连续采煤机毕业设计

1.前言

1.1.在我国发展连续采煤机的必要性及其所具有的特点

1)在我国发展连续采煤机的必要性

在我国的一些城市和村镇建筑物下、铁路下、水体下贮藏的煤量很大，据统计,仅生产矿井“三下”压煤量就已达到 137.9 亿吨，其中建筑物下压煤约 87.7 亿吨，占“三下”压煤量的 60％左右，可供28个年产量 500 万吨的大型矿井开采 100 年。

“三下”压煤问题造成回采工作面接续紧张、缩短矿区生产服务的年限，使矿区过早的就进入到衰老报废期，这样不但对国家造成极大浪费，还必将对整个社会的可持续发展产生很大的影响。除“三下”压煤外，在矿井中还存在许多不规则的块段以及残采区，而这样的煤层区不能采用正规的长壁综采进行开采，包括在正规综采工作面回采后局部留下的一些不规则区段，位于矿井边界以及断层等地方所构造的附近煤炭。随着矿区开采的不断进行，煤炭资源总量和适于长壁开采的储量比例在不断的减少。利用连续采煤机配套运输设备的短壁机械化开采技术来解决“三下”采煤和边角煤回采问题是一条很好的技术途径，因此，在我国煤矿中具有很广泛的应用前景，这必将产生极大的经济和社会效益。

2)连续采煤机特点

a)连续采煤机是集截割、装运和行走于一体的大型连续采掘一体设备,用于长壁工

作面煤巷快速掘进和短壁工作面煤层的机械化开采。

b)连续采煤机主要由截割机构、装运机构、履带行走机构、液压系统、电控系统、

除尘系统及安全保护装置组成。

c)连续采煤机采掘合一，既可用于长壁工作面煤巷快速掘进又可用于短壁工作面

煤层的机械化开采，一机多用，投资少，效率高。

d)连续采煤机及配套设备行走自如、能快速移动，采煤工作面布置机动灵活，适

用于“三下”开采和不适宜布置长壁综采面的区域回采。

1.2.国内外连续采煤机使用状况

1)国内连续采煤机的使用主要分为两个阶段。

(1)上世纪 80 年代,我国先后引进了 30 多套连续采煤机进行了试验。大同矿务局大

斗沟煤矿使用 JOY12CM-9B 型连续采煤机曾创造了月进 2187m 单巷掘进的全国

记录；山西雁北马口矿使用连续采煤机在小窖破坏区回收煤柱，当时年产达到 7

万吨；山西大同市姜家湾煤矿使用 JOY12CM-9B 型连续采煤机采煤，最高月产达

2.67 万吨。由于没有考虑设备的成套性，虽然连续采煤机体现了采掘合一、机动

灵活的特点，但大多数设备使用效果不好,逐渐退役。

(2)1995 年起，神东矿区应用连续采煤机及配套设备进行巷道掘进和短壁开采，通过

几年的实践形成了具有神东特色的连续采煤机短壁机械化开采模式，实现了煤巷快

速掘进，工作面落煤、运输及回收煤柱等各工序的机械化作业，为不适合长壁机

械化开采的煤矿提供了一种安全、高效的采煤技术。2002年神东矿区上湾矿连续

采煤机短壁化开采工作面年产达220 万吨，现仅神东矿区在用连续采煤机台数

30 多台。

2)国外连续采煤机使用状况

连续采煤机短壁机械化开采技术于1948年首先在美国应用。在美国，采用连续采

机短壁机械化采煤法的产量一直在井工采煤中领先,20世纪80年代中期占井下产量

的 70％以上。近年来,随着高产高效综采技术的发展，短壁机械化开采的产量有

所下降，但 1999 年美国采用短壁机械化采煤采出的煤量为 2.2 亿吨，仍占井下

煤产量的 53％。目前,除美国外还有澳大利亚、南非、印度及加拿大等国广泛采

用连续采煤机短壁机械化采煤,取得了较好的经济效益。

1.3.国内外连续采煤机技术现状及发展趋势分析

1)国外连续采煤机技术现状

目前,美国为世界上连续采煤机研制水平最高的国家,连续采煤机的发展已有数十

年的历史, 拥有 12CM15 、12CM18 、12CM27 等众多适用于中厚煤层的机型,机

器均为全遥控控制，技术水平成熟。但是现有机型主要用于煤层埋深较浅,顶底

板稳定,倾角小于 10°的中厚煤层,尚不能适应我国大多数的煤层赋存条件。我国

连续采煤机的研制尚处于起步阶段，已取得了一定的研究成果，石家庄煤矿机械有

限责任公司、三一重装、太原煤科院均已有适用于中厚煤层的产品投入市场。

2)连续采煤机发展趋势分析连续采煤机目前主要用于煤层埋深较浅, 顶底板稳定,倾

角小于 10°的中厚煤层，尚不能适应我国大多数的煤层赋存条件。今后,连续采煤

机必然要适应大多数煤层实际条件,并朝着掘、锚、采一体,集中控制、程序控制

的方向发展。

(1)发展新的连续采煤机品种以适应薄煤层和大倾角煤层。

(2)加大整机功率,研制高强度截割滚筒以适应半煤岩煤层。

(3)改进整机结构,便于解体及组装,以适应煤层埋深较深的竖井下井运输。

(4)增加锚护功能, 向掘、锚、采一体发展, 以适应顶、底板不稳定的煤层。

(5)集中控制、程序控制、故障诊断，朝着自动化方向发展。

3)连续采煤机在我国的应用前景与意义

目前, 我国连续采煤机的应用还不够广泛,这其中的原因除原有国外连续采煤机不

煤机短壁机械化开采是现有的“三下”采煤和边角煤回采技术中最先进、最高效的

一种开采技术。随着国家能源的日趋紧张，只要有“三下”煤层和边角煤，就有连续

采煤机的用武之地。而庞大的“三下”压煤量和大量的残采及边角煤必然要开采, 因

此连续采煤机在我国的应用前景将非常广泛且具有极大的经济效益和社会效益。1.4.连续采煤机行走机构型式的选择

该种连续采煤机的行走机构有迈步式、导轨式和履带式几种：

1)迈步式。该种行走机构是利用液压迈步装置来工作的。采用框架结构，使人员能自

由进出工作面，并可越过装载机构到达机器的后面。使用支撑装置可起到掩护顶板、

临时支护的作用。但由于向前推进时，支架反复交替地作用于顶板，掘进机对顶板

的稳定性要求较高，局限性较大，所以这种行走机构主要用于岩巷掘进机，在煤巷、

半煤岩巷中也有应用。

2)导轨式。将连续采煤机用导轨吊在巷道顶板上，躲开底板，达到冲击破碎岩石的目

的。这就要求导轨具有较高的强度。这种行走机构主要用于冲击式连续采煤机。

3)履带式。适用于底板不平或松软的条件，不需修路铺轨。具有牵引能力大，机动性

能好、工作可靠、调动灵活和对底板适应性好等优点。但其结构复杂、零部件磨损