高效高块率采煤机螺旋滚筒技术改造
滚筒式采煤机
★截齿类型
扁形截齿 镐形截齿
1.扁形截齿（刀形齿或径向齿）
——其刀体是沿滚筒的半 径方向安装的，故常称为 径向截齿。
——适用于截割不同硬度 和韧性的煤，适应性较好。
2.镐形截齿（锥形齿或切向齿）
——其刀体是沿滚筒的切 向安装的，也称为切向截 齿。
——落煤时主要靠齿的尖 劈作用楔入煤体而将煤破 碎，煤的破碎主要靠拉伸 和弯曲作用。
◆适合中厚煤层以上工作的大直径采煤机，如 AM— 500、MXA —动机 2—固定减速箱 4—滚筒 6—泵箱 7—机身及牵引部 A—离合器手把
特点：
取消摇臂，靠截割部来调高(机身调高） 齿轮数减少，机壳强度刚度增加 调高范围较大 机身缩短，有利于开切口
★2、截割部传动特点
1）截割部一般采用3～5级齿轮减速。
2）采煤机电动机轴心线与滚筒轴心线垂直时， 传动装置高速级总有一级圆锥齿轮传动。
3）采煤机电动机除驱动截割部外还要驱动牵 引部时，截割部传动系统中必须设置离合器， 使采煤机在调动或检修（如更换截齿）时将滚 筒与电机脱开。
4）采煤机备有两种以上转速时，截割部应有 变速齿轮来变速。 5）为加长摇臂，扩大调高范围，摇臀内常装 有一串惰轮 。 6）末级常采用行星齿轮传动来简化前几级传动。
特点：
传动简单 摇臂为端面布置，支承可靠，强度和刚度好 卧底量较小。
◆DY— 150、BM — 100 等采煤机采用。
2）电动机—机头减速箱—摇臂—行星齿轮传动—滚筒
1—电动机 2—固定减速箱 3—摇臂 4—滚筒 5—行星齿轮传动 A—离合器手把
特点： 设置了行星齿轮传动
摇臂为侧面布置，支承比较薄弱 卧底量较大
1）有利于装煤 2）机器受翻转力 矩小，工作平稳
提高薄煤层开采效率的技术措施探讨
Ｑ ：
Ｓｃｉ ｅｎ ｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈ ｎｏ ｌ ｏｇｙ Ｉ ｎ ｎｏ ｖ ａｔ ｉ ｏｎ Ｈｅｒ ａ ｌ ｄ
工 程 技 术
浅 析 新 时 期薄 煤 层ห้องสมุดไป่ตู้开采 技 术 的 发 展趋 势
（ 开县矿业 管理所
邱刚 重庆 开县
４ ０ ５ ４ ０ ０ ） 归纳总结后 ， 从 滚筒采煤机 ． 刨煤机 ， 螺旋钻机
２ ． ３ 螺 旋 钻 高效 开 采 工艺 ①设备投资方面 ： 以 螺 旋 钻 机 为 核 心
的 螺 旋 钻采 煤 工 艺 ， 其 比薄 煤 层高 档 普 采
及综采 投资要低 ， 大 约 仅有 其 投 资 的 ５ ０ ％
②安 全 生 产状 况 方 面 ： 在 螺 旋 钻 筒式 薄 煤 层综 合 机 械 化 设 备 控 制 领 域 ， 也 甚 至 更低 ； 是 当前薄 煤 层 综 合研 究 的 重要 内容 。 当煤 硬 采 煤 工艺 中， 作 业 人 员和操 控设 备全 部 位 于 １ 薄煤 层 开采 现 状 特点 其安 全 工作 状况 要 比薄 煤 层 高 档 在我 国井矿 资源开采 过程 中， 长 壁 式 度 较 大 ， 且 煤 层 高度 小 于 ｌ Ｉ Ｔ １ 时， 甚 至 有的 工作 巷 内 ， ③采 煤 工 作效 率 方面 。 采煤法 （ 主 要 包 括 走 向长 壁 和 倾 斜 长 壁 采 地 方 存 在 瓦 斯 较 大 等 问题 ， 需 要 确 保 采 煤 普 采 及综 采高 很 多。 薄 煤 层高 档 普 采 及 矿法 ） ， 是 当前 主 要 的 井 下矿 产资 源 开 采 办 工 作 面 通 风 断 面 时， 采 用 滚 筒 采 煤 机 开 采 从一 些 实 际应 实例 表 明： 综采 ， 其直接工效大 约在１ ． ５ ～３ ｔ ／ 工， 而 法。 