液压支架关键技术研究及应用.doc

个人收集整理 勿做商业用途分类号： TD355 密 级： 公 开UDC: 单位代码： 10424 工 程 硕 士 学 位 论 文5。5m大采高液压支架关键技术的研究与应用岳 永 强申请学位级别：工程硕士 领域名称：机械工程 指导教师姓名：曾 庆 良 职 称: 教 授 副指导教师姓名：孙 希 奎 职 称:研 究 员 山 东 科 技 大 学二零一零年五月论文题目：5.5m大采高液压支架关键技术的研究与应用作者姓名：岳 永 强 入学时间：2008 年 4 月领域名称：机械工程 研究方向：机电液一体化指导教师：曾 庆 良 职 称: 教 授 副指导教师：孙希奎 职 称： 研究员 论文提交日期：2010年5月论文答辩日期:2010年6月授予学位日期： KEY TECHNOLOGY STUDIES AND APPLICATIONS OF 5。5M LARGE MINING HEIGHT SUPPORTA Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree ofMASTER OF ENGINEERINGfromShandong University of Science and TechnologybyYue YongqiangSupervisor： Professor Zeng QingliangCollege of Mechanical and Electronic EngineeringMAY 2010声 明本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文,除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定. 工程硕士生签名： 日 期：AFFIRMATIONI declare that this dissertation， submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Engineering in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge。 The document has not been submitted for qualification at any other academic institute. Signature: Date：摘 要基于对国内、外大采高技术与装备研究现状的了解，特别是对大采高支架的发展趋势及存在问题的深入解析，以最优化理论为基础,应用系统理论方法围绕大采高支架总体设计及三机配套技术、支架的稳定性、支架的适应性、支架的可靠性、大采高工作面煤壁片帮成因及支架的防片帮措施等关键技术开展相关研究.利用相关研究成果，针对许厂煤矿4302工作面的顶板、底板岩性及煤层赋存情况，和矿井的运输条件、现有设备情况，对许厂支架展开了总体设计、配套设备选型、主要参数的计算和结构设计,利用solidworks三维实体设计软件进行了三维建模.利用solidworks三维实体设计软件对模型进行了干涉检查、受力分析,使用自主设计的软件对支架进行了运动学、平面力系的计算和强度的校核。根据支架的设计结合相关制造工艺制定了严格的样机制造工艺，最终样机通过了40000次的寿命试验，证明了支架设计、制造工艺的合理性和可靠性。批量生产后,通过137架在许厂煤矿4302工作面使用17个月，累计推进长度1890m，累计生产原煤280万t，资源回收率高达97%.证明了该支架选型、设计和制造是成功的,为同类矿井大采高支架选型、设计和制造积累了丰富的经验。个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途关键词：大采高,现状，关键技术，三维实体设计，批量应用，经验AbstractIn view of the understanding to the current research situation of the large mining height technology and equipment， and especially the deeply analysis on the development tendency and existing problem of large mining height supports， this paper study some key technology, for instance the overall design of large mining height support， three machines assortment technology， stability of support， ajustability of support, reliability of support， cause of rib spalling in high caving face and the prevention measure of rib spalling。 