【《采煤机的发展及背景综述》4200字】

采煤机的发展及背景综述目录TOC\o"1-3"\h\u29073采煤机的发展及背景综述 164021.1.国内外发展进程及存在的问题 1117991.1.1.采煤机国内外发展动态研究 1271501.1.2.自动调高现状 3113191.1.3.液压控制系统现状 332031.1.4.当前调高液压系统存在问题 472881.2.采煤机的类型、组成及工作原理 5108781.2.1.采煤机的类型 554871.2.2.采煤机的组成 5270091.2.3.采煤机的工作原理 7293931.3.课题研究的背景 7147831.3.1.调高系统的作用 8国内外发展进程及存在的问题采煤机国内外发展动态研究十九世纪四十年代，英国和前苏联这两个煤炭开采大国，率先发展了采煤机械。1960年，采煤机调高由固定变为自由调节。2011年，国外采煤机的采掘功率不断增加。在众多采煤机中美国JOY公司做的较为出色，设计的出来的采煤机最大总功率可以达到2600kW。国内由于各种方面的原因，发展比较迟缓，但天道酬勤，最终利用国人智慧设计出属于我们国家的采煤机。1990年，上海煤炭科学研究院成功研究出了我国第一台电牵引式采煤机。从那以后，我国采煤机飞快发展，更大功率的采煤机相继被设计出来。在此期间，2009年山西的一所煤矿机械所设计出的采煤机成为国内功率最大的采煤机。进入21世纪，随着我国经济的飞快增长，我国在采煤机的研发中与日俱增，不断有大功率的采煤机被我国研究人员研发出来。如今，我国在采煤机的研发与生产上，以及煤炭的产量也位居世界前茅。从采煤机的演变中，可以看到一些发展规律：采煤机在开采过程中，采煤机滚筒截割煤的高度会受到煤层厚度的影响，经过长期研究与试验，我们发现，采煤机滚筒截割煤的高度与煤层厚度成正比，也就是说，煤层厚度越低，采煤机滚筒截割煤的高度也就越低。在这些薄煤层采煤机中，随着煤层高度递减，采煤高度越来越低，但采煤高度越低，对采煤机的要求就越高。主要问题是薄煤层与煤机高度如何相适应，从而得到更加高效的采煤机。同理，采煤机滚筒截割煤的厚度增加，就会要求与之相匹配的更高的采高，随着采高的增加，也就意味着采煤机摇臂需要承受更大的压力，这对采煤机摇臂的承载能力提出更高要求。也就是说，需要设计制造出更高强度的摇臂来承载更高的采高。面对厚煤层，选择合适的采煤机摇臂材料一直是我国采煤机发展上的难题。现在，大部分企业都是机械化采煤，不符合现在时代发展趋势，采煤机的发展应该不断向着智能化、自动化的趋势发展。目前可以采用工业智能化设备对其进行控制，方便操作。高稳定性、安全性采煤机成为研究趋势。采煤机面临的环境多变，维护保养复杂，采煤机可靠性越高，煤炭产量越高。多台采煤机的液压支架水平排列将是以后采煤机的发展趋势。多台电机水平排列是一种非常稳定的排列方式，即多台电机既可以保证独立性，又可以保证运行的稳定性。模块化控制也是目前采煤机控制的大趋势。图1.1井下开采实拍图自动调高现状从1960年开始，全世界的采煤大国开始投入到对采煤机调高技术的研究，采煤机的调高系统就如同人身体的心脏，控制采煤机摇臂截割部自动割煤，采煤机可靠稳定的调高决定采煤机的采煤效率。1970年初，我国也逐渐意识到采煤机滚筒调高技术对采煤的重要性，几所相关特色大学和研究所也在向此方向投入大量时间经历，最终，经过我国研究人员的不懈努力，终于在采煤机调高系统上取得突破性进展，总结出实践性结论。