大力发展薄煤层滚筒采煤机.pdf

婵 ，年 ， 夕 象 } 7 ， 大 力 发 展 薄 煤 层 滚 筒 采 煤 机 一 ．国内外情 况 煤 科 总 院 上 海 分院 一f ／ 煤矿 薄煤层 用滚 筒采煤 机 ， 许 多 国家都 有 各 自不 同 的产_品型式 。例 如 西 德薄煤 层 煤厚 1 ． 2 m以下 滚筒采煤机有艾柯夫公司 的 E D W 系 列 ， 主 电 动 机 容 量 为 1 7 0～ 3 3 5 K W ， 除有 较 高 的技 术 参数 外 ， 并将 设备 更新 、 采用新技术 、 提高 小时生产髓力和运行 可靠性 等作 为薄 煤 层滚 筒采煤 机 的技 术 数 据。新型的薄 煤层滚筒采煤机都 采用电牵 1 方式 ， 各部件都 由单 独电动机驱动 ， 取 消了伞 齿轮等薄弱传动环节， 并将微电子技术用于 系统故 障诊 断和提高监 控和 监测手段 ， 主 要 在可靠性 和使用寿命上下功夫 。新型电牵引 薄煤层滚筒采煤机的传动 系统效率 比常规 的 液 压系 统传 动效 率可 提高 1 1 5 ， 牵 引速度 几乎可提高一倍 。在性能上既可满足机械 负 载波动要求 ， 又可满足工 作方式的变化 。 其主 要性 能指标 ， 据 统计 年工作时 间有效利用率 已 达 9 5～ 9 9 ， 工 作 面 有 效 利 用 率 6 4～ 7 6 ， 均有 明显 提高 。 西德艾柯夫公司 电牵 引 滚 筒采煤机 已提供 国 内外市场 ， 在使 用规 定 条件下 ， 其使用寿命 已这 8 ～1 0 年 。英 国、 美 国、 日本等 国都有 各 自不 同规 格的薄煤 层滚 筒 采煤机 系列产品 。例如 t 美 国 J O Y公司生 产 的 电牵引采煤机 ， 目前 已约 占美 国采煤 机 使用量的 5 0 以上。目前 ， 薄煤层 煤层厚度 O ． 8 ～ 1 ． 2 、 煤 质硬度 系数 f 一 2 ． 5 ～ 采煤 ， 对许多国家煤矿来说也是个亟待 解决的问 题 。 美国 J O Y公司新型 的 1 4 c M一1 0 A A型薄 煤 层滚 筒采煤机 已成 功地 解决 了这种煤 层开 采 ， 并以其生产率高、 适用性强著称于世。 我 国从 5 0年代起开始仿 制滚 筒采煤机 。 尔后 ． 在 仿制基础上研 制 出诸如 MG等 系列 的滚筒采煤 机 。目前 我国煤矿 中厚煤 层大 量 使 用的就是这些 系列产 品 ， 它 的性 能和 睫用 中的稳定性 、 可靠性和寿命 ， 已均 比当时的滚 筒采煤机优越。薄煤层滚筒采煤机的研制工 作也 已取得 了一定 的成 就 ， 然而主 电动机 的 容量仅停滞在 1 0 0 K W 左右。为提高薄煤层 滚 筒采煤机效能 ， 延 长使用寿命 ， 提高其适用 性 ， 近几年 ， 根据 国家下 达任务 ， 有 关单位 已 着手研制各种型式的薄煤层滚筒采煤机 。以 上海分院为例， 与波兰合作设计的 MG 3 4 4 一 P WD型薄煤 层滚 筒采煤机 ． 具有较好性 能参 数 ， 可适用于煤层 厚度 0 ． 9 m 以上 、 倾 角小于 3 5 。 、 煤 质 中硬 的煤 层 中开采 ， 在 综 合机械 化 采煤工作面完成落煤和装煤 。 、 煤矿薄煤层滚筒采煤机结构特点 1 、 降低 滚筒采煤机 机身高 度 ， 缩 短机身 长度 ， 提 高其 生产能 力和 使 用安全 、 可靠 、 是 国外主要采煤 国家薄煤层滚筒采煤机发展 中 致 力于 解决 的技术关 键问题 。 2 、 研究情 况表 明 薄煤 层 长壁 工 作面滚 筒采煤机宜采用爬底式机型 、 电牵 引调速 、 无 链牵引运行方式 。 3 、 根据 回采工作 面条件 ， 薄 煤层 滚筒采 煤 机结 构应 设计成可 按单 向或双 向采煤组合 布局 。 4 、 保证 应有足 够的过煤 空 间 通 常不小 于 2 5 0 m m ， 机身高度在 0 ． 5 5 m左 右 ， 髓适应 采高 O ． 8 m 以上薄煤层综合机械化采煤 。 5 、 机身长度 能适 应工作面 底板有较大起 陡的煤层 ， 倒 如 滚筒 中心距 为 4 m 左右 的双 滚 筒薄煤层 采煤机 ， 在 1 O m 底扳 等高线不超 过 l 。 