采煤机的发展史

1、国内采煤机的发展历史与分析高伟岸-1210110203-露天采矿2012第一章 采煤机的发展史 20世纪40年代初，英国和前苏联相继研制出了链式采煤机，这种采煤机是通过截链截落煤，在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具，其工作效率低。同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。50年代初，英国和德国相继研制出了-滚筒式采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上安装有截齿，用截煤滚筒实现落煤和装煤。这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。这种采煤机的主要缺点有二点：其一是截煤滚筒的高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差；其二是截煤滚筒的装煤效果不佳，限

2、制了采煤机生产率的提高。 进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出革命性改进。其一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；其二是把圆筒形截割滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。这两项关键的改进是滚筒式采煤机称为现代化采煤机械的基础。 可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展阶段。从此，综合机械化采煤设备成为各国地下开采煤矿的发展方向。自70年代以来，综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向发展，其性能日臻完善，生产率和可靠性

3、进一步提高。工矿自动检测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上的到应用。第二章 国内大功率大采高采煤机发展概况我国煤矿综合机械化采煤设备的研制水平, 经过几十年的引进技术、消化吸收和自主研发, 已有长足进步。综采放顶煤支架技术处于国际领先水平; 国产综采设备的主要技术参数已接近或达到本世纪初的国际先进水平; 国产综采设备的机电一体化程度和可靠性接近或达到上世纪90年代中期的国际先进水平; 国产设备的价格约是引进设备的1 /2。国内设计制造的煤矿机电装备已成为我国煤矿工业技术装备的主体, 为煤矿安全生产和高产高效矿井的建设提供了可靠的保证。我国20世纪8090 年代曾引

4、进了德、英、波、日液压牵引采煤机, 并以技贸结合方式引进英国液压牵引采煤机技术和德国直流电牵引采煤机技术, 通过引进消化再创新, 于90年代掌握了国际先进的交流变频电牵引采煤机技术,2005 年初步掌握了大功率大采高采煤机技术和机电一体化技术。2001年大倾角电牵引采煤机和2002年短壁电牵引采煤机标志着我国采煤机总体设计技术达到或接近国际先进水平。2001 年能量回馈型四象限交流变频技术、2002 年中压开关磁阻调速和中压电磁调速、2005年中压交流变频调速技术标志着我国采煤机电气调速技术达到或接近国际先进水平。我国煤机装备的现状和发展二、国内煤机制造技术与国际水平的差距三、提升中国煤炭技术

5、装备产品水平的途径第三章 我国煤机装备的现状和发展 我国是世界第一产煤大国，经过多年积累，我国煤机行业发展较快，形成了较完整的煤炭装备制造体系，专业化程度也很高。但是目前及今后煤机市场的需求不仅限于专业化装备，用户更多地需要具有综合生产配套能力的产品，就是说，要具有三机一架（采煤机、掘进机、刮板机、液压支架）的研发制造能力，产品之间要有较强的配合能力。进入90年代以来,为了满足厚薄煤层薄煤层作为解放层开采矿井的迫切需要,并代中厚煤层滚筒采煤机技术,1997年,由务局、煤科总院上海分院联合研制了M G200/450-B WD型薄煤层采煤机,该采用多电机驱动、交流变频调速、无链牵引总装机功率达45

6、0kW,其中截割功率2×牵引功率2×25kW,牵引力400kN,牵引速6m/min。采用骑输送机布置方式,可用于110117m的薄煤层综合机械化工作面。样机于1997年12月在晋华宫煤矿9#层83面投入使用,取得了最高月产量916万吨、产量5300吨的好成绩。国内几种类型薄煤层采煤情况比较见表。表3-1我国几种类型薄煤层采煤机基本情况比较 型号采高范围/M牵引力/KN牵引方式年代BM-1005MG200-BMG344-PWDMG250-BWMG200/450-BWDMG250/550-BWD0.75-1.30.8-1.51.0-1.80.9-1.60.85-1.51.0-1