我国煤炭产量屡创新高，我国在提高采煤率，以及保障井下矿山安全方面发挥着不可缺少的作用。为了我国煤矿智能化发展，需要积极开发矿山综合智能控制系统。目前，各国不断加强、攻坚克难。从70年代末开始，我国相关矿业大学和主要煤炭设计研究院也开始致力高新技术的研究，捷报频传，得到很多很好的研究结果。由于我国进入该领域较晚，还处于理论和实验阶段，与国外采煤机的发展还存在一定的距离，所以，我国应该积极向国外学习，取其精华、弃其糟粕、寻求优势、避免劣势。在这方面与科研院所和大学相结合，并根据矿山的不同情况，掌握采煤机自动调高技术的关键。未来自动高度调节技术领域会出现新的研究成果，不仅要通过对可靠的液压控制系统的研究，还要通过不断积累经验和不断改进。液压控制系统现状液压技术是控制采煤机作业的核心，因此液压技术的发展备受瞩目。在许多发达国家，随着1980年代末以水为介质的液压传动装置的问世，液压系统也取得了长足的进步，但该系统仍然不稳定，并且存在许多缺点。多种液压元件在社会经济和技术领域的不断涌现，为液压技术的发展提供了必要条件，也为其快速发展奠定了基础：直到90年代，随着计算机技术的快速发展，液压元件的结构也逐渐得到完善。电控系统与液压系统的结合相比其他伺服系统具有很大的优势，大大提高了采煤效率。同时，国外也在研究液压技术领域方面扩大范围，为了节约成本，使阀门结构更为简，国外加大了对电液伺服阀的研究力度，改进和提高抗震性，污染效应。通用化、模块化的电液比例阀的发展方式得到了批量生产，全球化的制造过程也使制造的效率提高了很多，各元器件的互通有无，也是锦上添花。当前调高液压系统存在问题对于采煤机滚筒的高度和调节控制，在对采煤机进行采煤的操作过程中，需要通过依靠采煤机滚筒上所截割出的煤物噪声和采矿机司机的检查视线范围等因素来准确地判断一个采煤机到底是在切割上有煤层或者是岩石。此外，还需要手动控制来调整滚筒的位置。但是，由于采煤机在切割大量的煤层或者是岩石时，会使其伴随着一些较多的灰尘而产生，影响采煤机司机的视线范围，对采煤环境造成极大的困扰。矿机总输出功率达数千瓦，在采煤机运行时对操作人员影响很大，精准的滚筒高度调节会受到周围环境的影响，会造成实际的精度误差。此外，采煤机在工作时滚筒必须连续运转，在开采中，由于存在岩石的影响，采煤机截齿等主要元件就会受到磨损，元件磨损会直接造成采煤效率下降，最终导致采出的煤质量变差，这种情况发生在瓦斯浓度高的矿井还易引发爆炸，对工作人员造成严重危险。通过对油缸进行伸缩调节,实现滚筒自动升降。在我国目前整个专门应用于对煤矿工业机械进行高度调节的液压自动控制系统中,液压自动控制高度调节的煤矿工业液压自动控制是通过操作式开关的位置和估计控制阀的启动和开闭时间等因素来进行调节高度。这种设计方法对于液压传动系统的影响很大，具有一定的局限性。由于因为液压传动系统中流量或者是压力的限制，无法满足设计要求的高度限制。当采煤机从采高大的一侧切入时，需要对滚筒进行较大的振幅调整以适应煤层的高度，但在这个过程中，系统的流量低，产生的动力也不足，因此摇臂不能快速调整，反而会大大增加调节时间，降低整体采煤机的截煤能力，当振幅比较小时，需要的流量明显偏大，无法准确地控制滚轮的运行轨迹，不利于其自动化的实际需求。因此，需要将采煤机的调高液压系统工艺进行优化与先进的创新工艺相互融合，通过提升精度准确性、缩短工作时间、提升系统的性能等措施弥补其不足。