Uing relevance research results， aiming at the roof and floor lithologic and coal seam hosting conditions in 4302 workface of Xuchang coal mine and its transport conditions and existing equipments, this paper has carried out overall design of Xuchang support， matching equipment selection， main parameters calculating and structure design and has build the structure model of support using CAD software solidworks。 This paper has carried on the interference checking, force analysis using solidworks and has carried on the kinematic and planar force system calculation and strength checking. According to the design of support， this paper has established strict prototype manufacturing process。 Finally， the prototype successfully passed the 40000 times life test， which has proved the rationality and reliability of support design and the manufacturing process。 After bulk production, 137 supports has been used in Xuchang coal mine for 17 month, grand totally advancing 1890 meters， grand totally producing 280 tons of raw coal, which has proved the type seletion， design and manufacture of this support are successful. It has accumulated experience to the type seletion, design and manufacture of support in the similar mine。本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途Keywords: large mining height, current situation， key technology, three dimentional entity design, bulk application， experience目 录1 前 言11.1 国外大采高技术与装备研究现状11.2 国内大采高技术与装备研究现状21.3 课题研究的目的与意义52 大采高支架关键技术研究82.1 支架总体设计及三机配套技术研究82。2 支架的稳定性132.3 支架适应性分析及整个支架运动限位的研究192.4 支架的可靠性202。5 大采高工作面煤壁片帮成因及支架的防片帮技术研究242.6 小结:273 ZY7600/25。5/55支架的设计293.1 设计的依据293。2 总体方案的设计323.3 支架主要参数的计算343。4 支架的受力分析及强度校核403.5 支架三维实体模型的建模及有限元应力分析453.6 液压系统设计503。7 ZY7600/25。5/55型液压支架主要技术参数503.8 支架的技术创新及结构特点533.9 小结534 支架的制造工艺确定及样机的制造与检验544。1 主要工艺路线的确定544.2 重点工艺的研究与试验544。3 支架主要材料的选择574。4 主要工艺过程控制584。5 样机的制造与检验604.6 小结605 支架的应用615。1 支架的安装与调试615.2 现场应用的效果625。3 存在的问题及下一步的改进措施635。4 小结646 结论与展望65致谢65参考文献69攻读硕士期间主要成果71 Contents1 Introdution1 1。1 Present Situation of the Study of large mining height Abroad1 1.2 Present Situation of the Study of large mining height in China2 1.3 Studying Goal and Significance52 Study of key technology of large mining height support82。