采煤机基本结构设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3. 2 工作原理
采煤机前进方向滚筒被抬高，截割沿顶板煤层，而后 面滚筒紧贴工作的底板截割下部煤层，采煤机沿工作面全 长运行完成截割 “一刀” 的任务。
当采煤机正常工作时，整个滚筒宽度应全部切入煤壁 中，此宽度又被称为 “截割深度”，截深范围一般在 500 ～ 1000mm。采煤机沿工作面工作时，即每截割一刀的开始应 首先让滚筒切进煤壁中，并达到一个截深，这时进入切煤 的状态。然后牵引，自前向后沿端面截割，同时调整滚筒 高度，把沿底板截割的滚筒升高到沿顶板截割。把原来沿 顶板截割滚筒降低到沿底板截割，采煤机一直截割到工作 面端部。当 采 煤 机 截 割 到 工 作 面 端 部 后， 再 行 调 整 高 度， 再一次向右移动并截割，直到工作面的另一端。采煤机在 截割过程中，依据煤层状态是否包容矸石等硬杂岩体以及 煤层本身的物理机械性质，由可调式机器本身调整牵引速 度，即在通常 0 ～ 8m / min，当采煤机在空行程作调动运动 时，为节省时间采用调动速度 9 ～ 18m / min。
1 采煤机方法与采煤机械化
根据煤层赋存条件，对煤层开采分为露天开采和地下 开采（ 俗称井工开采） 。文中介绍的开采方法为井工开采， 井工采煤工艺方法不同所用采煤机械也不同。我国所采用 的方法，基本上以走向长壁式方法为主，在长壁式采煤方 法中又可以分前进式、后退式、局部垮落式和充填式。目 前国内外采用这些采煤方法所用采煤机械，绝大多数是滚 筒采煤机和刨煤机。
3. 3 采煤机基本结构方案
3. 3. 1 实现破碎煤壁 在鼓形滚筒表面或在螺旋旋滚面叶片上安装刀齿，滚
筒随采煤机前移并后转，截齿使用铣削方法把煤从煤壁上 截割下来。
优点： 实现截落煤层还能实现装煤，水平旋转调整滚 筒比较方 便，对 不 同 煤 层 适 应 性 好， 具 有 自 开 缺 口 功 能， 垂直结构，滚筒结构简单、制造方便，破碎煤层时截齿沿 层里运动，截齿所受截割阻力小，采煤机能耗比较低，这 种滚筒只能在煤层变化不大的巷煤层中工作
关键词： 采煤机； 设计原则； 参数优化； 整体设计 中图分类号： TD421. 6 文献标识码： B 文章编号： 1671 － 0959（ 2012） S2-0169-03
煤炭作为我国的主要能源在国民经济发展中做出了重 大贡献。但作为煤炭开采的煤炭工业却面临着许多困难和 问题，主要包括产业结构的不合理、生产投入的不足、劳 动条件差等方面的问题。如何有效地解决这些方面的问题， 采煤机械化是最终的发展必然。而采煤机作为采煤机械化 的最前端设备，如何提高其采煤效率，整机合理化设计成 了当前十分迫切的任务。
滚筒采煤机能较好的适应各种煤层赋存条件。滚筒采 煤机选型，应根据煤层厚度、倾角和物理机械性能等煤层 赋存条件，并根据业主技术要求进行确定。为适应不同煤 层厚度和不同倾角条件，采煤机可分为薄煤层采煤机、中 厚煤层采煤机、厚煤层采煤机和倾斜采煤机。
刨煤机目前在我国的应用量德国得到广泛应 用，当煤层赋存条件适合时，其具有很高的生产率。
我国应用采煤机械始于 20 世纪 50 年代初，当时鸡西 煤机厂仿制原苏联生产链式截煤机。但效率低，没能得到 广泛推广。60 年代从波兰引进 64 型滚筒采煤机。70 年代 初我国从英国、 德 国、 波 兰、 法 国 引 进 大 量 滚 筒 采 煤 机， 并组织研制。自 70 年代初至今，我国已经能自行设计和生 产各种煤层赋存条件的螺旋滚筒采煤机，广泛地在我国各 类矿井中使用，并成为我国煤工业技术装备主体，基本上 满足了要求。但在其主要性能指标，技术水平及运行参数 等方面与国际先进水平仍然存在不小的差距。