我 国的 薄 煤 层煤 炭 资 源 开 采 也 主 要 采 工艺 时 应 注意 以 下方 面的 优化 考虑 。 其 直 接 工 效 可 以 达 用长壁采煤 法， 但 由于 薄煤 层 其 开 采 煤 层 （ １ ） 合理进行 结构优化设计， 确 保 采 煤 采 用螺 旋 钻 采 煤 工 艺 ， ２ ～ｌ ４ ｔ ／ 工， 是普采及综采的４ ～９ 倍 左 机 截 割 及 牵 引部 具 有 足够 的 强 度 。 结 合 煤 到 １ 另外 ， 螺旋 钻 采 煤 工 艺 中， 煤 的 可 采 范 兴星、 渔 河煤 矿 其煤 层均 在０ ． ３ ｍ左 右 ， 有 矿 特 点 ， 优 选 采 煤机 结 构 形 式 ， 合 理 降 低 机 右 。 ５ ％以 上 ， 这 样 可以 大 的 甚 至只有 ０ ． １ ５ ｍ） 。 从 大 量 实践 开 采 效 果 面 高 度 、 缩 短 机 身长 度 ， 有 效 提 高 装 煤 的工 围可 以 达 到总 面积 的９ 大 提 高 出煤 量 ， 同时 可 以充 分 释 放工 作面 上 表明， 与 中厚 及 厚煤 层相 比， 薄煤 层采 用 机 作 效 率 ；
采煤机滚筒叶片和齿座多层多道焊接技术与工艺
采煤机滚筒叶片和齿座多层多道焊接技术与工艺摘要：采煤机是现代化煤矿开采工作中不可缺少的一部分，是煤矿机械化开采的重要设备。
它在工作中运行效率的高低直接关系到工作效益和煤矿企业的生产效率，也决定着煤矿工作要求。
滚筒叶片以及齿座焊接作为采煤机工作中不可缺少的一部分，其在工作中对机械的使用寿命、工作性能和工作效率有着决定性作用。
为此，我们在工作中有必要对其焊接工艺、焊接质量进行研究，以保证工作的顺利、持续进行。
关键词：煤矿；矿山；采煤机；齿座；滚筒在目前的煤矿开采工作中，由于矿井下条件恶劣，设备维修、更换电动机等工作都极为不方便，且工作劳动强度大。
为此，在生产工作中我们有必要对生产工艺进行深入分析，保证生产质量，从而提高采煤机使用质量、施工效率，从而提高煤矿开采效率。
滚筒叶片与齿座之间的焊接作为采煤机生产工作中极为关键的一个环节，其在工作中就需要我们高度重视焊接技术和工艺的选择，以提高工作效率。
一、采煤机分析随着社会经济的飞速发展，我国采煤机械化发展，大容量采煤机的应用越来越普及，与此同时对于采煤机的生产技术提出了新要求，这就需要我们工作中认真的分析采煤机的特点和原理，从而科学、全面的进行制作。
1、采煤机概念采煤机是目前煤矿机械化生产中不可缺少的一个环节，是一个集机械、电气、液压系统为一体的大型复杂机械。
由于在工作中其环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成极为严重的企业经济损失。
近年来，伴随着煤炭开采工业的飞速发展，采煤机功能越多、其自身结构、组成也日益复杂，造成的故障原因也随之复杂。
2、特点采煤机是实现煤矿生产机械化、现代化、智能化的主要手段，是减轻矿产工作中人工劳动量、提高工作安全性，达到高质、高产量、高效率、低耗能的主要目的。
在采煤机生产中，其主要可以分为锯削式、钻削式、铣削式和刨削式四种，采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的复杂系统，加之受到工作环境的恶劣和采煤机功能的增多，其自身构造和组成愈加复杂，因而在工作中产生的故障也不断增多。
永磁电动滚筒在带式输送机升级改造中的应用
