隨著礦井開采深度的不斷增加，煤與瓦斯突出和衝擊地壓有逐年增加的趨勢，礦井開采難度日益加大，而刨煤機作為一種矮機身、淺截深、多循環的采煤設備，對薄煤層、高瓦斯礦井具有特有的優勢。鐵能集團曾於2001年nian通tong過guo引yin進jin德de國guo刨pao煤mei機ji核he心xin裝zhuang備bei與yu國guo產chan設she備bei相xiang配pei套tao的de方fang式shi，在zai小xiao青qing礦kuang裝zhuang備bei了le我wo國guo首shou套tao薄bo煤mei層ceng刨pao煤mei機ji無wu人ren工gong作zuo麵mian，取qu得de了le顯xian著zhu的de技ji術shu經jing濟ji效xiao益yi，但dan回hui采cai過guo程cheng中zhong存cun在zai一yi些xie適shi應ying性xing不bu足zu問wen題ti。小xiao青qing礦kuang根gen據ju刨pao煤mei機ji在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong遇yu到dao的de問wen題ti，結jie合he礦kuang區qu待dai采cai煤mei層ceng的de賦fu存cun條tiao件jian，對dui配pei套tao液ye壓ya支zhi架jia、刨煤機關鍵設備進行了一係列適應性改進。
1、液壓支架適應性改造
1.1 端頭支架適應性改造
首套刨煤機工作麵機頭端頭支架ZT9900／17/30采用2架1組（1主1副），由固定在轉載機上的懸臂梁交替拉架。為了實現端頭支架自動化定量推移，在端頭支架上安設一個PM4支架控製器，此控製器同時控製1架基本支架。該控製器與基本支架上的PM4控製器連接在一起，受MCU控製。端頭支架上的推移行程與1號基本支架上的推移行程設定一樣，當刨頭向機尾運行時，PM4向端頭支架和1號基本支架發出推移命令，電液控製閥組動作，端頭支架推移千斤頂按設定值向前推移機頭架，基本支架向前推移刮板輸送機，PM4同時不斷檢測推移行程，當達到給定值時立即停止。刨煤機工作麵機頭端頭支架結構及布置如圖1所示。
首套刨煤機端頭支架使用初期並不理想，拉架時間偏長，經分析後主要原因為端頭支架2架1組（自重分別為42 t和38 t）自重過大，轉載機尾、刨煤機和刮板輸送機驅動電機均騎坐在推移底座上造成拉架阻力過大，且刨煤機電機位於主副端頭支架兩根立柱之間（間隙僅有150 mm），容易發生幹涉。
針對以上原因，提出如下改造方案：將原來的2架1組布置形式改進為3架1組（1主、1副、1調節），將轉載機尾、主副架底梁、刮板輸送機機頭底座、tiaojiejiashejiweizhijieluodi，dadajiangdilayizhijiadezuli，zengdapaomeijiqudongdianjiyuduantouzhijiaqianlizhudekongjian，tigaoyijiasudu。gaizaohoupaomeijigongzuomianjitouduantouzhijiajiegoujibuzhirutu2所示。
1.2基本支架適應性改造
1. 2.1 存在的問題
首套刨煤機配套基本支架選用ZY6400/09/20D兩柱掩護式液壓支架，通過生產實踐，發現該支架主要存在以下問題：
(1)支架調架範圍小。支架最低支護高度0.9m．工作麵局部地段煤層厚度僅0.8m，為了保證支架通過時不被壓死，刨煤機需要破頂或臥底，刨刀磨損嚴重。
(2)支架前端底板比壓大，紮底嚴重，造成移架困難。
(3)支zhi架jia平ping衡heng千qian斤jin頂ding控kong製zhi采cai用yong手shou動dong操cao作zuo，未wei與yu立li柱zhu升sheng降jiang建jian立li自zi動dong化hua聯lian動dong，造zao成cheng支zhi架jia自zi移yi時shi對dui頂ding板ban的de適shi應ying性xing差cha，需xu要yao人ren工gong介jie入ru調tiao整zheng支zhi架jia頂ding梁liang狀zhuang態tai。
(4)刮板輸送機發生上竄下滑時，支架推移框架與底座相互卡咬，造成推移困難和推拉框架損壞。