的条件下能保持正常的采煤工作。 6 、 主 电动 机 的功 率 ， 现普 遍 采 用 2 0 0 ～ 3 0 0 KW。国外 薄煤层 回采经验 表 明 唯有 大 功 率 ， 才有高效能 。 一 3 9 维普资讯 7 、 保证薄煤 层滚 筒采煤 叽有较长 的使用 寿命和可靠性 。主 电动机需有一定的功率裕 度 一般 应为 3 0 。 8 、 薄煤层滚筒采煤机另一 明显的技术特 性 是主 电动机的当量高度和有效当量体积都 很小 。以主 电动 机功率 容量 为 3 0 0 K W 的采 煤机为例 ， 当量高度一般 为 1 ． 5 mm／ k W， 有效 当量体积通常为 0 ． 0 0 0 7 m。 ／ k W。功 率容 量较 小的电动机 ， 其值稍大些。这是短机身、 矮机 面薄 煤层 滚筒采煤机 首要 条件。 9 、 薄煤层滚 筒采煤机 技术 发展 的主导方 向 ． 多半 采 用直 流 电动机 、 可控硅 调速 、 强 力 链轨牵引方式 。但近年来 发展的用交直 交调 压调频可 控硅装置 ， 控制交 流感 应 电动 机 的 交流电牵引机型 ， 比直流电动机牵引方式看 来 更有 前途 ． 其维护工 作量少 。 1 0 、 采 用多 电动 机横 向布置 和两点 导 向 支 撑方式 能有效地缩 短机 身长度 ， 以适 应底 板起 伏变化要求 。 1 3 、 使用经验 还表 明 ； 要使薄煤层工作面 有 更大的 生产率 ， 只能 提 高滚筒 采煤机 的牵 引速度和加大截深。 近年来 ， 为满足薄煤层 回 采 需要 ， 薄 煤层滚 筒采煤 机最大 牵引速度 已 达 2 0 m／ ra in ， 截深采 用 0 ． 8 ～0 ． 9 m的约占 9 0 左右， 最大截深已达 l m l 2 、 为进 一步提高薄 煤 层滚 筒采 煤机运 行 可靠 性 ． 蒋 煤层滚 筒采 煤机具有 比较完善 的遥测监渊 、 故障诊断设施 、 自动显示检 澳 i 和 调 高的 Y射 线或 记忆 系统 。 3 3 、 采用吸尘滚简 ， 配 以增 压水泵和压风 泡 沫生成器来提 高降尘效 果 。 三 、 结 论和看法 薄煤 层 受地质条 件和开采 环境的 限制 ， 因而 在研 制、 使用和操 作采煤 机 以及人 身防 护等方面都会遇到一系列特殊问题。国外主 要 采煤 国家 ， 在研 制薄煤 层滚 筒采煤机方 面 往往采取下述措施 1 、 改进 原 中厚煤层 使用 的滚 筒采煤机 ， 使它能适应薄煤 层工作要求 。 2 、 在引 进仿 制的基础 上 ， 研制薄 煤层 滚 』 0 筒采煤机 。 3 、 按 照本 国薄 煤层开采 特点 ， 通过 比较 、 采纳 国外薄 煤层 滚筒采煤 叽的先进 结构 ， 探 索和 自行 研制 国产 薄煤 层滚 筒采煤机 。 薄煤 层走 向长壁 工作面 ， 其 布置 系统大 致和 中厚煤层相似 回采工艺和滚 筒采煤机 的工作方式也基本类 同。改进 中厚煤 层滚 筒 采煤机 ， 结 合薄煤 层煤 层薄 、 作业 空 间狭 小 ， 要 求采 煤 机 体积 小 、 结 构更 可 靠 、 操 作 更简 便 ， 并尽可 能采用 离机操纵 或遥控 是有 必要 的。倒如 西 德曾把 中厚煤层 使用 的 E D w 一 1 7 0 L型滚 筒采煤机 改 型成 E Dw l 7 0 L N型 薄煤层滚筒采煤机后 ， 能用于薄 煤层开采 ， 在 萨 尔煤 田开 采 1 ． 2 m 的煤 层 ， E l 产 商 品煤 可 达 1 4 0 0 t ， 工班效率 3 0 t 。为适应 较硬煤层 ， 艾 柯夫公司 又在 E Dw一1 7 0 L N 型基础 上 ， 设计 了 E D W 一2 3 0 2 L N型薄 煤 层滚 筒采煤 机 。 尔 后 ， 又 根 据 本 国薄 煤 层 开 采 特 点设 计 了 E D w一3 0 0 L N专 为开采煤 厚 0 ． 8 m 以上 的薄 煤层滚筒 采煤机 。