273煤矿带式输送机是煤矿主要的运输设备，目前井下带式输送机大部分采取传统的传动驱动方式，主要由异步电动机、液力耦合器、减速机、联轴器等组成，这种机械传动方式主要是通过电动机带动减速机，减速后再通过滚筒驱动输送带，实现煤炭等物料的运输。
其启动电流大，扭矩小，重载、过载情况下启动困难，启动时产生大电流冲击电网，同时冲击机械设备，稳定性差，故障率高，并且后期维护保养成本高，严重制约煤矿安全生产。
随着新设备、新技术、新工艺的推广应用，贺西矿对部分耗能高、技术落后的设备进行更新改造，率先在三采区集中皮带巷带式输送机实施设备技术更新改造，采用了安徽明腾公司研发生产的永磁电动滚筒，替换升级改造传统的机械传动驱动方式，配备变频器组成了带式运输机的永磁变频直驱系统，取得较好的效果。
1 永磁电动滚筒的工作原理永磁电动滚筒实际是一台永磁电动机，永磁体由稀土永磁材料制成，滚筒表面采用阻燃性、抗静电性材料进行包胶，滚筒轴相当于电动机的定子部分，定子铁芯由硅钢片叠加固定到轴上，其中嵌入定子绕组，永磁电动滚筒的筒面相当于电机转子部分，转子铁芯由硅钢片叠加固定在滚筒的内表面，内嵌入永磁体，通入三相交流电后，产生一个以同步转速推移的旋转磁场，滚筒转动直接在摩擦阻力下带动输送带运行。
2 永磁电动滚筒主要技术特点永磁电动滚筒是一种直驱式电动机，直接驱动皮带，不需要减速装置，简化了传动结构，提高运转效率，不需要日常维护、检修工作，节约了维修费用，降低了人工成本，省去了励磁环节，具有能效高、功率因数高、启动力矩大。
该系统具有以下特点。
2.1 高效节能传统的异步电动机、联轴器、减速机、液力耦合器组成的驱动系统传动效率低，使用的Y系列异步电机能耗高。
永磁电动滚筒省去了励磁环节，效率高，直接驱动输送带，省去传动环节，传动效率高达 100%，能耗达到国家一级能耗标准，带式输送机使用永磁电动滚筒和变频器的变频直驱系统，提高了系统运转效率，节能效果明显，运行成本低。
海德拉刀形截齿采煤机滚筒_未来采煤技术发展的趋势
★世界煤炭★海德拉刀形截齿采煤机滚筒———未来采煤技术发展的趋势【英】戈登・麦克山纳1 海德拉公司概况山西海德拉太矿国际采矿刀具设备有限公司董事长戈登・麦克山纳先生相信中国的很多煤矿将会受益于该公司设计制造的一系列新的采煤机滚筒。
山西海德拉太矿国际采矿刀具设备有限公司,是英国海德拉国际采矿刀具设备有限公司与太原矿山机器集团有限公司共同出资组建的国际化合资公司,设在国家级太原经济技术开发区,专业生产刀形截齿采煤机滚筒和镐形截齿采煤机滚筒,可为中国煤矿提供世界一流安全、健康、高效、耐用的采煤机滚筒和优良的技术服务。
海德拉的合资伙伴太原矿山机器集团有限公司是中国较早引进国外技术生产电牵引采煤机的公司,年生产电牵引采煤机200余台,产品遍布中国各大煤矿。
英国海德拉公司已有43年生产采煤机滚筒的历史,滚筒销售遍及世界上26个国家和地区,并在美国、南非、澳大利亚和中国设有分公司。
生产的滚筒与世界上著名的采煤机制造厂商诸如德国比赛洛斯公司(DB T)、美国久益公司(J O Y)和德国艾柯夫公司(Eickhoff)采煤机配套使用;在中国,则与太矿集团、鸡西煤机、西安煤机、上海天地、上海创力等采煤机产品配套使用。
山西海德拉公司目前已将世界上最先进的刀形干式滚筒和刀形湿式滚筒提供给中国神华集团、平朔煤业、大屯煤电、开滦集团、平顶山煤业、潞安集团、阳煤集团、汾西集团、霍州集团、山东淄博煤业、皖北集团、郑煤集团、甘肃华亭等煤矿。
2 刀形截齿采煤机滚筒井工煤矿综采长壁工作面经常会遇到一系列问题。
这包括采煤机装煤效果差、工作面煤尘含量高、摩擦火花情况严重以及矿井瓦斯含量高、地质条件恶劣等影响采煤效率的问题。