(5)支zhi架jia高gao度du變bian化hua時shi，頂ding梁liang與yu掩yan護hu梁liang之zhi間jian存cun在zai較jiao大da空kong隙xi，造zao成cheng支zhi架jia架jia內nei漏lou矸gan嚴yan重zhong，時shi常chang砸za壞huai液ye壓ya管guan路lu或huo液ye壓ya元yuan件jian，使shi支zhi架jia失shi去qu自zi動dong控kong製zhi功gong能neng。
1.2.2 改造方案
根據以上原因分析，結合鐵能集團待采煤層賦存情況和現用設備的工況狀況，就基本支架的結構參數和電液控製係統提出如下改造方案：
(1)開發極薄煤層ZY4800/06／16. 5D兩柱掩護式液壓支架。支架調高範圍0. 6～1.65 m，伸縮比2. 75，滿足了最低采高0.8 m的要求，在滿足頂板支護要求的前提下，適當降低支架支護強度，支架工作阻力由6400 kN降至4800 kN，重量由原來的15.6 t降至11. 6 t，重量減輕25. 6%，底座前端底板比壓值顯著降低，改善底座紮底情況。
(2)為使支架的結構高度滿足支架最小高度和伸縮比的要求，設計中采用超薄煤層支架設計技術，采用高強板焊接新工藝、新型焊接材料（藥芯焊絲）jinxingzhizao。zhijiazaigaogongzuozulixia，weimanzubohejibomeicengzhijiajiegoujiansuoyaoqiudegaokekaoxinghegaoanquanxishu，tongshizaizuidizhuangtaixiayouzugoudeguorenkongjian(700 mm×400 mm)的要求，結構件設計采用超薄型結構，見圖3。設計選用國內高強度等級(700—1000 MPa)的鋼材。
(3)為進一步改善液壓支架底座紮底現象，經過研究分析，對支架立柱控製係統進行改進。在液壓支架電液控製閥上分設2個降柱閥和1個升柱閥，左右兩根立柱可分別在PMCR電液控製單元控製降柱時將架腳提起。當發生支架紮底時，采取手動操作將2根立柱依次提起，實現邁步式前進。正常情況下，采用PMC-R電液係統自動控製，通過編程使2個降柱閥同時動作，實現自動移架。
(4)增zeng強qiang支zhi架jia對dui頂ding板ban變bian化hua的de適shi應ying能neng力li。液ye壓ya支zhi架jia平ping衡heng千qian斤jin頂ding由you人ren工gong操cao作zuo改gai為wei電dian液ye控kong製zhi，避bi免mian支zhi架jia低di頭tou或huo平ping衡heng千qian斤jin頂ding安an全quan閥fa損sun壞huai，增zeng強qiang支zhi架jia對dui工gong作zuo麵mian頂ding板ban的de適shi應ying能neng力li，在zai生sheng產chan中zhong更geng有you利li於yu操cao作zuo人ren員yuan對dui液ye壓ya支zhi架jia的de支zhi撐cheng狀zhuang態tai進jin行xing合he理li調tiao整zheng。
(5)增強液壓支架的調斜能力。由3組支架1個調斜油缸改為2組支架1個調斜油缸，進一步增強對底板起伏的適應能力。
(6)改進支架底座前腳，將直角改變成倒角。
(7)在支架頂梁與掩護梁鉸接處增設擋矸簾，解決向架內漏矸的問題。
2、刨煤機適應性改造
刨煤機為德國進口，使用過程中也進行了一些適應性改造，主要體現在以下3個方麵；
(1)完善過載保護裝置，提高生產能力。首套刨煤機的型號為GH9-34Ve/4.7滑行刨，總裝機功率2×315 kW．上行刨速為1. 76 m/s，下行刨速0.88 m/s，配置具有過載保護作用的S-15LK型正齒輪減速箱。為了進一步提高刨煤機的割硬煤能力和可靠性，刨煤機總裝機功率進一步加大，選用GH9 -38Ve/5.7滑行刨，總功率達到2×400 kW，上行刨速1. 92 m/s，下行刨速0.96 m/s，配置P-30UEL型摩擦式過載保護減速器，一旦卡刨，離合器立即打滑，液壓控製係統在電動機停止前立即使離合器設定壓力降低，以保護離合器。