1 Overall design of support and three machines assortment study82.2 Stability of support132。3 Study of ajustability of support and movement limit of support192。4 Reliability of support202。5 Study of cause and prevention measure of rib spalling in high caving face242.6 Brief Summary273 Design of ZY7600/25.5/55 support293.1 Basis of the design293。2 Design of the overall project323.3 Calculation of main parameters of support343.4 Force analysis and chech of streth of support403.5 Three dimensional solid model building and finite element analysis453。6 Design of the hydraulic control system503.7 Main technical parameters of ZY7600/25.5/55 support503。8 Technical innovation and structure feature of support533。9 Brief Summary534 Manufacturing process and prototype manufacture and detecting544。1 Ascertain of main manufacturing process544.2 Study and testing of main manufaturing process544。3 Choose of main material574.4 Control of main manufaturing process584.5 Manufacture and detecting of prototype604。6 Brief Summary605 Application of support615。1 Inatallment and debugging of support615。2 Results of site application625.3 Existing problems and improving methods635.4 Brief Summary646 Conclusion and Perspective65Thanks。65Reference Documents69Main Work Achievement during Author Working on Master Paper。711 前 言1。1 国外大采高技术与装备研究现状俄罗斯、德国、波兰、捷克、英国、日本等国从60年代开始就发展采用大采高综采。早在60年代,日本曾设计了一种5m采高并带中间平台的液压支架，获得了日本国家设计奖.德国早在l 970年使用贝考瑞特垛式支架成功地开采了热罗林矿4m厚的7#煤层，德国拥有的大采高液压支架（简称高架)架型包括威斯特伐利亚C 25/56、赫姆夏特T550 22/60、蒂森RH$2550BL及G32023/45型大采高液压支架。前苏联采用Ml20 34/49型掩护式支架、波兰采用P0MA22/45型掩护式支架、捷克使用F4/4500型支架作为大采高液压支架.目前，国外厚煤层大采高液压支架的最大支撑高度己达7m，采煤机最大采高己达5.4m。最近十几年,国外主要产煤国家厚煤层开采主要采用一次采全高长壁开采，美国、澳大利亚等发达国家的煤矿普遍采用高效集约化生产，最大采高4。5m，南非和捷克最大采高达到6m。各国的生产实践表明，在一些良好的地质和生产技术条件下开采较硬的煤层,大采高综采实现了高产高效、高安全、高回收率和经济效益好的目标，但大采高综采开采缓倾斜厚煤层的经济效益从总体上来看仍需继续提高。国外一般认为：设备重型化和尺寸加大、高架稳定性、大断面顺槽开掘与支护、采面运输等都是限制大采高综采取得显著经济效益和推广应用的障碍。因此，世界主要产煤国至今仍在积极地改进、完善大采高液压支架，并不断进行现场实践和扩大大采高综采的应用范围.本文为互联网收集，请勿用作商业用途文档为个人收集整理，来源于网络目前，国外大采高技术发展的最新特点是:（1） 新型大功率电牵引采煤机总功率达到20003000kW，装备了采用先进的信息处理技术和传感技术的控制和故障诊断系统.德国Eickhof公司的SL500系列采煤机采高范围2.06.5m，最大牵引力可达1000kN，最大牵引速度可达37m/min，可以截割f10的煤和岩石.美国JOY公司的7LS系列采煤机截高范围2.05。5m，最大牵引力可达800kN，最大牵引速度可达30m/min.（2) 工作面刮板输送机向着大运量、软启动、高强度、重型化、高可靠性方向发展。