我国薄煤层滚筒采煤机的使用与发展
文章编号:1001-0874(2000)05-0073-04
1引言
我国薄煤层资源丰富, 1.3m以下煤层可采储量约占全部可采储量的20%。但由于薄煤层开采煤层厚度薄,与中厚及厚煤层相比,薄煤层机械化开采存在着:工作条件差,设备移动困难;煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层设备生产性能影响大,以及投入产出比高,经济效益不如厚与中厚煤层等特殊问题,造成薄煤层机械化开采技术发展速度相对缓慢。发展机械化开采,是提高薄煤层工作面生产效率的唯一出路,而实现薄煤层工作面高产高效的关键是要有高性能的薄煤层生产设备。滚筒采煤机由于具有截割效率高、破煤岩能力强、适应性好等优点,必将成为薄煤层开采的主力设备。我国薄煤层滚筒采煤机的研究始于60年代,30多年来经历了改装、革新和研制薄煤层滚筒采煤机的发展阶段,研制和发展了多种型号的薄煤层滚筒采煤机,从液压驱动、钢丝绳或链牵引发展到目前的多电机驱动、电牵引采煤机。现在国产薄煤层滚筒采煤机基本上可以满足煤层厚度0.8～1.3m及中厚煤层下限、煤质中硬以下的缓倾斜薄煤层开采需要。新研制成功采用多电机驱动技术的M G200/ 450-WD型薄煤层电牵引采煤机首台样机在大同矿务局晋华宫矿煤层厚度为1.3～1.5m的工作面作工业性试验期间,取得了最高日产4018t、最高月产95448t的好成绩,显示了新一代薄煤层采煤机的突出优越性。该采煤机的研制成功也表明我国的薄煤层采煤机技术性能已接近国际先进水平。2我国薄煤层滚筒采煤机技术状况与发展回顾
(1)60年代的改装、革新类机组。这类薄煤层滚筒采煤机主要有ML Q系列采煤机,如ML Q-64、ML Q-80、ML Q3-100型等采煤机,装机功率60～100kW,采用钢丝绳或链牵引,牵引传动方式为液压调速加齿轮减速,主要液压元件为叶片泵、叶片马达,牵引力为90kN,牵引速度0～2.5m/min。适用于采高0.8～1.5m,煤质硬度为中硬以下的缓倾斜薄煤层中使用。目前这类采煤机在中小型煤矿仍有使用,平均年产量为8～14万t左右。
(2)70～80年代初期自行研制开发的中小功率薄煤层滚筒采煤机。比较典型的有山东煤研所和淄博矿务局研制的ZB2-100型单滚筒骑输送机采煤机,黑龙江煤研所和鸡西煤机厂研制的BM系列骑输送机滚筒采煤机,包括BMD-100型单滚筒采煤机,BM-100型双滚筒采煤机。
ZB2-100型采煤机装机功率100kW,链牵引,牵引传动方式为液压调速加齿轮减速,主要液压元件为叶片泵、叶片马达,牵引力90kN,牵引速度0～2.4m/min。可适用于采高0.75～1.3m,煤质硬度为中硬以下的缓倾斜薄煤层中使用。该采煤机仅在淄博矿务局使用,平均年产量为10万t左右。
BM系列采煤机在我国多个局矿均有推广使用,是薄煤层开采的主力机型之一。采煤机装机功率100kW,采用链牵引,牵引传动方式为液压调速加行星齿轮减速,主要液压元件为柱塞泵、柱塞马达,其性能参数大大高于叶片泵、叶片马达。牵引力达
我国薄煤层滚筒采煤机的使用与发展
周常飞,张安寿
(煤炭科学研究总院上海分院,上海200030)
摘要:提高薄煤层工作面生产效率,使厚、薄煤层开采速度相适应,其根本出路在于发展机械化。本文回顾了我国薄煤层采煤机技术发展过程,并介绍了新型薄煤层滚筒采煤机的使用情况,指出了今后我国薄煤层滚筒采煤机技术的发展趋势。
关键词:薄煤层;滚筒采煤机;技术发展
中图分类号:TD421.6+3文献标识码:A
120kN,牵引速度为0～6m/min。可适用于采高0.75～1.3m,煤质硬度为中硬以下缓倾斜薄煤层中使用。平均年产量为16万t左右。
(3)80～90年代期间为了满足开采较硬薄煤层的需要和提高薄煤层滚筒采煤机的可靠性,而研制的新一代的薄煤层滚筒采煤机。主要有黑龙江煤研所、鸡西煤机厂研制的M G150B型采煤机,煤科总院上海分院与大同矿务局联合研制的5M G200-B型采煤机,中波合作研制的M G344-PWD型强力爬底板采煤机,以及上海分院与西安煤机厂合作研制的M G375-AW型采煤机。
M G150B型采煤机为BM-100型采煤机的改进,以克服BM系列采煤机截割较硬煤层时功率不足、牵引力小的问题,将功率提高到150kW,牵引力提高到160kN。适用于0.8～1.5m,煤质中硬以下的缓倾斜薄煤层工作面。平均月产量为2～2.5万t 左右。
5M G200-B型采煤机装机功率为200kW,采用液压驱动、无级调速,链牵引,最大牵引力180kN,适用采高为1.0～1.8m,是国内同类型薄煤层采煤机中功率较大的一种,平均日产在1000t左右。
M G344-PWD型强力爬底板采煤机是在国家“七五”和“八五”期间由中国与波兰合作研制的新一代薄煤层采煤机,该机技术性能达到当前国际同类机组的先进水平,具有机面高度低,仅为721mm,装机功率大,机组运行平稳,工作可靠等优点。采用性能先进的交流变频调速技术,变频装置安放在顺槽内。总装机功率为344kW,其中截割功率为300kW,牵引功率2×22kW,采用齿轮-销轨式无链牵引,最大牵引力350kN,牵引速度0～6m/ min。适用于采高范围为0.9～1.6m,煤质较硬的薄煤层工作面,在大同矿务局的雁崖、燕子山、永定庄等矿井下均有使用。该机是目前能用于采高1m左右煤层综合机械化工作面功率最大的机型之一。在燕子山矿平均日产稳定在1500t左右,1996年10月在采高为1.3m的煤层中月产达到7.2万t。但是,由于该采煤机采用爬底板工作方式,对底板要求较高,底板太软或起伏太大,适应性差,因此其使用范围有一定的局限性。
M G375-AW型采煤机实际上是中厚煤层采煤机的派生机型,将机面高度压低以适应薄煤层工作面开采需要。装机功率为375kW,采用液压调速,摆线轮-销轨无链牵引系统,适用于采高1.2～2.6m,工业性试验期间在采高1.1～1.7m的工作面最高月产为36008t,最高日产为1884t。
(4)进入90年代以来,为了满足厚薄煤层并存、薄煤层作为解放层开采矿井的迫切需要,并结合当代中厚煤层滚筒采煤机技术,研制了新一代M G200/ 450-BWD型薄煤层采煤机,该采煤机采用多电机驱动,交流变频调速、无链牵引等技术。总装机功率达450kW,其中截割功率2×200kW,牵引功率2×25kW,牵引力400kN,牵引速度0～6m/min。采用骑输送机布置方式,可用于采高为1.0～1.7m的薄煤层综合机械化工作面。第一台样机已于1997年底下井使用,并取得了较好的使用效果。在此基础上,又研制出M G250/550-BWD型采煤机。
为了满足广大中小型矿井薄煤层普采与高档普采工作面的需要,研制了M G250-BW型薄煤层采煤机,采用骑输送机布置和液压调速无链牵引方式,装机功率250kW,截割电机采用特别设计的充液电机。最大牵引力300kN,牵引速度0～6m/min,单电动机纵向布置,机身分为三段,中间为电机,两端为牵截部。该采煤机的牵截部将泵箱、牵引齿轮传动部、截割部固定齿轮传动箱合为一体,结构十分紧凑。各段之间采用高强度螺栓联接,机身无底托架,配用S G B630/150C溜槽,机面高度为699mm,可适应采高为0.85～1.5m薄煤层普采与高档普采工作面。该采煤机的使用效果有待进一步考察。
我国几种主要薄煤层滚筒采煤机技术参数见表1。3新型电牵引薄煤层采煤机结构特点与使用效果
现代采煤机正向大功率方向发展,目前中厚及厚煤层采煤机总装机功率已超过1000kW,国外薄煤层采煤机的最大总装机功率也已超过500kW,我国的M G344-PWD型采煤机装机功率达344kW。采煤机功率的增大,有利于提高采煤机的机械安全裕度和增大其适应范围。对于薄煤层采煤机来说,可靠性是第一位,只有在可靠的基础上,才能增大其适应性。薄煤层地质条件变化影响大,截割功率大,有利于采煤机强行通过各种不利的地质条件(如断层、夹矸与局部变薄带)。
