综合机械化采煤-采煤机.ppt

综合机械化采煤工艺-采煤机综合机械化采煤工作面设备布置v综采工作面采用双滚筒采煤机落煤、装煤并自开缺口，重型可弯 曲刮板输送机运煤，液压支架维护和管理顶板，使采煤过程全部 机械化v巷道棚梁 端头支架 绞车 泵站 单轨吊车 综合机械化采煤工作面设备布置图一1-采煤机 2-刮板输送机 3-液压支架 4-端头支架 5-锚固支撑 6-巷道棚梁 7-转载机 8-转载机推移 装置 9-可伸缩胶带机 10-控制台 11-配电箱 12-泵站 13-推移装置 14-移动变电站 15-煤仓 16 -绞车 17-单轨吊车 综合机械化采煤工作面设备布置图二1-采煤机 2-刮板输送机 3-液压支架 4-下端头支架 5-上端头支架 6-转载机 7-可伸缩带式输 送机 8-配电箱 9-移动变电站 10-设备列车 11-乳化液泵站 12-喷雾泵 13-液压安全绞车 14-集中控制台刮板输送机液压支架 1-顶梁；2-掩护梁；3-立柱；4-侧护板；5-底坐箱序 言 建国以来，我国的煤矿生产技术面貌发生了深 刻的变化过去落后的生产方式已被普通机械化 和综合机械化采煤所取代。

目前我国的综合机械 化程度和掘进装载机械化程度都有了很大发展， 国产的综采工作面设备和高档普采设备在缓倾斜 中厚煤层采煤工作面的年产量都有了大幅度的提 高这充分地显示了我国采煤机械化和掘进机械 化程度的发展状况在煤矿生产中，实现采掘机械化是实现煤矿 生产机械化的中心环节和前提采掘工作面是煤 矿生产的第一线，它的机械化水平是煤矿技术进 步的集中体现，决定着整个矿井的生产技术面貌 第一讲 采掘机械发展概况与发展趋势 一、采煤机械化发展概况与发展趋势 v 我国采煤机械化的发展经历了由单一到综合的过程，即 长壁采煤工艺中的落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理 等五大主要工序由单一工序机械化发展到综合机械化五 大工序中，运输机械化实现得最早，经历了由可拆卸式刮 板输送机到可弯曲刮板输送机、并做到整体推移历程，完 善了工作面运输机械化；在50年代初至60年代初，主要使 用截煤机和康拜因进行落煤和装煤，从60年代初开始引进 和自制滚筒式采煤机，从而扩大了机械化采煤范围；支护 和采空区处理两个工序的机械化实现得较晚，从60年代初 采用金属摩擦支柱与铰接顶粱支护顶板和处理采空区，到 70年代开始采用单体液压支柱、液压支架支护顶板和处理 采空区，从而实现了支柱、回柱的机械化作业。

至此，采 煤工作面的五大工序就全部实现机械化，即采煤综合机械 化 v 1、五十年代以深截式(截深为1.6～2m)机 械化采煤设备采煤的发展阶段，是机械化采 煤的初级阶段v 2、六十年代以浅截式单滚筒采煤机 (截 割为0.7m左右)机械化采煤设备采煤和以可弯 曲刮板输送机运煤的发展阶段，是机械化采 煤的中级阶段v 3、七十年代以来，以液压支架支护采煤 工作面顶板的采煤综合机械化发展阶段4、改革开放以来，是采煤机械化发展的 重要阶段 采煤机械化技术发展趋势综合机械化采煤技术在不断地完善和发展 发展趋势是：高产、高效、重型、大功率 以及对各种煤层地质条件的适应性等v1、采煤机技术发展的趋势v2、工作面刮板输送机发展趋势v3、液压支架发展趋势综合机械化采煤的工作过程 v (1)采煤机自工作面一端开始向另一端采煤；v (2)随着采煤机的移动，紧接着移动液压支架，以便 及时支护顶板；v (3)在采煤机后面约10 m处，推移工作面输送机 当采煤机移到工作面另一端，各工序都相应地完成 之后，便实现了一个完整的采煤循环过程v 双滚筒采煤机的割煤方式一般采用双向割煤、往 返两刀的方式。

