采煤机的发展方向.pdf

问题 探 讨 采 煤 机 的 发 展 方 向 牛 卫 兵 太原矿 山机器集 团有限公司 设计院， 山西 太原0 3 0 0 0 9 摘要 介绍了液压采煤机发展的历史 ， 根据高产高效矿井综采工作面对采煤机的要求 ， 以及液压采煤机 存在的问题和牵引力与牵引速度局限性 阐述了开发研制 电牵引采煤机 的必然趋势， 介绍 了太原矿 山机器 集团近十年来研制 电牵引采煤机的业绩。 关键词 液压牵引采煤机； 液压泵站 ； 电牵引采煤机 ； 水路 系统； 高压控制箱 中图分类号 TD4 2 1 ． 6 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 5 - 2 7 9 8 2 0 0 3 0 2 枷 4 9 ． 0 2 1 液压牵 引采煤机 的发展历史 太原矿山集团公司于 8 0年代在引进综采设备 的基础上进行了消化吸收、 自行开发设计， 研制出了 各种 系列 的液压 牵 引采 煤机 ， 经 过近 2 0年 的发 展 ， 技术水平得到了较大的提高， 在提高液压牵引采煤 机寿命和 可靠 性方面作 了大量工作 。截 止 目前 ， MG A M5 0 0采煤机 已生产近 2 0 0台， 产品分布在全 国各 大矿务局 、 公 司和煤矿 。 1 9 9 1 年该公司同煤科总院上海分院共同开发 了 6 MG 2 0 0采煤机 ， 由于该机型外型尺寸小 ， 牵引 力 大 ， 液压 系统 可靠 等独 特优 点 ， 深 受用 户 的观 迎 。 经峰峰矿务局普采工作面使用 ， 创年产原煤 8 0万 t 的好成绩 ， 原煤炭部在该局召开现场会推广使用 。 2 液压牵引采煤机局 限性 其一 ， 采煤机的液压元件质量不稳定， 使用寿命 短 。我国使用的液压牵引采煤机 ， 主泵是牵引部 的 心脏， 使用寿命应在半年以上 ， 但质量 比较好的也只 能使用 3 ～4个月， 国产主泵使用寿命短的主要原因 是配油盘和缸体的材质和热处理工艺还没有完全过 关 ， 尚没有达到引进件产品质量现在的制造水平。 液压牵引采煤机 的其他液压元件 ， 如液压 阀、 冷却 器、 过滤器、 调高泵和油缸都存在着质量问题 ， 整个 牵引部液压系统无论哪个元件出现问题都需要揭盖 维修或更换 ， 都将影响机组的正常运转 ， 影响煤炭生 产效率 。其二 ， 因井下开采不具备无尘维修条件 ， 而 主泵及 其它液压 元件 对油 脂 的污 染 又 十分敏 感 ， 防 止液压油污染 的难 度 大 ， 油脂 的好 坏 又直 接影 响 液 压元件的使用寿命 ， 频繁 的开盖维修又加速了液压 元件的损坏。其三 ， 液压牵引采煤机的系统复杂 ， 并 且 串联元件多， 查找故障困难 ， 检修不方便。其四， 液 压牵引采煤 机漏油是 国产 采煤机 尚未解 决 的难题 之一 ， 漏油影响液压牵引采煤机的声誉。其五 ， 液压 牵引采煤机不能满足高产高效矿井的要求。 3 液压牵 引采煤机 截齿 单 刀切割 力 和截割 牵引速度的计算分析 3． 1 高产 高效工作 面 采煤 机 必须 达到 的截 割牵 引 速 度 设 定 E l 产 P 1 0 0 0 0 t ， 工 作 面 长 度 l 2 0 0 m， 平均采高 H3 m， 循环进度 B0 ． 7 5 m； 单 向割煤作业循环方式 ， 四班作业 ， 其 中三班生产， 一 班检修 ， 开机率取 国内百万 吨队的平均水平 ， M 0． 6， 煤 的密度为 1 ． 3 t ／ m3 。 1 工作面每 刀产量 Q。 Q Z H B y2 0 03 ． 00． 7 51 ． 