采煤工艺特点.docx

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采煤工艺特点

采煤工艺特点

薄煤层工作面采高低,要求采煤机机身矮,且要有足够的功率,通常功率不应低于100～200kW;机身尽可能短,以适应煤层的起伏变化;要有足够的过煤和过机空间高度;尽可能实现工作面不用人工开切口进刀;有较强破岩过地质构造能力;结构简单、可靠,便于维护和安装。

根据这些要求,薄煤层采煤机分为骑输送机式和爬底板式两类。

骑输送机式采煤机由输送机机槽支承和导向,只能用于开采厚度大于018～019m煤层。

爬底板式采煤机机身位于滚筒开出的机道内,机面高度低,当采高相同时,与骑输送机式相比,过煤空间高,电机功率可以增大,具有较大生产能力,并且工作面过风断面大、工作安全,可用于开采016～018m的煤层[1]。

存在的主要问题和发展趋势

（1）采用大功率电动机或多电动机以增大总装机容量。

实践表明,采煤机的单机效能,在很大程度上取决于电动机功率的大小,只有大功率,才有高效能。

薄煤层采煤机的技术关键是矮机身与大功率之间的矛盾,如何解决这一矛盾,是设计的难点和重点。

由于薄煤层赋存条件变化较大（断层、夹矸、变薄带较多）,薄煤层采煤机截割坚硬矸石的概率比中厚煤层要多,带来的振动、冲击也要比中厚煤层频繁和剧烈,因此,整机结构的动态优化设计是今后应重点研究的问题。

（2）改进螺旋滚筒的结构、完善液压系统以及提高电动机的性能;提高加工制造工艺和装配工艺的技术水平;更好地解决采煤机自动化及遥控的问题。

（3）从有链牵引向无链牵引及电牵引方向发展。

主要国产薄煤层滚筒采煤机技术参数（表1）

MG180/435-W型采煤机组在薄煤层中的应用

鄂庄煤矿现生产水平为-300水平,开拓水平为-530水平,315采区为后组煤生产,薄煤层开采,随着现代化矿井高档普采工作单产水平的不断提高,对采煤机技术性能的要求越来越高,根据315采区煤层构造情况,采用DY-150型机组单滚筒割煤,与放振动炮相结合的工艺,带采底板,该工艺存在着占用人员多,消耗材料大,打眼需用时间长,易出现丢炮、落炮不安全隐患,针对存在问题,经调研论证,在31507E面选用MG180/435-W型液压牵引机组,提高了普采工作面单产水平。

31507E面地质条件

31507E面为-300水平后组煤315采区315运输机下山以西薄煤层开采工作面,工作面走向长度270m,倾斜长度112m,煤层厚度为111～1125m,平均为1118m,倾角为13°,煤层直接顶为浅粉色粉砂岩,性脆,易冒落,直接底粉砂岩,浅灰色坚硬,含少量植物根化石,厚度2m,如图1所示。

采煤工艺

该面采用MG180/435-W型采煤机,配SGD-630/220型刮板运输机,工作面基本支护为DZ系列单体液压支柱,配HDJA-800型金属铰接顶梁,全部跨落法管理顶板,直接带采底板015m,采高1168m,机组由原单滚筒直径<111m,截深630mm,到采用双滚筒直径<1135m,截深800mm,落煤、装煤、装矸,实现了双向割煤,提高了割煤功率利用率,三班生产。

