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1、,第一章 采煤机械概述,1-1 采煤机械的发展概况,采煤机械是机械化采煤工作面的主要机械设备，其功能是落煤和装煤，目前应用最广泛的采煤机械是滚筒采煤机和刨煤机。,一、滚筒式采煤机,由于滚筒式采煤机采高范围大，适应各种煤层和较复杂的顶底板条件，因而应用广泛。滚筒式采煤机有单滚筒和双滚筒之分，但单滚筒采煤机不能适应机械化发展的需要，特别是不能适应中厚煤层一次采全高和免开工作面缺口的需要，因而出现了双滚筒采煤机。,1、滚筒式采煤机的发展,2、双滚筒采煤机的主要特点,1）滚筒调高范围大，用于中厚煤层可以一次采全高，并能适应煤层厚度变化和底板起伏不平的条件；,2）采煤机运行到工作面两端时，滚筒可截到工作
2、面端头，甚至伸到顺槽中，因而可自开工作面两端的切口；,3）功率大，机械强度高，能截割各种硬度的煤，并可截割夹矸层和部分顶底板岩石；,4）牵引速度较大，生产能力高；,5）具有比较完善的保护装置；,6）操作方便；,7）附属装置日趋完善；,8）设备、系统控制和诊断，大量采用微电子技术、计算机技术和机电一体化技术，进一步提高了设备的自动控制功能和可靠性。,3、滚筒式采煤机的改进方向,1）进一步扩大采煤机的适用范围；,2）提高采煤机的生产能力；,3）完善设备的监测和控制系统，提高机器运行的可靠性和安全性，向智能化和自动化方向发展；,4）提高液压牵引元件的性能和寿命，完善牵引部液压系统，提高工作可靠性；发
3、展无链牵引装置和电牵引技术，向采煤机器人方向迈进；,5）研制长寿强力滚筒，改进现有滚筒结构，并研制新的截割机构，降低截割能量的消耗，减少粉煤和煤尘量；,6）研制电动机横向布置的结构形式，由一机驱动向多机驱动发展；自动控制滚筒高度，避免截割顶底板岩石，防止过载和减少粉尘，减轻司机劳动量；改进滚筒内外喷雾装置，进一步提高降尘效果；,二、刨煤机,1、应用：主要用于煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层。,2、特点：截深浅、牵引速度高、刨落煤的块度大、煤尘少、劳动条件好、结构简单、工作可靠。但对地质条件的适应性不如滚筒式采煤机，调高比较困难，开采硬煤层较难，刨头与输送机和底板的摩擦阻力大、效率低。,新
4、型刨煤机已逐步克服这些缺点，以扩大其适用范围。并且由于刨煤机本身的优点，一些国家规定，凡是工作面条件适合时，应优先采用刨煤机。,第一章 采煤机械概述,1-2 滚筒式采煤机的分类及组成,一、滚筒式采煤机的分类,1、按工作机构可分为：单滚筒式和双滚筒式； 2、按牵引方式可分为：链牵引和无链牵引； 3、按牵引部位置可分为：内牵引和外牵引； 4、按牵引部传动方式可分为：机械牵引、液压牵引和电牵引；,二、滚筒式采煤机的组成,滚筒式采煤机主要由电动机、截割部、牵引部和辅助装置四大部分组成。,1、电动机,作用：提供动力，通过传动机构分别驱动截割部和牵引部，为采煤机提供落煤、装煤及沿工作面运行所需的动力。,2
5、、截割部,作用：直接落、装煤的部分。,组成：1）螺旋滚筒,2）摇臂减速器,3）固定减速器,4）挡煤板,滚筒直径是指从截齿尖处量得的直径，截齿的截割速度是指齿尖的线速度。,式中D滚筒直径，； n滚筒转速，r/min。,双滚筒采煤机滚筒布置方式：,A、分别布置在机身两侧：机器结构对称，工作稳定性好，装煤效果好，可自开工作面两端缺口，进行双向采煤，工作面产量大，应用广泛。,B、两滚筒布置在同一端：机身较短，灵活性较大，空顶面积小，但机身偏重，工作稳定性差，只能自开工作面一端缺口，且机身中部滚筒装煤效果较差。,3、牵引部,作用：通过牵引机构和牵引部减速机，驱使采煤机沿工作面行走。牵引机构有链牵引和无链
6、牵引两种结构。,4、辅助装置,主要包括底托架、冷却喷雾装置和防滑装置等。,1）底托架作用：托高机身，使采煤机骑在输送机上，下面有一定的过煤空间；同时用螺钉连接固定机器各部分为一个整体。,2）冷却喷雾装置作用：减少煤尘及防止煤尘飞扬，保护工人身体健康。,3）防滑装置作用：防止采煤机上行牵引断链时下滑，引起事故。,第一章 采煤机械概述,1-3 机械化采煤的类型及工作过程,机械化采煤工作面分为普通机械化工作面（简称普采）和综合机械化工作面（简称综采）。其主要区别是工作面支护设备不同。,一、普通机械化采煤工作面,1、设备配置：,单滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、金属支柱和铰接顶梁等。如以单体液压支柱代替
7、金属支柱，则称为高档普采。,图15 普通机械化工作面布置图,2、采煤工艺过程：,A、一刀一进方式,1）采煤机的滚筒进入下缺口，然后由下向上采煤。,2）紧随采煤机之后，清理顶煤，挂顶梁。,3）在采煤机后面清出新机道，并在距采煤机1015处开始推移刮板输送机。,4）输送机移到新机道上以后，在悬挂的顶梁下面支撑金属支柱或单体液压支柱。,B、往返一刀一进方式,若采高较大或煤质粘顶，特别是顶板不太稳定时，采煤机由下向上牵引沿顶板采上部煤，裸露的岩石顶板由金属支柱和铰接顶梁及时支护，然后采煤机由上向下牵引沿底板采下部煤，随后将输送机推移至新的煤壁。采煤机沿工作面上下往返牵引一次，才能实现一个完整的工作循环
8、。,3、特点,工作面设备投资较少，但由于要用人力挂顶梁、架设和回收支柱，所以生产效率低、安全性差。且采煤机骑在输送机上工作，由于输送机机头机尾的限制，不可能采到工作面端头，所以在两端需人工预先开出上下缺口，一般上缺口10左右，下缺口78，缺口宽1.2左右。,二、综合机械化采煤工作面,1、设备配置：,双滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架等。,2、采煤工艺过程：,1）采煤机自工作面一端开始向另一端采煤。,2）随着采煤机的移动，紧接着移动液压支架，以便及时支护顶板。,3）在采煤机后面约10处，推移刮板输送机。,当采煤机移到工作面另一端，各工序相应完成之后，就实现了一个完整的工作循环。,图16 综合机械化采煤工作面布置图,综采工作面,双滚筒采煤机,双滚筒采煤机工作方式如图所示，不论上行还是下行采煤，总是前滚筒在上沿顶板截割，后滚筒在下沿底板截割，完成一次采全高。,3、特点,双滚筒采煤机可在工作面两端自开缺口，使用液压支架维护和管理顶板，使采煤过程全部机械化，设备与工序之间密切联系，连续作业，所以产量大、效率高、安全性好。,