高档普采采煤机进刀方式研究.pdf

f ； 高档普采采煤机进刀方式研究 煤 炭 科 学 研 究 总 院 北 京 开 采 研 究 所 盂 金 锁7 ≯ 弓 摘娶采J嵯机进 刀方 式不仅影 响高档普 采工作 面各工序 的作业，也影 响顶板管 理。 本文在 分析双滚 筒采媒机广泛 采用 的进 刀方式的基础上，提 出并论述 了由中部 斜切进刀衍 生而来的端 部斜切进 刀、单 向割煤 、往返 割一刀煤 的进刀方式’这种进 刀 方武在 目前高档 普采工作 面长度条件下 ，平 均每 割一 刀煤所用时 闻较短，而且有 利于劳动组织、顶扳管理及提 高开机率和改善工 的生产劳动备件。 ／ 关 键 饲 壹 塑 董 墨 进 刀 方 武亟 皿 象 荤 迷 刁 高档普采 以其适 应性 强，投 入少，产出 高 的优 势，近年 来得到了 迅 速 发 展 。据统 计，1 9 9 0 年 全 国 统 配 煤 矿 有 高档普采面 4 3 1 ． 7 7 个 ，占机采平 均 面的5 2 ． 7 1 ，高档 普采程度 为2 4 ． 2 平均工 效 为6 ． 5 2 2 t ／ 工 有3 0 个 采煤 队平 均年 产超 过4 O 万t ， 其中1 2 个 队年产超 过5 0 万t ，但 就全 国 来讲 ， 高档面单 产 又很不平 衡，平均月 产仅有1 7 7 1 8 t ，只 比 回采工作面平均月产 1 6 0 4 0 t 高1 6 7 8 t 这 说 明高档昔采 还有很大的增产潜力 。因此 ， 对高档普采新装备进行采 煤 工 艺 方 面的 研 究，使其充分发挥生产潜力 ，具有 十分重要 的 现 实 意义 。 1 采煤机进 刀方式 我国的高档普 采是在配单滚筒采煤机 的 基础 上发展 起来的，但进入 8 O年 代 中期 以 后 ，开 始使用 双滚筒采煤机。1 8 9 0 年3 0 个 甲 级 队中有1 9 个使用双 滚筒采煤机。一些据高 档普采特 点设计 的双滚筒采煤机 ，不仅解决 了破碎 、极破碎 顶板条件下的机采问题，而 且能适用于较硬煤 层条 件，扩大了高档普采 的适用范 围。如 煤炭科 学研究总院北京开 采 研究所设 计的ZMP 一 2 x 7 0和 MXP 一 2 4 0 两种 型号的采煤机 ，分别 在徐 州义安矿 和淮北朱 ， 尸 c ； 庄矿破碎 、极破碎顶 板条件 下 试 验 获 得成 功 ，MXP - 2 4 0 型采 煤 机 在1 9 9 0 年通过鉴定 的 当年就有 4个 高档普采 队年 产 超过4 0 万t ， 其中首先试验该机 的邢 台矿 采三 队已连续 4 年使用该机年 产超 4 0万t ，并 在 1 8 8 8 年创 年 产5 8 ． 7 万t 的水平 ，阳 泉三 矿 有 3个采煤 队 使用该机在 煤硬 ，2 ． 5 ～3 条件下年 产超 4 O 万 t。尽管 目前 高档 普采仍为数不少 地使用 着单滚筒采煤机 ，但双 滚摘 采煤 机 已经显 示 了 比单滚筒采煤机更多 的优 越性 ，并 已开 始 取 而 代 之 。 目前 ，现 场使用双 滚筒采煤机的进刀方 式主要有 以下两种 ； 1 ． 1采煤机端部斜切连刀、双 向 割煤、往 返 割煤 2刀 。简称工作方 式 I 这种进刀方式 已为 大 家 熟 悉 ，故不再 赘 述。 1 ． 2 采 堞机 中部斟切进刀、双 向 割煤、往 返割煤 1刀。 