畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）國內(nèi)外采煤機(jī)的發(fā)展及 MG300(250)700(600)WD型無鏈電牽引采煤機(jī)

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論文)題 目：國內(nèi)外采煤機(jī)的發(fā)展及 mg300(250)/700(600)-wd型無鏈電牽引采煤機(jī)年 級(jí)： 10機(jī)電 學(xué) 號(hào)： 0904035 姓 名： 專 業(yè)： 礦山機(jī)電 指導(dǎo)教師： 2011 年 12 月 10 日國內(nèi)外采煤機(jī)發(fā)展及現(xiàn)狀摘要20世紀(jì)40年代初，英國和前蘇聯(lián)相繼研制出了鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)，這種采煤機(jī)是通過截鏈截落煤，在截鏈上安裝有被稱為截齒的專用截煤工具，其工作效率低。同時(shí)德國研制出了用刨削方式落煤的刨煤機(jī)。50年代初，英國和德國相繼研制出了滾筒式采煤機(jī)，在這種采煤機(jī)上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上安裝有截齒，用截煤滾筒實(shí)現(xiàn)落煤和裝煤。這種采煤機(jī)與可彎曲輸

2、送機(jī)配套，奠定了煤炭開采機(jī)械化的基礎(chǔ)。煤炭是我國的主要能源，煤炭工業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。但是煤炭工業(yè)面臨著許多困難和問題，主要包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，生產(chǎn)投入不足，勞動(dòng)條件差等方面的問題。它在一定程度上解決了這些方面的問題，采煤機(jī)械化是最終發(fā)展的必然。所以如何提高采煤效率以滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)中迅猛發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對能源的需要就成了十分迫切的要求。采煤機(jī)是一個(gè)集機(jī)械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng),工作環(huán)境惡劣,如果出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)采煤工作的中斷,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失.隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展,采煤機(jī)的功能越來越多,其自身的結(jié)構(gòu)、組成愈加復(fù)雜,因而發(fā)生故障的原因也隨之復(fù)雜。采煤機(jī)是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機(jī)械化

3、和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。機(jī)械化采煤可以減輕體力勞動(dòng)、提高安全性，達(dá)到高產(chǎn)量、高效率、低消耗的目的。采煤機(jī)分鋸削式、刨削式、鉆削式和銑削式四種。關(guān)鍵字：采煤機(jī)，鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)，可靠性，發(fā)展趨勢，穩(wěn)定性，生產(chǎn)能力第一章 緒論1.1 引言隨著科技的發(fā)展，技術(shù)的創(chuàng)新，煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。自70年代以來，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝著大功率、遙控、遙測方向發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高。工礦自動(dòng)檢測、故障診斷以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機(jī)上的到應(yīng)用。，開發(fā)高產(chǎn)高效礦井綜合配套技術(shù)是我國煤炭科

4、技發(fā)展的主攻方向，根據(jù)世界采煤機(jī)發(fā)展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我國采煤機(jī)應(yīng)在以下方面進(jìn)行攻關(guān)研究，盡快趕上世界水平。為了滿足高產(chǎn)高效礦井發(fā)展的需要，增產(chǎn)減員，增產(chǎn)減面，實(shí)行合理化集中生產(chǎn)，擬研制截割功率2x500kw2x600kw，總裝機(jī)功率1200kw1500kw以上，截深0.8m1.0m的高效電牽引采煤機(jī)；電機(jī)橫向布置，框架式結(jié)構(gòu)，無底托架，交流變頻調(diào)速，供電電壓3300v以上；強(qiáng)力型無鏈牽引系統(tǒng)，具有高牽引速度和牽引力；配用機(jī)載增壓水泵和吸塵滾筒，操作方便，控制、保護(hù)齊全，性能良好。衡量一個(gè)國家的采煤機(jī)的技術(shù)水平，首先應(yīng)對其機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)行、品種、質(zhì)量、可靠性、適應(yīng)程度以及壽命等加以分

5、析。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，改革開放以來，采煤機(jī)得到了很大的發(fā)展，但生產(chǎn)的質(zhì)量、壽命、高新技術(shù)的應(yīng)用、科學(xué)管理等與世界煤炭工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，還存在較大的差距，國外采煤機(jī)有關(guān)部件的設(shè)計(jì)壽命是：齒輪12500h，軸承20000h30000h，電機(jī)絕緣壽命4400h，滾筒可產(chǎn)煤300萬噸。綜合工作面采煤機(jī)一般都裝有自動(dòng)控制、診斷、數(shù)據(jù)傳輸、無線電遙控裝置，不僅操作方便，而且能通過診斷裝置預(yù)先發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)排除。我國采煤機(jī)的齒輪、軸承、滾筒、電機(jī)等主要部件的設(shè)計(jì)壽命均低于國外水平。采煤機(jī)大部分不具有監(jiān)控、診斷保護(hù)功能，不能預(yù)報(bào)診斷故障，不能保證采煤機(jī)經(jīng)常處于正常狀態(tài)。我國要求采煤機(jī)出150萬噸200萬噸

6、煤而不大修，實(shí)際上與要求還有距離。為了滿足高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤提高生產(chǎn)力的需要，克服液壓牽引的繁雜，電牽引采煤機(jī)是采煤機(jī)發(fā)展的一個(gè)趨勢。1.2 采煤機(jī)的發(fā)展史20世紀(jì)40年代初，英國和前蘇聯(lián)相繼研制出了鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)，這種采煤機(jī)是通過截鏈截落煤，在截鏈上安裝有被稱為截齒的專用截煤工具，其工作效率低。同時(shí)德國研制出了用刨削方式落煤的刨煤機(jī)。50年代初，英國和德國相繼研制出了滾筒式采煤機(jī)，在這種采煤機(jī)上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上安裝有截齒，用截煤滾筒實(shí)現(xiàn)落煤和裝煤。這種采煤機(jī)與可彎曲輸送機(jī)配套，奠定了煤炭開采機(jī)械化的基礎(chǔ)。這種采煤機(jī)的主要缺點(diǎn)有二點(diǎn)：其一是截煤滾筒的高度不能在使用中

7、調(diào)整，對煤層厚度及其變化適應(yīng)性差；其二是截煤滾筒的裝煤效果不佳，限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的提高。進(jìn)入60年代，英國、德國、法國和前蘇聯(lián)先后對采煤機(jī)的截割滾筒做出革命性改進(jìn)。其一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對煤層賦存條件的適應(yīng)性；其二是把圓筒形截割滾筒改進(jìn)成螺旋葉片式截煤滾筒，即螺旋滾筒，極大地提高了裝煤效果。這兩項(xiàng)關(guān)鍵的改進(jìn)是滾筒式采煤機(jī)稱為現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ)。可調(diào)高螺旋滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)與液壓支架和可彎曲輸送機(jī)配套，構(gòu)成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，使煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。70年代以來，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝

