中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)范本

1、 摘 要綜合機(jī)械化采煤工所面設(shè)備從選型到安裝的過(guò)程是煤礦生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程之中一個(gè)重要的組成部分，直接影響煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、安全生產(chǎn)和生產(chǎn)秩序。隨著煤炭開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，高產(chǎn)高效工作面不斷涌現(xiàn)，對(duì)工作面設(shè)備配套的要求也越來(lái)越高。提高綜采機(jī)電設(shè)備配套的科學(xué)性，增加設(shè)備布置的合理性，增強(qiáng)綜采設(shè)備全技術(shù)措施、工藝的同時(shí)，安裝組織管理工作也顯得十分重要。在不斷完善的安裝技術(shù)環(huán)境下的綜采設(shè)備適應(yīng)能力，是煤炭系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)人員必須要解決的問(wèn)題。論文結(jié)合煤礦企業(yè)工作的實(shí)際，從理論上討論了綜采設(shè)備優(yōu)化與配套的基礎(chǔ)上，充分考慮到煤礦綜采工作面設(shè)備與安裝的特點(diǎn)，總結(jié)了影響綜采設(shè)備安裝進(jìn)度的各種因素，并運(yùn)用系統(tǒng)工程的基本理

2、論和方法對(duì)影響安裝的因素進(jìn)行了深入分析，找出了影響進(jìn)度計(jì)劃編制的主要因素。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的方法，結(jié)合因素分析，在廣泛收集和分析各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料之后，對(duì)設(shè)備安裝項(xiàng)目的工序分解、工序間的邏輯關(guān)系、工序的時(shí)間參數(shù)、資源匹配、計(jì)劃的調(diào)整與優(yōu)化進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，并以泗河煤礦2326工作面綜采設(shè)備安裝為實(shí)例編制了安裝的進(jìn)度計(jì)劃。針對(duì)方案的實(shí)施控制，在全面分析的基礎(chǔ)上，對(duì)可能出現(xiàn)的偏差進(jìn)行了預(yù)測(cè)，指出了設(shè)備安裝實(shí)施階段的關(guān)鍵控制因素和保證措施。本文針對(duì)長(zhǎng)期以來(lái)，綜采設(shè)備選型過(guò)程與安裝計(jì)劃編制方法落后，計(jì)劃的可操作性差等特點(diǎn)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的方法進(jìn)行了有益的探索。關(guān)鍵詞：綜采工作面； 液壓支架； 設(shè)備安裝；

3、 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃； 進(jìn)度分析目 錄1緒 論1 1.1 選題的背景1 1.2 課題的來(lái)源2 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1.4 研究?jī)?nèi)容4 1.5研究方法52 綜采工作面設(shè)備確定配套分析 62.1綜采工作面設(shè)備確定和配套的程序62.2液壓支架的計(jì)算確定92.3采煤機(jī)的計(jì)算確定102.4刮板輸送機(jī)的計(jì)算確定152.5綜采工作面“三機(jī)”幾何關(guān)系的確定162.6三機(jī)的性能及生產(chǎn)能力的確定172.7本章小結(jié)183 泗河煤礦綜采設(shè)備配套及工藝參數(shù)優(yōu)化203.1 礦井概況203.2 泗河煤礦綜采設(shè)備配套關(guān)鍵技術(shù)的研究203.3 泗河煤礦綜采裝備配套的實(shí)現(xiàn)223.4 工作面工藝參數(shù)優(yōu)化233.5 工作面工序匹配的保障

4、措施243.6 井下理論性工業(yè)試驗(yàn)263.7 本章小結(jié)284 綜采設(shè)備安裝原理與優(yōu)化應(yīng)用304.1 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中的設(shè)備安裝原理304.2 本章小結(jié)40致 謝42主要參考文獻(xiàn)431 緒論1.1選題的背景能源問(wèn)題不僅關(guān)系到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)安全，而且還涉及到國(guó)家的政治安全。根據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，在我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比例中化石能源的比重很大，而且我國(guó)的化石能源中煤炭資源則占據(jù)著極其重要的地位，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際國(guó)情及廣大民眾的能源消費(fèi)習(xí)慣和消費(fèi)偏好，毋庸置疑，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段歷史時(shí)期內(nèi)，煤炭仍舊是我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的主要能源，煤炭產(chǎn)業(yè)仍將是我國(guó)一些地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的支柱產(chǎn)業(yè)。但我國(guó)的煤炭資源在新的形勢(shì)下，受到了

5、前所未有的挑戰(zhàn)。煤炭工業(yè)是中國(guó)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭在中國(guó)一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)構(gòu)成中均占2/3以上。中國(guó)煤炭資源豐富，在未來(lái)的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，以煤為主的能源供應(yīng)格局不會(huì)改變。隨著加工轉(zhuǎn)換和利用技術(shù)水平的提高，煤炭可以成為高效、清潔利用的能源。在我國(guó)煤礦中,薄煤層的儲(chǔ)量占煤炭可采儲(chǔ)量比例較大,在已探明的礦區(qū)中,有84%的礦區(qū)有薄煤層,儲(chǔ)量約620億t,占總儲(chǔ)量的17.5%。由于在開(kāi)采技術(shù)上薄煤層屬于難采煤層,機(jī)械化水平一直比較低,在開(kāi)采煤層中產(chǎn)量比例小。在薄煤層中,由于受煤層薄、人員活動(dòng)空間小等限制,在采煤方法的選擇上是一個(gè)難題。目前，我國(guó)大多中小煤礦工作面采用普采、炮采為主的工藝方式，所

6、引起的諸多問(wèn)題己成為制約礦區(qū)安全、高效生產(chǎn)重大問(wèn)題。由于普采工藝對(duì)頂板的控制能力較差，導(dǎo)致工作面經(jīng)常出現(xiàn)冒頂?shù)软敯迨鹿?，?yán)重地威脅著礦工的生命安全和礦井安全高效生產(chǎn)1。尤其是隨著生產(chǎn)不斷向后組煤和邊角采區(qū)拓展，生產(chǎn)安全條件更為困難。要提高單產(chǎn)水平和工作面效率,實(shí)現(xiàn)礦井安全、高效開(kāi)采,必須采用綜合機(jī)械化開(kāi)采。1.2課題來(lái)源目前，我國(guó)還存在大量的中小煤礦。據(jù)資料顯示，2005年，我國(guó)煤炭產(chǎn)量為21.9億噸，但大中型煤礦產(chǎn)量?jī)H占54%，采煤機(jī)械化程度僅為45%；小型煤礦2.1萬(wàn)處，數(shù)量多，裝備差，大多數(shù)仍處于炮采甚至手工作業(yè)水平，普遍缺乏技術(shù)、裝備、管理。在本課題研究過(guò)程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)眾多地方中小

7、煤礦下一步的生產(chǎn)工藝改造能起到很大的借鑒作用。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外綜采技術(shù)的發(fā)展主要以地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單的煤層條件進(jìn)行了研究應(yīng)用：中厚煤層長(zhǎng)壁綜采在我國(guó)煤礦生產(chǎn)中普遍使用，占綜采比例70%以上，技術(shù)、裝備和生產(chǎn)管理己經(jīng)成熟。長(zhǎng)壁大采高(5m以下厚煤層)綜采和長(zhǎng)壁綜放開(kāi)采(5m以上厚及特厚煤層)技術(shù)是在改革開(kāi)放近20年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的兩種長(zhǎng)壁綜采技術(shù)，且己基本成熟，解決了厚及特厚煤層開(kāi)采在技術(shù)和管理上以往存在的而未能很好解決的一些問(wèn)題，使采準(zhǔn)巷道工程大大減少、運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)化、管理集中，工作面單產(chǎn)高、效率高，噸煤生產(chǎn)成本下降(較分層開(kāi)采成本一般降低10%左右，有的降低高達(dá)18%)，經(jīng)濟(jì)效果好。且

