綜采采煤機(jī)選型

1、 采煤機(jī)的選型采煤機(jī)的選型 組成綜合機(jī)械化采煤工作面的采煤機(jī)、輸送機(jī)和液壓組成綜合機(jī)械化采煤工作面的采煤機(jī)、輸送機(jī)和液壓支架有嚴(yán)格的配套要求，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。支架有嚴(yán)格的配套要求，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。 一、采煤機(jī)選型一、采煤機(jī)選型 采煤機(jī)選型應(yīng)考慮煤層賦存條件和對(duì)生產(chǎn)能力的采煤機(jī)選型應(yīng)考慮煤層賦存條件和對(duì)生產(chǎn)能力的要求，以及與輸送機(jī)和液壓支架的配套要求。要求，以及與輸送機(jī)和液壓支架的配套要求。 1. 1. 根據(jù)煤的堅(jiān)硬度選型根據(jù)煤的堅(jiān)硬度選型 采煤機(jī)適于開采采煤機(jī)適于開采f f44的緩傾斜及急傾斜煤層。對(duì)的緩傾斜及急傾斜煤層。對(duì)f f = = 1.81.82.52.5的中硬煤層，可采用的中硬煤層，

2、可采用中等功率的采煤機(jī)中等功率的采煤機(jī)，對(duì)粘，對(duì)粘性煤及性煤及f f = 2.5= 2.54 4的中硬以上煤層，采用的中硬以上煤層，采用大功率采煤機(jī)大功率采煤機(jī)。 堅(jiān)固性系數(shù)堅(jiān)固性系數(shù)f f只反映煤體破碎的難易程度，不能完全只反映煤體破碎的難易程度，不能完全反映采煤機(jī)滾筒上截齒的受力大小，有些國家采用截割反映采煤機(jī)滾筒上截齒的受力大小，有些國家采用截割阻抗阻抗A A表示煤體抗機(jī)械破碎的能力。截割阻抗標(biāo)志著煤表示煤體抗機(jī)械破碎的能力。截割阻抗標(biāo)志著煤巖的力學(xué)特征，根據(jù)煤層厚度和截割阻抗，選取裝機(jī)功巖的力學(xué)特征，根據(jù)煤層厚度和截割阻抗，選取裝機(jī)功率。率。 裝機(jī)功率也可按現(xiàn)有采煤機(jī)進(jìn)行類比選取。裝機(jī)

3、功率也可按現(xiàn)有采煤機(jī)進(jìn)行類比選取。采煤機(jī)的選型采煤機(jī)的選型 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 2. 2. 根據(jù)煤層厚度選型根據(jù)煤層厚度選型 (1)(1)極薄煤層極薄煤層 煤層厚度小于煤層厚度小于0.8m0.8m。最小截高在。最小截高在0.650.650.8m0.8m時(shí)，只能采用時(shí)，只能采用爬底板采煤機(jī)爬底板采煤機(jī)。 (2)(2)薄煤層薄煤層 煤層厚度煤層厚度0.80.81.3m1.3m。最小截高在。最小截高在0.750.750.90m0.90m時(shí)，可選用時(shí)，可選用騎槽式采煤機(jī)騎槽式采煤機(jī)。 (3)(3)中厚煤層中厚煤層 煤層厚度為煤層厚度為1.31.33.5m3.5m。選擇中等功。選擇

4、中等功率或大功率的采煤機(jī)。率或大功率的采煤機(jī)。 (4)(4)厚煤層厚煤層 煤層厚度在煤層厚度在3.5m3.5m以上。適應(yīng)于大截高以上。適應(yīng)于大截高的采煤機(jī)應(yīng)具有調(diào)斜功能，以適應(yīng)大采高綜采工作面地的采煤機(jī)應(yīng)具有調(diào)斜功能，以適應(yīng)大采高綜采工作面地質(zhì)及開采條件的變化；由于落煤塊度較大，采煤機(jī)和輸質(zhì)及開采條件的變化；由于落煤塊度較大，采煤機(jī)和輸送機(jī)應(yīng)有大塊煤破碎裝置，以保證采煤機(jī)和輸送機(jī)的正送機(jī)應(yīng)有大塊煤破碎裝置，以保證采煤機(jī)和輸送機(jī)的正常工作。常工作。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 3 3根據(jù)煤層傾角選型根據(jù)煤層傾角選型 按傾角分近水平煤層按傾角分近水平煤層(8(45(45) )。 騎槽

