(正稿)浅谈采煤机的特点及发展(DOC)

1、太原科技大学 2009 届采矿工程专业浅谈采煤机的特点及发展阳煤三矿生产技术部：张丽斌毕业设计论浅谈采煤机的特点及发展采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。它是一个集机械、电气和 液压为一体的大型复杂系统 , 工作环境恶劣 , 出现故障导致整个采煤工作的中断 , 将会 造成巨大的经济损失。那么正确认识采煤机的分类与发展历程、研究其特点及性能，将 为煤矿生产企业安全、高效、快速发展提供了理论基础。一、采煤机的基本类型及特点（一）采煤机按运行方式分类 采煤机分锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种： 锯削式采煤机（截煤机） : 靠安装在循环运动的截链上的截齿深入煤壁截煤。 特点：机械化掏槽

2、的机器，用以增加爆破自由面，提高爆破效率，有圆盘式、截杆 式和截链式三种。钢丝绳两端分别固定在锚柱和截煤机的绳筒上。 工作时绳筒转动， 将 截煤机拉向前进， 速度为 0.251.1m/min。牵引钢丝绳长 25m 每前进 2025m 需移置 锚柱。截煤机不能直接落煤， 在工作面上需增加爆破落煤的工序， 已被滚筒采煤机代替。刨削式采煤机 : 即刨煤机，靠刨刀的往复运动刨削破煤。钻削式采煤机 : 靠钻头边缘的刀齿钻入煤体，由钻头中部的破煤刀齿将中部的煤体 破碎。链式采煤机：本机使用于一般中、小型矿井下缓倾薄煤层、极薄复合煤层采煤工作 面开切底槽，达到掏槽落煤的作用。特点：体积小、重量轻，噪音小、防

3、尘效果好，使用安全可靠。电器部分具有一定 的防爆性能，电机冷却方式为水冷。本机比较手工采煤能提高煤块率，节省开采时间， 是开采极薄复合煤层代人工掏槽落煤的设备。铣削式采煤机：靠滚筒上的截齿旋转铣削破煤。（二）按开采工艺分类 按开采工艺分为：短臂式、长臂式和连续式采煤机 短臂式采煤机用于煤柱回收和三角煤开采的短壁采煤机。连续式采煤机主要用于房式或房柱开采以及全煤巷快速掘进。长臂式采煤机主要用于高产高效工作面的，该类采煤机是适用面最广的采煤机。主力类型有皿6650/1620-0 型（截割电机上靠有 750、800、900kW 向下有 500、400kV）,MG650/1720-W 型。进口机型 E

4、ickhoff SL750、JOY 7LS75长壁式开采适应面最广的采煤机类型： 三一 MG300/710-WD 采煤机和鸡西 MG300/730-W采煤机。这种机型主要用于中厚煤层，使用范围广、生产厂家多；上海天 地、上海创立、西安、太矿都有类似的机型。而且系列型号多，截割电机有300、250、200kW.（三）按煤层厚度分类 按煤层厚度分为：厚煤层、中厚煤层、薄煤层和极薄煤层等采煤机其中薄煤层、极薄煤层开采主要有四类机型：刨煤机（DBT 自动化水平很高），滚 筒式采煤机（爬地板式） ，螺旋钻式采煤机（乌克兰） ，截链式辅助截煤机（前苏联） 。 代表性机型有：MCLE200/300-DR75

5、73 爬底板式滚筒采煤机（日本）,J0Y7LS1 薄煤层采 煤机（采高 1.52.9m）.刨煤机的优点：1.截深浅，充分利用压张区落煤，块度率高，煤粉率低，单位能耗 低；2.适用于较薄煤层的开采； 3. 结构简单， 易维修， 不需人工跟随操作， 劳动强度小； 4. 不需拖缆和风管，简化了工作面布置和管理； 5. 装煤效果好，不怕片帮； 6. 煤尘少， 瓦斯泄漏均匀，不易集聚。缺点： 1. 对煤层厚度变化适应性差； 2. 不适应硬煤和岩石； 3. 需人工开缺口。 螺旋钻式采煤机钻头钻进切割煤， 螺旋钻杆运煤， 煤直接落在顺槽的运输机上。 一次采宽 1.905 2.105 米，采深 85 米，适用