筒称工作方 式 Ⅱ 这种方式采煤机不 在 端 头 往 返斜 切进 刀，每割一刀煤工作面各段各工序 作业 时间 间隔相 等，有利于顶板管理 、端头支 护和劳 动 组织 ，而 且斜切进刀段可 以安排在工作 面 中部顶 板 比较稳定 的 区域 ，空行 扫浮煤 可以 取消输送 机上的铲 煤板，有利于工作面 割平 3 ] 维普资讯 和打贴帮柱 由于其有着 比工作方式 I更多 的优 点，近年来的使用 比例正逐步扩大 。如 汾西矿务局水 峪矿采 一队使 用这种进刀方式 已连 续两 年获 全国高档 普采 第一 名，并在 该 局 得到了广 泛应用 。但 由于工作方式 Ⅱ的斜 切进刀段位 于工 作面中部，进 刀段 的顶 板管 理 较麻 烦，而且 由于工作面 是直 线，不利 于工作 面工程质量管理}与 工 作 方 式 I相 比，工人的生产劳动条件并未得 到改 善。为 了克服 中部斜切进刀的上述 不足 ，可演变 出 下面 的进刀方式。 1 ． 5 采 煤机 端部 斜切进刀 、单向割煤、 往返 割堞 1刀。简称工作方 式Ⅲ 与传 统的概念 不同。这里所说的端部斜 切进刀 ，实际 上是 将工作方式 Ⅱ的中部斜切 进刀段移 到了工作 面端 部，如 图 l所示。 图1 口 表示采煤机 自进刀 端 向 另 一端 割 煤 ，追机挂梁 、打贴帮柱 ，机 头和转载机前 移 后将斜 切进刀段 2 0 3 0 m 内的刮板输 送机推 至煤 壁，割到另一 端后 翻转挡煤板 图1 6 表示 采煤机 向进 刀端 扫浮煤，至进 刀段 后顺序推移输送机 ，然后 支 临时柱 }图 l c 表示采煤机扫 浮煤到斜 切进刀段开 始斜 切 进 刀，至端 头后翻转挡煤板 图1 d 表示采 煤 机开始割下一刀煤。至此完成了一个生产循 环 过程 。 图 l 工 作面 端 部斜切 进刀 、单 向害 4 煤 这种进 刀方式每 割完 一刀煤工作面煤壁 能保持一条直线 ，在 割煤 期间 ，仅 推移进刀 段 输送机，可 以避免 因推 移输 送机而增 加的 32 刮板与槽 帮间 的摩擦阻力 ，有利 输送祝能 力 的发挥 ，而且输送机 除进刀段外 也是一条 直线 ，支柱 能保持与工作面平行 这种单 向 割煤方式一 般只从进 风巷向 回风巷割煤 ，主 要工种均处 于新鲜风流作业} 空刀扫 浮煤可 以取消输送机 上的铲煤板 ，有利 于割平 工作 面和打贴帮柱 工作面各段 各工序作业时间 间隔 相等。 因而工作 方式 Ⅲ既克服了工作方 式 Ⅱ的缺点 ，又吸收 了其 优点。 衡 量高档普采工 作面双滚筒采 煤机 进刀 方式优 劣与否还要看 t 1是 否有和于顶 板管 理， 2是 否有利 于各 工序均衡 作业 ，使 采煤机 生产能力 得 以充分发挥 2 顶板 管理 2 ． 1 机 道上方 的顶板管理 高档普采工作面机道 上方顶 板破碎 造成 的漏顶，是影响开机率的主要 因素 。减 小机 道宽度 ，加 强无立柱空间支护 ，改变顶板控 制方式 ，都可 以减 少顶 板事 故率。 减小机道宽度 有两 个途 径，一是选用窄 机 身采煤机 ，二是减小采煤机截深。 目前适 用 于高档普 采的采煤机机 道宽度见下表。高 档普采 工作 面常用的采煤机截 深有 0 ． 5 、 0 ． 6 、 0 ． 8 1 ． 0 m 四种 ，工作面单体支柱 的排距 等 于截深 或为截深 的 2 倍 。峰峰矿务局羊渠河 矿的 生产实践 表明，顶 板端 面破碎度与机道 顶板裸露面积大小有关 ，在 采煤机型号一定 的条件下 ，顶板裸露面积主要 取决于滚筒截 深 该 矿 曾对大 煤煤层0 ． 3 0 ～1 ． O O m六 种不 同截深进 行试验 ，最后确定了较适用 于该 煤 层条件 的0 ． 