1、矿山机械采掘机械部分 矿山机械是采矿工程和矿山机电专业的一门重要专业课，矿山机械是采矿工程和矿山机电专业的一门重要专业课，课程的任务是使学生掌握采掘机械、运输机械、提升机械、课程的任务是使学生掌握采掘机械、运输机械、提升机械、流体机械等矿山机械设备的用途、工作原理、结构性能和选流体机械等矿山机械设备的用途、工作原理、结构性能和选型计算方法，为今后从事矿山工作打下良好的基础。型计算方法，为今后从事矿山工作打下良好的基础。矿山机械是一门实践性很强的专业课程，在学习本课程矿山机械是一门实践性很强的专业课程，在学习本课程之前，学生应有从事矿山机械方面的实践经验，或在学习中之前，学生应有从事矿山机械方面
2、的实践经验，或在学习中围绕本课程参加一定的生产实践。围绕本课程参加一定的生产实践。采掘机械主要讲述采掘机械主要讲述煤矿井下煤矿井下采煤机械、支护设备和掘进采煤机械、支护设备和掘进机械机械的结构特点、工作原理、性能参数、适用条件、设计方的结构特点、工作原理、性能参数、适用条件、设计方法以及选型原则和配套关系。法以及选型原则和配套关系。采掘机械采掘机械采掘机械主要主要讲解讲解内容：内容：1.采掘装备国内外发展现状、特点及发展趋势采掘装备国内外发展现状、特点及发展趋势；2.滚筒式采煤机的组成滚筒式采煤机的组成、工作原理和基本特征工作原理和基本特征,连续采煤机和刨煤机连续采煤机和刨煤机结构及特点；结构
3、及特点；3.支护设备支护设备的结构类型特点、工作原理、的结构类型特点、工作原理、组成及组成及液压系统液压系统；4.钻孔机械、装载机械、掘进机械的结构与特点钻孔机械、装载机械、掘进机械的结构与特点；5.综采工作面设备选型配套技术综采工作面设备选型配套技术。采掘机械第一章 采掘装备现状与发展趋势本章教学的重点与难点本章教学的重点与难点重点：重点：理解采理解采煤煤机、液压支架机、液压支架、掘进机械、掘进机械等等装备的装备的发展现状发展现状难点：难点：对于工作面对于工作面机电设备和机电设备和掘进机械掘进机械结构的结构的理解理解本章教学的目的与要求本章教学的目的与要求了解：了解：现代采掘装备目前发展趋势
4、现代采掘装备目前发展趋势掌握：掌握：采掘装备技术研究现状采掘装备技术研究现状第一章 采掘装备现状与发展趋势第一节采掘装备现状第一节采掘装备现状 目前，我国绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产条件目前，我国绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产条件下实现的，厚煤层开采方法主要有综采放顶煤开采和大采高综采下实现的，厚煤层开采方法主要有综采放顶煤开采和大采高综采2种，放顶种，放顶煤开采虽然己经在我国发展成为一种厚煤层高产高效采煤方法，但仍有许煤开采虽然己经在我国发展成为一种厚煤层高产高效采煤方法，但仍有许多难以解决的技术难题多难以解决的技术难题(如上覆岩层运动及破坏、顶煤破坏、基本
5、顶岩层平如上覆岩层运动及破坏、顶煤破坏、基本顶岩层平衡、巷道矿压、瓦斯、自燃和工作面煤尘等安全问题衡、巷道矿压、瓦斯、自燃和工作面煤尘等安全问题)。对于。对于49m的稳定的稳定厚煤层，大采高综采具有更好的技术经济优势。厚煤层，大采高综采具有更好的技术经济优势。厚煤层大采高综采配套装备发展现状为：厚煤层大采高综采配套装备发展现状为：(1)新型大功率电牵引采煤机总功率达到新型大功率电牵引采煤机总功率达到3000kW以上，以上，装备了采用先进的信息处理技术和传感技术的控制和故障诊断装备了采用先进的信息处理技术和传感技术的控制和故障诊断系统。系统。德国德国Eickhoff公司的公司的SL系列采煤机采高
6、范围系列采煤机采高范围3.08.0m，最大，最大牵引力可达牵引力可达1114kN，最大牵引速度可达，最大牵引速度可达29m/min，可以截割，可以截割f10的煤和岩的煤和岩石。美国石。美国JOY公司的公司的LS系列采煤机截高范围系列采煤机截高范围3.09.0m，最大牵引力可达，最大牵引力可达1620kN，最大牵引速度可达，最大牵引速度可达30m/min。国内研制成功国内研制成功MG1000/2500-WD、MG1100/2760-WD和和MG1150/3000-WD等大采高、大功率、智能化控制的交流电牵引采煤机等大采高、大功率、智能化控制的交流电牵引采煤机。整机为无底托架积木式组合结构，。整机