8、生產(chǎn)能力大，如神東煤炭公司大柳塔礦大柳塔井依靠全套引進(jìn)設(shè)備單原煤產(chǎn)量首次突破千萬(wàn)噸，2002年綜采工作面年產(chǎn)量達(dá)到874萬(wàn)t，刷新世界記錄。據(jù)此，可以認(rèn)為這是開(kāi)采厚及特厚煤層行之有效的采煤法，而且隨著技術(shù)裝備的性能、可靠性和管理水平的提高，技術(shù)組織措施的完善，綜合機(jī)械化的采煤工藝會(huì)更具優(yōu)越性和發(fā)展前途。綜采工作面液壓支架的選型是綜采機(jī)械化采煤工藝的一個(gè)重要組成部分。綜采工作面設(shè)備的數(shù)量多、體積大、噸位重，通常每套設(shè)備包括液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)及電控設(shè)備等，重量已達(dá)2000噸以上，井下運(yùn)輸距離一般為2-3km，甚至更遠(yuǎn)，工作面設(shè)備安裝和拆除一次，工序繁雜，需要較長(zhǎng)一段時(shí)

9、間，如果方法不對(duì)、措施不力、組織不嚴(yán)，不僅要消耗大量的人力、物力和財(cái)力，而且減少了工作面產(chǎn)量，甚至使整個(gè)礦井的采掘失調(diào)，經(jīng)濟(jì)效益受到影響。德國(guó)萊茵礦區(qū)的調(diào)查結(jié)果表明，平均每安裝一個(gè)工作面用工量多達(dá)10000個(gè)工，耗資480萬(wàn)馬克。該礦區(qū)每年有50個(gè)工作面搬遷，僅安裝費(fèi)就達(dá)2.4億馬克。統(tǒng)計(jì)表明，工作面安裝費(fèi)用約占生產(chǎn)費(fèi)用的49%，可見(jiàn)安裝對(duì)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的影響是非常大的。安裝期間如不加快安裝速度或拆裝倒面設(shè)備，就會(huì)嚴(yán)重欠產(chǎn)，使礦井均衡生產(chǎn)受到影響。因此，如何合理組織好工作面設(shè)備的安裝和拆除工作，就顯得非常重要。目前，我國(guó)綜采工作面設(shè)備安裝的實(shí)際效率與國(guó)外相比有一定差距，主要原因是：目前我國(guó)絕大

10、多數(shù)礦井的階段內(nèi)都采用采區(qū)式布置，采區(qū)內(nèi)工作面采用后退式開(kāi)采，工作面搬遷距離一般2km以上，設(shè)備安裝與運(yùn)輸要經(jīng)過(guò)區(qū)段平巷、中部車(chē)場(chǎng)、采區(qū)上（下）山和新工作面的中部車(chē)場(chǎng)、平巷才能進(jìn)入新工作面。其運(yùn)輸距離長(zhǎng)，線路復(fù)雜，巷道條件差。如巷道起伏大、彎道曲率半徑小、斷面小、坡度大等，都使得安裝工作費(fèi)工、費(fèi)時(shí)。目前我國(guó)輔助運(yùn)輸基本上是軌道運(yùn)輸，運(yùn)載工具基本上是普通平板車(chē)、材料車(chē)；搬遷要從平巷到斜巷再到平巷，需要多次運(yùn)轉(zhuǎn)；設(shè)備起吊、裝車(chē)、卸車(chē)都十分費(fèi)事，安全性差，運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，延誤搬遷時(shí)間。工作場(chǎng)地狹窄，照明條件差，職工隊(duì)伍的素質(zhì)尚有相當(dāng)?shù)牟罹?。設(shè)備搬遷、安裝計(jì)劃不科學(xué)，用工不合理，窩工現(xiàn)象多。根據(jù)目前我國(guó)綜

11、采工作面設(shè)備安裝狀況，提高綜采設(shè)備的安裝速度和效率，是綜采發(fā)展急需解決的一個(gè)大問(wèn)題。假設(shè)我國(guó)的綜采設(shè)備安裝時(shí)間降低到15天左右，那么綜采設(shè)備的利用率就可提高約10%，按全國(guó)使用290套綜采設(shè)備計(jì)算，幾乎相當(dāng)與增加29套綜采設(shè)備，由此所產(chǎn)生的效益將是十分可觀的。1.4研究?jī)?nèi)容綜合機(jī)械化采煤工作面設(shè)備配套是一個(gè)集地質(zhì)開(kāi)采學(xué)、采礦工程學(xué)、礦壓及其控制學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、采煤工藝學(xué)、安全工程學(xué)、電氣自動(dòng)化、液壓傳動(dòng)、通風(fēng)管理、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的綜合工程問(wèn)題。本課題旨在解決目前采煤工作面設(shè)備配套中普遍存在的結(jié)果粗糙、經(jīng)驗(yàn)主義泛濫的傾向，以提高綜采設(shè)備選型配套的科學(xué)性、準(zhǔn)確性，并對(duì)工作面設(shè)備的快速安裝進(jìn)

12、行研究，達(dá)到快速準(zhǔn)確地完成工作面設(shè)備選型和安裝任務(wù)。根據(jù)煤層厚度一般將煤層劃分為4類(lèi):厚煤層(>3.5m)、中厚煤層(3.5l.3m)、薄煤層(1.30.8m)和極薄煤層(<0.8m)。為視區(qū)別，本論文將1.22.2m厚度的煤層統(tǒng)稱為較薄煤層。較薄煤層綜采工作面設(shè)備的三機(jī)配套是針對(duì)較薄煤層工作面的地質(zhì)開(kāi)采條件和生產(chǎn)要求提出的設(shè)計(jì)問(wèn)題，主要解決的問(wèn)題有：薄煤層采煤方法的確定。采煤設(shè)備的選型。割煤設(shè)備的選型要根據(jù)工作面要求的產(chǎn)量、工作面采高、煤質(zhì)硬度、煤層傾角等因素來(lái)確定。設(shè)備配套幾何關(guān)系的研究。網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中的綜采設(shè)備安裝原理分析。較薄煤層工作面設(shè)備搬遷與安裝的實(shí)際應(yīng)用研究。1.5研究方

13、法大型煤礦企業(yè)的管理工作千頭萬(wàn)緒，本文所研究的綜采工作面設(shè)備優(yōu)化分析只是煤礦企業(yè)生產(chǎn)管理中的一個(gè)很小的部分。如果把生產(chǎn)管理界定為一個(gè)系統(tǒng)，則綜采工作面設(shè)備分析就是一個(gè)子系統(tǒng)。這就決定了我們?cè)诜治鰡?wèn)題時(shí)，必須運(yùn)用系統(tǒng)分析的理論和方法；設(shè)備分析從性質(zhì)上看，屬生產(chǎn)技術(shù)管理范疇，現(xiàn)代生產(chǎn)管理的普遍的規(guī)律也同樣適用于設(shè)備分析項(xiàng)目；設(shè)備分析是煤礦企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，追求效益是生產(chǎn)活動(dòng)的主要目標(biāo)，因此，在處理設(shè)備優(yōu)化分析中的各種矛盾時(shí)應(yīng)時(shí)刻不忘企業(yè)的效益宗旨。對(duì)于本例來(lái)講，在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)于綜采設(shè)備的綜合分析的技術(shù)與措施歷來(lái)較重視，但在生產(chǎn)管理上，由于受傳統(tǒng)習(xí)慣的影響，缺少深入細(xì)致的研