6、煤层厚度 0.50.9 米，煤层倾角 -15+15 度，单机设计 日产量达 250350 吨。煤层厚度 0.61.0m 的薄煤层，可采用螺旋钻采煤机（新汶矿 区乌克兰引进）（四）按采煤机大部件的不同结构型式分类1 、直摇臂、弯行走2、弯摇臂、弯行走或弯摇臂直行走3、直摇臂、直行走二、采煤机的发展历史简要回顾 机械化采煤开始于 20 世纪 40 年代，英国和原苏联相继研制出了链式采煤机，德国 则同时研制出了刨煤机。 20 世纪 50 年代初期，英国和德国相继研制出了滚筒采煤机， 但不能调高，称为第一代滚筒式采煤机。生产出与采煤机相配套的可弯曲刮板输送机、 单体液压支柱， 奠定了机械化采煤的基础。

7、 另外， 1 954 年英国研制成功了液压自移支架，从此采煤机械得以全面发展。20 世纪 60 年代，英国、德国、法国和原苏联先后对采煤 机进行了两项革命性改进：一实现了滚筒调高；二鼓形滚筒改成螺旋滚筒，奠定了现代 化滚筒式采煤机械的基础，这种单摇臂滚筒可调高采煤机，称为第二代采煤机。1964出现双滚筒采煤机，解决了工作面自开缺口问题称为第三代采煤机。1970 年研制成功无 链牵引采煤机和 1976 年出现电牵引采煤机，称为第四代采煤机。20 世纪 80 年代是我国 采煤机发展的兴旺时期，20 世纪 90 年代是电牵引发展时代，电牵引采煤机从 20 世纪 80 年代开始起步，20 世纪 90

8、年代全面发展。早期主要采煤机制造企业及代表机型-国外企业及代表机型生产企业代表机型主要特征影响力德国艾克夫公司（Eickhoff）EDW170LEDW300L典型液压系统强（液压系统）EDW170LN爬底板、三股道一般美国久益公司（JOY4LS、6LS后期产品，直流电牵引强（仿制）波兰法穆尔米矿机械厂（Famur）KWB3DS中厚，采高 3mKWB3RDS中厚，采高w2m波兰扎波热公司（ZZMK C B-344薄煤层爬底板一般（有仿制）央国安德森公司（An ds on）MK-H机械牵引AM16 AM500无链、齿条牵引强（AM50C 仿制）早期主要采煤机制造企业及代表机型国内企业及代表机型生产

9、企业代表机型主要特征鸡西煤矿机械厂MLS3-170仿艾克夫 EDW170JL 国内最早、最有影响力MG300-W上海分院联合研发，无链牵引，自主研发的先驱BM100哈煤研所联合研发，薄煤层，最成功的薄煤层机型西安煤矿机械厂EDW300仿艾克夫 EDW300JL 最早的大米高 3.5mMAX300国产化机型辽源煤矿机械厂MLQ8 （系列只用于普采的机型PMB344仿波兰 ZZM 公司KCB-344 薄煤层爬底板机型太原矿山机械厂AM500仿安德森 AM500，行走机构影响力较大无锡采煤机厂DY150仿法穆尔机构形式，是当时可靠性最好的机型（一）米煤机牵引行走的发展采煤机的牵引行走分为两个部分，一

