滚筒采煤机采煤工艺和效率探讨

总第１７２期　机械管理开发ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ　Ｔｏｔａｌ　１７２　Ｎｏ．８，２０１７　２０１７年第８期　ＤＯＩ：１０．１６５２５￣．ｃｎｋｉ．ｃｎｌ４－１１３４／ｔｈ．２０１７．０８．２６　滚筒采煤机采煤工艺和效率探讨　刘建平　（山西平舒煤业有限公司，　山西　阳泉摘０４５４００）　要：介绍滚筒采煤机的分类和工作原理，分析滚筒采煤机的进刀方式和滚筒采煤机割煤方式等工艺，在　此基础上，通过详细分析影响滚筒采煤机采煤效率的主要因素即滚筒的转速，重点探讨提高滚筒采煤机采煤　效率的方法，以期使滚筒采煤机拥有最佳的截割工况和截割效率。　关键词：滚筒采煤机中图分类号－ＴＤ４２１　采煤工艺采煤效率　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００３—７７３Ｘ（２０１　７）０８－００６０—０２　引言　机、锚链牵引采煤机和钢丝绳牵引采煤机，按照牵引　机构的设置方式可以分为内牵引采煤机和外牵引采　煤机，其中主要以双滚筒采煤机为主。　３滚筒采煤机的进刀方式　随着煤炭工业的发展，在采煤作业时对采煤机　的应用也越来越广泛，采煤机是大型的复杂系统，可　以适应恶劣的工作环境，并且具有较多的功能，尤其　是滚筒采煤机的结构简单可靠，简化了内部设计，节　所谓进刀方式指的是滚筒采煤机在截割煤体前　滚筒进入煤体的过程，滚筒采煤机自身没有进刀能　省了空间与材料，与其他采煤机相比降低了机身的　高度，同时又能满足传动强度要求与截割高度对长　度的要求。　１滚筒采煤机的工作原理　力，必须要借助推移输送机工序才能实现进刀，所以　进刀方式与推移输送机的配合相关，滚筒采煤机具　有多种进刀方式，包括直接推人法进刀方式、端部斜　切进刀方式、中部斜切进刀方式以及滚筒钻人法进　刀方式ｌ　２ｌ。　１）直接推入法进刀方式是单滚筒采煤机经常采　滚筒采煤机是一种以滚削为原理的采煤机械，　一般由牵引部、截割部、电气部以及附属装置几部分　组成，它的主要工作机构是螺旋滚筒，在工作时滚筒　会以一定的速度转动，同时采煤机会以一定的牵引　速度运动，使转动的滚筒切人煤壁，然后滚筒上的截　齿将煤体从煤壁上削切下来，被削切下来的煤体再　由螺旋叶片推入到刮板传输机当中［１］。　２滚筒采煤机的分类　滚筒采煤机有很多种类型，按照滚筒的数量可　以分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机两种，按照所　适用煤层的厚度可以分为采高大于３．５　ｍ的厚煤层　采煤机、采高在１．３　Ｉｌｌ和３．５　ｍ之问的中煤层采煤机　和采高小于１．３　ｍ的薄煤层采煤机三种，按照发动　用的方式，进刀速度较快，但是其工作面下端头必须　要有一个大于４　ｍ的切口，一般是采用人工的方式　进行切口，并且由于这种方式的推移总量较大，需要　加强液压推移设备，开动多台千斤顶同时进行推移。　２）端部斜切进刀方式是双滚筒采煤机采用的方　式，分为留三角煤进刀和割三角煤进刀两种方式，双　滚筒采煤机割三角煤进刀方式的过程是当双滚筒采　煤机切割至工作面端头时，在采煤机机身处留一段　下部煤，调换滚筒位置，降下前滚筒，升起后滚筒，沿　着输送机的反向弯曲段切进煤壁直到输送机的直线　段，输送机移直后将两个滚筒的上下位置调换，重新　返回输送机的机头处割掉三角煤并割直煤壁，最后　机的布置方法可以分为电动机垂直和平行煤壁布置　采煤机，按照机身的设置方法可以分为爬地板式采　煤机和骑输送机式采煤机，按照牵引控制的方式不　再次调换上下滚筒正常割煤，使用端部斜切进刀方　式时要求平巷具有一定的宽度，如果平巷过窄，则需　要人工切口才能进刀，这样就不能够体现出端部斜　切进刀方式的优势，所以平巷要足够宽，保证输送机　的机头、机尾能够伸进平巷内部口］。　３）中部斜切进刀方式是在工作面中部输送机弯　同可以分为电牵引采煤机、机械牵引采煤机和液压　牵引采煤机，按照牵引方式可以分为无链牵引采煤　收稿日期：２０１７—０４—１１　作者简介：刘建平（１９８６一），男，山西浑源人，本科，机电助理　工程师，研究方向为电气应用与控制。　