1.1采煤機械概述

1、項目一 采煤機械,學(xué)習(xí)情境一 概述,一、采煤機的發(fā)展概況,建國以來，我國的煤礦生產(chǎn)技術(shù)面貌發(fā)生了深刻的變化。過去落后的生產(chǎn)方式已被普通機械化和綜合機械化采煤所取代。目前我國的綜合機械化程度和掘進裝載機械化程度都有了很大發(fā)展，國產(chǎn)的綜采工作面設(shè)備和高檔普采設(shè)備在緩傾斜中厚煤層采煤工作面的年產(chǎn)量都有了大幅度的提高。這充分地顯示了我國采煤機械化和掘進機械化程度的發(fā)展?fàn)顩r。在煤礦生產(chǎn)中，實現(xiàn)采掘機械化是實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機械化的中心環(huán)節(jié)和前

2、提。采掘工作面是煤礦生產(chǎn)的第一線，它的機械化水平是煤礦技術(shù)進步的集中體現(xiàn)，決定著整個礦井的生產(chǎn)技術(shù)面貌。,一、采煤機的發(fā)展概況,我國采煤機械化的發(fā)展經(jīng)歷了由單一到綜合的過程，即長壁采煤工藝中的落煤、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理等五大主要工序由單一工序機械化發(fā)展到綜合機械化。五大工序中，運輸機械化實現(xiàn)得最早，經(jīng)歷了由可拆卸式刮板輸送機到可彎曲刮板輸送機、并做到整體推移歷程，完善了工作面運輸機械化；在50年代初至60年代初，主要使用截煤機和

3、康拜因進行落煤和裝煤，從60年代初開始引進和自制滾筒式采煤機，從而擴大了機械化采煤范圍；支護和采空區(qū)處理兩個工序的機械化實現(xiàn)得較晚，從60年代初采用金屬摩擦支柱與鉸接頂粱支護頂板和處理采空區(qū)，到70年代開始采用單體液壓支柱、液壓支架支護頂板和處理采空區(qū)，從而實現(xiàn)了支柱、回柱的機械化作業(yè)。至此，采煤工作面的五大工序就全部實現(xiàn)機械化，即采煤綜合機械化。,一、采煤機的發(fā)展概況,1.五十年代以深截式(截深為1.6～2m)機械化采煤設(shè)備采煤的發(fā)展

4、階段，是機械化采煤的初級階段。2.六十年代以淺截式單滾筒采煤機 (截割為0.7m左右)機械化采煤設(shè)備采煤和以可彎曲刮板輸送機運煤的發(fā)展階段，是機械化采煤的中級階段。3.七十年代以來，以液壓支架支護采煤工作面頂板的采煤綜合機械化發(fā)展階段。4.改革開放以來，是采煤機械化發(fā)展的重要階段。,綜合機械化采煤技術(shù)在不斷地完善和發(fā)展。發(fā)展趨勢是：高產(chǎn)、高效、重型、大功率以及對各種煤層地質(zhì)條件的適應(yīng)性等。1.采煤機技術(shù)發(fā)展的趨勢2.工作面刮板

5、輸送機發(fā)展趨勢3.液壓支架發(fā)展趨勢,二、高檔普采工作面和綜采工作面,綜采工作面主要采煤設(shè)備,高檔普采是指：落煤、裝煤由采煤機完成；運煤由刮板輸送機完成；支護頂板和處理采空區(qū)由單體液壓支柱完成的工藝過程。 綜采是指：落煤、裝煤由采煤機完成；運煤由刮板輸送機完成；支護頂板和處理采空區(qū)由液壓支架完成的工藝過程。,由此可知：高檔普采和綜采的主要區(qū)別在于所用的支護設(shè)備不同。,二、高檔普采工作面和綜采工作面,設(shè)備配套,綜采工作面采用雙滾筒采煤機

