电牵引采煤机的技术现状和发展趋势_资料下载.pdf

电牵引采煤机的技术现状和发展趋势_资料下载.pdf

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1964年毕业于中国矿业大学,原煤炭科学研究总院上海分院采煤机械研究所所长,曾获国家科技进步三等奖1项,原煤炭工业部科技进步一等奖2项,发表论文6篇。

（收稿日期:

2000-07-29）1概述70年代中期,德国Eickhoff公司和美国JOY公司相继研制出最早的直流电牵引采煤机。

此后,世界上各主要采煤机研究制造公司均对电牵引采煤机进行了大量的研究开发。

80年代后期涌现了大量电牵引采煤机机型,并出现了交流电牵引采煤机。

90年代,随着现代科学技术的飞速发展,开发出集电子电力、微电子、信息管理以及计算机智能技术于一体的大功率电牵引采煤机。

如美国JOY公司的LS系列,英国Long-Airdox公司的AndersonElectra、AndersonEL系列,德国Eick-hoff公司的EDW系列、SL系列,日本三井三池制作所的MCLE-DR系列等电牵引采煤机。

电牵引采煤机以其性能参数优、可靠性高、自动化程度高、操作方便、控制灵敏、监控保护及检测功能完善和经济效益好等众多优点在国际上被迅速推广使用。

我国从80年代后期开始研究交流电牵引采煤机,90年代初期研制成功样机。

近10年的攻关研究主要集中在交流电牵引采煤机的系列设计、控制系统及控制功能的开发。

开发的系列交流电牵引采煤机,已在国内煤矿逐步推广使用,取得了比较明显的社会经济效益。

2国外主要公司电牵引采煤机的发展状况

（1）德国Eickhoff公司自1976年研制成功直流电牵引采煤机后,基本停止了液压牵引采煤机的开发研究,陆续开发了多种形式电牵引采煤机:

有截割电机纵向布置的EDW-450/1100-L型采煤机;

用于薄煤层开采的EDW-300-LN型采煤机;

ESA-300-L型短机身直流电牵引采煤机等。

90年代开发的SL系列横向布置交流电牵引采煤机,将截割电机布置在摇臂上。

其中SL500型电电牵引采煤机的技术现状和发展趋势张世洪,何敬德,管亚平（煤炭科学研究总院上海分院,上海200030）摘要:

本文从国内外电牵引采煤机的发展过程和技术现状出发,讨论和分析了国内外电牵引采煤机的技术特点和发展趋势,以及国内电牵引技术的差距,提出了国内电牵引采煤机的研究内容。

关键词:

电牵引;

采煤机;

技术现状;

发展趋势中图分类号:

TD421.6;

TM922文献标识码:

A文章编号:

1001-0874（2000）05-0040-062000年第5期煤矿机电?

41?

牵引采煤机装机功率可达1580kW,最大牵引力998kN。

1999年10月展出的新型SL300型电牵引采煤机,截割功率2?

420kW,牵引功率增大到2?

80kW,最大牵引速度高达54.5m/min,总装机功率1018kW,采用双变频器一拖一系统,可实现再生制动,用于倾斜煤层开采,控制系统具有交互式人机对话、设备健康预报、在线控制、数据传输等功能。

（2）英国Long-Airdox公司英国Anderson公司自1984年研制成功第一台将截割电机布置在摇臂上的多电机横向布置的Electra550型直流电牵引采煤机后,在其基础上加大功率,又研制成Electra1000型直流电牵引采煤机。

90年代,Long-Airdox公司在Electra系列机型基础上,加大功率,改进控制系统,开发了EL系列交流电牵引采煤机,主要机型有:

EL1500C型、EL1000型、EL600型、以及装机功率达1760kW（截割功率2?

600kW,牵引功率2?

100kW,牵引速度45m/min）的EL3000型。

在EL系列机型上装置的Impact集成保护及监控系统,具有负荷控制、全面的机器监控、采煤机自动定位、自动调高、区域控制、智能化安全连锁、随机故障诊断、数据传输等功能。

（3）美国JOY公司70年代研制成功1LS多电机横向布置直流电牵引采煤机后,又陆续研制了2LS-6LS型等多种多电机横向布置直流电牵引采煤机。

90年代在4LS、6LS机型的基础上又开发了6LS5型、7LS系列交流电牵引采煤机,其中最新的7LS5采煤机总装机功率高达1940kW,截割功率2?

650kW（或2?

750kW）,双级行星减速,输出转速33到43r/min;

牵引功率2?

110kW,牵引电机电压从400V提高到575V;

牵引速度30m/min;

牵引力82t,采用JOYUltratrac2000型强力销轨无链牵引系统,加大销轨节距（175mm）和宽度,并采用锻造销排;

装备了与6LS5型通用的JNA（JOY网络结构）机载计算机信息中心,具有人机通讯界面、故障诊断图形显示和储存、无线电遥控、牵引控制和保护等先进功能。

（4）日本三井三池制作所日本三井三池制作所1987年后陆续研制成功多种截割电机纵向布置的交流电牵引采煤机,主要有:

MCLE400-DR6868型;

MCLE500-DR101101型;

MCLE600-DR102102型采煤机,其中DR102102型采煤机主电机功率600kW,牵引电机2?