单电机纵向布置存在传动系统复杂,效率低的缺点,而且,存在功率分流,因此实际上传递到每一个滚筒上的功率小于实际电动机功率。加大功率,势必又增大机面高度,必须采取特殊措施。采用两个纵向布置的电机联合驱动,又增大机身长度,降低
型号BM-100M G150-B5M G200-B M G344-PWD M G250-BW M G200/450B-WD M G250/550-BWD 装机功率(kW)100150180(200)300+2×222502×200+2×252×250+2×25采高范围(m)0.75～1.30.8～1.5 1.0～1.80.9～1.60.85～1.5 1.0～1.7 1.0～1.7
牵引调速方式液压锚链液压锚链液压锚链无链交流电牵引液压无链无链交流电牵引无链交流电牵引牵引速度(m/min)0～60～50～60～6/7.80～60～60～6牵引力(kW)120160180350/262300440440
滚筒直径(mm)Φ750,Φ800Φ800,Φ900,
Φ100Φ1000,Φ1250
Φ900,Φ1000
Φ1250,Φ1400Φ850,Φ1000
Φ1000,Φ1250
Φ1400(Φ1500)
Φ1000,Φ1250
Φ1400(Φ1500)
滚筒转速(r/min)94.8789.955.4,67.145.2/52.5,59/6264.3644.7(40)44.7(40)截深(mm)600600～1000800800800800800机身布置方式骑输送机骑输送机骑输送机爬底板骑输送机骑输送机骑输送机机器重量(t)12131519/21162023
表1我国几种主要薄煤层采煤机技术参数
薄煤层采煤机的适应性。
采用多电机横向布置、电牵引是当前滚筒采煤机设计技术的新发展,它具有总装机功率大,每个传动环节各由其自身的电机驱动,整机机械传递系统简单,传动效率高。截割电机直接横向布置在摇臂上,可取消单电机纵向布置传动采用复杂的伞齿轮传动结构,有利于缩短机身长度。此外,由于各部件之间没有传动连接关系,安装维护简便。但是,采用常规的布置方式,即截割电机布置在摇臂采空侧,这种结构形式用于薄煤层采煤机不合适:首先是采用较大功率截割电机时,电机外形尺寸仍影响机面高度;其次是摇臂电机布置在采空侧,调高时其外壳随摇臂摆动,直接影响机面高度与过煤空间。因此,研制较低机面高度、功率又较大、采用多电机横向布置传动的薄煤层采煤机时,必须采用特殊的布置方式。将摇臂电机布置在煤壁侧,类似于悬机身采煤机的结构方式。其独到之处是在煤壁侧只悬挂两个截割电机,其它部分仍可布置在输送机上,将摇臂采空侧壳体压薄,以免影响机面高度与过煤空间,并可在其内布置调高系统,有利于缩短机身长度。这样,机身厚度将由牵引电机尺寸所决定,一般来讲,牵引电机外形尺寸要比截割电机小,这种布置方式有利于降低机面高度,但要解决好截割电机的保护问题。研制的M G200/450-BWD型采煤机就是采用这种布置方式(图1)。
图1M G200/450-BWD型采煤机总体布置图
该采煤机具有以下特点:
(1)采用多电机驱动,装机功率大,总装机功率达450kW,机身厚度薄,采煤机机身厚度仅为380mm。配套S GZ764/400型工作面输送机,机面高度仅为862mm。
(2)摇臂通过销轴与机身铰接,没有动力传递,机械传动系统简单。截割反力、调高油缸支承反力和牵引的反作用力均由减速箱箱体承受,可靠性高。
(3)主机身分三段,无底托架,各段之间采用键与高强度液压螺栓联接,简单可靠,装拆方便。
(4)截割电机布置在摇臂的煤壁侧,而将调高系统布置在摇臂的采空侧,省去了专门的调高泵箱与调高电机,整机结构简单。
(5)采用先进的交流变频调速电牵引技术,效率高,牵引力大,工作可靠。交流变频调速装置采用非机载方式,可靠性高,且有利于缩短机身长度,提高采煤机的适应性。
(6)采煤机可采用遥控、随机控制和手动操作,操作可靠方便。可采用可编程序控制器PL C进行工况检测、全中文实时显示采煤机工作参数。
M G200/450-BWD型采煤机样机试验工作面为大同矿务局晋华宫矿南山井9#层303盘区8301工作面,该工作面是9#层303盘区的首采工作面。工作面长度180m,可采走向长度1050m,煤层1.3～1.5mm,煤层倾角0～5°,平均3°,为近水平煤层。煤质硬度f=3,煤层赋存稳定,构造简单,该工作面有两条断层,落差0.3～0.8m,工作面可采储量为35.15万t。
从1998年4月1日开始正式进入工业性试验阶段,直到6月30日结束,试验期间采煤机经受了割夹石、过断层、遇水患等考验,
没有发生重大机电
事故,主要技术性能指标达到了总体设计要求。扣除由于其他原因造成的停产天数,三个月累计实际生产天数84d,共采原煤219001t,最高日产4018t,平均日产2607.15t,其中5月份创最高月产95448t,取得了较好的使用效果。采煤机的主要技术指标、生产能力达到国内同类采高采煤机的领先水平。
在M G200/450-BWD型采煤机的基础上,上海分院又成功研制出M G250/550-BWD型采煤机,该采煤机截割功率为2×250kW,总装机功率达550kW,已在晋城矿务局推广应用。
4今后的发展
发展薄煤层开采机械化,应根据我国的国情和矿井现状与不同需求,来研制适应我国煤矿需要的薄煤层滚筒采煤机。主要可分为两类:一是满足广大中小型矿井薄煤层普采与高档普采工作面需要、简单可靠、价格适中的滚筒采煤机;二是满足大中型矿井薄煤层高产高效综合机械化开采工作面需要的滚筒采煤机。我国薄煤层采煤机今后将从以下几个方面得到发展:
(1)装机功率、机面高度与过煤空间三者之间的矛盾仍然是研制薄煤层采煤机的主要技术难题,除了采煤机采用特殊的总体布置方式和发展新型高效电机外,必须研制适用薄煤层开采需要的工作面输送机。
(2)增大装机功率,提高工作可靠性。采用单电动机驱动,装机功率达到250～300kW,采用多电动机驱动时,总装机功率达到550～680kW。随着井下工作面3.3kV供电技术的发展,总装机功率还可以进一步得到提高。
(3)采用交流变频调速电牵引技术。变频器以非机载方式布置,安置在顺槽内,有利于缩短采煤机机身长度,提高薄煤层采煤机适应性,并且变频器可不受工作面的水、煤尘及振动的影响,有利于提高其工作可靠性。
(4)发展的机型主要以骑输送机采煤机为主,爬底板采煤机虽然具有机面高度低,功率大等优点,但是由于这种机型对地质条件的适应性差,使用范围受到限制。
(5)简化采煤机结构,采用先进工艺与技术,提高采煤机的工作可靠性。
(6)加大牵引力,改进牵引方式,采用链轨式无链牵引系统,以增强对工作面弯曲和起伏的适应性,提高其工作可靠性。
(7)改进截割机构,提高截割效率,降低工作面粉尘生成量。采用中高压喷雾降尘,改善工作面生产环境。增加滚筒截深,增大截深可提高每一循环的产量,截深从目前的800mm增至1000mm左右。
(8)完善采煤机自动控制系统与故障诊断系统,实现薄煤层采煤机远距离操纵和故障的早期处理,并逐步发展自动调高技术,实现薄煤层工作面自动化开采。
(9)由于采煤机的截割与牵引功率的增大,割煤平均牵引速度将从目前的2.5m/min提高到5m/ min左右,相应的产量可得到成倍提高,再加上采煤机可靠性的提高而具有更高的开机率,日产可望达到4000～5000t,达到现在中厚煤层工作面的生产能力。作者简介:周常飞(1965-),男,高级工程师。1989年毕业于重庆大学,硕士学位,现在煤科总院上海分院采煤机械研究所从事采煤机研制工作。
(收稿日期:2000-08-09)