6、1落煤、裝煤并自開缺口，重型可彎曲刮板輸送機10運煤，液壓支架3維護和管理頂板，自移式液壓支架前移、推移輸送機至新的位置、采空區(qū)頂板自行垮落。巷道棚梁 錨固支架4 端頭支架5 轉(zhuǎn)載機6 控制盤7 開關(guān)8 泵站9 變壓器11 絞車12 單軌吊車13 煤倉14,綜合機械化采煤工藝方式——采煤工作面破煤、裝煤、運煤、支護和處理采空區(qū)全部實現(xiàn)機械化的采煤工藝。,二、高檔普采工作面和綜采工作面,工作面設(shè)備：采煤機、自移式液壓支

7、架，刮板輸送機平巷設(shè)備：轉(zhuǎn)載機，破碎機，可伸縮膠帶機液壓系統(tǒng)：乳化液泵站，乳化液混溶箱，進回液主管路控制系統(tǒng)：控制臺，聲光信號，擴音電話及線路供水系統(tǒng)：冷卻水，噴霧泵，水箱，管路供電系統(tǒng)：高壓供電線路，開關(guān)，移動變電站，配電開關(guān)，線路其它：照明，絞車、水泵,三、采煤機的分類,在采煤工作面，把煤從煤層中采落下來并完成裝煤工作的機械稱為采煤機，采煤機是綜采工作面的主要機械設(shè)備。采煤機負(fù)責(zé)完成割煤、裝煤工序。采煤機械，現(xiàn)在主要有

8、滾筒式采煤機、刨煤機和采煤鉆機三大類。目前我國使用最多的是滾筒式采煤機，也有少量的刨煤機。滾筒式采煤機是以螺旋滾筒為工作機構(gòu)的采煤機，它采高范圍大，適應(yīng)各種煤層，并能適應(yīng)較復(fù)雜的頂?shù)装鍡l件。滾筒式采煤機的分類：1）按滾筒數(shù)：單滾筒、雙滾筒；2）按牽引調(diào)速方式：機械牽引、液壓牽引、電牽引；3）按牽引機構(gòu)：鏈牽引、無鏈牽引。,四、采煤機的主要組成部分——四大部分,（一）電氣系統(tǒng)：包括電動機及其控制，給采煤機提供動力，并對采煤機進行超

9、載保護及控制其動作；（二）截割部：包括機頭減速箱、搖臂和滾筒，完成落煤、裝煤； 電牽引采煤機取消了機頭減速箱；（三）牽引部：包括牽引機構(gòu)和傳動裝置，使機器行走；（四）附屬裝置：包括底托架、搖臂調(diào)高裝置、防滑裝置、調(diào)斜裝置、電纜拖移裝置、冷卻噴霧降塵裝置等，用來保證采煤機安全、可靠地工作。,1.電動機；2.截煤部減速箱；3.搖臂；4.滾筒；5.擋煤板；6.牽引部減速箱；7.鏈輪；8.錨鏈；9.電纜；10.刮板輸送機；11

10、.底托架；12.噴霧裝置,截割部,牽引部,電氣系統(tǒng),輔助裝置,四、采煤機的主要組成部分,（一）電氣系統(tǒng),包括電動機及其箱體和裝有各種電氣組件的中間箱、接線箱等。其主要作用是為采煤機提供動力，并對采煤機進行超載保護及控制其動作。,（二）截割部,其作用是將電動機的動力經(jīng)過減速后,傳遞給截割滾筒,以進行割煤,并且通過滾筒上的螺旋葉片將截割下來的煤裝到工作面輸送機上。其消耗的功率占整個采煤機功率的80%以上（約80%～90%）,,截齒:安裝在滾

11、筒的齒座上，主要作用是用來割煤。,滾筒 ：在轉(zhuǎn)動過程中，利用截齒割煤，利用螺旋葉片裝煤。,搖臂箱：將動力傳遞到滾筒上，并有進一步減速的作用。,主減速箱：把電動機傳來的較高轉(zhuǎn)速降低。,截割部,工作機構(gòu),傳動裝置,,,四、采煤機的主要組成部分,（二）截割部,1.滾筒,螺旋葉片,組成： 筒轂、端盤、葉片、 齒座、端蓋,主要參數(shù)：滾筒直徑、寬度、螺旋方向、螺旋頭數(shù)。結(jié)構(gòu)參數(shù)對煤的塊度、煤塵的生成量及采煤機整體工作