7、为无底托架积木式组合结构，CAN总线结构、总线结构、DSP处理器的嵌入处理器的嵌入式控制系统，实现网络分布式信号处理，基于智能化专家系统的采煤机式控制系统，实现网络分布式信号处理，基于智能化专家系统的采煤机运行信息分析及故障诊断技术。运行信息分析及故障诊断技术。第一节采掘装第一节采掘装备现状备现状 (2)工作面刮板输送机向着大运量、软启动、高强度、重型化、高可工作面刮板输送机向着大运量、软启动、高强度、重型化、高可靠性方向发展。最大运量达靠性方向发展。最大运量达6000t/h，装机功率，装机功率41200kW或或31600kW。中部槽的槽间连接强度己达到中部槽的槽间连接强度己达到4500kN，
8、链环直径最大达，链环直径最大达2?56mm。研制成功研制成功SGZ1400/31600型刮板输送机，高可靠性铸焊式型刮板输送机，高可靠性铸焊式2050mm长长的整体加工中部槽，大功率摩擦限矩器、自动伸缩机尾、输送机综合监测的整体加工中部槽，大功率摩擦限矩器、自动伸缩机尾、输送机综合监测传输系统、双向对称模锻刮板、高强度一次大卸载口交叉侧卸机头架、双传输系统、双向对称模锻刮板、高强度一次大卸载口交叉侧卸机头架、双联接链轮组件和大节距整体模锻销轨。研制成功联接链轮组件和大节距整体模锻销轨。研制成功SZZ1550/700型转载机、型转载机、PLM6500破碎机，适用于大功率、宽体式锤式破碎机的破碎机
9、，适用于大功率、宽体式锤式破碎机的大型整体锤体；新型的锤头固定技术，带防偏沉机构的大型整体锤体；新型的锤头固定技术，带防偏沉机构的皮带机机尾自移装置。皮带机机尾自移装置。第一节采掘装第一节采掘装备现状备现状 (3)液压支架向高工作阻力的两柱掩护式支架发展，支护工作阻力液压支架向高工作阻力的两柱掩护式支架发展，支护工作阻力达达600026000kN，支护高度，支护高度4.08.8m，支架立柱缸径，支架立柱缸径360650mm，支，支架中心距达到架中心距达到2.35m，支架控制方式为电液控制与环形供液，支架的降、，支架控制方式为电液控制与环形供液，支架的降、移、升循环时间小于移、升循环时间小于8s
10、，支架的寿命试验高达，支架的寿命试验高达63000次以上。次以上。开发了开发了ZY18800/38/83D、ZY26000/40/88D等系列大采高液压等系列大采高液压支架，首创了新型三级护帮、微隙四连杆机构和高强度结构钢混合支架，首创了新型三级护帮、微隙四连杆机构和高强度结构钢混合气体保护焊及时效消除焊接应力新工艺；成功开发了气体保护焊及时效消除焊接应力新工艺；成功开发了650mm大缸径大缸径双伸缩立柱和新型密封结构；研制成功了国产支架电液控制系统。双伸缩立柱和新型密封结构；研制成功了国产支架电液控制系统。第一节采掘装第一节采掘装备现状备现状 (4)在实现单机工况实时监测的基础上，研究开发了
11、基于振动信息在实现单机工况实时监测的基础上，研究开发了基于振动信息和采高和采高位置自动控制的采煤机滚筒自动调高技术、液压支架电液控制位置自动控制的采煤机滚筒自动调高技术、液压支架电液控制技术，工作面巷道集中控制中心通过采用位置红外传输、速度检测和计技术，工作面巷道集中控制中心通过采用位置红外传输、速度检测和计算机集中控制软件程序，使采煤机、刮板输送机、液压支架等设备自动算机集中控制软件程序，使采煤机、刮板输送机、液压支架等设备自动完成割煤、运输、液压支架移架和顶板支护等生产流程，实现了工作面完成割煤、运输、液压支架移架和顶板支护等生产流程，实现了工作面智能化和自动化生产。智能化和自动化生产。工
12、作面巷道计算机集中控制中心实时监测工作面顶板压力、供电、工作面巷道计算机集中控制中心实时监测工作面顶板压力、供电、供液系统、工作面巷道胶带系统、煤仓料位等设备运行工况，并通过矿供液系统、工作面巷道胶带系统、煤仓料位等设备运行工况，并通过矿井通讯光纤等介质经网络与矿井及上部管理层实现信息交流与通讯控制井通讯光纤等介质经网络与矿井及上部管理层实现信息交流与通讯控制。第一节采掘装第一节采掘装备现状备现状 第二节采掘装备发展趋势 第二节采掘装备发展趋势 (1)综采工艺科学化综采工艺科学化 通过继续优化工艺参数，合理加大工作面长度，提高装备的通过继续优化工艺参数，合理加大工作面长度，提高装备的自动化程度