8、著大功率、遙控、遙測方向發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高。工礦自動(dòng)檢測、故障診斷以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機(jī)上的到應(yīng)用。1.3 我國采煤機(jī)械發(fā)展展望依靠科技進(jìn)步，推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)高產(chǎn)高效礦井綜合配套技術(shù)是我國煤炭科技發(fā)展的主攻方向，根據(jù)世界采煤機(jī)發(fā)展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我國采煤機(jī)應(yīng)在以下方面進(jìn)行攻關(guān)研究，盡快趕上世界水平。大功率、大截深電牽引采煤機(jī)的進(jìn)一步研究為了滿足高產(chǎn)高效礦井發(fā)展的需要，增產(chǎn)減員，增產(chǎn)減面，實(shí)行合理化集中生產(chǎn)，擬研制截割功率2x500kw2x600kw，總裝機(jī)功率1200kw1500kw以上，截深0.8m1.0m的高效電牽引采

9、煤機(jī)；電機(jī)橫向布置，框架式結(jié)構(gòu)，無底托架，交流變頻調(diào)速，供電電壓3300v以上；強(qiáng)力型無鏈牽引系統(tǒng)，具有高牽引速度和牽引力；配用機(jī)載增壓水泵和吸塵滾筒，操作方便，控制、保護(hù)齊全，性能良好。大功率采煤機(jī)的工況監(jiān)測、故障診斷與控制系統(tǒng)的研究高可靠性大功率采煤機(jī)是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井合理集中生產(chǎn)的根本保證，采用機(jī)載計(jì)算機(jī)監(jiān)測，故障診斷及自動(dòng)控制系統(tǒng)是提高大功率采煤機(jī)可靠性和利用率的重要途徑，通過開發(fā)采煤機(jī)監(jiān)測傳感器和機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以及地面中心站的故障診斷和維修管理專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)工況監(jiān)測和井下、地面兩極預(yù)報(bào)型故障診斷及維修管理專家系統(tǒng)等機(jī)電一體化技術(shù)，使采煤機(jī)的技術(shù)水平、工作能力得以大幅度提高，保

10、證高效連續(xù)生產(chǎn)。1.4 應(yīng)用高新技術(shù)，嚴(yán)格管理，提高可靠性衡量一個(gè)國家的采煤機(jī)的技術(shù)水平，首先應(yīng)對其機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)行、品種、質(zhì)量、可靠性、適應(yīng)程度以及壽命等加以分析。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，改革開放以來，采煤機(jī)得到了很大的發(fā)展，但生產(chǎn)的質(zhì)量、壽命、高新技術(shù)的應(yīng)用、科學(xué)管理等與世界煤炭工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，還存在較大的差距，國外采煤機(jī)有關(guān)部件的設(shè)計(jì)壽命是：齒輪12500h，軸承20000h30000h，電機(jī)絕緣壽命4400h，滾筒可產(chǎn)煤300萬噸。綜合工作面采煤機(jī)一般都裝有自動(dòng)控制、診斷、數(shù)據(jù)傳輸、無線電遙控裝置，不僅操作方便，而且能通過診斷裝置預(yù)先發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)排除。我國采煤機(jī)的齒輪、軸承、滾筒、電

11、機(jī)等主要部件的設(shè)計(jì)壽命均低于國外水平。采煤機(jī)大部分不具有監(jiān)控、診斷保護(hù)功能，不能預(yù)報(bào)診斷故障，不能保證采煤機(jī)經(jīng)常處于正常狀態(tài)。我國要求采煤機(jī)出150萬t200萬t煤而不大修，實(shí)際上與要求還有距離。為了滿足高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤提高生產(chǎn)力的需要，克服液壓牽引的繁雜，電牽引采煤機(jī)是采煤機(jī)發(fā)展的一個(gè)趨勢。與目前最先進(jìn)國外采煤機(jī)相比，國內(nèi)電牽引采煤機(jī)在總體參數(shù)性能方面尚有較大差距，某些關(guān)鍵部件的性能、功能、適應(yīng)范圍還有待完善和提高，尤其是無線監(jiān)測、故障診斷及預(yù)報(bào)、信號(hào)傳輸與采煤機(jī)自動(dòng)控制、傳感器等智能化技術(shù)和機(jī)械部件的可靠性、壽命與國外相比差距甚大。根據(jù)我國煤炭生產(chǎn)要求和采煤機(jī)發(fā)展趨勢以及針對國內(nèi)

12、電牽引采煤機(jī)存在的差距，今后主要研究內(nèi)容如下：1、進(jìn)一步完善和提高交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的可靠性，重點(diǎn)完善和提高系統(tǒng)裝置抗震、散熱和防潮性能；2、研究可靠的微機(jī)電氣控制系統(tǒng)，重點(diǎn)提高采煤機(jī)機(jī)電控制系統(tǒng)的抗干擾、抗熱效應(yīng)的能力；3、開發(fā)或增強(qiáng)電控系統(tǒng)的監(jiān)控功能，重點(diǎn)研究故障診斷與專家系統(tǒng)、工況監(jiān)測、顯示與信息傳輸系統(tǒng)、工作面采煤機(jī)自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)、自適應(yīng)變頻電路的漏電監(jiān)測與保護(hù)技術(shù)、搖臂自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)等；4、開發(fā)四象限運(yùn)行的礦用交流變頻調(diào)速裝置，使采煤機(jī)能適應(yīng)較大傾角煤層開采的需要；5、開發(fā)單機(jī)功率600kw,總裝機(jī)功率1500kw的大功率電牽引采煤機(jī)；6、電牽引采煤機(jī)的可利用率、可靠性和壽命的研究。圖

13、1.1 滾筒采煤機(jī)第二章 采煤機(jī)械2.1 采煤機(jī)的種類采煤機(jī)是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。機(jī)械化采煤可以減輕體力勞動(dòng)、提高安全性，達(dá)到高產(chǎn)量、高效率、低消耗的目的。采煤機(jī)分鋸削式、刨削式、鉆削式和銑削式四種： (1)鋸削式采煤機(jī)即截煤機(jī)，靠安裝在循環(huán)運(yùn)動(dòng)的截鏈上的截齒深入煤壁截煤。 (2)刨削式采煤機(jī)即刨煤機(jī)，靠刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)刨削破煤。 (3)鉆削式采煤機(jī)靠鉆頭邊緣的刀齒鉆入煤體，由鉆頭中部的破煤刀齒將中部的煤體破碎。 (4)鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)整機(jī)由牽引部、電動(dòng)機(jī)、（專用防爆水冷式電機(jī)）、截煤部連接組成。體積小、重量輕，噪音小、防塵效果好，使用安全可靠。2.1.1鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)一、用途本機(jī)使

14、用于一般中、小型礦井下緩傾薄煤層極薄復(fù)合煤層采煤工作面開切底槽，達(dá)到掏槽落煤的作用。 二、適用范圍本機(jī)可在周圍環(huán)境空氣的甲烷、煤灰、硫化氫、二氧化碳等含量不超過煤礦安全規(guī)程所規(guī)定的安全含量的礦井中使用。本機(jī)使用于復(fù)雜煤層的開采，可在采高0.30米以上工作面開切底槽之用。 適宜截煤層硬度f4工作面。適宜沿煤壁底板傾斜角度a25工作面。 三、特點(diǎn)體積小、重量輕，噪音小、防塵效果好，使用安全可靠。 電器部分具有一定的防爆性能，電機(jī)冷卻方式為水冷。 本機(jī)比較手工采煤能提高煤塊率，節(jié)省開采時(shí)間，是開采極薄復(fù)合煤層代人工掏槽落煤的設(shè)備。 四、基本參數(shù)表2.1 鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)的基本參數(shù)調(diào)整方式手動(dòng)、脈動(dòng)、無極調(diào)