7、.7120160180350/262440440锚链牵引锚链牵引锚链牵引销轨式无链引无链牵引无链牵引7070 708080-9090 我国薄煤层采煤机经过40多年的发展,技术已趋成熟。但一个突出的问题是:目前我国薄煤层采煤机为方便设计,在行走机构上均采用中厚煤层采煤机所用的相关参数,例如销排节距,一般大都采用126mm。这样做虽能保证其正常运行,但其强度余量过大。近几年来,我国薄煤层采煤机得到了很大的发展,但在质量和寿命和高新技术应用等方面与国内大型采煤机,特别是与国外采煤机相比,还存在较大的差距。因此我们还需要进一步的改进和更新。我国薄煤层采煤机经过40多年的发展,技术已趋成熟。但一个突出的

8、问题是:目前我国薄煤层采煤机为方便设计,在行走机构上均采用中厚煤层采煤机所用的相关参数,例如销排节距,一般大都采用126mm。这样做虽能保证其正常运行,但其强度余量过大。近几年来,我国薄煤层采煤机得到了很大的发展,但在质量和寿命和高新技术应用等方面与国内大型采煤机,特别是与国外采煤机相比,还存在较大的差距。因此我们还需要进一步的改进和更新。3.1薄煤层采煤机的优点机器局限性我国薄煤层资源分布广泛,113m以下煤层可采储量约占全部可采储量的20%。在一些省、区薄煤层储量比重很大,如四川省占60%,山东省54%,黑龙江省占51%,贵州省占37%。特别是在南方地区,有些省份薄煤层净占50%以上,而且

9、薄煤层分布广,煤质好。但由于其开采煤层厚度薄,与中厚和厚煤层相比,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。另外,对一些薄、厚煤层并存的煤矿,由于薄煤层开采速度缓慢,使其下部的中厚煤层长期得不到及时开采,以至影响工作面的正常接替,而有的就只能被迫丢失一些薄煤层资源。随着大批煤矿中、厚煤层的资源开采比较多,使得资源越来越少,所以薄煤层的开采已列入日程。因此,研制适合我国实际国情的薄煤层采煤机,以适应不同的煤层结构,提高薄煤层采煤的工作效率

10、是当务之急。3.2薄煤层采煤机设计的目的及意义在产品的总体方案设计阶段，首先要明确产品必须实现哪些功能，还要明确用户使用产品的各种条件和用户对产品的要求和愿望。然后根据国家的技术经济政策，基于设计能力和产品制造技术水平，从宏观方面考虑所要求的功能。并能实现用户要求的各种结构方案，最后经过技术经济评价，确定一种或两种结构方案继续进行结构设计。因此，通过总体结构的方案设计，不至于使产品结构方案出现大的失误，也不至于从开始设计时就纠缠与具体的结构细节而忽略拉总体结构的合理性，甚至照成设计的返工而浪费时间。在此基础上再对薄煤层采煤机的截割部进行细致设计使其有更高的生产效率.对滚筒式采煤机的使用经验表明

11、只有按照“量体裁衣”的原则来设计采煤机，这样的采煤机才能在煤炭开采中满足要求。到本世纪末，我国原煤的产量必须超过十四亿吨。才能满足我国工农业生产发展的需要。为此必须加大煤炭生产机械化力度，大幅度提高煤炭生产率。这就要求我们不断开采出技术先进，高效率并且可靠的新型采煤机，不仅满足过内生产之需，而且力争打入国际市场。虽然薄煤层采煤机的型号、规格有许多,但它的各主要组成部分大同小异，其区别主要在截割机构的传动和截割部上,因此合理选择薄煤层采煤机的截割部的参数，可以改善其工作性能和减少采煤比能耗。选择这个题目就是要进一步熟悉薄煤层采煤机各部分的工作原理，对其进行更好的改进，并对它的截割部减速器进行细致

12、分析设计，使其耐用并且省时省力容易装修，使其在工作中能够有更好的经济效益。第四章 我国煤机企业的现状我国煤炭装备制造业发展初期，是按照煤炭生 产布局发展起来的。通常采用专业化生产，工厂的主导产品多数只是一种，并且由煤炭企业选厂配套。产品研发由科研院所负责，工厂负责加工制造，制造厂自己没有技术研发中心。企业规模小而分散，制造工艺落后，工艺设备备陈旧。缺乏产业巨头的支撑，产、学、研各方一直以来都是各自为战。煤机产品不是社会通用产品，产品专业性强，其发展完全受控于煤矿的发展。“九五”以来 ，我国煤炭形势不容乐观，经过改革，煤机企业又都下放到地方。面对严峻的市场形势，煤机企业努力克服困难，大力抓好技术