14、究，再加上管理人員素質(zhì)不高，現(xiàn)場(chǎng)管理頭緒多，任務(wù)重，工作量大的矛盾比較突出，對(duì)工作計(jì)劃性差，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)低。針對(duì)以上特點(diǎn)，本例重點(diǎn)從分析與管理的角度入手，用定量與定性相結(jié)合的手法，首先用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理確定影響計(jì)劃編制的因素，用系統(tǒng)工程的方法分析各因素，在應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的過(guò)程中充分考慮各種因素的影響程度。把項(xiàng)目分解、邏輯關(guān)系、持續(xù)時(shí)間、計(jì)劃的調(diào)整與優(yōu)化等與因素分析結(jié)合起來(lái)，確定可行性計(jì)劃。在可行計(jì)劃的基礎(chǔ)上，著眼于設(shè)備優(yōu)化條件下的的實(shí)施控制，力求提高企業(yè)的綜合管理水平。研究過(guò)程中，全文遵循了由普遍到特例再到普遍的原則，即網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃方法、因素分析的運(yùn)用從煤礦企業(yè)的普遍性入手，隨后以泗河煤礦2326工作面安

15、裝為特例進(jìn)行運(yùn)用，最后從計(jì)劃控制的角度闡述了計(jì)劃實(shí)施控制的普遍方法。2 綜采工作面設(shè)備確定配套分析綜采工藝系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，工作面處于不斷推移、動(dòng)態(tài)發(fā)展和復(fù)雜多變的地下環(huán)境中，受多種隨機(jī)因素的影響，煤層地質(zhì)條件多種多樣，要使綜采工作面達(dá)到高產(chǎn)、高效、安全、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)目標(biāo)，包括采煤、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)可選用層次不同的開(kāi)采設(shè)備。因此，如何正確、合理地進(jìn)行綜采工作面設(shè)備選型及參數(shù)確定就成為十分重要而復(fù)雜的問(wèn)題。綜采工作面使用的設(shè)備主要有采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架、端頭支護(hù)設(shè)備、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)、乳化液泵站等，它們不是簡(jiǎn)單的拼湊，而是有機(jī)的結(jié)合。綜采工作面設(shè)備配套就是要正確確

16、定綜采工作面設(shè)備的類(lèi)型和參數(shù)。綜采工作面設(shè)備在空間尺寸、能力之間存在聯(lián)系和匹配關(guān)系，彼此間要相互適應(yīng)和協(xié)調(diào)，最終使選用的綜采成套設(shè)備適合煤層賦存條件和礦井生產(chǎn)技術(shù)條件，獲得良好的使用效果。影響設(shè)備選型的因素有很多，主要影響因素有煤層地質(zhì)條件、工作面及外圍煤流運(yùn)輸系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的配套能力等。地質(zhì)條件的主要影響因素有煤層厚度、傾角、硬度、頂板穩(wěn)定性、周期來(lái)壓步距、底板能承受的比壓、煤層埋藏穩(wěn)定性、瓦斯含量、水文地質(zhì)條件等。工作面及外圍煤流運(yùn)輸系統(tǒng)是指從工作面到井底煤倉(cāng)的各煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)。輔助系統(tǒng)的配套包括輔助運(yùn)輸系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供液系統(tǒng)及其他系統(tǒng)。2.1綜采工作面設(shè)備確定和配套的程序綜采工作面工藝方

17、式選擇和設(shè)備確定與配套過(guò)程如圖2.1所示5。圖2.1 綜采工作面工藝方式選擇和設(shè)備確定與配套流程圖綜采工作面設(shè)備選型的影響因素綜采工作面采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和支架的選型及其相互之間的配套影響因素和相互關(guān)系如圖2.2所示。圖2.2綜采工作面設(shè)備選型框圖綜采工作面設(shè)備選型，除每一設(shè)備的選擇要考慮上述因素外，設(shè)備之間的性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作面空間尺寸以及相互連接部分的形式、強(qiáng)度和尺寸等方面，必須保證相互匹配協(xié)調(diào)和適用。工作面生產(chǎn)能力取決于采煤機(jī)落煤能力，工作面刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)形式及其附件必須與采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)相匹配，如采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、底托架及滑靴的結(jié)構(gòu)、電纜及水管的拖移方式以及是否連鎖控制等。

18、要保證工作面高產(chǎn)，工作面輸送機(jī)的運(yùn)輸能力就要大于采煤機(jī)的落煤能力，液壓支架移架速度就得大于采煤機(jī)運(yùn)行速度，輸送機(jī)中部槽與液壓支架推移千斤頂連接裝置的間距要相互匹配，采煤機(jī)的采高范圍與支架最大和最小結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng)，采煤機(jī)截深與支架推移步距相適應(yīng)等。2.2液壓支架的計(jì)算確定2.2.1液壓支架架型的選取原則液壓支架應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)功能和支護(hù)性能，能及時(shí)維護(hù)頂板，防止端面頂板的冒漏，同時(shí)能有效地支撐頂板，適應(yīng)所開(kāi)采煤層的賦存條件和礦壓特點(diǎn)1011。液壓支架選型要考慮的主要因素有：直接頂類(lèi)型、老頂來(lái)壓等級(jí)、底板特性、采高、截深、煤層傾角、煤層強(qiáng)度、礦井瓦斯涌出量、局部地質(zhì)構(gòu)造情況、頂板巖層含水情況、周?chē)?/p>

19、和鄰近煤層的采動(dòng)情況以及開(kāi)采深度等。直接頂?shù)念?lèi)型對(duì)支架選型起主導(dǎo)作用。研究表明，頂板破壞特征及其嚴(yán)重程度首先取決于頂板巖性和強(qiáng)度，即頂板類(lèi)型。支架的合理選型就是使支架的特性適應(yīng)頂板的上述特征，包括頂板的接觸適應(yīng)性和支架隔離破碎頂板的能力。所謂接觸適應(yīng)性，包括支架對(duì)頂板阻力沿空間分布和隨時(shí)間的變化，支架合力作用點(diǎn)的調(diào)節(jié)能否適應(yīng)頂板變化等。不同支架對(duì)直接頂?shù)慕佑|適應(yīng)性差別很大，應(yīng)因地制宜地選取架型。直接頂在支架頂梁的反復(fù)支撐作用下容易形成離層和破壞，頂梁越長(zhǎng)這種效應(yīng)就越明顯。對(duì)穩(wěn)定性差的直接頂應(yīng)優(yōu)先考慮采用頂梁較短的架型8。目前，用于綜采的液壓支架主要有支撐式、支撐掩護(hù)式和掩護(hù)式三種。其中支撐式支

20、架由于其穩(wěn)定性差、擋矸性能差，目前已被淘汰；其他兩種形式為常用架型。支撐掩護(hù)式支架有兩排立柱，頂梁和底座都較長(zhǎng)，通風(fēng)斷面大，支架的切頂能力強(qiáng)，底座對(duì)底板比壓均勻，且底座前端的比壓小，容易移架。該架型一般適用于堅(jiān)硬頂板及部分中等穩(wěn)定頂板。二柱掩護(hù)式支架單排立柱支撐，支撐合力距離煤壁較近，可有效防止端面頂板的早期離層和破壞；控頂距小、頂梁較短，對(duì)頂板的反復(fù)支撐次數(shù)少，減少了對(duì)直接頂?shù)钠茐?；支架能?jīng)常給頂板向煤壁方向以推力，有利于維護(hù)頂板的完整6。該架型適用于破碎頂板及部分中等穩(wěn)定頂板，且對(duì)煤層變化較大的工作面適應(yīng)性較強(qiáng)。2.2.2液壓支架參數(shù)的選取支架工作阻力的方法主要有：載荷估算法、實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)法、