40kW,牵引速度15m/min,牵引力588kN,截深可达1200mm。

近几年又开发了截割电机横向布置的多电机驱动交流电牵引采煤机。

上述机型均装置有微机工况监测及故障诊断系统,可数字显示牵引速度、滚筒位置、留顶底煤厚度、电机负载及各处温度,具有无线电遥控,并可装红外线发射器操纵液压支架。

（5）波兰KOMAG采矿机械化研究中心波兰在与中国合作研制成功了总装机功率344kW的KSE-344型薄煤层交流电牵引采煤机的基础上,陆续开发了用于薄煤层的KSE-360型,用于中厚煤层的KSE-700型、KSE-800RW/2BP型和KSE-535S/2BP型等交流电牵引采煤机。

采煤机供电电压基本上采用1000V,能监测电机负荷和主要装置的温度,截深由原来的630mm提高到8001000mm。

新研制的KSE1000型采煤机,将供电电压一步提高到6000V。

（6）俄罗斯（前苏联）前苏联70年代研制出了K128?

直流电牵引采煤机后,又相继研制成功多种直流电牵引采煤机,90年代开发了?

-88?

型等交流电牵引采煤机。

总体来看,俄罗斯的电牵引采煤机功率较小,直流牵引,性能参数较低。

3国外部分先进电牵引采煤机的主要性能参数国外电牵引采煤机的总体结构有电机横向布置和纵向布置两种,牵引调速方式有直流调速和交流调速两种。

代表各国电牵引采煤机水平的主要机型的性能参数见表1、表2。

表1截割电机纵向布置电牵引采煤机的主要技术特征型号EDW380/400-LEDW450/1100-LDR101101DR102102装机功率（kW）880/8401180/1080574680截割功率（kW）400?

2/380?

2550?

2/500?

2500600牵引功率（kW）AC40?

2DC40?

2AC37?

2AC40?

2牵引力（kN）523/310571/357588/353588/392牵引速度（m/min）8.3/147.6/12.110/1510/15供电电压（V）2300/3300/4160/50002300/3300/4160/50002300/33002300/3300牵引调速方式交流直流交流交流滚筒截深（mm）7501000850100070010007001000滚筒转速（r/min）32232525产品厂商（日本）德国三井三池Eickhoff公司?

42?

煤矿机电2000年第5期表2截割电机横向布置电牵引采煤机的主要技术特征4国外电牵引采煤机技术特点及发展趋势

（1）装机功率增大,性能参数大幅提高为了满足高产高效综采工作面快速割煤提高生产能力的需要,不论是厚、中厚和薄煤层电牵引采煤机,其装机功率（包括截割功率和牵引功率）和主要性能参数大幅提高。

1）单台截割电机功率均在400kW以上。

多数现代采煤机单台截割电机功率已达到600kW,最新的7LS5采煤机单台截割功率高达650kW。

SL500已配置了750kW摇臂。

2）牵引功率均在80kW以上,新机型已成倍提高。

最大达220kW。

3）总装机功率普遍超过1000kW。

最大高达1940kW。

4）牵引速度、牵引力也大幅提高。

目前大功率电牵引采煤机的牵引速度普遍达到1525m/min,牵引力500kN以上。

最大牵引速度高达54.5m/min。

最大牵引力达到998kN。

5）截割功率的增大,支架随机支护的实现,为加大滚筒截深创造了条件。

10年前滚筒的截深大多是630mm至700mm,而今已普遍采用10001200mm截深,个别已采用1500mm截深。

6）为提高采煤机的可靠性和可利用率,在传动设计方面齿轮设计寿命提高到20000h以上,轴承寿命提高到30000h以上,并还在不断提高。

（2）普遍采用中高压供电80年代以来,由于装机功率大幅度提高以及工作面的不断加长,整个工作面容量超过5000kW,工作面长度达到300m。

为减少输电线路损耗,提高供电质量和电机性能,新一代大功率电牵引采煤机几乎都采用中高压供电。

主要供电等级有2300V、3300V、4160V和5000V等。

（3）监控保护系统的智能化现代电牵引采煤机均具有建立在微处理机基础上的智能化监控、监测和保护系统,可实现交互式人机对话、远近控制、无线电遥控、工况监测及状态显示、数据采集存储及传输、健康（故障）诊断及预警、自动控制、自动调高等多种功能,以保证采煤机最低的维护量和最高的利用率;

并可实现与液压支架、工作面输送机的信息交互和联动控制等功能。

英国Long-Airdox公司在EL系列机型上装置的Im-pact集成保护及监控系统;

德国Eickhoff公司的Eickhoff-数据汇集技术系统;

美国JOY公司6LS型电牵引采煤机的JNA网络信息中心等。

监控保护系统的智能化主要功能可归结为:

1）负载控制:

通过截割电机电流的精确监测,调整采煤机的牵引速度,使采煤机在不同工况下以最优化的参数进行工作,从而保证传动系统不易受持续冲击影响。

2）工作面定位控制:

可以识别采煤机在工作面的位置,在机头、机尾可自动减速和停止,与支架配合实现自动随机移架,并可检查支架是否正确支护。

3）与工作面输送机联机的负荷控制:

通过输送机的负荷监测来调节采煤机的采煤量,使采煤机和输送机的生产能力完全相匹配,既提高输送机的可靠性,又充分发挥工作面的生产能力。

4）自动调高控制:

采煤机每移动1m就可精确地测量截割高度和角度10次,通过自动算法与存储数据进行比较校正,迅速对采煤机进行最优化的水平调整。

该控制可最大地减小底板的截割台阶,实现平滑过渡,加快工作面设备的推进速度,提高设备的使用寿命,使操作人员能尽量避开粉尘。

5）运行状态监控和显示:

采煤机的数据采集系统可采集大量各类机器参数,如:

输入电压;

电机电流,轴承、绕组和冷却水温度;

控制电源;

润