13、，使工作面单产水平继续提高。自动化程度，使工作面单产水平继续提高。(2)两柱掩护式液压支架具有结构上及自动化控制方式的优势两柱掩护式液压支架具有结构上及自动化控制方式的优势，其配套设备与工艺的试验应用已经取得成功，将作为世界采煤，其配套设备与工艺的试验应用已经取得成功，将作为世界采煤业中关键技术装备而得到推广和应用。业中关键技术装备而得到推广和应用。(3)设备能力大型化设备能力大型化 为满足矿井大规模集中化生产的需要，大功率、高性能的设为满足矿井大规模集中化生产的需要，大功率、高性能的设备将推动大型矿井技术进步和生产发展。最新科研成果的推广和备将推动大型矿井技术进步和生产发展。最新科研成果的推
14、广和应用，将大幅度提高技术与装备的生产能力、可靠性和自动化程应用，将大幅度提高技术与装备的生产能力、可靠性和自动化程度。度。第二节采掘装备发展趋势 (4)提高设备可靠性和寿命提高设备可靠性和寿命 随着综采技术的发展，工作面单产不断提高，矿井生产日随着综采技术的发展，工作面单产不断提高，矿井生产日益集中化，综采设备的适应性和可靠性显得尤为重要。益集中化，综采设备的适应性和可靠性显得尤为重要。(5)安全措施标准化、系列化以及解决由于综采带来的一安全措施标准化、系列化以及解决由于综采带来的一系列理论和实际问题系列理论和实际问题 树立树立“大安全大安全”观念，积极推行系列标准和先进管理方法观念，积极推
15、行系列标准和先进管理方法，建立健全安全管理体系，提高矿井防范事故的能力。，建立健全安全管理体系，提高矿井防范事故的能力。一、双滚筒采煤机 以电牵引取代液压牵引，向多电动机、大功率、机电一体化方向发展，既以电牵引取代液压牵引，向多电动机、大功率、机电一体化方向发展，既提高了截割牵引速度和截深，大幅度提高单产，又增强了运行可靠性，且操作提高了截割牵引速度和截深，大幅度提高单产，又增强了运行可靠性，且操作简易安全，维修方便。简易安全，维修方便。电牵引采煤机采用多电动机的设计方案，优点是截割电动机横向布置，减电牵引采煤机采用多电动机的设计方案，优点是截割电动机横向布置，减少了传动齿轮副，简化了机械、传
16、动系统，提高传动效率，为大幅度提高采煤少了传动齿轮副，简化了机械、传动系统，提高传动效率，为大幅度提高采煤机装机总功率创造了有利条件机装机总功率创造了有利条件。第二节采掘装备发第二节采掘装备发展趋势展趋势 一、双滚筒采煤机 例如：美国久益公司生产的例如：美国久益公司生产的7LS8型电牵引采煤机装机总功率型电牵引采煤机装机总功率2925kW(其中截割电动机其中截割电动机21100kW，牵引电动机，牵引电动机2200kW，液，液压泵电动机压泵电动机55kW，破碎机电动机，破碎机电动机 270kW)，最大牵引力可达，最大牵引力可达2000kN，最大牵引速度可达，最大牵引速度可达30m/min。适用于
17、采高。适用于采高40008800mm，煤层倾角，煤层倾角1515，年产，年产1500万吨左右的高产高效工作面。万吨左右的高产高效工作面。电牵引采煤机的另一主要特点是装备了以微型电子计算机为电牵引采煤机的另一主要特点是装备了以微型电子计算机为核心的电控系统，该系统采用先进的信息处理技术和传感技术，核心的电控系统，该系统采用先进的信息处理技术和传感技术，实现了机电一体化。实现了机电一体化。第二节采掘装备发第二节采掘装备发展趋势展趋势 二、液压支架 液压支架控制系统改为电液控制系统，加快了工作面推进速度液压支架控制系统改为电液控制系统，加快了工作面推进速度，并向掩护式、支护强度高、工作阻力大、中心距
18、宽、稳定性好和，并向掩护式、支护强度高、工作阻力大、中心距宽、稳定性好和整机重量轻、使用寿命长等方向发展。整机重量轻、使用寿命长等方向发展。掩护式液压支架对煤层顶板适应性较强，防止矸石进入工作面掩护式液压支架对煤层顶板适应性较强，防止矸石进入工作面的密封性能好。同时为满足中厚煤层一次采全高的需要，支撑高度的密封性能好。同时为满足中厚煤层一次采全高的需要，支撑高度已增加到已增加到9m，支护强度已到，支护强度已到1.8MPa；工作阻力最高已达；工作阻力最高已达26000kN。为了改善支撑高度加大后的稳定性，液压支架的宽度已增加到为了改善支撑高度加大后的稳定性，液压支架的宽度已增加到2.35m。液压
19、支架采用电液控制系统，实现了液压支架邻架自动控制和液压支架采用电液控制系统，实现了液压支架邻架自动控制和成组控制，并能按照采煤机运行位置和方向实现全工作面液压支架成组控制，并能按照采煤机运行位置和方向实现全工作面液压支架的自动控制，提高了移架速度。的自动控制，提高了移架速度。第二节采掘装备发第二节采掘装备发展趋势展趋势 三、工作面可弯曲刮板输送机 采用交叉侧卸式机头，配备大功率双速电动机，提高了运煤转载效率，并向采用交叉侧卸式机头，配备大功率双速电动机，提高了运煤转载效率，并向大运量、软起动、高强度、重型化、坚固耐用方向发展。大运量、软起动、高强度、重型化、坚固耐用方向发展。刮板输送机采用交叉