最大运量达6000t/h，装机功率41200kW。中部槽的槽间连接强度已达到4500kN，链环直径最大达252mm.采用伸缩机尾的液压自动张紧装置。(3) 液压支架向高工作阻力的两柱掩护式支架发展，支护工作阻力达600012000kN,支护高度36m，支架立柱缸径320440mm，支架中心距1。75m和2。0m，支架控制方式为环形供液及电液控制，支架的降、移、升循环时间小于l0s，支架的寿命试验高达50000次以上。(4) 长距离、大运量、高带速的大型带式输送机已成为主要发展方向。目前，煤矿带式输送机装机功率可达4970kW，运输能力已达5500t/h，带速为5m/s以上。应用动态分析技术和计算机监控等高新技术动态设计及动态过程监测、监控等，确保了输送机运行的可靠性。采用CST、变频等大功率软启动技术、自动张紧技术、高寿命高速托辊、快速自移机尾等使设备开机率、可靠性指标与生产效率不断提高。(5) 在实现单机工况实时监测的基础上，研究开发了基于振动信息或采高一位置自学习控制的采煤机滚筒自动调高技术、液压支架电液控制技术，工作面巷道集中控制中心通过采用位置红外传输、速度检测和计算机集中控制软件程序，使采煤机、刮板输送机、液压支架等设备自动完成割煤、运输、液压支架移架和顶板支护等生产流程,实现了工作面自动化生产。工作面巷道计算机集中控制中心还实时监测工作面顶板压力、供电、供液系统、工作面巷道胶带系统、煤仓料位等设备运行工况，并通过矿井通讯光纤等介质经Internet网络和矿井及上部管理层实现信息交流与通讯控制。1。2 国内大采高技术与装备研究现状我国缓倾斜厚煤层煤炭产量占总产量的40以上，很多矿区赋存有3.55.0m厚的煤层且均为主采煤层.大采高综采是对3。55.0m厚的煤层一次采全高。对于煤层倾角小于30的3.55。0m的厚煤层开采，与放顶煤采煤法相比，大采高综采具有煤炭资源回收率高、采出的煤炭含矸率低、瓦斯涌出量小等优点；与采高小于3。5 m的分层综采相比，具有采面生产能力大和巷道布置简化、回采工效和煤炭资源回收率高、设备搬家倒面次数少和节约假顶材料等优点。因此,大采高综采是3。55.0m厚煤层综采的主要发展方向之一。我国于l 978年引进德国赫姆夏特公司G 320 23/45型掩护式大采高液压支架及相应的采煤、运输设备,在开滦范各庄矿1477综采工作面开采7#煤层，开采效果良好。1985年在西山矿务局官地矿首次进行国产BC52025/47型支撑掩护式大采高液压支架试验,开采的8#煤层平均厚度4.5m，倾角小于50,在采高4.0m及级3类顶板条件下,支架经历了仰斜、俯斜和斜推使用，综采工作面3个月产煤l 1.2万吨。1986年我国研制的BY3200 23/45型掩护式支架在东庞矿试验成功，l987年至1988年东庞矿又与北京煤机厂合作研制了改进型BY3200-23/45型和Y3600-25/50型掩护武大采高液压支架,并成功地应用于东庞矿2煤开采.西山矿务局官地矿、西铭矿及双鸭山局新安矿使用BC480 22/42型支架，总体效果良好。义马矿务局耿村矿选用QY 35 25/47型二柱掩护式支架，并于1987年l0月在12061工作面安装投产，总体来看义马煤田厚煤层的工程技术条件能适应45m厚煤层综机一次采全高的技术要求.此外,徐州矿务局权台矿在“三软煤层，大同矿务局在“三硬煤层条件下，分别研制了端面支撑力大、底座比压小的YR340025/47型短顶梁插腿掩护式液压支架及支撑能力大、切顶性能强、整体稳定性好的TZl000029/47型支架，大屯徐庄矿也于2004年9月开始利用新研制的大采高综采支架回采近距离煤层下组煤。2007年，皖北煤电集团任楼煤矿综采一区7211安装了5m大采高支架，在面对工作面地压大，瓦斯大，倾角大，底板软，煤质软，顶板软的恶劣条件，全区艰苦奋斗，积累了丰富的大采高经验，在接下来的72l0大采高工作面回采过程中，完成了月产16.4万吨的成绩。该集团接下来又在五沟矿安装了大采高支架，目前已顺利回采。文档为个人收集整理，来源于网络文档为个人收集整理，来源于网络经过20余年来的发展,我国研制和生产的大采高液压支架己有30余种架型。支架结构高度最高为5m,支架工作阻力最高达l4000kN，架型有二柱掩护式和四柱支掩式两种,前梁有挑梁式和伸缩梁式两种，底座有插腿和非插腿两种，推移机构有长、短框架和带移步横梁的多种，护帮板长度从0.8m增加到2.2m.近几年来，我国先后在开滦、西山、邢台、阳泉、铜川、皖北，徐州、充州、义马、阜新、龙口、双鸭山等矿务局使用的大采高综采采煤法，使用效果大致可分为以下三类：（1) 架型与煤层赋存条件相适应，现场生产技术管理水平较高，使用效果良好；(2） 架型参数与煤层赋存条件不适应，现场生产技术管理不当,使用效果不佳；(3） 实际采高低于4.0m或3。5 m （视不同架型而定），未显示出大采高综采特点。从全国使用情况看，邢台矿务局东庞矿综采二队和义马矿务局耿村矿综采二队采用大采高综采(采高分别为4.4m和4。3m)，在l988年首次突破煤炭年产量百万吨,处于当时综采技术的较高水平。l981年至l994年，全国累计已有359个年产超百万吨的综采队，其中大采高综采队有l 9个，占5。3。国内大采高支架的研制起始于20世纪80年代,发展于90年代后期。