采煤機的發(fā)展史(共20頁)

1、國內(nèi)采煤機的發(fā)展歷史(lsh)與分析高偉岸-1210110203-露天(ltin)采礦2012第一章 采煤機的發(fā)展史 20世紀(shj)40年代初，英國和前蘇聯(lián)相繼研制出了鏈式采煤機，這種采煤機是通過截鏈截落煤，在截鏈上安裝有被稱為截齒的專用截煤工具，其工作效率低。同時德國研制出了用刨削方式落煤的刨煤機。50年代初，英國和德國相繼研制出了-滾筒式采煤機，在這種采煤機上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上安裝有截齒，用截煤滾筒實現(xiàn)落煤和裝煤。這種采煤機與可彎曲輸送機配套，奠定了煤炭開采機械化的基礎。這種采煤機的主要缺點有二點：其一是截煤滾筒的高度不能在使用中調(diào)整，對煤層厚度及其變化適應性差；

2、其二是截煤滾筒的裝煤效果不佳，限制了采煤機生產(chǎn)率的提高。 進入60年代，英國、德國、法國和前蘇聯(lián)先后對采煤機的截割滾筒做出革命性改進。其一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對煤層賦存條件的適應性；其二是把圓筒形截割滾筒改進成螺旋葉片式截煤滾筒，即螺旋滾筒，極大地提高了裝煤效果。這兩項關鍵的改進是滾筒式采煤機稱為現(xiàn)代化采煤機械的基礎。 可調(diào)高螺旋滾筒采煤機或刨煤機與液壓支架和可彎曲輸送機配套，構成綜合機械化采煤設備，使煤炭生產(chǎn)進入高產(chǎn)、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機械化采煤設備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。自70年代以來，綜合機械化采煤設備朝著大功率、遙控、遙測方向發(fā)展

3、，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進一步提高。工礦自動檢測、故障診斷以及計算機數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進的監(jiān)控技術已經(jīng)在采煤機上的到應用。第二章 國內(nèi)大功率大采高采煤機發(fā)展概況我國煤礦綜合機械化采煤設備的研制水平, 經(jīng)過幾十年的引進技術、消化吸收和自主研發(fā), 已有長足進步。綜采放頂煤支架技術處于國際領先水平; 國產(chǎn)綜采設備的主要技術參數(shù)已接近或達到本世紀初的國際先進水平; 國產(chǎn)綜采設備的機電一體化程度和可靠性接近或達到上世紀90年代中期的國際先進水平; 國產(chǎn)設備的價格約是引進設備的1 /2。國內(nèi)設計制造的煤礦機電裝備已成為我國煤礦工業(yè)技術裝備的主體, 為煤礦安全生產(chǎn)和高產(chǎn)高效礦井的建設提供了可靠的保證

4、。我國20世紀(shj)8090 年代曾引進(ynjn)了德、英、波、日液壓牽引采煤機, 并以技貿(mào)結合方式引進英國液壓牽引(qinyn)采煤機技術和德國直流電牽引采煤機技術, 通過引進消化再創(chuàng)新, 于90年代掌握了國際先進的交流變頻電牽引采煤機技術,2005 年初步掌握了大功率大采高采煤機技術和機電一體化技術。2001年大傾角電牽引采煤機和2002年短壁電牽引采煤機標志著我國采煤機總體設計技術達到或接近國際先進水平。2001 年能量回饋型四象限交流變頻技術、2002 年中壓開關磁阻調(diào)速和中壓電磁調(diào)速、2005年中壓交流變頻調(diào)速技術標志著我國采煤機電氣調(diào)速技術達到或接近國際先進水平。我國煤機裝備

5、的現(xiàn)狀和發(fā)展二、國內(nèi)煤機制造技術與國際水平的差距三、提升中國煤炭技術裝備產(chǎn)品水平的途徑第三章 我國煤機裝備的現(xiàn)狀和發(fā)展 我國是世界第一產(chǎn)煤大國，經(jīng)過多年積累，我國煤機行業(yè)發(fā)展較快，形成了較完整的煤炭裝備制造體系，專業(yè)化程度也很高。但是目前及今后煤機市場的需求不僅限于專業(yè)化裝備，用戶更多地需要具有綜合生產(chǎn)配套能力的產(chǎn)品，就是說，要具有三機一架（采煤機、掘進機、刮板機、液壓支架）的研發(fā)制造能力，產(chǎn)品之間要有較強的配合能力。進入90年代以來,為了滿足厚薄煤層薄煤層作為解放層開采礦井的迫切需要,并代中厚煤層滾筒采煤機技術,1997年,由務局、煤科總院上海分院聯(lián)合研制了M G200/450-B WD型薄

6、煤層采煤機,該采用多電機驅(qū)動、交流變頻調(diào)速、無鏈牽引總裝機功率達450kW,其中截割功率2牽引功率225kW,牽引力400kN,牽引速6m/min。采用騎輸送機布置方式,可用于110117m的薄煤層綜合機械化工作面。樣機于1997年12月在晉華宮煤礦9#層83面投入使用,取得了最高月產(chǎn)量916萬噸、產(chǎn)量5300噸的好成績。國內(nèi)幾種類型薄煤層采煤情況比較見表。表3-1我國幾種類型薄煤層采煤機基本情況比較 型號采高范圍/M牽引力/KN牽引方式年代BM-1005MG200-BMG344-PWDMG250-BWMG200/450-BWDMG250/550-BWD0.75-1.30.8-1.51.0-1