20、侧卸机头的优点是转载效率高，卸煤高度刮板输送机采用交叉侧卸机头的优点是转载效率高，卸煤高度低，节省运输功率。目前刮板输送机运输能力已达到低，节省运输功率。目前刮板输送机运输能力已达到 6000t/h，装，装机总功率已达机总功率已达4800kW；中部槽的内宽发展到中部槽的内宽发展到 1400mm，结构还发，结构还发展了整铸槽帮焊接中板，增加了封底板，保证过煤量达到展了整铸槽帮焊接中板，增加了封底板，保证过煤量达到600万万t以以上，中部槽长度向上，中部槽长度向2.35m发展；刮板链多选用双中链，链环直径已发展；刮板链多选用双中链，链环直径已超过超过?56mm；链环断面改为椭圆断面或扇形断面，以增
21、加链环耐；链环断面改为椭圆断面或扇形断面，以增加链环耐磨强度和降低中部槽的高度，刮板链增加了机尾自动液压张紧装置磨强度和降低中部槽的高度，刮板链增加了机尾自动液压张紧装置；驱动装置的减速器采用两级行星齿轮结构，以缩小机头、机尾的；驱动装置的减速器采用两级行星齿轮结构，以缩小机头、机尾的体积，与电动机的联接方式多为体积，与电动机的联接方式多为CST和变频系统，以实现刮板输送和变频系统，以实现刮板输送机的软起动。机的软起动。第二节采掘装备发第二节采掘装备发展趋势展趋势 四、工作面电气设备四、工作面电气设备 采用了高电压、大容量的干式变压器和组合式自动调节控制开关，各类设采用了高电压、大容量的干式变
22、压器和组合式自动调节控制开关，各类设备均装备有功能齐全的工况参数监测监控系统，正向半自动化和自动化发展。备均装备有功能齐全的工况参数监测监控系统，正向半自动化和自动化发展。电动机的供电电压等级已由电动机的供电电压等级已由 1140V上升到上升到 3.3kV或或 4.16kV，有，有的甚至达到的甚至达到 5kV。移动变电站容量一般为。移动变电站容量一般为 21500kVA+11250kVA，最大为最大为 22500kvA+11500kVA，一次电压，一次电压 610kV，二次电压一般为，二次电压一般为 1.1 3.3kV，也有，也有 1.1 4.16kV 或或 1.1 5kV。第二节采掘装备发第
23、二节采掘装备发展趋势展趋势 五、掘进机械 随着综采工作面的推进速度不断加快，为保证正常接续，对工作面随着综采工作面的推进速度不断加快，为保证正常接续，对工作面运输巷和回风巷的快速掘进提出了较高要求，日产万吨的综采工作面一运输巷和回风巷的快速掘进提出了较高要求，日产万吨的综采工作面一般要求掘进速度为般要求掘进速度为3050m/d 左右，日产左右，日产2万万t 则要求掘进速度为则要求掘进速度为60100m/d，部分断面掘进机很难达到这样的速度，掘进机械的改革势在，部分断面掘进机很难达到这样的速度，掘进机械的改革势在必行。必行。目前除对部分断面掘进机加以改进，增加装机功率，提高掘进速度目前除对部分断
24、面掘进机加以改进，增加装机功率，提高掘进速度外，还开发了新的掘锚联合机组，平均班进外，还开发了新的掘锚联合机组，平均班进35m以上，是部分断面掘进以上，是部分断面掘进机的机的34倍。高产高效工作面由于产量大，通风量也就大，运输巷和回风倍。高产高效工作面由于产量大，通风量也就大，运输巷和回风巷势必采取双巷制或三巷制，这就为应用连续采煤机提供了条件，所以巷势必采取双巷制或三巷制，这就为应用连续采煤机提供了条件，所以多数矿井都应用连续采煤机进行运输巷和回风巷的掘进。多数矿井都应用连续采煤机进行运输巷和回风巷的掘进。连续采煤机的掘进速度很高，开掘连续采煤机的掘进速度很高，开掘 2.56m的煤巷，平均日
25、进的煤巷，平均日进80100m，是部分断面掘进机的，是部分断面掘进机的68倍，最高达到班进倍，最高达到班进210m,因此连续采因此连续采煤机是高产高效工作面接续的最佳掘进机械之一。煤机是高产高效工作面接续的最佳掘进机械之一。第二节采掘装备发第二节采掘装备发展趋势展趋势 矿山机械第二章 采煤机械 本章教学的重点与难点本章教学的重点与难点重点：重点：采煤机采煤机结构与结构与工作原理，采煤机截煤理论工作原理，采煤机截煤理论难点：难点：电牵引采煤机电牵引采煤机、连续采煤机连续采煤机、刨煤机刨煤机结构结构本章教学的目的与要求本章教学的目的与要求了解：了解：切割破岩机理与冲击破岩机理，截割刀具类型与截齿截