15、速工作方式沿煤壁來回、左右作業(yè)牽引方式剛絲繩內(nèi)牽引電機(jī)型號(hào)ybk2160l4牽引速度0920mmmin電機(jī)功率15kw截槽深度800900 mm額定電壓380v660v截鏈線速度1900mms外型尺寸1800390280mm繩筒容量20000mm鋼絲繩規(guī)格637（10.5mm）牽引力15.33kn整機(jī)重量7502kg牽引功率5kw截割功率10kw冷卻方式水冷空載下放速度4018mmmin冷卻方式螺旋水道內(nèi)冷工作方式沿煤壁來回，左右工作防塵方式冷卻水截煤部防塵潤滑方式連續(xù)無壓潤滑五、結(jié)構(gòu)整機(jī)由牽引部、電動(dòng)機(jī)、（專用防爆水冷式電機(jī)）、截煤部連接組成。 六、效果使用本機(jī)完成機(jī)械掏槽作業(yè)，改變采煤工作

16、面采用手工掏槽作業(yè)的落后工藝，減輕工人勞工生產(chǎn)率，與炮采工藝相比改善了采煤工人的勞動(dòng)安全生產(chǎn)條件，確保采煤工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)，增加塊煤率，為薄煤層機(jī)械化采煤提供了一種使用裝備。2.1.2其他采煤機(jī)簡要介紹一、銑削式采煤機(jī)靠滾筒上的截齒旋轉(zhuǎn)銑削破煤。20世紀(jì)初開始應(yīng)用截煤機(jī)；40年代出現(xiàn)了深截式聯(lián)合采煤機(jī)；50年代初期出現(xiàn)了淺截式滾筒采煤機(jī)，生產(chǎn)能力和對頂板的適應(yīng)性都有很大提高，60年代研制成雙滾筒采煤機(jī)，使生產(chǎn)情況得到進(jìn)一步改善。中國在1949年以前很少用機(jī)械采煤。50年代開始使用截煤機(jī)和深截式聯(lián)合采煤機(jī)，60年代開始使用淺截式滾筒采煤機(jī)，70年代初在一些礦區(qū)開始使用淺截式雙滾筒采煤機(jī)，機(jī)采產(chǎn)

17、量不斷提高。70年代以來，采煤機(jī)不斷改進(jìn),如采用大功率水冷電機(jī)來提高生產(chǎn)能力,開采厚度較大的堅(jiān)硬煤層；采用粗齒滾筒提高塊煤率；采用無鏈牽引減少機(jī)械事故并適應(yīng)長工作面多臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)作業(yè)等。 二、截煤機(jī)機(jī)械化掏槽的機(jī)器，用以增加爆破自由面，提高爆破效率，有圓盤式、截桿式和截鏈?zhǔn)饺N。鋼絲繩兩端分別固定在錨柱和截煤機(jī)的繩筒上。工作時(shí)繩筒轉(zhuǎn)動(dòng)，將截煤機(jī)拉向前進(jìn)，速度為0.251.1m/min。牽引鋼絲繩長25m，每前進(jìn)2025m需移置錨柱。截煤機(jī)不能直接落煤，在工作面上需增加爆破落煤的工序，已被滾筒采煤機(jī)代替。 滾筒采煤機(jī)一種銑削式淺截深采煤機(jī)，由截割部分、牽引部分和動(dòng)力部分組成。截割部分包括工作機(jī)構(gòu)

18、和減速器，牽引部分包括行走機(jī)構(gòu)（鏈輪、牽引鏈及其拉緊裝置）和液壓傳動(dòng)裝置，動(dòng)力部分包括電動(dòng)機(jī)和電氣控制箱。另外，還有輔助裝置，包括底托架、電纜架、噴霧裝置和信號(hào)照明等設(shè)備。滾筒采煤機(jī)適于在煤層厚度變化小、無夾石、地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層傾角 15以下、頂板易于管理的條件下使用。傾角較大時(shí)，需裝防滑裝置。滾筒采煤機(jī)騎在可彎曲刮板輸送機(jī)上工作，沿工作面往返運(yùn)行。螺旋式滾筒上裝有按一定規(guī)律排列的截齒。滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，截齒按一定順序在煤體上先后截出很多溝槽，使溝槽之間的煤體破落，通過滾筒旋葉和弧形擋煤板裝入輸送機(jī)。滾筒直徑為測量到截齒齒尖的截割直徑，各制造廠有各種不同的系列，根據(jù)采高選定。滾筒寬度相當(dāng)于截深，有

19、0.6、0.8、1.0、1.2m等幾種規(guī)格。 三、滾筒采煤機(jī)分單滾筒和雙滾筒兩種： （1）單滾筒采煤機(jī)進(jìn)刀方式有三種：先進(jìn)刀后移機(jī)頭，一般采用斜切進(jìn)刀，這種方式簡單易行，但進(jìn)刀時(shí)間長；先移機(jī)頭后進(jìn)刀，能充分利用工時(shí)，但開缺口工作量大；進(jìn)刀同時(shí)移機(jī)頭，進(jìn)刀簡單，時(shí)間短，但需強(qiáng)力推移輸送機(jī)的設(shè)備。 割煤方式有兩種：單向采煤，采煤機(jī)上行進(jìn)一刀割煤，下行裝煤。優(yōu)點(diǎn)是能充分利用機(jī)器裝煤，效率高，但工作面割一刀時(shí)間長，頂板懸露時(shí)間長，一般適用于頂板穩(wěn)定、采高較大、裝余煤量大的煤層。雙向采煤，往返各進(jìn)一刀。優(yōu)點(diǎn)是能提高工時(shí)利用率，工作面生產(chǎn)能力大，支護(hù)頂板及時(shí)，工序緊湊，但采高大時(shí)清浮煤工作量大。 （2）雙

20、滾筒采煤機(jī)一次采全厚，采煤機(jī)兩端各有一個(gè)滾筒。前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤。兩滾筒一般相背旋轉(zhuǎn)，司機(jī)左側(cè)滾筒用左螺旋，司機(jī)右側(cè)滾筒用右螺旋。也可相向旋轉(zhuǎn)，司機(jī)左側(cè)滾筒用右螺旋，司機(jī)右側(cè)滾筒用左螺旋。一般采用雙向采煤，先進(jìn)刀后移機(jī)頭的斜切進(jìn)刀方式；也可采用進(jìn)刀同時(shí)移機(jī)頭的正切進(jìn)刀方式。 刨煤機(jī)一種刨削式淺截深采煤機(jī)。刨煤機(jī)有兩種：動(dòng)力刨煤機(jī)，靠刨刀對煤體沖擊破煤，存在問題較多，至今仍在研究中；靜力刨煤機(jī)，靠刨刀對煤體靜壓力破煤，分拖鉤式、刮斗式和滑行式三種。中國目前多用拖鉤式刨煤機(jī)，習(xí)稱煤刨，由安裝刀架的刨體和左右撐板組成，刨刀對稱地分布在刨體上。為保證刨煤時(shí)煤刨穩(wěn)定，應(yīng)將煤刨底盤壓在輸送