v第二讲 采煤机在采煤工作面，把煤从煤层中采落下来并 完成装煤工作的机械称为采煤机，采煤 机是综采工作面的主要机械设备采煤 机分为两类：滚筒采煤机和刨煤机，目 前煤矿中广泛使用的是滚筒采煤机滚 筒式采煤机是以螺旋滚筒为工作机构的 采煤机，它采高范围大，适应各种煤层 ，并能适应较复杂的顶底板条件第一节 煤层物理机械性质v影响煤层物理机械性质的主要因素有：采高及煤体强度、 煤层结构与节理裂隙分布等v煤层在力学特性上表现为各向异性v一、煤层采高及其强度特征v㈠ 采高对煤层强度的影响 在支承压力作用下，采高越 大，采场的矿压显现越严重，煤壁处煤体所受的损伤越大 ，工作面煤壁也越不稳定v㈡ 煤的强度特征v二、煤层结构与层理、节理裂隙特征v㈠ 煤层的结构v㈡ 煤层的层理、节理裂隙特征对破碎的影响v三、煤体的抗切削性能 v四、煤的坚固性v我国通常用煤的坚固性系数 f ( 又称普氏系数 ) 来表征煤破碎的难易程度煤和软岩 f≤4, 中硬岩 f=4～8, 硬岩 f≥8, 最硬的岩石 f 可达 20 同时还规定 : f≤1.5 的煤为软煤 ; f= 1.5 ～3.0 的煤为中硬煤 ; f≥3 的煤为硬煤。

第二节 采煤机v采煤机负责完成割煤、装煤工序v采煤机的分类：v1）按滚筒数：单滚筒、双滚筒；v2）按牵引调速方式：机械牵引、液压牵引 、电牵引；v3）按牵引机构：链牵引、无链牵引采煤机的结构组成v采煤机主要由四大部分组成： 1、牵引部：包括牵引机构和传动装置； 2、截割部：包括机头减速箱、摇臂和滚筒；电牵引采煤机取消了机头减速箱； 3、电气部分：包括电动机及其控制； 4、附属装置：包括底托架、摇臂调高装置、防滑装置、 调斜装置、电缆拖移装置、冷却喷雾降尘装置等一、滚筒采煤机截割部v截割部的作用是将电动机的动力经过减速后 , 传递给截割滚筒 , 以进行割煤 , 并且通过滚筒 上的螺旋叶片将截割下来的煤装到工作面输送机 上截割部主要包括工作机构及其传动装置 , 是采煤机直接落煤、装煤的工作部件 , 其消耗 的功率占整个采煤机功率的80%以上（ 约80%～ 90%）工作机构是指滚筒和安装在滚筒上的截 齿 , 而传动装置是指固定减速箱、摇臂齿轮箱 , 有时还包括滚筒内的传动装置 （一）截割部的组成及特点 v1. 截割部的组成v采煤机截割部由固定减速箱、摇臂、滚筒、挡 煤板及调高系统组成。

有的采煤机还配有一个 破碎滚筒在截割部内设有润滑系统、冷却与 喷雾系统和过载保护装置 v2．采煤机截割部的特点 v双滚筒采煤机具有很多特点，但主要特点是： 生产能力大、效率高、用于开采中厚煤层时能 一次采全高、能自开缺口、装煤效果好、机器 稳定性能好以及不经改装能适应于左右工作面 等优点 （二）截割部传动装置 v1．截割部传动装置的功用及要求v要求截割部传动装置具有高的强度、刚度和可靠性 , 良 好的润滑、密封、散热条件和高的传动效率对于单滚筒 采煤机 , 还应使传动装置能适合左、右工作面采煤的要 求 v2．截割部常见的传动方式 v1）双减速箱传动装置v包括：固定减速箱和摇臂减速箱v2）单减速箱传动装置v单减速箱传动装置机械传动完全置于摇臂内部，截割电动 机垂直布置在摇臂根部，成为截割部的组成部分，摇臂绕 机身端部的水平销轴摆动 螺旋滚筒的作用v一是从煤壁上将煤截割下来v二是靠滚筒上的螺旋叶片将煤装到工作 面刮板输送机上v摇臂的内喷雾可冷却截齿延长其使用寿 命，喷雾降尘改善工作条件，冲淡瓦斯 ，湿润煤壁等v滚筒的结构参数对煤的块度、煤尘的生 成量及采煤机整体工作的稳定性等也有 一定的影响。