26、割阻力的切割破岩机理与冲击破岩机理，截割刀具类型与截齿截割阻力的特点；螺旋滚筒设计特点；螺旋滚筒设计参数参数与截齿配置；连续采煤机螺旋滚筒与截齿配置；连续采煤机螺旋滚筒的的结构及截结构及截齿配置形式、装载运输机构形式。齿配置形式、装载运输机构形式。掌握：掌握：机械化采煤的类型、工作面所需要的设备、机械化采煤的类型、工作面所需要的设备、MG750/1800-WDMG750/1800-WD型电牵型电牵引采煤机工作原理、作用、类型、组成及总体参数；煤岩物理性质以及引采煤机工作原理、作用、类型、组成及总体参数；煤岩物理性质以及机械性质；采煤机截割部传动系统的结构与组成；无链牵引的优点以及机械性质；采煤
27、机截割部传动系统的结构与组成；无链牵引的优点以及牵引机构的分类及特点；连续采煤机牵引机构的分类及特点；连续采煤机与与刨煤机的工作原理和基本组成。刨煤机的工作原理和基本组成。第二章第二章 采煤机械采煤机械第一节 概述 采掘工程立体图采掘工程立体图 采掘工程平面图采掘工程平面图第一节第一节 概述概述矿井巷道及生产系统立体图矿井巷道及生产系统立体图1主井；主井；2副井；副井；3井底车场；井底车场；4主要运输石门；主要运输石门；5阶段运输石门；阶段运输石门；6风井；风井；7主要回风石门；主要回风石门；8回风大巷；回风大巷；9采区运输石门；采区运输石门；10采区下部车场采区下部车场底板绕道；底板绕道；1
28、1采区下部车场；采区下部车场；12采区煤仓；采区煤仓；13行人进风巷；行人进风巷；14采区运采区运输上山；输上山；15采区轨道上山；采区轨道上山；16采区通风上山；采区通风上山；17上山绞车房；上山绞车房；18采区采区回风石门；回风石门；19采区上部车场；采区上部车场；20采区中部车场；采区中部车场；21区段运输平巷；区段运输平巷；22区段回风平巷；区段回风平巷；23联络巷；联络巷；24区段回风平巷；区段回风平巷；25开切眼；开切眼；26采煤工作采煤工作面；面；27采空区采空区第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述 采煤机械定义：在煤矿机械化回采工作面采煤，首先把煤由煤层中采煤机械定义：
29、在煤矿机械化回采工作面采煤，首先把煤由煤层中采落下来，成为可运输的块度，然后装入刮板输送机运出工作面，再经采落下来，成为可运输的块度，然后装入刮板输送机运出工作面，再经顺槽的皮带输送机运走。这种顺槽的皮带输送机运走。这种把煤由煤层中采落下来的机械称为采煤机把煤由煤层中采落下来的机械称为采煤机械。械。采煤机械用于实现回采工作面采煤机械用于实现回采工作面落煤落煤和和装煤装煤过程的机械化，是机械化过程的机械化，是机械化采煤工作面的关键设备。采煤工作面的关键设备。一、采煤机械的类型一、采煤机械的类型 类型：类型：滚筒采煤机、刨煤机、连续采煤机和螺旋采煤机。滚筒采煤机、刨煤机、连续采煤机和螺旋采煤机。应
30、用广泛应用广泛的是双滚筒式采煤机。的是双滚筒式采煤机。(一一)滚筒式采煤机滚筒式采煤机 组成：组成：截割部、牵引部、电控装置和辅助装置。截割部、牵引部、电控装置和辅助装置。优点：优点：具有功率大，煤层适应性强、调高方便、自开缺口、采高范具有功率大，煤层适应性强、调高方便、自开缺口、采高范围大，能截割硬煤，适应较复杂的顶板条件和各种硬度、采高为围大，能截割硬煤，适应较复杂的顶板条件和各种硬度、采高为0.658.8m的缓倾斜煤层，可在的缓倾斜煤层，可在3554的大倾角条件下工作，对地质的大倾角条件下工作，对地质条件要求不高。条件要求不高。缺点：缺点：结构复杂、价格昂贵、破碎的煤块度小，粉尘含量多，
31、单位结构复杂、价格昂贵、破碎的煤块度小，粉尘含量多，单位体积的能量消耗较大。体积的能量消耗较大。第一节第一节 概述概述1.按滚筒个数分类按滚筒个数分类 (1)单滚筒采煤机单滚筒采煤机：因只有一个工作滚筒，故采煤机结构简单，重量：因只有一个工作滚筒，故采煤机结构简单，重量轻。单滚筒采煤往返运行一次，只能完成一个工作循环。此类采煤机适轻。单滚筒采煤往返运行一次，只能完成一个工作循环。此类采煤机适于在煤层厚度变化不大的条件下使用。于在煤层厚度变化不大的条件下使用。MG240/120-TBW (2)双滚筒式采煤机双滚筒式采煤机：双滚筒采煤机机身两端各有一个工作滚筒，故：双滚筒采煤机机身两端各有一个工作