5、式或以溜槽支承導(dǎo)向的爬底板采煤機(jī)在傾角較大騎槽式或以溜槽支承導(dǎo)向的爬底板采煤機(jī)在傾角較大時(shí)應(yīng)考慮防滑問題。當(dāng)工作面傾角大于時(shí)應(yīng)考慮防滑問題。當(dāng)工作面傾角大于1515o o時(shí)，應(yīng)使用制時(shí)，應(yīng)使用制動(dòng)器或安全絞車作為防滑裝置。動(dòng)器或安全絞車作為防滑裝置。 4 4根據(jù)頂?shù)装逍再|(zhì)選型根據(jù)頂?shù)装逍再|(zhì)選型 頂?shù)装逍再|(zhì)主要影響頂板管理方法和支護(hù)設(shè)備選擇。頂?shù)装逍再|(zhì)主要影響頂板管理方法和支護(hù)設(shè)備選擇。 不穩(wěn)定頂板，控頂距應(yīng)盡量小，選用窄機(jī)身采煤機(jī)和能不穩(wěn)定頂板，控頂距應(yīng)盡量小，選用窄機(jī)身采煤機(jī)和能超前支護(hù)的支架；底板松軟，選用靠輸送機(jī)支承和導(dǎo)向的超前支護(hù)的支架；底板松軟，選用靠輸送機(jī)支承和導(dǎo)向的滑行刨煤機(jī)、懸

6、臂支承式爬底板采煤機(jī)、騎槽式采煤機(jī)和滑行刨煤機(jī)、懸臂支承式爬底板采煤機(jī)、騎槽式采煤機(jī)和對(duì)底板接觸比壓小的液壓支架。對(duì)底板接觸比壓小的液壓支架。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 二、采煤機(jī)基本參數(shù)二、采煤機(jī)基本參數(shù) 基本參數(shù)規(guī)定了采煤機(jī)的適用范圍和主要技術(shù)性能，基本參數(shù)規(guī)定了采煤機(jī)的適用范圍和主要技術(shù)性能，既是設(shè)計(jì)采煤機(jī)的主要依據(jù)，又是綜采工作面成套設(shè)備既是設(shè)計(jì)采煤機(jī)的主要依據(jù)，又是綜采工作面成套設(shè)備選型的依據(jù)。選型的依據(jù)。 1. 1. 生產(chǎn)率生產(chǎn)率理論生產(chǎn)率理論生產(chǎn)率指在額定工況和最大參數(shù)條件下工作的生指在額定工況和最大參數(shù)條件下工作的生產(chǎn)率。產(chǎn)率。Q Qt t = 60= 60HB

7、vHBvq q t/h t/h 式中式中 H H工作面平均截割高度，工作面平均截割高度，m m；B B截深，截深，m m；v vq q采煤機(jī)截煤時(shí)的最大牽引速度，采煤機(jī)截煤時(shí)的最大牽引速度，m/minm/min；煤的實(shí)體密度，煤的實(shí)體密度，=1.3=1.31.4t/m1.4t/m3 3，一般取，一般取1.35t/m1.35t/m3 3。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型技術(shù)生產(chǎn)率：技術(shù)生產(chǎn)率：考慮到采煤機(jī)進(jìn)行必要的輔助考慮到采煤機(jī)進(jìn)行必要的輔助工作，如調(diào)動(dòng)機(jī)器、更換截齒、開切口、檢查機(jī)器和排工作，如調(diào)動(dòng)機(jī)器、更換截齒、開切口、檢查機(jī)器和排除故障等所占用時(shí)間后的生產(chǎn)率除故障等所占用時(shí)間后

8、的生產(chǎn)率Q Q = = k k1 1 Q Qt t t/h t/h式中式中 k k1 1與采煤機(jī)技術(shù)上的可靠性和完備性有與采煤機(jī)技術(shù)上的可靠性和完備性有關(guān)的系數(shù)，一般為關(guān)的系數(shù)，一般為0.50.50.70.7。實(shí)際生產(chǎn)率：實(shí)際生產(chǎn)率：實(shí)際使用中考慮了工作中發(fā)生實(shí)際使用中考慮了工作中發(fā)生的所有類型的停機(jī)時(shí)間，如處理輸送機(jī)和支架的故障、的所有類型的停機(jī)時(shí)間，如處理輸送機(jī)和支架的故障、處理頂?shù)装迨鹿实?，得到的生產(chǎn)率。處理頂?shù)装迨鹿实?，得到的生產(chǎn)率。Q Qm m = = k k2 2 Q Q t/h t/h式中式中 k k2 2采煤機(jī)在實(shí)際工作中的連續(xù)工作系數(shù)，采煤機(jī)在實(shí)際工作中的連續(xù)工作系數(shù)，一般為