7、.80.9-1.60.85-1.51.0-1.7120160180350/262440440錨鏈牽引錨鏈牽引錨鏈牽引銷軌式無鏈引無鏈牽引無鏈牽引7070 708080-9090 我國薄煤層采煤機經(jīng)過40多年的發(fā)展,技術已趨成熟。但一個突出(t ch)的問題是:目前我國薄煤層采煤機為方便設計,在行走機構上均采用中厚煤層采煤機所用的相關參數(shù),例如(lr)銷排節(jié)距,一般大都(ddu)采用126mm。這樣做雖能保證其正常運行,但其強度余量過大。近幾年來,我國薄煤層采煤機得到了很大的發(fā)展,但在質(zhì)量和壽命和高新技術應用等方面與國內(nèi)大型采煤機,特別是與國外采煤機相比,還存在較大的差距。因此我們還需要進一步的

8、改進和更新。我國薄煤層采煤機經(jīng)過40多年的發(fā)展,技術已趨成熟。但一個突出的問題是:目前我國薄煤層采煤機為方便設計,在行走機構上均采用中厚煤層采煤機所用的相關參數(shù),例如銷排節(jié)距,一般大都采用126mm。這樣做雖能保證其正常運行,但其強度余量過大。近幾年來,我國薄煤層采煤機得到了很大的發(fā)展,但在質(zhì)量和壽命和高新技術應用等方面與國內(nèi)大型采煤機,特別是與國外采煤機相比,還存在較大的差距。因此我們還需要進一步的改進和更新。3.1薄煤層采煤機的優(yōu)點機器局限性我國薄煤層資源分布廣泛,113m以下煤層可采儲量約占全部可采儲量的20%。在一些省、區(qū)薄煤層儲量比重很大,如四川省占60%,山東省54%,黑龍江省占5

9、1%,貴州省占37%。特別是在南方地區(qū),有些省份薄煤層凈占50%以上,而且薄煤層分布廣,煤質(zhì)好。但由于其開采煤層厚度薄,與中厚和厚煤層相比,薄煤層機械化開采存在著工作條件差,設備移動困難,煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構造,對薄煤層設備生產(chǎn)性能影響大,以及投入產(chǎn)出比高、經(jīng)濟效益不如厚與中厚煤層等特殊問題,造成薄煤層機械化開采技術發(fā)展速度相對緩慢。另外(ln wi),對一些(yxi)薄、厚煤層并存的煤礦,由于薄煤層開采(kici)速度緩慢,使其下部的中厚煤層長期得不到及時開采,以至影響工作面的正常接替,而有的就只能被迫丟失一些薄煤層資源。隨著大批煤礦中、厚煤層的資源開采比較多,使得資源越來越少,所以薄

10、煤層的開采已列入日程。因此,研制適合我國實際國情的薄煤層采煤機,以適應不同的煤層結構,提高薄煤層采煤的工作效率是當務之急。3.2薄煤層采煤機設計的目的及意義在產(chǎn)品的總體方案設計階段，首先要明確產(chǎn)品必須實現(xiàn)哪些功能，還要明確用戶使用產(chǎn)品的各種條件和用戶對產(chǎn)品的要求和愿望。然后根據(jù)國家的技術經(jīng)濟政策，基于設計能力和產(chǎn)品制造技術水平，從宏觀方面考慮所要求的功能。并能實現(xiàn)用戶要求的各種結構方案，最后經(jīng)過技術經(jīng)濟評價，確定一種或兩種結構方案繼續(xù)進行結構設計。因此，通過總體結構的方案設計，不至于使產(chǎn)品結構方案出現(xiàn)大的失誤，也不至于從開始設計時就糾纏與具體的結構細節(jié)而忽略拉總體結構的合理性，甚至照成設計的返

11、工而浪費時間。在此基礎上再對薄煤層采煤機的截割部進行細致設計使其有更高的生產(chǎn)效率.對滾筒式采煤機的使用經(jīng)驗表明只有按照“量體裁衣”的原則來設計采煤機，這樣的采煤機才能在煤炭開采中滿足要求。到本世紀末，我國原煤的產(chǎn)量必須超過十四億噸。才能滿足我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。為此必須加大煤炭生產(chǎn)機械化力度，大幅度提高煤炭生產(chǎn)率。這就要求我們不斷開采出技術先進，高效率并且可靠的新型采煤機，不僅滿足過內(nèi)生產(chǎn)之需，而且力爭打入國際市場。雖然薄煤層采煤機的型號、規(guī)格有許多,但它的各主要組成部分大同小異，其區(qū)別主要在截割機構的傳動和截割部上,因此合理選擇薄煤層采煤機的截割部的參數(shù)，可以改善其工作性能和減少采煤比能