现在,山西海德拉公司可向用户提供一系列可以解决所有这些问题的采煤机滚筒,可以让煤矿最大限度地提高生产效率,改善煤矿生产条件。
董事长麦克山纳先生说,“山西海德拉公司可以为每一个长壁开采工作面的采煤机量身定做滚筒,以便使每一对滚筒都能达到最佳的开采效果”。
滚筒采煤机的工作原理及组成
辅助装置。辅助装置包括挡煤板、底托架、电缆拖移装置 供水喷雾冷却装置以及调高调斜装置。该装置的主要作用 是同各主要部件一起构成完整的采煤机功能体系，以满足 高效、安全的采煤要求。
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课堂小结
滚筒采煤机是Βιβλιοθήκη 采工作面采煤设备中的主要设备，本节我们学习了滚筒采煤机的
工作原理、 滚筒采煤机的类型和滚筒采煤
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4、按机身设置方式分，可分为骑输送机式和爬地板 式采煤机。
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5、按牵引控制方式分，可分为机械牵引采煤机、液压牵引 采煤机、和电牵引采煤机。
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6、按牵引方式分，可分为钢丝绳牵引采煤机、锚链牵引采 煤机、无链牵引采煤机。
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7、按牵引机构设置方式分可分为内牵引采煤机和外牵 引采煤机。
机的组成，希望大家课后能够熟练的掌握。
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谢 谢
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采煤机的组成
采煤机的类型很多，但基本上以双滚筒采 煤机为主，其基本组成部分也大体相同，一般 主要有截割部、牵引部、电气部以及辅助装置 组成。
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截割部的作用将电动机的动力经过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割下的煤装到 工作面的输送机上。
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牵引部包括牵引传动装置和牵引机构两部分。牵引机 构是移动采煤机的执行机构，牵引传动装置的功能是将采 煤机电动机的能量传递到主动链轮或驱动轮上，并实现调 速和换向
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电气部包括电动机与电气控制装
置，是采煤机的动力源。电气部的 主要作用是为采煤机提供动力并对 采煤机进行过载保护及动作控制。
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滚筒采煤机的工作原理及组成
煤矿开采：极薄煤层采煤机配套技术
极薄煤层采煤机配套技术一、极薄煤层采煤机发展现状为满足0.9~1.0m薄煤层开采需要，国内主要煤机装备公司推出多款采煤机，主要机型MG100/238-WD、MG150/346-WD、MG200/446-WD、MG2×70/325-BWD、MG100/240-BWD、MG180/420-BWD等型号。