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4结论
高转差率交流牵引电动机是解决销轨式电牵引采煤机电气控制方案中一台变频器拖两台牵引电动机所产生的功率不平衡问题的方法之一。高转差率电动机具有较软的机械特性,使两台电动机的功率自动匹配能力得以提高。而实现电动机高转差率的方法就是提高电动机的转子电阻。这种方法的不利之处在于电动机的转子损耗增大,转子发热增加,电动机的效率降低。
新设计的30kW高转差率采煤机牵引电动机模型,在理论分析与计算的基础上,改进了原一般40kW交流牵引电动机的设计结构,针对高转差率电动机的特点,增加了风路的设计,提高电动机的转子散热能力。
用于变频电源供电的高转差率交流牵引电动机是一次新的探索,电动机的可靠性、参数性能以及功率平衡能力还需要在实践中进一步试验验证,反复修正设计模型,得到较理想的结果。
参考文献:
[1]陈世坤,等.电机设计[M].北京:机械工业出版社,1982
作者简介:王煜明(1941-),男,高级工程师。现任济南煤炭设计研究院副总工程师,长期从事矿井电气设备配套设计工作。
(收稿日期:2000-08-01)
采煤机型号及主要全参数
标准文档 ★用于煤层厚度 1.3m～2.88m 的中厚煤层开采 ★液压调速，齿轮销轨行走 ★过载、过热等保护功能齐全 ★多点操作，使用方便 ★液压系统和机械传动系统设计裕度大，可靠性高 ★截割部电机装有离合装置和弹性扭矩轴, 提高了安全性 ★机面高度较低, 对于中厚偏薄煤层的开采有很好的适应性 ★窄机身设计，可与SGZ630/220型运输机配套主要特点： 1、液压牵引采煤机； 2 、适用于采高1.3-2.88m 中厚煤层综采或高档普采工作面； 3、可采较硬煤质。 使用范围： MG132/320-W系列采煤机用于采高 1.3-2.88m 中厚煤层综采或高档普采工作面，可采较硬煤质主要配套设备： 输送机：SGD630/220 SGD730/220; 支架：单体液压支柱、液压支架 技术参数：
MG80/200-BW系列采煤机 该机功率较大，机身短、窄、薄、对于薄煤层适应性大，是目前本公司及国内无链牵引最矮的机型，也是目前国内薄煤层多电机横向布置采煤机的最矮、最小机型。 采用多电机横向布置，抽屉式安装，机械传动系统各自独立， 马达和油缸外置便于维护、检修；机身主体为一个箱体，无对接 面，避免了以往采煤机对接螺栓松动问题。因此故障点，漏油点 少，故障率低。 本机无底托架，从而加大了机身下面的过煤高度。液压锁和油缸进 行分体设计，便于故障查找，维护和更换。 主泵和马达富裕系数较大，液压外配套件选用国内厂家的名牌产 品，可靠性高。 牵引末级采用两级双浮动行星传动。结构紧凑、体积小。 采用弯摇臂设计，加大过煤空间，提高装煤效果。 行走箱内的行走轮，采用了特殊滑动轴承，提高了可靠性。两截割电机设有机械离合装置，检修安全方便。 将管路尽可能布置在机壳内部，使胶管的防护性好，整机无护罩。导向滑靴采用分体式，便于更换。 电气系统设有过热、过流保护装置，保护齐全。 该机中间和两端都设有手把和按钮，可实现多点控制便于操作。 采煤机型号 MG80/200-BW 采高（m）076～1.4 截深（m）0.63; 0.7; 0.8 适应倾角≤30° 滚筒直径（m）0.76;0.8;0.85; 0.9; 1.0 滚筒转数（r/min ）90 摇臂长度（mm）1406 摇臂摆动中心距（mm）3800 牵引力（KN）150 牵引速度（m/min）0～5 牵引型式液压无链牵引
滚筒采煤机的工作原理分析
滚筒采煤机的工作原理分析 摘要：采煤机是机械化采煤作业的主要机械设备，其功能是落煤和装煤。釆煤机械分为釆煤机和刨煤机两大类，目前应用最广泛的采煤机械是滚筒采煤机。文章主要就滚筒采煤机的工作原理进行简单的分析。 关键词：采煤机械煤矿机械采煤 1滚筒采煤机的组成 主要组成现以双滚筒采煤机为例，说明其组成。如图1所示，它主要由电动机、牵引部、截割部和附属装置等部分组成。 1是滚筒采煤机的动力部分，它通过两端输出轴分别驱动两个截割部和牵引部。采煤机的电动机都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以缩小电动机的尺寸。牵引部2通过其主动链轮与固定在工作面输送机两端的牵引链3相啮合，使采煤机沿工作面移动，因此，牵引部是采煤机的行走机构。左、右截割部减速箱4将电动机的动力经齿轮减速后传给摇臂5的齿轮，驱动滚筒6旋转。滚筒是采煤机落煤和装煤的工作机构，滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截齿。螺旋叶片将截齿割下的煤装到刮板输送机中。为提高螺旋滚筒的装煤效果，滚筒一侧装有弧形挡煤板7，底托架8是固定和承托整台采煤机的底架，其中采空区侧两个滑靴套在输送机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。底托架内的调高油缸10可使摇臂连同滚筒升降，以调节采煤机的采高。调斜油缸1l用于调整采煤
机的纵向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的截割要求。 2 滚筒式采煤机各部分的工作原理 2.1 截割部 采煤机的截割部是由采煤机的工作机构和驱动工作机构的减速 器所组成的部件。截割部还包括工作机构的调高机构和挡煤板及其翻转机构。调高机构和翻转机构都是采用液压驱动及控制的。截割部的作用是破煤和装煤，由图1中的挡煤板、螺旋滚筒、摇臂减速器和截割部减速器等部件组成。螺旋滚筒是采煤机的工作机构，它应能适应煤层的地质条件和先进的采煤方法及回采工艺的要求。还应具有落煤、装煤、自开工作面切口的功能。螺旋滚筒的优点是简单可靠，缺点是煤被过于破碎，产生的煤尘较大，截割比能耗较高。滚筒属于浅截式工作机构，切人煤壁的深度小于1m，可以充分利用煤层的压酥区，降低采煤比能耗。为了保证螺旋叶片向运输机装煤，而不是向煤壁推煤，滚筒叶片的螺旋方向应与滚筒转向相适应。站在采空区一侧看滚筒，右螺旋滚筒应是顺时针方向转动，左螺旋滚筒应是逆时针方向转动。不论采煤机的牵引方向如何，都必须保持这个关系。在螺旋叶片长度一定的条件下，螺旋头数少，螺旋升角大，装煤效果好。但叶片螺旋升角过大，增加循环煤量和粉尘的飞扬，因此，螺旋头数也不能太少。 对采中厚煤层的采煤机多用两头螺旋。当工作条件较稳定、釆煤机装机功率富余时，可采用三头螺旋滚筒。滚筒转速是一个比较重
煤矿顶板、老顶的划分及标准