21、臨界阻力法及理論分析法四種。2.3采煤機(jī)的計(jì)算確定2.3.1采煤機(jī)類(lèi)型的選取原則 目前，我國(guó)綜采工作面使用的采煤機(jī)種類(lèi)很多，采煤機(jī)的選型要考慮煤層開(kāi)采地質(zhì)條件、工作面實(shí)際生產(chǎn)能力、工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、礦井系統(tǒng)配置能力及設(shè)備供應(yīng)狀況等因素。煤層開(kāi)采地質(zhì)條件好、礦井系統(tǒng)配套能力大、工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力大，可根據(jù)情況選擇大功率采煤機(jī)；煤層地質(zhì)條件復(fù)雜、礦井系統(tǒng)能力小，可選用投資相對(duì)較少的采煤機(jī)組15。2.3.2采煤機(jī)參數(shù)的確定(1)采煤機(jī)割煤能力的確定綜采工作面采煤機(jī)割煤能力與工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力存在如下關(guān)系： (2.11)式中 m采煤機(jī)平均落煤能力， ；工作面日生產(chǎn)班時(shí)間，h；工作面生產(chǎn)系統(tǒng)有效度；設(shè)

22、計(jì)工作面平均日產(chǎn)量，。即： (2.12)可推得： (2.13)式中 采煤機(jī)割一刀煤所需時(shí)間，；采煤機(jī)截深，m；平均采高，m；實(shí)體煤容重，；采煤機(jī)割煤采出率，%；工作面長(zhǎng)度，m。當(dāng)采用單向采煤割煤方式時(shí)，采煤機(jī)割一刀煤所需時(shí)間可簡(jiǎn)化為： (2.14)式中 采煤機(jī)平均割煤速度，m/min；采煤機(jī)返回時(shí)間，min；工作面由于采煤工藝因素引起的平均每個(gè)割煤循環(huán)的停機(jī)時(shí)間和無(wú)效開(kāi)機(jī)，min；工作面進(jìn)刀段長(zhǎng)度，m；采煤機(jī)割煤速度與空刀牽引速度之比，。由于采煤機(jī)割煤能力與割煤速度之間存在如下關(guān)系： (2.15)所以有： (2.16) (2.17)當(dāng)采用雙向采煤割煤方式時(shí)，采煤機(jī)每割一刀煤所需時(shí)間為： （ 2

23、.18）式中 采煤機(jī)等待處理機(jī)頭、機(jī)尾時(shí)間，min。同理可推得：(2.19) (2.20)放頂煤綜采工作面放頂煤綜采時(shí)，采煤機(jī)割煤能力與工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、放煤產(chǎn)量之間存在如下關(guān)系：(2.21)式中 工作面單位時(shí)間的平均放煤能力，。即： (2.22)式中平均放頂煤厚度，m；頂煤放出率，%；沿工作面方向放頂煤工作面長(zhǎng)度，m?？赏频茫?2.23)同理可推得，放頂煤綜采工作面采用單向采煤割煤方式時(shí)： (2.24) (2.25)當(dāng)采用端部斜切進(jìn)刀雙向采煤割煤方式時(shí)： (2.26) (2.27)采煤機(jī)最大割煤速度的確定 由于采煤機(jī)采煤過(guò)程受人為各種因素和客觀條件的影響，采煤機(jī)在正常割煤過(guò)程中總是處于時(shí)快

24、時(shí)慢、時(shí)停時(shí)開(kāi)的狀態(tài)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及大量統(tǒng)計(jì)資料的分析和檢驗(yàn)已證明采煤機(jī)割煤牽引速度服從正態(tài)分布。由采煤機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)及客觀實(shí)際條件，可得采煤機(jī)最大截割速度為： (2.28)實(shí)際應(yīng)用中可簡(jiǎn)化為： (2.29)式中采煤機(jī)平均割煤速度，m/min； ，標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布關(guān)于、上側(cè)分位數(shù)； 實(shí)測(cè)采煤機(jī)割煤速度樣本數(shù)； 采煤機(jī)割煤速度不均衡系數(shù)；要保證采煤機(jī)的最大截割速度及生產(chǎn)能力，要求選擇采煤機(jī)的最大牽引速度大于。采煤機(jī)截割功率的確定按采煤機(jī)單位能耗計(jì)算采煤機(jī)截割功率為： (2.30)式中采煤機(jī)截割功率，； 備用系數(shù)，取1.2； 采煤機(jī)截深，m； 采煤機(jī)割煤?jiǎn)挝荒芎模鶕?jù)煤層的硬度、煤的粘性確定，kWh/m3

25、。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，結(jié)合國(guó)內(nèi)外可選采煤機(jī)類(lèi)型，確定出工作面采煤機(jī)型號(hào)。 另外，采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度選擇以工作面的長(zhǎng)度和頂板穩(wěn)定性為主要參數(shù)指標(biāo)。工作面長(zhǎng)度大，直接頂允許暴露面積大，選取的采煤機(jī)機(jī)身可長(zhǎng)一些；否則，應(yīng)選擇機(jī)身短一些的采煤機(jī)。采煤機(jī)機(jī)身高度的選擇以煤層厚度（采高）為主要參數(shù)指標(biāo)。煤厚大，可選擇采煤機(jī)機(jī)身略高的機(jī)型；否則，應(yīng)選擇機(jī)身相對(duì)較矮的采煤機(jī)。滾筒直徑根據(jù)煤層采高和采煤機(jī)割煤方式確定。滾筒截深根據(jù)工作面產(chǎn)量、煤層硬度和頂板的穩(wěn)定性為主要指標(biāo)確定，同時(shí)還要與支架的推移步距相適應(yīng)。目前，國(guó)內(nèi)外采煤機(jī)截深有進(jìn)一步加大的趨勢(shì)。2.4刮板輸送機(jī)的計(jì)算確定綜采工作面刮板輸送機(jī)的選擇要與工作面采煤

26、機(jī)的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，工作面選用的是大功率采煤機(jī)，大多選擇重型刮板輸送機(jī)，以滿足采煤機(jī)生產(chǎn)能力要求等；工作面刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及附件必須能與采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)相匹配，如根據(jù)所選采煤機(jī)的行走部寬度選取刮板輸送機(jī)的機(jī)槽寬度、根據(jù)工作面長(zhǎng)度選擇刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度，同時(shí)還要與支架拉架力，推移千斤頂連接裝置間距及結(jié)構(gòu)相匹配。刮板輸送機(jī)主要參數(shù)的確定原則如下:單位時(shí)間運(yùn)輸能力：應(yīng)與采煤機(jī)生產(chǎn)能力匹配；電機(jī)功率：視輸送機(jī)運(yùn)輸能力及鋪設(shè)長(zhǎng)度而定；結(jié)構(gòu)：與采煤機(jī)和液壓支架相匹套。放頂煤綜采工作面后部刮板輸送機(jī)參數(shù)的確定原則如下：?jiǎn)挝粫r(shí)間運(yùn)輸能力：以放頂煤能力為依據(jù)；電機(jī)功率：以輸送機(jī)運(yùn)輸能力和工作面長(zhǎng)度為依據(jù)； 結(jié)構(gòu)：