采煤机可以与可弯曲输送机配套。奠定了煤炭开采机械化 的基础。缺点是滚筒不能调高，对煤层厚度适应性差。又 因落煤效果不佳，限制生产率提高。进入 60 年代德、英、 法、原苏联先后对滚筒做出两项革命性的改进。其一是在 使用中滚筒可进行高度调整。极大地解决了对煤层赋存条 件的适应性。二是把滚筒改进为螺旋叶片落煤结构，极大 的提高了落煤效果。这两项关键改进使滚筒式采煤机成为 现代化采煤机械研究基础。可调高螺旋滚筒采煤机与液压 支架和可弯曲刮板机配套，构成综合化采煤设备。使煤炭 生产进入高效、安全和可靠的现代化开采阶段。从此，综 合化采煤设备成为各主要采煤国家井工开采煤矿发展方向。 自 70 年代以来综合机械化设备朝着大功率遥控方向发展， 其性能日益完善，生产率进一步提高。其次自动监测、故 障诊断、计算机数据处理、数显先进技术在采煤机上逐步 应用，并从液压牵引过渡到电牵引。
收稿日期： 2012 － 08 － 20 作者简介： 逯亚东（ 1980 － ） ，男，辽宁朝阳人，工程师，2004 年毕业于辽宁工学院环境工程专业，现在中煤国际工程
集团沈阳设计研究院从事采矿工程设计与科研工作。
169
装备技术
煤炭工程
2012 年 10 月
滚筒工作高度，底托架承托各部件，使之成为一整体，滑 靴支在工作刮板机上可在上滑行。采煤机前移时，滚筒随 采煤机移动并旋转截齿把煤从煤壁上截落下来，螺旋叶片 把煤自滚筒里向外推出，装到刮板机里。采煤机通过牵引 部带动整个采煤机在刮板机采煤工作面移动，实现采煤机 对其工作面的截割。
2012 年 10 月
煤炭工程
装备技术
采煤机基本结构设计
逯亚东
（ 中煤国际工程集团 沈阳设计研究院，辽宁 沈阳 110015）
摘 要： 主要介绍了采煤机的发展历程及在我国的发展现状，并结合采煤机的工作特点及我 国的煤层储存条件提出了采煤机的整体设计原则，论述了采煤机的基本结构组成，根据采煤机的 工作原理进行合理性设计，不断对机型进行改进，使其实现采煤机效率的最大化 ，并推荐了一 些设计中应用的常用数据。
2 采煤机发展及现状
3 滚筒采煤机的结构和工作原理
20 世纪 40 年代，英国和苏联相继研制出链式采煤机。 这种采煤机用截链落煤，工作效率低。而德国在同一时间 研制出用刨削方式落煤的刨煤机。50 年代初，德国、法国 相继研制出滚筒采煤机，滚筒上装有截齿实现采煤。这种
3. 1 组成
滚筒采煤机组成主要由截割部、滚筒、电动机、牵引 部四大部分组成。电动机把动力传给牵引部和截割部驱动 前后滚筒。挡煤板托在滚筒后面收集截落碎煤。油缸调整
采煤机前进方向滚筒被抬高，截割沿顶板煤层，而后 面滚筒紧贴工作的底板截割下部煤层，采煤机沿工作面全 长运行完成截割 “一刀” 的任务。
当采煤机正常工作时，整个滚筒宽度应全部切入煤壁 中，此宽度又被称为 “截割深度”，截深范围一般在 500 ～ 1000mm。采煤机沿工作面工作时，即每截割一刀的开始应 首先让滚筒切进煤壁中，并达到一个截深，这时进入切煤 的状态。然后牵引，自前向后沿端面截割，同时调整滚筒 高度，把沿底板截割的滚筒升高到沿顶板截割。把原来沿 顶板截割滚筒降低到沿底板截割，采煤机一直截割到工作 面端部。当 采 煤 机 截 割 到 工 作 面 端 部 后， 再 行 调 整 高 度， 再一次向右移动并截割，直到工作面的另一端。采煤机在 截割过程中，依据煤层状态是否包容矸石等硬杂岩体以及 煤层本身的物理机械性质，由可调式机器本身调整牵引速 度，即在通常 0 ～ 8m / min，当采煤机在空行程作调动运动 时，为节省时间采用调动速度 9 ～ 18m / min。
1 采煤机方法与采煤机械化
根据煤层赋存条件，对煤层开采分为露天开采和地下 开采（ 俗称井工开采） 。文中介绍的开采方法为井工开采， 井工采煤工艺方法不同所用采煤机械也不同。我国所采用 的方法，基本上以走向长壁式方法为主，在长壁式采煤方 法中又可以分前进式、后退式、局部垮落式和充填式。目 前国内外采用这些采煤方法所用采煤机械，绝大多数是滚 筒采煤机和刨煤机。
3. 3 采煤机基本结构方案
3. 3. 1 实现破碎煤壁 在鼓形滚筒表面或在螺旋旋滚面叶片上安装刀齿，滚
筒随采煤机前移并后转，截齿使用铣削方法把煤从煤壁上 截割下来。
优点： 实现截落煤层还能实现装煤，水平旋转调整滚 筒比较方 便，对 不 同 煤 层 适 应 性 好， 具 有 自 开 缺 口 功 能， 垂直结构，滚筒结构简单、制造方便，破碎煤层时截齿沿 层里运动，截齿所受截割阻力小，采煤机能耗比较低，这 种滚筒只能在煤层变化不大的巷煤层中工作