13、创新，瞄准国际煤机制造的先进水平，研制开发了一 批国有重点煤矿急需的新产品，为煤炭工业的生产建设提供了大量的技术装备，为促进我国 煤炭工业的结构调整、技术升级做出了新贡献。目前建成的绝大多数高产高效矿井，都是用国产设备。在国家引导扶持下鼓励有条件的大型煤机企业和各主要煤机企业集团建立了自己的技术中心，建立健全技术创新体系，为技术创新工作提供组织保证。有些企业技术中心发展成为地区级、省级、和国家级技术中心。如郑州煤机集团公司技术中心就是国家级技术中心并设有博士后工作站和院士工作站。各煤机企业技术中心设立后，企业的研发能力得到提升。例如鸡西煤矿机械有限公司技术中心建立后，在20002001年的2年

14、内，每年都开发3种新产品，满足了交流电牵引采煤机3.3kV和1.14kV不同等级电压和不同功率的需要。同时也开发了不同采高及适合于综采和普采的采煤机，2000年开发了MGl50/375-W型液压牵引采煤机。郑州煤机集团公司2000年以来新产品不断涌现，2005年为神华制造4.5米强力支架，打破了神华矿区液压支架外国垄断局面，目前郑煤机已能够生产从薄煤层到大采高等多种类型支架，最高已达7米，支撑力达到18000MPa。大大提升了国产支架在国际市场的竞争力，该公司产品先后出口俄罗斯、印度、土耳其等国。学习引进先进技术，用高新技术改造企业。技贸结合引进国外先进技术。上世纪90年代初我国综采设备与 国

15、际先进水平的差距较大，用户反映 较强烈的是刮板输送机。当时刮板输送机事故率高，可靠性差，输送能力小，制约工作面生 产能力的发挥。原煤炭部决定由部分生产基建矿井购买国外重型刮板输送机，同时引进设计、制造技术。1995年完成了重型刮板输送机的技术转让。1997年，张家口煤矿机械有限公司 利用国外技术(经过外方质量监造)，研制了我国第一台大功率重型刮板输送机，这项技术的引进使我国重型刮板输送机的水平达到了同期国际先进水平。郑煤机集团公司按照神华集团的要求，认真学习、研究、消化、吸收德国DBT公司生产液压支架的技术，为神华集团生产出了可与之比美的液压支架，为国产支架进入神华矿区打开先河。而一直占据中国

16、煤机高端市场的国外煤炭供应商,凭着强劲的技术优势，步步为营，不断通过收购中国煤机企业蚕食中国的煤炭机械设备市场。中国国内两大煤机生产企业鸡西采煤机厂和佳木斯煤机制造公司随后被外企并购，随之国产煤机采煤机、掘进机、刮板机、液压支架等设备生产量和市场占有量大大下降。在外资煤机技术和装备等众多优势的重大冲击下，国产煤机的弱点与劣势暴漏无疑。国内煤机行业如果任由企业独自发展，最终可能会被外资各个击破。组建具有三机一架综合性的煤机制造集团，已成为我国煤机行业迫在眉睫的任务。据统计，到“十一五”末，我国煤机需求约达900亿元。其中，新增煤机设备投资约700亿元，技改和更新约需150亿200亿元。而据全国1

17、100多家主要煤机企业统计数据，2007年产值为496.1亿元，销售收入达480亿元；2008年产值为600多亿元，销售收入达600多亿元。这意味着，我国还有约300亿元煤机产品的市场竞争空间，其中又以年产600万吨以上的综采设备需求较大。煤炭要振兴，煤机要先行。国外煤机制造企业看好我国市场，纷纷投巨资建厂、扩产。在国家振兴装备制造业政策指导下，近几年来，国内煤炭装备优势企业加快了改制、重组、联合、兼并的步伐，组建了以煤炭装备制造企业为主体，煤炭生产企业入股、科研院所参与的大型煤炭装备制造集团，形成具有制造和开发能力、工程成套能力、自主创新能力的企业实体。目前，山西已提出建立全国煤机大省的目标