MG180/435-W型采煤机的组成及结构特点

MG180/435-W型采煤机由截割部（左、右）、液压传动部、牵引行走部、辅助装置、电气部分组成。

MG180/435-W型采煤机的结构特点如下：

（1）MG180/435-W型采煤机为多电机横向布置液压牵引,采用液压无级调速系统来控制采煤机牵引速度。

（2）适应煤层采高范围114～312m,煤层倾角≤35°;煤质硬度中硬或中硬以上,含有少量夹矸。

（3）截割电机横向布置在摇臂上,摇臂和机身连接没有动力传递,取消了螺旋伞齿轮和结构复杂的轴。

主机身分三段,既左牵引部,中间控制箱,右牵引部,取消了底托架结构,采用高强度液压螺栓联接,简单可靠、拆装方便。

（4）液压系统采用斜轴式柱塞马达,主要元件与成熟采煤机通用,系统效率高,故障率低,互换性好。

系统主要技术特点

1.截割部

（1）截割部（摇臂）回转采用销铰轴结构,与其它部件间没有传动链,回转部分的磨损与截割部传动齿轮啮合无关。

（2）截割部齿轮减速都是简单的直齿传动,传动效率高。

（3）截割电机和截割部—轴齿轮之间采用细长扭矩轴联接,电机和截割部—齿轮安装位置的小量误差不影响动力传递,便于安装,在受到较大的冲击载荷时对截割传动系统的齿轮和轴承起到缓冲作用。

（4）高速轴油封线速度大大降低,提高了油封的可靠性和使用寿命。

（5）截割部壳体采用弯摇臂结构形式,加大了装煤口,提高了装煤效率,增加了块煤率。

2.液压传动部

（1）主回路采用闭式系统,以保证系统工作油液的清洁度,提高液压元件的可靠性和使用寿命。

（2）调速系统用来改变主油泵的流量和排油方向,即改变采煤机的牵引速度、牵引方向。

（3）保护系统设有截割电机功率保护、恒压控制、高压保护、低压保护、防滑保护、调高液压系统,保护齐全,安全可靠。

3.牵引行走部

1）采用销轨牵引,承载能力大,导向好,拆装、维修方便。

2）采用双浮动、四行星轮行星减速机构,轴承寿命和齿轮的强度大,可靠性高。

3）导向滑靴回转中心同轴,保证行走轮与销轨的正常啮合。

4.辅助装置

（1）机组左、右滚筒设有冷却装置、内外喷雾装置,达到了降低煤尘和稀释瓦斯的目的。

（2）机组设有拖缆装置,能保护电缆和水管,使其在拖曳时平缓过渡,不会因受力而损坏。

5.电气部分

采用1台300A真空磁力起动器配合,保护功能齐全,其最大特点是在倾斜工作面上防止采煤机在不牵引时下滑

经济效益

（1）MG180/435-W型采煤机它具有功率大,破岩能力强,可直接割煤层底板015m,采高1168m,

提高了生产效率。

（2）采用MG180/435-W型采煤机,省去了原先打眼、放炮等工序,消除了放炮带来的不安全隐患,给工人工作带来安全感,省去了打眼放炮程序后,可减少人员10人/班,年节约费用10人×3班×3万元=90万元,年节约爆破材料费用28417元/班×3班×350d=29189万元。

（3）采用MG180/435-W型采煤机真正实现了双向割煤,滚筒割煤截深由630mm提高到800mm,加快了工作面的推进速度,提高了工作面单产,每月增加产量1万t,年提高产量12万t,按160元/t,增加销售收入160元/t×12万t=1920万元。

（4）采用MG180/435-W型采煤机,实现了采煤机遥控操作,降低了工人的劳动强度,减少了成本,提高了生产效率,具有较大的安全效益。

（5）采用MG180/435-W型采煤机薄煤层带采底板,可最大限度地利用黑矸石资源,用于非煤三产矸石发电,以满足高速增长的经济对资源的渴求,加快建设节约型社会,以最小的资源消耗取得最大的经济效益和社会效益,具有重大的现实意义。

（6）采用MG180/435-W型采煤机实现了软底复杂结构薄煤层安全高效生产,它成功应用填补了新汶煤田深部复杂结构薄煤层带采底板安全高效开采技术空白,具有极高的推广应用价值。