三)滚筒与截齿 v1．滚筒的结构 v2．螺旋滚筒的参数v1）滚筒的直径和宽度 v2）滚筒螺旋叶片头数、升角及旋向v3）滚筒的转向与转速v4）截齿的配置排列方式 v3．截齿 1．滚筒的结构 滚筒组成：筒毂、螺旋叶片、 齿座、喷嘴和端盘 等滚筒的结构参数v螺旋滚筒的参数有结构参数和工作参数两种v结构参数包括滚筒直径和宽度、螺旋叶片的参数v工作参数指滚筒的转向和转速v滚筒有三个直径：滚筒直径D、叶片直径Dy和筒毂直径Dgv双滚筒采煤机滚筒直径D可按采高选择，滚筒直径应稍大于最 大采高的一半v滚筒宽度B是滚筒边缘到端盘最外侧截齿齿尖的距离，即采煤 机的理论截深采煤机的截深有600mm、800mm、1000mm 几种，其中800mm用的最多2）螺旋叶片的参数螺旋叶片的参数包括：头数、螺距、导程、 螺旋升角和旋向等头数一般2~4头，双头最 多导程和螺旋升角直接影响装煤效果，螺 距大小是保证煤流畅通的条件滚筒工作参数v滚筒转向 滚筒的转向必须与滚筒的螺旋方向一致，以 向输送机推运煤即“左转左旋，右转右旋”v顺转 截齿截割方向与碎煤下落方向相同v逆转 截齿截割方向与碎煤下落方向相反v滚筒转速 截齿数一定时，煤屑厚度与牵引速度成正比 ，与滚筒转速成反比，即滚筒转速越高，煤的块度越 小，造成煤尘飞扬。

故滚筒转速一般控制在 30~50r/min 而牵引速度越大，切深就大单位能耗降 低，但切深太大，超过截齿伸出齿座的径向长度时， 齿座挤入煤壁里，使切削 状况恶化，截割功率剧增， 相应截齿速度一般为3~5m/s截齿v采煤机截齿主要有扁形截 齿和镐形截齿两种v扁形截齿径向安装，也叫 径向截齿，形状像刀，又 叫刀形截齿适用于截割 各种硬度的煤v镐形截齿切向安装，又叫 切向截齿一般在脆性煤 和节理发育的煤层中具有 较好的截割性能截割部的传动方式v双减速器传动 多用于液压牵引采煤机，电 动机纵向布置于机身，有机头减速箱和摇臂减 速箱v单减速箱传动 机械传动装置全部置于摇臂内 部，截割电动机垂直布置于机身，通常是三或 四级齿轮传动，最后一级是行星齿轮传动v截割部应有变速齿轮，滚筒有两档以上转速， 以适应不同煤层的需要v截割部的润滑 一般选用40℃时运动粘度为 150~460mm2/s的极压工业齿轮油作为润滑油 ，其中N220和N320极压齿轮油用的最多二、滚筒采煤机牵引部v（一）牵引部的组成及特点v1. 组成：牵引部由牵引部传动装置和牵引机 构组成v2．牵引部的特点：无级变速 v（二）牵引部传动装置 v1．机械牵引 v2．液压牵引 v3．电牵引 v（三）牵引机构 v1．链牵引机构 v2．无链牵引装置 滚轮齿轨式无链牵引机构链轮链轨式无链牵引机构牵引传动装置v机械牵引是全部采用机械传动装置的牵引，只 能有级调速且传动复杂，现已很少采用。

v液压牵引是利用液压传动来驱动的牵引液压 传动的牵引具有无级调速特性，且换向、停止 过载保护易于实现，便于根据负载变化实现自 动调速，保护系统比较完善，故应用较多v电牵引 电牵引是对专门驱动牵引部的电动机 调速而调节速度的牵引电牵引采煤机的优点v具有良好的牵引特性 既可以使机器克服阻力移动，又 可在机器下滑时发电制动v可用于大倾角煤层 牵引电动机轴端装有防止采煤机下 滑的制动器，制动力矩是电动机恶地额定转矩 1.6~2.0倍 ，可用于40°倾角的煤层v运行可靠，使用寿命长 v反应灵敏，动态性能好 如过载减速，三倍过载自动后 退等v效率高 效率可达0.9，，而液压牵引一般在0.65~0.7左 右v结构简单v具有完善的检测和显示系统交流电牵引原理v变频调速原理 n=60f/p，通过适当的变 频调速可使截割电动机的功率趋于稳定 ，减轻欠载荷过载（恒功率调速）v恒转矩调速 在变频调速的同时调节电 源电压 三、采煤机辅助装置 v 采煤机除了截割部、牵引部、电动机 与电气控制装置外 , 其余的部分称为辅 助装置采煤机辅助装置主要包括底托架 及滑靴、滚筒调高与调斜装置、滚筒挡煤 板及翻转装置、破碎机构、牵引链固定张 紧装置、无链牵引装置、防滑装置、电缆 水管拖移装置、冷却喷雾系统等。

v （一）底托架及滑靴 v （二）滚筒调高与调斜装置 v （三）挡煤板及翻转装置 v （四）破碎装置v （五）牵引链固定张紧装置v （六）防滑装置 v （七）电缆。