《综采装备及其智能化技术》课件（上）

第一章绪论战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造目录CONTENTS1.1综采工作面简介1.1.1采煤机1.1.2液压支架1.1.3工作面运输设备1.1.4三机协同关系1.2

综采工作面智能化系统1.3

综采工作面总体集成配套设计1.4

综采装备选型原则战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1第一章绪论1.1综采工作面简介

1-采煤机；2-刮板输送机；3-液压支架；4-下端头支架；5-上端头支架；6-转载机；7-带式输送机；8-配电箱；9-移动变电站；10-设备列车；11-乳化液泵站；12-喷雾泵站；13-绞车；14-集中控制台；15-破碎机；16-带式输送机自移机尾;采煤机是引领智能化工作面协同运行的核心关键装备，采煤机前后两个滚筒截割煤壁生成煤层顶底板；刮板输送机为采煤机的运行轨道，其本身由多节溜槽连接而成，具备一定的柔性，可以适应井下复杂的煤层底板形态；液压支架群数量众多且排列紧密，采煤机截割煤壁后，液压支架需要迅速地跟机移架支护，液压支架和刮板输送机溜槽一对一通过“浮动连接机构”进行推溜、移架、支护动作，实现对煤层顶板的动态支护和工作面推进。综采工作面的设备构成与整体布局第一章绪论1.1.1采煤机战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2采煤机的总体结构各种类型的采煤机一般都由下列部分组成：截割部、牵引部、调高系统、附属装置、电控系统等部分组成。•切割、破碎能力•可调节的行走机构•链牵引或无链牵引的齿轨系统•清理工作面浮煤•为液压管路、电缆等提供必要的铺设路径第2章采煤机及其智能化技术1.1.2

液压支架战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3(a)

四柱式液压支架

(b)二柱式液压支架

液压支架的主要结构形式•顶板支撑：具有强大的支撑能力，承受顶板压力，防止岩石塌落，确保作业安全•精准的电液控制系统：配备精准的电液控制系统，能够快速移动和精确定位，进而根据采煤机的进度和工作面实际情况自动调整位置和支撑力度•自移功能：能与采煤机和刮板输送机同步推进，保持作业连续性和协调性四柱式：稳定性强，适用于顶板压力大、地质复杂的工作面二柱式：结构轻便，移架效率高，适合中等顶板条件第2章采煤机及其智能化技术1.1.3

工作面运输设备战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4刮板输送机•结构组成：由相互连接的刮板构成，沿

输送轨道连续移动•核心功能：将采煤机切割的煤炭输送至工作面外部•多角色协作：采煤机轨道：采煤机依托其移动，沿煤层切割作业液压支架支点：协助液压支架同步推移，适应采煤进度第2章采煤机及其智能化技术1.1.3

工作面运输设备战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5转载机•基本定义：全称“顺槽用刮板转载机”，为桥式刮板输送机，安装于矿井工作面下出口。•核心功能：将刮板机运出的煤炭升高并转运至带式输送机。调整运输流向：布置与工作面垂直，确保煤炭沿顺槽方向外流。•结构组成：机头传动部、桥槽、连接槽等关键部件。•协同作用：优化卸载点位置，实现与顺槽式输送机机尾的无缝衔接。第2章采煤机及其智能化技术1.1.3工作面运输设备战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6破碎机

•破碎转载机转载的大块煤炭，防止因块煤过大而堵塞运输系统或损坏运输带。•装机功率和破碎能力多样化，能够满足不同煤矿的生产需求。•结构简单、配合容易，并且破碎能力强，对煤流运行阻力小。第2章采煤机及其智能化技术1.1.3工作面运输设备战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7带式输送机自移机尾

•通常位于井下顺槽带式输送机的尾部，负责连接桥式转载机和带式输送机。•具备自行前移、调高、胶带调偏和张紧等功能，是确保工作面顺槽运输设备连续高效运作的重要组成部分。•采用双液压缸推进式设计第2章采煤机及其智能化技术1.1.4三机协同关系战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8采煤机与液压支架的协同支撑与推进：液压支架预先支护采煤面，采煤机推进后，支架通过电液控制降架→移架→支护新顶板，防止冒顶。高度匹配：支架调高范围适配煤层厚度，确保采煤机切割顺畅且空间充足。采煤机与刮板输送机的协同连续运输：采煤机落煤→刮板输送机即时外运，运输能力匹配（输送机功率为采煤机1.2~1.4倍）。协同移动：刮板输送机作为采煤机轨道，两者通过连接装置同步推进。液压支架与刮板输送机的协同空间支撑：支架移架为刮板输送机腾出前移空间，维持顶板稳定。流程同步：三机（支架、采煤机、输送机）通过精准控制实现连续作业，避免停机或安全隐患。1.2综采工作面智能化系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造1综采工作面智能化系统主要是针对综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机和破碎机等设备的智能化系统，此外为了保证智能化综采工作面的正常运行，还要配置如智能化供液系统、视频监控系统、顺槽控制系统等综采工作面智能化支持系统。战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2如左图所示为典型的综采工作面智能化系统:采煤机、液压支架、工作面运输等智能化系统，还包括智能化供液系统、视频监控系统，顺槽集中远程控制系统（上图所示）等智能化支持系统1.2综采工作面智能化系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3采煤机是综采工作面的核心设备，采煤机智能化系统主要是在采煤机上配置智能化采煤机传感器，采煤机各传感器布置如图所示。1.2综采工作面智能化系统1.2.1采煤机智能化系统采煤机传感器布置图战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4集多传感器检测等不同物理量测量和数据处理实现的采煤机状态监测、故障预警及自诊断。1.2综采工作面智能化系统1.2.1采煤机智能化系统数据监测总线状态诊断开路短路诊断故障报警战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造51.2综采工作面智能化系统1.2.1采煤机智能化系统1.2.2液压支架智能支护系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造61.2综采工作面智能化系统支架电液控系统工作面集控系统智能供液系统工作面数据上传及云端监控系统高端液压阀1.2.2液压支架智能支护系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造71.2综采工作面智能化系统液压支架智能支护系统主要是在液压支架上配置电液控制系统，这是包括液压阀的液压支架单架电液控制系统组成。1.2.2液压支架智能支护系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造81.2综采工作面智能化系统1.2.3综采工作面智能化运输系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造91.2综采工作面智能化系统1.2.3综采工作面智能化运输系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造101.2综采工作面智能化系统1.2.4综采工作面智能化支持系统1-智能化供电系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造111.2综采工作面智能化系统煤矿智能化电力检测系统结构框图，包括地面变电所和井下各用电设备。主要功能：供电设备智能监测、故障预警与处理和能源管理等。1.2.4综采工作面智能化支持系统1-智能化供电系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造121.2综采工作面智能化系统1.2.4综采工作面智能化支持系统2-智能化供液系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造131.2综采工作面智能化系统智能化集成供液系统：泵站、电磁卸载、智能控制、变频控制、乳化液自动配比、多级过滤及系统运行状态记录与上传为一体。为综采工作面提供恒压、清洁、配比稳定的高质量乳化液。1.2.4综采工作面智能化支持系统3-智能化通信系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造141.2综采工作面智能化系统智能化通信系统优点：就地显示、集中控制、语音对讲一体化主机、现场总线技术等。1.2.4综采工作面智能化支持系统4-智能化视频监控系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造151.2综采工作面智能化系统煤矿井下对视频监控有特殊要求：1、防爆、防尘、防潮、防电磁干扰、防腐蚀。2、要适应低照度环境。3、稳定可靠、故障率低、使用寿命长。视频监控技术方案1.2.4综采工作面智能化支持系统5-综采工作面地质保障系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造161.2综采工作面智能化系统地质保障系统关键地质信息：矿井地质勘探数据、巷道钻孔取样数据、地震波或槽波探测数据。1.2.4综采工作面智能化支持系统6-顺槽集中控制系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造171.2综采工作面智能化系统集中监控：在顺槽集控中心对工作面设备的集中监测、顺序启停与远程干预控制。可视化：工作面区域视频全覆盖，实现对关键设备区域的定点监测等。姿态感知：通过接近、倾角、采高、摆角等多种传感器实现对液压支架姿态、采煤机姿态、工作面起伏工况的感知与干涉预警。1.2.4综采工作面智能化支持系统7-工作面人员定位系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造181.2综采工作面智能化系统实现综采工作面人员的精准定位，实现生产过程的人员防碰撞等功能。1.2.4综采工作面智能化支持系统8-三维数字孪生系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造191.2综采工作面智能化系统展示有综采装备（液压支架、采煤机、刮板机等）和煤层的数字化模型。实时显示生产信息，设备运行信息和姿态实时显示。第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造30液压支架采煤机刮板输送机1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造31