5 m截深 ， 基本上克服 了大截深所 带来 的割煤后一 次顶 板暴露 面 积 过 大 、坠 网、流碴和 冒顶事故，安全得 到了保证 ，班 产量 由原 来的不足3 O O t，提高到了8 O O t 顶板下沉量大是造成机道上方顶 板破碎 的原 因之 一，为了减小控顶区顶板压力和下 沉量 ，现场 已逐步 将传 统的 “ 三五排 ”控顶 维普资讯 矗昔譬采采攥机机曼与机道宽度裹 双 榱筒 采 煤 机型 号 季 ⋯lr u ⋯0 MLSl D 一 2 x 1 7 0 1 9 8 3 ML D一 1 0 0 ／ 0 1 8 5 2 M LT】 一 1 5 0 M ZS 2 一 l 5O 1 95 8 M ZD 一 1 6 0 1 95 B MXP一 24 0 W 1 78 0 M LD 一l 7 D 1 8 0 2 MG1 5 0 w 】 t 无 链牵引 1 8 5 0 B M ． D l 0 0 1 7 0 D ZM P 一 2 x 7D t M G 2 0J l6 8 2 ZB 一 1 D 0 l8 54 BM ， 一 lO 0 1 956 注 机道宽度 中截深 均按 B a 0 mm 计算。 改为 “ 三 四排”控顶方式 。为了加强机道 上 方的顶板 支护，峰峰 、肥城 等局采取 了加 打 贴 帮柱 的措施 ，他们 的经 骏证 明，尽管 加打 贴 帮柱增加 了操柞 工序 ，但由于有 效地控制 了机 道 上方顶板 ，提 高了开机率 ，工作面安 全状况得到 了改 善，产量 效益均有所提高。 由于加打贴 帮柱 ，在装 有铲 煤板时输送机不 能 推至煤 壁， 使O ． 6 m截深的滚筒只能采0 ． 5 m 的 瓿深 ，采用工作方式 Ⅱ、Ⅲ，就可 以取消 铲煤 板。 2 ． 2 进 刀方式与顶板管理 衡量采煤机进刀方式对顶板管理是否有 利，主要看顶板是否能得到及时支护和每剖 一 刀煤 新暴露顶 板的时间 间隔是否相等，如 果相 等则有利于前排支柱工作状 态基本保持 一 致和顶板稳定，进而有益于顶板管理，减 少顶板事故的发生。 工作方 式 I，采煤 机每割一刀煤工作面 各段新暴露顶 板的时间间隔相差悬殊 ，尤其 在进 刀端，前排支柱处于初撑力状态 、顶板 尚处寻求 新的力的平衡活动期，就要割下一 刀 煤，从而 等于加大了一个截澡的新暴露顶 板的支护面积，使顶板下沉量增大，不利于 机 道上方和端头及进刀殷的顶板管理 。 工作方式 Ⅱ，采煤 机不 在 端 头 往返斜 切，在采煤机向中部扫浮煤后 ，便可在端头 进 行挂梁、支柱 作业，而且每割一刀煤整个 I 作面各段新暴露顶板的时间间隔相等 ，因 而利 于端 头和工作面的顶板管理 。但 中部进 刀段 的顶板管理较麻 烦 ，当进 刀段 甩铰 接顶 梁支护时，割前半刀不能挂梁，增大了空顶 宽度 }当采 用长钢梁支护时，可 以对进刀段 顶 板实 施支 护，但增加了移 架 和 支 柱 工作 量 ，而且如与整个工作面顶梁型 式不 一致， 还会 造成管理上的混乱 。 工 作方 式 Ⅲ，尽管也在端头斜 切进 刀， 但 由于是 扫浮煤到进 刀段 后不停机直接斜切 进 刀，进 刀端 段 顶板的支 护时间基本与 工 作方 式 Ⅱ相同，而 且每剖一刀煤 工作面各 段新暴露顶板的时间间隔相同。 5 采攥机进 刀方式与作业工序 高档普采面需人工挂粱，支柱、圆柱放 顶 ，在厚煤层分层开采或顶板破碎 的工 作面 还需铺设假顶和备料。目前现场广泛采用分 段追机作业方式。