10、是牵引部动力提供和调速部分，二是将牵引动 力转换牵引力的驱动行走型式。调速方式的发展过程：机械调速 液压调速 电器调速 相对应的采煤机牵引形式：机械牵引一一液压牵引一一电牵引（二） 驱动行走型式的发展牵引驱动型式由最初的钢丝绳（悬挂式）牵引到悬挂式圆环链、埋链（强力圆环链） 和链轮驱动的链牵引型式，发展到针轨式和齿轨（齿条）和销轮驱动的无链牵引型式， 直到现在广泛应用的渐开线齿轨和渐开线齿轮驱动的无链牵引型式，只是在齿轨的节距上有所不同。牵引驱动型式的演变进程：钢丝绳牵引型式 -链牵引型式-无链牵引型式（三） 采煤机整机布置方式的发展采煤机整机布置方式的演变是一次具有革命性意义的发展过程，最主

11、要的变化有三个方面。1、采煤机机身型式早期的采煤机机身为电动机纵向布置、单动力源（电机）集中驱动、动力分流，带 有底托架，机身一般由电动机、牵引部、电控箱、左截割部、右截割部五部分组成。早 期的机械牵引采煤机和液压牵引采煤机都是这种布置方式，最初的电牵引采煤机也曾采用过这种布置方式。从 1986 年 JOY 的 4LS 采煤机开始，电机横向布置、多动力源多点驱动、干式对节 面、无底托架这种机身布置方式的采煤机才正式进入市场。主要特点是：1、各部传动系统采用单独的驱动电机，为自动控制和检测奠定了基 础；2、对节面少，且为干式对节，没有对节面漏油的问题；3、没有了底托架也就没有了底托架本身的刚性不

12、足等一直难以解决的问题；4、没有了螺旋圆锥齿轮传动，噪声和温升的指标才得以下降。2、 采煤机动力源布置型式（1）纵向布置、单电机集中驱动、动力分流的布置型式，电动机的动力须经左右两根过轴分别穿过牵引部和电控箱传动到左右截割部，致使对节面存在动力传动的连带关系。（2） 电机横向布置、多动力源多点驱动的布置型式为各部单独的动力驱动，对节 面只是机身的连接。3、 采煤机动力传动方式的改变（1）纵向布置型式，因电动机的动力输出与滚筒的动力传动方向为直角关系，故此 在两根过轴的输出端需设置螺旋圆锥齿轮传动。（2）横向布置型式各部单独的动力驱动，且都是平行传动的关系。4、 采煤机两次具有革命性的改变（1）

13、采煤机的调速方式从液压牵引过渡到电牵引，其中包括直流调速、交流变频、 开关磁阻电机、电磁滑差调速。（2）由共用电机纵向布置的动力传动方式改变为多电机横向布置、多点驱动、动力平行传递方式。三、采煤机的主要发展趋势经过近 10 年的联合、兼并和重组后，国外形成了在西方发达国家煤机市场中占据垄断地位的两家大型跨国公司比塞洛斯公司和久益公司。比塞洛斯公司收购了 DBT 公司（收购朗艾道公司），实力有了显著的增强。他们的产品除了供应美国、澳大利亚、南 非等世界先进的采煤国家外，已陆续进入我国，以各种形式抢占我国市场，并计划在今 后的重点将放在我国。世界主要煤炭装备制造厂商在中国的业务正稳步扩张。参与竞争

14、 的主要国际煤机制造企业发展情况如下：国内煤机生产厂家及市场使用的主要机型主要生产厂家鸡西西安太矿上海天地上海创力中厚煤层机MG160/390-WDMG160/390-WDMGTY200/500-1.1DMG160/380-W匚MG170/410-WD型MG300/701-WDMG300/700-WDMGTY250/600-1.1DMG300/720-W匚MG300/700-WD（采高MG300/601-WDMG250/600-WDMGTY300/700-1.1DMG250/600-W匚MG250/600-WD1.5m3.0m)MG300/730-WDMG200/500-WDMGTY300/7