1.3.1总体集成配套原则和方法第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造32

1.3.1总体集成配套原则和方法第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造331.3.2能力配套关系需要确保采煤机的生产能力满足工作面生产能力和生产任务需求；工作面生产系统应保证将采煤机截割下的煤或放出的顶煤及时运出，不出现“卡脖子”环节。工作面设备生产能力应形成由里向外的“喇叭口”状，设备生产能力应由里向外逐级以1.1-1.2倍数逐渐增大；破碎机的破碎能力需要确保出现的大岩石、大块煤，可以被工作面和转载机适应，目前破碎机已经和转载机设为一体。第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造34

工作面参数的确定（1）产量和效率最高

工作面工效：b1——与工作面长度有关的工人数，工/m;b2——与工作面长度无关的工人数。工/m日产量：第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造35

（2）工作面成本最低（3）高可靠性（4）合理的工作面推进长度（5）合理的工作面采高第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造36

工作面生产能力相关参数的确定1.循环和正规循环作业工作面内全部工序至少完成一次周而复始采煤过程即循环，综采工作面以移架循环为标志，规定时间内按既定工艺完成的一个循环称为正规循环，实现正规循环作业能保证工作面高产、稳产和高效。2.循环方式的确定2.循环方式的确定循环方式分单循环和多循环，确定时要综合考虑矿井生产能力、工作面生产能力、矿井工作制度及人员配备、管理水平等因素，确定步骤包括按地质和生产技术条件确定工序安排形式、按工序安排和劳动定额确定作业形式和人员配备、绘出正规循环图并计算产量、按计划产量调整循环方式等。3.作业方式采煤工作面作业方式指一昼夜内采煤班与准备班在时间上的配合方式，综采工作面有四种作业方式，采煤工作面工序安排有顺序作业、平行作业及两者结合的形式，安排时要分清主次工序，保证主要工序顺利进行并增加出煤时间，辅助工序尽量与采煤平行。劳动组织与作业形式、工序安排密切相关，长壁工作面有分段作业、追机作业、分段接力追机作业3种作业方式，合理的劳动组织有利于完成正规循环、提高质量和效率。4.劳动组织第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造37综采工作面设备配套尺寸关系三机配套选型参数计算第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造38

三机配套选型参数计算

（一）采煤机选型参数计算采煤机的最大截割高度应大于煤层最大厚度，机身高度应小于煤层最小厚度。采煤机最大采高计算公式如下:第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造39

（二）液压支架选型参数计算

支架的最小支护高度计算公式为：

支架最大支护高度通常比最大采高大200mm左右，即：

顶板与底板强度

一般而言，坚硬顶板选用支撑式支架；稳定、中等稳定顶板选用支撑式或支撑掩护式支架；不稳定顶板选用掩护式支架，优先选用两柱掩护式支架。第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造40工作面的顶板压力即为工作面支柱所应提供的支撑阻力。1、液压支架的工作阻力在综采工作面，液压支架合理的工作阻力应与顶板压力相适应。

2、液压支架的初撑力为保证支架的稳定和对顶板的保护，支架的初撑力设置为工作阻力的70～80%。3、液压支架的移架速度根据顶板的稳定性，工作面可以采用多种移架方式，但总的要求是液压支架的移架速度必须大于采煤机的最大牵引速度。第1章绪论1.3综采工作面总体集成配套设计战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造41（三）刮板输送机选型参数计算刮板输送机是连续式运输设备，其每秒钟运输能力为：

v——刮板输送机运行速度(m/s)；q——输送机上单位长度货载质量(t/m)；每米运输能力为：

考虑上述因素后，刮板输送机每小时运输能力为：

F——货载最大横断面积（m2）；φ——货载的装满系数。第1章绪论42THANKS战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第1章绪论第二章采煤机及其智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造目录CONTENTS2.1概述2.2

基本结构与原理2.3

采煤机自动化技术2.4

采煤机智能化技术2.5

采煤机自主导航截割技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3第二章采煤机及其智能化技术2.1概述