12、的穩(wěn)定性等也有一定的影響。,連接方式：平鍵連接、凸凹連接,工作位置、螺旋方向及轉(zhuǎn)向的配合：,一般情況左截割部配置左螺旋滾筒按逆時針旋轉(zhuǎn),特殊情況右截割部配置右螺旋滾筒按順時針旋轉(zhuǎn),端盤,齒座,截齒,輪轂,主要作用：落煤、裝煤（螺旋葉片）,四、采煤機的主要組成部分,（二）截割部,2）滾簡的轉(zhuǎn)向滾筒的轉(zhuǎn)向應(yīng)與滾筒的螺旋線方向一致。逆轉(zhuǎn)：逆時針方向旋轉(zhuǎn)（站在采空區(qū)側(cè)看滾筒）的滾筒，葉片應(yīng)為左旋順轉(zhuǎn)：順時針方向旋轉(zhuǎn)的滾筒，葉片應(yīng)為右旋。

13、即通常所說的“左轉(zhuǎn)左旋，右轉(zhuǎn)右旋”。反向?qū)L：頂部滾筒順轉(zhuǎn)。煤塵較少碎煤不易拋出傷人。但煤流被搖臂擋住，裝煤口較小。用于中厚煤層。正向?qū)L：煤塵多，碎煤易傷人。裝煤口尺寸大。用于薄煤層。,四、采煤機的主要組成部分,（二）截割部,2. 截齒螺旋滾簡上截齒的排列規(guī)律稱為截齒的配置。其基本要求是:采出的塊煤要多，產(chǎn)生的煤塵要少，即截割能耗要低，截割阻力和牽引阻力要比較均衡地作用在滾簡上。這樣，采煤機的生產(chǎn)率就較高，且負(fù)荷較小。,四、采

14、煤機的主要組成部分,（二）截割部,截齒類型,基本類型,,,刀形（適應(yīng)粘性煤）,鎬形（適應(yīng)脆性煤）,安裝方向,,,切向安裝,徑向安裝,3、安裝角度,,,正角,負(fù)角,零角,3、安裝方式,,,柱銷式,卡簧式,四、采煤機的主要組成部分,（二）截割部,3.截割部的傳動方式截割部減速箱和搖臂是截割部的傳動裝置，它們將電動機的動力經(jīng)減速后傳遞給螺旋滾簡。傳動系統(tǒng)主要有以下幾種:1)電動機一機頭減速箱一搖臂減速箱一滾簡其特點是傳動簡單，搖臂從機頭減

15、速箱端部仲出(稱為端面搖臂)，支撐可靠，強度和剛度好，但搖臂下限位置受輸送機限制，臥底量較小。,1.電動機 2.固定減速器 3.搖臂 4螺旋滾筒,四、采煤機的主要組成部分,（二）截割部,2)電動機一機頭減速箱一搖臂減速箱一行星輪一滾簡由于行星齒輪傳動較大，因此可使前幾級傳動比減小，系統(tǒng)得以簡化，并使行星齒輪的齒輪模數(shù)減小。,行星齒輪傳動,電動機,固定減速器,搖臂,螺旋滾筒,3)電動機一機頭減速箱一滾簡此傳動方式取消了搖臂

16、，而靠由電動機、機頭減速箱和滾簡組成的截割部來調(diào)高，使齒輪數(shù)大大減少，機殼強度、剛度增大，可獲得較大的調(diào)高范圍，還可使采煤機機身長度大大縮短，有利于采煤機開切口等工作。,1.電動機 2.固定減速器 4螺旋滾筒 6.泵箱 7.機身及牽引部,四、采煤機的主要組成部分,（二）截割部,4)電動機一搖臂減速箱一行星齒輪一滾簡這種傳動方式的主電動機采用橫向布置，使電動機軸與滾簡軸平行，取消了承載大、易損壞的錐齒輪，使截割部更為簡化

