大倾角煤层综放俯斜开采采煤机工作状态分析与改进

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1、大倾角煤层综放俯斜开采采煤机工作状态分析与改进李化敏　赵铁　张义顺　李志刚　董新照　张天顺　范德衡　方志彪摘要　以理论分析、现场实测为基础，研究了大倾角煤层综放俯斜开采采煤机的受力及工作状态；提出了加高滑靴，调整摇臂摆动范围的采煤机防斜试验设计方案，并进行了现场试验与测试．结果表明，该方案简单易行，便于安装更换，工作稳定可靠．关键词　大倾角煤层　综放俯斜开采　采煤机防斜中图法分类号　TD823.96AnalysisandImprovementonthePerformanceofCoalCutterinSteep-seamFullMechanizedSubleve

2、lCavingBowInclineMiningLiHuamin　ZhaoTie　ZhangYishun(Dept.ofResourcsandmaterialsEngineering,JiaozuoInstituteofTechnology，Jiaozuo454000)LiZhigang　DongXinzhao　ZhangTianshun　FanDeheng　FangZhibiao(ZhengzhouCoalInductrialGroupCompany)Abstract　Onthebasisofthetheoryanalysisandsiteobservation

3、，thepowerandperformanceofcoal-cuttersinsteepseamfullmechanizedsublevelcavingbowinclinemininghavebeenstudied.Someexperimentalplansonimprovingcoalcutterinclinebyincreasingslideshoehigherandadjustingrockerarmswingareputforward.Sitetestandobservationhavebeenperformed.Ithasprovedthattheex

4、perimentalplansaresimple,andconvenienttochange.Itisalsostableandreliablewhenoperating.Keywords　steepcoalseam;fullmechanizedsublevelcavingbowinclinemining;improvingcoalcutterincline0　引　言　　郑州煤业集团主采的二1煤为倾角5～24°的三软煤层，采用综放俯斜开采时拉架阻力小，一般情况下无需降架即可顺利实现支架前移；由于煤壁和顶煤沿倾斜方向的分力，使煤层受压力作用，可有效的抑制煤壁片帮和

5、架前冒顶现象；综放俯斜开采，顶煤重力沿倾斜方向的分力还可使顶煤紧跟支架，放煤效果好，顶煤回收率高．但当煤层倾角大于10°以后，却给采煤机的正常工作带来了一系列问题．　　采煤机在自身重力作用下，重心偏向滚筒一侧，机身压向煤墙，采煤机滚筒与煤壁摩擦力显著增加，采煤机负荷加重，工作不稳定，甚至出现“噎死”采煤机现象；传动机构在采空区侧润滑效果变差；采煤机螺旋滚筒叶片升角相对减小，滚筒内循环煤增多，装煤效果变差；采煤机事故增多．　　如何充分利用俯斜开采的优势，克服由此带来的不利影响已成为综放俯斜开采制约生产的主要技术问题．1　采煤机受力及工作状态分析　　煤层倾角的增大导

6、致了采煤机工作过程中的一系列问题，原因是随煤层倾角增大机身倾斜度增加，机身重心偏向煤壁侧，使采煤机对煤壁的正压力、摩擦力增加，并导致采煤机横向稳定性变差．1.1　采煤机对煤壁的正压力、摩擦力与工作面俯角α的关系　　采煤机对煤壁的正压力、摩擦力与工作面俯角α的关系用下式表示为　　　　　　　　Nz=Wsin(α-10)　　　　Nm=Nzζ式中：　Nz——采煤机对煤壁的正压力，kN；　　　　W——采煤机重量，kN；　　　　α——工作面俯角，(°)；Nm——采煤机滚筒与煤壁之间的摩擦力，kN；ζ——采煤机滚筒与煤壁之间的摩擦系数．　　以MLS3E-170采煤机为例计算出

7、Nz和Nm值(见表1)．表1　采煤机对煤壁的正压力、摩擦力与工作面俯角α的关系Tab.1　Mainpressandfrictionalforceofcoalcuttertocoalwallvscoalfaceangleofdepression工作面俯角α/(°)正压力Nz/kN摩擦力Nm/kN12　831314165　162492537183305020412622249374由表1可知，随着煤层倾角的增大，采煤机对煤壁的正压力和摩擦力呈非线性急剧增加，从而导致了采煤机牵引工作阻力的剧增．1.2　采煤机横向受力分析　　为定量研究采煤机的横向稳定状况，对采煤机横向

8、受力作如下分析：　　以M