第十三章采煤機(jī)總體參數(shù)與選型

1、采煤機(jī)采煤機(jī)液壓支架液壓支架輸送機(jī)輸送機(jī)設(shè)備列車設(shè)備列車 采煤機(jī)的選型采煤機(jī)的選型 組成綜合機(jī)械化采煤工作面的采煤機(jī)、輸送機(jī)和液壓組成綜合機(jī)械化采煤工作面的采煤機(jī)、輸送機(jī)和液壓支架有嚴(yán)格的配套要求，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。支架有嚴(yán)格的配套要求，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。 一、采煤機(jī)選型一、采煤機(jī)選型 采煤機(jī)是綜采工作面最主要的生產(chǎn)設(shè)備。選型時(shí)，應(yīng)考慮煤層賦存條件和對(duì)生產(chǎn)能力的要求，以及與輸送機(jī)和液壓支架的配套要求。1.1.根據(jù)煤的堅(jiān)硬度選型根據(jù)煤的堅(jiān)硬度選型 采煤機(jī)適于開采堅(jiān)固性系數(shù).f4的緩傾斜至急斜煤層。對(duì)f=1.8-2.5的中硬煤層，可采用中等功率的采煤機(jī);對(duì)粘性煤以及f=2.5-4的中硬以上的煤層，應(yīng)采

2、用大功率采煤機(jī)。 堅(jiān)固性系數(shù)f只反映煤體破碎的難易程度，不能完全反映采煤機(jī)滾筒上截齒的受力大小，有些國(guó)家采用截割阻抗A表示煤體抗機(jī)械破碎的能力。截割阻抗標(biāo)志著煤巖的力學(xué)特征，根據(jù)煤層厚度和截割阻抗，可按表1一1選取裝機(jī)功率。 2 2、根據(jù)煤層厚度選型、根據(jù)煤層厚度選型 采煤機(jī)的最小截割高度、最大截割高度、過煤高度、過機(jī)高度等都取決于煤層的厚度。煤層厚度分為四類: (1)極薄煤層。煤層厚度小于0.8m最小截高在。0.65-0.80 m時(shí)，只能采用爬底板式采煤機(jī)。 (2)薄煤層。煤層厚度0. 8-1. 3 m。最小截高在0.75-0.9m時(shí)，可選用騎槽式采煤機(jī)。 (3)中厚煤層。煤層厚度為1.3

3、- 3. 5。開采這類煤層的采煤機(jī)在技術(shù)上比較成熟，根據(jù)煤的堅(jiān)硬度等因素可選擇中等功率或大功率的采煤機(jī)。 (4)厚煤層。煤層厚度在3. 5 m以上。由于大采高液壓支架及采煤、運(yùn)輸設(shè)備的出現(xiàn).厚煤層一次采全高綜采工作面取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。適應(yīng)于大截高的采煤機(jī)應(yīng)具有調(diào)斜功能，以適應(yīng)大截高綜采工作面地質(zhì)及開采條件的變化。 3、根據(jù)煤層傾角選型 煤層按傾角分為近水平煤層(80).緩傾斜煤層(80-200)、中斜煤層(250-450)和急斜煤層（450)。 4、根據(jù)頂?shù)装逍再|(zhì)選型 頂?shù)装逍再|(zhì)主要影響頂板管理方法和支護(hù)設(shè)備的選擇。因此，選擇采煤機(jī)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮選擇何種支護(hù)設(shè)備.二、采煤機(jī)基本參數(shù) 采煤機(jī)的

4、基本參數(shù)規(guī)定了采煤機(jī)的適用范圍和主要技術(shù)性能，它們既是設(shè)計(jì)采煤機(jī)的主要依據(jù)，又是綜采工作面成套設(shè)備選型的依據(jù)。 1、生產(chǎn)率 采煤機(jī)的理論生產(chǎn)率，也就是最大生產(chǎn)率，是指在額定工況和最大參數(shù)條件下工作的生產(chǎn)率。理論生產(chǎn)率為 (1-1)技術(shù)生產(chǎn)率Q Q=kQt (1-2)采煤機(jī)每小時(shí)的實(shí)際生產(chǎn)率Qm Qm=kQ (1-3)60tqQHJv 2.截割高度 采煤機(jī)的實(shí)際開采高度稱為截割高度.采煤機(jī)的截割高度應(yīng)與煤層厚度的變化范圍相適應(yīng)。采煤機(jī)說明書中的“截割高度”，往往是滾筒的工作高度，而不是真正的截割高度?？紤]到頂?shù)装迳系母∶汉晚敯逑鲁恋挠绊?，工作面的?shí)際截割高度要減小。一般比煤層厚度Ht小0. 10

5、. 3 m.為保證采煤機(jī)正常工作，截割高度H范圍為 Hmax=(0.90.95) Htmax Hmin=(1.11.2) Htmin 下切深度是滾筒處于最低工作高度時(shí)，滾筒截割到工作面輸送機(jī)中部槽底以下的深度.要求一定的下切深度以適應(yīng)工作面調(diào)斜時(shí)割平底板.或采煤機(jī)截割到輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾時(shí)能割掉過渡槽的三角煤。 采煤機(jī)說明書中給出了截割高度，用戶在選定采煤機(jī)后，應(yīng)驗(yàn)算截割高度范圍和下一切深度。如圖1-25所示，計(jì)算公式為minminsin22hDHAL maxmaxsin22hDKALminminsin22hDKAL maxmaxsin22hDHAL最大截割高度最大截割高度最小截割高最小截割高度