采煤机定位定姿技术与采煤机记忆截割技术属于自动化技术中的核心部分，两类技术的研究成果多属于采煤机早期的自动化阶段；当前阶段处于采煤机智能化阶段，研究方向主要包括采煤机煤岩识别技术、环境感知技术及远程控制技术，而记忆截割技术是采煤机自动化的高级实现形式；在智能化技术基础上发展而来的采煤机自主导航截割技术是未来高级智能化道路上的前沿与探索性技术，其中主要涉及煤层导航地图构建与更新技术和智能导航截割控制技术。第2章采煤机及其智能化技术2.2.1基本结构与原理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2滚筒采煤机的总体结构采煤机的类型很多，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。各种类型的采煤机一般都由下列部分组成：截割部、牵引部、调高系统、附属装置、电控系统等部分组成。第2章采煤机及其智能化技术2.2.1

总体结构战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2滚筒采煤机的总体结构电动机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。牵引部2通过其主动链轮与固定在工作面两端的牵引链相合，使采煤机沿工作面移动。左、右截割部减速箱5将电动机的动力经齿轮减速传到摇臂3的齿轮，以驱动滚筒4。滚筒4是采煤机直接进行落煤和装煤的机构，称为采煤机的工作机构。底托架6用来固定整个采煤机，并经其下部的4个滑靴7使采煤机骑在刮板输送机的槽帮上。调高油缸8用来使采煤机的摇臂在规定范围内上下摆动，以适应煤层变化和截割负载的变化。第2章采煤机及其智能化技术2.2.2

截割部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2采煤机的截割部是采煤机的关键部件之一，主要用于切割煤炭或岩石。采煤机的截割部主要由工作机构及传动装置两部分组成。工作机构指螺旋滚筒及安装在滚筒叶片上的截齿，其功能是截煤和装煤。第2章采煤机及其智能化技术2.2.2截割部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2截割部扭矩轴安装示意图1固定轴套2离合器3轴套4扭矩轴5三相交流电动机某型号采煤机截割部扭矩轴第2章采煤机及其智能化技术2.2.2截割部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2惰轮组件行星轮传动装置指的是截割部固定减速器、摇臂齿轮箱以及滚筒内的传动齿轮，其功能是将采煤机电动机的动力传递到工作机构上，以满足工作机构转速及扭矩的需要，同时还要满足调高的要求，使工作机构保持在合适的位置工作。第2章采煤机及其智能化技术2.2.2截割部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造21-螺旋叶片；2-端盘；3-齿座；4-喷嘴；5-筒毂；6-截齿截齿配置图截齿在滚筒上的分布情况通常用截齿配置图来表示，图中l表示截距，l’表示端盘部分平均截距，γ表示叶片包角，B表示滚筒边缘到端盘最外侧截齿齿尖的距离，也就是采煤机的截深、Bγ表示端盘上截齿截出的宽度、Bt表示螺旋叶片宽度。截齿配置的一般原则是：截齿应均匀布在滚筒上，使同时截煤的齿数基本上保持不变，以保证采煤机负荷比较均匀。第2章采煤机及其智能化技术2.2.3牵引部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2齿轮-销轨式无链牵引机构采煤机的牵引部是采煤机的重要组成部分之一，主要用于提供牵引力和推动采煤机在煤矿工作面上前进。牵引部主要由牵引机构和牵引部传动装置两部分组成。传动装置的重要功能是进行能量传递和转换，即将电动机的电能转换成机械能并传递给主链轮或驱动轮。牵引机构则是直接驱动采煤机沿工作面行走的装置。第2章采煤机及其智能化技术2.2.3牵引部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2内牵引部传动机构图采煤机外牵引部传动结构图第2章采煤机及其智能化技术2.2.3牵引部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2MG300/720-AWD型采煤机右牵引箱1-圆柄；2-牵引电动机；3-I轴组件；4-罩盖；5-惰轮组件；6、8-后盖板；7-三轴组件；9-端盖；10-双级行星齿轮机构；11-滑靴组件；12-调高液压系统组件；13-液压电机；14-箱体；15-销轴采煤机牵引部传动装置的功能是将电动机的动力传到主动链轮或驱动轮并实现调速。根据调速原理的不同，采煤机牵引部传动装置可分为机械传动、液压传动和电传动三种形式，分别对应机械牵引、液压牵引及电牵引三种牵引方式。第2章采煤机及其智能化技术2.2.3牵引部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2编码器编码器的安装位置在不同采煤机中可能有所不同，有的安装在电机轴上，有的则安装在外牵引部。图中所示的就是安装在外牵引部上，通过计算安装轴转动的圈数和相对应的传动比，能够准确计算出行走轮实际转过的圈数。由于行走轮与刮板输送机的销排之间是通过类似于齿轮齿条的传动方式进行运作的，最终，我们能够利用编码器所提供的数据，精确计算出采煤机在刮板机上的行进距离，以及它跨越的刮板机节距数量。因此，行走部的编码器提供了一种高效且精准的定位方式，有助于整体系统的协调运作。第2章采煤机及其智能化技术2.2.4附属装置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3图1双滚筒采煤机1-电动机；2-牵引部；3-牵引链；4-截割部减速箱；5-摇臂；6-滚筒；7-弧形挡煤板；8-底托架；9-电气控制箱；10-摇臂调高油缸；11-机身调斜油缸；12-滑靴；13-拖缆装置第2章采煤机及其智能化技术2.2.4附属装置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4底托架拖缆装置6MG200-W型采煤机冷却喷雾系统挡煤板装置第2章采煤机及其智能化技术2.2.5电控系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5根据预设的程序，控制采煤机的运行，如提高或降低速度、调整转向等；监测运行状态和环境参数；实时采集和处理数据，保证采煤机的安全和稳定运行；控制采煤机启动、停止和转向等操作；提供故障诊断和报警功能，及时发现和处理故障，保证采煤机的正常运行。03020104第2章采煤机及其智能化技术电控系统结构战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6以三菱PLC作为控制核心的控制系统结构原理图采煤机分布式控制系统基于16位工业PLC集成系统——由单一PLC经与模拟量模块连接扩展，构成集控中心，置于采煤机防爆控制箱内，作为整机监测保护及配电控制的核心部分。该系统功能简单、开发平台低等优点，同时也具有抗震性差、监测点少、扩展性差、通信速率慢、数据计算和处理能力弱等缺陷，不足以支撑采煤机高性能、高可靠性的技术要求。第2章采煤机及其智能化技术2.2.5电控系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7截割部控制系统牵引部控制系统采煤机状态监测第2章采煤机及其智能化技术2.2.6选型、使用与维护战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8采煤机械的选型对采煤机械的基本要求采煤机选用考虑的主要因素开机前的检查内容；开机顺序；停机顺序；紧急停机情况；采煤机的维护与检修。采煤机的使用与维护 第2章采煤机及其智能化技术2.3采煤机自动化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9采煤机自动化技术随着智能化和自动化技术的不断发展，采煤机作为现代化矿山设备的重要组成部分，正经历着从传统机械化向自动化、智能化的巨大转变。接下来老师将带领您深入探索采煤机自动化技术的最新发展，全面了解自动化采煤技术在提升生产效率、安全性以及环境保护方面的巨大潜力。第2章采煤机及其智能化技术2.3.1采煤机定位定姿技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造10采煤机机身姿态角采煤机的姿态主要是靠俯仰角、横滚角和偏航角表示，采煤机的位置和姿态能直接反映出液压支架与刮板输送机的工作状态，可以为三机联动提供数据基础，因此采煤机的实时位姿监测是实现自动化生产的关键技术，是实现综采工作面自动化、少人化生产的基础。第2章采煤机及其智能化技术2.3.1采煤机定位定姿技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11（1）基于红外的采煤机定位技术（2）基于激光雷达的采煤机定位技术这种方法的缺点是定位精度不高，容易受到粉尘等遮挡物影响导致信号无法接收，并且因为液压支架在实际生产中频繁移动，不能实时对采煤机位置进行准确监测。激光雷达测距原理为激光雷达以设定的角度分辨率和角速度在某一区域内进行扫描，当光线碰到障碍物时返回，此时根据光速和时间差可计算出物体表面与激光雷达原点的相对距离。第2章采煤机及其智能化技术2.3.1采煤机定位定姿技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造11（3）基于轨道里程的采煤机定位技术

