第九章采掘机械概述1

《采掘机械》中国矿业大学银川学院第二编采煤机械一、采掘机械的种类和发展概况

二、采掘工作面设备布置功能：落煤和装煤分类：采煤机和刨煤机滚筒采煤机：采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件刨煤机：要求煤层地质条件较严，一般适应于煤质较软且不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层，应用范围较窄。但刨煤机结构简单，尤其在薄煤层条件下生产率较高

Eickhoff

SL500，中国，晋城，2002MG750/1910-WD型交流电牵引采煤机

1.最大计算生产能力

4800t/h2.采高

2.70～5.50m3.装机功率

2×750+2×110+40+150kW4.供电电压

3300v5.滚筒直径

φ2500,φ2700mm6.截深

800，1000mm7.牵引力

1000～500kN8.牵引速度

0～11.5～23m/min9.灭尘方式

内外喷雾

10.拖电缆方式

自动拖缆

11.主机外形尺寸16200×2950×2120mm12.主机重量

115t13.最大不可拆卸尺寸

3220×2510×1050

mm14.最大不可拆卸重量

16.7t15.配套运输机SGZ-1000/1050-W◆产品用途及适用条件

MG750/1910-WD型交流电牵引采煤机是一种多电机驱动，电机横向布置，交流变频调速无链双驱动电牵引采煤机。总装机功率1910kW，机面高2120mm，适用于采高2.70～5.20m，煤层倾角≤15°的厚煤层综采工作面，要求煤层顶板中等稳定，底板起伏不大，不过于松软，煤质硬或中硬，能截割一定的矸石夹层。工作面长度以150～200m为宜。主要结构特点

1.整机为多电机横向布置，框架式结构，机身由三段组成，无底托架。三段机身采用液压拉杠联结，所有部件均可从老塘侧抽出。

2.采用直摇臂，左右可互换，左右牵引部对称，结构完全相同。

3.用二台交流电机牵引，电气拖动系统为一拖一，技术领先。

4.电气系统可具有四象限运行的能力，可用于大倾角工作面。

5.采用水冷式变频器，技术领先，可靠性高，体积小。

6.采用PLC控制，全中文液晶显示系统。

7.具有简易智能监测，系统保护功能齐全，查找故障方便。

8.具有手控、电控、遥控操作方式。刨煤机适用于煤层厚度为0.7-1.8米，煤层倾角≤25°，煤质中硬，顶底板稳定的长壁式回采工作面；完成落煤、装煤、运煤和移溜工作，刨煤机

由煤刨、输送、推进等部分组成。

刨煤机刨速由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吨/小时到990吨/小时。一、采煤机总体结构和基本参数全面了解采煤机的总体结构和基本参数，是正确设计和选用采煤机的基础，因为采煤机的适用条件和可能达到的技术性能，基本上是由总体结构和基本参数决定的。第一节采煤机械化及设备目前世界各国广泛采用长壁采煤法。高产高效综合机械化采煤工作面的长度一般在200m以上，推进长度也在不断加大。加长工作面长度主要是为了减少采煤机进刀次数，相对增加工作面有效截割时间，以提高工作面单产;延长工作面走向长度则可减少设备搬家次数，增加有效生产时间，提高设备利用率。长壁工作面用可弯曲刮板输送机运煤。爆破采煤工艺用钻爆法落煤，人工装煤，木支柱或金属摩擦支柱支护。机械化采煤工作面用采煤机械落煤和装煤。按照支护机械化程度分为:普通机械化(简称普采)采煤工艺用单体支柱支护;综合机械化(简称综采)采煤工艺用液压支架支护。第一节采煤机械化及设备机械化采煤类型三大类：普通机械化采煤（普采）；综合机械化采煤（综采）；高产,高效综采；普采工作面配套设备：采煤机，刮板输送机及支护设备组成。用金属摩擦支柱和金属铰接顶梁时，称为普采工作面；用单体液压支柱和金属顶梁时，称为高档普采工作面。综合机械化采煤工作面的配套设备配套设备有：采煤机，可弯曲刮板输送机，自移式液压支架。转载机，端头支架，设备列车等。以上设备相互配合和协调动作，实现落煤，装煤，运煤，支护，顶板控制，以及工作面巷道运输等生产工序的全部自动化。长臂采煤机刮板运输机中间支架运输机机尾运输机机头端头支架转载机破碎机皮带机采煤推进方向综采工作面布置图综合机械化采煤是指采煤工作面中采煤机、可弯曲刮板输送机和自移液压支架等主要设备组合配套。采煤的主要工序如破煤、装煤、运煤、支护和管理顶板等过程全部机械化，此外，顺槽运输采用带式输送机也实现了相应的机械化。第一节采煤机械化及设备滚筒式采煤机是目前国内外采煤机械的主要类型，现在已经研发和生产出很多机型。它与刨煤机相比有许多优点:采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，还有利于实现综采设备配套和自动控制。因而，在国内外煤田开采领域，得到了广泛的应用。现代滚筒式采煤机应具有如下特征

1)装机功率能满足采煤生产率要求;2)截割机构能适应煤层厚度变化而可靠工作;牵引机构能在工作过程中随时根据需要改变牵引速度，并能实现无级调速，以适应煤质硬度的变化，正常发挥机器效能;3)机身所占空间尽量小，对薄煤层采煤机尤为重要;4）可拆成几个独立的部件，以便人井和运输，也便于拆装和检修;5)所有电气设备都具有防爆性能，能在有煤尘瓦斯爆炸危险的工作面内安全工作;6)电机、传动装置和牵引部等具有超负荷安全保护装置;7)具有防滑装置，以防采煤机沿煤层倾向自动下滑;8)具有内外喷雾灭尘装置;9)工作稳定可靠，操作简便，操作手把和按钮尽量集中，日常维护工作量小而容易。由于回采工作面地质条件的多样性，采煤机械在煤炭生产过程中的重要性，以及采煤机械工作条件的特殊性，决定了对采煤机械的技术要求包括以下几方面。