根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分；底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤层来说，其顶底板的这六个组成部分不一定发育俱全。可能缺失某一个或几个组成部分的岩层。 1.1煤层的顶板 1.1.1伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3～0.5m，多由页岩、炭质页岩等组成。 1.1.2直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。 1.1.3基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。 1.2煤层底板 1.2.1伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度一般为0.2～ 0.3m。 1.2.2直接底：直接位于煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般由几十厘米到1米左右，通常由泥岩、页岩或粘土岩。若直接底为粘土岩，则遇水后易膨胀，可能造成巷道底鼓与支架插底现象，轻者影响巷道运输与工作面支护，重者可使巷道遭受严重破坏。 1.2.3老底：指位于直接底之下，比较坚硬的岩层，多为砂层，石灰岩等。 2 采煤工作面顶板分类 根据工作面顶板冒落的难易程度，将顶板分为五类。 2.1易冒落的松软顶板。该类顶板的特点是煤层顶板是易垮落的松软岩层，回柱后顶板能立即冒落，且能填满采空区。这类顶板由于冒落比较充分，使位于裂隙带的老顶岩层，在回采过程中，很容易取得平衡，因而老顶的开裂，弯曲下沉，对工作面几乎没有什么影响，工作面来压比较缓和，无明显的周期压力，靠采空区一侧的顶板下沉量较稳定，顶板容易管理。 2.2中等冒落性的顶板。该类顶板的特点是直接顶，厚度一般小于煤层平等的6～8倍，其上部为比较坚硬的老顶，虽然回柱后直接顶随之垮落，但因厚度不大，不能填满采空区，老顶则置于悬露状态，当工作面推进一段距离后老顶才开始垮落，此时因采空区落差较大，致使工作面呈现周期来压状态，严重时可使采场切顶垮面。对于这类顶板应注意老顶的活动规律。 2.3难冒落的坚硬顶板。这类顶板的特点是老顶直接赋于煤层之上，或有一伪顶，无直接顶，由于老顶垮时采空区的落差太大，使工作面呈现明显的周期来压，工作面平时的下沉量及下沉速度较小，而当周期来压时下沉速度急剧增加，工作面顶板情况迅速恶化，应当注意及时采取措施。 2.4极难冒落的坚硬顶板。这类顶板的特点是煤层板为极其坚硬的整体性厚岩层，在采空区能悬露上万平方米而不垮落，当垮落时则能形成暴风，致使工作面造成垮面和严重破坏。 2.5可塑性弯曲的顶板。该类顶板的特点是直接顶，虽是具有一定厚度的坚硬岩层（如
我国薄煤层滚筒采煤机的使用与发展
文章编号:1001-0874(2000)05-0073-04 1引言 我国薄煤层资源丰富, 1.3m以下煤层可采储量约占全部可采储量的20%。但由于薄煤层开采煤层厚度薄,与中厚及厚煤层相比,薄煤层机械化开采存在着:工作条件差,设备移动困难;煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层设备生产性能影响大,以及投入产出比高,经济效益不如厚与中厚煤层等特殊问题,造成薄煤层机械化开采技术发展速度相对缓慢。发展机械化开采,是提高薄煤层工作面生产效率的唯一出路,而实现薄煤层工作面高产高效的关键是要有高性能的薄煤层生产设备。滚筒采煤机由于具有截割效率高、破煤岩能力强、适应性好等优点,必将成为薄煤层开采的主力设备。我国薄煤层滚筒采煤机的研究始于60年代,30多年来经历了改装、革新和研制薄煤层滚筒采煤机的发展阶段,研制和发展了多种型号的薄煤层滚筒采煤机,从液压驱动、钢丝绳或链牵引发展到目前的多电机驱动、电牵引采煤机。现在国产薄煤层滚筒采煤机基本上可以满足煤层厚度0.8～1.3m及中厚煤层下限、煤质中硬以下的缓倾斜薄煤层开采需要。新研制成功采用多电机驱动技术的M G200/ 450-WD型薄煤层电牵引采煤机首台样机在大同矿务局晋华宫矿煤层厚度为1.3～1.5m的工作面作工业性试验期间,取得了最高日产4018t、最高月产95448t的好成绩,显示了新一代薄煤层采煤机的突出优越性。该采煤机的研制成功也表明我国的薄煤层采煤机技术性能已接近国际先进水平。2我国薄煤层滚筒采煤机技术状况与发展回顾 (1)60年代的改装、革新类机组。这类薄煤层滚筒采煤机主要有ML Q系列采煤机,如ML Q-64、ML Q-80、ML Q3-100型等采煤机,装机功率60～100kW,采用钢丝绳或链牵引,牵引传动方式为液压调速加齿轮减速,主要液压元件为叶片泵、叶片马达,牵引力为90kN,牵引速度0～2.5m/min。适用于采高0.8～1.5m,煤质硬度为中硬以下的缓倾斜薄煤层中使用。目前这类采煤机在中小型煤矿仍有使用,平均年产量为8～14万t左右。 (2)70～80年代初期自行研制开发的中小功率薄煤层滚筒采煤机。比较典型的有山东煤研所和淄博矿务局研制的ZB2-100型单滚筒骑输送机采煤机,黑龙江煤研所和鸡西煤机厂研制的BM系列骑输送机滚筒采煤机,包括BMD-100型单滚筒采煤机,BM-100型双滚筒采煤机。 ZB2-100型采煤机装机功率100kW,链牵引,牵引传动方式为液压调速加齿轮减速,主要液压元件为叶片泵、叶片马达,牵引力90kN,牵引速度0～2.4m/min。可适用于采高0.75～1.3m,煤质硬度为中硬以下的缓倾斜薄煤层中使用。该采煤机仅在淄博矿务局使用,平均年产量为10万t左右。 BM系列采煤机在我国多个局矿均有推广使用,是薄煤层开采的主力机型之一。采煤机装机功率100kW,采用链牵引,牵引传动方式为液压调速加行星齿轮减速,主要液压元件为柱塞泵、柱塞马达,其性能参数大大高于叶片泵、叶片马达。牵引力达 我国薄煤层滚筒采煤机的使用与发展 周常飞,张安寿 (煤炭科学研究总院上海分院,上海200030) 摘要:提高薄煤层工作面生产效率,使厚、薄煤层开采速度相适应,其根本出路在于发展机械化。本文回顾了我国薄煤层采煤机技术发展过程,并介绍了新型薄煤层滚筒采煤机的使用情况,指出了今后我国薄煤层滚筒采煤机技术的发展趋势。 关键词:薄煤层;滚筒采煤机;技术发展 中图分类号:TD421.6+3文献标识码:A
采煤机型号及主要全参数
★用于煤层厚度1.3m～2.88m的中厚煤层开采 ★液压调速，齿轮销轨行走 ★过载、过热等保护功能齐全 ★多点操作，使用方便 ★液压系统和机械传动系统设计裕度大，可靠性高 ★截割部电机装有离合装置和弹性扭矩轴,提高了安全性 ★机面高度较低,对于中厚偏薄煤层的开采有很好的适应性 ★窄机身设计，可与SGZ630/220型运输机配套 主要特点： 1、液压牵引采煤机； 2、适用于采高1.3-2.88m中厚煤层综采或高档普采工作面； 3、可采较硬煤质。 使用范围： MG132/320-W 系列采煤机用于采高1.3-2.88m中厚煤层综采或高档普采工作面，可采较硬煤质。主要配套设备： 输送机：SGD630/220 SGD730/220; 支架：单体液压支柱、液压支架 技术参数：
MG80/200-BW系列采煤机 该机功率较大，机身短、窄、薄、对于薄煤层适应性大，是目前本公 司及国内无链牵引最矮的机型，也是目前国内薄煤层多电机横向布置 采煤机的最矮、最小机型。 采用多电机横向布置，抽屉式安装，机械传动系统各自 独立，马达和油缸外置便于维护、检修；机身主体为一个箱 体，无对接面，避免了以往采煤机对接螺栓松动问题。因此 故障点，漏油点少，故障率低。 本机无底托架，从而加大了机身下面的过煤高度。液 压锁和油缸进行分体设计，便于故障查找，维护和更换。 主泵和马达富裕系数较大，液压外配套件选用国内厂家的名牌产品，可靠性高。 牵引末级采用两级双浮动行星传动。结构紧凑、体积小。 采用弯摇臂设计，加大过煤空间，提高装煤效果。 行走箱内的行走轮，采用了特殊滑动轴承，提高了可靠性。 两截割电机设有机械离合装置，检修安全方便。 将管路尽可能布置在机壳内部，使胶管的防护性好，整机无护罩。 导向滑靴采用分体式，便于更换。 电气系统设有过热、过流保护装置，保护齐全。 该机中间和两端都设有手把和按钮，可实现多点控制便于操作。 采煤机型号MG80/200-BW 采高（m）076～1.4 截深（m）0.63; 0.7; 0.8 适应倾角≤30° 滚筒直径（m）0.76;0.8;0.85; 0.9; 1.0 滚筒转数（r/min）90 摇臂长度（mm）1406 摇臂摆动中心距（mm）3800 牵引力（KN） 150 牵引速度（m/min）0～5 牵引型式液压无链牵引
滚筒式采煤机介绍