轨道里程法利用传感器采集采煤机行走齿轮的转动圈数信息，通过转动圈数乘以齿轮分度圆周长计算出采煤机在管板输送机轨道上的行走距离，与液压支架的架间距进行对比，确定采煤机的实际位置。该方法在定位过程中受到齿轮计数误差影响不能够精确定位采煤机。（4）基于惯性导航的采煤机定位技术惯性导航技术是一种自主式导航技术，通过安装在采煤机上的陀螺仪及加速度计，测量采煤机的实时角加速度和线性加速度，解算出采煤机的运动状态信息，再经过坐标变换得到采煤机的实时位置。（5）基于反射波的采煤机定位技术使用反射波测距传感器定位采煤机的工作位置，原理与使用红外传感器的采煤机定位技术基本一致，其优势在于反射波可以穿透粉尘，镜头不需要清洗。但是超声波定位的精度也不高，只能作为辅助定位，使用具有局限性。第2章采煤机及其智能化技术2.3.2采煤机记忆截割技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造12“记忆截割”技术来源于机器人控制中的“示教跟踪”策略，采煤机记忆截割技术属于采煤机自动化技术中的一部分，具体是指采煤机控制器将人工截割过程中的操作记录下来，在后续的截割过程中自动效仿完成煤壁截割，此过程中可以进行人工干预纠正。采煤机记忆截割原理第2章采煤机及其智能化技术

采煤机智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3煤岩识别技术采煤机远程控制技术煤岩识别技术第2章采煤机及其智能化技术2.4.1煤岩识别技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造4什么是煤岩识别技术？利用各种传感器和分析方法来区分煤矿中的煤炭和岩石的技术。煤岩识别技术的概念涉及多种识别方法，这些方法利用煤炭和岩石在物理性质上的差异来实现识别。发展煤岩识别技术什么意义？实现煤矿智能无人化开采的关键技术之一，通过为采煤机提供自动调高的依据，优化采煤机的运行路径，减少无效截割，提高生产效率。第2章采煤机及其智能化技术煤岩识别主要技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造5放射性测量技术通过对煤岩混合物中自然γ射线强度的测量可以得到煤混合物中岩石的含量，如图所示，达到实时自动识别的目的，进而指导电液控系统进行开关窗动作，为综放开采自动放顶煤技术提供核心技术。第2章采煤机及其智能化技术煤岩识别主要技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造6（1）电磁测试技术地质雷达组成（2）电子自旋共振技术接收到的反射信号第2章采煤机及其智能化技术煤岩识别主要技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造7红外热像测量技术截齿附近煤岩体的温度由高灵敏度的红外测温仪定向测量，截齿切割时由于煤岩物理特性不同产生的温度不同，根据此特征来判断滚筒切割到的是煤还是矸，以此达到煤岩界面识别的目的。第2章采煤机及其智能化技术煤岩识别主要技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造8图像识别技术图像识别技术包括传统图像处理识别技术和基于深度学习的图像处理识别技术。可以在光线较差的采煤工作面，或是在粉尘、电磁干扰等密布的恶劣环境下进行图像采集，能够获得较好的煤岩图像。第2章采煤机及其智能化技术2.4.2环境感知技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造9利用激光雷达、毫米波雷达、摄像头等设备来实时准确地感知矿井环境第2章采煤机及其智能化技术2.4.2环境感知技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造100102瓦斯浓度感知技术是一种用于实时监测矿井中瓦斯（甲烷）浓度的技术，它在煤矿安全生产中扮演着至关重要的角色，它能够实时监测和预警瓦斯浓度水平，从而有效预防矿难事故的发生。采煤中空间障碍感知与避障技术是指利用机器视觉感知技术来识别和避免采煤机在运行过程中可能遇到的障碍物，确保其安全高效运行的技术。0102瓦斯浓度感知技术空间障碍感知与避障技术第2章采煤机及其智能化技术2.4.3采煤机远程控制技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造12（1）采煤机远程监控系统该系统通常由传感器、数据传输设备、控制中心、监控软件、视频监控系统、通信网络、用户终端等部分构成。第2章采煤机及其智能化技术2.4.3采煤机远程控制技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造12（2）自动化控制系统构建自动化控制系统的目的是提高采煤机对恶劣工况的适应能力，减少故障，提高开机率，进而实现全工作面自动化的无人工作面采煤。采煤机自动化包括恒功率自动调速系统、自动调高系统、工况监视系统和故障诊断等主要内容。第2章采煤机及其智能化技术

