李振伟
单县丰源实业有限公司 山东 菏泽 274330
摘要：在煤矿采矿工作中，遇到大倾角综采工作面时，开采难度加大，尤其是采用仰采方式进行时，不但存在开采危险，还很难保证开采效率。为此，提出大倾角仰采工作面综采设备的优化设计思路，对胶带输送机、转载机、支架顶梁和液压支架进行优化设计，其中对转载机的改良包括：优化转载机整体长度、使得机头部分能抬起、优化凹槽和破碎机的抬起和增强联接强度、改变转载机移动方式，从而保证仰采的质量，也保护开采工人的安全。
关键词：大倾角；仰采工作面；综采设备；优化设计与应用
煤炭开采工作受到多方面因素的影响，包括矿井所在地的地质条件、水文条件，还有煤层情况和煤炭的种类等。虽然，近些年我国采煤技术和综采设备的水平不断提高，国内采煤总效率也不断提升。可是大倾角的综放工作面的开采效率仍旧需要提升，采矿设备的优化是值得研究的问题。
1 大倾角综放工作面实际情况
1301工作面由于煤层赋存条件变化局部需采取仰采方式，工作面片帮、冒顶较严重。1301工作面为走向长臂后退式采煤方法，综采放顶煤工艺，煤层倾角17-25°，平均23°。仰采角度最大19度，煤层厚度3.0-7.4m，
2 综采设备的优化设计和应用
2.1 改良胶带输送机
对皮带机的改良，使用了阻燃输送带，材质是PVG 1000×1000s，这照比PVC材质，强化了摩擦系数。而想要增加胶带和原煤之间接触面积，增设上托辊架，具体见图1。此外，需要扩大皮带机成槽角，原来是30°，改良之后的是60°，这样科使得阻燃胶带和原煤之间接触面积增加，进而增强输送带和原煤间存在的摩擦力。
实际上，1301工作面的运输巷角度比较大，想要避免胶带输送机中运送的原煤顺沿胶带滚落到外面的问题发生，应当增加一些避免滚煤的装置，具体见图2。将防止滚煤装置安装到皮带机的正对上方，中间使用梯形胶带进行粘接，其紧紧贴在输送机原有胶带，此装置运行方向是运煤方向，不能进行反向的旋转。通过此装置，可以避免煤块滚落，提升运输机的上运能力，也保证了运输机的安全性[1]。
图1 托辊架
图2 防滚煤块装置
2.2 改良转载机
大多数煤矿采矿工作使用的转载机为SZZ800/200型号，因此以该类型号转载机为改良对象，进行优化设计。
2.2.1 优化转载机整体长度
标准的设计长度是转载机不包括破碎机长度，一般为45m到50m，因为底板的软倾角比较大，如果铺设过长，转载机的自身重量就会增加，也就增加推移中的阻力。所以，应当保证皮带机尾和起桥段间搭接长度，在此基础上，需要在落地段安装双调节槽、机尾部分、装料槽，并增设一节的拉移中部槽，可缩短长度，含破碎机的设计长度是30m，这样能达到使用标准，也能减轻一些重量，从而减少底板间推移阻力。
2.2.2 使得机头部分能抬起
在转载机的起桥段的机头位置，其自身重量是最高的，同时以骑行方式落到皮带机的机尾上，同样会因为自身较大重量而增加移动的阻力，严重情况下，可能会使得机头变形损坏。为此，给出机头抬起装置的设计，也就是在转载机的机头位置和行走部分间连接的横梁下部为，增设可抬起的千斤顶，如果有需要可让转载机的机头被抬起，以降低移动时转载机、皮带机运动阻力，还能很好地保护皮带机的机尾[2]。
2.2.3 优化凹槽和破碎机的抬起并增强联接强度
一般情况下，在转载机的凹槽和破碎机间进行的联接为哑铃柔性模式，这就能让其在垂直和水平的方向上有一定角度的偏转，而因为破碎机自身结构特殊不能增设抬起装置，只有将抬起装置安装到凹槽的两侧，就能同时抬起凹槽和破碎机，由于柔性连接的问题，可能导致连接端头以及哑铃损坏，生产质量受到影响。将破碎机和凹槽用联接法兰板进行固定，使其成为一体，但是可以拆卸，这样就能提高移动转载机运行时的刚性，于凹槽两侧增加抬起装置，可同时将凹槽、破碎机抬起，这种刚性连接，就能缓解底板陷入问题，降低移动时的阻力，同时运用了可拆卸方式，还可以达到矿井施工的尺寸标准，拆分之后带到井下然后再进行安装。