21、機(jī)溜槽下面。煤刨用錨鏈牽引，沿工作面往復(fù)運(yùn)動(dòng)落煤,一次刨深50125mm。刨速大于輸送機(jī)鏈速的刨煤機(jī)，叫快速刨煤機(jī)。刨煤機(jī)宜用于頂?shù)装宸€(wěn)定、煤質(zhì)較軟、地質(zhì)構(gòu)造簡單的薄煤層和中厚煤層。2.2 采煤機(jī)的組成及各部分的作用采煤機(jī)由電動(dòng)機(jī)、截割部、牽引部、輔助裝置等組成。電動(dòng)機(jī)給采煤機(jī)提供動(dòng)力，截割部完成落煤、裝煤，牽引部使機(jī)器行走，輔助裝置包括噴霧裝置，防滑裝置，拖拽電纜裝置等，用來保證采煤機(jī)安全可靠的工作。圖2.2 單滾筒采煤機(jī)的構(gòu)成1-擋煤板；2-螺旋滾筒；3-搖壁減速器；4-固定減速器；5-牽引部減速器；6-主鏈輪；7-輔助鏈輪；8-電動(dòng)機(jī)；9-電纜架；10-錨鏈；11-底托架；12-輸送機(jī)槽

22、第三章 國外煤礦采煤機(jī)械發(fā)展概況八十年代以來，世界個(gè)主要產(chǎn)煤國家為了適應(yīng)競爭的需要和彌補(bǔ)石油能源短缺的局面，大力發(fā)展采煤機(jī)械不斷的提高采煤工作面機(jī)械化水平，近年來國外的采煤機(jī)械發(fā)展很快，雖無重大變革性突破，但在開采方法，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、電氣控制等方面有不少動(dòng)向值得重視。3.1國外采煤工作面現(xiàn)狀自從綜采技術(shù)推廣以后，較先進(jìn)的產(chǎn)煤國家大體每10年工作面日產(chǎn)量水平翻一番。表3.1-1為世界主要產(chǎn)煤國家和地區(qū)綜采工作面的最高產(chǎn)量世界紀(jì)錄。此外，英國、德國、波蘭等國在不斷提高工作面單產(chǎn)的基礎(chǔ)上，努力削減工作面?zhèn)€數(shù)。世界主要產(chǎn)煤國家和地區(qū)礦井和工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表3.1-2?，F(xiàn)在過外高產(chǎn)工作面集中在采高2.5

23、3.5m貯存條件良好的中厚煤層。在西德，在推行工作面的大型化，現(xiàn)在已從140m增加到240m。應(yīng)該過的工作面經(jīng)濟(jì)長度為250m。但是，工作面長度的增加使刮板輸送機(jī)鏈條的重量增加，從而減低效率。最近，國外有些資料又在重新評(píng)價(jià)加長工作面的方法，認(rèn)為將來不一定要一味的加長。因而有出現(xiàn)因地制宜的制定工作面長度標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢。表3.1-1 采煤工作面產(chǎn)量世界紀(jì)錄年份日產(chǎn)最高紀(jì)錄（t）平均日產(chǎn)量產(chǎn)量國別19601000英 國50060019654500捷 克1000150019707000波 蘭20003000197511000南 非30004000197713446中國開灤4000500019801800

24、0美 國50006500198421951美 國60007000198515600澳大利亞50008000198522000南 非60008000198724400澳大利亞700010000198825000澳大利亞800010000表3.1-2 世界主要產(chǎn)煤國的工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)國家和地區(qū)原煤總產(chǎn)量（mt）采煤機(jī)械化程度（%）井工效率（t/工）井百萬噸死亡率綜采面數(shù)綜采比重（%）綜采面工效（t/工）綜采面平均日產(chǎn)（t/d)美 國96590140.12102251263700中 國928551.052092916.11100蘇 聯(lián)762852.31.0130075.1680波 蘭255864.

25、20.4643988.41320德 國28099.68.970.1717590493250澳大利亞22410017.90.1119261714327印 度179.11.010.078南 非176556.50.317224000英 國146994.850.13869736.516103.2國外采煤技術(shù)發(fā)展趨向1、開采技術(shù)方面（1） 加強(qiáng)科學(xué)管理，合理組織生產(chǎn)，提高設(shè)備利用率，以達(dá)到高產(chǎn)高效目的。（2） 礦井規(guī)模 根據(jù)煤層的貯存條件，有的可達(dá)810百萬噸/年，每個(gè)礦井只設(shè)計(jì)一個(gè)長壁（后退式）采煤工作面，其工作面長度200250m，走向長度15002000m。（3） 礦井通風(fēng) 日產(chǎn)34百萬噸的工作面

26、的通風(fēng)降溫、降塵將是必須解決的問題。據(jù)估算對于沼氣井工作面采煤時(shí)，通風(fēng)量約4050m3/s,在34m采高的工作面風(fēng)速約5m3/s左右。如瓦斯涌出量較高時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)預(yù)抽、排放等措施。也可以適當(dāng)提高風(fēng)速，法國認(rèn)為高產(chǎn)工作面風(fēng)速可達(dá)8m3/s。（4） 礦井監(jiān)控 工作面的全部設(shè)備將采用自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)和各種傳感器將全部運(yùn)行工況采集顯示記錄并傳輸?shù)降孛?。同時(shí)，也對設(shè)備的健康狀況進(jìn)行完善準(zhǔn)確的診斷和預(yù)報(bào)。即使出現(xiàn)意外故障也可通過計(jì)算機(jī)的專家系統(tǒng)進(jìn)行判斷查找。（5） 采煤機(jī)械和系統(tǒng)仍是現(xiàn)有模式，即雙滾筒采煤機(jī)、鎧裝可彎曲輸送機(jī)、液壓支架、可伸縮膠帶輸送機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)等。但功率、速度、容量和能力將進(jìn)一

27、步加大，自動(dòng)化和聯(lián)動(dòng)化程度將大大提高。2、采煤機(jī)械（1） 大功率化 采煤機(jī)的功率將達(dá)到11001500kw,以電牽引為主。（2） 提高切割速度 一些產(chǎn)煤國以1416m/min的切割速度為目標(biāo)。與滾筒采煤機(jī)配套的機(jī)械設(shè)備的相互關(guān)聯(lián)性，尋找出適當(dāng)?shù)那懈钏俣取Ｇ懈顫L筒的切割深度也在逐步增加。如今在澳大利亞，切割深度1.0m很普遍。（3） 滾筒與截齒的研究 據(jù)美國報(bào)道，他們開發(fā)了一種通風(fēng)滾筒，裝有從滾筒中心部集塵的空心椎體噴水裝置，其降塵效果是以前空心軸通風(fēng)的3倍。為了降塵、減少截齒的消耗，國外還在積極研究高壓噴水技術(shù)。高壓水噴洗截齒表面對降低截齒消耗和減少煤塵有較明顯的效果，但對截割的效果較小。據(jù)美