除MG100/238-WD、MG180/420-BWD采用特殊总体布置方式外，其余均采用摇臂双电机布置方式。
MG100/238-WD型采煤机摇臂截割电机、牵引电机等布置在输送机铲煤板上方，充分利用了输送机铲煤板和槽帮上方的空间，截割电机纵向布置，有效降低了采煤机机身厚度，降低了机面高度和增大过煤空间，配套机面高度580mm。
MG180/420-BWD型采煤机采用爬底板布置，采煤机主传动部分均布置在煤壁侧。
从最低采高看，仅有MG100/238-WD型采煤机采高范围0.75~1.3m，最低采高低于0.8m。
可采用的滚筒直径750mm、850mm、950mm。
针对低于0.8m极薄煤层的开采，主要应用的采煤机有MG110/130-TPD、MG100-TP型。
四川达竹斌郎煤矿研发了MG110/130-TPD型小机身、大功率、高截割能力自动化爬底式电牵引滚筒采煤机。
该采煤机符合0.8m以下极薄煤层赋存条件，能满足截割顶、底板和坚硬夹矸的需要，块煤率高，装煤效果好等，性能参数满足工作面高效生产要求；滚筒有足够的下切深度（100~300mm），适应工作面过构造时割平底板；机身和人身安全保护完善；机电保护能防止过载、过温、防爆，对液压油和冷却水能抗污染，有可靠的防尘机构。
技术特征为：采高0.52~0.8m；煤层倾角≤35°；生产能力315t/h；装机功率128.5kW；滚筒直径550~800mm；截深600mm；重量11t。
MG100-TP型单滚筒爬底板采煤机是国内机身最薄的采煤机，机身尺寸：3848mm×910mm×380mm，适用煤层厚度0.5~0.9m，煤质中硬（f≤3），倾角＜30°的煤层，整机重量7t，电机功率100kW，生产能力75~100t/h，双向采煤，牵引速度0~3m/min，采煤机正常割煤速度1m/min，当倾角＞15°时，机器增加防滑绞车。
402103综采工作面更换采煤机左摇臂及滚筒安全技术措施
编号：Q/BC-HJH-JDCS-2015-10-28陕西彬长胡家河矿业有限公司402103工作面更换煤机左摇臂及滚筒安全技术措施施工单位：施工负责人：编制人：编制时间：402103工作面更换煤机左摇臂及滚筒安全技术措施审批意见总工程师签字：安全监督管理部签字：调度指挥中心签字：生产技术部签字：机电管理部签字：审核（业务主管）签字：402103工作面更换采煤机左摇臂及滚筒安全技术措施一、工程概况402103工作面使用的MG500/1330-WD型采煤机，因在使用过程中左摇臂及滚筒磨损严重，急需进行更换。
为了保证更换工作安全顺利完成，特制定本安全技术措施。
二、施工步骤准备工作：1、提前将新的采煤机左摇臂及滚筒运至回顺超前架外。
2、将采煤机停在工作面机尾顶板及煤壁完好的地方。
3、提前将采煤机机身及煤壁侧浮煤清理干净，同时清理回顺超前架外至前溜机尾段的浮煤杂物，确保摇臂及滚筒运输路线畅通。
4、施工前将施工地点周围30m范围内支架二次补液，支架接顶严实，清理架间活石、浮矸、浮煤，侧护板全部伸出，严格执行“敲帮问顶”制度，由上向下对片帮煤全面进行清理，严禁空顶作业。
5、由当班班组长做为现场负责人组织落实工具、材料等，并详细检查，保证工具完好，材料的规格、型号、质量满足要求。
6、施工前组织人员对施工现场进行全面检查，排除一切不安全因素。
施工步骤：1、前溜机尾割完三角煤后，拉空前溜上浮煤，拉回前溜机尾一个行程，打出工作面所有支架护帮板，升紧支架，将采煤机停在机尾顶板及煤壁完好处。
利用液压支架护帮板配合木板梁对此处煤壁有效逼帮，确保作业区域内顶板及煤壁安全。
2、将采煤机左右摇臂降下，闭锁作业区域的液压支架。
采煤机停电闭锁，打开隔离开关。