MG300/700-WD型电牵引采煤机

主要特点：

（1）总体传动采用多部电机横向布置形式

采煤机的总体传动，采用多部电机横向布置的传动形式，各部件之间纵向没有直接的动力传动，完全取消了螺旋伞齿传动及通轴结构等纵向布置传动环节，各部件的传动分别独立，并且简单直接，从而大大地提高了机械传动效率，降低了机体发热程度，从根本上克服了电机纵向布置传动形式的诸多不足。

（2）长摇臂、短机身

为了增大采高范围和卧底量，本机采用长摇臂结构，摇臂有效长度为:

2160mm，实现采高范围:

1.9～3.8m，最大卧底量可达到464mm，同时为了增强摇臂润滑，本机摇臂设有强迫润滑系统。

另外，为更好地适应底板起伏变化，输送机水平弯曲以及提高爬行输送机端头能力，本机设计较短机身，机身总长为5940mm，两行走轮跨距为4860mm。

（3）左右牵引部可实现电液互换

本机左右牵引部可实现电液互换，动力输入部位可安装液压马达，也可安装40Kw牵引电机，两种形式联接尺寸相同，使牵引部机械传动系统本身电液完全互换。

（4）截割电机容量调整范围宽

为了加宽截割电机的调整范围，采煤机截割部设计强度为300Kw，电机容量调整范围为200～300Kw，行星机构基本借用MG300-W型采煤机结构，通过调整截割电机容量，可实现一机多型，液压牵引一机派生机型为:

MG200/490-W、MG250/590-W、MG300/690-W，改造成电牵引后，一机派生机型为:

MG200/500-WD、MG250/600-WD和MG300/700-WD，从而能够更好地适应不同工作面煤质变化要求。

三种容量截割电机的联接尺寸完全相同。

（5）液压传动及电控部合二为一

为了增强机身的整体刚性和部件强度，液压传动部和电控箱合二为一设计，其结构采用轧制厚钢板组焊结构，组焊后箱体整体回火处理，有效地增强了机身的刚性和部件强度。

为了进一步提高整体刚性，防止弹性变形过大，机体开焊，液压传动及电控部底部设有两条长丝杠，通过液压螺母与左右牵引部加固联接，使机身纵向更加牢固可靠。

（6）取消底托架和栽丝联接方式

为增大过煤高度，采煤机取消了底托架，过煤高度:

600mm，机身各对节之间，采用大直径稳钉销定位，自制高强度螺栓联接，取消了传统的楔铁定位和底座螺栓。

为进一步提高大部件联接的可靠性，采煤机除行走箱个别部位外，其它联接环节一律采用特制螺母或螺母板联接，取消了栽丝联接方式。

（7）液压元件成熟可靠，与过去主导产品互换率高

液压传动部中的主要液压元件基本选用MG300-W和MG2×400-W系列采煤机的液压元件，其互换率为96%，由于MG300-W和MG2×400-W系列采煤机属于鸡西煤矿机械有限公司早期研制的主导产品，分布范围广泛，液压元件成熟可靠，因此，该采煤机的液压传动原理及控制系统与MG2×400-W型采煤机基本相同。

（8）具有很好的维护性

为提高采煤机的维护性，液压传动各主要控制阀，均设于箱体以外，以便于调整，另外，行走箱与牵引部采用干式联接方式，除设计出整体结构以外，还设计出上下分体结构，以便于行走机构易损元部件的拆装维护，此两种行走箱供用户选用。

（9）操纵灵活方便

采煤机的操纵形式，包括牵引，调高在内，机身两端为集中液控（改造成电牵引后为集中电控），中间手动，操纵灵活方便，液压牵引时，操纵控制原理与MG2×400-W型采煤机相同，改造成电牵引时，操纵控制原理与MG400/985-WD型电牵引采煤机相同。

（10）保护和控制功能完善

为进一步提高采煤机的可靠性，除设有电机过载，过热保护之外，液压传动设有恒功率自动控制，高压保护和失压保护，另外左右截割部（摇臂）高速端各设有机械离合，机身两端和中间各设有急停开关。

