淺談新型等采高采煤機(jī)研究

鄧娟 朱強(qiáng)

（西安煤礦機(jī)械有限公司，陜西 西安 710201）

1 概述

薄煤層占我國(guó)煤炭總儲(chǔ)量的20%[1]。受到開采環(huán)境的制約，薄煤層開采機(jī)械化水平低，產(chǎn)量只占煤炭總產(chǎn)量的10%[2]。2019年我國(guó)煤炭產(chǎn)量37.5 億t，在一次性能源消費(fèi)中的比例占57.7%，煤炭作為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)主體地位的形式將長(zhǎng)期存在，隨著我國(guó)部分礦區(qū)的中厚及以上的煤層儲(chǔ)量日趨減少，薄煤成逐步成為這些礦井的主采煤層[3]。高效智能化開采是提高薄煤層采出率的重要途徑，常用的機(jī)械化薄煤層開采方式有四種：滾筒采煤機(jī)綜采、刨煤機(jī)綜采、連續(xù)采煤機(jī)開采、螺旋鉆采煤機(jī)開采，其中滾筒采煤機(jī)綜采是主流的機(jī)械化開采方法。本文在前人相關(guān)的研究基礎(chǔ)上，介紹了一種適合薄煤成采煤的新型等采高采煤機(jī)。

2 新型等采高采煤機(jī)在薄煤層開采中的優(yōu)勢(shì)

隨著整個(gè)采煤機(jī)械化裝備的發(fā)展，我國(guó)薄煤層工作面的三機(jī)裝備也得到了相應(yīng)的發(fā)展。適合薄煤層開采的采煤機(jī)裝備也得到了快速發(fā)展，典型產(chǎn)品有MG2×160/710-AWD系列、MG200/456-AWD系列、MG2×100/460-BWD系列等產(chǎn)品。刨煤機(jī)是德國(guó)最先研究的，刨煤機(jī)受采高變化、國(guó)產(chǎn)化、破煤能力等因素制約在我國(guó)應(yīng)用較少。本文設(shè)計(jì)的新型等采高采煤機(jī)結(jié)合滾筒采煤機(jī)和刨煤機(jī)在薄煤層開采中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)。新型等采高采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度為3.4 米，無需斜切進(jìn)刀，順刮板槽整體推進(jìn)；截割功率大，驅(qū)動(dòng)方式為單個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割滾筒，有效截割功率為500KW，牽引方式為連牽引結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

2.1 新型等采高采煤機(jī)與采煤機(jī)對(duì)比

新型等采高采煤機(jī)采用銑削方式進(jìn)行截割，能有效的截割巖石和夾矸，截割功率為500KW，截割效率為3.17 ～4.44 m/s。而刨煤機(jī)截割方式為刮刨所需要的截割功率為1600KW，截割巖石和夾矸困難，截割效率為3m/s。新型等采高采煤機(jī)過斷層是可以下調(diào)截割通過，刨煤機(jī)則需要停機(jī)并爆破才能通過。工作面高度變化時(shí)，新型等采高采煤機(jī)可以通過油缸來提升機(jī)體來增大采高，刨煤機(jī)需要重新組裝刨頭。

2.2 新型等采高采煤機(jī)與刨煤機(jī)對(duì)比

與滾筒式采煤機(jī)相比等采高采煤機(jī)裝煤效果好，兩個(gè)滾筒一個(gè)采煤，一個(gè)輔助拾煤，有效截割功率高且割矸能力強(qiáng)，割矸順暢無需減速。通過斷層時(shí)等采高采煤機(jī)需要的過斷層距離較采煤機(jī)斷。新型等采高采煤機(jī)機(jī)面高度較傳統(tǒng)采煤機(jī)更低，過煤空間更大，由于機(jī)身短且采用鏈牽引，維修時(shí)可將機(jī)身移出工作面，在巷道中維修，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便維修。

3 新型等采高采煤機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要參數(shù)

3.1 鏈牽引行走方式

新型等采高采煤機(jī)采用鏈牽引，如圖1所示與刮板運(yùn)輸機(jī)配合使用，傳統(tǒng)采煤機(jī)牽引部、行走箱對(duì)機(jī)面高度和過煤高度影響大，新型等采高采煤機(jī)采用鏈牽引能在降低機(jī)面高度的同時(shí)增大過煤空間。同時(shí)電控系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，可以縮短采煤機(jī)整體長(zhǎng)度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維修方便。

圖1 新型等采高采煤機(jī)中部斷面圖

3.2 一體式機(jī)身設(shè)計(jì)和單電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方式

新型等采高采煤機(jī)將搖臂機(jī)身整合為一體，機(jī)身主體采用一體式鑄造，如圖2所示，截割電機(jī)位于殼體中部，由傳動(dòng)裝置分流到左右截割滾筒，其中電機(jī)、傳動(dòng)裝置和左右截割滾筒在同一個(gè)殼體上安裝，結(jié)構(gòu)緊湊。

圖2 新型等采高采煤機(jī)機(jī)身三維圖

新型等采高采煤機(jī)采用單個(gè)500KW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，如圖3所示，電機(jī)位于機(jī)身中部，由花鍵軸連接電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)左右分流，分別驅(qū)動(dòng)左右滾筒進(jìn)行截割切煤。

圖3 新型等采高采煤機(jī)傳動(dòng)圖

3.3 機(jī)型技術(shù)參數(shù)

按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及配套參數(shù)，設(shè)計(jì)后的等采高采煤機(jī)如圖4所示。其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

圖4 新型等采高采煤機(jī)

表1 新型等采高采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

4 結(jié)論

本文介紹了一臺(tái)新型等采高采煤機(jī)，該采煤機(jī)主要針對(duì)薄煤層綜采工作面而設(shè)計(jì)。對(duì)比刨煤機(jī)和傳統(tǒng)采煤機(jī)介紹了新型等采高采煤機(jī)在薄煤層開采中的優(yōu)勢(shì)，從牽引方式、機(jī)身結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式介紹了新型等采高采煤機(jī)。該采煤機(jī)的應(yīng)用為薄煤層的開采提供技術(shù)支持。