32、滚筒，故调高范围大，适应性强，效率高，可在大部分煤层地质条件下工作。调高范围大，适应性强，效率高，可在大部分煤层地质条件下工作。第一节第一节 概述概述2.按牵引机构分类按牵引机构分类 (1)链牵引采煤机链牵引采煤机：该类采煤机牵引力不足，仅适于缓倾斜、倾斜：该类采煤机牵引力不足，仅适于缓倾斜、倾斜煤层使用。煤层使用。(2)无无链牵引采煤机链牵引采煤机：该类采煤机结构简单、维护及检修方便，牵：该类采煤机结构简单、维护及检修方便，牵引力大，制动能力强，且安全性能好，适于缓倾斜和大倾角的工作面使引力大，制动能力强，且安全性能好，适于缓倾斜和大倾角的工作面使用。用。3.按牵引部传动及调速方式分类按牵引
33、部传动及调速方式分类 (1)机械牵引采煤机机械牵引采煤机：采用机械传动，其优点是操作、维护、检修：采用机械传动，其优点是操作、维护、检修方便，适应性强。方便，适应性强。(2)液压牵引采煤机液压牵引采煤机：控制、操作简便，可靠；调速性能好，具有：控制、操作简便，可靠；调速性能好，具有多种功能，适应于各种地质条件。多种功能，适应于各种地质条件。MG100/240-BW (3)电牵引采煤机电牵引采煤机：控制操作简单、传动效率高。：控制操作简单、传动效率高。MG100/240-BWD第一节第一节 概述概述(二二)刨煤机刨煤机 刨煤机是一种截深很小而牵引速度又很快的采煤机刨煤机是一种截深很小而牵引速度又
34、很快的采煤机械。刨煤机主要由械。刨煤机主要由刨头、传动装置和工作面输送机刨头、传动装置和工作面输送机两大两大部分组成，与工作面输送机组成具有落煤、装煤和运煤部分组成，与工作面输送机组成具有落煤、装煤和运煤功能的机组。功能的机组。优点：优点：截深小，可充分利用矿压落煤，刨削力和落煤的截深小，可充分利用矿压落煤，刨削力和落煤的单位能耗小，出煤块度大，煤尘少，结构简单，工作可靠，维护工作量小。单位能耗小，出煤块度大，煤尘少，结构简单，工作可靠，维护工作量小。缺点：缺点：对地质条件的适应性差，适用于煤质较软不粘顶板，顶板较稳定的对地质条件的适应性差，适用于煤质较软不粘顶板，顶板较稳定的薄煤层或中厚煤层
35、，调高比较困难，刨头与输送机和底板的摩擦阻力大，薄煤层或中厚煤层，调高比较困难，刨头与输送机和底板的摩擦阻力大，电机功率的利用率低。电机功率的利用率低。按刨削方式分为静力刨煤机和动力刨煤机两类。静力刨煤机根据其结按刨削方式分为静力刨煤机和动力刨煤机两类。静力刨煤机根据其结构不同又有构不同又有拖钩刨煤机、滑行刨煤机和刮斗刨煤机拖钩刨煤机、滑行刨煤机和刮斗刨煤机等。等。第一节第一节 概述概述(三三)连续采煤机连续采煤机 连续采煤机是房柱式采煤法的主要设备，适应于截高连续采煤机是房柱式采煤法的主要设备，适应于截高0.88.8m的煤层，的煤层，主要在美国、南非、印度等国使用，近主要在美国、南非、印度等
36、国使用，近几年我国开始引进用于采煤和快速掘进。连续采煤机在结构几年我国开始引进用于采煤和快速掘进。连续采煤机在结构上类似于巷道掘进机，它具有截割、装载、转载、调动行走上类似于巷道掘进机，它具有截割、装载、转载、调动行走和喷雾防尘等多种功能。和喷雾防尘等多种功能。按滚筒轴旋向与机身推进方向的关系分为横滚筒和纵滚按滚筒轴旋向与机身推进方向的关系分为横滚筒和纵滚筒二类，以横滚筒居多。筒二类，以横滚筒居多。按开采煤层厚度分为薄煤层系列和中厚煤层系列。薄煤按开采煤层厚度分为薄煤层系列和中厚煤层系列。薄煤层系列采高为层系列采高为0.81.3m；中厚煤层系列采高为；中厚煤层系列采高为1.33.5m和和3.5
37、8.8m。房柱式采煤法示意房柱式采煤法示意图图1房；房；2-煤柱；煤柱；3采柱采柱第一节第一节 概述概述二、对采煤机的要求二、对采煤机的要求 对采煤机械的要求是根据工作面的赋存条件和采煤工艺的需求而提对采煤机械的要求是根据工作面的赋存条件和采煤工艺的需求而提出的，其基本要求是出的，其基本要求是高产、高效、经济、安全和可靠高产、高效、经济、安全和可靠，具体要求为：，具体要求为：1.生产率方面生产率方面 采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求。采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求。采煤机的生产采煤机的生产能力应与矿井井型、采区及工作面条件相适应，具有较高的生产率及较能力应与矿井井型、