三机停电、闭锁，并先挂停电警示牌。
3、配水盘拆卸用扳手拆掉滚筒端盖供水压盘的螺栓，用顶丝将该端盘顶出卸下。
并把分水盘上的管抽出，放到油中侵泡。
4、滚筒拆卸①、拆卸前用2个3T导链将滚筒捆绑，导链另一头悬挂在支架前梁油缸上，防止滚筒拆卸时坠落伤人。
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煤矿机电高效高块率采煤机螺旋滚筒技术改造邱光林1,梁安文2(11晋城煤业集团,山西晋城048006;21潞安矿业集团,山西长治046204)[摘 要] 从提高煤炭产品块率和装载效率的目的出发,结合晋城矿区的煤层开采特征,对采煤机螺旋滚筒的截齿、滚筒结构、工艺措施等几个技术改造的关键部分进行了分析。
[关键词] 块率;截齿;滚筒结构;工艺措施[中图分类号]T D42116+1 [文献标识码]A [文章编号]100626225(2001)0320075203[收稿日期]2001-04-11[作者简介]邱光林(1965-),工程师,1988年毕业于山西矿业学院采煤工程系,现任煤业集团劳动服务总公司川底矿矿长。
晋城煤业集团现有古书院矿、王台铺矿、凤凰山矿、成庄矿4对生产矿井和寺河矿一对建设矿井,设计生产规模1711Mt/a 。
开采煤层为3#煤和9#煤。
3#煤层平均厚度约6104m ,9#煤层平均厚约115m 。
煤的硬度为中硬,密度1145t/m 3。
煤质为优质无烟煤,主要用于化工。
由于块煤产品用于化工合成氨造气优于焦碳,故市场竞争力很强,经济效益显著。
多年来,企业一直把提高产品块率列为生产中的关键技术进行攻关,其中研究设计高效高块率采煤机是提高煤炭块率的源头和关键。
为此,集团机修总厂不断地进行采煤机螺旋滚筒的技术改造。
首先,开发研制了AM500、MX A600采煤机的高效高块率螺旋滚筒,在古书院矿3#煤层13309工作面下分层开采中,块率增加约4%。
在此基础上对第二代滚筒结构参数又进行了优化改进,改进后装载率高于95%,块率提高到5%。
并开发研制了用于9#煤生产的直径114m 滚筒,井下使用过程中,性能优于原厂家制造的AM500(薄)采煤机滚筒。
把高效高块率滚筒设计的参数应用到MG 250/6002AW D 采煤机滚筒上,并在凤凰山矿井使用,性能优于原厂家制造的采煤机滚筒。
实践证明,高效高块率采煤机滚筒的改造技术上可行,经济效益明显。
1 采煤机螺旋滚筒截齿技术改造111 截齿截入深度结合晋城3#煤硬度为中硬的特点,本厂研制的采煤机螺旋滚筒选用镐形截齿。
镐形截齿刀尖呈圆锥形,刀头材料为硬质合金,没有切削刃,利用点击和尖劈作用来截煤和破煤。
采煤机截煤时截齿受力简图如图1所示。
截齿的截割阻力与截齿截入深度成正比。
图1 镐形截齿截煤受力简图即Z =Ah (N )式中,Z 为截割阻力(N );A 为截割阻力系数(N/cm );h 为截齿截入深度(cm )。
A 值反映被截割煤的机械性能。
推进阻力Y 是在截齿向煤层推进时产生的,主要与截齿的类型、磨钝程度、截槽形状和煤的机械性能有关。
根据煤层的地质条件和要截割煤的机械性能,为了达到良好的出煤块度,必须合理确定截齿的截入深度。
截齿的截入深度是和滚筒的转速、采煤机的牵引速度相关的。
如图2、图3所示。
为了达到滚筒高效高块率截煤的效果,还必须加大单齿截深和切削面积。
随着截齿截入煤体深度的加大,使被截割煤体中包容大量的裂缝,截煤时煤从裂缝中破碎,相对减少了截齿的单位能耗,摩擦力在总截割阻力中所占的比重也相应减少。
俄罗斯柯琴斯基矿业研究院的研究结论表明,单齿的截割深度达50～80mm 时,其能耗最低,其单齿切割57面积可达到15～50cm 2。
