第九章采掘機(jī)械概述1

《采掘機(jī)械》中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院第二編采煤機(jī)械一、采掘機(jī)械的種類和發(fā)展概況

二、采掘工作面設(shè)備布置功能：落煤和裝煤分類：采煤機(jī)和刨煤機(jī)滾筒采煤機(jī)：采高范圍大，對(duì)各種煤層適應(yīng)性強(qiáng)，能截割硬煤，并能適應(yīng)較復(fù)雜的頂?shù)装鍡l件刨煤機(jī)：要求煤層地質(zhì)條件較嚴(yán)，一般適應(yīng)于煤質(zhì)較軟且不粘頂板、頂?shù)装遢^穩(wěn)定的薄煤層或中厚煤層，應(yīng)用范圍較窄。但刨煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尤其在薄煤層條件下生產(chǎn)率較高

Eickhoff

SL500，中國(guó)，晉城，2002MG750/1910-WD型交流電牽引采煤機(jī)

1.最大計(jì)算生產(chǎn)能力

4800t/h2.采高

2.70～5.50m3.裝機(jī)功率

2×750+2×110+40+150kW4.供電電壓

3300v5.滾筒直徑

φ2500,φ2700mm6.截深

800，1000mm7.牽引力

1000～500kN8.牽引速度

0～11.5～23m/min9.滅塵方式

內(nèi)外噴霧

10.拖電纜方式

自動(dòng)拖纜

11.主機(jī)外形尺寸16200×2950×2120mm12.主機(jī)重量

115t13.最大不可拆卸尺寸

3220×2510×1050

mm14.最大不可拆卸重量

16.7t15.配套運(yùn)輸機(jī)SGZ-1000/1050-W◆產(chǎn)品用途及適用條件

MG750/1910-WD型交流電牽引采煤機(jī)是一種多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)橫向布置，交流變頻調(diào)速無(wú)鏈雙驅(qū)動(dòng)電牽引采煤機(jī)?？傃b機(jī)功率1910kW，機(jī)面高2120mm，適用于采高2.70～5.20m，煤層傾角≤15°的厚煤層綜采工作面，要求煤層頂板中等穩(wěn)定，底板起伏不大，不過(guò)于松軟，煤質(zhì)硬或中硬，能截割一定的矸石夾層。工作面長(zhǎng)度以150～200m為宜。主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.整機(jī)為多電機(jī)橫向布置，框架式結(jié)構(gòu)，機(jī)身由三段組成，無(wú)底托架。三段機(jī)身采用液壓拉杠聯(lián)結(jié)，所有部件均可從老塘側(cè)抽出。

2.采用直搖臂，左右可互換，左右牽引部對(duì)稱，結(jié)構(gòu)完全相同。

3.用二臺(tái)交流電機(jī)牽引，電氣拖動(dòng)系統(tǒng)為一拖一，技術(shù)領(lǐng)先。

4.電氣系統(tǒng)可具有四象限運(yùn)行的能力，可用于大傾角工作面。

5.采用水冷式變頻器，技術(shù)領(lǐng)先，可靠性高，體積小。

6.采用PLC控制，全中文液晶顯示系統(tǒng)。

7.具有簡(jiǎn)易智能監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)保護(hù)功能齊全，查找故障方便。

8.具有手控、電控、遙控操作方式。刨煤機(jī)適用于煤層厚度為0.7-1.8米，煤層傾角≤25°，煤質(zhì)中硬，頂?shù)装宸€(wěn)定的長(zhǎng)壁式回采工作面；完成落煤、裝煤、運(yùn)煤和移溜工作，刨煤機(jī)