(2)刮板輸送機電流監測裝置的應用。首套刨煤機無人工作麵MCU控(kong)製(zhi)台(tai)隻(zhi)能(neng)看(kan)到(dao)刨(pao)煤(mei)機(ji)負(fu)荷(he)電(dian)流(liu)大(da)小(xiao)，看(kan)不(bu)到(dao)刮(gua)板(ban)輸(shu)送(song)機(ji)負(fu)荷(he)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)，控(kong)製(zhi)室(shi)操(cao)作(zuo)員(yuan)在(zai)切(qie)換(huan)刮(gua)板(ban)輸(shu)送(song)機(ji)高(gao)低(di)速(su)時(shi)完(wan)全(quan)憑(ping)經(jing)驗(yan)操(cao)作(zuo)，易(yi)使(shi)刮(gua)板(ban)輸(shu)送(song)機(ji)過(guo)負(fu)荷(he)運(yun)行(xing)，頻(pin)繁(fan)啟(qi)動(dong)後(hou)易(yi)燒(shao)壞(huai)電(dian)機(ji)。經(jing)分(fen)析(xi)改(gai)進(jin)為(wei)在(zai)控(kong)製(zhi)室(shi)增(zeng)加(jia)刮(gua)板(ban)輸(shu)送(song)機(ji)電(dian)流(liu)監(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)，以(yi)保(bao)證(zheng)操(cao)作(zuo)員(yuan)及(ji)時(shi)掌(zhang)握(wo)刨(pao)煤(mei)機(ji)電(dian)機(ji)、刮板輸送機電機運行狀況，及時發現隱患，處理故障。
(3)開發機尾自動清煤裝置。由於刨煤機機尾裝煤效果差，造成機尾堆煤過多，不僅增加了工人勞動強度，而且給工作麵通風安全、刨煤機電機散熱、推移運輸機機尾等帶來隱患，為此開發了機尾自動清煤裝置，通過800 mm行程的千斤頂往返將煤推至刮板輸送機機尾彎板處，實現機尾自動裝煤，解決堆煤問題。
3、改進效果評價
經過改造後的液壓支架和刨煤機用於小青礦W2 714gongzuomian，tongguoduigaigongzuomianshebeidekaijilvhekekaoxingguance，gongzuomianyeyazhijiaquanbushixianzidonghua，duantouzhijiayijiasududadatigao，jibenzhijiajiaoshaochuxianwenti，paomeijiduanlianpinlvdadajiangdi，shengchanxitongkaijilvyouyuanlaide64%提高至80%，工作麵單產水平由11.8萬t/a提高至14.7萬t/a，取得了良好的使用效果，這表明適應性改造是可行的，具有良好的推廣應用價值。
1、液壓支架適應性改造
1.1 端頭支架適應性改造
首套刨煤機工作麵機頭端頭支架ZT9900／17/30采用2架1組（1主1副），由固定在轉載機上的懸臂梁交替拉架。為了實現端頭支架自動化定量推移，在端頭支架上安設一個PM4支架控製器，此控製器同時控製1架基本支架。該控製器與基本支架上的PM4控製器連接在一起，受MCU控製。端頭支架上的推移行程與1號基本支架上的推移行程設定一樣，當刨頭向機尾運行時，PM4向端頭支架和1號基本支架發出推移命令，電液控製閥組動作，端頭支架推移千斤頂按設定值向前推移機頭架，基本支架向前推移刮板輸送機，PM4同時不斷檢測推移行程，當達到給定值時立即停止。刨煤機工作麵機頭端頭支架結構及布置如圖1所示。
首套刨煤機端頭支架使用初期並不理想，拉架時間偏長，經分析後主要原因為端頭支架2架1組（自重分別為42 t和38 t）自重過大，轉載機尾、刨煤機和刮板輸送機驅動電機均騎坐在推移底座上造成拉架阻力過大，且刨煤機電機位於主副端頭支架兩根立柱之間（間隙僅有150 mm），容易發生幹涉。
針對以上原因，提出如下改造方案：將原來的2架1組布置形式改進為3架1組（1主、1副、1調節），將轉載機尾、主副架底梁、刮板輸送機機頭底座、tiaojiejiashejiweizhijieluodi，dadajiangdilayizhijiadezuli，zengdapaomeijiqudongdianjiyuduantouzhijiaqianlizhudekongjian，tigaoyijiasudu。gaizaohoupaomeijigongzuomianjitouduantouzhijiajiegoujibuzhirutu2所示。