在煤质许可的条件下,要达到高效高块率的截割目的,单齿截割深度及切削面积应最接近或达到其上限的规定。
根据上述分析,本厂在改造AM500采煤机滚筒时,研制了TG 118/6130滚筒,选用伸出长度较大的镐形截齿J G T35/100。
在古书院矿3#煤层13309工作面下分层开采中,经过现场多次试验,表明采煤机滚筒转速为31r/min ,推进速度为6m/min ,截齿的截入深度最大可达到80mm ,单齿切割面积可达到36～40cm 2,其截面形状接近于长方形,此时滚筒具有较好的截割性能和较高的块率。
图2 截齿截入深度与滚筒转速的关系图3 截齿截入深度与推进速度的关系112 截齿的排列滚筒上截齿的数量和排列方式直接影响截割时的能量消耗、落煤的块度和煤尘量的大小。
一般采煤机截煤时的截割状态可以分为4类,即自由截割、半自由截割、半封闭截割、封闭截割。
滚筒断盘上最里面截齿的截割状态是半封闭状态,所形成的截槽是半封闭式截槽,截齿的侧向力较大。
故端盘截齿的排列必须考虑减少截割阻力和截齿的磨损,保证截齿的截割强度,降低截割时的能量消耗。
可见,对端盘截齿的数量及倾角进行优选排列,对提高滚筒的截割能力有积极的效果。
本厂在制造TG 118/6130滚筒时,参考了美国凯南麦特公司滚筒的截齿排列,太矿制造的MG 375/8302W D 采煤机滚筒的截齿排列。
凯南麦特公司滚筒的截齿排列是<118m 的滚筒布置了33个截齿,端盘均匀布置18个截齿,倾角5～35°,其中35°倾角截齿6个,3条螺旋叶片,每个叶片分布5个齿,一条截线1个齿。
太矿MG 375/8302W D 采煤机滚筒的截齿排列布置了40个,端盘均匀布置21个截齿,倾角-2～45°,其中45°倾角截齿6个,3条螺旋叶片分布截齿分别为7个、6个、6个,也是一条截线1个齿。
本厂研制的TG 118/6130滚筒在此基础上,结合本地区开采煤层的特点和以往的使用情况,把截齿减少到30个。
截齿排列方式是端盘均匀布置17个截齿,其中45°倾角截齿6个;25°,35°倾角截齿各3个;-5°,-10°,0°,10°,15°倾角截齿各1个。
采用3条螺旋叶片,分布截齿分别为8个、8个、5个,1条截线1个截齿的布置形式。
按以上技术改造后,研制的TG 118/6130滚筒和AM500采煤机配套使用在古书院矿3#煤层13309工作面下分层回采工作面中试采,现场使用反映良好,滚筒具有较好的截割状态和较高的块率,与改造前的螺旋滚筒相比,工作面块率提高了4%左右。
2 采煤机螺旋滚筒结构技术改造211 螺旋滚筒直径(D w )滚筒直径也是影响出煤块度的因素之一。
选择直径大一些滚筒,有利于降低临界转速,提高装煤效果,但直径过大时,会增加能耗,减小煤的块度。
当滚筒直径减小时,装煤效率会降低。
一般采煤机螺旋滚筒直径是根据开采煤层高度确定的,为了增加出煤块度,德国艾柯夫公司研究认为滚筒直径要满足D w ≥S /118536(式中,D w 为滚筒直径,m ;S 为采高,m )。
3#煤层厚度约610m 左右,回采工艺既有分层开采也有综采放顶煤开采,工作面采高都在310m 左右,煤质硬度为中硬。
结合以往使用情况,采用直径118m 的滚筒较为合理。
212 筒体直径(D y )筒体直径大小决定于叶片高度,筒体直径越大,叶片高度就越小,叶片间的煤流有效空间就越小,容易出现煤流的饱和发生堵塞现象。
因此,从提高滚筒装煤能力着想,在保证叶片与筒体的焊接强度,满足摇臂头传动装置的安装空间的前提下,滚筒的筒体直径应取小一些。