第五章采煤机 第一节采煤机概述 一、采煤机的类型 （一）采煤机的类型 采煤机械是进行破煤和装煤的机器，是机械化和综合机械化采煤工作面的主要设备之一。目前，煤矿井下广泛使用的采煤机械有两类：滚筒式采煤机和刨煤机。 滚筒采煤机是以螺旋滚筒作为工作机构的采煤机械，当滚筒旋转并截入煤壁时，利用安装在滚筒上的截齿将煤破碎，并通过滚筒上的螺旋叶片将破碎下来的煤装入刮板输送机。刨煤机是一种采用刨削方式落煤的采煤机械，刨刀刨削煤壁将煤刨落，刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入输送机送出采煤工作面。 由于滚筒式采煤机的采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，因而得到了广泛的应用。刨煤机要求的煤层地质条件较严，一般适用于煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层，故应用范围较窄。但是刨煤机结构简单，尤其在薄煤层条件下劳动生产率较高。 滚筒式采煤机的种类较多，按工作机构的数量可分为单滚筒和双滚筒，前者多用于薄煤层，后者多用于中、厚煤层；按牵引方式可分为链牵引与无链牵引采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵引；按牵引部的调速方式可分为液压调速、机械调速和电机调速等。 （二）机械化采煤工作面的配套设备 机械化采煤工作面，按照机械化程度来分，可分为普通机械化工作面（简称普采）和综合机械化工作面（简称综采）。 普采工作面的主要配套设备有采煤机（或刨煤机）、刮板输送机、桥式转载机（或刮板输送机）、可伸缩带式输送机、金属摩擦支柱或单体液压支柱与金属铰接顶梁、乳化液泵站喷雾泵站、移动变电站、各种开关、控制台（刨煤机工作面用）及通讯信号装置等。 综采工作面成套设备主要由采煤机、刮板输送机、液压支架、桥式转载机、可伸缩带式输送机、乳化液泵站与移动变电站、开关以及控制、通讯和照明系统等组成，必要时还需配有液压安全绞车及电站、小水泵等辅助设备。 二、滚筒采煤机的组成及工作原理 （一）滚筒采煤机的组成 滚筒采煤机的种类很多，结构也较复杂，但其基本部件大致相同，均由电动机及其电气设备、牵引部、截割部和附属装置等四部分组成。下面以图5-1所示的双滚筒采煤机说124
煤层工作面顶板的分类、冒顶发生的机理及处理措施
编号：AQ-JS-06687 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 煤层工作面顶板的分类、冒顶发生的机理及处理措施Classification of coal seam working face roof, mechanism of roof fall and treatment measures
煤层工作面顶板的分类、冒顶发生的 机理及处理措施 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 1煤层的顶底板 煤层的顶底板是指煤系中位于煤层上下一定距离的岩层，按照沉积顺序，在正常情况下，位于煤层之下，先于煤层生成的岩层是底板；位于煤层之上，在煤层形成之后的岩层叫顶板。由于沉积物质和沉积环境的差异，顶底板岩层性和厚度各不相同，在开采过程中破碎，冒落的情况也就不同，了解这些岩层的岩性特征、厚度、层理及节理发育程度，强度及含水性等，对确定顶板管理和巷道支护方式均有重要意义。 根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分；底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤
层来说，其顶底板的这六个组成部分不一定发育俱全。可能缺失某一个或几个组成部分的岩层。 1.1煤层的顶板 1.1.1伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3～0.5m，多由页岩、炭质页岩等组成。 1.1.2直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。 1.1.3基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。 1.2煤层底板 1.2.1伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度一般为0.2～0.3m。 1.2.2直接底：直接位于煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般由
采煤机滚筒设计
毕业设计说明书 题目名称：采煤机滚筒设计说明书 院系名称：机械设计制造及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年10月
采煤机滚筒的设计 摘要 采煤机是煤矿综采工作中的关键机械设备之一，大功率、高强度、高可靠性是现代采煤机发展方向。 本论文完成了采煤机滚筒的设计，对滚筒中的组成部件都做了具体分析计算，重点对滚筒的结构进行了优化设计。包括滚筒的布局设计及三维建模。文中主要介绍了目前国内外采煤机的研究现状及未来发展趋势，同时介绍了采煤机滚筒的类型、工作原理和主要组成，还介绍了采煤机滚筒的具体结构。 本文运用大学所学的知识，提出了采煤机滚筒的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了采煤机滚筒总的指导思想，从而得出了该采煤机滚筒的优点是高效，经济，并且运行平稳的结论。关键字采煤机滚筒；结构；组成；结论
The design of shearer drum Abstract The shearer is a medium-low power electric haulage shearers mining medium-thick seam, for coal seam thickness , mining height ,coal bed pitch less than it, it can be used for hard coal mining. This paper completed the design of shearer rocker arm, including the layout and three-dimensional modeling of speed reducer, it described the current status of domestic and international coal mining research and future development trends, the type of shearer, working principles and main components，it also introduced the specific structure of shearer rocker. In the design process, completed the calculation and design of the reducer drive scheme and related components. First, completed the rocker reducer transmission ratio , speed and transfer power distribution calculation. Secondly, the completion of the design and check of five shafts and the shaft driving gears inside the rocker arm shell,simply introduced the assembly relationships and intensity checking of the planetary gear train. Thirdly, the completion of the selection and check the spline for connection. Finally, the three-dimensional modeling. Key words:pneumatic manipulator; cylinder ;pneumatic loop ;degrees