由煤刨、輸送、推進(jìn)等部分組成。

刨煤機(jī)刨速由0.42米/秒到1.7米/秒；截深由40毫米到80毫米；落煤能力由250噸/小時(shí)到990噸/小時(shí)。一、采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)全面了解采煤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)，是正確設(shè)計(jì)和選用采煤機(jī)的基礎(chǔ)，因?yàn)椴擅簷C(jī)的適用條件和可能達(dá)到的技術(shù)性能，基本上是由總體結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)決定的。第一節(jié)采煤機(jī)械化及設(shè)備目前世界各國(guó)廣泛采用長(zhǎng)壁采煤法。高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化采煤工作面的長(zhǎng)度一般在200m以上，推進(jìn)長(zhǎng)度也在不斷加大。加長(zhǎng)工作面長(zhǎng)度主要是為了減少采煤機(jī)進(jìn)刀次數(shù)，相對(duì)增加工作面有效截割時(shí)間，以提高工作面單產(chǎn);延長(zhǎng)工作面走向長(zhǎng)度則可減少設(shè)備搬家次數(shù)，增加有效生產(chǎn)時(shí)間，提高設(shè)備利用率。長(zhǎng)壁工作面用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。爆破采煤工藝用鉆爆法落煤，人工裝煤，木支柱或金屬摩擦支柱支護(hù)。機(jī)械化采煤工作面用采煤機(jī)械落煤和裝煤。按照支護(hù)機(jī)械化程度分為:普通機(jī)械化(簡(jiǎn)稱普采)采煤工藝用單體支柱支護(hù);綜合機(jī)械化(簡(jiǎn)稱綜采)采煤工藝用液壓支架支護(hù)。第一節(jié)采煤機(jī)械化及設(shè)備機(jī)械化采煤類型三大類：普通機(jī)械化采煤（普采）；綜合機(jī)械化采煤（綜采）；高產(chǎn),高效綜采；普采工作面配套設(shè)備：采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)及支護(hù)設(shè)備組成。用金屬摩擦支柱和金屬鉸接頂梁時(shí)，稱為普采工作面；用單體液壓支柱和金屬頂梁時(shí)，稱為高檔普采工作面。綜合機(jī)械化采煤工作面的配套設(shè)備配套設(shè)備有：采煤機(jī)，可彎曲刮板輸送機(jī)，自移式液壓支架。轉(zhuǎn)載機(jī)，端頭支架，設(shè)備列車等。以上設(shè)備相互配合和協(xié)調(diào)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)落煤，裝煤，運(yùn)煤，支護(hù)，頂板控制，以及工作面巷道運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)工序的全部自動(dòng)化。長(zhǎng)臂采煤機(jī)刮板運(yùn)輸機(jī)中間支架運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭端頭支架轉(zhuǎn)載機(jī)破碎機(jī)皮帶機(jī)采煤推進(jìn)方向綜采工作面布置圖綜合機(jī)械化采煤是指采煤工作面中采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和自移液壓支架等主要設(shè)備組合配套。采煤的主要工序如破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)和管理頂板等過(guò)程全部機(jī)械化，此外，順槽運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)也實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的機(jī)械化。第一節(jié)采煤機(jī)械化及設(shè)備滾筒式采煤機(jī)是目前國(guó)內(nèi)外采煤機(jī)械的主要類型，現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)和生產(chǎn)出很多機(jī)型。它與刨煤機(jī)相比有許多優(yōu)點(diǎn):采高范圍大，對(duì)各種煤層適應(yīng)性強(qiáng)，能截割硬煤，并能適應(yīng)較復(fù)雜的頂?shù)装鍡l件，還有利于實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備配套和自動(dòng)控制。因而，在國(guó)內(nèi)外煤田開(kāi)采領(lǐng)域，得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代滾筒式采煤機(jī)應(yīng)具有如下特征

1)裝機(jī)功率能滿足采煤生產(chǎn)率要求;2)截割機(jī)構(gòu)能適應(yīng)煤層厚度變化而可靠工作;牽引機(jī)構(gòu)能在工作過(guò)程中隨時(shí)根據(jù)需要改變牽引速度，并能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，以適應(yīng)煤質(zhì)硬度的變化，正常發(fā)揮機(jī)器效能;3)機(jī)身所占空間盡量小，對(duì)薄煤層采煤機(jī)尤為重要;4）可拆成幾個(gè)獨(dú)立的部件，以便人井和運(yùn)輸，也便于拆裝和檢修;5)所有電氣設(shè)備都具有防爆性能，能在有煤塵瓦斯爆炸危險(xiǎn)的工作面內(nèi)安全工作;6)電機(jī)、傳動(dòng)裝置和牽引部等具有超負(fù)荷安全保護(hù)裝置;7)具有防滑裝置，以防采煤機(jī)沿煤層傾向自動(dòng)下滑;8)具有內(nèi)外噴霧滅塵裝置;9)工作穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)便，操作手把和按鈕盡量集中，日常維護(hù)工作量小而容易。由于回采工作面地質(zhì)條件的多樣性，采煤機(jī)械在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的重要性，以及采煤機(jī)械工作條件的特殊性，決定了對(duì)采煤機(jī)械的技術(shù)要求包括以下幾方面。