18、，太重煤机太矿已形成年产200套综采设备的成套能力，郑煤机也在努力打造成套综采设备生产能力，郑煤机新区建设正紧锣密鼓加快建设，不久就会在郑东新区建成，百亿郑煤机的梦想就要实现。闻名全国的民营企业三一重工已在美国、欧洲投资建厂，并在沈阳和北京投资约80亿元建立煤矿机械制造工业园。该公司生产的矿用掘进机技术先进、品种多，已成为国内的拳头产品。目前，该公司正投巨资开发大功率、大采高的硬岩采掘和连续采煤机等高端综掘和综采设备，逐步建立全国最大并具有世界水平的煤机研发与制造基地。 另外，中国煤炭科工集团、中煤装备公司等大集团重组整合，也形成新的煤机生产能力。大型采掘设备需求将成主流 国务院关于加快振兴装

19、备制造业的若干意见指出，要“发展大型煤炭井下综合采掘、提升和洗选设备，实现大型综合采掘、提升和洗选设备国产化”。“十一五”期间，我国大型煤矿采掘设备机械化程度要达到95%以上，中型煤矿要达到80%以上。加之全国大型煤炭集团对中小型煤矿的兼并重组等，大型采掘设备需求量更多。随着煤炭行业兼并、重组、整合，大型综采设备需求将成为市场的主流。可喜的是，由于近年来国家对于振兴装备制造业的重视，相关省、市和煤炭装备企业意识到了危机，开始积极建设煤炭装备制造基地和组建综合性的煤机制造集团，并在短短两三年内取得了令人瞩目的突破。十一五期间，我国计划建立13个亿吨超级煤炭基地。为此，国家煤炭工业“十一五”规划技

20、术进步的主要目标是：采用高新技术和先进实用技术，加快安全高效大型现代化煤矿建设。 作为产煤大国，经过多年发展，我国煤炭装备制造业已形成较为完善的煤炭采掘、洗选、焦化等三大系列配套产品。由太重煤机生产的1800千瓦采煤机在2008年全年采煤1015万吨，创造中国综采设备“一矿一井一面单产1015万吨”国内新纪录的基础上，2009年1月份又创下118万吨全国月产新纪录。一举打破年采煤千万吨以上综采设备完全依赖进口的局面。按照国务院出台的关于加快振兴装备制造业若干意见中指出的，要重点推进大型采掘、提升和洗选设备国产化进程。作为煤炭装备制造业龙头企业郑煤机责无旁贷地承担起了一系列国家重点科技攻关项目重

21、任，例如液压支架的核心部件电液控制系统的研制成功，填补了国内空白，它的问世，标志着我国在液压支架电液控制系统的国产化进程取得了突破性的进展，有力地推动了我国煤机制造业的迅速发展。2009年9月，郑煤机集团公司成功研制的ZY18000/32/70D型电液控大采高煤矿液压支架，工作阻力18000千牛、支护高度7米，用于神华集团，创造了世界纪录。该支架的成功研制，充分展示了中国重大煤机装备自主研发能力、制造技术与综合实力已达到世界先进水平，为国家特大矿压特厚煤层矿井实现高产高效综合机械化开采提供了有力支撑。这些巨型装备的悉数亮相，可以说是我国目前在大型煤机特别是高端煤机研制领域国产化水平不断提高的一

22、个缩影。国内其他大型煤炭装备集团也渐渐走出自主创新之路，并逐渐向多元化方向创新发展。上海世邦机器有限公司研制的以移动或半移动式破碎站为主的半连续采煤设备，液压驱动履带式移动破碎站和多种半移动式移动破碎站的研制大大方便了煤炭业下游产业链的连续开采。随着科学技术的发展和进步，我国煤炭工业已由劳动密集型转向资本及技术高密集型发展，在煤矿开采方面也有了日产千万吨的超大型综合机械。实现采煤机基本功能的结构方案设计用于走向长臂采煤法的采煤机应该具有的如下三种基本功能；（1） 把煤从煤煤壁上破碎下来的功能；（2）把破碎先来的煤装在工作面输送机上的功能；（3）采煤机能沿着工作面自移的功能；实现破碎煤壁功能结构