1.2基本支架適應性改造
1. 2.1 存在的問題
首套刨煤機配套基本支架選用ZY6400/09/20D兩柱掩護式液壓支架，通過生產實踐，發現該支架主要存在以下問題：
(1)支架調架範圍小。支架最低支護高度0.9m．工作麵局部地段煤層厚度僅0.8m，為了保證支架通過時不被壓死，刨煤機需要破頂或臥底，刨刀磨損嚴重。
(2)支架前端底板比壓大，紮底嚴重，造成移架困難。
(3)支zhi架jia平ping衡heng千qian斤jin頂ding控kong製zhi采cai用yong手shou動dong操cao作zuo，未wei與yu立li柱zhu升sheng降jiang建jian立li自zi動dong化hua聯lian動dong，造zao成cheng支zhi架jia自zi移yi時shi對dui頂ding板ban的de適shi應ying性xing差cha，需xu要yao人ren工gong介jie入ru調tiao整zheng支zhi架jia頂ding梁liang狀zhuang態tai。
(4)刮板輸送機發生上竄下滑時，支架推移框架與底座相互卡咬，造成推移困難和推拉框架損壞。
(5)支zhi架jia高gao度du變bian化hua時shi，頂ding梁liang與yu掩yan護hu梁liang之zhi間jian存cun在zai較jiao大da空kong隙xi，造zao成cheng支zhi架jia架jia內nei漏lou矸gan嚴yan重zhong，時shi常chang砸za壞huai液ye壓ya管guan路lu或huo液ye壓ya元yuan件jian，使shi支zhi架jia失shi去qu自zi動dong控kong製zhi功gong能neng。
1.2.2 改造方案
根據以上原因分析，結合鐵能集團待采煤層賦存情況和現用設備的工況狀況，就基本支架的結構參數和電液控製係統提出如下改造方案：
(1)開發極薄煤層ZY4800/06／16. 5D兩柱掩護式液壓支架。支架調高範圍0. 6～1.65 m，伸縮比2. 75，滿足了最低采高0.8 m的要求，在滿足頂板支護要求的前提下，適當降低支架支護強度，支架工作阻力由6400 kN降至4800 kN，重量由原來的15.6 t降至11. 6 t，重量減輕25. 6%，底座前端底板比壓值顯著降低，改善底座紮底情況。
(2)為使支架的結構高度滿足支架最小高度和伸縮比的要求，設計中采用超薄煤層支架設計技術，采用高強板焊接新工藝、新型焊接材料（藥芯焊絲）jinxingzhizao。zhijiazaigaogongzuozulixia，weimanzubohejibomeicengzhijiajiegoujiansuoyaoqiudegaokekaoxinghegaoanquanxishu，tongshizaizuidizhuangtaixiayouzugoudeguorenkongjian(700 mm×400 mm)的要求，結構件設計采用超薄型結構，見圖3。設計選用國內高強度等級(700—1000 MPa)的鋼材。
(3)為進一步改善液壓支架底座紮底現象，經過研究分析，對支架立柱控製係統進行改進。在液壓支架電液控製閥上分設2個降柱閥和1個升柱閥，左右兩根立柱可分別在PMCR電液控製單元控製降柱時將架腳提起。當發生支架紮底時，采取手動操作將2根立柱依次提起，實現邁步式前進。正常情況下，采用PMC-R電液係統自動控製，通過編程使2個降柱閥同時動作，實現自動移架。
(4)增zeng強qiang支zhi架jia對dui頂ding板ban變bian化hua的de適shi應ying能neng力li。液ye壓ya支zhi架jia平ping衡heng千qian斤jin頂ding由you人ren工gong操cao作zuo改gai為wei電dian液ye控kong製zhi，避bi免mian支zhi架jia低di頭tou或huo平ping衡heng千qian斤jin頂ding安an全quan閥fa損sun壞huai，增zeng強qiang支zhi架jia對dui工gong作zuo麵mian頂ding板ban的de適shi應ying能neng力li，在zai生sheng產chan中zhong更geng有you利li於yu操cao作zuo人ren員yuan對dui液ye壓ya支zhi架jia的de支zhi撐cheng狀zhuang態tai進jin行xing合he理li調tiao整zheng。