1、功能要求設(shè)計(jì)和選用采掘機(jī)械必須考慮的礦山地質(zhì)條件主要有煤和礦巖的可截割性指標(biāo)(如抗壓強(qiáng)度、堅(jiān)固性、截割阻抗等)、煤層的厚度與傾角、夾矸的性質(zhì)、含水性、含瓦斯率、地質(zhì)構(gòu)造破壞、煤和瓦斯的突出可能性等?，F(xiàn)代采煤機(jī)械應(yīng)能適應(yīng)一定的地質(zhì)條件，具有碎落和裝運(yùn)煤巖的功能，截割機(jī)構(gòu)能夠橫向切入煤壁的功能，以及自動(dòng)調(diào)高、調(diào)斜和調(diào)速的功能等。2、生產(chǎn)率要求

采煤機(jī)械應(yīng)具有較高的生產(chǎn)率和較低的采煤比能耗，以利增加工作面產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，而且采煤機(jī)械的生產(chǎn)率應(yīng)與礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)輸能力相適應(yīng)，才能達(dá)到較高的開(kāi)機(jī)率。

3、勞動(dòng)保護(hù)要求采煤機(jī)械在井下較惡劣的環(huán)境巾工作。為了確保生產(chǎn)安全和采煤工作面工人的身體健康，采煤機(jī)應(yīng)裝備防止過(guò)載及下滑的裝置和滅塵裝置等，所有電氣設(shè)備均應(yīng)為防爆型或?yàn)楸举|(zhì)安全型。4.可靠性要求由于采煤機(jī)械生產(chǎn)率日益提高和礦井集中化生產(chǎn)，采煤機(jī)械故障的經(jīng)濟(jì)損失也相應(yīng)增加。因而對(duì)采煤機(jī)械的使用可靠性提出了相當(dāng)高的要求。一采掘機(jī)械的種類和發(fā)展概況按工作方式的不同，可分為三類：滾筒式、刨削式和連續(xù)式。滾筒式采煤機(jī)一、采煤機(jī)的類型刨削式采煤機(jī)連續(xù)式采煤機(jī)采掘設(shè)備仿真1、滾筒式采煤機(jī)1）滾筒式采煤機(jī)的分類按牽引方式鏈牽引無(wú)鏈牽引按牽引傳動(dòng)裝置（調(diào)速方式）液壓牽引電牽引按工作機(jī)構(gòu)單滾筒雙滾筒2）現(xiàn)代采煤機(jī)的主要特點(diǎn)（5）采用煤塵控制和故障診斷系統(tǒng)（1）多電機(jī)交流變頻調(diào)速或直流調(diào)速（2）大功率（2285kw）、高電壓（6000V）、大截深（1—1.2m)（3）積木式結(jié)構(gòu)（4）煤巖界面探測(cè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)滾筒自動(dòng)導(dǎo)向2、刨削式采煤機(jī)它的截深較淺（30～120mm），牽引速度快（一般為20～40m／min，快速刨煤機(jī)現(xiàn)在可達(dá)150m／min）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、塊煤率高、能充分利用礦壓的特點(diǎn)。與工作面輸送機(jī)組成一體，成為一套具備能落煤、裝煤和運(yùn)煤的機(jī)組。3、連續(xù)采煤機(jī)可在房柱式采煤法中實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤。也可在長(zhǎng)壁工作面掘進(jìn)煤巷和回收邊角煤。＊始于20世紀(jì)40年代：鏈?zhǔn)焦ぷ鳈C(jī)構(gòu)采煤機(jī)