28、國和澳大利亞研究報(bào)道，噴水壓力在200baf時(shí)效果最佳，當(dāng)超過200baf時(shí)，效果沒有大的差別。據(jù)研究表明，瓦斯初始發(fā)火可能是在截齒后方1540mm范圍內(nèi)發(fā)生，所以噴嘴應(yīng)設(shè)在截齒后方1237的區(qū)間噴水。為了提高負(fù)載能力，西德正在進(jìn)行球狀體滾筒的研究。這幾年，世界各國采用圓柄截齒增多，盡管增大了負(fù)荷，但可提高截齒增多，經(jīng)管增大了負(fù)荷，但可提高截齒的使用壽命，在澳大利亞奪金精鋼石截齒一實(shí)驗(yàn)成功，這意味著應(yīng)用高壓噴水和奪金精鋼石截齒將有可能增加。（4） 電牽引采煤機(jī)的研究，近年來，世界各國電牽引采煤機(jī)發(fā)展很快，這是采煤機(jī)發(fā)展的一個(gè)新的動(dòng)向。第四章 采煤機(jī)械的發(fā)展按煤層賦存的條件，對煤炭的開采可以分為

29、露天開采和地下開采。采煤方法不同，所使用的采煤機(jī)械也不同。在地下開采中，我國所采用的采煤方法基本上以走向長壁式方法為主。在走向長壁式采煤方法中，有可以分為前進(jìn)式、后退式、全部垮落式和填充式等。目前國內(nèi)外采用這些采煤方法的國家所用采煤機(jī)械，絕大多數(shù)是滾筒式采煤機(jī)、刨煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)，只有少數(shù)先進(jìn)的煤礦采用薄煤層采煤機(jī)等設(shè)備。煤炭是我國的主要能源，煤炭工業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。但是煤炭工業(yè)面臨著許多困難和問題，主要包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，生產(chǎn)投入不足，勞動(dòng)條件差等方面的問題。它在一定程度上解決了這些方面的問題，采煤機(jī)械化是最終發(fā)展的必然。所以如何提高采煤效率以滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)中迅猛發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對能

30、源的需要就成了十分迫切的要求。 1、開采順序和方法 對于傾角10以上的煤層一般分水平開采，每一水平又分為若干采區(qū)，先在第一水平依次開采各采區(qū)煤層，采完后再轉(zhuǎn)移至下一水平。開采近水平煤層時(shí)，先將煤層劃分為幾個(gè)盤區(qū)，立井于井田中心到達(dá)煤層后，先采靠近井筒的盤區(qū)，再采較遠(yuǎn)的盤區(qū)。如有兩層或兩層以上煤層，先采第一水平最上面煤層，再自上而下采另外煤層，采完后向第二水平轉(zhuǎn)移。 按落煤技術(shù)方法，地下采煤有機(jī)械落煤、爆破落煤和水力落煤三種，前二者稱為旱采，后者稱為水采，我國水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者為主。壁式采煤法工作面長，一般100200 m，可以容納功率大，生產(chǎn)能力高的

31、采煤機(jī)械，因而產(chǎn)量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般630 m，由于工作面短，頂板易維護(hù)，從而減少了支護(hù)費(fèi)用，主要缺點(diǎn)是回采率低。 2、生產(chǎn)系統(tǒng) 包括采煤系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等。采煤系統(tǒng)包括工作面的落煤、裝煤，將煤由工作面運(yùn)往井底車場，直到提升至地面。主要井巷包括采煤工作面，采區(qū)順槽、采區(qū)上山、水平運(yùn)輸大巷、石門等。主要設(shè)備有采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械，支護(hù)設(shè)備及提升機(jī)等。 掘進(jìn)系統(tǒng)是為了保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，即在當(dāng)前生產(chǎn)同時(shí)，要開掘出新的工作面、采區(qū)及生產(chǎn)水平以備接替。其包括掘進(jìn)工作面、矸石運(yùn)至井底車場由副井提升后送至堆放地。主要設(shè)備包括掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸

32、、提升等所用的設(shè)備以及風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、空氣壓縮機(jī)及其管路等。 通風(fēng)系統(tǒng)由進(jìn)風(fēng)井巷、回風(fēng)井巷、通風(fēng)機(jī)和井下通風(fēng)設(shè)施如風(fēng)橋、風(fēng)門等構(gòu)成。 排水系統(tǒng)由巷道中的水溝、水倉、水泵峒室、水泵及排水管路組成。 供電系統(tǒng)要求不得中斷、以保安全，因此供電電流為雙回路，同時(shí)進(jìn)入采區(qū)和回風(fēng)道 的電器設(shè)備都必須采用礦用防爆型，防止瓦斯爆炸。 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)包括人員上下和材料，設(shè)備的運(yùn)輸。 安全系統(tǒng)包括預(yù)防瓦斯爆炸、瓦斯突出，以及井下火災(zāi)和水災(zāi)所需要的救治設(shè)備、設(shè)施、器材、儀表和監(jiān)測系統(tǒng)。 3、采掘工作面 采煤工作面是地下采煤的工作場所，隨著采煤的進(jìn)行，工作面不斷向前推進(jìn)，原來的采場即成為采空區(qū)。長壁工作面采煤的工序?yàn)槠泼骸?/p>

33、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)及控頂?shù)任屙?xiàng)；短壁工作面只有前四個(gè)工序。以滾筒式采煤機(jī)為主，組成長壁工作面綜合機(jī)械化設(shè)備，可以完成五個(gè)主要工序，稱為綜合機(jī)械化采煤，簡稱綜采，此工作面稱綜采工作面。 掘進(jìn)工作面是井巷掘進(jìn)的工作場所，分為巖巷、煤巷和半煤巖巷三種。掘進(jìn)工序分破巖、裝運(yùn)和支護(hù)三項(xiàng)。掘進(jìn)方法分兩種，一為鉆爆法，二為使用掘進(jìn)機(jī)。前者應(yīng)用范圍廣但機(jī)械化程度低，后者包括全斷面巖巷掘進(jìn)機(jī)及懸臂式掘進(jìn)機(jī)兩種。煤礦一般廣泛使用懸臂式掘進(jìn)機(jī)，包括掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和支護(hù)設(shè)備共同組成掘進(jìn)綜合機(jī)械化，完成三道主要工序，稱為綜掘。 4、采煤機(jī)械化分級(jí) 按中國煤礦的地質(zhì)情況及實(shí)際生產(chǎn)狀況，將機(jī)械化分為三級(jí)： 普通機(jī)械化

34、采煤，簡稱普采，采煤工作面裝有采煤機(jī)、可彎曲鏈板輸送機(jī)和摩擦式金屬支柱、金屬頂梁設(shè)備，可完成前三工序機(jī)械化，但功率較小，一般工作面年產(chǎn)量1520萬噸。 高檔普通機(jī)械化采煤，簡稱高檔普采。采煤工作面裝有采煤機(jī)，可彎曲鏈板輸送機(jī)，液壓支柱和金屬頂梁，可使前三工序機(jī)械化。由于有液壓支柱，因此頂板維護(hù)狀況良好，支護(hù)和控頂雖為手工操作，但勞動(dòng)強(qiáng)度大為減輕，功率亦較大，年產(chǎn)量為2030萬噸。 4.1國內(nèi)外采煤機(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)狀采煤機(jī)設(shè)計(jì)模型及手段可以反應(yīng)現(xiàn)代化采掘機(jī)械的技術(shù)水平；裝機(jī)總功率2000kw、牽引速度達(dá)30m/mim、生產(chǎn)能力2000t/h、截割高度6.0m、滾筒壽命大于500萬噸；具有建立在微