2.5采煤机自主导航截割技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造13第2章采煤机及其智能化技术2.5.1煤层导航地图构建与更新技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造14导航地图是自主导航截割的基础与前提，高精度的导航地图为采煤机的自主截割提供了准确的目标与参考。第2章采煤机及其智能化技术2.5.2智能导航截割控制技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造15智能导航截割控制包含了位姿感知、路径规划与姿态控制三部分内容。（1）位姿感知是采煤机自主控制的前提，图左为采煤机定位中所使用的动态零速修正技术原理。（2）路径规划是采煤机为了实现优化开采而做出的决策过程。（3）姿态控制是根据环境感知和路径规划坐标，图右为采煤机调高示意图。THANKS第3章刮板输送机及其智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造目录CONTENTS3.1概述3.2刮板输送机结构与设计计算3.3刮板输送机驱动与传动技术3.3.1软启动技术及装置3.3.2变频调速技术3.3.3永磁驱动技术3.3.4限矩技术及装置3.4刮板输送机驱动系统智能化技术3.5刮板链自动张紧及故障诊断3.6刮板输送机煤量检测及智能调速3.7刮板输送机状态实时监测与远程控制第3章刮板输送机及其智能化技术3.1概述战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造83采煤机液压支架刮板输送机综合机械化采煤工作面第3章刮板输送机及其智能化技术3.1概述战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造84采煤机液压支架刮板输送机第3章刮板输送机及其智能化技术3.1概述-功能战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造85□承载采煤设备（采煤机、刨煤机等）所采下的煤炭，并沿工作面将其运送到顺槽输送机上；□作为采煤机运行轨道，为采煤机提供导向和牵引装置，使采煤机沿输送机行进和工作，由于刮板输送机可弯曲性，使得采煤机连续割煤和跟机移架作业成为可能；□为液压支架提供推拉点，在输送机和液压支架相互作用下，使得输送机和液压支架随采煤工作面的推进而蜿蜒移动；□输送机推移过程清理底板，将浮煤装入输送机溜槽中。□悬挂电缆、水管、乳化液管等等。第3章刮板输送机及其智能化技术3.1概述-工作原理战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造86刮板输送机是一种以挠性体作为牵引机构的连续输送机械。电动机经软启动装置、联轴器、减速器驱动链轮，链轮带动无极闭合的刮板链，使得刮板链在输送机的溜槽内连续循环运动，并将槽内的煤炭运送到机头处卸载。第3章刮板输送机及其智能化技术3.1概述-分类战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造87适用于不同采煤工艺一次采全高工作面刮板输送机综放工作面刮板输送机（前后部刮板输送机）第3章刮板输送机及其智能化技术3.1概述-分类战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造88不同卸载方式端卸式刮板输送机侧卸式刮板输送机第3章刮板输送机及其智能化技术3.1概述-分类战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造89牵引链的结构、链条数及布置方式

片式套筒链、可拆模锻链及焊接圆环链

单链、边双链、双中心链及三链刮板输送机第3章刮板输送机及其智能化技术3.1概述-分类战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造90溜槽的布置方式和结构并列式重叠式敞底溜槽式封底溜槽式刮板与链条的连接布置悬壁式对称式中间式按驱动和传动方式第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造91工作面刮板输送机主要由三部分组成：机头段、中间段、机尾段。机头段包括：机头传动部、机头架组件、机头推移部、过渡槽及过渡铲（挡）板。中间段包括：中部槽、开口槽、变线槽、抬高槽、电缆槽、刮板链。机尾段包括：机尾传动部、机尾架组件、机尾推移部、过渡槽（伸缩机尾）及机尾铲（挡）板。第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造921-机头（包括机头架、传动装置、链轮组件等）；2-机头支撑推移装置；3-机头过渡槽；4-刮板链；5-铲煤板；6-中部槽；7-调节槽；8-机尾过渡槽；9-机尾（包括机尾架、传动装置、链轮组件等）第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成-链传动系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造93现代刮板输送机均采用链轮-圆环链驱动机构。圆环链缠绕在链轮上，链轮的平窝支撑圆环链平环，链轮轮齿驱动与之啮合的平环。圆环链的啮合不是连续的，而是具有多边形效应，所以刮板链速度也是随时变化的。链轮齿数越多，链速波动越小，但从输送机整体设计考虑，现代输送机采用六齿或七齿较为普遍。第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成-链传动系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造94链轮组件，主要由链轮体、链轮轴、滚动轴承、轴承座、滚筒、轴承盖、密封等组成，链轮驱动端一般为渐开线花键。链轮组件与机头架组装，与减速器通过齿轮联轴器对接，或直接插入减速器的内花键孔内。链轮体结构主要有整体锻造、剖分式和插齿式三种。△剖分链轮体△整体链轮体△插齿链轮体第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成-链传动系统战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造95矿用高强度圆环链均是由平环和立环交替编成，圆环链性能包含两项主要参数：（1）圆环链的破断负荷——可承受最大静负荷强度，

（2）疲劳试验循环次数——在脉动循环应力下长期运行能力。常见的链条种类有：标准圆环链和紧凑型圆环链，近年又出现包括宽带链、变节距链等多种异型链。国内外知名企业：帕森斯、德国JDT、蒂勒、RUD等；生产链条规格最大为Ф60，破断力高达5000kN。△圆环链△紧凑链△宽带链△变节距链第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成-中部槽战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造96中部槽根据槽帮特点分为轧制槽帮中部槽和整铸槽帮中部槽两种。刮板链的导向通道；连接液压支架和采煤机；中部槽是影响煤矿开采规模的最关键部件；为工作面线缆提供安全通道；其挡板为大采高工作面提供安全护墙。槽内宽：590、630、764、800、880、900、1000、1250、1400mm等；槽长度：1500、1750、2050、2400mm。第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成-机尾部战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造97