27、與放頂煤支架后部空間和支架結(jié)構(gòu)相匹套。工作面刮板輸送機(jī)能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力之間應(yīng)該滿足如下關(guān)系。2.5綜采工作面“三機(jī)”幾何關(guān)系的確定 采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架間的配套尺寸關(guān)系如圖2.3所示。圖2.3 三機(jī)配套尺寸關(guān)系從安全角度出發(fā)，支架前往到煤壁的無(wú)立柱空間寬度F愈小愈好，它的尺寸組成為: (2.39)式中 采煤機(jī)截深，即采煤機(jī)滾筒的寬度，mm； 煤壁與鏟煤板之間的空隙距離，為了防止采煤機(jī)在輸送機(jī)彎曲段工作時(shí)滾筒切割鏟煤板，e100200mm； 立柱斜置產(chǎn)生的水平增距，可按立柱最大高度的投影計(jì)算，mm； 輸送機(jī)寬度，其組成為：。其中，為鏟煤板的寬度，一般為150240mm；為輸送機(jī)中部槽

28、的寬度；為電纜槽和導(dǎo)向槽的寬度，通常為360mm；為立柱與電纜槽之間的距離，為了避免輸送機(jī)傾斜時(shí)擠壞電纜和保證司機(jī)的操作安全，此距離應(yīng)大于200400mm。由于底板槽截割不平，輸送機(jī)產(chǎn)生偏斜，為了避免采煤機(jī)滾筒截割到頂梁，支架梁端與煤壁之間應(yīng)留有無(wú)支護(hù)的間隙，此間隙約為200400mm。煤層薄時(shí)取小值，厚時(shí)取大值。從前柱到梁端的長(zhǎng)度應(yīng)為： (2.40)在空間高度上，支架最大高度可表示為： (2.41)式中支架頂梁厚度，mm； 采煤機(jī)機(jī)身高度、輸送機(jī)高度和采煤機(jī)底托架高度（自輸送機(jī)中部計(jì)算起）之和，但底托加高度要保證過(guò)煤高度>250300mm； 采煤機(jī)機(jī)身上方的空間高度，按便于司機(jī)操作及留

29、有頂板下沉量確定，mm。2.6“三機(jī)”的性能及生產(chǎn)能力配套“三機(jī)”性能配套主要解決各設(shè)備性能間互相制約的問(wèn)題,從而充分發(fā)揮設(shè)備性能，以滿足生產(chǎn)的需要?！叭龣C(jī)”生產(chǎn)能力配套工作面生產(chǎn)能力取決于采煤機(jī)落煤能力，而工作面輸送機(jī)、液壓支架和其它設(shè)備的生產(chǎn)能力都要大于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力。綜采工作面的生產(chǎn)能力，可按下列程序計(jì)算13-14：（1）確定綜采工作面所需的生產(chǎn)能力。工作面所需的小時(shí)生產(chǎn)能力可按下式計(jì)算： (2.42)式中生產(chǎn)不均衡因數(shù)，可取1.11.25；工作面產(chǎn)量，；時(shí)間利用系數(shù)，目前一般為0.30.5。（2）采煤機(jī)課實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力?？砂聪率接?jì)算： (2.43)式中采煤機(jī)可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力，；采煤機(jī)

30、牽引速度，；平均采高，m。（3）刮板輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力?？砂聪率接?jì)算： (2.44)式中刮板輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力，；溜槽貨載截面積，；裝滿因數(shù)，一般為0.650.90；裝載的松散容重，；刮板機(jī)鏈速，。各單機(jī)可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力與工作面生產(chǎn)能力的關(guān)系應(yīng)滿足： (2.45)2.7本章小結(jié)本章主要分析了在綜采工作面處于動(dòng)態(tài)發(fā)展和復(fù)雜多變的地下環(huán)境中，受多種隨機(jī)因素的影響，煤層地質(zhì)條件多種多樣等條件下，包括采煤、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)可選用層次不同的開(kāi)采設(shè)備的選型及配套情況。綜采工作面使用的設(shè)備繁多，它們不是簡(jiǎn)單的拼湊，而是有機(jī)的結(jié)合。綜采工作面設(shè)備配套就是要正確確定綜采工作面設(shè)備的類(lèi)型和參數(shù)。本章考

31、慮綜采工作面設(shè)備在空間尺寸、能力之間存在聯(lián)系和匹配關(guān)系，彼此間要相互適應(yīng)和協(xié)調(diào)等原因，最終使選用的綜采成套設(shè)備適合煤層賦存條件和礦井生產(chǎn)技術(shù)條件，以期獲得良好的使用效果。3 泗河煤礦綜采設(shè)備配套及工藝參數(shù)優(yōu)化3.1礦井概況 泗河煤礦主采4#煤層厚度在O3m，平均厚度1.5，從已開(kāi)采揭露情況看，現(xiàn)在正在開(kāi)采煤層為復(fù)合頂板。直接頂為灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，厚度一般在0.52m，其上一般有2個(gè)小煤層，厚度01.6m，復(fù)合頂總厚度4.5m，開(kāi)采中頂板極難控制，頂板管理難度大。底板一般為粘土巖，有時(shí)為砂頁(yè)巖互層和細(xì)砂眼。中間含小煤層厚度在01m，底板總厚度35m，受壓時(shí)極易出現(xiàn)底板變形，造成支柱鉆底，從而影響

32、工作面的支護(hù)質(zhì)量。煤層傾角一般不大于25度。落差在3以內(nèi)的斷層及破碎帶分布較多，采面的涌水量一般在0.5m3/min。3.2泗河煤礦綜采設(shè)備配套關(guān)鍵技術(shù)的研究3.2.1解決滾筒裝煤裝備配套技術(shù)由于薄煤層的特點(diǎn)，滾筒直徑的選擇要小，由此帶來(lái)了一系列問(wèn)題。要使?jié)L筒裝煤達(dá)到良好效果，必須解決3個(gè)方面的技術(shù)問(wèn)題。滾筒直徑、過(guò)煤高度、臥底量對(duì)裝煤效果的影響。滾筒的轉(zhuǎn)速與滾筒裝煤效果關(guān)系。滾筒裝煤與滾筒結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.2優(yōu)化配套，降低最小采煤高度在薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套中，機(jī)身高度、輸送機(jī)高度與過(guò)煤高度的選擇是薄煤層最低開(kāi)采高度的決定因素。機(jī)身高度即采煤機(jī)上平面到地平面的高度；過(guò)煤高度是指輸送機(jī)中板到采

33、煤機(jī)機(jī)身下平面的高度，是煤流及矸石通過(guò)的空間；機(jī)面高度取決于輸送機(jī)高度、過(guò)煤高度與采煤機(jī)機(jī)身厚度。薄煤層采煤機(jī)為了降低機(jī)身高度，采用去掉底托架、機(jī)身各部件間用拉桿相連的結(jié)構(gòu)，驅(qū)軌輪改為突出機(jī)身布置，從而達(dá)到了降低機(jī)身厚度的目的。輸送機(jī)高度在選擇時(shí)，采用鑄造封底結(jié)構(gòu)，鏈環(huán)形式為中雙鏈，對(duì)刮板及中部槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，也使其高度大大降低16。采煤機(jī)和輸送機(jī)一經(jīng)選定，厚度和高度無(wú)法改變，只有選擇合理的過(guò)煤高度，使機(jī)面高度進(jìn)一步降低。過(guò)煤高度的選擇，通過(guò)對(duì)煤塊和矸石塊度大小的統(tǒng)計(jì)來(lái)選擇，保證其從采煤機(jī)身下順利通過(guò)。只有這樣，才能使配套后的機(jī)面高度降到最低，從而保證配套設(shè)備達(dá)到最低采煤高度的要求。3.