2.2.4 优化转载机移动方式
优化转载机的轨道，可利用迈步导轨方式，当成转载机的机身抬起支撑点以及移动轨道。采矿工作面的巷道不是很宽，当自移装置安装完毕之后，整机的宽度必须在一定范围之内，导轨一定要紧紧贴近凹槽以及破碎机的机身，整个机构非常紧凑，凹槽与破碎机间需要一个推移装置，因此安装了推移千斤顶，而由于破碎机本身结构的特殊，使得推移用千斤顶可安装控件比较小，这时就需要对此空间大小进行试验，考虑和校验是不是会出现互相干涉的问题，能不能满足千斤顶伸缩要求。在导轨前端设计中，配置拉移装置，可以将皮带机的机尾作支撑点，朝着前方拖拽转载机[3]。
另外还有一个支撑点，那就是巷道中用来支持三角区域顶板液压支架，将其设定成向前顶着转载机支撑点，让千斤顶同转载机的机尾相连，运用支架朝着前方顶着转载机的机尾的模式，辅助转载机移动，并且，转载机的机尾也是拉架支撑点。在落地段增设一个拉移的中部槽，增加拉移装置，可拉动转载机落地的部分。这样的改良，就让多种移动方式一同作用到转载机上，从而减少移动阻力，保证转载机前进移动。
对转载机进行优化之后，可解决原有很多问题，减少了软底板作用到转载机上移动阻力，用“推、拉、抬、顶”的方式，加强移动力，减轻劳动强度，大大提升了生产效率。
2.3 改良支架顶梁
在大倾角仰采工作面中，仰采角度比较大，提高了采煤难度，很难对片帮煤进行控制，同时严重威胁着机组司机和支架工的生命安全。基于保护机组司机和支架工安全的想法，对仰采工作面进行考察，提出改良支架顶梁的优化设计方案，将原有掩护式的液压支架顶梁改良成可伸缩式的液压支架顶梁。
先要将顶梁变成2个部分，分别是可移动部分、固定部分，可移动部分镶嵌到固定部分上。其中的可移动部分利用两根油缸达到可伸缩的目的，合理确定油缸行程，以延伸顶梁伸缩长度。依据具体的开采要求，对顶梁进行伸缩设置，逐步达到一级和二级护帮，进而可避免片帮煤的滑落到支架上，才能更好地保护机组司机和支架工的安全。
2.4 优化仰采液压支架
因为仰采的斜坡度比较大，所以支架重心有移动，移向了采空区，端面之间距离也增大，支架前梁的摆动性也比较大，极其容易出现倒架的问题。因此，在拉架的时候，不能降前梁，而将前立柱降低100mm，实施擦顶拉架，可持续仰斜，一边收缩伸缩梁，一边拉架，这样就能让伸缩梁顶住煤帮，然后打出来互帮板。拉架的程序为：相互挨着的支架需要顶住前溜，让支架打到某拉架阀，先后进行收缩量收缩和松开前立柱，并适时松开后立柱，全部到位之后，立刻将前立柱伸紧，接着伸后立柱，接着打开护帮板，可使得顶梁上部的漏煤减少，如果有需要，后溜可不放煤，在兑架或者放煤之后，应当将支架的前立柱进行补液，才能保障有足够初撑力。移架之前，应当把架和前溜间的浮煤清理干净[4]。
3 结束语
综上所述，大倾角综放工作面相对于容易开采工作面来说，开采难度更高，安全性比较低，为此，必须加强大倾角综放工作面的煤炭开采，对开采工艺进行优化，对开采设备进行优化设计，并应用在实际开采工作中，以保证开采质量，从而满足社会对煤炭能源的需求。
参考文献
[1]邱艳海.大倾角仰采工作面综采设备的优化设计与应用[J].煤炭与化工.2019（03）
[2]岳万保.倾斜长臂综采大倾角仰采技术的应用[J].煤炭技术.2014（09)
[3]孟祥瑞,程详,赵光明,等.倾向长壁综采工作面仰采,俯采过程矿压规律研究[J].2012.（06）
[4]张金富.浅谈大倾角综采工作面设备快速安装技术[J].技术与市场,2019（05）