刮板输送机机尾部主要有两种结构：一种是无伸缩功能的简易机尾，对于端卸式输送机来讲，其机尾往往是与机头部通用，仅多加装一套回煤罩；

另一种是伸缩机尾，多用于大功率长运距刮板输送机，可以配合液压马达，实现链条的合理张紧。固定架体活动架体伸缩油缸第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成-紧链装置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造98刮板链安装时，要给予一定的预紧力，使它运行时在张力最小点不发生链条松驰或堆积，以免出现断链事故，给刮板链施加张紧力的装置叫紧链装置。目前常用的方式有两种，一种是将刮板链一端固定在机头架上，另一端绕经机头链轮，用机头部的电动机使链轮反转，将链条拉紧，电动机停止反转时。立即用一种制动装置将链轮闸住，防止链条回松，即闸盘紧链。另一种方式与前种基本相同，只是不用电动机反转紧链，而用专设的液压马达紧链。机尾链轮机头链轮第3章刮板输送机及其智能化技术3.2刮板输送机结构与组成-减速器战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造99□刮板输送机所用减速器传动方式主要有定轴齿轮传动及行星齿轮传动两种；□功率覆盖40-2000kW；□齿轮多采用优质的铬镍合金钢，通过渗碳、淬火、磨齿加工工艺，齿轮精度可达国标4-5级；□配置丰富的传感器接口，能够实现对减速器的在线监测，满足智能化控制的要求；第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造100第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术101提供2-3倍的启动力矩，避免刮板机（溜子）压死延缓刮板机启动过程，减少启动时的动张力；软启动减轻对减速箱、链条的刚性冲击工作面煤片帮、输送机上煤量过大、“倒拉煤”、工作面弯曲大、刮板链被卡死等原因造成的过负荷、冲击性大负荷时，对刮板机驱动系统（电机）、传动系统（减速箱、链轮、链条）快速及有效的保护。控制机头机尾驱动部动态功率平衡，避免负荷不平衡做成的刮板机机头机尾电机及减速箱负载不均造成的“拉不动”，或者单一减速箱及电机的过负荷重载启动特性系统复杂度初期投入成本效率启动平滑性功率平衡维护成本适用功率范围断链预防功能断链保护功能故障率使用寿命减少设备损坏率智能保护、专家诊断长距离供电降低电网冲击重载软启动多电机功率平衡战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术永磁同步电机102随着我国煤炭工业的高速发展，对重型刮板输送机驱动系统的要求也越来越高，刮板输送机难启动、负载不均衡等问题也越发突出，目前在重型刮板输送机应用的软启动方式主要有阀控液力偶合器、CST可控驱动装置、变频器等，对于中小型刮板输送机主要采用双速电机和软起动器起动。永磁同步电机永同步电机电气软启动双速电机变频调速技术CST永磁同步电机液力偶合器战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术103战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造可控启动传动装置第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术CST-ControlledStartingTransmissionCST是一种行星减速器，集成有一个无限可变的多片CST离合器。同时采用了新型的PMC™-D驱动控制装置，能使电机无负载启动、AFC软启动以及同步重负载启动，从而能在多达三个驱动电机之间精确共享负载，并具有优异且极快的过载保护。CST65每个齿轮箱的额定功率为1200kW（1950hp），CST45的功率高达800kW（1250hp），CST30则可输出500kW（800hp）。离合器能够提供最高效率，同时具有最小的运行滑动性。这种紧凑的传动系统集成有紧急操作功能，1995-2010年期间，全球已售出500多台CST系统。104战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术105战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术实现理想的起动曲线－S形起动曲线驱动电机空载依次起动－减少对电网的冲击－惯性起动，充分利用电机最大转矩，实现重载起动功率平衡控制－PID闭环回路程序控制－控制精度达

2％及时、有效的过载保护106战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造可控启动装置控制规律研究第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术TUWV型液力偶合器福伊特阀控充液型液力偶合器562DTPKWL2107战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造液力偶合器第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术刮板机驱动所用的液力传动产品型号，采用水或矿物油为工作介质T(W)VVFS最大满足电机功率700KW

基于电机最大力矩系数为2.5倍于该电机的额定力矩情况下

DTPK(W)最大满足电机功率1500kW

108战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术109战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术

变频技术是近年来快速发展的输送机软启动兼调速技术，并迅速成为重型刮板输送机驱动主流，这主要归功于电力电子元件和控制技术的持续进步和不断完善。

目前变频多采用交-直-交类型的变频调速系统，包括变频一体电机和分体式变频器两种方式。一体机最先由德国保越公司研制，电压1140V/400kW，后升级至3300V/2000kW。近年来，国内变频也积极发展。其中青岛一体机电压3300V,最大功率2000kW，在用的金鸡滩矿为1600KW变频一体机。110战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术111CST调速型液力偶合器变频一体机变频分体机断链保护能不能不能不能启动扭矩电机最大扭矩+传动装置惯性力矩电机最大扭矩+电机装置惯性力矩2.2倍电机扭矩2.2倍电机扭矩功率平衡主动控制依靠偶合器滑差主动控制主动控制安装结构形式紧凑紧凑体积稍大体积较大现场维护和故障处理要求平时免维护故障整体更换较低免维护故障整体更换免维护故障现场更换运行成本较高低（缺水矿井需要配循环装置）低低设备制造要求高稍低稍高稍低战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术112永磁驱动技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术113参数效率功率因数功率密度启动方式启动电流控制精度成本同步电机高高高变频与转矩成正比高高异步电机低低低变频或直启2-3倍或5-7倍额定电流低低转矩功率因数效率战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.3刮板输送机驱动与传动技术114永磁半直驱装置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造115煤炭开采方法历经了人力、炮采、普采和综采四个阶段，并向自动化、智能化方向发展，这是采煤产业发展的必然规律。第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造116高危岗位急需机器人第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造117五类三十八种井下机器人煤矿井下机器人掘进类掘进工作面机器人群掘进机器人全断面立井盾构临时支护机器人钻锚机器人喷浆机器人探水钻孔机器人防突钻孔机器人防冲钻孔机器人采煤工作面机器人群采煤机机器人超前支护机器人充填支护机器人

