采煤机滚筒自动调高技术的分析

采煤机滚筒自动调高技术的分析

【摘要】采煤机械是进行破煤和装煤的机器，是机械化和综合机械化采煤工作面的主要设备之一。目前，煤矿井下广泛使用的采煤机械有两类：滚筒式采煤机和刨煤机。滚筒采煤机是以螺旋滚筒作为工作机构的采煤机械，当滚筒旋转并截入煤壁时，利用安装在滚筒上的截齿将煤破碎，并通过滚筒上的螺旋叶片将破碎下来的煤装入刮板输送机。刨煤机是一种采用刨削方式落煤的采煤机械，刨刀刨削煤壁将煤刨落，刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入输送机送出采煤工作面。本文主要介绍了滚筒式采煤机的种类、组成、原理和旋转方向，并阐述了滚筒自动调高技术，对于指导采煤机的工作具有重要参考价值。

【关键词】采煤机；滚筒；种类；组成；自动调高；控制条件

1 滚筒式采煤机的种类

由于滚筒式采煤机的采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，因而得到了广泛的应用。刨煤机要求的煤层地质条件较严，一般适用于煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层，故应用范围较窄。但是刨煤机结构简单，尤其在薄煤层条件下劳动生产率较高。滚筒式采煤机的种类较多，按工作机构的数量可分为单滚筒和双滚筒，前者多用于薄煤层，后者多用于中、厚煤层；按牵引方式可分为链牵引与无链牵引采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵引；按牵引部的调速方式可分为液压调速、机械调速和电机调速等。

2 滚筒采煤机的主要组成部分

滚筒采煤机的类型很多，但基本上以双滚筒采煤机为主，其基本组成部分也大体相同。

2.1 电动机及其电气设备

电动机及其电气设备主要包括电动机1和电气控制箱13。电动机1是采煤机的动力部分，它通过两端出轴驱动滚筒和牵引部。电动机为防爆型鼠笼式。电气控制箱13内装有各种电控元件，以实现各种控制及电气保护。

2.2 牵引部

牵引部的作用是带动采煤机在工作面作往复移动，以实现采煤机的连续割煤和装煤。牵引部主要包括牵引部减速器和牵引机构。牵引部2通过其主动链轮与固定在工作面两端的牵引链3相啮合，使采煤机沿工作面移动。牵引机构可分为有链牵引和无链牵引两类。

2.3 截割部

截割部的主要功能是完成采煤工作面的截煤和装煤，由左、右截割电机，左、右摇臂减速箱，左、右滚筒，冷却系统，内喷雾系统和弧形挡板等组成。截割部耗能占采煤机装机总功率的80%-90%，因此，研制生产效率高和比能耗低的采煤机主要体现在截割部。

2.4 附属装置

附属装置主要包括挡煤板7、底托架8、电缆拖移装置12、供水喷雾冷却装置以及调高、调斜等装置。底托架8用来固定整个采煤机，并经其下部的四个滑靴9使采煤机骑在刮板输送机的槽帮上。采空区侧两个滑靴套在输送机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。底托架内的调高油缸10用来使摇臂升降，以调整采煤机的采高。调斜油缸11用来调整采煤机的横向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的割煤要求。采煤机的电缆和供水管靠拖缆装置12夹持，并由采煤机拖着在工作面输送机的电缆槽中移动。为降低电动机和牵引部的温度，采煤机还设有专门的供水系统和内、外喷雾系统。

3 滚筒采煤机的工作原理

单滚筒采煤机上行工作时，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转180°；接着，机器下行工作，滚筒割底部煤及装煤，并随之推移工作面输送机。这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤法。

双滚筒采煤机工作时，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤。因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀；返回时又可以进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法。

4 滚筒的旋转方向

采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性。为了输送机推运煤，滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致。对逆时针（站在采空区侧看滚筒）旋转的滚筒，叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒，叶片应为右旋。即符合“左转左旋，右转右旋”的规律。对于单滚筒采煤机，使用在左工作面的滚筒，应顺时针旋转，使用右旋滚筒。使用在右工作面的滚筒，应逆时针旋转，使用左旋滚筒。

对于双滚筒采煤机，为了保证采煤机的工作稳定性，双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方向应相反，以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消，因此，两个滚筒必须具有不同的螺旋方向。两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较好，但滚筒易将煤甩出打伤司机，且煤尘较大，影响司机正常操作。二是前逆后顺。采用这种方式，采煤机工作稳定性较差，易振动，但装煤效果好，煤尘少。对机身较重采煤机，机器振动影响不大。因此，大部分采煤机都采用“前逆后顺”的方式，即左滚筒为左旋叶片，逆时针旋转；右

滚筒为右旋叶片，顺时针旋转。

5 滚筒自动调高技术

滚筒自动调高技术是实现采煤机自动化的关键技术之一。研制出工作可靠，有一定分辨率的煤岩分界传感器，是实现采煤机真正意义上的滚筒自动调高的关键。

5.1 滚筒静态调控模型

图1为采煤机滚筒调高系统简图。滚筒调控时，滚筒摆动速度

5.2 滚筒调高采样控制条件

滚筒在进行自动调高时，需要根据上一截割循环在各采样点的变化规律，控制下一截割循环。在不同的截割循环下，滚筒调高采样的控制条件也不相同，其调控参数也会发生变化，调控条件：

（1）在相邻的截割循环相同的采样区间内采煤机牵引速度是不同的，这会使在一个采样区间内运行时间不同，必会影响再现规律。

（2）在采样区间的两个采样点的差值大小是不同的，因此，不能用同一滚筒速率K 来调整。

（3）采煤机的滚筒调高通常采用手动、液动或电磁换向阀的定量、开关控制的液压系统，因此滚筒的调高速度基本是恒定的，调高的位移量取决于控制通断时间长短来进行调控。

6 结语

综上所述，在对采煤机滚筒自动调高技术的分析时，需要根据煤矿的实际情况，结合滚筒采煤机的自身参数，明确其工作原理，采用滚筒自动调高技术，这样可以保证采煤机的正常运行，具有重要意义。

参考文献：

[1]刘春生，荆凯，杨秋.采煤机滚筒截割记忆程控的灰关联度计算新方法[J].煤炭学报，2006（05）.