9、一般為0.60.60.650.65。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 2. 2. 截割高度截割高度 采煤機(jī)的實(shí)際開采高度。采煤機(jī)的實(shí)際開采高度。 采煤機(jī)的截割高度應(yīng)與煤層厚度的變化范圍相適應(yīng)。采煤機(jī)的截割高度應(yīng)與煤層厚度的變化范圍相適應(yīng)。2sin2maxmaxDLhAH2sin2minminDLhAH2)sin2(maxmaxDLhAK2)sin2(minminDLhAK 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 采煤機(jī)說明書中的采煤機(jī)說明書中的“截割高度截割高度”，往往是滾筒的工作高，往往是滾筒的工作高度，而不是真正的截割高度。度，而不是真正的截割高度。 考慮到頂?shù)装迳系母∶汉晚敯?/p>

10、下沉的影響，工作面實(shí)考慮到頂?shù)装迳系母∶汉晚敯逑鲁恋挠绊?，工作面?shí)際截割高度要減小，一般比煤層厚度際截割高度要減小，一般比煤層厚度H Ht t小小0.10.10.3m0.3m。為。為保證采煤機(jī)正常工作，截割高度保證采煤機(jī)正常工作，截割高度H H范圍為范圍為H Hmaxmax = (0.9 = (0.90.95)0.95)H Ht tmaxmaxH Hminmin = (1.1 = (1.11.2)1.2)H Ht tminmin 下切深度是滾筒處于最低工作高度時(shí)，滾筒截割到工下切深度是滾筒處于最低工作高度時(shí)，滾筒截割到工作面輸送機(jī)中部槽底以下的深度，要求一定的下切深度以作面輸送機(jī)中部槽底以下的

11、深度，要求一定的下切深度以適應(yīng)工作面調(diào)斜時(shí)割平底板，或采煤機(jī)截割到輸送機(jī)機(jī)頭適應(yīng)工作面調(diào)斜時(shí)割平底板，或采煤機(jī)截割到輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾時(shí)能割掉過渡槽的三角煤。和機(jī)尾時(shí)能割掉過渡槽的三角煤。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 3. 3. 截深截深 采煤機(jī)滾筒切入煤壁的深度稱為截深采煤機(jī)滾筒切入煤壁的深度稱為截深，與滾筒寬度相，與滾筒寬度相適應(yīng)。截深決定著工作面每次推進(jìn)的步距，是決定采煤機(jī)適應(yīng)。截深決定著工作面每次推進(jìn)的步距，是決定采煤機(jī)裝機(jī)功率和生產(chǎn)率的主要因素，也是與支護(hù)設(shè)備配套的一裝機(jī)功率和生產(chǎn)率的主要因素，也是與支護(hù)設(shè)備配套的一個(gè)重要參數(shù)。個(gè)重要參數(shù)。 截深與截割高度關(guān)系很大。截割高

12、度較小，工人行走截深與截割高度關(guān)系很大。截割高度較小，工人行走艱難，采煤機(jī)牽引速度受到限制，為保證適當(dāng)生產(chǎn)率，宜艱難，采煤機(jī)牽引速度受到限制，為保證適當(dāng)生產(chǎn)率，宜用較大截深。反之，截割高度很大時(shí)煤層容易片幫，頂板用較大截深。反之，截割高度很大時(shí)煤層容易片幫，頂板施加給支護(hù)設(shè)備的載荷大，此時(shí)限制生產(chǎn)率的主要因素是施加給支護(hù)設(shè)備的載荷大，此時(shí)限制生產(chǎn)率的主要因素是運(yùn)輸能力。運(yùn)輸能力。 截深選擇還要考慮煤層的壓張效應(yīng)。截深選擇還要考慮煤層的壓張效應(yīng)。 當(dāng)被截割煤體處于壓張區(qū)內(nèi)時(shí)，截割功率明顯下降。當(dāng)被截割煤體處于壓張區(qū)內(nèi)時(shí)，截割功率明顯下降。一般壓張深度為煤層厚度的一般壓張深度為煤層厚度的0.40.

13、41.01.0倍。脆性煤取大值，倍。脆性煤取大值，韌性煤取小值。韌性煤取小值。 截深為煤層厚度的截深為煤層厚度的1/31/3時(shí)，截割阻力比未被壓張煤的時(shí)，截割阻力比未被壓張煤的截割阻力小截割阻力小1/31/31/21/2。為充分利用煤層壓張效應(yīng)，中厚煤為充分利用煤層壓張效應(yīng)，中厚煤層截深一般取層截深一般取0.6m0.6m左右。大功率電牽引采煤機(jī)向大截深方左右。大功率電牽引采煤機(jī)向大截深方向發(fā)展，向發(fā)展，0.9m0.9m左右，部分截深達(dá)左右，部分截深達(dá)1.2m1.2m。 加大截深目的：加大截深目的：提高生產(chǎn)率，減少液壓支架的移架次提高生產(chǎn)率，減少液壓支架的移架次數(shù)。但加大截深造成工作面空頂距加大