＊50年代：第一代采煤機(jī)死滾筒采煤機(jī)——普采54年：英國(guó)自移式液壓支架——綜采技術(shù)的試驗(yàn)階段1、國(guó)外二、采煤機(jī)的使用與發(fā)展＊60年代：第二代采煤機(jī)單搖臂滾筒采煤機(jī)——綜采技術(shù)的發(fā)展階段＊64年：第三代采煤機(jī)雙搖臂滾筒采煤機(jī)——綜采技術(shù)的完善階段＊70年代：第四代采煤機(jī)電牽引采煤機(jī)——高產(chǎn)高效綜采70年：無(wú)鏈牽引采煤機(jī)76年:德國(guó)EDW型直流電牽引采煤機(jī)美國(guó)LS直流電牽引采煤機(jī)86年：日本交流電牽引采煤機(jī)交流調(diào)頻電牽引采煤機(jī)成為國(guó)際主導(dǎo)機(jī)型MGTY系列（中國(guó)太原礦山機(jī)器集團(tuán)生產(chǎn)）MG系列（中國(guó)西安煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)）●國(guó)內(nèi)60年代開(kāi)始研制試用?，F(xiàn)在以交流變頻調(diào)速電牽引采煤機(jī)為主導(dǎo)2、國(guó)內(nèi)●如今井下液壓支架高度已達(dá)到7.5米；高端綜采單一工作面年產(chǎn)已超過(guò)千萬(wàn)噸；全國(guó)大型煤礦采掘裝備機(jī)械化程度達(dá)到95%。3000kW采煤機(jī)為世界上最大功率的采煤機(jī)。3、今后采煤機(jī)械化的發(fā)展方向◆不斷完善各類采煤設(shè)備（包括配套設(shè)備）◆向遙控及自動(dòng)控制發(fā)展，逐步過(guò)渡到無(wú)人工作面采煤；遙控化→自動(dòng)化→機(jī)器人化◆提高單機(jī)的可靠性，并使之系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化；◆研制厚、薄及急傾斜等難采煤層的機(jī)械化設(shè)備◆解決端頭技術(shù)，研制工作面巷道與工作面端部連接處的設(shè)備2采掘工作面設(shè)備布置采煤工作面按機(jī)械化程度的不同可分為兩大類型：一、機(jī)采工作面設(shè)備布置情況及工藝普通機(jī)械化采煤（簡(jiǎn)稱普采）綜合機(jī)械化采煤（簡(jiǎn)稱綜采）其主要區(qū)別是工作面支護(hù)設(shè)備不同。（一）普采工作面●普采工作面的配套設(shè)備單（雙）滾筒采煤機(jī)+刮板輸送機(jī)+支護(hù)設(shè)備按支護(hù)設(shè)備不同又分為——普采工作面金屬摩擦支柱和金屬鉸接頂梁——高檔普采工作面單體液壓支柱和金屬鉸接頂梁配套圖1—回風(fēng)順槽2、9—端頭支護(hù)金屬頂梁3—切眼刮板輸送機(jī)4—中部支護(hù)金屬頂梁5—采煤機(jī)

6—金屬支柱7—采空區(qū)8—推溜千斤頂10—煤壁11—順槽刮板輸送機(jī)12—輸順機(jī)機(jī)頭部普采工作面及設(shè)備4.拆除采空區(qū)后排支柱和金屬鉸接頂梁，實(shí)現(xiàn)回柱放頂。采煤機(jī)自下缺口（7-8m)開(kāi)始向上采。2.采過(guò)后裸露的頂板靠金屬支柱和金屬頂梁支撐。3.采煤機(jī)采完頂部煤后，再返回下行采下部余煤。在采煤機(jī)過(guò)后8～10m，將刮板輸送機(jī)推向煤壁?！窆ぷ鞣椒ā飭螡L筒采煤機(jī)需人工開(kāi)缺口。（因?yàn)闈L筒不能截割到工作面端頭）且滾筒一般位于下山一側(cè)?！裉攸c(diǎn)◆單向割煤方式單滾筒采煤機(jī)機(jī)，滾筒直徑小于采高割頂煤掛頂梁割底煤，清理浮煤推移輸送機(jī)（滯后采煤機(jī)10~15m）二、綜采工作面的配套設(shè)備雙滾筒采煤機(jī)+刮板輸送機(jī)+液壓支架●可實(shí)現(xiàn)落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、頂板控制、工作面巷道運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)工序的全部機(jī)械化。綜采采煤工藝仿真1、7—端頭支架2—液壓安全絞車3—噴霧泵站4—液壓支架5—刮板輸送機(jī)6—雙滾筒采煤機(jī)8—集中控制臺(tái)