12、耗。選擇這個題目就是要進一步熟悉薄煤層采煤機各部分的工作原理，對其進行更好的改進，并對它的截割部減速器進行細致分析設計，使其耐用并且省時省力容易裝修，使其在工作中能夠有更好的經(jīng)濟效益。第四章 我國煤機企業(yè)(qy)的現(xiàn)狀我國煤炭裝備制造業(yè)發(fā)展(fzhn)初期，是按照煤炭生 產(chǎn)布局發(fā)展起來的。通常采用專業(yè)化生產(chǎn)，工廠的主導產(chǎn)品多數(shù)只是一種，并且由煤炭企業(yè)選廠配套。產(chǎn)品研發(fā)(yn f)由科研院所負責，工廠負責加工制造，制造廠自己沒有技術研發(fā)中心。企業(yè)規(guī)模小而分散，制造工藝落后，工藝設備備陳舊。缺乏產(chǎn)業(yè)巨頭的支撐，產(chǎn)、學、研各方一直以來都是各自為戰(zhàn)。煤機產(chǎn)品不是社會通用產(chǎn)品，產(chǎn)品專業(yè)性強，其發(fā)展完全受

13、控于煤礦的發(fā)展?！熬盼濉币詠?，我國煤炭形勢不容樂觀，經(jīng)過改革，煤機企業(yè)又都下放到地方。面對嚴峻的市場形勢，煤機企業(yè)努力克服困難，大力抓好技術創(chuàng)新，瞄準國際煤機制造的先進水平，研制開發(fā)了一 批國有重點煤礦急需的新產(chǎn)品，為煤炭工業(yè)的生產(chǎn)建設提供了大量的技術裝備，為促進我國 煤炭工業(yè)的結構調(diào)整、技術升級做出了新貢獻。目前建成的絕大多數(shù)高產(chǎn)高效礦井，都是用國產(chǎn)設備。在國家引導扶持下鼓勵有條件的大型煤機企業(yè)和各主要煤機企業(yè)集團建立了自己的技術中心，建立健全技術創(chuàng)新體系，為技術創(chuàng)新工作提供組織保證。有些企業(yè)技術中心發(fā)展成為地區(qū)級、省級、和國家級技術中心。如鄭州煤機集團公司技術中心就是國家級技術中心并設有

14、博士后工作站和院士工作站。各煤機企業(yè)技術中心設立后，企業(yè)的研發(fā)能力得到提升。例如雞西煤礦機械有限公司技術中心建立后，在20002001年的2年內(nèi)，每年都開發(fā)3種新產(chǎn)品，滿足了交流電牽引采煤機3.3kV和1.14kV不同等級電壓和不同功率的需要。同時也開發(fā)了不同采高及適合于綜采和普采的采煤機，2000年開發(fā)了MGl50/375-W型液壓牽引采煤機。鄭州煤機集團公司2000年以來新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，2005年為神華制造4.5米強力支架，打破了神華礦區(qū)液壓支架外國壟斷局面，目前鄭煤機已能夠生產(chǎn)從薄煤層到大采高等多種類型支架，最高已達7米，支撐力達到18000MPa。大大提升了國產(chǎn)支架在國際市場的競爭力，

15、該公司產(chǎn)品先后出口俄羅斯、印度、土耳其等國。學習引進先進技術，用高新技術改造企業(yè)。技貿(mào)結合引進國外先進技術。上世紀90年代初我國綜采設備與 國際先進水平的差距較大，用戶反映 較強烈的是刮板輸送機。當時刮板輸送機事故率高，可靠性差，輸送能力小，制約工作面生 產(chǎn)能力的發(fā)揮。原煤炭部決定由部分生產(chǎn)基建礦井購買國外重型刮板輸送機，同時引進設計、制造技術。1995年完成了重型刮板輸送機的技術轉(zhuǎn)讓。1997年，張家口煤礦機械有限公司 利用國外技術(經(jīng)過外方質(zhì)量監(jiān)造)，研制了我國第一臺大功率重型刮板輸送機，這項技術的引進使我國重型刮板輸送機的水平達到了同期國際先進水平。鄭煤機集團公司按照神華集團的要求，認真

16、學習、研究、消化、吸收德國DBT公司生產(chǎn)液壓支架的技術，為神華集團生產(chǎn)出了可與之比美的液壓支架，為國產(chǎn)(guchn)支架進入神華礦區(qū)打開先河。而一直占據(jù)中國煤機高端市場的國外煤炭供應商,憑著強勁的技術優(yōu)勢，步步為營，不斷通過收購中國煤機企業(yè)(qy)蠶食中國的煤炭機械設備市場。中國國內(nèi)兩大煤機生產(chǎn)企業(yè)(qy)雞西采煤機廠和佳木斯煤機制造公司隨后被外企并購，隨之國產(chǎn)煤機采煤機、掘進機、刮板機、液壓支架等設備生產(chǎn)量和市場占有量大大下降。在外資煤機技術和裝備等眾多優(yōu)勢的重大沖擊下，國產(chǎn)煤機的弱點與劣勢暴漏無疑。國內(nèi)煤機行業(yè)如果任由企業(yè)獨自發(fā)展，最終可能會被外資各個擊破。組建具有三機一架綜合性的煤機制造

17、集團，已成為我國煤機行業(yè)迫在眉睫的任務。據(jù)統(tǒng)計，到“十一五”末，我國煤機需求約達900億元。其中，新增煤機設備投資約700億元，技改和更新約需150億200億元。而據(jù)全國1100多家主要煤機企業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2007年產(chǎn)值為496.1億元，銷售收入達480億元；2008年產(chǎn)值為600多億元，銷售收入達600多億元。這意味著，我國還有約300億元煤機產(chǎn)品的市場競爭空間，其中又以年產(chǎn)600萬噸以上的綜采設備需求較大。煤炭要振興，煤機要先行。國外煤機制造企業(yè)看好我國市場，紛紛投巨資建廠、擴產(chǎn)。在國家振興裝備制造業(yè)政策指導下，近幾年來，國內(nèi)煤炭裝備優(yōu)勢企業(yè)加快了改制、重組、聯(lián)合、兼并的步伐，組建了以煤炭裝