煤层工作面顶板的分类冒顶发生的机理及处理措施
煤层工作面顶板的分类冒顶发生的机理及处理措施 Revised by Hanlin on 10 January 2021
煤层工作面顶板的分类、冒顶发生的机理及处理措施1煤层的顶底板 煤层的顶底板是指煤系中位于煤层上下一定距离的岩层，按照沉积顺序，在正常情况下，位于煤层之下，先于煤层生成的岩层是底板；位于煤层之上，在煤层形成之后的岩层叫顶板。由于沉积物质和沉积环境的差异，顶底板岩层性和厚度各不相同，在开采过程中破碎，冒落的情况也就不同，了解这些岩层的岩性特征、厚度、层理及节理发育程度，强度及含水性等，对确定顶板管理和巷道支护方式均有重要意义。 根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分；底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤层来说，其顶底板的这六个组成部分不一定发育俱全。可能缺失某一个或几个组成部分的岩层。 1.1煤层的顶板
1.2煤层底板 2采煤工作面顶板分类 根据工作面顶板冒落的难易程度，将顶板分为五类。 2.1易冒落的松软顶板。该类顶板的特点是煤层顶板是易垮落的松软岩层，回柱后顶板能立即冒落，且能填满采空区。这类顶板由于冒落比较充分，使位于裂隙带的老顶岩层，在回采过程中，很容易取得平衡，因而老顶的开裂，弯曲下沉，对工作面几乎没有什么影响，工作面来压比较缓和，无明显的周期压力，靠采空区一侧的顶板下沉量较稳定，顶板容易管理。
2.2中等冒落性的顶板。该类顶板的特点是直接顶，厚度一般小于煤层平等的6～8倍，其上部为比较坚硬的老顶，虽然回柱后直接顶随之垮落，但因厚度不大，不能填满采空区，老顶则置于悬露状态，当工作面推进一段距离后老顶才开始垮落，此时因采空区落差较大，致使工作面呈现周期来压状态，严重时可使采场切顶垮面。对于这类顶板应注意老顶的活动规律。 2.3难冒落的坚硬顶板。这类顶板的特点是老顶直接赋于煤层之上，或有一伪顶，无直接顶，由于老顶垮时采空区的落差太大，使工作面呈现明显的周期来压，工作面平时的下沉量及下沉速度较小，而当周期来压时下沉速度急剧增加，工作面顶板情况迅速恶化，应当注意及时采取措施。 2.4极难冒落的坚硬顶板。这类顶板的特点是煤层板为极其坚硬的整体性厚岩层，在采空区能悬露上万平方米而不垮落，当垮落时则能形成暴风，致使工作面造成垮面和严重破坏。 2.5可塑性弯曲的顶板。该类顶板的特点是直接顶，虽是具有一定厚度的坚硬岩层（如砂岩、石灰岩），但由于其中存在有平行于工作面的节理裂隙，采煤后顶板下沉，在移动过程中断裂成块，但仍互相挤在一起具有传递水平的能力，就像“砌体梁”一样，各岩块互相牵制而成平衡，随工作面推进顶板弯曲下沉接触底板。
采煤机概述及分类
采煤机简介 采煤机是综采成套装备的主要设备之一。采煤机是从截煤机发展演变而来。采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失。 采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。 在长壁采煤工作面，以工作机构把煤从煤体上破落下来(破煤) 并装入工作面输送机(装煤)的采煤机械。采煤机按调定的牵引速度行走(牵引)，使破煤和装煤工序能够连续不断地进行。 采煤机一般由截割部、装载部、行走部(牵引部)、电动机、操作控制系统和辅助装置等部分组成。采煤机大部分采用液压控制系统进行传动，通过液压过滤器来保证液压油的清洁，而液压滤芯是液压过滤器的核心元器件，天宇净化生产的煤矿专用液压滤芯，用于各品牌规格的采煤机上。 采煤机分类 采煤机的分类方法很多，一般按工作机构的工作原理和结构形式、适用的煤层厚度、煤层倾角进行分类。 按工作机构的工作原理和结构形式分类 按工作机构的工作原理和结构形式分类可分为截框式、滚筒式、立滚筒和钻削式四种。目前，狭义的采煤机仅指使用最广、数量最多的滚筒采煤机。主要有截框式采煤机，滚筒采煤机，立滚筒采煤机和钻削式采煤机等等。 按适用的煤层厚度分类 按适用的煤层厚度分类可分为极薄、薄、中厚和厚煤层采煤机四种。极薄煤层采煤机适用开采最小煤层厚度0.8m以下的煤层，由于设计难度大，生产能力低，所以品种和数量都很少;薄煤层采煤机适用于开采最小煤层厚度1.3m以下的煤层;中厚煤层采煤机适用开采厚度1.3～3.5m的煤层，这是采煤机的主流，品种多，使用广;厚煤层采煤机适用于开采最高煤层厚度大于3.5m的煤层，基本上都是由中厚煤层采煤机派生的机型，目前最大截割高度可达4.5～5m 。 按适用的煤层倾角分类 按适用的煤层倾角可分为缓斜，中斜和急斜采煤机三种。
薄煤层采煤机的发展及技术分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2d14458802.html, 薄煤层采煤机的发展及技术分析 作者：段力权 来源：《价值工程》2010年第36期 摘要：本文主要阐述了薄煤层采煤机的发展状况，并对薄煤层及薄煤层采煤机的技术进行了比较分析。 Abstract: This paper mainly describes the development of thin seam coal mining machine, comparing and analyzing thin and extremely thin coal seam coal mining machine techniques. 关键词：薄煤层；采煤机；发展 Key words: thin coal seams; coal mining machine; development 中图分类号：TD42 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）36-0168-01 1薄煤层采煤机的发展状况 20世纪80年代，我国自主开发、制造了适应我国不同煤层条件的滚筒式采煤机系列产品，并在20世纪90年代中期初步完成了主导机型，由液压牵引采煤机向电牵引采煤机升级换型工作。1980年，黑龙江煤矿机械研究所和鸡西煤矿机械厂共同开发了BM系列骑输送机滚 筒采煤机，其中BM-100型双滚筒采煤机，性能良好，能自开缺口、强度高、工作可靠，在我国薄煤层采煤中广泛应用。但是用双滚筒采薄煤层，结构较复杂，机身又长，所以使用不便，于是又生产出更加简化的BMD-100型单滚筒薄煤层采煤机。 BM系列采煤机在许多煤矿均有使用，其牵引力达120kN，牵引速度为0~6m/min。可适用于采高0.75~1.3m，煤质硬度为中硬以下缓倾斜薄煤层中使用，平均年产量为16万吨左右。 为了满足开采较硬薄煤层的需要和提高薄煤层滚筒采煤机的可靠性，黑龙江煤研所、鸡西煤机厂研制的MG150B型采煤机，煤科总院上海分院与大同矿务局联合研制的5MG200-B型采煤机，中波合作研制的MG344-PWD型强力爬底板采煤机，以及上海分院与西安煤机厂合作研制的MG375-AW型采煤机。 20世纪90年代以来，为满足厚薄煤层并存、薄煤层作为解放层开采矿井的迫切需要，并结合中厚煤层滚筒采煤机技术，1997年，由大同矿务局、煤科总院上海分院联合研制了新一 代MG200/450-BWD型薄煤层采煤机，该采煤机采用多电机驱动、交流变频调速、无链牵引等技术。总装机功率达450kW，其中截割功率2×200kW，牵引功率2×25kW，牵引力400kN， 牵引速度0~6m/min。采用骑输送机布置方式，可用于采高为1.0~1.7m的薄煤层综合机械化工