35、機(jī)基礎(chǔ)上的智能化監(jiān)測、監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)；實(shí)現(xiàn)交互式人機(jī)對話、遠(yuǎn)程控制，具有工況監(jiān)測及運(yùn)行狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存及傳輸、故障診斷及預(yù)警、自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)高等多種功能技術(shù)；實(shí)現(xiàn)液壓支架、輸送機(jī)的信號(hào)交流和聯(lián)動(dòng)控制等功能及整個(gè)工作面自動(dòng)化技術(shù)，井下、地面兩級(jí)故障診斷及維修管理系統(tǒng)機(jī)電一體化技。把煤從煤層上截落下來并運(yùn)出采煤工作面，這個(gè)煤炭生產(chǎn)的兩個(gè)主要工序。使用刮板輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)煤的運(yùn)輸，而把煤從煤層截落下來并裝入輸送機(jī)，則是由采煤機(jī)來完成。采煤機(jī)完成了洛美和裝煤的這兩個(gè)主要工序，就實(shí)現(xiàn)了煤炭開采的機(jī)械化。本世紀(jì)四十年代初，英國和原蘇聯(lián)相繼研制出了鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)。這種采煤機(jī)是用截鏈截煤落煤，在截鏈上安裝

36、被稱為截齒的專用截五煤刀具，這種采煤機(jī)工作效率低。五十年到初，英國和德國相繼研制除了滾筒采煤機(jī)。才這種采煤機(jī)上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上裝有截齒，用截煤滾筒實(shí)現(xiàn)截煤和裝煤。這種采煤機(jī)與可彎曲輸送機(jī)配套，奠定了煤炭開采機(jī)械化的基礎(chǔ)。這種采煤機(jī)的兩個(gè)缺點(diǎn)也是決定它更新的得點(diǎn)使得采煤機(jī)不斷更新和完善，進(jìn)入六十年代，英國、德國、法國以及前蘇聯(lián)先后對采煤機(jī)的截割滾筒做出兩項(xiàng)革命性改進(jìn)。其一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)節(jié)起高度，完全解決對煤層賦予田間的適用性；第二項(xiàng)是把圓筒形截煤滾筒改進(jìn)成螺旋葉片式截煤滾筒或螺旋滾筒，極大的提高了裝煤的效果。這兩項(xiàng)改進(jìn)稱為現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ)。六十年代以后，刨煤

37、機(jī)也有了長足的改進(jìn)，滑行刨的研制成功，使刨煤機(jī)成為與采煤機(jī)競爭的采煤機(jī)設(shè)備。可調(diào)高螺旋滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)與液壓支架和可彎曲輸送機(jī)設(shè)備，構(gòu)成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備。使煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)、高效、安全、和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。自七十年代以來，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝著大功率、遙控、遙測方向發(fā)展，其性能日益完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高。工況自動(dòng)監(jiān)測，故障診斷以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機(jī)上的到應(yīng)用，現(xiàn)代采煤機(jī)已經(jīng)發(fā)展成為高科技機(jī)電一體化產(chǎn)品。我國在地下開采煤礦紅應(yīng)用采煤機(jī)械始于五十年代初。當(dāng)時(shí)從蘇聯(lián)引進(jìn)鏈?zhǔn)浇忝脵C(jī)和鏈?zhǔn)铰?lián)合采煤機(jī)，并

38、進(jìn)行組織自行生產(chǎn)。由于這種采煤機(jī)械生產(chǎn)率低，沒能在我國普遍推廣使用。六十年代，我國從波蘭引進(jìn)了滾筒式采煤機(jī)，并組織自行制造同類機(jī)械。七十年代初，我國從英國、德國、波蘭和法國等國家大量引進(jìn)雙滾筒可調(diào)高采煤機(jī)，并組織制造同類型設(shè)備，我國開始大規(guī)模研制和生產(chǎn)現(xiàn)代化采煤設(shè)備。自七十年代初至今，經(jīng)過幾十年的引進(jìn)和開發(fā)相結(jié)合的發(fā)展過程，現(xiàn)在我國已經(jīng)能自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)適合于各種煤層賦予條件的滾筒式采煤機(jī)。為了更好的發(fā)展必須加大煤炭生產(chǎn)機(jī)械化力度，大幅度提高煤炭生產(chǎn)率。這就要求我們不斷開發(fā)出技術(shù)先進(jìn)、高效并可靠的新型采煤機(jī)，不僅滿足國內(nèi)生產(chǎn)之需，而且力爭打入國際市場。4.1.1薄煤層采煤機(jī)的分類及其特點(diǎn)由于受到

39、煤層厚度的限制，薄煤層采煤機(jī)分為騎溜子式和爬底板式兩類。騎溜子式采煤機(jī)的機(jī)身騎在刮板輸送機(jī)上，并靠其支撐和導(dǎo)向。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率為100kw時(shí)，電動(dòng)機(jī)高度h=350mm，國美空間高度至少為c=140160mm，輸送機(jī)中部槽高度為180190mm，則機(jī)面高度至少達(dá)到a=600650mm.考慮到頂梁厚度，頂板下沉厚度以及過機(jī)空間高度y（通常y=90200mm），則騎溜子薄煤層采煤機(jī)只能適用于0.750.95m以上的煤層（小值對單滾筒，大值對雙滾筒）。如果電動(dòng)機(jī)功率加大，則電動(dòng)機(jī)高度相應(yīng)增大，因而最小采高還要加大。爬底板式采煤機(jī)，機(jī)身位于機(jī)道內(nèi)，因而機(jī)面高度降低，使過煤空間高度及過機(jī)空間高度增大（240

40、mm），這不僅改善了機(jī)器性能，而且可使采煤機(jī)在0.60.8m的及薄煤層中工作。采用機(jī)身在煤壁側(cè)機(jī)道內(nèi)的爬底板式采煤機(jī)的工作面通風(fēng)斷面大，提高了工作的安全性。因此，爬底板采煤機(jī)是當(dāng)前薄煤層采煤機(jī)主要的發(fā)展方向。4.1.2薄煤層采煤機(jī)在我國的應(yīng)用情況我國薄煤層采煤機(jī)的研究始于60年代。60年代初,在頓巴斯-1型采煤機(jī)基礎(chǔ)上,我國開始自行研制生產(chǎn)采煤機(jī)。這類薄煤層滾筒采煤機(jī)主要有mlq系列采煤機(jī),如1964年生產(chǎn)的mlq-64型,1980年生產(chǎn)的mlq-80型淺截石單滾筒采煤機(jī),另外還有mlq3-100型采煤機(jī)。70年代至80年代初期,我國自行研制開發(fā)了中小功率薄煤層滾筒采煤機(jī)。比較典型的有山東煤研