18、備制造企業(yè)為主體，煤炭生產(chǎn)企業(yè)入股、科研院所參與的大型煤炭裝備制造集團，形成具有制造和開發(fā)能力、工程成套能力、自主創(chuàng)新能力的企業(yè)實體。目前，山西已提出建立全國煤機大省的目標，太重煤機太礦已形成年產(chǎn)200套綜采設備的成套能力，鄭煤機也在努力打造成套綜采設備生產(chǎn)能力，鄭煤機新區(qū)建設正緊鑼密鼓加快建設，不久就會在鄭東新區(qū)建成，百億鄭煤機的夢想就要實現(xiàn)。聞名全國的民營企業(yè)三一重工已在美國、歐洲投資建廠，并在沈陽和北京投資約80億元建立煤礦機械制造工業(yè)園。該公司生產(chǎn)的礦用掘進機技術先進、品種多，已成為國內(nèi)的拳頭產(chǎn)品。目前，該公司正投巨資開發(fā)大功率、大采高的硬巖采掘和連續(xù)采煤機等高端綜掘和綜采設備，逐步建

19、立全國最大并具有世界水平的煤機研發(fā)與制造基地。 另外，中國煤炭科工集團、中煤裝備公司等大集團重組整合，也形成新的煤機生產(chǎn)能力。大型采掘(ci ju)設備需求將成主流 國務院關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見指出，要“發(fā)展大型(dxng)煤炭井下綜合采掘、提升和洗選設備(shbi)，實現(xiàn)大型綜合采掘、提升和洗選設備國產(chǎn)化”?！笆晃濉逼陂g，我國大型煤礦采掘設備機械化程度要達到95%以上，中型煤礦要達到80%以上。加之全國大型煤炭集團對中小型煤礦的兼并重組等，大型采掘設備需求量更多。隨著煤炭行業(yè)兼并、重組、整合，大型綜采設備需求將成為市場的主流?？上驳氖?，由于近年來國家對于振興裝備制造業(yè)的重視，相關

20、省、市和煤炭裝備企業(yè)意識到了危機，開始積極建設煤炭裝備制造基地和組建綜合性的煤機制造集團，并在短短兩三年內(nèi)取得了令人矚目的突破。十一五期間，我國計劃建立13個億噸超級煤炭基地。為此，國家煤炭工業(yè)“十一五”規(guī)劃技術進步的主要目標是：采用高新技術和先進實用技術，加快安全高效大型現(xiàn)代化煤礦建設。 作為產(chǎn)煤大國，經(jīng)過多年發(fā)展，我國煤炭裝備制造業(yè)已形成較為完善的煤炭采掘、洗選、焦化等三大系列配套產(chǎn)品。由太重煤機生產(chǎn)的1800千瓦采煤機在2008年全年采煤1015萬噸，創(chuàng)造中國綜采設備“一礦一井一面單產(chǎn)1015萬噸”國內(nèi)新紀錄的基礎上，2009年1月份又創(chuàng)下118萬噸全國月產(chǎn)新紀錄。一舉打破年采煤千萬噸以

21、上綜采設備完全依賴進口的局面。按照國務院出臺的關于加快振興裝備制造業(yè)若干意見中指出的，要重點推進大型采掘、提升和洗選設備國產(chǎn)化進程。作為煤炭裝備制造業(yè)龍頭企業(yè)鄭煤機責無旁貸地承擔起了一系列國家重點科技攻關項目重任，例如液壓支架的核心部件電液控制系統(tǒng)的研制成功，填補了國內(nèi)空白，它的問世，標志著我國在液壓支架電液控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化進程取得了突破性的進展，有力地推動了我國煤機制造業(yè)的迅速發(fā)展。2009年9月，鄭煤機集團公司成功研制的ZY18000/32/70D型電液控大采高煤礦液壓支架，工作阻力18000千牛、支護高度7米，用于神華集團，創(chuàng)造了世界紀錄。該支架的成功研制，充分展示了中國重大煤機裝備自主

22、研發(fā)能力、制造技術與綜合實力已達到世界先進水平，為國家特大礦壓特厚煤層礦井實現(xiàn)高產(chǎn)高效綜合機械化開采提供了有力支撐。這些巨型裝備的悉數(shù)亮相，可以說是我國目前在大型煤機特別是高端煤機研制領域國產(chǎn)化水平不斷提高的一個縮影。國內(nèi)其他大型煤炭裝備集團也漸漸走出自主創(chuàng)新之路，并逐漸向多元化方向創(chuàng)新發(fā)展。上海世邦機器有限公司研制的以移動或半移動式破碎站為主的半連續(xù)采煤設備，液壓驅(qū)動履帶式移動破碎站和多種半移動式移動破碎站的研制大大方便了煤炭業(yè)下游產(chǎn)業(yè)鏈的連續(xù)開采。隨著科學技術的發(fā)展和進步，我國煤炭工業(yè)已由勞動密集型轉(zhuǎn)向資本及技術高密集型發(fā)展，在煤礦開采方面也有了日產(chǎn)千萬噸的超大型綜合機械。實現(xiàn)采煤機基本功