6、度最大下切深度最大下切深度最小下切深最小下切深度度下切深度K一般為100300mm。底托架高度U太小、過煤高度h2太低，會(huì)造成機(jī)身下面的煤流堵塞。一般中厚煤層h2250-300 mm,薄煤層h2200一240 rnm,最小不小于140160 mm。 3、截深 采煤機(jī)滾筒切入煤壁的深度稱為截深，它與滾筒寬度相適應(yīng)。截深決定著工作面每次推進(jìn)的步距。是決定采煤機(jī)裝機(jī)功率和生產(chǎn)率的主要因素，也是與支護(hù)設(shè)備配套的一個(gè)重要參數(shù)。 截深與截割高度有很大關(guān)系。截割高度較小，工人行走艱難時(shí)，采煤機(jī)牽引速度受到限制，為了保證適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)率，宜用較大的截深。反之，截割高度很大時(shí)煤層容易片幫，頂板施加給支護(hù)設(shè)備的載荷也

7、大.此時(shí)限制生產(chǎn)率的主要因素是運(yùn)輸能力。 截深的選擇還要考慮煤層的壓張效應(yīng)。當(dāng)被截割的煤體處于壓張區(qū)內(nèi)時(shí)，截割功率明顯下降。一般壓張深度為煤層厚度的0.4-1.0倍，脆性煤取大值，韌性煤取小值。當(dāng)滾簡(jiǎn)截深為煤層厚度的l/3時(shí)，截割阻力比未被壓張煤的截割阻力小1/3-1/2。為了充分利用煤層壓張效應(yīng),中厚煤層截深一般取0.6 m左右。近年來大功率電牽引采煤機(jī)向大截深的方向發(fā)展，截深為0.9m左右的已相當(dāng)多.部分截深已達(dá)1. 2 m。加大截深的目的是為了提高生產(chǎn)率，減少液壓支架的移架次數(shù)。但加大截深必然造成工作面空頂距加大，因此必須提高移架速度和牽引速度。并做到及時(shí)支護(hù)。 4、截割速度 滾筒上截齒

8、齒尖的切線速度稱為截割速度。截割速度決定于滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)速。為了減小滾筒截割時(shí)產(chǎn)生的粉塵，提高塊煤率，出現(xiàn)了滾筒低速化的趨勢(shì)。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過程的影響都比較大，但是對(duì)粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速。截割速度一般為3.5-5.0 m/s，少數(shù)機(jī)型只有2.0 m/s左右。滾簡(jiǎn)轉(zhuǎn)速是設(shè)計(jì)截割部的一項(xiàng)重要參數(shù)。新型采煤機(jī)滾筒直徑2.0m左右的滾簡(jiǎn)轉(zhuǎn)速多為25-40r/min。直徑小于1.0 m滾簡(jiǎn)轉(zhuǎn)速可達(dá)8r/min。 5、牽引速度 牽引速度就是采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)的速度。它與截割電動(dòng)機(jī)功率、牽引電動(dòng)機(jī)功率、采煤機(jī)生產(chǎn)率的關(guān)系都近似成正比。牽引速度的上限受電動(dòng)機(jī)功率

9、、裝煤能力、液壓支架移架速度、輸送機(jī)運(yùn)輸能力等限制。牽引速度是影響采煤機(jī)生產(chǎn)率的最主要參數(shù)。牽引速度有兩種:一種是截割時(shí)的牽引速度，另一種是調(diào)動(dòng)時(shí)的牽引速度。前者由于截割阻力是隨機(jī)的，變化較大.需通過對(duì)牽引速度的調(diào)節(jié)來控制電動(dòng)機(jī)的功率變化范圍和大小，通過自動(dòng)調(diào)速使電動(dòng)機(jī)功率經(jīng)常保持近似恒定或防止過載;后者為減少調(diào)動(dòng)時(shí)間。增加截割時(shí)間速度較高。 液壓牽引采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度一般為56 m/min,電牽引采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度一般可達(dá)到1012m/min,最高牽引速度已達(dá)54.5/min 6、牽引力 影響牽引力的因素很多。煤質(zhì)越堅(jiān)硬，牽引速度越高，采煤機(jī)越重，工作面傾角越大，牽引力就越大。實(shí)際選型時(shí).精確地計(jì)算牽引力既不可能，也無必要。電牽引采煤機(jī)都采用無鏈牽引，裝機(jī)功率都在300kW 以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其牽引力(kN)為裝機(jī)功率 (kW)的0.5倍左右，個(gè)別的可增加到一倍左右。 7、裝機(jī)功率 裝機(jī)功率包括截割電動(dòng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)、破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)、噴霧泵電動(dòng)機(jī)等所有電動(dòng)機(jī)功率的總和。裝機(jī)功率越大采煤機(jī)適應(yīng)的煤層越堅(jiān)硬。生產(chǎn)率也越高。裝機(jī)功率P與比能耗Hw和理論生產(chǎn)率Qt有關(guān).即 P=QtHw比能耗越小，截割功率和牽引功率越小，裝機(jī)功率也越小。比能耗與牽引速度近似成反比，呈雙曲線關(guān)系，牽引速度增大到一定值時(shí)，比能耗最小(圖1一26，圖中A1,A2表示