15、10-1.1DMG200/500-W匚MG2MG250/630-WDMG2150/700-WDMG2125/580-WDMGTY300/730-3.3DMGTY125/471-1.1DMGTY150/375-WMG2150/710-WIMG100/456-WD)100/456-WDMG125/560-WD中等偏厚煤 层和（米高3.8m4.3m）厚煤层主要 机型 （采高4.5m5.5m）MG400/940-WDMG450/1200-WDMG500/1180-WDMG700/1660-WDMG800/2040-WDMG500/1130-WD)MG400/930-WD)MG650/1480-WD)M

16、G500/1130-AWD)MG400/930-AWDMGTY400/900-1.1DMGTY400/930-3.3DMGTY400/930-3.3ADMGTY500/1200-3.3DMGTY750/1800-3.3DMGTY700/1600-3.3DMG400/920-W匚MG400/930-W匚MG400/965-W匚MG750/1915-WIMG500/1200-WIMG400/920-WDMG400/930-WD)MG500/1140-WD)大采高机型（米高 6m）MG900/2210-WDMG900/2215-WI)薄煤层机型（采高0.8m1.5m）MG 54444设计寿命（Mt）

17、3040 20 2520202020空转噪声（db） 80 8510391.8摇臂温升C）59/5873/68重量（t）1051059411511296128国内台数（2008-11）19121613156（一）大型煤炭综采成套设备将成煤机行业发展主流煤矿高产、高效集约化生产及其配套的设备和技术，注定成为成套设备发展的主流,不仅只是大型成套设备的需求，为了提高矿井的生产安全和煤炭产量的效率，薄煤层乃 至极薄煤层更需要可靠的成套设备予以保障。主要要求：以采煤工作面设备的成套提供为基础，同时提供配套的售前、售中和售 后服务，体现从研发直至出厂测试的性能、结构、尺寸的匹配和准确无误，做到让用户 看的

18、到、放心的下的成套设备，并逐步拓宽成套设备的范围。（二）设备的高性能、高可靠性、高安全性的要求煤矿高产、高效必须要在保证安全的前提下提高设备的性能指标和自动化水平，这 是提高效率的保证之一，而更根本的保证则是设备的可靠性以及稳定性，只有保证了可 靠性才能发挥出设备的高性能和自动化的作用。主要指标：机面高度要低、功率和机重加大、在适应的范围内提高牵引速度、要具 备过断层和截割夹矸的能力、自动化水平提高以提高工效。滚筒式采煤机自身的技术：1 材料、加工热处理工艺，机械、电气系统的可靠性和使用寿命（耐磨、耐用）2、信息智能化（运行状态检测、数字化显示、故障诊断和遥控技术）；3、增加整机强度和刚度（整

19、体机箱、预紧丝杠紧固、对接面辅助焊接筋板）4、机械保护及传动系统的动力学特性（弹性扭矩轴、双电机机械联合驱动）；5、采煤机程序记忆截割（姿态检测等传感技术）；6 、局部问题（水密封、温升控制、游标及油质等）（三）大功率采煤机研发成为热点国家 863 计划重点项目“煤矿井下采掘装备遥控关键技术”的研发， 2009 年 1 月20 日正式启动：重点研究煤岩巷道悬臂式掘进装备可视化遥控技术及井下综采工作面采 煤装备的远距离控制技术。其中，采煤机远程控制的最大距离可达到500m- 1000m 项目总经费约为 2434 万元，计划 3 年完成。我国首个采煤机远程监控中心 2008 年 8 月在西安建成，并通过验收。技术人员可 通过国际互联网个井下无线覆盖技术，对远在千里位于下的采煤机实现跟踪监测，并对 机器故障实现“远程会诊”，在国内同行业中首创，国际领先。国内正准备开发装机总功率在 25002600kW 次截高 6.57m。三一重装、天 地、西安、太矿、鸡西都在研发。四、结语采煤机制造技术是现代科技和煤炭企业创新的集合， 是煤矿机械化水平的主要标志