35 8 5 t 2 每 日割煤 刀数 N。 N P／ Q1 0 0 0 0 ／ 5 8 5 1 7． 1刀N 取 1 8刀 3 每 日有效割煤 时间 t 。 t2 4 6 0 M 2 46 00． 68 6 4 mi n 。 4 每刀循环允许作业时间 t 。 t l f ／ J 、 ， 8 6 4 ／ 1 84 8 mi n 5 根据工作长度确定采煤机下放速度 。 。 b ／ Kt s 修 回 日期 2 0 o 3 ． I 1 1 4 作者简介 牛卫兵 1 9 6 4一 ， 男 ， 山西盂县人 ， 工程师， 从事矿山机械研究开发工作。 煤 第 1 2卷 第 2期4 9 维普资讯 式中 6 采煤机正常割煤段工作 ， bz 一 a c 。其 中 a为机 头缺 口长度 ， 取 2 5 m， C为机 尾缺 口长度 ， 取 2 0 m； ￡ 移工作 面输 送 机 头 、 机 尾 平 均 时 间 ， 取 1 7． 5 mi n； K 经验系数 ， 取 0 ． 8 ～0 ． 9 ； V s 1 5 5 ／ 0 ． 81 7 ． 5 1 1 ． 0 7 m／ mi n 6 割煤牵 引速 度 。 l v 。 ／ T v 。 一2 Tl 。 一1 8． 3 6 m／ mi n 式中 ￡ 2 翻转档煤板时间， 取 3 mi n 。 通 过上述计算得 知 ， 单 向割煤作 业循环方式 ， 需 要采 煤机 的割煤 牵引速度 为 8 ． 3 6 m／ mi n ， 下放 牵 引 速度为 1 1 ． 0 7 m／ mi n时， 才能满足 日产万吨要求。 当液 压采煤 机 割 煤牵 引 速 度达 到 8． 3 6 m／ mi n 时 ， 对 中等硬度 煤 层 和软煤 层 是可 行 的 ， 但对 硬煤 ， 如 大同 、 晋 城就 不可 行 。而 电牵引 采煤 机 的牵 引速 度为 0 ～1 2 ． 8 m／ mi n ， 故要满足高产高效矿井 的要 求就必须 开发 电牵 引采 煤机 。 3 ． 2 综 采工作面 采煤机所必须 达到的截割 力 “ 单 刀切割力 ” 是指参 与割煤 的每个 截齿破煤 时 应有的切 向力。 目前使用 的 MG A M5 0 0大功率液 压牵引采 煤机 的单 刀切 割 力 为 1 2 6 7 ． 2～1 6 2 0 N， 在老顶初 次来压 后 ， 利 用矿 压力 破煤 时 采煤 机割 煤 牵 引速度为 3 ～4 m／ mi n ， 老顶初次来压 前采取 震动 放炮松 动煤体措 施 ， 采煤 机割煤 牵引速度 为 2 ～ 3 m／ mi n 。实践证 明， 在截齿单 刀切割力一定的情 况下 ， 割煤牵引速 度 提 高到 一定 程度 后 必然 出现 截 割滚筒“ 卡死” 现象 ， 导致发生机械或电气事故。 3． 3 快 速牵引对大 功率的要 求 因 为采煤 机截 割牵 引速 度加 快 ， 在不 改变 截割 滚筒转数 的情况下则 每个截齿切割 的煤 的厚度将 按 牵引速度 的增加成 比例增 加 ， 截 齿单 刀截 割力 也 必 然增大 。为 了维 持截 齿单 刀 切割 力不 变 ， 就 必须 按 比例增 加截割滚 筒转数 ， 以保持原 有 的切削厚度 ， 必 然导致截割滚筒 电机功率的增加或采煤机总功率的 增加。液压采煤 机 不能 满 足这 一要 求 ， 而 电牵 引采 煤机可通过增大截割电机的功率来满足这一要求。 4 电牵引采煤机的开发研制 以上从几个 方面 阐述 了我 国高产高效综 采工作 面对开发电牵引采煤机的迫切需要。太矿集团公司 自9 0年代初引进 E L E C T R A 1 0 0 0电牵引采煤机制 造技术以来 ， 在消化吸收国外技术的基础上， 进行 了 大量国产化工作 ， 不断研制出适应不同煤层 、 煤质的 高产高效工作面需要的采煤机 ， 现在已形成了系列。 