23、能的結構方案設計用于走向長臂采煤法的采煤機應該具有(jyu)的如下三種基本功能；（1） 把煤從煤煤壁上破碎(p su)下來的功能；（2）把破碎(p su)先來的煤裝在工作面輸送機上的功能；（3）采煤機能沿著工作面自移的功能；實現(xiàn)破碎煤壁功能結構方案 1、銑削式結構方案 在鼓形滾筒的表面或在旋轉(zhuǎn)滾筒的葉片上安裝截齒，滾筒隨采煤機前移并自轉(zhuǎn)，截齒便用銑削的方式把煤從煤壁上截割下來，這就是銑削式結構。 具體分為側(cè)銑和端銑兩種，側(cè)銑方式中螺旋滾筒結構應用最普遍，其主要優(yōu)點是它不僅能實現(xiàn)截落煤的功能還能實現(xiàn)裝煤的功能；水平旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整滾筒高度方便，對不同的煤層厚度的適應性好；具有自開缺口的功能等。端銑式結

24、構是在齒冠外側(cè)安裝大截齒當齒冠自轉(zhuǎn)并隨采煤機移動時，截齒實現(xiàn)破煤功能。這種結構的特點是截齒安裝的比較少， 煤的塊度大，機器能耗小；實現(xiàn)簡單，制造容易；負荷變化大，機器動特性較差。 圖4-1水平(shupng)軸螺旋滾筒結構 圖4-2 垂直軸滾筒結構 圖4-3端銑式結構(jigu)方案2、鉆削式結構(jigu)方案鉆削式結構在喚醒懸臂的前端安裝截齒，這種懸臂的內(nèi)表面上也安裝有截齒。這種結構被稱為鉆削頭，懸臂則被成為鉆削臂。當鉆削頭自轉(zhuǎn)并沿其軸線方向推進時，首先在煤層中由鉆削頭截割出現(xiàn)截槽，而此環(huán)形槽所圍成的柱狀煤體則被鉆削頭內(nèi)的截齒所破碎。這種結構的優(yōu)點是結構簡單，制造方便；集落煤和裝煤功能于一

25、體；煤的坡度大，機器能耗低。其缺點是這種結構應布置于采煤機的端面，機身必沿其鉆削出的空間前進，因此，機身長；這種結構不能自開缺口；為使地板平整還必須配有截割盤，沿頂板和地板截割煤層，因此使整個機器復雜化；此外這種結構對煤層厚度的適應性小。滾壓式結構(jigu)方案滾壓式破煤結構是在螺旋筒的旋葉上和滾筒(gntng)端面安裝滾演盤刀當,當滾筒(gntng)前移并自轉(zhuǎn)時，盤刀壓向煤壁，其刃部的擠壓和剪切作用達到破沒的目的。這種結構的優(yōu)點在于，彩霞煤的塊度大，煤塵明顯低；機器能耗??；盤刀壽命長。缺點在于機構復雜，成本高。采煤機的落煤功能是采煤機的第一功功能，因此，現(xiàn)在把既有落煤功能的結構稱為采煤機的

26、工作機構。在采煤機的設計中，工作機構設計的合適與否，對采煤機的工作占有舉足輕重的地位。實現(xiàn)裝煤功能的設計方案把煤從煤壁上破碎下來以后，還要裝在工作面輸送機里運到工作面之外。實現(xiàn)扎中裝煤功能的機構與落煤結構的種類有關。經(jīng)過淘汰和篩選，只有兩種類型的裝煤結構被廣泛應用。一種是與落煤結構相結合，不僅具有落煤功能而且兼有裝煤的功能。比如，螺旋滾筒式工作機構，采煤下來的碎煤被螺旋葉片自煤壁向采空區(qū)方向輸送，并裝到工作面輸送機里。另一種是專門用于裝煤的機構，如裝煤犁，這是一種斜面結構, 和犁地的犁一般，被單獨的牽引機構牽引，在工作面往返運行，把碎落在底板上的煤裝入輸送機里。這種結構往往與沒有裝煤功能的工作

27、機構配合。實現(xiàn)采煤機自動移動功能的結構方案采煤機沿工作面移動被稱為牽引，能使采煤機實現(xiàn)自移的結構有稱作牽引機構?，F(xiàn)在廣泛應用的牽引機構可以分為兩大類；既鏈牽引機構和無鏈牽引?？v觀我國煤礦機械的發(fā)展史，不可否認，我國已經(jīng)取得了長足的進步。但我國煤礦采掘設備和世界水平還是有相當大的差距，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品技術標準、設計理論、核心技術、壽命與可靠性、制造工藝及研究等方面。國內(nèi)主要大型煤機企業(yè)正在努力培育具有規(guī)模經(jīng)營和核心競爭力的大型煤炭裝備制造企業(yè)集團，打造我們自己的產(chǎn)業(yè)巨頭，推動我國煤炭技術裝備制造業(yè)的國產(chǎn)化進程向縱深發(fā)展。相信，我國煤礦機械隨著科學技術水平的進步和國家政策對煤礦機械設備研發(fā)能力的投入