(5)增強液壓支架的調斜能力。由3組支架1個調斜油缸改為2組支架1個調斜油缸，進一步增強對底板起伏的適應能力。
(6)改進支架底座前腳，將直角改變成倒角。
(7)在支架頂梁與掩護梁鉸接處增設擋矸簾，解決向架內漏矸的問題。
2、刨煤機適應性改造
刨煤機為德國進口，使用過程中也進行了一些適應性改造，主要體現在以下3個方麵；
(1)完善過載保護裝置，提高生產能力。首套刨煤機的型號為GH9-34Ve/4.7滑行刨，總裝機功率2×315 kW．上行刨速為1. 76 m/s，下行刨速0.88 m/s，配置具有過載保護作用的S-15LK型正齒輪減速箱。為了進一步提高刨煤機的割硬煤能力和可靠性，刨煤機總裝機功率進一步加大，選用GH9 -38Ve/5.7滑行刨，總功率達到2×400 kW，上行刨速1. 92 m/s，下行刨速0.96 m/s，配置P-30UEL型摩擦式過載保護減速器，一旦卡刨，離合器立即打滑，液壓控製係統在電動機停止前立即使離合器設定壓力降低，以保護離合器。
(2)刮板輸送機電流監測裝置的應用。首套刨煤機無人工作麵MCU控(kong)製(zhi)台(tai)隻(zhi)能(neng)看(kan)到(dao)刨(pao)煤(mei)機(ji)負(fu)荷(he)電(dian)流(liu)大(da)小(xiao)，看(kan)不(bu)到(dao)刮(gua)板(ban)輸(shu)送(song)機(ji)負(fu)荷(he)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)，控(kong)製(zhi)室(shi)操(cao)作(zuo)員(yuan)在(zai)切(qie)換(huan)刮(gua)板(ban)輸(shu)送(song)機(ji)高(gao)低(di)速(su)時(shi)完(wan)全(quan)憑(ping)經(jing)驗(yan)操(cao)作(zuo)，易(yi)使(shi)刮(gua)板(ban)輸(shu)送(song)機(ji)過(guo)負(fu)荷(he)運(yun)行(xing)，頻(pin)繁(fan)啟(qi)動(dong)後(hou)易(yi)燒(shao)壞(huai)電(dian)機(ji)。經(jing)分(fen)析(xi)改(gai)進(jin)為(wei)在(zai)控(kong)製(zhi)室(shi)增(zeng)加(jia)刮(gua)板(ban)輸(shu)送(song)機(ji)電(dian)流(liu)監(jian)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)，以(yi)保(bao)證(zheng)操(cao)作(zuo)員(yuan)及(ji)時(shi)掌(zhang)握(wo)刨(pao)煤(mei)機(ji)電(dian)機(ji)、刮板輸送機電機運行狀況，及時發現隱患，處理故障。
(3)開發機尾自動清煤裝置。由於刨煤機機尾裝煤效果差，造成機尾堆煤過多，不僅增加了工人勞動強度，而且給工作麵通風安全、刨煤機電機散熱、推移運輸機機尾等帶來隱患，為此開發了機尾自動清煤裝置，通過800 mm行程的千斤頂往返將煤推至刮板輸送機機尾彎板處，實現機尾自動裝煤，解決堆煤問題。
3、改進效果評價
經過改造後的液壓支架和刨煤機用於小青礦W2 714gongzuomian，tongguoduigaigongzuomianshebeidekaijilvhekekaoxingguance，gongzuomianyeyazhijiaquanbushixianzidonghua，duantouzhijiayijiasududadatigao，jibenzhijiajiaoshaochuxianwenti，paomeijiduanlianpinlvdadajiangdi，shengchanxitongkaijilvyouyuanlaide64%提高至80%，工作麵單產水平由11.8萬t/a提高至14.7萬t/a，取得了良好的使用效果，這表明適應性改造是可行的，具有良好的推廣應用價值。