早期国内设计开发的ZZ5600/24/47型支撑掩护式支架、ZY6000/25/50型掩护式支架、ZY5000/25/50型掩护式支架、ZZ6000/25/50型支撑掩护式支架等在一定程度上均获得了成功，但从总体上都存在着生产能力及可靠性低的问题,主要原因如下：(1） 配套设备生产能力低,主要是刮板输送机和采煤机；（2） 设备可靠性低。全国统计结果表明，综采工作面开机率普遍在50%60%;（3） 工作面自动化程度低.国产液压支架绝大多数采用手动控制，移架速度慢、效率低;(4） 工作面地质条件复杂，片帮、冒顶现象时有发生，严重影响了工作面的推进速度；（5) 矿井系统能力小,制约工作面生产能力。为了满足大采高工作面的生产需要，国内部分矿区于20世纪90年代开始大规模引进世界先进水平的液压支架,并取得了工作面单产近千万吨的业绩。随后，其他矿区也相继引进了同类型的大采高液压支架.通过引进设备，提高了设备的可靠性,使工作面单产得以大幅度提高,但也存在生产周期长、投入成本高、配件供应困难等诸多问题。为了解决国内高产高效大采高工作面的支护问题,改变国内同类支架长期依赖进口的局面，于2003年设计开发了ZY8640/25。5/55型掩护式支架，并在晋城煤业集团寺河矿投入使用。该支架是在吸收国际上先进支架优点的基础上,结合我国国情设计的,创造了当时同类支架采高和工作阻力两个国内第一，具有梁端曲线变化小、合力及支护强度稳定、抬底机构可靠等优点.该支架的研制成功，标志着我国已经具备了设计和生产具有国际先进水平的大采高强力液压支架的能力.目前，国内大采高液压支架技术发展现状：1） 结构件材料长期以来，16Mn一直是我国液压支架结构件的主要用材，但随着大采高支架工作阻力的不断提高，该材料已经不能满足支架设计和生产的需要,为了在提高结构件强度的同时降低结构件的重量，相继采用Q45O，Q55O，Q690，Q960等高强度钢板.目前，除Q960在支架个别部件中有少量应用外，其他几种材料均已在大采高支架结构件中得到广泛应用。2） 立柱大缸径立柱是大采高支架的核心，自从360mm缸径的立柱在晋城煤业集团寺河矿国产大采高液压支架上获得成功应用以来，国内又相继开发了直径为380mm,400mm规格的特大缸径立柱并已经获得成功应用，420mm，440mm等更大缸径的立柱也已经研制成功。3） 设计手段 液压支架的设计已经完全计算机化,计算机辅助设计软件系统、液压支架模拟仿真软件系统、液压支架总体参数优化设计软件系统、可视化动态计算机系统、液压支架三维设计和分析软件系统、有限元分析软件系统等先进的设计计算手段已经广泛应用于液压支架的设计中,为提高液压支架的可靠性奠定了基础。4) 检验手段自2002年开始执行的MT312-2000液压支架通用技术条件试验标准将试验次数增加到17000次，对于重要的支架可根据委托方要求将试验次数增加到3500050000次，其试验工况与试验次数均达到或超过了欧洲标准.为了实现与国际先进标准的接轨， 国内自2003年起开始起草国家标准液压支架的安全性要求，该标准全面等效采用了欧洲标准EN180412000液压支架的安全性要求，并增加了MT312-2000中的非主体结构件的疲劳试验等内容，标准达到了国际先进水平。5） 控制系统 液压支架控制系统有手动控制和电液控制两种。500L/min以下的大流量手动控制系统已经在国内生产的液压支架中推广应用,其移架速度可达到10s/架左右.国内电液控制系统的研制起步较晚，目前除部分辅助阀国内生产外,电器系统、主控阀等关键元部件还主要依赖进口,不过,目前国内许多单位都在进行这些关键元部件的技术攻关工作，相信很快就能在国内推广。6) 密封圈国产支架上常用的密封圈是由橡胶或聚氨酯材料模压的山型或鼓型密封圈，此类密封圈经过多年的实践检验，证明其结构可靠，但使用寿命较低，不适用于移架速度较为频繁的高产高效工作面。为了满足高可靠性大采高液压支架的使用要求，国内密封圈生产厂家开发了一种新型的由聚氨酯材料切削加工的复合密封圈，其生产工艺简单、可靠性高，已经在国产高可靠性液压支架中推广应用.1.3 课题研究的目的与意义近年来，随着生产的发展和国家资源利用政策的调整，国内煤矿，特别是国有大型煤矿，如霍州煤电集团公司、神东煤炭公司、兖矿集团、大同煤矿集团公司、晋城矿务局、龙矿集团、铁法煤业集团、鲁能河曲煤电公司等,5米和5米以上厚煤层一次采全高综合机械化采煤设备及采煤技术愈来愈受到重视，对高可靠性的大采高强力型综采液压支架需求量很大。我国从七十年代后期开始研制液压支架，经过二十多年的发展，今天支架设计从架型参数确定到运动分析、受力分析，均实现了计算机辅助设计;支架制造普遍采用数控下料、气体保护焊接、结构件整体回火工艺，从而保证了支架的制造质量；支架的国家强制性型式试验标准逐渐向欧洲标准接近。特别是近几年，我国在液压支架设计技术方面、高强度材料方面、工艺装备水平及制造方面与国外先进水平的差距在不断缩小，已经具备了研发高端液压支架的条件。淄博矿业集团许厂煤矿是淄矿集团在济（宁）北建设的第一座现代化矿井，始建于1996年6月，1999年10月正式投产.现辖12个区队、14个科(部）室、3个直属厂、3个公司,共有职工2600人,矿井年设计能力150万吨,核定生产能力320万吨。