23、方案 1、铣削式结构方案 在鼓形滚筒的表面或在旋转滚筒的叶片上安装截齿，滚筒随采煤机前移并自转，截齿便用铣削的方式把煤从煤壁上截割下来，这就是铣削式结构。 具体分为侧铣和端铣两种，侧铣方式中螺旋滚筒结构应用最普遍，其主要优点是它不仅能实现截落煤的功能还能实现装煤的功能；水平旋转轴调整滚筒高度方便，对不同的煤层厚度的适应性好；具有自开缺口的功能等。端铣式结构是在齿冠外侧安装大截齿当齿冠自转并随采煤机移动时，截齿实现破煤功能。这种结构的特点是截齿安装的比较少， 煤的块度大，机器能耗小；实现简单，制造容易；负荷变化大，机器动特性较差。 图4-1水平轴螺旋滚筒结构 图4-2 垂直轴滚筒结构 图4-3端

24、铣式结构方案2、钻削式结构方案钻削式结构在唤醒悬臂的前端安装截齿，这种悬臂的内表面上也安装有截齿。这种结构被称为钻削头，悬臂则被成为钻削臂。当钻削头自转并沿其轴线方向推进时，首先在煤层中由钻削头截割出现截槽，而此环形槽所围成的柱状煤体则被钻削头内的截齿所破碎。这种结构的优点是结构简单，制造方便；集落煤和装煤功能于一体；煤的坡度大，机器能耗低。其缺点是这种结构应布置于采煤机的端面，机身必沿其钻削出的空间前进，因此，机身长；这种结构不能自开缺口；为使地板平整还必须配有截割盘，沿顶板和地板截割煤层，因此使整个机器复杂化；此外这种结构对煤层厚度的适应性小。滚压式结构方案滚压式破煤结构是在螺旋筒的旋叶上

25、和滚筒端面安装滚演盘刀当,当滚筒前移并自转时，盘刀压向煤壁，其刃部的挤压和剪切作用达到破没的目的。这种结构的优点在于，彩霞煤的块度大，煤尘明显低；机器能耗小；盘刀寿命长。缺点在于机构复杂，成本高。采煤机的落煤功能是采煤机的第一功功能，因此，现在把既有落煤功能的结构称为采煤机的工作机构。在采煤机的设计中，工作机构设计的合适与否，对采煤机的工作占有举足轻重的地位。实现装煤功能的设计方案把煤从煤壁上破碎下来以后，还要装在工作面输送机里运到工作面之外。实现扎中装煤功能的机构与落煤结构的种类有关。经过淘汰和筛选，只有两种类型的装煤结构被广泛应用。一种是与落煤结构相结合，不仅具有落煤功能而且兼有装煤的功能

26、。比如，螺旋滚筒式工作机构，采煤下来的碎煤被螺旋叶片自煤壁向采空区方向输送，并装到工作面输送机里。另一种是专门用于装煤的机构，如装煤犁，这是一种斜面结构, 和犁地的犁一般，被单独的牵引机构牵引，在工作面往返运行，把碎落在底板上的煤装入输送机里。这种结构往往与没有装煤功能的工作机构配合。实现采煤机自动移动功能的结构方案采煤机沿工作面移动被称为牵引，能使采煤机实现自移的结构有称作牵引机构。现在广泛应用的牵引机构可以分为两大类；既链牵引机构和无链牵引。纵观我国煤矿机械的发展史，不可否认，我国已经取得了长足的进步。但我国煤矿采掘设备和世界水平还是有相当大的差距，主要表现在产品技术标准、设计理论、核心技

27、术、寿命与可靠性、制造工艺及研究等方面。国内主要大型煤机企业正在努力培育具有规模经营和核心竞争力的大型煤炭装备制造企业集团，打造我们自己的产业巨头，推动我国煤炭技术装备制造业的国产化进程向纵深发展。相信，我国煤矿机械随着科学技术水平的进步和国家政策对煤矿机械设备研发能力的投入的增大，煤矿机械的发展必将走上国际化的发展之路。薄煤层采煤机的主要技术参数的确定实现采煤机辅助功能的结构方案只具有基本功能的采煤机，能勉强完成在工作面破落煤壁和装煤的任务。在实际中还要使用到一些辅助功能，有；适应煤层赋存状况变化的功能、降尘和冷却设备功能、自动托卷电缆功能等。实现适应煤层赋存状况变化功能的机构方案煤层在地下