28、的增大，煤礦機械的發(fā)展必將走上國際化的發(fā)展之路。薄煤層采煤機的主要技術參數(shù)的確定實現(xiàn)采煤機輔助功能的結構方案只具有基本功能的采煤機，能勉強完成在工作面破落煤壁和裝煤的任務。在實際中還要使用到一些輔助功能，有；適應(shyng)煤層賦存狀況變化的功能、降塵和冷卻設備功能、自動(zdng)托卷電纜功能(gngnng)等。實現(xiàn)適應煤層賦存狀況變化功能的機構方案煤層在地下賦存狀態(tài)的變化概括起來有三種；煤層厚度的變化、煤層走向波浪起伏以及存在斷層、煤層相對于水平面傾角的變化。實現(xiàn)適應煤層厚度變化的功能的結構方案當煤層厚度隨時變化時，兩個滾筒的工作高度應當變化，這就需要實現(xiàn)能適應煤層厚度變化的功能的結構，

29、這種結構稱為采煤機的調(diào)高裝置。適應煤層沿走向波浪起伏以及存在的斷層的功能的結構方案采煤機在采空區(qū)安裝有調(diào)斜油缸，采空區(qū)側(cè)的滑靴安裝在活塞桿上。活塞桿伸縮就改變餓采煤機的傾斜角度。這種結構實現(xiàn)調(diào)斜功能得到普遍應用。具有開采大傾角煤層功能的結構方案當采煤工作面傾角大于10，一旦及其牽引部失靈，采煤機有可能下滑，具體防滑裝置有：（1）抱閘式防滑裝置（2）盤式制動器防滑裝置（3）輔助牽引與防滑絞車二、實現(xiàn)降塵和冷卻功能的結構實現(xiàn)降塵功能的方案采煤機的滾筒在截割煤壁的同時，產(chǎn)生的煤塵嚴重污染(wrn)井下空氣，威脅工人身體健康。因此降塵是采煤機的重要輔助功能。降塵(jingchn)措施有很多種，歸納起來

30、有；（1）提高采煤機牽引(qinyn)速度，降低截煤滾筒的轉(zhuǎn)速，增大碎煤塊度，能明顯降低煤塵。（2）滾筒軸垂直于采煤機機面，即采用立滾筒，使截齒沿煤層層理截割，也能降低煤塵（3）在可能條件下，減少滾筒上安裝截齒的數(shù)量增大碎煤的塊度，降低煤塵（4）實現(xiàn)滾筒自動調(diào)高，避免滾筒截割工作面頂板和底板，從而降低牽引速度，避免煤塵大量生成。（5）吸入式降塵機構，壓力水精油在滾筒軸內(nèi)的中心管送到噴嘴，有噴嘴噴出壓力水在水束周圍形成負壓區(qū)，含塵空氣被吸入負壓區(qū)并隨水束穿過滾筒內(nèi)部降塵后，重新進入截煤空間?？諝饩瓦@樣在滾筒內(nèi)循環(huán)被凈化，降塵效果比較好。（6）用噴霧降塵，壓力水經(jīng)過噴嘴后霧化，極小的液滴充滿滾筒截

31、煤區(qū)，液滴與粉塵相碰而被不捉。一般采煤機內(nèi)外噴霧都有，降塵效果很好。（7）泡沫滅塵，有發(fā)泡劑的水自噴嘴噴出進入一個與噴嘴緊挨的罩體。大量的泡沫從罩體射出，籠罩了截煤滾筒的周圍，使煤塵源與周圍空氣隔絕，并使煤粉被泡沫捕捉。這種滅塵方式效果最佳。2、實現(xiàn)冷卻功能的方案采煤機的冷卻功能是由 實現(xiàn)的。讓噴霧水首先流過需要冷卻的不見，實現(xiàn)冷卻功能，然后再被送到噴霧系統(tǒng)中。因此，冷卻與噴霧水是一個供水系統(tǒng)，三、實現(xiàn)自動卷電纜功能的結構方案采煤機是采煤工作面內(nèi)的移動機械，因此，對采煤機供電必須用橡膠電纜。當采煤機工作面很長時，被采煤機拖移的電纜很長，而且很重。如果采煤機直接拉引電纜本身，電纜容易被拉斷。因此

32、要用專門的電纜拖移裝置。一般使用電纜尼龍夾板組成的夾板鏈，它由框形夾板用鉚釘鏈接而成。每段長0.71m，各段之間再由銷軸連接?？蛐袏A板在斷面為U形，在夾板鏈中其開口朝向才空區(qū)側(cè)。夾板鏈終端借助于可回轉(zhuǎn)的彎頭懸掛于采煤機身上。板式鏈僅位于彎頭處，意在改善夾板鏈端受力狀況。其優(yōu)點在于，使電纜在采煤機折返工作中折曲靈活，不易側(cè)倒；而且有效的保證在采煤機牽引過程中使電纜免受拉力；朔料夾板重量輕，強度足夠，使電纜免受碰傷。截深截深是指薄煤層采煤機工作機構(jgu)完全按截入煤壁的深度(shnd)，即采煤機沿工作面走向一次推進的距離。對于中厚和厚煤層，考慮到工作面輸送機的最大輸送能力以及充分利用頂板壓力對

33、煤壁的予破壞(phui)效應，截深絕定為0.6m。對于薄煤層，為保證工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)率，適當加大截深，取截深0.75-1.0m.通過設計分析，截深取為0.8m。采高才高是指最大可能開采的高度，是由采煤機的機械結構決定的。對于單一煤層的開采，才高要與煤層厚度相當。當厚煤層分層開采時，按最大分層厚度約為最大才高的90-95%，最下煤層厚度約為最小采高的110-120%來確定采煤機的采高。薄煤層的厚度是在0.8-1.3mm，此次設計的最大采高為1.2m.最小采高取為0.65m。這樣可以滿足要求。牽引速度采煤機牽引速度由煤層厚度、截深、煤層物理機械性質(zhì)以及用戶對采煤機生產(chǎn)率的要求確定的。牽引速度即采煤