露天矿穿孔爆破搬运机器人破碎机器人车场推车机器人巷道清理机器人煤仓清理机器人水仓清理机器人选矸机器人巷道冲尘机器人井下无人驾驶运输车露天矿电铲智能远程控制自动装载系统露天矿卡车无人驾驶系统工作面巡检机器人管道巡检机器人通风监测机器人危险气体巡检机器人自动排水机器人密闭砌筑机器人管道安装机器人皮带机巡检机器人井筒安全智能巡检机器人巷道巡检机器人井下抢险作业机器人矿井救援机器人灾后搜救水陆两栖机器人采煤类运输类安控类救援类第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机驱动系统智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造118第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机驱动系统智能化技术永磁同步电机119随着我国煤炭工业的高速发展，对重型刮板输送机驱动系统的要求也越来越高，刮板输送机难启动、负载不均衡等问题也越发突出，目前在重型刮板输送机应用的软启动方式主要有阀控液力偶合器、CST可控驱动装置、变频器等，对于中小型刮板输送机主要采用双速电机和软起动器起动。永磁同步电机永同步电机电气软启动双速电机变频调速技术CST永磁同步电机液力偶合器战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机驱动系统智能化技术120提供2-3倍的启动力矩，避免刮板机（溜子）压死延缓刮板机启动过程，减少启动时的动张力；软启动减轻对减速箱、链条的刚性冲击工作面煤片帮、输送机上煤量过大、“倒拉煤”、工作面弯曲大、刮板链被卡死等原因造成的过负荷、冲击性大负荷时，对刮板机驱动系统（电机）、传动系统（减速箱、链轮、链条）快速及有效的保护控制机头机尾驱动部动态功率平衡，避免负荷不平衡做成的刮板机机头机尾电机及减速箱负载不均造成的“拉不动”，或者单一减速箱及电机的过负荷重载启动特性系统复杂度初期投入成本效率启动平滑性功率平衡维护成本适用功率范围断链预防功能断链保护功能故障率使用寿命减少设备损坏率智能保护、专家诊断长距离供电降低电网冲击重载软启动多电机功率平衡战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机驱动系统智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造121智能变频技术第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机驱动系统智能化技术122永磁半直驱技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术3.4刮板输送机驱动系统智能化技术123高可靠性限矩技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造干式摩擦限矩器湿式摩擦限矩器柱面摩擦限矩器永磁限矩器电气保护机械保护第3章刮板输送机及其智能化技术3.5刮板链自动张紧及故障诊断124战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造

伸缩机尾主要由固定架、活动架、伸缩油缸、控制系统等组成。伸缩油缸千斤顶与固定架体和活动架体联接，千斤顶操作时可以改变输送机头尾链轮之间的中心距，使链条伸长或缩短，从而达到调整链条张力的目的。

伸缩机尾的有效伸缩行程根据输送机的铺设长度有所不同，大约在300-1000mm之间。伸缩油缸由工作面的泵站提供乳化液，最大供液压力31.5Mpa。固定架体活动架体伸缩油缸第3章刮板输送机及其智能化技术3.5刮板链自动张紧及故障诊断125战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造目前国内主要采用基于对电机电流、采机位置、伸缩机尾油缸压力及行程等多参数控制策略的刮板机链条监测及自动控制技术，实现刮板机启动和运行时链条自动张紧；停机时链条张力自动释放，减小应力腐蚀，提高寿命；第3章刮板输送机及其智能化技术3.5刮板链自动张紧及故障诊断126战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造圆环链在线监测技术：基于磁或者射线的探伤技术、图像处理方法、工业视频技术。近年来，行业又探索开发一种新型的基于智能链环及传动链张力自适应控制系统，以实现对链条张力直接测量和自动调节。第3章刮板输送机及其智能化技术3.6刮板输送机煤量检测及智能调速127战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造激光雷达煤量扫描DTC+有功功率算法采煤机综合参数算法工作面安装激光雷达激光器扫描计算装煤量上传装煤量计算结果刮板机空转标定基础功耗DTC直接提取电机转矩运煤功耗=瞬时功耗-基础功耗运转一段时间重新标定一次依据采煤机参数计算运走的原煤≈采煤机采下的原煤依据采煤机参数计算采机割煤量采机在刮板机头、尾三角区(用时占时1/3)时落煤量低第3章刮板输送机及其智能化技术3.6刮板输送机煤量检测及智能调速128战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造刮板输送机调速目的是降低空载/低载运行里程，以及减少处于高装载量高速运行状态的时间；分级调速能使大部分的低效率工作状态得到改善；较少的速度分区减少调速频次，可控调速“软化”变速幅度，将变速对刮板输送机性能的影响降到可接受的程度；最低挡位（检修挡位）：刮板输送机连续运行的最低速度，可用于设备检修，不能输送物料；四级装载：非速度线性分级，基于驱动功率等幅变化；调速原则：积极增速、迟滞降速的“保守”调速策略；实践证明：分级调速在降低刮板机磨损、减少断链事故、提高设备无故障运行时间、降低备件消耗等方面效果显著。第3章刮板输送机及其智能化技术3.7刮板输送机状态实时监测与远程控制129战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造□多参数输送设备运行状态监控方案、多源信息传感器优化配置方法。第3章刮板输送机及其智能化技术3.7刮板输送机状态实时监测与远程控制130战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造第3章刮板输送机及其智能化技术131THANKS战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造刮板输送机智能化技术乃至煤机装备的智能化技术路还很长！！第四章顺槽转载系统及其智能化技术战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造目录CONTENTS第4章顺槽转载系统及其智能化技术4.1概述4.2转载系统组成、结构与原理4.2.1转载机4.2.2破碎机4.2.3带式输送机自移机尾4.3转载机与破碎机监测与智能化控制4.3.1链轮大排量智能注油4.3.2红外防坠落系统4.3.3大块煤监测与预破碎技术4.3.4煤量监测技术4.3.5带式输送机自移机尾监测与智能化控制4.1顺槽转载系统概述战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2在综采及综放煤炭开采过程中，工作面输送机需要将采煤机截割下的原煤卸载至顺槽转载系统中，然后经带式输送机传送到煤仓。

转载机机尾正处于工作面刮板输送机与转载机交汇的地段，周围的主要设备有端头支架、前后部输送机机头及其传动装置和各种液压管路系统等。战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2顺槽转载输送机主要由：转载输送机、破碎机和带式输送机自移机尾三部分组成；□转载输送机包括：机头传动部、伸缩机头、槽体与机尾等；□破碎机包括：传动装置、破碎槽体、调高装置等；

□带式输送机包括：机尾滚筒、可调式托辊支架、液控部分等。1-自移机尾；2-机头传动部；3-架桥槽；4-凸槽；5-调节槽；6-凹槽；7-破碎机；8-机尾图4-2转载输送系统组成与实物图4.1顺槽转载系统概述战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造14.2.1顺槽转载输送机转载机是综采工作面的关键配套设备，是一种特殊的刮板输送机。利用自身架桥机构，将工作面刮板输送机机头卸载下来的煤炭举升并转运到顺槽带式输送机。转载输送机输送能力应大于刮板机，以保证将刮板机卸载下的煤炭及时运出，减少底链道回煤。