28、赋存状态的变化概括起来有三种；煤层厚度的变化、煤层走向波浪起伏以及存在断层、煤层相对于水平面倾角的变化。实现适应煤层厚度变化的功能的结构方案当煤层厚度随时变化时，两个滚筒的工作高度应当变化，这就需要实现能适应煤层厚度变化的功能的结构，这种结构称为采煤机的调高装置。适应煤层沿走向波浪起伏以及存在的断层的功能的结构方案采煤机在采空区安装有调斜油缸，采空区侧的滑靴安装在活塞杆上。活塞杆伸缩就改变饿采煤机的倾斜角度。这种结构实现调斜功能得到普遍应用。具有开采大倾角煤层功能的结构方案当采煤工作面倾角大于10°，一旦及其牵引部失灵，采煤机有可能下滑，具体防滑装置有：（1）抱闸式防滑装置（2）盘式

29、制动器防滑装置（3）辅助牵引与防滑绞车二、实现降尘和冷却功能的结构实现降尘功能的方案采煤机的滚筒在截割煤壁的同时，产生的煤尘严重污染井下空气，威胁工人身体健康。因此降尘是采煤机的重要辅助功能。降尘措施有很多种，归纳起来有；（1）提高采煤机牵引速度，降低截煤滚筒的转速，增大碎煤块度，能明显降低煤尘。（2）滚筒轴垂直于采煤机机面，即采用立滚筒，使截齿沿煤层层理截割，也能降低煤尘（3）在可能条件下，减少滚筒上安装截齿的数量增大碎煤的块度，降低煤尘（4）实现滚筒自动调高，避免滚筒截割工作面顶板和底板，从而降低牵引速度，避免煤尘大量生成。（5）吸入式降尘机构，压力水精油在滚筒轴内的中心管送到喷嘴，有喷嘴

30、喷出压力水在水束周围形成负压区，含尘空气被吸入负压区并随水束穿过滚筒内部降尘后，重新进入截煤空间。空气就这样在滚筒内循环被净化，降尘效果比较好。（6）用喷雾降尘，压力水经过喷嘴后雾化，极小的液滴充满滚筒截煤区，液滴与粉尘相碰而被不捉。一般采煤机内外喷雾都有，降尘效果很好。（7）泡沫灭尘，有发泡剂的水自喷嘴喷出进入一个与喷嘴紧挨的罩体。大量的泡沫从罩体射出，笼罩了截煤滚筒的周围，使煤尘源与周围空气隔绝，并使煤粉被泡沫捕捉。这种灭尘方式效果最佳。2、实现冷却功能的方案采煤机的冷却功能是由 实现的。让喷雾水首先流过需要冷却的不见，实现冷却功能，然后再被送到喷雾系统中。因此，冷却与喷雾水是一个供水系统

31、，三、实现自动卷电缆功能的结构方案采煤机是采煤工作面内的移动机械，因此，对采煤机供电必须用橡胶电缆。当采煤机工作面很长时，被采煤机拖移的电缆很长，而且很重。如果采煤机直接拉引电缆本身，电缆容易被拉断。因此要用专门的电缆拖移装置。一般使用电缆尼龙夹板组成的夹板链，它由框形夹板用铆钉链接而成。每段长0.71m，各段之间再由销轴连接。框行夹板在断面为U形，在夹板链中其开口朝向才空区侧。夹板链终端借助于可回转的弯头悬挂于采煤机身上。板式链仅位于弯头处，意在改善夹板链端受力状况。其优点在于，使电缆在采煤机折返工作中折曲灵活，不易侧倒；而且有效的保证在采煤机牵引过程中使电缆免受拉力；朔料夹板重量轻，强度足

32、够，使电缆免受碰伤。截深截深是指薄煤层采煤机工作机构完全按截入煤壁的深度，即采煤机沿工作面走向一次推进的距离。对于中厚和厚煤层，考虑到工作面输送机的最大输送能力以及充分利用顶板压力对煤壁的予破坏效应，截深绝定为0.6m。对于薄煤层，为保证工作面单产和生产率，适当加大截深，取截深0.75-1.0m.通过设计分析，截深取为0.8m。采高才高是指最大可能开采的高度，是由采煤机的机械结构决定的。对于单一煤层的开采，才高要与煤层厚度相当。当厚煤层分层开采时，按最大分层厚度约为最大才高的90-95%，最下煤层厚度约为最小采高的110-120%来确定采煤机的采高。薄煤层的厚度是在0.8-1.3mm，此次设计