采用工作方 式 I，采煤机 过后要顺序完成 以上各工序作业 其中铺 底 网和回柱放顶每割两刀煤进行 一次作业 ， 由于各工序作业时间集 中，而 且每 割一 刀煤 各段作业时间间隔相 差悬 殊，存 在着机等人 或人 等机 的劳动组织不 台理状 况，往往影响 开机率的提 高，或 由于对顶 板支护不及时而 造成事故 隐患 } 采用工作 方式 Ⅱ、Ⅲ采 煤机过后仅完成挂梁和打贴 帮柱工序，空刀 扫 浮煤后 ，移溜再支 临时 柱，这两个工 艺过程的 空闲 时间可用米完成 铺同、回柱放 顶 、备 料等工序，而且每割一 刀煤 各工序作 业时间间隔相等 ，因而有利 于 劳 动 组织 和 管 理 。 工作面端头设备 人 员 集 中，还要做缺 口，工作方式 I出于采煤机在 端头往 返斜切 进刀 ，短时闯 内作业工作量大 ，端 头支护和 移输送机头 尾 往往造成长 时间的停机等 待}机头一般需2 5 rai n ，机尾 也需l 5 血 n ， 条 件不好时 ，等 待时间更长 ，采 用 工 作 方式 Ⅱ、Ⅲ可避免这种情 况发生 ，从 而实 现采煤 机连 续作业 ，提高 了开机率 。 维普资讯 5 ． 1 每 割一刀堞所需时 间 采用工作方式 I； L T ．L 一 3 l 2 1 采用工作方 式 Ⅱ、 Ⅲ； ㈩ 式中 工作 面 长度 ， J 斜 切进刀段长度 ，取 2 5 } 。 采煤机 割煤 速度 ，m／ mi n 采煤机空刀扫浮 煤 速 度 ， 取 5 m／ mi n t t 采煤 机 翻转 挡 煤 板 时 间 ，取 3 m i n； t 一 一采煤机等 待端 头支护和 侈输送 机头 、 机 尾平 均时间 ， 取2 0 rai n 。 由式1 、 2可 以得 出，工作方 式 I和 Ⅱ、Ⅲ每割一刀煤所需时间相等 时工 作 面长度表 达式为 V 3 由式3可 以得出当工作面长度小于 1 6 5 m时，工 作方式 Ⅱ、 Ⅲ 每 割一刀 煤所用 时间 比工作方式 I要少 图 2 。 5 ． 2 采 堞机割煤速度 影响采煤机割煤速度的主要 因素是工作 面刮板输送机工 作 能 力 和 对 顶 板 的支 护 速度。 高档普采工作面使用最多的刮板输送机 是S GW- 1 5 0 C型， 其额定工作能力口 2 5 0 t ／ h。由于现场输送机的弯 曲、起伏 及 不可能 以满载断面运煤 ，所 以实际 工作能力 均不太 于额定能力 的8 5 ， 按8 5 计算 。 由此便可得 出在 输送 机能力 限制条件 下，截 深B0 ． 5 、 0 ． 6 m时采煤机剖煤速 度 与 采高的关 系，见 图 3。由图 3可 以看出，当B0 ． 6 m、采高 M 1 ． 5 ～ 2 ． 5 m时 ，输送机能力可 以满 足的 采煤机割煤速度V口 2 3 m／ mi n j B；0 ． 5 m 时，V 2 ～3 ． 5 血／ mi n 图 3割煤 速度 与采 高关 系 目前现场 广泛采用 分段 追机作业 ，即 2 人一组完成本 段 内各工序作业 推 溜工 序除 外 ，这种工 作方法追机挂梁 后，不能 及时 支 贴 帮柱 ，若挂梁 、支 贴 帮柱 同时 进 行，则会 延误对机道上方顶 板 的 及 时支 护。为从劳动组织上 保证 采煤 机割煤 后能及 时 有效 地支 护顶板 ，可采用分工种分段追机 作 业， 即 4人为一组 ， 2人 追机挂梁， 2人 打 贴 帮柱。据测算 ，完成 挂梁和支柱工 序 约各需l mi n ，这 样在追机 间 隔 2 m挂 1根 梁 ，支 1 根柱 条件下 ，也只能与 采煤机 2 m／ mi n 的割煤 速度相适应 ，即使考 虑 随 机事故 造 成的停机 ，采煤机 割煤 速 度 也不 超过3 m／ rai n 。 