搜索
综合机械化采煤是指采煤工作面中采煤机、可弯曲刮板输送机和自移液压支架等主要设备组合配套。采煤的主要工序如破煤、装煤、运煤、支护和管理顶板等过程全部机械化。采煤工作面基本理论及支护技术一、液压支架液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件（油缸和阀件）与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备。（一）液压支架的作用液压支架是用来有效而可靠的支撑和控制工作面顶板，同时还能前移和推进工作面输送机，与采煤机、输送机配套使用，实现了落煤、装煤、运煤、支护和放顶回采工艺过程的全部机械化，即所谓的综合机械化采煤。（二）液压支架的结构组成组成：液压支架由承载结构件、执行元件、控制和操纵元件、辅助装置、传动介质组成（二）液压支架的结构组成1、承载结构件（1）顶梁：是直接与顶板相接触，并承受顶板岩石载荷的支架部件。（2）掩护梁：是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间，并承受冒落矸石的载荷，以承受顶板水平推力的部件。（3）底座：是直接与底板相接触，传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。2、执行元件（1）立柱：主要用于承受顶板载荷和调节支护高度的液压缸。（2）千斤顶：除了立柱以外的各种油缸，主要来完成推移刮板输送机、移设支架和支架的调整和各种保护动作等。千斤顶有推移千斤顶、前梁千斤顶、侧护千斤顶、平衡千斤顶、护帮千斤顶等。（二）液压支架的结构组成3、控制和操纵元件液压支架中的控制元件，根据阀在液压系统中的作用不同可分为：（1）操纵阀：主要完成液压系统中的油路控制，实现液压执行元件的最终工作过程。（2）安全阀：主要是防止液压执行元件（立柱、千斤顶）过载，保证液压执行元件安全可靠的工作。通过安全阀可以保证支架的可缩性和恒压性，当立柱支撑的顶板压力超过立柱的工作阻力时，安全阀就溢出乳化液，立柱回缩保持支架的恒阻性。（3）液控单向阀：主要实现液压执行元件（立柱、千斤顶）的闭锁。4、液压支架的架型选择主要考虑直接顶和老顶的级、类。选型还应考虑以下因素：1、采高2、煤层倾角3、底板强度4、瓦斯含量5、地质构造6、特殊开采要求：如分层开采、端头支护等。二、液压支架和单体液压支柱参数的确定（一）支护强度和工作阻力支护强度qgkHqqAFz工作阻力Fz（二）初撑力（三）支架高度（四）支架中心距与宽度支架中心距应与一节溜槽的长度相适应，一般为1.5m。（五）顶梁长度顶梁长度与支架的结构形式、支护方式、输送机宽度和采煤机的结构尺寸有关。（四）液压支架的特点具有结构强度高、支护性能好、移架速度快、安全可靠等优点，能使采煤工作面达到高产量、高功效和高回采率，减轻劳动强度，降低成本和掘进率，实现安全生产。二采煤机牵引机构是采煤机的重要组成部分，担负着移动采煤机并进行调整与保护的任务。是牵引动力的输出装置，它牵引采煤机沿工作面方向穿梭工作。1、牵引部：(一)采煤机的组成及作用齿轮--销轨型采煤机牵引部的驱动轮与铺设在工作面输送机槽帮上的圆柱销齿轨啮合，使采煤机移动。截割部的作用是将电动机的动力经过减速后，传递给截煤滚筒，以进行割煤，并且通过滚筒上的螺旋叶片将截割下来的煤装到工作面输送机上。（1）采煤机截割部的组成截割部有固定减速箱、摇臂、滚筒及滚筒调高装置组成。2、截割部3滚筒和截齿螺旋滚筒是滚筒采煤机的截割机构，用来落煤和装煤。滚筒主要有轮毂、叶片、端盘组成。螺旋叶片和端盘有齿座，上面装有刀形截齿和镐形截齿，叶片内有内喷雾水道，叶片上两齿座之间装有内喷雾喷嘴。b、镐形截齿镐形截齿：沿着滚筒的切向方向安装，又称切向截齿适用：用于脆性、裂隙多的煤层三、刮板输送机刮板输送机是由绕过机头链轮和机尾滚轮（或机尾链轮）的无机循环的刮板链作为牵引机构，以溜槽作为煤炭的承载机构。启动电动机，经联轴节和减速器传动链轮，从而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤由机尾推运到机头处卸载转运。（一）刮板机的工作原理刮板输送机适用于煤层倾角不超过25°的采煤工作面。综采工作面，煤层倾角超过15°时，刮板机要采取防滑措施。在采煤工作面运输平巷和联络巷都可以使用刮板输送机运送煤炭。