晋煤集团公司过去常用的AM500,MX A600采煤机,MG 375/8302W D 电牵引采煤机118m 滚筒的筒体直径为980mm ,现在使用的MG 250/6002W D 电牵引采煤机118m 滚筒的67筒体,直径为780mm ,相对叶片高度增加100mm ,极大地提高了装煤效率。
装煤效率的提高也相应减少了煤体之间的碰撞,间接地提高了块率。
213 螺旋叶片的头数螺旋叶片的头数决定了螺旋叶片的导程L ,L =S ×m (式中,S 为螺距;m 为叶片头数),而导程应不小于叶片宽度B y ,即L >B y 。
因此,头数必须满足S ×m >B y ,即m >B y /S 。
通常叶片的头数m =2～4,如果头数过多,叶片的间距S 减小,煤流空间狭窄,将增加阻力和能耗,理论上推荐S =250～400mm 。
故本厂在制造<118m G 18/6130滚筒时,确定螺旋叶片头数m =3。
214 叶片的螺旋角叶片的螺旋角通常指叶片外径处的螺旋角,螺旋角是影响滚筒装煤的决定性因素。
一般来说,螺旋角越大,排煤的能力也越大,但螺旋角过大时,容易引起煤尘飞扬。
螺旋角过小,叶片的排煤能力小,煤在螺旋叶片内循环,造成煤的重复破碎,使能量消耗增大。
经验表明,螺旋角在10～24°范围内,装煤效果较好。
凯南麦特公司的滚筒叶片的螺旋角为17°。
本厂制造的<118m TG 18/6130滚筒叶片的螺旋角为16°。
215 叶片的安装倾角叶片的安装倾角影响叶片的装煤性能。
一般滚筒叶片沿轴向截断面与其轴线垂直安装。
根据英国纽卡斯特尔大学的试验结果,如果该截断面向装载侧倾斜β=7～10°,则可使叶片的装煤效果提高10%左右。
本厂研制的螺旋滚筒,镐型截齿伸出长度大,并且齿座结构特殊,使主叶片的装载能力受到很大影响。
所以,产品在设计时,对主叶片只考虑到其截割性能,另设厚度16m m 的装载副叶片,装载副叶片不仅具有完整光滑的装载表面,并且在轴线上向装载侧倾斜8°,如图4所示。
副叶片与主叶片加焊封板,形成楔形结构,减小了径向截煤和排煤阻力。
图4 叶片安装1—主叶片;2—副叶片;3—封板 根据上述理论对TG 18/6130滚筒的结构参数进行的优化改进,使第二代滚筒在3#煤层工作面回采过程中取得了良好的装载效果,TG 18/6130滚筒的装载效率高达95%,同时也避免了落煤在滚筒叶片间产生第二次破碎,块率提高到了5%左右。
3 制造采煤机螺旋滚筒的主要工艺措施为了保证产品质量,符合设计要求,达到部颁标准,制造时必须有完善的工艺措施,工艺装备和工艺手段。
采取的主要工艺措施有以下几点:(1)其具有焊弧热量集中,熔池深,焊缝强度高的特点。
(2)螺旋叶片、滚筒端盘要采用专用模具压制。
(3)对截齿、齿座、齿靴等外购件在使用前必须严格检测。
(4)齿座组焊要在专用胎具上施焊,并及时利用样板截齿检测齿座的焊接位置。
齿座焊接时必须对齿座焊缝周围的母体进行预热,预热温度为200℃,以减少焊接应力。
(5)装载叶片的出口端要堆焊90#高铬铸铁焊条,要求硬度达到HRC50左右,增加耐磨性能。
(6)滚筒各件焊接后要及时利用TZ 221型震动时效装置进行时效处理,以消除或减少焊接应力。
4 结论通过对采煤机螺旋滚筒的技术改造和制造工艺质量保证措施,近5年来,本厂研制的<118m ,<114m 的螺旋滚筒已生产了24个,和A M500,MX A600,MG 375/8302W D ,MG 250/6002W D ,MG 250/6002A W D 等型号的采煤机配套使用,在集团公司的4个生产矿井现场运行效果良好,工作面生产效率和出煤块率较改造前都有提高,达到了技术改造的目的。