关键词： 采煤机； 设计原则； 参数优化； 整体设计 中图分类号： TD421. 6 文献标识码： B 文章编号： 1671 － 0959（ 2012） S2-0169-03
煤炭作为我国的主要能源在国民经济发展中做出了重 大贡献。但作为煤炭开采的煤炭工业却面临着许多困难和 问题，主要包括产业结构的不合理、生产投入的不足、劳 动条件差等方面的问题。如何有效地解决这些方面的问题， 采煤机械化是最终的发展必然。而采煤机作为采煤机械化 的最前端设备，如何提高其采煤效率，整机合理化设计成 了当前十分迫切的任务。
滚筒采煤机能较好的适应各种煤层赋存条件。滚筒采 煤机选型，应根据煤层厚度、倾角和物理机械性能等煤层 赋存条件，并根据业主技术要求进行确定。为适应不同煤 层厚度和不同倾角条件，采煤机可分为薄煤层采煤机、中 厚煤层采煤机、厚煤层采煤机和倾斜采煤机。
刨煤机目前在我国的应用量德国得到广泛应 用，当煤层赋存条件适合时，其具有很高的生产率。
我国应用采煤机械始于 20 世纪 50 年代初，当时鸡西 煤机厂仿制原苏联生产链式截煤机。但效率低，没能得到 广泛推广。60 年代从波兰引进 64 型滚筒采煤机。70 年代 初我国从英国、 德 国、 波 兰、 法 国 引 进 大 量 滚 筒 采 煤 机， 并组织研制。自 70 年代初至今，我国已经能自行设计和生 产各种煤层赋存条件的螺旋滚筒采煤机，广泛地在我国各 类矿井中使用，并成为我国煤工业技术装备主体，基本上 满足了要求。但在其主要性能指标，技术水平及运行参数 等方面与国际先进水平仍然存在不小的差距。
采煤机可以与可弯曲输送机配套。奠定了煤炭开采机械化 的基础。缺点是滚筒不能调高，对煤层厚度适应性差。又 因落煤效果不佳，限制生产率提高。进入 60 年代德、英、 法、原苏联先后对滚筒做出两项革命性的改进。其一是在 使用中滚筒可进行高度调整。极大地解决了对煤层赋存条 件的适应性。二是把滚筒改进为螺旋叶片落煤结构，极大 的提高了落煤效果。这两项关键改进使滚筒式采煤机成为 现代化采煤机械研究基础。可调高螺旋滚筒采煤机与液压 支架和可弯曲刮板机配套，构成综合化采煤设备。使煤炭 生产进入高效、安全和可靠的现代化开采阶段。从此，综 合化采煤设备成为各主要采煤国家井工开采煤矿发展方向。 自 70 年代以来综合机械化设备朝着大功率遥控方向发展， 其性能日益完善，生产率进一步提高。其次自动监测、故 障诊断、计算机数据处理、数显先进技术在采煤机上逐步 应用，并从液压牵引过渡到电牵引。
收稿日期： 2012 － 08 － 20 作者简介： 逯亚东（ 1980 － ） ，男，辽宁朝阳人，工程师，2004 年毕业于辽宁工学院环境工程专业，现在中煤国际工程
集团沈阳设计研究院从事采矿工程设计与科研工作。
169
装备技术
煤炭工程
2012 年 10 月
滚筒工作高度，底托架承托各部件，使之成为一整体，滑 靴支在工作刮板机上可在上滑行。采煤机前移时，滚筒随 采煤机移动并旋转截齿把煤从煤壁上截落下来，螺旋叶片 把煤自滚筒里向外推出，装到刮板机里。采煤机通过牵引 部带动整个采煤机在刮板机采煤工作面移动，实现采煤机 对其工作面的截割。
2012 年 10 月
煤炭工程
装备技术
采煤机基本结构设计
逯亚东
（ 中煤国际工程集团 沈阳设计研究院，辽宁 沈阳 110015）
摘 要： 主要介绍了采煤机的发展历程及在我国的发展现状，并结合采煤机的工作特点及我 国的煤层储存条件提出了采煤机的整体设计原则，论述了采煤机的基本结构组成，根据采煤机的 工作原理进行合理性设计，不断对机型进行改进，使其实现采煤机效率的最大化 ，并推荐了一 些设计中应用的常用数据。
2 采煤机发展及现状
3 滚筒采煤机的结构和工作原理
20 世纪 40 年代，英国和苏联相继研制出链式采煤机。 这种采煤机用截链落煤，工作效率低。而德国在同一时间 研制出用刨削方式落煤的刨煤机。50 年代初，德国、法国 相继研制出滚筒采煤机，滚筒上装有截齿实现采煤。这种
3. 1 组成
滚筒采煤机组成主要由截割部、滚筒、电动机、牵引 部四大部分组成。电动机把动力传给牵引部和截割部驱动 前后滚筒。挡煤板托在滚筒后面收集截落碎煤。油缸调整