采煤机技术参数
7LS-06（LWS579）采煤机技术参数 1.大修开工时间2006.10.25竣工时间2007.1.15金额8844445.45累计过煤量786万吨. 主要参数见附图5000018263/5000018264 生产能力：5450吨/小时 截割高度：5423mm 电压：3300±12% V 频率：50Hz 总装机功率：1860kW 截割电机功率：750kW 交流牵引电机功率：110kW 显示语言：英文屏幕，英文/中文显示 操作方式：远程控制 急停方式：跳闸急停 采煤机起动前的警报信号：水预警，机器起动前喷水雾。 工作条件 工作面倾角：100 巷道倾角：小于等于90 煤层综合强度(Mpa)：40Mpa 大修周期(按产量计算)：500万吨 采煤机寿命(按产量计算)：大于20百万吨 2．2采煤机尺寸和重量 摇臂在水平时的两滚筒中心距：14051mm 宽度：1470mm 高度：2017mm 总重：98000kg 2．3与采煤机配套的刮板机 运输机类型：3×700kW&3×855kW 溜槽尺寸(长×宽×高)：1750×1000×348mm 运输机高度：351mm 过煤高度：1071mm 卧底量：398mm 驱动框架与采煤机截割滚筒的间隙：运输端(48mm链条)165mm 回送端(48mm链条)119mm 2．4截割部 2.4.1变速箱 类型：摇臂 厂家：JOY公司 摇臂壳体结构：优质合金钢铸件 减速等级：正齿轮和双行星减速 齿轮精度：AGMA Q10 轮齿表面硬度：57－62RC 长度：3005mm
摆动角度：＋50.50/-14.40 润滑方式：自润滑 摇臂油缸布置方式和主要技术参数 大体布置图见：图No.5000011135 推力：1164kN 拉力：909kN 内径：320mm 行程：762mm 闭合长度：1388mm 伸展长度：2150mm 大修周期（按产量计算）：500万吨 寿命（按产量计算）：1750万吨 总重：791kg 2.4.2截割滚筒 类型：JOY设计 厂家：JOY公司 转速：31转/分 直径：2700mm 有效截深：865mm 寿命（按产量计算）：450万吨 总重：5535kg 2.4.3截齿 类型：圆锥形，柄长35mm，U92KHD 厂家：用户提供 数量：56 材料：用户提供 硬度：用户提供 截齿布置方式：4叶片，2齿/线 2.4.4齿套 类型：J35 厂家：JOY公司 数量：56 材料：8640模锻钢 硬度：40-45Rc 2.4.5齿座 类型：J35 厂家：JOY公司 数量：56 材料：8637模锻钢 硬度：363Bhn 耐磨性能：硬焊接面 寿命（按产量计算）：200万吨或根据截齿的布置可达到滚筒的寿命2.4.6消尘系统（内外喷雾系统分别列出） 类型：内部截齿内喷向滚筒，外部在摇臂端部有J型喷雾块。
采煤机螺旋滚筒的优化设计
第1期(总第122期) 2004年2月机械工程与自动化 M ECHA N ICAL EN GI NEER IN G & AU T O M A T IO N N o.1F eb. 文章编号:1672-6413(2004)01-0067-03 采煤机螺旋滚筒的优化设计 高建强 (晋城煤业集团机电总厂,山西 晋城 048006) 摘要:结合晋煤集团西区煤质状况,分析了影响采煤机滚筒使用效果的设计参数,对提高块率、装煤效果、结构强度提出了改进措施。 关键词:采煤机;螺旋滚筒;设计 中图分类号:T D421.6 文献标识码:A 收稿日期:2003-12-11 作者简介:高建强(1965-),男,山西省阳城县人,工程师,1989年毕业于山西矿业学院,本科。 0 引言 采煤机螺旋滚筒是一个带有螺旋叶片的圆柱体,截齿装在焊于螺旋叶片上的齿座套中,工作时滚筒转动并作径向移动,截割破碎煤炭,再由螺旋叶片把煤沿滚筒的轴线方向推运出来,装进工作面运输机。对螺旋滚筒的优化设计的基本要求是:采出的块煤要多,产生的煤尘要少,即截割比能耗要低,截割阻力和牵引阻力要比较均衡地作用在滚筒上。这些要求若能实现,采煤机的生产率就可以提高。 多年来,企业一直注重提高煤炭产品的块率。晋煤集团机电总厂从1994年以来就不断地进行采煤机螺旋滚筒的技术改造,在提高开采块率方面取得了一定的成果。2001年针对集团公司西区3# 煤节理发育整体性差、煤质软脆易碎的特点,参照原电牵引采煤机 1800×32齿的螺旋滚筒结构,又一次进行了技术改造,通过减少截齿数、加大叶片高度和结构的合理改造,完成了 1800×24齿的高效高块率采煤机螺旋滚筒的优化设计,经成庄矿井下实际使用,在提高块率和改善装煤效果方面,取得了比较满意的效果。1 螺旋滚筒优化设计的理论基础 影响滚筒截割块率的因素很多,除煤质本身的性能特点外,主要受滚筒设计方面的截齿数量m 、截距t 和工作过程中切削厚度h 的影响,造成采煤的一次破碎。另外,滚筒在装煤过程中,由于煤炭的相互挤压,容易造成二次破碎。因此在螺旋滚筒的设计中,应 从这两个方面进行考虑,通过优化设计,选择接近理想的参数,才能达到提高块率、提高装煤效果的目的。1.1 截距的影响 在切削厚度h 保持不变的条件下,截距t 对截割阻力Z 和截割比能耗H w 的影响见图1。当增大截距t 时,由于切削断面增大,而相邻截槽的相互影响减弱,截割阻力Z 随着增大。当截距增大到5h ～6h 后,相邻截槽的影响已减弱到可以忽略,截距再增大,截割阻力也增加得很小。截割比能耗H w 在截距为1h ～1.4h 时最小,这个截距t op t 被认为是最佳截距。当截距小于最佳截距时,由于切削断面太小,截割比能耗较高,且截距越小,截割比能耗越高;当截距大于最佳截距时,因相邻截槽的相互影响减弱,截割阻力增大,故截割比能耗反而增大,并趋于某个极限值。 图1 截距对截割阻力和截割比能耗的影响 1.2 采煤比能耗与切削厚度的关系 当截距为对应最佳截距时,截割比能耗与切削厚
煤层按倾角分类