主要可采煤层为3下和16、17三层煤，煤质为气煤和气肥煤。许厂煤矿430采区4302工作面、130采区1305、1307、1309面、330采区3301、3302面等16个工作面,煤层平均厚度在4。0m以上，可采储量1106.3万t，以上工作面原计划采用综采放顶煤工艺进行回采，但因顶煤较薄、矿压显现不明显，后部顶煤冒放性差，造成煤炭回收率低、防火压力大；大量矸石溃入后部输送机，放煤混矸率高，对提高煤炭质量不利；如果采用许厂矿现有的ZY6000/19/40型支架，因该套设备适合开采的煤层厚度最大为3。8m，开采煤厚4m以上的煤层会造成煤炭资源浪费、经济上不合理。基于以上原因，计划采用最大支撑高度5.5m大采高设备进行回采,不但可以提高煤炭回收率、减少采空遗煤、有利于防灭火管理，而且减少顶板矸石混入,降低原煤灰分,减少原煤入洗量，降低洗煤成本，有利于提高煤炭质量。经计算,在上述16个工作面采用5。5m的大采高综采设备回采,比采用综放工艺回采多回收煤炭151.6万t，获利30320万元.因此，许厂矿拟增加一套采高5。5m的综采设备。采高5。5m的综采设备的要求：（1) 许厂煤矿大采高设备在选型上除满足正常使用要求外，还要考虑所选设备尽量能与现有设备相配套,以便于设备管理；(2) 考虑采场条件后选用5。5m支架，必须适应煤层倾角016度、煤层厚度2.55.1m，煤层底板比压1.653.1MPa，中心距1.5m;(3) 采煤机必须满足5.5m的采高要求；(4) 运输机的稳定性及联接强度均须与采煤机、支架配套；(5） 适应矿井运输与提升的要求。本课题研究的目的与意义就是通过为许厂煤矿设计、选型一套5.5m采高的综采设备,达到高产高效要求，为济宁矿区乃至同类矿区高产高效综采设备设计、选型积累经验。732 大采高支架关键技术研究2.1 支架总体设计及三机配套技术研究大采高工作面设备的正确选型配套，是充分发挥其生产效能、达到安全高效和经济可靠运行的前提，是工作面生产的关键技术之一。大采高成套设备主要由采煤机、刮板运输机、液压支架、端头支护设备、顺槽转载机、破碎机、带式输送机、乳化液泵站等组成。这些设备不是孤立的“单机”，而是结构上相互配合和联系,功能上需要协调和配合，具有较强的配套要求和较高的可靠性要求。组成大采高成套设备的每一种机械设备，都有严格限定的适用条件，如煤层的厚度、倾角、局部构造情况和含矸情况、顶板和底板的岩性等对于采煤机、液压支架和输送机的选型都是有决定性的影响.选型不当会导致设备不配套、生产效率低、经济效益差，合理的选型配套是实现工作面高产、高效、经济和安全生产的前提和保障。2。1.1 大采高自动化工作面设备选型配套的基本原则采煤工作面生产系统是一个复杂多变的随机服务系统，受矿井的地质、设备、技术管理水平等诸多因素的影响，在不同开采条件下，工作面开采技术参数取值不同，相应技术经济指标也不同，这将直接影响着矿井的安全生产与经济效益。工作面最佳参数的确定是以最优化理论为基础，应用系统理论方法，在对现有矿井大量生产数据进行统计分析的基础上，对多目标多参数进行分析，找出影响采煤工作面生产系统的主要因素,确定回采工作面参数与各类费用的数值关系，在满足给定矿井回采工作面各种约束条件的前提下，合理地选择设计变量数值范围,获得采煤工作面最优开采参数。大采高工作面设备选型必须遵循一定的原则，作为设计和决策的准绳，以保证实现工作面的安全高效.基本原则主要为：1) 立足国产尽管国产设备在性能上同引进设备还有所差距，但已基本能满足大采高工作面高产高效的需要，而且成本低、投资少，对于我国煤炭企业，选用全套国产化设备是一种经济合理的选择。2) 能适应工作面的地质条件这是大采高工作面设备选型配套最基本的要求。综采设备选型配套，就是通过计算确定综采工作面设备的类型和参数，将这些机械设备合理组合在使其在结构上相互配合、功能上相互协调的有机整体，并符合强度、几何尺寸和可靠性等方面要求,最终使选用的综采设备适合煤层赋存条件和矿井生产技术条件,获得良好的使用效果。3） 能满足工作面生产能力的需要主要是指采煤机生产能力与工作面生产任务要求相适应，这是工作面设备选型配套的又一基本要求。设备之间的性能参数、结构参数、工作面空间尺寸以及相互连接部分的形式、强度和尺寸等方面,必须保证互相匹配、协调和适用。工作面生产能力取决于采煤机落煤能力,工作面刮板输送机结构形式及其附件,必须与采煤机的结构相匹配，如采煤机的牵引机构、行走机构、底托架的结构、电缆及水管的拖移方式，以及是否连锁控制等.4） 设备的主要技术参数相互匹配大采高设备配套时,要很好地处理“单机”和成套设备性能参数的匹配关系，要从配套的角度来选型,而不要孤立地追求单一机械设备的先进性能。无论生产能力、自动化程度和可靠性等,都应该考虑相互匹配的要求,只有这样，才能达到大采高设备最高的生产能力和最经济的资金投入.要保证工作面高产，工作面输送机的运输能力就要大于采煤机的落煤能力,液压支架移驾速度就得大于采煤机运行速度，输送机中部槽与液压支架推移千斤顶连接装置的间距要相互匹配，采煤机的采高范围与支架最大和最小结构尺寸相适应，采煤机截深与支架推移步距相适应等。5) 设备结构性能相互匹配工作面输送机的结构形式及