34、機沿工作面移動的速度。由于煤層的機械力學性質(zhì)復雜多變，需要隨時調(diào)節(jié)牽引速度，使采煤機能在正常負載下工作。當用戶生產(chǎn)率已定，則當采高和截深加大牽引速度就減??；當采高和截深小，勢必加大牽引速度。當煤層中含矸量較大或煤層硬度較高，才么及的牽引速度也必須減低。我國采煤機的牽引速度在2.5-5m/min的范圍，國外的可達15m/min.由于生產(chǎn)率按照正常的計算取15t/min故由 Q=60HJV 式中 H薄煤層采煤機采高，m; J薄煤層(micng)采煤機截深，m; V薄煤層采煤機可能達到的平均牽引(qinyn)速度，m/min; 煤的密度(md)，一般為1.31.35t/m Q薄煤層采煤機理論生產(chǎn)率，

35、t/h.采高H,薄煤層的厚度在0.6-1.2米。截深J也已設計給出為0.8m。煤的密度由煤巖性質(zhì)取1.35t/m。則 V= （4-1）這樣取牽引速度09.1m/min便可滿足設計要求。4) 牽引力采煤機的牽引力是采煤機克服牽引阻力的能力。采煤機的牽引阻力取決于煤層的物理機械性質(zhì)、工作面傾角、采煤機自重以及導向裝置摩擦阻力等。在初定牽引力時，可按p=(1-1.3)N p采煤機牽引力，KN。N采煤機總裝機功率， KW。表4-1采煤機裝機功率煤層阻抗A KN/m煤層厚度 m0.5-0.70.7-1.21.2-2.22.0-3.5采煤機裝機率 kw24010012515012035-150150-20

36、0200150-250300-350250250-350-設計生產(chǎn)率T/min3-44-66-1010-155）截割速度(sd)截割速度(sd)是截煤滾筒(gntng)截齒圓圍切向速度，此速度與滾筒直徑、滾筒轉(zhuǎn)速以及采煤機牽引速度有關。實踐證明，截齒的截割速度與截齒的磨損速度相關。為減緩截齒磨損取低截割速度。當采高大，牽引速度大，為不發(fā)生滾筒裝煤堵塞和對煤的二次破損，滾筒速度應加大則截割速度也相應加大。目前，截割速度一般為3.5-5.0m/s，對小直徑滾筒而言截割速度甚至為1.85-2.7m/s。6）裝機功率采煤機裝機功率，是指采煤機總裝機功率?？砂聪卤砉浪?。7)采煤機設計生產(chǎn)率采煤機理論設計

37、生產(chǎn)率按下式計算Q=60HJV （4-2） 式中 H薄煤層采煤機采高，m; J薄煤層采煤機截深，m; V薄煤層采煤機可能達到的平均牽引速度，m/min; 煤的密度，一般為1.31.35t/m Q薄煤層采煤機理論生產(chǎn)率，t/h.考慮到對采煤機檢查、維護等技術因素對生產(chǎn)率的影響，應計算出采煤機的技術設計生產(chǎn)率QQ= Q.K T/h （4-3）式中K采煤機技術工作時間利用系數(shù)，K= （4-4）割一刀煤采煤機的純工作時間，min。割一刀煤所需的輔助時間，min.割一刀煤消除故障時間，min。此外，應考勞動組織以及配套設備(shbi)等對生產(chǎn)率的影響。因此，采煤機實際生產(chǎn)率Q；Q=Q （4-5）式中采煤

38、機純利用系數(shù)(l yn x sh)；= （4-6）因技術和組織原因(yunyn)引起的停機時間，min.實際上，采煤機的生產(chǎn)率要比上面諸式計算值低得多，因為許多影響因素無法事先估計出。第五章 行業(yè)發(fā)展面臨雙重壓力煤炭行業(yè)的整合，綜采設備需求越來越大，煤機制造企業(yè)越來越多，在國內(nèi)外同行競爭的巨大壓力之下，煤機制造行業(yè)發(fā)展面臨雙重壓力，既是機遇又是挑戰(zhàn)。看好煤機領域投資煤機行業(yè)前景可觀。預計未來三到五年煤機行業(yè)將增長2030。中國煤炭機械工業(yè)協(xié)會也表示了很大信心。協(xié)會預計至2015年，整個煤炭機械行業(yè)產(chǎn)值將達到1499億元，復合年均增長率達到22.8。同時，隨著高端煤炭綜采機械設備需求的逐年增長，

39、液壓支架占綜采設備比重將逐步上升。此外，2015年液壓支架的市場需求將達到458億元，市場前景廣闊。采煤機設計模型及手段可以反應現(xiàn)代化采掘機械的技術水平；裝機總功率2000kW、牽引速度達30m/mim、生產(chǎn)能力2000t/h、截割高度6.0m、滾筒壽命大于500萬噸；具有建立在微機基礎上的智能化監(jiān)測、監(jiān)控和保護系統(tǒng)技術；實現(xiàn)交互式人機對話、遠程控制，具有工況監(jiān)測及運行狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)采集、儲存及傳輸、故障診斷及預警、自動控制、自動調(diào)高等多種功能技術；實現(xiàn)液壓支架、輸送機的信號交流和聯(lián)動控制等功能及整個工作面自動化技術，井下、地面兩級故障診斷及維修管理系統(tǒng)機電一體化技術。把煤從煤層上截落下來并運

