采煤機主要參數(shù)的選擇研究

馬維新

【摘 要】綜采工作面一般都采用雙滾筒采煤機進行落煤和裝煤。采煤機主要參數(shù)包括：采煤機的開采高度、臥底量、滾筒的基本參數(shù)、采煤機的生產能力等。

【關鍵詞】采煤機；參數(shù)；研究

1.采煤機采高的選擇

1.1按照液壓支架的高度選擇采煤機的采高

綜采工作面的設備選擇，一般都是先根據(jù)煤層條件，準確選擇液壓支架的架型與各參數(shù)。然后再根據(jù)所選擇的液壓支架及煤層本身特征，選擇合適的采煤機。當液壓支架形式選定以后，為了使采煤機與液壓支架配合使用，就應按照所選液壓支架的高度來選擇采煤機的采高，液壓支架的高度與開采高度有如下關系：

H大=M大-S1+C （3-3-1）

H小=M小-S2-a （3-3-2）

即 M大=H大+S1-C （3-3-3）

M小=H小+S2+a （3-3-4）

式中M大、M小—煤層相應的最大、最小采高，m；

H大、H小，—液壓支架的最大、最小支撐高度，m；

S1—液壓支架前柱的頂板下沉量，m；

S2—液壓支架后柱的頂板下沉量，m；

a—立柱伸縮裕量，一般為30-50mm：

C—為防止液壓支架在最大采高時偽頂冒落而引起支架頂空應具備的富裕量，中厚煤層一般取200mm。

采煤機的最小采高就是滾筒直徑D，而滾筒直徑與支架的最小高度H小的關系如下：

H小=D-S2-a

即 D=H小+S2+a （3-3-5）

由此可知，為使支架能通過煤層變薄帶，采煤機的滾筒直徑必須大于支架的最小高度。

為使機身高度h不影響支架通過煤層變薄帶，應使H小>h，大多少應視支架結構而定。

對于不粘頂、易片幫、截割阻力小的煤層，因無需割到頂板，在保證采煤機生產能力的前提下，采煤機的最大采高M大值可適當減少。

1.2按采煤機結構參數(shù)選擇合理的采高范圍

采煤機的基本結構參數(shù)有滾筒直徑、機身高度、搖臂長度及其擺角范圍、臥底量等。這些參數(shù)之間的比例關系，決定了采煤機的采高范圍。圖3-3-2說明了各結構參數(shù)與采高范圍之間的關系。圖中h為機身高度；C為機身箱體的厚度；L為搖臂的長度；a最大和β最大分別為搖臂對于機身水平向上和向下擺動的最大角度；D為滾筒直徑。由圖可得出采煤機的最大采高M大和最大臥底深度X大的關系式：

M大=h-+Lsinα+ （3-3-6）

X大=h--Lsinβ- （3-3-7）

例：MLS-170型雙滾筒采煤機，h=1300mm，C=460mm，L=1190mm，α=52°，β=30°，D=1600mm。求該機的最大采高和最大臥底量。

M大=1300-+1190sin52°+=2808mm

X大=1300--1190sin30°-=-325mm

X大為負值，表示在底板以下的臥底量。

圖3-3-2 采高與機身尺寸關系

滾筒直徑不變，采煤機采高范圍亦不變。如果需要改變采高范圍，則必須改變滾筒直徑。必要時，還需相應改變機身高度（即改變底托架高度），或改變搖臂長度及其擺角范圍。但是，在調整這些參數(shù)時，除了滿足采高范圍以及臥底時的要求外，還必須充分考慮到機身下過煤空間的高度E的要求及兩滾筒之和要大于最大開采高度的要求。

2.滾筒參數(shù)的選擇

2.1滾筒直徑

滾筒直徑不但要滿足采高的要求，而且要滿足割煤的要求，能夠往返割煤的雙滾筒采煤機，其兩個滾筒直徑應當相等，且每個滾筒直徑應大于采高之半。因割煤中后滾筒直徑等于或小于采高的一半時，裝煤效果不好。