17、。,1.電動機 3.搖臂 4螺旋滾筒 5.行星齒輪傳動 7.機身及牽引部,4.擋煤板采煤機工作時，擋煤板位于滾簡后面，它與螺旋滾簡配合將落下的煤裝入刮板輸送機中。在螺旋滾簡后面設(shè)置擋煤板，可以提高裝煤效果，減少浮煤量及抑制煤塵飛揚。擋煤板由弧板、臂架及固定套組成。,四、采煤機的主要組成部分,（三）牽引部,牽引部由牽引部傳動裝置和牽引機構(gòu)組成，特點是無級變速 。根據(jù)牽引機構(gòu)可以將采煤機分為有鏈牽引和無鏈牽引兩種。根

18、據(jù)傳動裝置可將采煤機分為機械牽引、液壓牽引和電牽引三種。現(xiàn)在有鏈牽引和機械牽引已很少使用，經(jīng)常使用的是無鏈牽引的牽引機構(gòu)和液壓、電牽引傳動裝置。1.無鏈牽引隨著采煤機向強力化、重型化及大傾角的發(fā)展，其總裝機功率已超過2000kW，牽引力已達(dá)到1000kN。鏈?zhǔn)綘恳◤姸龋┮巡荒軡M足要求。且鏈斷裂時釋放的彈性會嚴(yán)重危及人身安全。故無鏈牽引獲得廣泛應(yīng)用。行走速度脈動小，采煤機運行較平穩(wěn)。牽引力大，能適應(yīng)大功率采煤機和高產(chǎn)高效的需要

19、；取消了鏈牽引的張緊裝置，使工作面切口縮短。對底板起伏、工作面彎曲、煤層不規(guī)則等的適應(yīng)性增強；適應(yīng)采煤機在大傾角（可達(dá)54°）條件下工作，利用制動器還可使采煤機的防滑問題得到解決。,四、采煤機的主要組成部分,（三）牽引部,2.牽引部傳動裝置電氣傳動、液壓傳動和機械傳動，也稱為電牽引、液壓牽引和機械牽引電牽引優(yōu)點：①具有良好的牽引特性：前進時提供牽引力，下滑時發(fā)電制動。②可用于大傾角煤層：牽引電動機軸端裝有停機時防止

20、采煤機下滑的制動器?？捎迷?5°傾角的煤層。③運行可靠，使用壽命長： 無磨損，使用可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。④反應(yīng)靈敏，動態(tài)特性好：⑤效率高： 電牽引采煤機將電能轉(zhuǎn)化為機械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)0.9；液壓牽引效率只有0.65～0.7左右。⑥結(jié)構(gòu)簡單： 電牽引部的機械傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕。⑦有完善的檢測和顯示系統(tǒng),四、采煤機的主要組成部分,（四）輔助裝置,采煤機除了截割部、牽引部、電動機與電氣

21、控制裝置外 , 其余的部分稱為輔助裝置。采煤機輔助裝置主要包括底托架及滑靴、滾筒調(diào)高與調(diào)斜裝置、滾筒擋煤板及翻轉(zhuǎn)裝置、破碎機構(gòu)、牽引鏈固定張緊裝置、無鏈牽引裝置、防滑裝置、電纜水管拖移裝置、冷卻噴霧系統(tǒng)等。,1.底托架底托架是采煤機的機座，將牽引部、截割部和電動機用螺栓固定在底托架上組成一個整體，并利用底托架下面鉸接的四個滑靴在刮板輸送機上滑行。采煤機一般用鑄鋼底托架，結(jié)構(gòu)堅固，自重大，降低了采煤機的重心，使其運行平穩(wěn)。2.滾筒調(diào)高

22、裝置滾簡調(diào)高裝置的作用是調(diào)節(jié)滾簡的高度，以適應(yīng)煤層厚度的變化。目前滾簡式采煤機均采用液壓傳動來實現(xiàn)滾簡調(diào)高。,A、B-液控單向閥 K-控制油路,五、采煤機的工作過程,考慮因素：頂板管理、移架與進刀方式、端頭支護等因素。兩種型式：單向割煤 和 雙向割煤。,五、采煤機的工作過程,推入法進刀（預(yù)開切口進刀法）,需提前開出工作面端部切口（做機窩）。其進刀過程為：先利用工人或其他方法預(yù)先在工作面兩端開好切口，即先把刮板輸送機機頭或機尾部