40、出采煤(ci mi)工作面，這個煤炭生產(chǎn)的兩個主要工序。使用刮板輸送機實現(xiàn)煤的運輸，而把煤從煤層截落下來并裝入輸送機，則是由采煤機來完成。采煤機完成了洛美和裝煤的這兩個主要工序，就實現(xiàn)了煤炭(mitn)開采的機械化。本世紀四十年代初，英國和原蘇聯(lián)相繼(xingj)研制出了鏈式采煤機。這種采煤機是用截鏈截煤落煤，在截鏈上安裝被稱為截齒的專用截五煤刀具，這種采煤機工作效率低。五十年到初，英國和德國相繼研制除了滾筒采煤機。才這種采煤機上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上裝有截齒，用截煤滾筒實現(xiàn)截煤和裝煤。這種采煤機與可彎曲輸送機配套，奠定了煤炭開采機械化的基礎。這種采煤機的兩個缺點也是決定它更

41、新的得點使得采煤機不斷更新和完善，進入六十年代，英國、德國、法國以及前蘇聯(lián)先后對采煤機的截割滾筒做出兩項革命性改進。其一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)節(jié)起高度，完全解決對煤層賦予田間的適用性；第二項是把圓筒形截煤滾筒改進成螺旋葉片式截煤滾筒或螺旋滾筒，極大的提高了裝煤的效果。這兩項改進稱為現(xiàn)代化采煤機械的基礎。六十年代以后，刨煤機也有了長足的改進，滑行刨的研制成功，使刨煤機成為與采煤機競爭的采煤機設備?？烧{(diào)高螺旋滾筒采煤機或刨煤機與液壓支架和可彎曲輸送機設備，構成綜合機械化采煤設備。使煤炭生產(chǎn)進入高產(chǎn)、高效、安全、和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機械化采煤設備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。自七十

42、年代以來，綜合機械化采煤設備朝著大功率、遙控、遙測方向發(fā)展，其性能日益完善，生產(chǎn)率和可靠性進一步提高。工況自動監(jiān)測，故障診斷以及計算機數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進的監(jiān)控技術已經(jīng)在采煤機上的到應用，現(xiàn)代采煤機已經(jīng)發(fā)展成為高科技機電一體化產(chǎn)品。我國在地下開采煤礦紅應用采煤機械始于五十年代初。當時從蘇聯(lián)引進鏈式姐妹機和鏈式聯(lián)合采煤機，并進行組織自行生產(chǎn)。由于這種采煤機械生產(chǎn)率低，沒能在我國普遍推廣使用。六十年代，我國從波蘭引進了滾筒式采煤機，并組織自行制造同類機械。七十年代初，我國從英國、德國、波蘭和法國等國家大量引進雙滾筒可調(diào)高采煤機，并組織制造同類型設備，我國開始大規(guī)模研制和生產(chǎn)現(xiàn)代化采煤設備。自七十年

43、代初至今，經(jīng)過幾十年的引進和開發(fā)相結合的發(fā)展過程，現(xiàn)在我國已經(jīng)能自行設計和生產(chǎn)適合于各種煤層賦予條件的滾筒式采煤機。為了更好的發(fā)展必須(bx)加大煤炭生產(chǎn)機械化力度，大幅度提高煤炭生產(chǎn)率。這就要求我們不斷開發(fā)出技術(jsh)先進、高效并可靠的新型采煤機，不僅滿足國內(nèi)生產(chǎn)之需，而且力爭打入國際市場。5.1 薄煤層(micng)采煤機的分類及其特點由于受到煤層厚度的限制，薄煤層采煤機分為騎溜子式和爬底板式兩類。騎溜子式采煤機的機身騎在刮板輸送機上，并靠其支撐和導向。當電動機功率為100KW時，電動機高度h=350mm，國美空間高度至少為C=140160mm，輸送機中部槽高度為180190mm，則機

44、面高度至少達到A=600650mm.考慮到頂梁厚度，頂板下沉厚度以及過機空間高度Y（通常Y=90200mm），則騎溜子薄煤層采煤機只能適用于0.750.95m以上的煤層（小值對單滾筒，大值對雙滾筒）。如果電動機功率加大，則電動機高度相應增大，因而最小采高還要加大。爬底板式采煤機，機身位于機道內(nèi)，因而機面高度降低，使過煤空間高度及過機空間高度增大（240mm），這不僅改善了機器性能，而且可使采煤機在0.60.8m的及薄煤層中工作。采用機身在煤壁側(cè)機道內(nèi)的爬底板式采煤機的工作面通風斷面大，提高了工作的安全性。因此，爬底板采煤機是當前薄煤層采煤機主要的發(fā)展方向。5.2 薄煤層采煤機在我國的應用情況我國薄煤層采煤機的研究始于60年代。60年代初,在頓巴斯-1型采煤機基礎上,我國開始自行研制生產(chǎn)采煤機。這類薄煤層滾筒采煤機主要有MLQ系列采煤機,如1964年生產(chǎn)的MLQ-64型,1980年生產(chǎn)的MLQ