41、所和淄博礦務(wù)局研制的zb2-100型單滾筒騎輸送機(jī)采煤機(jī)。zb2-100型采煤機(jī)裝機(jī)功率100kw,鏈牽引,牽引傳動(dòng)方式為液壓調(diào)速加齒輪減速。牽引力90kn,牽引速度0214m/min,采高0175113m、煤質(zhì)硬度為中硬以下的緩傾斜薄煤層。80年代,我們在引進(jìn)了德國、英國等采煤機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,自主開發(fā)和制造適應(yīng)我國不同的煤層條件的滾筒式采煤機(jī)系列產(chǎn)品,并在90年代中期初步完成了主導(dǎo)機(jī)型,由液壓牽引采煤機(jī)向電牽引采煤機(jī)升級(jí)換型工作。1980年,黑龍江煤礦機(jī)械研究所和雞西煤礦機(jī)械廠共同開發(fā)出bm系列騎輸送機(jī)滾筒采煤機(jī),其中bm-100型雙滾筒采煤機(jī),性能良好,能自開缺口、強(qiáng)度高、工作可靠,在

42、我國薄煤層采煤中廣泛應(yīng)用。但是用雙滾筒采薄煤層,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,機(jī)身又長,所以使用不便,于是又生產(chǎn)出更加簡化的bmd-100型單滾筒薄煤層采煤機(jī)。進(jìn)入90年代以來,為了滿足厚薄煤層薄煤層作為解放層開采礦井的迫切需要,并代中厚煤層滾筒采煤機(jī)技術(shù),1997年,由務(wù)局、煤科總院上海分院聯(lián)合研制了m g200/450-b wd型薄煤層采煤機(jī),該采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流變頻調(diào)速、無鏈牽引總裝機(jī)功率達(dá)450kw,其中截割功率2牽引功率225kw,牽引力400kn,牽引速6m/min。采用騎輸送機(jī)布置方式,可用于110117m的薄煤層綜合機(jī)械化工作面。樣機(jī)于1997年12月在晉華宮煤礦9#層83面投入使用,取得了最

43、高月產(chǎn)量916萬噸、產(chǎn)量5300噸的好成績。國內(nèi)幾種類型薄煤層采煤情況比較見表4-1。表4-1 我國幾種類型薄煤層采煤機(jī)基本情況比較型號(hào) 采高范圍/m 牽引力/kn 牽引方式 生產(chǎn)年代bm-100 0.75-1.3 120 (液壓)錨鏈牽引 705mg200-b 0.8-1.5 160 (液壓)錨鏈牽引 70mg344-pwd 1.0-1.8 180 (液壓)錨鏈牽引 70mg250-bw 0.9-1.6 350/262 (交流)齒輪銷軌式無鏈牽引 80mg200/450-bwd 0.85-1.5 440 (液壓)無鏈牽引 80-90mg250/550-bwd 1.0-1.7 440 (交流)

44、無鏈牽引 90 我國薄煤層采煤機(jī)經(jīng)過40多年的發(fā)展,技術(shù)已趨成熟。但一個(gè)突出的問題是:目前我國薄煤層采煤機(jī)為方便設(shè)計(jì),在行走機(jī)構(gòu)上均采用中厚煤層采煤機(jī)所用的相關(guān)參數(shù),例如銷排節(jié)距,一般大都采用126mm。這樣做雖能保證其正常運(yùn)行,但其強(qiáng)度余量過大。近幾年來,我國薄煤層采煤機(jī)得到了很大的發(fā)展,但在質(zhì)量和壽命和高新技術(shù)應(yīng)用等方面與國內(nèi)大型采煤機(jī),特別是與國外采煤機(jī)相比,還存在較大的差距。因此我們還需要進(jìn)一步的改進(jìn)和更新。4.1.3薄煤層采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)機(jī)器局限性我國薄煤層資源分布廣泛,113m以下煤層可采儲(chǔ)量約占全部可采儲(chǔ)量的20%。在一些省、區(qū)薄煤層儲(chǔ)量比重很大,如四川省占60%,山東省54%,黑龍

45、江省占51%,貴州省占37%。特別是在南方地區(qū),有些省份薄煤層凈占50%以上,而且薄煤層分布廣,煤質(zhì)好。但由于其開采煤層厚度薄,與中厚和厚煤層相比,薄煤層機(jī)械化開采存在著工作條件差,設(shè)備移動(dòng)困難,煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造,對薄煤層設(shè)備生產(chǎn)性能影響大,以及投入產(chǎn)出比高、經(jīng)濟(jì)效益不如厚與中厚煤層等特殊問題,造成薄煤層機(jī)械化開采技術(shù)發(fā)展速度相對緩慢。另外,對一些薄、厚煤層并存的煤礦,由于薄煤層開采速度緩慢,使其下部的中厚煤層長期得不到及時(shí)開采,以至影響工作面的正常接替,而有的就只能被迫丟失一些薄煤層資源。隨著大批煤礦中、厚煤層的資源開采比較多,使得資源越來越少,所以薄煤層的開采已列入日程。因此,

46、研制適合我國實(shí)際國情的薄煤層采煤機(jī),以適應(yīng)不同的煤層結(jié)構(gòu),提高薄煤層采煤的工作效率是當(dāng)務(wù)之急。4.1.4薄煤層采煤機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義在產(chǎn)品的總體方案設(shè)計(jì)階段，首先要明確產(chǎn)品必須實(shí)現(xiàn)哪些功能，還要明確用戶使用產(chǎn)品的各種條件和用戶對產(chǎn)品的要求和愿望。然后根據(jù)國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，基于設(shè)計(jì)能力和產(chǎn)品制造技術(shù)水平，從宏觀方面考慮所要求的功能。并能實(shí)現(xiàn)用戶要求的各種結(jié)構(gòu)方案，最后經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，確定一種或兩種結(jié)構(gòu)方案繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，通過總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)，不至于使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案出現(xiàn)大的失誤，也不至于從開始設(shè)計(jì)時(shí)就糾纏與具體的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)而忽略拉總體結(jié)構(gòu)的合理性，甚至照成設(shè)計(jì)的返工而浪費(fèi)時(shí)間。在此基礎(chǔ)上

47、再對薄煤層采煤機(jī)的截割部進(jìn)行細(xì)致設(shè)計(jì)使其有更高的生產(chǎn)效率.對滾筒式采煤機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)表明只有按照“量體裁衣”的原則來設(shè)計(jì)采煤機(jī)，這樣的采煤機(jī)才能在煤炭開采中滿足要求。到本世紀(jì)末，我國原煤的產(chǎn)量必須超過十四億噸。才能滿足我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。為此必須加大煤炭生產(chǎn)機(jī)械化力度，大幅度提高煤炭生產(chǎn)率。這就要求我們不斷開采出技術(shù)先進(jìn)，高效率并且可靠的新型采煤機(jī)，不僅滿足過內(nèi)生產(chǎn)之需，而且力爭打入國際市場。雖然薄煤層采煤機(jī)的型號(hào)、規(guī)格有許多,但它的各主要組成部分大同小異，其區(qū)別主要在截割機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)和截割部上,因此合理選擇薄煤層采煤機(jī)的截割部的參數(shù)，可以改善其工作性能和減少采煤比能耗。選擇這個(gè)題目就是要進(jìn)