34、2薄煤層輸送機(jī)特點(diǎn)和對(duì)裝備配套的要求用于薄煤層的輸送機(jī)，有著與中厚煤層輸送機(jī)不同的特點(diǎn)。首先要求中部槽高度要低；其次，由于采煤機(jī)機(jī)身厚度變薄，從而使機(jī)身寬度加大，這要求輸送機(jī)的寬度相應(yīng)增加，保證輸送機(jī)的縱向重心線與采煤機(jī)重心線相吻合，否則，采煤機(jī)割煤或矸石時(shí)，產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)使配套設(shè)備工作不穩(wěn)定。另外，輸送機(jī)的加寬，需要解決:在電纜架滿足存放電纜水管的前提下，結(jié)構(gòu)盡可能低且窄，以增加行人空間；由于電纜架也需要降低，要防止支架底座非正常情況下與電纜架干涉；支架設(shè)計(jì)時(shí)頂梁相應(yīng)加長(zhǎng)；支架底座的設(shè)計(jì)時(shí)要較?。恢Ъ苌喜倏v閥的設(shè)置要為增加行人空間提供便利。3.2薄煤層特點(diǎn)對(duì)采煤機(jī)的要求薄煤層對(duì)采煤機(jī)除了降低厚

35、度要求外，還要求整機(jī)長(zhǎng)度應(yīng)盡可能縮短，以適應(yīng)工作面高低起伏的條件，同時(shí)也是為了保證配套裝備的最低工作高度。另外，由于薄煤層賦存條件變化較大(斷層、夾矸、變薄帶較多)，薄煤層采煤機(jī)截割堅(jiān)硬矸石的機(jī)會(huì)比中厚煤層要多，帶來(lái)的震動(dòng)、沖擊也要比中厚煤層頻繁和劇烈，因此，對(duì)整機(jī)的結(jié)構(gòu)提出了更強(qiáng)更高的要求，截煤部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與截割功率要求較高，采煤機(jī)要有較高的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以滿足薄煤層開(kāi)采的特點(diǎn)。3.3泗河煤礦綜采裝備配套的實(shí)現(xiàn)3.3.1液壓支架根據(jù)泗河煤礦薄煤層開(kāi)采的特點(diǎn)，采用計(jì)算機(jī)對(duì)支架四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析尋優(yōu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)，滿足工作條件，優(yōu)化了支架結(jié)構(gòu):支架為支撐掩護(hù)式，采用了整體頂梁，二柱支撐滿

36、足了大伸縮的要求；主要結(jié)構(gòu)件用Q550高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板制作，減輕了支架重量。采用焊前預(yù)熱，焊后人工時(shí)效的焊接工藝，保證結(jié)構(gòu)件焊接質(zhì)量；選用大流量液壓元件，提高支架的響應(yīng)速度；合理布置液壓管路系統(tǒng)，加大了人、機(jī)空間。選用的ZY5200/9/20型液壓支架的技術(shù)特征如下:兩柱支撐掩護(hù)式，支撐高度0.9 m2.0 m，支架寬度1.43 m1.6 m，中心距1.5 m，工作阻力5200 kN，支護(hù)強(qiáng)度0.97 MPa，適應(yīng)傾角不大于15°，操作方式為鄰架控制，支架重量13600 kg。3.3.2采煤機(jī)結(jié)合薄煤層開(kāi)采的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)采煤機(jī)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改造:改進(jìn)設(shè)計(jì)泵箱，解決發(fā)熱問(wèn)題，以滿足綜

37、采開(kāi)機(jī)率高的工況需要；專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一組錐形軸搖臂，使?jié)L筒圈直徑減小，相應(yīng)增大葉片高度，滿足臥底量要求；優(yōu)化滾筒設(shè)計(jì)，合理增大葉片螺旋升角，改善裝煤效果；適當(dāng)減低機(jī)身高度(824 mm)，采煤機(jī)各大連接處作了相應(yīng)改進(jìn)。選用的MG2×100/465-W型采煤機(jī)的技術(shù)特征如下:采高范圍1.2 m2.0 m，適應(yīng)傾角不大于25°，適應(yīng)硬度系數(shù)f4，滾筒直徑800 mm/1 000 mm，機(jī)面高度824 mm，最小臥底量180 mm，牽引方式為無(wú)鏈牽引，牽引力295 kN，牽引速度0 m/min5.9 m/min，電動(dòng)機(jī)功率4×100 kW+1×65 kW，電壓等級(jí)1

38、140 V，機(jī)器總重18 t，機(jī)器總長(zhǎng)7 858 mm。3.3.3刮板輸送機(jī)對(duì)刮板輸送機(jī)主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改造:采用了薄煤層刮板輸送機(jī)中雙鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，輸煤條件得以改善；國(guó)內(nèi)首次在薄煤層刮板輸送機(jī)上采用了22E型中部槽型鋼，整機(jī)剛性、強(qiáng)度有較大提高；降低機(jī)頭、機(jī)尾過(guò)渡槽高度(為430 mm)，改善了采煤機(jī)對(duì)機(jī)頭、機(jī)尾煤壁的截割條件；加強(qiáng)了鏟板、電纜槽架、牽引排銷(xiāo)等處的連接。選用的SGZ764/264-W型刮板輸送機(jī)技術(shù)特征如下:出廠長(zhǎng)度170 m，輸送量450 t/h，裝機(jī)功率2×132 kW，刮板鏈速1.0 m/s，緊鏈方式為閘盤(pán)緊鏈。3.4工作面工藝參數(shù)優(yōu)化工作面合理工藝參數(shù)

39、的確定，是綜采配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)的基礎(chǔ)。3.4.1截深的選擇綜合考慮采煤機(jī)功率、煤質(zhì)硬度系數(shù)、煤層厚度及采高、頂板節(jié)理發(fā)育情況、支撐壓力壓酥煤壁深度、支架支護(hù)方式等因素來(lái)確定截深。通過(guò)認(rèn)真分析工作面地質(zhì)條件和設(shè)備配套情況，確定截深為0.6 m。當(dāng)頂板節(jié)理發(fā)育、片幫嚴(yán)重時(shí)，每刀拉架時(shí)進(jìn)行超前支護(hù)，以提高循環(huán)單產(chǎn)。3.4.2支護(hù)與移架方式采用鄰架操作，及時(shí)支護(hù)。在采煤機(jī)割過(guò)后，先移支架撐住頂板，然后再移輸送機(jī)。結(jié)合煤層厚度掌握加長(zhǎng)桿伸縮范圍，以便以合理架位及高度支護(hù)頂板19。頂板情況允許時(shí)，順序移架與隔架移架相結(jié)合，保證移架速度滿足采煤機(jī)割煤速度，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)快速割煤。3.4.3采煤機(jī)進(jìn)刀方式采

40、用MG2×100/465-W型采煤機(jī)落煤，單向采煤，中部斜切進(jìn)刀，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，自開(kāi)缺口。3.5工作面工序匹配的保障措施薄煤層綜采工作面合理工藝參數(shù)的有效保障，主要包括工作面各運(yùn)輸環(huán)節(jié)的相互協(xié)調(diào)及過(guò)載保護(hù)、長(zhǎng)距離通訊指揮、工作面“三直一平”及過(guò)地質(zhì)構(gòu)造的控制措施。為此，泗河煤礦采用了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的TK-200通訊控制系統(tǒng)，強(qiáng)化了工作面生產(chǎn)管理，保證了工作面各工序的最佳匹配，大幅度降低了工作面故障率，使工作面開(kāi)機(jī)率達(dá)到90%以上。3.5.1TK-200通訊控制系統(tǒng)的應(yīng)用TK-200通訊控制系統(tǒng)由TK110型工作面控制器、TK120型電源、TJ100型礦用電流檢測(cè)裝置、TK1