这 些薄 煤层滚筒采煤 机一 改中厚煤 层骑溜式机 型特 点而 改为爬底 扳机 型 ， 适合薄煤层开采需要 { 加大 了电动机 功率 适 应薄煤 层较坚硬 煤 层开采 ， 改 液压牵 引为 电 牵 引 ， 操 纵 方 便 ， 牵 引 效 率 可 提 高 2 0 ～ 3 0 ， 可增大装机功率利 用率 1 0 ～】 5 ， 工 作 面 生产率 可提 高 7 ～ 1 0 ， 另外在 同样 机 身重量条件 下 ， 可 加大装机功率 1 0 左 右。 我 国薄 煤 层面 大量 广 ， 但 目前 薄煤 层开 采 比重 很 小， 据 1 9 9 0年统 计 ， 统配 煤矿薄 煤 机械化采煤 比重 仅占 0 ． 0 5 。为适应我 国薄 煤层采煤 机械 化发展 需要 ， 并从 我国煤 炭工 业长远发展观点来看， 扩大薄煤层开采比例 ， 发展薄煤 层滚 筒采煤 机采煤 ， 是今 后几年 亟 待解决的问题 。 l 、 从 国外采煤 机 的使 用经 验可 知 刨煤 机可优先用于煤 质橙软、 煤层节理 层理发育 、 顶板中等稳定， 可暴露顶板面积较大又不需 立 即支护 ． 底 板较坚硬 、 起 ．犬较 小 ， 地 压能加 助落煤等煤 层条 件。 目前 ， 西蒋 大功率 刨煤机 能适应开采煤 层的切 割阻 力 ， 据载 ， 最大 可达 4 0 0 0 K N ／ c m ． 若按苏联斯琴斯基矿业研究所 测算的煤 的切割阻 力指标与我 国 目前 仍沿用 维普资讯 墩 撑 欠 王 牛 f 斗 拉撑式辅助顶梁的研究及应用 煤 科 总 院 台 肥 研 究 所 7 1 ． 多 ●● __ ’一 一 一 为 了解 决倾斜煤 层工 作面支柱 歪斜 、 下 滑 、 倾倒 ， 顶 梁 甩 头 ， 翻 转 下 滑等 问题 ， 1 9 8 9 年我 们和淮 南煤机 厂 ， 淮 南李 一矿 等单位 合 作 ， 共 同研制 了拉撵式辅助顶 梁 以下简称辅 助顶 梁 。 一 、辅助顶梁 的基本结构爰 主要技术参数 辅助 顶 梁主要 由梁 体、 拉梁 、 撵梁、 夹紧 块、 水平楔、 卡爪等零部件组成。整个辅助梁 为一板状结构 图 1 。梁体 ， 拉梁及撵梁通过 夹紧块联结在一起。卡爪是辅助梁连接金属 铰接顶梁的零件 拉梁与梁体相结合承受拉 力， 撵梁与梁体相结合承受撵力， 夹紧块可以 左右滑动 ， 并籍此来调整辅助梁的工作长度 以适应不 同的支架间距 ， 其主要技术参数见 表 。 圈 1 辅助 酉 果蛄构 示意 圈 l 一 卡爪 } 2 一榘体 } 3 一 律果 I 一 走 紧块 I 5 - - 木 平桂 - 6 一拉 莱 ⋯⋯●⋯⋯●⋯⋯⋯⋯⋯●⋯⋯⋯⋯●一●⋯● ⋯●⋯●● 的煤质硬度系数 f 之间的修正关系 A ≈1 5 0 f 折算 ， 仅相 当于 f 3 2 、 国 内煤矿薄煤层煤 质硬度系数 f ， 据 统计多半在 f 2 4 ， 个别煤矿某几层 f 小于 t或 太于 4 ； 就煤 层 中含 夹矸 石 层或 其 他 夹杂物情况来说， 含夹矸 右 层或夹杂物薄 而软时- 一般不会影响刨煤机采煤 } 但 夹矸 石 层坚硬且节理不 明显 、 厚度又太 ， 而又处 于刨刀 刨削范围之 内 ， 刨煤机是无法开采的 ， 滚 筒采煤 机 易于 回采这 种硬 煤 含夹矸 石 层的煤层。 3 、 国外 巳有用于薄煤层滚筒采煤机的、 薄煤层滚筒采煤机的使用经验 ， 新型薄煤层 滚筒采煤机的传动功率加大了， 传动功率的 利用率提高了， 煤层的节理方向对截割式滚 筒采煤机来说影响不太。就地质断层对采煤 方法而言 ， 滚 筒采煤 机 比刨削式 采煤容 易 过 断层 ， 而 且 日产量和工作面效率较 高 ， 生产 费 用的损 失较 小。 4 、 我国巳有薄煤层滚筒采煤机研制和使 用经验 r 为了进一步发挥薄煤层滚筒采煤机 的效能． 克服在推广应用中的局限性， 应继续 加速薄煤层滚筒采煤机的研制工作 ， 研制多 电动机 、 电牵引、 爬底式、 大功率滚筒采煤机 ， 这 是保证我 国煤炭 产量持续 稳定增 长 ， 增 加 矿井采区采煤量、 延长矿井服务年限， 是切实 解决我国薄煤层机械 采煤的一个主攻 目 标 。 5 、 制订近期年度规划， 引进先进的爬底 式电牵引大功率薄煤层滚筒采煤机设备和技 术， 在国际交流中开展薄煤层开采技术的研 究也是值 得重 视的一个技术途径 。 维普资讯