48、一步熟悉薄煤層采煤機(jī)各部分的工作原理，對其進(jìn)行更好的改進(jìn)，并對它的截割部減速器進(jìn)行細(xì)致分析設(shè)計(jì)，使其耐用并且省時(shí)省力容易裝修，使其在工作中能夠有更好的經(jīng)濟(jì)效益。第五章mg300(250)/700(600)-wd型無鏈電牽引采煤機(jī)一、概述mg300/700-wd無鏈電牽引采煤機(jī)(以下簡稱mg300/700-wd采煤機(jī))，裝機(jī)總功率700kw，截割功率2300kw，牽引功率240kw，調(diào)高電機(jī)功率20kw，采用開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)來控制采煤機(jī)牽引速度。mg300/700-wd采煤機(jī)，采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置形式，截割搖臂用銷軸與牽引部聯(lián)接，左、右牽引部及中間箱，采用高強(qiáng)度液壓螺栓聯(lián)接。在牽引減速箱內(nèi)

49、橫向裝有開關(guān)磁阻電機(jī)，通過牽引機(jī)構(gòu)為采煤機(jī)提供520kn的牽引力，中間控制箱中裝有調(diào)高泵站，電控、變壓器、水閥，每個(gè)主要部件可以從老塘側(cè)抽出，易維修，易更換。瓦斯斷電儀（型號(hào)：djb4）接線根據(jù)其自身的使用說明書進(jìn)行，電源由牽引變壓器提供，把其一組常閉接點(diǎn)串接在采煤機(jī)控制回路中，根據(jù)煤礦要求調(diào)整瓦斯超標(biāo)動(dòng)作值。瓦斯超標(biāo)時(shí)，常閉接點(diǎn)打開，即控制真空磁力起動(dòng)器斷電，使整機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。mg300/700-wd采煤機(jī)兩端設(shè)有電控端頭操作箱，控制采煤機(jī)左、右搖臂的升降及采煤機(jī)停機(jī)，中間設(shè)有電控操作按鈕和液壓調(diào)高手把，采煤機(jī)可與730、764、830型等多種槽寬的刮板輸送機(jī)配套。采煤機(jī)外形圖見圖11a,配套

50、圖見圖11b。二、主要用途及適用范圍該產(chǎn)品適用于采高1.80-4.05m，傾角35，煤質(zhì)中硬或中硬以上，含有少量夾矸的長壁式工作面。三、型號(hào)的組成及其代表意義四、使用環(huán)境條件 1、可在周圍空氣中的甲烷、煤塵、硫化氫、二氧化碳等不超過煤礦安全規(guī)程中所規(guī)定的安全含量的礦井中使用。2、海拔高度小于2000m。3、周圍介質(zhì)溫度不超過+40、不低于-10。4、環(huán)境溫度為+25時(shí)，周圍空氣相對濕度不大于97。5、周圍介質(zhì)中無足以腐蝕和破壞絕緣的氣體和導(dǎo)電塵埃。五、安全警示1、該產(chǎn)品必須取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志后方可下井使用。2、該產(chǎn)品的電控腔及接線腔的箱蓋嚴(yán)禁在帶電的情況下打開。該產(chǎn)品在箱蓋的顯著位置已標(biāo)有“

51、嚴(yán)禁帶電開蓋”的字樣。3、 產(chǎn)品中使用的隔離開關(guān)“qs”嚴(yán)禁帶電離合。4、該產(chǎn)品的電路嚴(yán)禁亂拆亂調(diào)。5、該產(chǎn)品開機(jī)前必須先通水,后開機(jī),當(dāng)噴霧泵站停止供水時(shí),應(yīng)立即停止電機(jī)運(yùn)行。6、隨時(shí)注意冷卻水路中的安全閥，如產(chǎn)生釋放現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)檢查原因。7、定期檢查清洗水閥內(nèi)的過濾器。8、隨時(shí)注意各噴嘴運(yùn)行情況，如有堵塞，應(yīng)及時(shí)疏通。9、定期檢查噴霧泵站至采煤機(jī)輸水管各連接口是否密合，不得有滲透水現(xiàn)象。六、技術(shù)特征1、適應(yīng)煤層采高范圍(m)： 1.804.05煤層傾角（）： 35煤質(zhì)硬度： 中硬或中硬以上2、總體機(jī)面高度（mm）： 1426機(jī)身厚度（mm）： 530過煤高度（mm）： 667截深(mm)：

52、 630；800配套滾筒直徑與對應(yīng)臥底量、最大采高和最佳采高范圍見表1-1。表 1-1滾筒直徑(mm)臥底量(mm)最大采高(mm)最佳采高范圍(m)180028838502.4-3.7200038839502.5-3.8220048840502.6-3.9搖臂擺動(dòng)中心距（mm）： 6258行走輪中心距（mm）： 4540 3、截割部搖臂結(jié)構(gòu)形式： 整體、彎搖臂搖臂長度（mm）： 2267搖臂擺角（）： 上擺46.1 、下擺19.8截割功率（kw）： 2300滾筒轉(zhuǎn)速（r/min）： 29.4、 33.6 、 38.3截割電機(jī)電機(jī)型號(hào)： ybc3-300額定功率（kw）： 300額定電壓（v）

53、： 33004、牽引行走部牽引形式：開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速、齒輪銷排式電牽引牽引功率（kw）： 240牽引速度（m/min）： 08.2牽引力（kn）： 520牽引電機(jī)電機(jī)型號(hào)： kcb2-40額定功率（kw）： 40額定電壓（v）： 3805、調(diào)高電機(jī)電機(jī)型號(hào)： ybc-20額定功率（kw）： 20額定電壓（v）： 33006、電纜主電纜型號(hào)： mcp350116467、冷卻和噴霧冷卻：截割電機(jī)、牽引電機(jī)、調(diào)高電機(jī)、搖臂水套、電控箱分別水冷噴霧方式：內(nèi)、外噴霧配套噴霧泵站型號(hào): pb-320/63供水壓力（mpa）： 3.0供水流量（l/min）： 3208、配套工作面刮板輸送機(jī)型號(hào)： 730系列

54、、764系列、830系列9、整機(jī)重量（t）： 42七、技術(shù)特點(diǎn)、截割電機(jī)橫向布置在搖臂上，搖臂和機(jī)身連接沒有動(dòng)力傳遞，取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。、主機(jī)身分三段，即左牽引部，中間控制箱，右牽引部，取消了底托架結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度液壓螺栓聯(lián)接，簡單可靠、拆裝方便。、采用“開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(srd)”，啟動(dòng)扭矩大，啟動(dòng)電流小（啟動(dòng)電流為額定電流的30），過載能力強(qiáng)，效率高，能頻繁啟動(dòng)和換向，電機(jī)不怕悶車。4、采用四象限運(yùn)行技術(shù)，適應(yīng)大傾角煤層開采。5、采煤機(jī)電氣一級(jí)控制采用可編程序控制器（plc）來實(shí)現(xiàn)，帶有中文顯示功能，能顯示采煤機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)及電控故障指示。6、主要部件都可以從老塘側(cè)抽出，而不影