（1）转载机槽宽应大于刮板机槽宽；

（2）转载机链速应大于刮板机链速；

（3）转载机刮板安装密度应大于刮板机刮板安装密度。

转载机在落地段溜槽中间通常配置破碎机，用于对输送物料的破碎，以利于运输。

转载机与皮带机自移机尾和转载机自移装置配套，可为工作面高产高效开采创造条件。4.2

顺槽转载系统结构与组成战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造14.2.1

顺槽转载输送机系列槽内宽（mm)装机功率(kW)输送量(t/h)设计长度（m)圆环链规格10001000375220060Φ34×12640012001200315300040Φ34×1265253500504003200Φ38×13752535006013501350525400040Φ38×126700450060Φ38×137Φ42×146160016001000700060Φ42×146(Φ48×152)1、型号与含义MT/T106-1996《顺槽用刮板转载机通用技术条件》2.结构与组成战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造3输煤槽机头传动部拉移装置机尾刮板链组件基本结构4.2.1

顺槽转载输送机1-链轮组件；2-传动装置；3-前机架；4-后机架；5-伸缩油缸战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造32.转载输送机输煤槽

转载机配置了多种不同功能的输煤槽，包括架桥槽、凸槽、凹槽、铰接槽、调节槽、高挡板输煤槽、卸料槽等。输煤槽主要结构类型有两种：轧制槽帮溜槽，采用螺栓连接；整铸槽帮溜槽，采用哑铃连接。

凸槽采用大圆弧设计；中板耐磨处理；底板加厚。

悬空段槽间联接板厚增加到115mm，采用圆柱销定位，并用M72特制高强度螺栓联接，彻底杜绝“塌腰”现象的发生。

落地槽凸、凹端定位尺寸整体焊后加工；槽帮采用新材料。

分体的加高挡板，可以根据运量要求和巷道条件调整。战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造34.2.1

顺槽转载输送机□传统拉移方式；□端头支架推移方式；□与交叉侧卸输送机同步推进方式；□转载机整体自移方式。一、传统拉移方式传统拉移方式主要采用戗柱锚固——圆环链——油缸结构。戗柱超前锚固在顺槽中，通过油缸收缩使转载机前移。该方式仅适合顶底板较为坚硬的工作面，且效率低，安全性差。3.顺槽转载机拉移方式战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造34.2.1

顺槽转载输送机二、端头支架推移方式

端头支架与转载机配套，互为支点。可以实现转载机和端头支架的前移。工作面输送机每推进一个步距，转载机和端头支架相应前进一个步距。与交叉侧卸式刮板机配套的转载机，由于刮板机机头和转载机机尾为整体结构，当液压支架推移刮板机时，转载机也会被同步推进。三、与交叉侧卸输送机同步推进方式战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造34.2.1

顺槽转载输送机四、转载机整体自移方式转载机整体自移装置工作原理：推移转载机时抬高油缸伸出，破碎机和转载机的部分落地段被抬起离地，转载机推进过程中的滑动摩擦力变成滚动摩擦力。推移阻力明显减小，实现整体快速推移。战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造34.2.1

顺槽转载输送机四、转载机整体自移过程动作分解升抬起缸，抬高转载机伸推移缸，转载机前移降抬起缸，转载机落地，提升导轨缩推移缸，导轨前移，为下次做准备导轨与转载机落地段互为支撑4.2

顺槽转载系统结构与组成战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2顺槽转载输送机主要由：转载输送机、破碎机和带式输送机自移机尾三部分组成；□转载输送机包括：机头传动部、伸缩机头、槽体与机尾等；□破碎机包括：传动装置、破碎槽体、调高装置等；

□带式输送机包括：机尾滚筒、可调式托辊支架、液控部分等。1-自移机尾；2-机头传动部；3-架桥槽；4-凸槽；5-调节槽；6-凹槽；7-破碎机；8-机尾图4-2转载输送系统组成与实物图战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造14.2.2破碎机4.2

顺槽转载系统结构与组成2.1、破碎机的工作原理与功能用于煤矿工作面的破碎机主要有两种结构形式：锤式破碎机和双齿辊破碎机。

锤式破碎机是靠高速旋转的锤轴对物料进行破碎，一般安装在转载机凹槽位置；双齿辊破碎机则是通过剪切作用对物料进行破碎，可以避免物料的过粉碎，提高块煤率。安装在转载机和自移机尾之间。2.2、锤式破碎机的传动类型皮带轮传动齿轮传动锤式破碎机有两种：一种是采用阻燃窄V三角带传动的锤式破碎机，另一种是采用齿轮传动的锤式破碎机，两种破碎机的破碎主轴结构基本相同。战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2.3、破碎机主要系列及技术参数（1）锤式破碎机系列功率（kW）破碎能力（t/h)进/出口粒度(mm)配套转载机传动形式PLM60075600690×750/≤300SZB730齿轮传动PLM100075/901000700×800/≤300SZZ764110780×800/≤300SZZ83090690×750/≤300SZZ730皮带传动110700×800/≤300SZZ764皮带/齿轮传动PLM12001321200780×800/≤300SZZ764PLM20001602000SZZ830/800PLM220020022001000×800/≤300SZZ1000PLM25002502500800×800/≤350齿轮传动PLM300031530001000×800/≤300PLM350031535001200×800/≤470SZZ12003751200×1050/≤350PLM400040040001350×1050/≤400SZZ1350PLM45005254500PLM500052550001600×1200/≤400SZZ1550PLM700070070001600×1500/≤400SZZ1600战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2.4破碎机主要部件

1）传动系统：电动机+偶合器+减速器+弹性联轴器+锤轴组件；传动装置与机架之间通过双键定位，提高了运行的稳定性。2）主机架：在出料口位置采用了加强型的结构设计，满足大槽宽条件下的刚性需要。

3）破碎底槽：与转载机凹槽一体化设计，结构紧凑，有效缩短转载机长度；前端设计了犁煤器，减小推移阻力。战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造结构特点4）锤轴组件：锤头布置合理；与减速器之间通过弹性联轴器联接。（1）对称可换向再用小锤头结构设计，有效延长锤头的使用寿命；

（2）小锤头采用高强度超级螺栓紧固，蝶形弹簧+机械限位，双重防松；

（3）分片式锤体结构，全断面布置，可维护性好，打击和破碎能力强。

▲对称可换向小锤头

▲小锤头超级螺栓锁紧

▲分片式锤体，全断面布置战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造2.4破碎机主要部件（2）双齿辊破碎机战略性新兴领域教材建设团队-重型高端装备制造（2）齿辊式破碎机（2）双齿辊破碎机中心距（mm)装机功率（kW