33、的最大采高为1.2m.最小采高取为0.65m。这样可以满足要求。牵引速度采煤机牵引速度由煤层厚度、截深、煤层物理机械性质以及用户对采煤机生产率的要求确定的。牵引速度即采煤机沿工作面移动的速度。由于煤层的机械力学性质复杂多变，需要随时调节牵引速度，使采煤机能在正常负载下工作。当用户生产率已定，则当采高和截深加大牵引速度就减小；当采高和截深小，势必加大牵引速度。当煤层中含矸量较大或煤层硬度较高，才么及的牵引速度也必须减低。我国采煤机的牵引速度在2.5-5m/min的范围，国外的可达15m/min.由于生产率按照正常的计算取15t/min故由 Q=60HJV 式中 H薄煤层采煤机采高，m; J薄煤层

34、采煤机截深，m; V薄煤层采煤机可能达到的平均牵引速度，m/min; 煤的密度，一般为1.31.35t/m Q薄煤层采煤机理论生产率，t/h.采高H,薄煤层的厚度在0.6-1.2米。截深J也已设计给出为0.8m。煤的密度由煤岩性质取1.35t/m。则 V= （4-1）这样取牵引速度09.1m/min便可满足设计要求。4) 牵引力采煤机的牵引力是采煤机克服牵引阻力的能力。采煤机的牵引阻力取决于煤层的物理机械性质、工作面倾角、采煤机自重以及导向装置摩擦阻力等。在初定牵引力时，可按p=(1-1.3)N p采煤机牵引力，KN。N采煤机总装机功率， KW。表4-1采煤机装机功率煤层阻抗A KN/m煤层厚

35、度 m0.5-0.70.7-1.21.2-2.22.0-3.5采煤机装机率 kw<120120-240>24010012515012035-150150-200200150-250300-350250250-350-设计生产率T/min3-44-66-1010-155）截割速度截割速度是截煤滚筒截齿圆围切向速度，此速度与滚筒直径、滚筒转速以及采煤机牵引速度有关。实践证明，截齿的截割速度与截齿的磨损速度相关。为减缓截齿磨损取低截割速度。当采高大，牵引速度大，为不发生滚筒装煤堵塞和对煤的二次破损，滚筒速度应加大则截割速度也相应加大。目前，截割速度一般为3.5-5.0m/s，对小直径滚筒

36、而言截割速度甚至为1.85-2.7m/s。6）装机功率采煤机装机功率，是指采煤机总装机功率。可按下表估算。7)采煤机设计生产率采煤机理论设计生产率按下式计算Q=60HJV （4-2） 式中 H薄煤层采煤机采高，m; J薄煤层采煤机截深，m; V薄煤层采煤机可能达到的平均牵引速度，m/min; 煤的密度，一般为1.31.35t/m Q薄煤层采煤机理论生产率，t/h.考虑到对采煤机检查、维护等技术因素对生产率的影响，应计算出采煤机的技术设计生产率QQ= Q.K T/h （4-3）式中K采煤机技术工作时间利用系数，K= （4-4）割一刀煤采煤机的纯工作时间，min。割一刀煤所需的辅助时间，min.割

37、一刀煤消除故障时间，min。此外，应考劳动组织以及配套设备等对生产率的影响。因此，采煤机实际生产率Q；Q=Q （4-5）式中采煤机纯利用系数；= （4-6）因技术和组织原因引起的停机时间，min.实际上，采煤机的生产率要比上面诸式计算值低得多，因为许多影响因素无法事先估计出。第五章 行业发展面临双重压力煤炭行业的整合，综采设备需求越来越大，煤机制造企业越来越多，在国内外同行竞争的巨大压力之下，煤机制造行业发展面临双重压力，既是机遇又是挑战。看好煤机领域投资煤机行业前景可观。预计未来三到五年煤机行业将增长2030。中国煤炭机械工业协会也表示了很大信心。协会预计至2015年，整个煤炭机械行业产值将