（11）与不同输送机的配套能力强

本采煤机标准配套输送机槽宽规格为:

830mm各种输送机，同时可配套槽宽规格为：

730mm、764mm和880mm各种输送机，与多种输送机配套，只需调整煤壁侧联接板。

另外，本机煤壁侧支撑组件设计有滚轮和滑靴两种形式，供用户不同选择。

使用情况：

该机在郑州局做工业性试验，并于2002年7月通过签定。

试验期间，最高日产7200吨，最高月产160000吨。

目前该机已销售12台，其中郑州局2台、义马局2台、灵武局2台、鸡西局2台、鹤岗局2台、大同局2台。

MGTY400/900-3.3D型电牵引采煤机

太原矿山机器集团有限公司

该机型是太矿通过10多年AM500采煤机的消化、吸收和制造实践，在其它国外电牵引采煤机基础上兴利除弊，结合中国国情，根据用户要求而新开发设计出的机载式交流变频调速电牵引采煤机，是煤矿综采实现高产高效的理想设备。

性能特点

（1）采煤机总体采用了多电机横向布置，截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机身之间没有动力传递，取消了伞齿轮和结构烦杂的通轴、过轮，用结构简单的销轴与主机架铰接在一起。

（2）机载式交流变频调速，超级链轨无链牵引系统。

低频起动特性好、牵引力大，能实现恒功率无级调速。

（3）主机架采用了整体结构（也可分段组合）。

滚筒的切割反力、调高油缸的支承力，牵引驱动的反作用力及工作面输送机的支承、限位、导向的作用力均由结构简单，坚固的主机架所承受，各部件均可方便地从主机架采空侧单独装拆，使用可靠，维修方便。

（4）关键的元、器件选用了国外进口件，如轴承、密封、泵、变频器等。

传动部件进行了加载试验，整机的可靠性高。

（5）该机采用了系列设计、适应性强、通用性好。

摇臂、牵引传动箱、外牵引均可左右互换，仅改变外牵引的惰轮，摇臂的摆角，滚筒直径，就能适用采高1.6m-4.5m的要求。

摇臂电机和牵引电机各有三种不同功率规格供用户选择，并可左右互换。

（6）采用镐型截齿的强力滚筒，能在硬煤层和有夹矸及地质有构造的地段使用。

（7）水路系统和液压系统的主要元件设置在多通块上，减少了管路联接和维修工作量。

（8）控制系统采用了计算机集中控制，具有先导监控、操作保护、连行和故障显示、数据储存，以及故障自动诊断记忆、功率自动平衡等功能。

显示实现了汉字化，控制智能化。

水冷式电机设有温度保护，牵引系统可设制限速保护，并设有零速自动制动装置。

MG300/700-WD系列交流电牵引采煤机

◆产品用途及适用条件

MG300/700-WD系列交流电牵引采煤机是为高产高效工作面设计的新型采煤机，采取多电机驱动，电机横向布置，各大部件可积木式组合，适用于倾角小于40°，中硬或硬煤含矸石夹层的工作面开采。

具有先进的技术性能和完善的监测保护系统，是综采理想机型。

◆主要结构特点

1.整机为多电机横向布置，框架式结构，机身由三段组成，无底托架。

三段机身采用液压拉杠联结，所有部件均可从老塘侧抽出。

2.采用直摇臂，左右可互换，左右牵引部对称，结构完全相同。

3.用二台交流电机牵引，电气拖动系统为一拖一，技术领先。

4.电气系统具有四象限运行的能力，可用于大倾角工作面。

5.采用水冷式变频器，技术领先，可靠性高，体积小。

6.采用PLC控制，全中文液晶显示系统。

7.具有简易智能监测，系统保护功能齐全，查找故障方便。

8.具有手控、电控、遥控操作方式。