摘要：我国目前能源需求量的80%来源于煤炭，因此煤炭对于我国的国民经济起着十分重要的作用。而与之相关的煤炭机械行业的发展和应用直接决定了煤炭工业的兴衰。应用煤炭工业各项行之有效的先进技术和经验，因地制宜的采用新技术、新工艺、新设备、推行科学管理，提高矿井安全程度和经济效益。
综采工作面的“三机”正确先进的选型、合理的配套是提高工作面生产能力和矿井实现高产高效、提高资源回收率的必要条件。
关键词：采煤机 液压支架 刮板输送机选型原则
1 “三机”的选型原则
1.1 采煤机的选型
采煤机是不是会具备较好的实际生产能力，主要要看以下几点：采高、截深、牵引速度、工作时间利用系数。
滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等因素对采高起着决定性的作用。截深的影响因素主要是煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距。而截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径决定着截割速度，对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。外载荷主要影响着牵引力，其他的如机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等因素也会对其造成一定的影响。
因此，确定采煤机的选型要遵循以下原则：①采煤机主要参数（采高、截深、功率、牵引方式）的选取要能适合所开采煤层的地质条件（厚度、硬度等），并有一定的富余系数。②采煤机生产能力要大于工作面设计能力。③采煤机的技术性能良好，安全保护功能可靠，便于使用和维护。④煤机的采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。
1.2 液压支架的选型
液压支架是以高压液体作为动力，由金属构件和若干液压元件组成，能实现支撑顶板、切顶、自移和推溜等工作，它与采煤机、刮板输送机配套组成综合机械化设备，具有产量大、效率高、安全性好等优点，并为工作面进一步实现自动化创造了条件。
因此，确定液压支架的选型要遵循以下原则：①要依据顶板情况来确定支架类型（支撑式、掩护式、支架掩护式）、支护强度。②要依据煤层厚度、采煤机滚筒直径和采高来确定支架的最大最小高度。③要依据支护强度来确定支架的结构参数（立柱数目、直径）。④选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之前，必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查清。然后依据不同类级顶板选取架型。
1.3 刮板输送机的选型
刮板输送机在综采工作面起着承载、运煤和采煤机导向以及液压支架推移支撑等作用，是整套综采设备的“中坚”，其性能、可靠程度和寿命是综采工作面正常生产和取得良好技术经济效果的重要保证。
因此，确定液压支架的选型要遵循以下原则：①刮板输送机的输送能力要超出采煤机的最大生产能力的1.2倍左右。②需要用多少的链条，还要看刮板链的质量；安排什么样的链子结构，需要看煤质硬度。③最好是选择使用双电机双机头驱动、短机头和短机尾方式。④刮板输送机的输送能力、电机功率要根据工作面倾角、铺设长度及输送量的大小等条件确定。⑤刮板输送机在使用中要受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用。因此，必须有足够的强度、刚度耐磨和耐腐蚀性。⑥大型矿井优先选用中双链型。⑦由于各工作面实际情况不同，选型时一定要符合实际生产的需要。
2 “三机”合理配套的要求
2.1 满足生产能力：要保证采煤机生产能力能够很好地完成综采工作面的生产任务，同时液压支架的移架速度要匹配采煤机的牵引速度，还要求工作面刮板输送机的输送能力超过采煤机的生产能力，而乳化液泵站输出压力与流量要符合液压支架初撑力及其动作速度要求。
2.2 满足设备性能：输送机的结构形式及附件一定要跟采煤机的结构相匹配，输送机的中部槽应与液压支架的推移千斤顶链接装置的间距和连接结构相匹配。采煤机的采高需要适应支架的最大和最小结构，而其截深要适应支架推移步距，如图1所示。
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图1 液压支架、采煤机、刮板输送机几何关系示意图
其计算公式为：R=B+E+W+X+d/2 （1）
在这个式子里，无立柱空间宽度用R来表示；截深用B来表示；铲煤板空距用E来表示，其大小为50～100mm；输送机宽度用W来表示；前柱与电缆槽间距用X来表示；前柱外径用来d表示。
W=F+G+J+V （2）
在这个式子里，铲煤板宽度用F来表示，其大小为150～240mm；中部槽宽度用G来表示；导向槽宽度用J来表示；电缆槽宽度用V来表示。
2.3 满足安全和工作方面要求
①从安全方面来看，工作面没有立柱空间或者是更小点是最佳的。②为了避免电缆挤伤的情况，前柱与电缆槽间一定要有一个150～240mm的间隙。③为了避免滚筒切割顶梁，梁端距T一般为150～300mm。④推移千斤顶行程应比采煤机截深大100～200mm。⑤为保证煤流能够很好地从底托架下通过，过煤高度C要超过250～300mm。⑥过煤空间Y最小可以使90mm，或者是200～250mm，前者在底板清理良好及采煤机机身不长的情况下应用是比较合适的。煤层倾角小于10度的工作面，在推移刮板输送机时要控制好其位置，防止“上窜下滑”。
3 实际工作中“三机”选型及配套的论述及探讨
从以上“三机”的选型原则及配套关系的分析可以看到，其选型工作涉及地质学、顶板管理、采煤工艺、机电和机械设备等多门学科，同时又是实现矿井高产高效的前提所在。目前的选型配套基本上能够满足生产需要，但在进行实际生产时，还会有一些跟实际情况不一致的现象。如：移架循环需要比较久的时间，与采煤机牵引速度的要求不一致；选型配套的参数基本上没有什么问题，但在实际使用时却不能实现。如液压支架初撑比通常是0.5～0.8，而实际应用时只有0.25～0.4。这意味着，综采工作面“三机”配套不可以仅仅是“经验类比”，要对系统中的主要环节做好动态优化设计，保证其设计参数与实际运行参数的一致。如具备条件时，可以考虑支架电液控制，利用拉移支架以缩短移架循环时间以及减少人员投入；工作面避免产生“大马拉小车”现象，产生不必要的投入。当然，各种配套关系不是唯一的，这主要是由于矿井的开采条件、组织管理水平存在着客观的差距。如果客观条件不具备，即使选择生产能力很高的配套设备，也远不能达到提高生产能力的目的。同时在选型方面还应考虑安全生产和维护简便的原则，在三角煤和煤柱区域的选型方面也要考虑，从而减少资源的浪费。
不同条件的矿井，综采工作面的“三机”选型应从实际出发，因地制宜，选用适用的配套设备。高产高效矿井发展的原则不是要增加综采工作面数量，而是应该提高综采工作面单产，减少作业环节，提高生产效率，实现集约化生产。
4 结束语
通过这次论文设计，我对理论知识有了更深的理解，为今后的工作打下良好的基础，认识问题，分析问题，解决问题的能力有了很大的提高。随着现代化矿井的建设，要求不断提高矿用机械的稳定与高效运行，本论文结合我矿的实际情况针对三机选型及其进行了研究和探讨，并针对性地提出了一些自己的见解，希望与同行交流和学习，以用来解决生产实践中遇到的实际问题，从而提高综采设备的生产效率，为实现高产高效的现代化矿井出谋划策。
参考文献：
[1]张宏干.《综采维修钳工》.机械工业出版社.2003.
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