38、采区及工作面条件相适应，具有较高的生产率及较低的截割比能耗。低的截割比能耗。2.功能方面功能方面 采煤机械要适应工作面地质条件采煤机械要适应工作面地质条件(煤层厚度、煤层倾角、底板起伏煤层厚度、煤层倾角、底板起伏不平等不平等)，达到较好的使用效果。达到较好的使用效果。采煤机要适应所开采煤层的物理性质，采煤机要适应所开采煤层的物理性质，根据煤的硬度，含矸量的变化，牵引机构能在工作过程中实现无级调速，根据煤的硬度，含矸量的变化，牵引机构能在工作过程中实现无级调速，以适应煤层硬度变化，充分发挥机器的效能。以适应煤层硬度变化，充分发挥机器的效能。第一节第一节 概述概述3.结构方面结构方面 机身占空间宜
39、小，特别是高度和宽度受工作条件的限制。机身占空间宜小，特别是高度和宽度受工作条件的限制。机器的机器的体积尺寸要小，并可拆成几个独立的部件，便于井下巷道运输和检修。体积尺寸要小，并可拆成几个独立的部件，便于井下巷道运输和检修。4.安全方面安全方面 采煤机械所有电气设备应具有防爆性能，能在存在煤层瓦斯爆炸危采煤机械所有电气设备应具有防爆性能，能在存在煤层瓦斯爆炸危险的工作面内安全工作。险的工作面内安全工作。采煤机械各部分要有良好的防潮、防尘密封，采煤机械各部分要有良好的防潮、防尘密封，外壳要承受顶板落下的岩块打击，具有防止过载和防止下滑的保护与除外壳要承受顶板落下的岩块打击，具有防止过载和防止下滑
40、的保护与除尘装置；工作稳定可靠，操作简单方便，操纵手把或按钮集中，日常维尘装置；工作稳定可靠，操作简单方便，操纵手把或按钮集中，日常维护工作少且容易。护工作少且容易。5.可靠性方面可靠性方面 由于井下维修困难，采煤机开机率的高低会对工作面甚至矿井的产由于井下维修困难，采煤机开机率的高低会对工作面甚至矿井的产量直接发生影响，因而对采煤机械要求有较高的使用可靠性，以满足矿量直接发生影响，因而对采煤机械要求有较高的使用可靠性，以满足矿井集约化生产和高产高效的要求。井集约化生产和高产高效的要求。第一节第一节 概述概述第二节 采煤机组成及工作原理 一、采煤机组成一、采煤机组成(一一)采煤机型号采煤机型号
41、 采煤机的产品型号由产品系列代号和派生机型代号两部分组成。型采煤机的产品型号由产品系列代号和派生机型代号两部分组成。型号用阿拉伯数字和汉语拼音字母混合编制，其排列方式如下图所示。号用阿拉伯数字和汉语拼音字母混合编制，其排列方式如下图所示。第二节第二节 采煤机组成及工作原理采煤机组成及工作原理 采煤机型号如表所示，采煤机型号如表所示，M表表示采煤机，特征代号示采煤机，特征代号G表示滚表示滚筒式筒式。序号用途及结构特征代号1适用于薄煤层B适用于中厚煤层以上省略2适用于煤层倾角35以下省略适用于煤层倾角3555（大倾角）Q3基型省略高型G矮型A4双滚筒省略单滚筒T5骑槽式省略爬底板式P（省略B）6摇
42、臂摆角小于120省略摇臂摆角大于120（短壁式）N（省略T）7牵引链或钢丝绳牵引省略无链牵引W8内牵引省略外牵引F9液压调速牵引省略电气调速牵引D 例例MG2160/728-AWD型型采煤机，采煤机，A表示机身为表示机身为矮型，矮型，W表示表示无链牵引机构，无链牵引机构，D表示表示电牵引，电牵引，G表示滚筒式，表示滚筒式，M表表示采煤机，采煤机总装机功率示采煤机，采煤机总装机功率为为728kW，2160kW表示一个表示一个截割部由截割部由2个个160kW的电机驱动。的电机驱动。第二节第二节 采煤机组成及工作原理采煤机组成及工作原理(二二)基本结构基本结构采煤机主要由采煤机主要由截割部、牵引部、
43、电控装置、附截割部、牵引部、电控装置、附属装置属装置等组成。等组成。第二节第二节 采煤机组成及工作原理采煤机组成及工作原理 截割部截割部包括截割部齿轮减速箱和螺旋滚筒。主要作用是将电动机的包括截割部齿轮减速箱和螺旋滚筒。主要作用是将电动机的动力传至滚筒，由滚筒将煤壁上的煤截割下来，并装入工作面刮板输送动力传至滚筒，由滚筒将煤壁上的煤截割下来，并装入工作面刮板输送机。机。牵引部牵引部由牵引部齿轮减速箱和无链牵引机构组成。利用电动机的动由牵引部齿轮减速箱和无链牵引机构组成。利用电动机的动力来牵引，采煤机沿工作面全长移动。电牵引采煤机都采用无链牵引机力来牵引，采煤机沿工作面全长移动。电牵引采煤机都采
44、用无链牵引机构，以适应大功率采煤机对牵引性能和可靠性的要求，以及工作面倾角构，以适应大功率采煤机对牵引性能和可靠性的要求，以及工作面倾角较大时可能下滑的安全要求。较大时可能下滑的安全要求。第二节第二节 采煤机组成及工作原理采煤机组成及工作原理 电控装置电控装置包括电动机、电牵引调速的控制系统，各种保护和故障诊包括电动机、电牵引调速的控制系统，各种保护和故障诊断的控制、状态显示、报警装置等。断的控制、状态显示、报警装置等。滚筒位置显示器，给出采煤机提供滚筒位置高低的信息。有的采煤滚筒位置显示器，给出采煤机提供滚筒位置高低的信息。有的采煤机装有自动调高系统，利用煤岩界面传感器或记忆顶底板变化的计算