（二）刮板机的使用范围1、使用圆环链，溜槽间的连接机构有一定的间隙，允许在水平和垂直方向作一定程度的弯曲，适宜工作面地板起伏变化和机械化采煤工艺的要求；2°～4°2、高度和宽度较小，便于装煤，适宜采煤工作面窄小的条件；3、货载连续，运输能力大，在工作面任意地点都可以装煤；4、结构简单、坚固，便于拆装，伸缩、维护和检修；5、适用较为广泛。（三）刮板机的优点1、电动机：输送机的动力源。2、联轴节：是电动机和减速器或减速器和机头主轴间的连接装置。3、减速器：降低速度增大传递力矩。4、主轴：是传动装置的主要部件，接受电动机方向传来的动力，带动牵引链运动。1、传动装置传动装置是刮板输送机的驱动装置。3、溜槽溜槽是刮板输送机牵引链和货载的导向机构及支撑机构。溜槽上一般都安装挡煤板，主要是增加装煤量，加大输送机的运输能力。有些挡煤板敷设电缆、油管、水管及采煤机导向管。采煤工作面中，采煤机、刮板输送机和液压支架组成一个有机整体来实现采煤工艺的各个工序，它们在工作能力和结构尺寸的配套关系，直接影响到采煤工艺的顺利实施和设备能力的充分发挥。因此，为了正确地选择采煤机组各种设备的形式，不仅要看它们各自能否满足采煤工艺的要求，同时要注意它们之间的配套性能。四、综采三机配套选型原则（1）几何关系与位置的配套（2）输送设备的配套一、刮板输送机与采煤机及支架的配套（一）刮板输送机与采煤机的配套1、刮板输送机的输送能力不小于采煤机的理论生产率；2、刮板输送机的结构形式必须与采煤机结构相配套；（二）刮板输送机与液压支架的配套原则1、刮板输送机的结构形式要与液压支架架型相匹配；2、刮板输送机的溜槽长度要与液压支架的中心距相匹配；3、刮板输送机溜槽与支架推移千斤顶连接装置的间距和结构要匹配。二、转载机的选择三、伸缩胶带输送机的选用（3）设备主要参数的配套综采机组主要参数的匹配应满足两方面的要求：一是生产率相适应；二是移架速度适应采煤机的牵引速度。1、生产率相适应要求采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机和伸缩胶带输送机组成的生产系统中，每一后者的生产率要大于前者。2、移架速度与采煤机的牵引速度适应（4）寿命配套是指设备的理论大修周期大致相等综采工艺的采煤工作面（设计采高3.5米），端头支护必须使用端头架或过渡架。端头π型钢梁对棚与排头架间距不超过500毫米，超过500毫米时要增加对棚，够一支架宽度时，要及时换成综采支架。端头对棚迈步步距为600±100毫米。端头π型钢梁长度为3.6米，一梁不少于4柱，柱间距（中-中）为1100±100毫米（可以适应机头及安全口宽度进行调整梁长、柱间距），两端单体柱距梁端100±100毫米，端头对棚同步梁间距（中-中）为600±100毫米，并对梁间距为（中-中）200±50毫米。顺槽采用U型钢棚支护，或采用工钢棚支护时矿压显现明显，必须采用单体柱π型钢梁进行超前换棚，π型钢梁长度与巷宽相适应。如工钢棚矿压显现不明显，只把原工钢棚工钢柱腿替换成单体柱。端头第一对单体柱π型钢梁迈步对棚必须完全托住超前替棚梁或工钢梁的梁头。顺槽采用锚网支护时，排头架与非回采侧巷帮间距不大于2米，排头架与非回采侧巷帮之间必须使用单体柱π型钢梁架设迈步对棚加强支护顶板，同步梁间距（中-中）为600±100毫米，并对梁间距为（中-中）200±50毫米。焦煤工作面端头及两巷超前支护顺槽超前支护必须用单体支柱π型钢梁叉子棚加强支护，超前距离应根据超前压力的实测数据确定，支护强度应与巷道压力相适应，确保断面满足通风、运输、行人等安全要求。最低要求为超前距离不少于20米范围内叉子棚不少于两排，20-100米范围内叉子棚不少于一排。顺槽采用U型钢棚支护的，采用单体支柱托梁（一梁不少于两柱）加强超前支护。综采（放）工作面及悬移支架机采工作面超前加强支护具备条件的应优先选用超前架支护，长度不少于20米，20米以外叉子棚加强支护长度不少于80米。采煤工作面两端头及安全出口处单体支柱初撑力不得小于90kN（11.5MPa），超前支护单体柱初撑力不得小于50kN（6.4MPa），并采取防倒措施，对于软岩条件下初撑力达不到要求的，在制定措施、满足安全条件下，必须经企业技术负责人审批。工作面端头及超前矿压显现不明显的，单体柱可以不穿柱鞋、不加底梁。工作面端头、顺槽超前支护及超前换棚、换柱支护形式、规格参数、超前支护及换棚长度等必须在作业规程及施工图板上图示说明，标明架间距、棚距、最大、最小控顶距、支柱间、排距，且与现场保持一致。顺槽超前100米以外叉子棚可用工钢梁、柱替代π型钢、单体柱，但单体柱柱头必须垫扣板，防止单体柱柱牙承受压力。顺槽坡度达到或超过10度时，打叉子棚必须使用π型钢梁、单体柱。顺槽超前支护用铰接梁替代π型钢时，铰接梁应铰接，不得出现丁字棚。