23、位的煤開采出來形成切口；當(dāng)割煤至工作面端部時，利用推移裝置將采煤機槽推向煤壁，即把采煤機的滾筒推入煤壁口;然后采煤機正常割煤。普采工作面單滾筒采煤機常用這種方式。,鉆入法進刀,（a）采煤機割煤至工作面端部距終點3~5m時停止?fàn)恳珴L筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)（b）開動千斤頂推移支撐采煤機的輸送機槽（c）滾筒邊鉆進煤壁邊上下或左右搖擺，直至達(dá)到額定截深并移直輸送機（d）采煤機割煤至工作面端頭，可以正常割煤,五、采煤機的工作過程,工作面斜切進刀,?

24、 綜采面端部斜切進刀法? 工作面端部割三角煤斜切進刀,（a）當(dāng)采煤機割煤至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身尚留有一段下部煤。（b）調(diào)整滾筒位置，前滾筒降下，后滾筒升起，然后沿輸送機彎曲段反向割煤，直至采煤機機身進入輸送機直線段為止，這時采煤機已向煤壁推進了一個截深，然后將輸送機移止。(c)在調(diào)整兩滾筒上下滾筒位置，采煤機重新返回割煤至輸送機機頭處。(d)將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換上下滾筒位置。,起始,斜

25、切并移直輸送機,割三角煤,開始正常割煤,1－綜采面雙滾筒采煤機；2－刮板輸送機.,五、采煤機的工作過程,工作面斜切進刀,? 綜采面端部斜切進刀法? 留三角煤端部斜切進刀,利用采煤機在工作面中部斜切進刀往返一次進一刀。特點:簡化了進刀工序，工作量均衡，窩工現(xiàn)象少，提高了采煤機的裝煤率為移溜、移架創(chuàng)造了有利條件 。綜采面斜切進刀，要求運輸及回風(fēng)平巷有足夠的寬度，工作面輸送機機頭盡量伸向平巷內(nèi)，以保證采煤機滾筒能割至平巷的內(nèi)側(cè)幫，并盡量

26、采用側(cè)卸式機頭。若平巷過窄，則需輔以人工開切口方能進刀，這就難以發(fā)揮綜采的生產(chǎn)潛力。,? 綜采面端部斜切進刀法?,特點：輸送機彎曲度在工作面中部。①采煤機割煤至工作面左端②空牽引割煤至工作面中部，并沿輸送機彎曲段斜切進刀，繼續(xù)割煤至右工作面右端。③移直輸送機，采煤機空牽引至工作面中部。④采煤機自工作面中部開始割煤至工作面左端，工作面有半段輸送機移近煤壁，恢復(fù)初始位置,五、采煤機的工作過程,普采工作面的采煤工藝過程如下：采煤機的

27、滾筒進入下缺口，然后由下向上采煤；隨采煤機之后，清理頂煤、掛頂梁；在采煤機后面清出新機道，并在距采煤機10～15m處開始推移刮板輸送機；當(dāng)輸送機移到新機道上以后，在懸掛的頂梁下面支撐金屬支柱或單體液壓支柱。當(dāng)采煤機一直運行到工作面上缺口時，就完成了上行采煤。然后，翻轉(zhuǎn)擋煤板，滾筒進入上缺口，采煤機由上向下采煤，開始下行采煤。采煤機運行到下缺口時，完成一個工作循環(huán)。,綜采工作面的采煤工藝過程如下： (1)采煤機自工作面一端開始向另一端采

28、煤； (2)隨著采煤機的移動，緊接著移動液壓支架，以便及時支護頂板； (3)在采煤機后面約10 m處，推移工作面輸送機。當(dāng)采煤機移到工作面另一端，各工序都相應(yīng)地完成之后，便實現(xiàn)了一個完整的采煤循環(huán)過程。 雙滾筒采煤機的割煤方式一般采用雙向割煤、往返兩刀的方式。,小結(jié),了解綜合機械化采煤工作面的主要設(shè)備及用途；重點掌握采煤機進刀方式；深刻體會雙滾筒采煤機的作業(yè)方式。希望通過此次課程的學(xué)習(xí)能夠?qū)C采機械化采煤工藝有更進一步的了解，提高學(xué)習(xí)