41、30擴(kuò)音電話、TK130C多功能電話、TK150型智能終端、TK150E型智能耦合器和TK130-X型五芯帶屏蔽礦用拉力電纜組成。TK-200通訊控制系統(tǒng)的應(yīng)用，充分發(fā)揮出其通訊控制一體化功能，大幅度降低了工作面設(shè)備的故障，最大限度地實(shí)現(xiàn)了各工序間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，極大地提高了工作面的工時(shí)利用率，有力地保證了薄煤層工作面高產(chǎn)高效20-21。由于TK-200通訊控制系統(tǒng)在工作面布置了12部TK130系統(tǒng)電話，在電氣列車(chē)上設(shè)有控制臺(tái)，工作面所有電話及控制臺(tái)之間均可任意通話，控制臺(tái)可實(shí)現(xiàn)工作面所有設(shè)備的集中控制，大幅度降低了機(jī)電故障率。由于工作面擴(kuò)音電話能實(shí)現(xiàn)工作面沿線全線擴(kuò)音，所以極大地方便了跟班隊(duì)長(zhǎng)、

42、班組長(zhǎng)的生產(chǎn)指揮，改變了以往人員來(lái)回跑動(dòng)指揮、晃燈發(fā)信號(hào)、喊話聯(lián)系的方式，加強(qiáng)了工作面各生產(chǎn)工序之間的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，使各工序之間密切配合，充分發(fā)揮單位時(shí)間內(nèi)正規(guī)循環(huán)作業(yè)的有效性，大大提高了工作效率。由于采用了集中控制和工作面沿線閉鎖方式，使工作面沿線操作人員只能停機(jī)，不能開(kāi)機(jī)；如要開(kāi)機(jī)，通知控制臺(tái)?？刂婆_(tái)在開(kāi)機(jī)時(shí)，均要進(jìn)行語(yǔ)言報(bào)警，并且設(shè)有延時(shí)裝置，避免了以往盲目起車(chē)而損壞機(jī)電設(shè)備或造成安全事故的現(xiàn)象。如工作面沿線有故障，操作人員可以迅速閉鎖停機(jī)，并通知所有作業(yè)人員，這樣將事故消滅在萌芽狀態(tài)，從而保證了安全生產(chǎn)。TK-200通訊控制系統(tǒng)本身配備了TJ100型電流檢測(cè)報(bào)警裝置，能隨時(shí)不間斷地對(duì)工作

43、面電流進(jìn)行檢測(cè)。一旦檢測(cè)到工作電流超過(guò)設(shè)定值，便進(jìn)行報(bào)警，則操作人員可以及時(shí)調(diào)整割煤速度和減少采煤量，避免了因過(guò)載而造成的壓溜、燒電機(jī)、損壞減速器等事故現(xiàn)象的發(fā)生，不但方便了生產(chǎn)，提高了效率，而且大大地降低了材料和配件的消耗。2326工作面運(yùn)輸巷布置3部帶式輸送機(jī)和斜巷1部刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)直接制約著工作面開(kāi)機(jī)率。使用該系統(tǒng)后，通過(guò)精心計(jì)算最合適的斜巷刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)負(fù)荷，對(duì)工作面刮板輸送機(jī)的工作電流進(jìn)行了報(bào)警設(shè)定，從而減少了斜巷刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)的過(guò)載和空轉(zhuǎn)時(shí)間，不但節(jié)約了電能，而且提高了工作面開(kāi)機(jī)率。3.5.2工作面地質(zhì)條件適應(yīng)性控制措施確保工作面“三直一平”是實(shí)現(xiàn)薄煤層綜采工

44、作面正常生產(chǎn)的有效手段。尤其工作面過(guò)斷層或褶曲等地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，工作面設(shè)備難以適應(yīng)地質(zhì)條件，必須強(qiáng)化工作面生產(chǎn)管理，采取有效的控制措施，降低設(shè)備故障率，提高工作面開(kāi)機(jī)率。確保工作面“三直一平”的措施工作面實(shí)行拉線管理；工作面懸掛照明燈具作參照物；推溜時(shí)，確保頂溜千斤頂?shù)男谐踢_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；工作面出現(xiàn)局部不直現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)移架或移溜；提高職工操作水平，增強(qiáng)責(zé)任心。工作面過(guò)斷層措施調(diào)整工作面與斷層間夾角；采煤機(jī)割煤過(guò)后及時(shí)移架，管理好頂板；工作面支架進(jìn)行超前支護(hù)；控制好工作面周期來(lái)壓；端部出現(xiàn)局部冒頂時(shí)，要及時(shí)挑頂護(hù)頂；帶壓擦頂移架；煤壁打設(shè)障率。工作面過(guò)褶曲措施調(diào)整褶曲軸向兩側(cè)的坡度。軸向兩側(cè)坡度較大

45、時(shí)適當(dāng)留底煤，軸向兩側(cè)坡度較小時(shí)應(yīng)適當(dāng)破底，確保軸向兩側(cè)坡度平緩；隨時(shí)調(diào)整支架，防止支架歪斜；加強(qiáng)褶曲段工作面頂板管理。防止刮板輸送機(jī)躥動(dòng)措施采煤機(jī)司機(jī)、移架工、推溜工應(yīng)密切配合，確保工作面“三直一平”；控制好工作面上、下兩巷的推進(jìn)度；工作面支架傾斜時(shí)，要及時(shí)擺正；工作面刮板輸送機(jī)有滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)及時(shí)甩刀或趕溜；利用支架側(cè)護(hù)板，調(diào)整刮板輸送機(jī)，阻止其上躥下滑；埋設(shè)地銷(xiāo)或安設(shè)千斤頂，防止刮板輸送機(jī)躥動(dòng)；采用合理進(jìn)刀方式，防止刮板輸送機(jī)上竄下滑。3.6井下理論性工業(yè)試驗(yàn)較薄煤層綜采工作面配套設(shè)備均為新研制的設(shè)備，在出廠前各制造廠家均根據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做了實(shí)驗(yàn)室型式試驗(yàn)，井下工業(yè)性試驗(yàn)在泗河煤礦232

46、6工作面進(jìn)行。該項(xiàng)試驗(yàn)的目的主要在于通過(guò)工作面生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)該套綜采裝備的合理性與科學(xué)性，驗(yàn)證工作面綜采設(shè)備液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)與破碎機(jī)等順槽設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)是否合理、設(shè)備性能是否可靠。除此之外，井下工業(yè)性試驗(yàn)的目的還在于通過(guò)井下工業(yè)性實(shí)踐來(lái)全面考核該套設(shè)備在較薄煤層綜采工作面是否能夠完成本項(xiàng)目最初提出的年產(chǎn)100萬(wàn)t的高效開(kāi)采要求，并通過(guò)工業(yè)性試驗(yàn)來(lái)全面檢測(cè)該套技術(shù)裝備中可能存在的問(wèn)題，為今后進(jìn)一步改進(jìn)提供依據(jù)22-23。通過(guò)的井下工業(yè)試驗(yàn)證明，項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)適應(yīng)本工作面地質(zhì)條件，能滿足礦井生產(chǎn)工藝要求。在工業(yè)性試驗(yàn)期間，最高日產(chǎn)3796噸，平均日產(chǎn)2510噸；最高工效84t

47、/工，平均工效50.8t/工；工作面回采率達(dá)98%。各種實(shí)踐證明，在解決生產(chǎn)中的棘手問(wèn)題方面，項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用發(fā)揮了巨大作用。生產(chǎn)區(qū)隊(duì)記錄表明，全套設(shè)備在試驗(yàn)期間各設(shè)備運(yùn)行正常，可靠性高，狀態(tài)良好，設(shè)備富裕能力較大，可以預(yù)測(cè)在外部條件正常情況下，日產(chǎn)量還會(huì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，生產(chǎn)能力將會(huì)超過(guò)100萬(wàn)t/年。工業(yè)性試驗(yàn)階段各工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表3.1、3.2所示。表3.1 較薄煤層綜采工作面主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)時(shí) 間產(chǎn)量(萬(wàn)t)進(jìn)尺(m)生產(chǎn)天數(shù)日產(chǎn)(t)回采工效(t/工)工作面05.8.69.510.825930平均3600最高4880平 均52.2最高70.724005.9.69.216.0