38、达到1499亿元，复合年均增长率达到22.8。同时，随着高端煤炭综采机械设备需求的逐年增长，液压支架占综采设备比重将逐步上升。此外，2015年液压支架的市场需求将达到458亿元，市场前景广阔。采煤机设计模型及手段可以反应现代化采掘机械的技术水平；装机总功率2000kW、牵引速度达30m/mim、生产能力2000t/h、截割高度6.0m、滚筒寿命大于500万吨；具有建立在微机基础上的智能化监测、监控和保护系统技术；实现交互式人机对话、远程控制，具有工况监测及运行状态显示、数据采集、储存及传输、故障诊断及预警、自动控制、自动调高等多种功能技术；实现液压支架、输送机的信号交流和联动控制等功能及整个工

39、作面自动化技术，井下、地面两级故障诊断及维修管理系统机电一体化技术。把煤从煤层上截落下来并运出采煤工作面，这个煤炭生产的两个主要工序。使用刮板输送机实现煤的运输，而把煤从煤层截落下来并装入输送机，则是由采煤机来完成。采煤机完成了洛美和装煤的这两个主要工序，就实现了煤炭开采的机械化。本世纪四十年代初，英国和原苏联相继研制出了链式采煤机。这种采煤机是用截链截煤落煤，在截链上安装被称为截齿的专用截五煤刀具，这种采煤机工作效率低。五十年到初，英国和德国相继研制除了滚筒采煤机。才这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上装有截齿，用截煤滚筒实现截煤和装煤。这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤

40、炭开采机械化的基础。这种采煤机的两个缺点也是决定它更新的得点使得采煤机不断更新和完善，进入六十年代，英国、德国、法国以及前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出两项革命性改进。其一是截煤滚筒可以在使用中调节起高度，完全解决对煤层赋予田间的适用性；第二项是把圆筒形截煤滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒或螺旋滚筒，极大的提高了装煤的效果。这两项改进称为现代化采煤机械的基础。六十年代以后，刨煤机也有了长足的改进，滑行刨的研制成功，使刨煤机成为与采煤机竞争的采煤机设备。可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机设备，构成综合机械化采煤设备。使煤炭生产进入高产、高效、安全、和可靠的现代化发展阶段。从此，综合

41、机械化采煤设备成为各国地下开采煤矿的发展方向。自七十年代以来，综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向发展，其性能日益完善，生产率和可靠性进一步提高。工况自动监测，故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上的到应用，现代采煤机已经发展成为高科技机电一体化产品。我国在地下开采煤矿红应用采煤机械始于五十年代初。当时从苏联引进链式姐妹机和链式联合采煤机，并进行组织自行生产。由于这种采煤机械生产率低，没能在我国普遍推广使用。六十年代，我国从波兰引进了滚筒式采煤机，并组织自行制造同类机械。七十年代初，我国从英国、德国、波兰和法国等国家大量引进双滚筒可调高采煤机，并组织制造同类型设

42、备，我国开始大规模研制和生产现代化采煤设备。自七十年代初至今，经过几十年的引进和开发相结合的发展过程，现在我国已经能自行设计和生产适合于各种煤层赋予条件的滚筒式采煤机。为了更好的发展必须加大煤炭生产机械化力度，大幅度提高煤炭生产率。这就要求我们不断开发出技术先进、高效并可靠的新型采煤机，不仅满足国内生产之需，而且力争打入国际市场。5.1 薄煤层采煤机的分类及其特点由于受到煤层厚度的限制，薄煤层采煤机分为骑溜子式和爬底板式两类。骑溜子式采煤机的机身骑在刮板输送机上，并靠其支撑和导向。当电动机功率为100KW时，电动机高度h=350mm，国美空间高度至少为C=140160mm，输送机中部槽高度为180190mm，则机面高度至少达到A=600650mm.考虑到顶梁厚度，顶板下沉厚度以及过机空间高度Y（通常Y=90200mm），则骑溜子薄煤层采煤机只能适用于0.750.95m以上的煤层（小值对单滚筒，大值对双滚筒）。如果电动机功率加大，则电动机高度相应增大，因而最小采高还要加大。爬底板式采煤机，机身位于机道内，因而机面高度降低，使过煤空间高度及过机空间高度增大（240mm），这不仅改善了机器性能，而且可使采煤机在0.60.8m的及薄煤层中工作。采用机身在煤壁侧机道内的爬底板式采