45、机机装有自动调高系统，利用煤岩界面传感器或记忆顶底板变化的计算机程序来自动调高，以适应顶底板变化和滚筒高度变化的一致性。采煤机程序来自动调高，以适应顶底板变化和滚筒高度变化的一致性。采煤机位置显示器主要用于采煤机及液压支架联控系统，根据采煤机的位置，位置显示器主要用于采煤机及液压支架联控系统，根据采煤机的位置，自动地控制液压支架的各种动作，使采煤机与支架保持合理的步距，做自动地控制液压支架的各种动作，使采煤机与支架保持合理的步距，做到紧跟快移。到紧跟快移。附属装置附属装置是用于保证采煤机工作更加可靠、性能更加完善的一些装是用于保证采煤机工作更加可靠、性能更加完善的一些装置。包括采煤机机身调斜液
46、压缸、滚筒调高液压缸、采煤机导向装置以置。包括采煤机机身调斜液压缸、滚筒调高液压缸、采煤机导向装置以及摇臂的冷却系统、喷雾降尘系统等。及摇臂的冷却系统、喷雾降尘系统等。第二节第二节 采煤机组成及工作原理采煤机组成及工作原理二、采煤机工作原理二、采煤机工作原理(一一)采煤工作面设备布置及工作方法采煤工作面设备布置及工作方法 长壁工作面的采煤过程主要有长壁工作面的采煤过程主要有落煤、装煤、运煤和顶板支护及管理落煤、装煤、运煤和顶板支护及管理四大工序。按照这些工序的机械化程度不同，分为普通机械化采煤即四大工序。按照这些工序的机械化程度不同，分为普通机械化采煤即普普采采、高档普采高档普采和综合机械化采
47、煤即和综合机械化采煤即综采综采三种机械化采煤类型。三种机械化采煤类型。普通机械化采煤普通机械化采煤是用单滚筒采煤机或刨煤机的截齿落煤，借助滚筒是用单滚筒采煤机或刨煤机的截齿落煤，借助滚筒的螺旋叶片或煤刨的斜面将碎落的煤炭推运并装入刮板输送机，再由刮的螺旋叶片或煤刨的斜面将碎落的煤炭推运并装入刮板输送机，再由刮板输送机将煤炭运出工作面，工作面采用金属摩擦支柱和金属铰接顶梁板输送机将煤炭运出工作面，工作面采用金属摩擦支柱和金属铰接顶梁支护和管理。支护和管理。高档普通机械化采煤高档普通机械化采煤是用功率较大的采煤机或刨煤机落煤、装煤，是用功率较大的采煤机或刨煤机落煤、装煤，用运输量和功率较大的刮板输
48、送机运煤，顶板支护和管理采用单体液压用运输量和功率较大的刮板输送机运煤，顶板支护和管理采用单体液压支柱和金属铰接顶梁。支柱和金属铰接顶梁。第二节第二节 采煤机组成及工作原理采煤机组成及工作原理 综合机械化采煤综合机械化采煤是采用大功率双滚筒采煤机落煤、装煤，重型可弯是采用大功率双滚筒采煤机落煤、装煤，重型可弯曲输送机运煤，液压支架支护管理顶板和推移刮板输送机，使采煤工作曲输送机运煤，液压支架支护管理顶板和推移刮板输送机，使采煤工作面的落、装、运、支各工序全部实现了机械化。且随着工作面向前推进，面的落、装、运、支各工序全部实现了机械化。且随着工作面向前推进，自移式液压支架能依靠本身具有的液压装置
49、移至新的位置。自移式液压支架能依靠本身具有的液压装置移至新的位置。综合机械化采煤工作面采煤机械的设备布置如图所示。综合机械化采煤工作面采煤机械的设备布置如图所示。双滚筒采煤机双滚筒采煤机1完成落煤和把煤装入完成落煤和把煤装入可弯曲刮板输送机可弯曲刮板输送机2，运到下回采巷道转，运到下回采巷道转载机载机5上，由转载机将煤装到可伸缩皮带上，由转载机将煤装到可伸缩皮带输送机输送机6上，运到采区煤仓上，运到采区煤仓14内。随着工内。随着工作面的推进，可伸缩皮带输送机可由推进作面的推进，可伸缩皮带输送机可由推进装置进行整体移动。工作面的支护机械是装置进行整体移动。工作面的支护机械是一种可自移的液压支架一
50、种可自移的液压支架3，沿工作面全长，沿工作面全长排列，支护着顶板，随着采煤机后面液压排列，支护着顶板，随着采煤机后面液压支架一架一架前移，以支护裸露出的顶板，支架一架一架前移，以支护裸露出的顶板，支架后的顶板则让其垮落。支架后的顶板则让其垮落。第二节第二节 采煤机组成及工作原理采煤机组成及工作原理 液压支架内的推溜千斤顶将刮板输送机推进到新的煤壁，支架所需液压支架内的推溜千斤顶将刮板输送机推进到新的煤壁，支架所需高压液体，由安置在回采巷道的液压泵站高压液体，由安置在回采巷道的液压泵站9供给。端头支架供给。端头支架4用来支护工用来支护工作面两端的顶板，绞车作面两端的顶板，绞车12是运送材料和设备