48、18816平均3750最高4780平 均54.3最高69.306.2.12.289.625028平均3429最高5796平 均49.7最高84.0232606.3.13.185.921218平均3278最高5708平 均47.5最高82.7表3.2 月份故障影響時(shí)間持續(xù)表舉例項(xiàng) 目2月1日1月28日3月1日3月18日所占比例煤機(jī)事故時(shí)間(分)1540112058.9%電器事故時(shí)間（分）54036019.9%皮帶事故時(shí)間（分）4000.8%輸送機(jī)事故時(shí)間（分）90603.3%轉(zhuǎn)載機(jī)事故時(shí)間（分）2401809.3%破碎機(jī)事故時(shí)間（分）45301.66%支架事故時(shí)間（分）90302.2%其它影響時(shí)

49、間（分）120303.3%合計(jì)事故時(shí)間（分）27051810100%萬(wàn)噸事故時(shí)間（小時(shí)/萬(wàn)噸）11.2 3.02 生產(chǎn)天數(shù)（天）1530開(kāi)機(jī)率53.5%70%3.7 本章小結(jié)本章在分析了泗河煤礦采區(qū)綜采工作面具體情況的基礎(chǔ)上，在設(shè)備配套與參數(shù)優(yōu)化方面主要解決了：泗河煤礦綜采工作面滾筒裝煤裝備配套問(wèn)題；在薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套中，機(jī)身高度、輸送機(jī)高度與過(guò)煤高度的選擇問(wèn)題，從而保證了配套設(shè)備達(dá)到最低采煤高度的要求；用于與中厚煤層輸送機(jī)不同的特點(diǎn)，薄煤層輸送機(jī)特點(diǎn)和對(duì)裝備配套的要求的問(wèn)題；為滿足薄煤層開(kāi)采的特點(diǎn)對(duì)采煤機(jī)的要求的問(wèn)題。還有，分析了TK-200通訊控制系統(tǒng)在泗河煤礦的具體應(yīng)用，充分發(fā)揮

50、出其通訊控制一體化功能，大幅度降低工作面設(shè)備的故障，最大限度地實(shí)現(xiàn)各工序間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，提高工作面的工時(shí)利用率。最后，分析了工作面地質(zhì)條件適應(yīng)性控制措施，確保工作面“三直一平”，以實(shí)現(xiàn)薄煤層綜采工作面的正常生產(chǎn)。4 綜采設(shè)備安裝原理與優(yōu)化綜采設(shè)備的正確選型是下一步進(jìn)行設(shè)備安裝的基礎(chǔ)，在上一章討論完綜采工作面設(shè)備的選型與相關(guān)配套方法及理論的基礎(chǔ)上，本章重點(diǎn)研究基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃原理基礎(chǔ)上的綜采設(shè)備在采煤工作面上的優(yōu)化安裝。研究中，引入了網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃理論，安裝計(jì)劃的控制理論，以及在比較分析了安裝工序特性及時(shí)差對(duì)安裝工期的影響下的在具體采面安裝實(shí)例中的優(yōu)化過(guò)程。4.1煤礦綜采設(shè)備安裝進(jìn)度計(jì)劃的制定4.1.1煤礦

51、綜采設(shè)備安裝進(jìn)度計(jì)劃編制的現(xiàn)狀分析以泗河煤礦現(xiàn)行的安裝計(jì)劃編制為例，主要采取以下編制程序：圖4.3 現(xiàn)行安裝計(jì)劃編制程序泗河煤礦現(xiàn)行的綜采設(shè)備安裝計(jì)劃根據(jù)每年年初的采掘銜接計(jì)劃的要求，在工程準(zhǔn)備結(jié)束之后，首先由機(jī)電管理部門(mén)作出安裝決定，并提出安裝工期要求，安裝工區(qū)負(fù)責(zé)編制安裝計(jì)劃并實(shí)施。這種計(jì)劃編制方法的優(yōu)點(diǎn)是：表達(dá)方式直觀，清晰。易于被人們掌握，理解和運(yùn)用。但這種方法存在較大的不足：這種計(jì)劃的適應(yīng)性差，工序分解粗糙，實(shí)施過(guò)程中對(duì)操作者的指導(dǎo)性不強(qiáng)，給安排工作實(shí)施造成難度。無(wú)法對(duì)計(jì)劃的實(shí)施進(jìn)行有效的控制。易使計(jì)劃的實(shí)施陷入盲目的狀態(tài)。不便于管理部門(mén)對(duì)區(qū)隊(duì)的監(jiān)督、考核與協(xié)調(diào)。對(duì)管理部門(mén)來(lái)講，發(fā)揮

52、其服務(wù)職能不具備約束性。不利于對(duì)進(jìn)度進(jìn)行管理，無(wú)法優(yōu)化工程，對(duì)于工程效率也無(wú)法提高。無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理，提高工作效率。4.1.2影響綜采設(shè)備安裝進(jìn)度計(jì)劃編制的因素影響煤礦綜采工作面設(shè)備安裝進(jìn)度計(jì)劃編制的因素很多，這些因素充分體現(xiàn)了煤礦企業(yè)作業(yè)的特點(diǎn)，如何確定這些因素可采用下列過(guò)程：圖4.4 因素的確立過(guò)程針對(duì)安裝過(guò)程中預(yù)定的46個(gè)過(guò)程因素組織相關(guān)：機(jī)電、生產(chǎn)、安全、調(diào)度等部門(mén)，按因素的類(lèi)別進(jìn)行歸類(lèi)，最后總結(jié)出6大類(lèi)因素，見(jiàn)圖3-3：因素分析的層階結(jié)構(gòu)圖。圖4.5 因素分析的層階結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看出，除“事故影響”因素外其他的因素都為確定性因素。這種因素?zé)o論在編制計(jì)劃還是在計(jì)劃實(shí)施過(guò)程中都能給以

53、充分的考慮。由于“事故影響”為不確定因素，在整個(gè)的安裝過(guò)程中事故可能發(fā)生，也可能不發(fā)生，編制計(jì)劃時(shí)，為了提高計(jì)劃的抗風(fēng)險(xiǎn)性，也必須對(duì)該因素給已足夠的重視。因素分析的目的是為了在計(jì)劃的編制過(guò)程中充分給予考慮，使計(jì)劃更合理、更有效。從圖3.1網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的應(yīng)用步驟可以看出，前四步為關(guān)鍵性的步驟，必須和因素分析緊密結(jié)合起來(lái)。每一步需考慮的因素如表4.2實(shí)施步驟與影響因素對(duì)應(yīng)表。4.1.3綜采設(shè)備安裝進(jìn)度計(jì)劃編制的原則按照煤礦企業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，結(jié)合泗河礦內(nèi)部管理程序，每年的12月份，本礦根據(jù)情況要給所屬區(qū)隊(duì)下達(dá)下一年度的采掘生產(chǎn)計(jì)劃及煤炭產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)計(jì)劃；各區(qū)隊(duì)根據(jù)集團(tuán)公司的采掘生產(chǎn)計(jì)劃及煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)計(jì)劃指標(biāo)結(jié)合井下工作面布局編制本單位的年度采掘銜接計(jì)劃。在年度的銜接計(jì)劃中就基本確定了一個(gè)年度內(nèi)需要安裝的綜采工作面?zhèn)€數(shù)及大概的安裝時(shí)間區(qū)間。在一年的生產(chǎn)