1、功能要求设计和选用采掘机械必须考虑的矿山地质条件主要有煤和矿岩的可截割性指标(如抗压强度、坚固性、截割阻抗等)、煤层的厚度与倾角、夹矸的性质、含水性、含瓦斯率、地质构造破坏、煤和瓦斯的突出可能性等。现代采煤机械应能适应一定的地质条件，具有碎落和装运煤岩的功能，截割机构能够横向切入煤壁的功能，以及自动调高、调斜和调速的功能等。2、生产率要求

采煤机械应具有较高的生产率和较低的采煤比能耗，以利增加工作面产量，降低生产成本，而且采煤机械的生产率应与矿井运输系统的运输能力相适应，才能达到较高的开机率。

3、劳动保护要求采煤机械在井下较恶劣的环境巾工作。为了确保生产安全和采煤工作面工人的身体健康，采煤机应装备防止过载及下滑的装置和灭尘装置等，所有电气设备均应为防爆型或为本质安全型。4.可靠性要求由于采煤机械生产率日益提高和矿井集中化生产，采煤机械故障的经济损失也相应增加。因而对采煤机械的使用可靠性提出了相当高的要求。一采掘机械的种类和发展概况按工作方式的不同，可分为三类：滚筒式、刨削式和连续式。滚筒式采煤机一、采煤机的类型刨削式采煤机连续式采煤机采掘设备仿真1、滚筒式采煤机1）滚筒式采煤机的分类按牵引方式链牵引无链牵引按牵引传动装置（调速方式）液压牵引电牵引按工作机构单滚筒双滚筒2）现代采煤机的主要特点（5）采用煤尘控制和故障诊断系统（1）多电机交流变频调速或直流调速（2）大功率（2285kw）、高电压（6000V）、大截深（1—1.2m)（3）积木式结构（4）煤岩界面探测技术可实现滚筒自动导向2、刨削式采煤机它的截深较浅（30～120mm），牵引速度快（一般为20～40m／min，快速刨煤机现在可达150m／min）、结构简单、块煤率高、能充分利用矿压的特点。与工作面输送机组成一体，成为一套具备能落煤、装煤和运煤的机组。3、连续采煤机可在房柱式采煤法中实现综合机械化采煤。也可在长壁工作面掘进煤巷和回收边角煤。＊始于20世纪40年代：链式工作机构采煤机

＊50年代：第一代采煤机死滚筒采煤机——普采54年：英国自移式液压支架——综采技术的试验阶段1、国外二、采煤机的使用与发展＊60年代：第二代采煤机单摇臂滚筒采煤机——综采技术的发展阶段＊64年：第三代采煤机双摇臂滚筒采煤机——综采技术的完善阶段＊70年代：第四代采煤机电牵引采煤机——高产高效综采70年：无链牵引采煤机76年:德国EDW型直流电牵引采煤机美国LS直流电牵引采煤机86年：日本交流电牵引采煤机交流调频电牵引采煤机成为国际主导机型MGTY系列（中国太原矿山机器集团生产）MG系列（中国西安煤矿机械厂生产）●国内60年代开始研制试用。现在以交流变频调速电牵引采煤机为主导2、国内●如今井下液压支架高度已达到7.5米；高端综采单一工作面年产已超过千万吨；全国大型煤矿采掘装备机械化程度达到95%。3000kW采煤机为世界上最大功率的采煤机。3、今后采煤机械化的发展方向◆不断完善各类采煤设备（包括配套设备）◆向遥控及自动控制发展，逐步过渡到无人工作面采煤；遥控化→自动化→机器人化◆提高单机的可靠性，并使之系列化、标准化和通用化；◆研制厚、薄及急倾斜等难采煤层的机械化设备◆解决端头技术，研制工作面巷道与工作面端部连接处的设备2采掘工作面设备布置采煤工作面按机械化程度的不同可分为两大类型：一、机采工作面设备布置情况及工艺普通机械化采煤（简称普采）综合机械化采煤（简称综采）其主要区别是工作面支护设备不同。（一）普采工作面●普采工作面的配套设备单（双）滚筒采煤机+刮板输送机+支护设备按支护设备不同又分为——普采工作面金属摩擦支柱和金属铰接顶梁——高档普采工作面单体液压支柱和金属铰接顶梁配套图1—回风顺槽2、9—端头支护金属顶梁3—切眼刮板输送机4—中部支护金属顶梁5—采煤机

6—金属支柱7—采空区8—推溜千斤顶10—煤壁11—顺槽刮板输送机12—输顺机机头部普采工作面及设备4.拆除采空区后排支柱和金属铰接顶梁，实现回柱放顶。采煤机自下缺口（7-8m)开始向上采。2.采过后裸露的顶板靠金属支柱和金属顶梁支撑。3.采煤机采完顶部煤后，再返回下行采下部余煤。在采煤机过后8～10m，将刮板输送机推向煤壁。●工作方法★单滚筒采煤机需人工开缺口。（因为滚筒不能截割到工作面端头）且滚筒一般位于下山一侧。●特点◆单向割煤方式单滚筒采煤机机，滚筒直径小于采高割顶煤挂顶梁割底煤，清理浮煤推移输送机（滞后采煤机10~15m）二、综采工作面的配套设备双滚筒采煤机+刮板输送机+液压支架●可实现落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制、工作面巷道运输等生产工序的全部机械化。综采采煤工艺仿真1、7—端头支架2—液压安全绞车3—喷雾泵站4—液压支架5—刮板输送机6—双滚筒采煤机8—集中控制台