采煤机的类型、组成及工作原理采煤机的类型采煤机是机械化采煤的主要设备之一，它完成了两个过程：放煤和装煤。现代煤矿机械通常使用滚筒式采煤机和刨煤机。采煤机有许多不同的分类方法：滚筒式、钻削式和链式采煤机是根据采煤机的工作机构形式进行分类的。因为滚筒式采煤机具有工作效率高，使用范围广泛等特点，所以被我国许多煤矿企业广泛使用。采煤机按照滚筒的数量可以分为：单滚筒采煤机和双滚筒采煤机，多滚筒采煤机的应用范围最为广泛。采煤机按照行走机构形式分为：钢丝绳、链、无链条牵引采煤机按照调速方式分为：机械调速、液压调速、电气调速采煤机按照机身与工作面输送机的配合导向方式分为：骑槽式和爬板式采煤机。采煤机的组成采煤机的牵引方式也早已经发生了巨大的变化，且在我国当今市场背景下主要采用滚筒采煤机：使用范围广；调高方便，免开缺口；生产率高、功率大、可靠性高；操作方便并有完善的保护、监控系统；向标准化、系列化、通用化发展。但滚筒式采煤机也存在结构复杂、价格高、割煤煤块小、含尘量高、单位体积煤能耗高等缺点。采煤机的主要结构如下图1.2所示。图1.2采煤机整体结构图整机主要由以下及部分组成：截割部：截割部是进行采煤的部分。牵引装置：将采煤机电动机的能量传递到驱动轮上，并实现调速和换向。两台交流电机带动链轮转动，使采煤机平稳移动。泵站：为采煤机的调高系统提供液压动力，为行走部的制动器提供控制制动油。调高油缸：调高油缸与采煤机的液压装置和截割部分相连，调高油缸的作为液压装置的执行元件来调节截割滚筒的高度。电控箱：控制采煤机的配电，实时检测采煤机各部分的电机。辅助部件：辅助采煤机的运行。对采煤机的工作条件进行改善，起辅助作用的部件总称。包括底托架，冷却喷雾装置和防滑装置。采煤机液压控制系统的主要功能是将机械能转化为液压能。系统的功能分为两部分。一是为采煤机的高度调节系统提供液压，二是为牵引驱动的制动器提供控制油路。采煤机的工作原理在采煤过程中，采煤机在液压支架的保护下对煤层进行切割，用刮板机和输送机将切割好的煤炭输送出去，这三台机器组合被称作“三机联动技术”。采煤机的作业主要包括割煤、落煤、装煤、支护和运输等几个过程。综合机械化采煤（综采）：采用大功率采煤机实现落煤，采用刮板输送机运煤，采用自移式液压支架支护，确保工作面采煤过程完全机械化。如下图1.3所示1.采煤机2.刮板输送机3.液压支架图1.3综合机械化采煤课题研究的背景为了保证我国经济的快速发展，煤炭资源起着至关重要的作用。我国作为煤炭生产大国，煤炭工业的进步在于机械化，是指我国对\t"/item/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E7%85%A4%E7%82%AD%E5%B7%A5%E4%B8%9A/_blank"煤炭资源勘探、煤田开发、煤矿生产、煤炭贮运、加工转换和环境保护的科学技术产业。其中，采矿包括煤炭开采和隧道掘进。在采煤过程中，采煤机在液压支架的保护下对煤层进行切割，用刮板机和输送机将切割好的煤炭输送出去，这三台机器的组合采用“三机”联动技术又称综合采煤技术。采煤机的作业原理是通过螺旋滚筒切割煤层，各大学和企业都在研究采煤机的可靠性和稳定性，以实现高效安全的开采。系对此高度重视，各研究人员不断升级前者的模型和类型。在工作环境上，采煤机利用控制液压缸来定位摇臂，控制滚筒的切割高度。采煤机是一个由许多大型复杂系统构成的机械。近年来，由于煤炭开采环境恶劣，煤炭在开采的过程中造成巨大