14、數(shù)。但加大截深造成工作面空頂距加大提高移架速度和提高移架速度和牽引速度，并做到及時(shí)支護(hù)。牽引速度，并做到及時(shí)支護(hù)。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 4. 4. 截割速度截割速度 滾筒上截齒齒尖的切線速度稱為截割速度。滾筒上截齒齒尖的切線速度稱為截割速度。 截割速度決定于滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)速。截割速度決定于滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)速。 為減小滾筒截割時(shí)產(chǎn)生的粉塵，提高塊煤率，出現(xiàn)滾為減小滾筒截割時(shí)產(chǎn)生的粉塵，提高塊煤率，出現(xiàn)滾筒低速化的趨勢。筒低速化的趨勢。 滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過程的影響都比較大，但滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過程的影響都比較大，但是對(duì)

15、粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是對(duì)粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速。是滾筒轉(zhuǎn)速。 截割速度一般為截割速度一般為3.53.55.0m/s5.0m/s，少數(shù)機(jī)型只有，少數(shù)機(jī)型只有2m/s2m/s左右。左右。滾筒轉(zhuǎn)速是設(shè)計(jì)截割部的一項(xiàng)重要參數(shù)。新型采煤機(jī)滾筒滾筒轉(zhuǎn)速是設(shè)計(jì)截割部的一項(xiàng)重要參數(shù)。新型采煤機(jī)滾筒直徑直徑2m2m左右的滾筒轉(zhuǎn)速多為左右的滾筒轉(zhuǎn)速多為252540r/min40r/min左右，直徑小于左右，直徑小于1m1m滾筒轉(zhuǎn)速可達(dá)滾筒轉(zhuǎn)速可達(dá)80r/min80r/min。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 5. 5. 牽引速度牽引速度 牽引速

16、度就是采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)的速度，它與截割牽引速度就是采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)的速度，它與截割電動(dòng)機(jī)功率、牽引電動(dòng)機(jī)功率、采煤機(jī)生產(chǎn)率的關(guān)系都近電動(dòng)機(jī)功率、牽引電動(dòng)機(jī)功率、采煤機(jī)生產(chǎn)率的關(guān)系都近似成正比。似成正比。 牽引速度上限受電動(dòng)機(jī)功率、裝煤能力、液壓支架移牽引速度上限受電動(dòng)機(jī)功率、裝煤能力、液壓支架移架速度、輸送機(jī)運(yùn)輸能力等限制。架速度、輸送機(jī)運(yùn)輸能力等限制。 液壓牽引采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度一般為液壓牽引采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度一般為5 56m/min6m/min，電牽引采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度一般達(dá)到電牽引采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度一般達(dá)到101012m/min12m/min，最高牽引速度已達(dá)最高牽引

17、速度已達(dá)54.5m/min54.5m/min。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 6. 6. 牽引力牽引力 影響牽引力的因素很多。煤質(zhì)越堅(jiān)硬，牽引速度越高，影響牽引力的因素很多。煤質(zhì)越堅(jiān)硬，牽引速度越高，采煤機(jī)越重，工作面傾角越大，牽引力就越大。采煤機(jī)越重，工作面傾角越大，牽引力就越大。 實(shí)際選型時(shí)，精確計(jì)算牽引力既不可能，也無必要。實(shí)際選型時(shí)，精確計(jì)算牽引力既不可能，也無必要。 電牽引采煤機(jī)采用無鏈牽引，裝機(jī)功率都在電牽引采煤機(jī)采用無鏈牽引，裝機(jī)功率都在300kW300kW以以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，牽引力上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，牽引力(kN(kN) )為裝機(jī)功率為裝機(jī)功率(kW)(kW)的的0.50.5倍

18、左右，倍左右，個(gè)別的可增加到一倍左右。個(gè)別的可增加到一倍左右。 采煤機(jī)總體參數(shù)與選型采煤機(jī)總體參數(shù)與選型 7 7裝機(jī)功率裝機(jī)功率裝機(jī)功率包括截割電動(dòng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)、破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)、裝機(jī)功率包括截割電動(dòng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)、破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)、噴霧泵電動(dòng)機(jī)等所有電動(dòng)機(jī)功率的總和。液壓泵電動(dòng)機(jī)、噴霧泵電動(dòng)機(jī)等所有電動(dòng)機(jī)功率的總和。裝機(jī)功率越大，采煤機(jī)適應(yīng)的煤層越堅(jiān)硬，生產(chǎn)率也越裝機(jī)功率越大，采煤機(jī)適應(yīng)的煤層越堅(jiān)硬，生產(chǎn)率也越高。高。裝機(jī)功率裝機(jī)功率P P與比能耗與比能耗H HW W和理論生產(chǎn)率和理論生產(chǎn)率Q Qt t有關(guān)：有關(guān)：P P = = Q Qt t H HW W式中式中 P P裝機(jī)功率，裝機(jī)功率，kWkW； Q