煤层按倾角分类： 近水平煤层＜ 8 缓（倾）斜煤层 8 ～ 25 中（倾）斜煤层 25 ～ 45 急（倾）斜煤层＞ 45 按厚度分类： 薄煤层＜ 1.3m 中厚煤层 1.3 ～ 3.5m 厚煤层＞ 3.5m 稳定性分类： 稳定煤层 较稳定煤层 不稳定煤层 极不稳定煤层 评价煤质的常用指标：水分（ W ）、灰分（ A ）、挥发分（ V ）和固定碳（ FC ）、发热量（ Q ）、胶质层厚度（ Y ）、粘结指数（ Gr.l ）、含矸率。 中国煤的分类。 工业储量，可采储量，远景储量，设计损失煤量的概念。 A 、 B 、 C 、 D 级储量，煤炭储量分类表。钻孔柱状图，地质剖面图，煤层底板等高线图。常用的采掘工程图。 2. 煤田的划分 煤田、井田的概念。煤田划分为井田的原则及井田境界的划分方法。井田储量、矿井生产能力和服务年限以及三者之间关系： 我国各类矿井服务年限的要求。储量备用系数 K 的含义及取值。井型的概念。 井型分类。 大型矿井：矿井设计生产能力为 120 、 150 、 180 、 240 、 300 、 400 、 500 万 t/a 及 500 万 t/a 以上的矿井； 300 万 t/a 以上的矿井为特大型矿井。 中型矿井：矿井设计生产能力为 45 、 60 、 90 万 t/a 。 小型矿井：矿井设计生产能力为 9 、 15 、 21 、 30 万 t/a 。 3. 井田内的再划分 常用井巷名称及含义。阶段、水平、开采水平的概念。 井田划分为阶段和水平，阶段内再划分：采区式和带区式划分。采区走向长度和倾斜长度的确定。阶段再划分为带区的条件。采区和带区的开采顺序。 矿井主要生产系统：运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统。 开拓巷道、准备巷道、回采巷道的概念及范围。 4. 井田开拓 井田开拓及开拓方式的概念。开拓方式按井筒形式分为：立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓。 立井开拓：立井多水平分区式开拓的巷道布置及主要生产系统。立井单水平分带式开拓的巷道布置及主要生产系统，分带式开拓方式的优缺点及适用条件。 斜井开拓：斜井多水平分区式开拓的巷道布置及主要生产系统。斜井井筒的布置及适用条件，底板穿层斜井和顶板穿层斜井。 平硐开拓：平硐的形式：走向平硐和垂直走向平硐。两者的适用条件。 三种开拓方式比较和综合开拓。 5. 井田开拓中几个问题分析 上、下山开采的概念。上、下山开采在掘进方面、运输方面、排水方面通风方面的不同特点及其优缺点。下山开采的适用条件。 水平高度的概念。影响开采水平高度的主要因素。开采水平高度的确定。 开采水平大巷包括阶段运输大巷和阶段回风大巷。根据煤层数目和间距不同，阶段运输大巷有分煤层运输大巷、分组集中运输大巷及集中运输大巷。各种大巷布置方式的优缺点及适用条件。 井筒位置确定原则。
180 滚筒采煤机截割部的设计
滚筒采煤机截割部的设计 1 引言 煤是重要的能源物质，在我国有着很大的储量。采煤一直以来都被人们看作一 项非常危险的事情。在以前国内有很多小型煤窑，由于规模小，技术落后，大部分 都是靠人工进行挖煤、运输煤。因此经常出现各种事故，而且大量浪费了资源。大 型的采煤机械的出现使这一现象得到了改观。采煤机作为采煤的主要工具是实现煤 矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全 性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。它对提高煤的采掘效率有着重要的影响。 因此国内外采煤机的设计、改进一直都在以较快的速度向前发展。 最早的滚筒采煤机出现在英国，它是把截煤机的减速箱部分改成允许安装一根 横轴和截割滚筒。由于其水平轴截割滚筒的设计优于截煤机，因此其改进型比刨煤 机更适宜英国开采条件，但在 20 世纪 50 年代这种采煤机并非是唯一应用的采煤设 备。另外有一种有竞争的采煤机是钻削式采煤机。这种采煤机配有一个按螺钻原理 设计的主截割部，其应用范围主要局限与薄煤层。 滚筒采煤机经过多次改进设计而得到不断的发展。最早设计的滚筒采煤机仅能 单向采煤，输送机和液压支架在向前推移之前，留在轨道上采出的煤在回空段被装 载。后来又研发了双向采煤的滚筒采煤机。然而由于这种采煤机受到调向的限制， 加之固定滚筒缺乏自由性，因此摇臂滚筒采煤机应运而生。 20世纪60年代末，久益公司生产出10CM、11CM 系列的连续采煤机，它是现代这 种机型的雏形。到70年代末，在11CM型基础上又生产出12CM系列连续采煤机。经过 对12CM系列连续采煤机的不断改进、完善和提高，生产出适用于开采中硬煤层的 12CM12—10B、12CM18—10D和B型机，以及适用于特别坚硬煤层的12HM31C型和B型机 (神东常用12CM12—10B、12CM18—10D)。80年代后期至今连续采煤机在采煤业中得 到了广泛的应用，并且得到了长足的发展。我国对这种连续型采煤机的应用始于70 年代中期。那时主要靠引进外国的产品，80年代以前主要是引进单机。随着国内采 煤机技术的发展到了90年代变成以配套引进为主。目前国内在采煤机研发和设计方 面和国外有很大的差距。煤炭科学研究总院太原分院早在1990年就开始进行连续采 煤机的研究，曾完成了轻型连续采煤机的设计、引进设备的国产化大修等工作。煤 炭科学研究总院上海分院也承担了一些项目。尽管国内各大科研院所、生产厂家、 煤矿企业曾开展过规模不等的连续采煤机等技术的国产化研究， 但均存在一些问题， 仍没有真正在煤矿上见到国产连采机的新产品。
滚筒式采煤机的四个组成部分
滚筒式采煤机的四个组成部分（图） 核心提示：滚筒式采煤机主要由截割部、牵引部、电气设备以及辅助装置等四部分组成，如图8-1所示。1．截割部采煤机截割部是采煤机的工作机构，它将电动机的动力经过减速器减速后传递给截割滚筒，以进行割煤，并且通过滚筒上 滚筒式采煤机主要由截割部、牵引部、电气设备以及辅助装置等四部分组成，如图8-1所示。 1．截割部 采煤机截割部是采煤机的工作机构，它将电动机的动力经过减速器减速后传递给截割滚筒，以进行割煤，并且通过滚筒上的螺旋叶片将截割下来的煤装到工作面输送机上。双滚筒采煤机具有两个结构相同、左右对称的截割部，分别位于采煤机的两端，可同时由一台电机驱动，也可以分别由两台电动机驱动。截割部的结构如下： (1)截齿。截齿是采煤机直接落煤的刀具，对截齿的要求是强度高、耐磨，几何形状合理，固定牢靠。滚筒式采煤机的截齿有扁形截齿和镐形截齿两种。扁形截齿即刀形截齿，它是沿滚筒径向安装在螺旋叶片和端盘的齿座中，故又称径向截齿，可以截割不同硬度和韧性的煤，适应性较好。镐形截齿分为圆锥形截齿和带刃扁截齿。镐形截齿基本上是沿滚筒切向安装的，故又称切向截齿，适用于脆性及裂隙多的煤层。 (2)螺旋滚筒。螺旋滚筒由螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴及筒壳组成。螺旋叶片用来将截落的煤推向输送机。端盘紧贴煤壁工作，以切出新的整齐的煤壁。齿座上的孔中安装截齿。叶片上两齿座间布置有内喷雾喷嘴，内喷雾水则由喷雾泵通过供水系统引入滚筒并通向喷嘴。筒壳与滚筒轴连接。采煤机滚筒的旋转方向根据其使用条件不同而异，旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定。 (3)截割部传动装置。截割部传动装置常用齿轮传动，其功用是将电动机的动力传递到滚筒上，以满足滚筒工作的需要。同时，传动装置还应适应滚筒调高的要求，使滚筒保持适当的工作高度。 2．牵引部 采煤机牵引部担负着移动采煤机，使工作机构连续落煤或调动机器的任务。它包括牵引机构和传动装置两个部分。对牵引部的要求是：有足够大的牵引力；牵引速度一般为0～10m/min，而且可以无级调速，以适应在不同煤质条件下工作}在电动机转向不变的情况下能正、反向牵引和停止牵引；有自动调速系统和可靠的保护装置，以及操作方便等。 3．电气设备 滚筒采煤机的电气设备主要由隔爆型三相异步电动机、隔离开关、中间箱、集中控制板和电缆组成。这些电气设备为采煤机提供动力源，控制采煤机的启动、停止，对电动机及液压系统的超温、过载、欠载、断相、过流等故障进行保护。 4．辅助装置 辅助装置包括底托架、调高调斜装置、喷雾降尘装置、挡煤板、防滑装置、电缆拖移装置及辅助液压系统等。 (1)底托架是支承采煤机整个机体的一个部件，采煤机的电动机、截割部和牵引部在底托架上组成为一个整体，并且用螺栓固定在底托架上，通过底托架下的四个滑靴骑在工作面输送机上。 (2)滚筒调高是为了适应煤层厚度的变化，在煤层高度范围内上下调整滚筒位置；滚筒调斜是为了使下滚筒能适应底板沿煤层走向的起伏不平，使采煤机机身绕其纵轴摆动。