5 0 Co a l 2 ／ 2 0 0 3 至今 已研制 出 电牵 引系列有 MG TY4 0 0 ／ 9 0 o 一3 ． 3 D 电牵 引采 煤 机 、 MGTY2 5 0 ／ 6 0 0 - - 1 ． 1 D 电 牵 引 采煤 机 、 MG TY2 5 0 ／ 7 0 0 - --1 ． 1 D 电 牵 引 采 煤 机 、MG T Y 3 0 0 ／ 7 3 0 _ - 1 ． 1 D 电 牵 引 采 煤 机、MG T Y 4 0 0 ／ 9 3 0 - - 3 ． 3 D电牵 引采 煤 机 、 MGTY5 0 0 ／ 1 2 O o 一 - 3 ． 3 D 电牵 引采煤机 、 MG， r Y5 0 0 ／ 1 2 O 0 3 ． 3 D电牵 引采煤 机 、 MGT Y2 5 0 ／ 6 0 0 - --1 ． 1 C D 开 关 磁 阻 电 牵 引 采 煤 机 以及 MGTY3 7 5多电机液压采 煤机 。 该系列电牵引采煤机总体结构是摇臂由结构简 单的铰销安装在主机架 的两端部； 牵引传动箱 由 6 个液压螺母 ， 斜铁固定在主机架两端的隔腔内； 其余 液压泵站 、 水路系统 、 电气、 高压控制箱 、 牵引控制箱 安装在 主机 架 中部 的各 自隔腔 内 ； 外 牵 引驱 动装 置 由 8个液压螺母 ， 4 个高强度螺栓和斜铁 ， 平键定位 销固定在主机架 的采空侧； 调高油缸由铰销安装在 主机架 的煤侧 。 电牵引采煤机的开发使整机结构由传统的纵向 布置发展 为横 向抽 屉 式 布置 ， 各 部件 之 间没 有 动力 传递， 提高了整机强度 ， 解决 了机身串动 问题 ， 降低 了井下维修工作量。采用多电机 泵站电机 、 牵引电 机、 截割电机 ， 增大了装机功率和牵引功率 ， 提高了 可靠性 ， 降低了故障率。近几年来计算机、 通讯接 口 技术 日新月异的高速发展 ， 为选择采用提供 了可能 ， 以 计算机为核心技术的采用 ， 提高 了整机 的自动化程度。 采用微电脑技术实现了采煤机的恒功率 自动控制、 工 况监测、 数据采集、 故障诊断、 设备的保护等功能， 这是 液压牵引采煤机无法比拟的。所 以研究 开发 电牵引采 煤机是我国高产高效矿井建设的必由之路。 MGT Y2 5 0 ／ 6 0 0 - --1 ． 1 D电牵 引采煤机在 漳村矿 1 3 0 7工作 面进 行工 业性试 验 。1 9 9 9年 9月 1日至 9月 2 5日， 2 5 d时间 ， 生产 原煤 3 1 ． 2 7 3万 t ， 工作 面 推进 2 1 2． 7 0 1 T I ， 日产原煤 1 ． 2 5 1万 t 。 2 0 0 1 年该公司开始开发小功率电牵引采煤机 ， 该采 煤机 ， 内外牵 引 、 控 制 中心 、 牵 引 电机 等通 过 高 强度螺栓联接 ， 因为无主机架 ， 增大 了过煤空间， 降 低 了最小采 高 。既 保 留 了 6 MG2 0 0采 煤机 体 积小 、 重量小等优点 ， 又吸收了电牵引采煤机开机率高 ， 牵 引力大， 牵引速度快 ， 截割功率大等到优点。 通过 1 0 a 的努力 ， 该公司研制出系列 电牵引采 煤机 ， 该系列电牵引采煤机开机率高 ， 牵引力大， 牵 引速度快 ， 截割功率大 ， 能满足高产高效工作面的需 要 ， 取 得 了好 的经济 效 益 和社会 效 益 。但 是仍 然 存 在一定的质量问题 ， 有待进一步改进 、 完善。 [ 责任编辑 宋建勋 ] 维普资讯