由此便可得出在 割 煤 速度 V。 2 ． 5 m／ mi n 时 ，不 同进 刀方式每割一刀煤 所用时 间 与 工作 面长度 关系 曲线 见 图 2。 由图 2 可 看出，工作面越短 ，采用工作方式 Ⅱ、 Ⅲ越有利。 4结论 1 当工作面 长 度 小于1 6 5 m时 ，工 作方式 Ⅱ、 Ⅲ每割一刀煤所用时 间 比工 作方 维普资讯 一 f 竹， 住 吖 ， 舻 j 矿井提升机AE G公 司直流 电控 系统 的技术测试与分析 焦作矿业学院 奈发 山 王润盎 平 顶 山 矿 务 局 八 矿李绍义 下9 每 摄耍论述矿井提 升札AE G公 司生产 的 电控系统调节 回路 的测试 方 法 ，并 对 结果进行分析， 经调 试后得 到满意的速度 图。 关健调 晶闸瞢整流桥顺控器 微场 邂辑切换 阶跃 响应 1 概述 2 系统组成与原理简介 匝1 我国引进德 国AEG公 司生 产 的，用 于 44 多绳摩擦轮绞车直流 电控 系统 已在矿 山得到较为广 泛的应 用。该系统主 回路采用 晶 闸管整流桥 顺控 向直 流它励 电动机 电枢供 电，磁场为晶 闸瞥反并联 逻辑 无环流控 制系 统 ，以改变 电机转矩 和转 向。电 机 功 率 为 2 1 0 0 k V ．运行安 全，监 测回路完 善 。为 摸 清平顶 山八矿运行近 十年 来 电控系统技术参 数的变化和系统运行工搅 ，消除事 故隐患， 使设备安 全高效运转 。我们对该 系统调 节 同 路 各环节进行 了技术 测定，拍照 了波形，进 行 了分析 。 2 ． 1 系 统组 成 主 回路 由6 k V电源经两 台 接 成 Y／ Y。 、 △／ 主变 压器 分别接在两组晶 闸管 整 流 桥 上，这两组整流桥 ， 串联 顺控方式 向直流 电动机 电枢供 电。顺控 目的在 于提 高装置 的 功率因数 ．减小直流 电压的纹 波。 调 节 回路具有速度环 、 电枢 电流 环和磁 场 电流环的多环控制 系统 。电枢调 节通道 由 速度 培定变换 器 S GB、速 度 给 定 积 分 器 S GJ 、速度调 节 器 S T、电 流 给 定 积 分 器 L GJ 、绝对值调节器 、电流调节器L T、顺控 器 、触 发器等单元 构成 磁场通道 由磁场 比 例调节器 X1 0 7 单元 磁场 逻辑换向单 元 - ‘ ， 一，’ 一～● ～～一一⋯⋯一‘ ～‘ ●● “ _ ． ● ～～ _ _ ’ ⋯一⋯ ⋯- ‘● 1 一一⋯⋯-- ⋯● _ ． ～～一⋯一 ⋯， 式 I要 少。 由于工 作方式 Ⅱ、Ⅲ可 以改善工 作面 顶板管理 和劳动组织不 合理状 况，提高 开 机率 ，因而往 返割 1刀煤 的进刀方式 比割 2刀优越}由于工作方式Ⅲ避免了工作方式 Ⅱ进刀段顶板管理造成的麻烦，而且改善了 工人的生产劳动条件，因而，在我国高档普 采双滚筒采煤机工作 面应 积极 采用端部斜 切 进刀 、单 向割煤 、 往 返剖一 刀煤 的进刀方式 。 2为 了加 强机遭 上方顶板管理 ，减 小顶板下沉 和工作面端面 破碎度，应积极采 取 以下措施 ① 选 用窄机 身果爆机、 减 小机道 宽度 ②采用往 返割一 刀煤的进 刀 方式 ，采 用 分段 分工 种作业方法J ③ 减 小 工作面 控顶距 ， 由 “ 三 五 排 ” 跛为 “ 三 四排 控顶 ’ ④ 加打贴帮柱，增加机 道 上方顶板的 支护强度 ⑤ 提高乳化液泵站压力 ， 错开注液枪和 移 溜器 的使 用时间 ， 提 高单体支柱的 初撑力 。 责任编 辑 许升 阳 3 5 维普资讯