300mm。2.3 采煤机和刮板机的配套采煤机和刮板机的配套主要是两个方面，第一是行走机构的配套，导向滑靴、行走 轮和销轨的配套，底托架能骑在铲板槽帮上，即行走轮和底托架的中心距等于销轨和铲 板槽帮的中心距；第二是保证顺利割煤运煤，要使采煤机割透上下巷处的“三角煤”， 卧底量K 一般取100300mm,为使煤顺利运出，过煤高度C应大于300mm。3 结束语综采放顶煤技术在我国以得到广泛推广，解决了厚煤层和特厚煤层开采的难题。随 着采煤设备和采煤工艺的不断发展，在煤矿设备改造和技术更新时，设计人员都会遇到 一些新问题，本文详细叙述了放顶煤综采“三机”配套的设计方法和注意事项，具有一 定的理论和实践指导意义。