2.2滾筒的寬度

滾筒的寬度應稍大于截深。裝煤效果好的采煤機，滾筒寬度大于截深50mm左右。確定滾筒的寬度要充分考慮煤層截割阻力的大小、煤層厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性及采煤機自身的穩(wěn)定性等因素。

（1）當厚度為1.2-2.5m的中厚煤層，滾筒寬度在600～800mm較為適宜。若頂板穩(wěn)定性好，煤層截割阻力小，滾筒寬度可適當加大，反之，則適當減小。

（2）在開采2.5～3.5m的較厚煤層時，煤壁容易片幫，不安全，頂板管理的難度較大，滾筒寬度宜小，可在500～700mm之間選擇。

（3）開采1.3m以下的薄煤層，因往返割煤工人跟機作業(yè)不方便，每刀煤產量較低，可適當加大截深，采用800-1000mm寬的滾筒。

2.3采煤機的最大生產能力

采煤機的最大生產能力可按下式計算：

Q=60υshρc（t/h）

式中υ—采煤機的最大牽引速度，m/min；

s—截深，m；

ρ—煤的實體視密度，t/m；

h—開采高度，m；

c—采煤工作面煤炭采出率；

在采煤機說明書技術特征表中的采煤機最大生產能力，就是這樣算出來的。但在實際生產中，雖然采煤機有很大的調速范圍，但采煤機割煤，要消耗一定的電能，而且消耗的電能隨煤層截割阻力的增大而增加。由于采煤機的電機功率是個定值，故在割煤時采煤機實際能達到的牽引速度，往往遠小于技術表里所給出的最大牽引速度，牽引速度還受運輸系統(tǒng)運輸能力的影響。確定采煤機的生產能力，實質上就是確定在某一特定煤層地質條件和運輸條件下，采煤機割煤時可達到的牽引速度。

3.雙滾筒采煤機的工作方式

3.1采煤機的割煤方式

綜采工作面采煤機的割煤方式也分為單向割煤和雙向割煤兩種方式。

（1）單向割煤。采煤機往返一次進一刀，即采煤機上行（或下行）割煤，機后2～3架支架位置處移架直至端頭。采煤機下行（或上行）清理浮煤，滯后10-15m推移刮板輸送機。采煤機往返一次工作面推進一個截深。

（2）雙向割煤。采煤機往返一次進兩刀，即采煤機上行（或下行）割煤，機后2-3架支架處移架，滯后10-15m推移刮板輸送機，到工作面上（下）端頭，采煤機在端頭完成進刀后，下行（上行）重復上述過程。采煤機沿工作面往返一次推進兩個截深。

3.2采煤機的進刀方式

綜采工作面采煤機的進刀方式與普采工作面進刀方式基本相同；主要分為兩種：斜切式進刀和直臥式進刀。我國主要采用斜切式進刀方式。斜切式進刀也分為端部斜切進刀和中部斜切進刀。在采用雙向割煤時，必須采用端部割三角煤的進刀方式。單向割煤時可采用端部留三角煤斜切進刀或中部斜切進刀。

4.采煤機的牽引方式與操作

采煤機是整個綜采工作面的重要設備，它所完成的落煤、裝煤工序，是采煤作業(yè)中的關鍵環(huán)節(jié)。采煤機的牽引方式主要分為有鏈牽引和無鏈牽引，有鏈牽引是利用固定的錨鏈，使采煤機沿工作面往返運行；無鏈牽引是利用固定在運輸機上齒軌或槽軌使采煤機沿工作面往返運行。無鏈牽引采煤機運行平穩(wěn)可靠性高，安全性能好，目前大部分采煤機都是采用無鏈牽引。采煤機以前主要采用液壓系統(tǒng)實現(xiàn)無級調速，稱為液壓牽引；直接利用交流電進行無級調速牽引的采煤機，稱為電牽引。電牽引采煤機工作可靠性高，是采煤機牽引方式的發(fā)展的方向。

正確操縱采煤機對發(fā)揮設備的效能和降低采煤機的機電事故率是十分重要的。采煤機必須有專人操作，持證上崗。綜采工作面采煤機的操作與普采工作面基本相同，都必須嚴格執(zhí)行滾筒采煤機操作規(guī)程。