２０１７年第８期　刘建平：滚筒采煤机采煤工艺和效率探讨　曲段进刀，主要是双滚筒采煤机与中厚煤层单滚筒　采煤机进刀的方式，相比端部斜切进刀方式来说，端　头作业时间较短，不需要长时间等待推移机头和移　５提高滚筒采煤机采煤效率的方法　影响滚筒采煤机采煤效率的主要因素就是滚筒　的转速，包括临界转速与一般范围的转速，保证装煤　要求的最低转速是滚筒临界转速，一般是按照滚筒　端支架，开机率有所提高，但是不易保证工作面工程　规格质量。　４）滚筒钻入法要求滚筒端面要布置截齿和排煤　口，同时对推移千斤顶、输送机机槽、采煤机的稳定　性和强度都有特殊的要求，不适用采高较大的情况。　的装煤能力来确定的，要使装煤能力大于落煤能力，　以防止在工作时出现堵塞的现象，而滚筒转速的一　般范围主要是根据螺旋滚筒的基本结构要素来确定　的，要提高滚筒采煤机的采煤效率主要就是要提高　４滚筒采煤机割煤方式　４．１往返一刀双向割煤　往返一刀双向割煤是一种适应性较强的割煤方　式，可以应用在厚度变化较大的工作面上，并且不需　要人工来清理浮煤，主要是中厚煤层单滚筒采煤机　采用的割煤方式，利用端部斜切或是直接推人的方　式进刀，往返进一刀，当煤层的倾斜角较大时，推移　输送机要从工作面下端开始，来减少输送机的下滑　量，一般作业的工艺顺序为下行割顶煤、随机挂梁、　上行割底煤、清理浮煤、推移输送机、支柱，但这种割　煤方式还有很多缺陷，例如工时利用不充分、工人的　工作量不均衡、无立柱控顶时间长等。　４．２往返两刀双向割煤　双向割煤往返两刀的割煤方式单、双滚筒采煤　机都可以使用，尤其是双滚筒采煤机最常使用的割　煤方式。单滚筒采煤机使用该种方式进行割煤时首　先要自下切口，沿底上行进行割煤，之后随机挂梁、　推移输送机，同时清理浮煤、支柱，当采煤机切割至　上切口之后，翻转弧形挡煤板，重复同样的步骤进行　下行割煤双滚筒采煤机使用该种方式进行割煤时，　首先要在工作面额定一端斜切进刀，再进行正常的　割煤进刀，当采煤机达到工作面另一端后再在另一　端进行斜切进刀脚。　４．３往返一刀单向割煤　此种方式适用与单、双滚筒采煤机，单滚筒采煤　机采用该种割煤方式的工艺流程为采煤机自工作面　下切口向上沿底割煤、清理顶煤、挂梁，需要时再临　时支护，当采煤机割至上切口后，翻转弧形挡板，下　行装煤、清理底煤、推移输送机、支柱直到工作面下　切口，另外双滚筒采煤机采用该种割煤方式时不移　输送机，而是割煤后追机移架，在采煤机扫浮煤后。　追机移输送机。　它的割煤能力，首先就是要合理选择转速，在采煤机　的装机功率一定时，要降低滚筒的转速，不仅能提高　采煤机的割煤能力，同时还能增加块煤率，减少粉尘　量，降低截割比能消耗，减少机器在运行时的冲击以　及截齿的磨损程度，但是在选择时还需要考虑实际　运行中要与采煤的工作牵引速度来匹配，要在正常　的牵引范围内获得较大的切割厚度，并根据不同的　煤层厚度和滚筒直径选择合适的滚筒转速，对于厚　度小于１　ｍ的薄层采煤机，可以选择转速在５０～７Ｏ　ｄｒａｉｎ的转速，厚度在１－１．６　ｍ的中厚层采煤机，可以　选择转速在３Ｏ一４０　ｒ／ａｒｉｎ的转速，对于厚度大于１．６　ｍ　的厚层采煤机，可以选择２０～３０　ｒ／ｒａｉｎ的转速［５］。　另外，滚筒的截割能力还与采煤机的装机功率、　滚筒的直径和截齿数有关，当采煤机的装机率一定　时，减少滚筒的截齿数更有利于提高滚筒的截割能　力，对于不同硬度的煤层使用双速或多速滚筒，以便　使拥有最佳的截割工况和截割效率。　６结语　由于采煤作业机械化的不断加强，采煤机的应　用也越来越广泛，尤其是滚筒采煤机，是目前应用最　为广泛的采煤机械，滚筒采煤机所具有的优良特性　也会促进煤炭工业更好的发展。　参考文献　［１］郭岱，许森祥，韩保民．薄煤层大倾角采煤机的应用与展望［Ｊ］．　煤矿开采，２００９（１）：２５．　［２］刘鹏，赵友军．薄煤层电牵引采煤机的设计研究［Ｊ］．陕西煤炭，　２００８（１）：６５—６６．　［３］　宋玉琴．大倾角采煤机电气控制系统设计［Ｊ］．西安工程大学学　报，２００８（２）：３６．　［４］李伟东．大倾角综采工作面采煤机选型和改造工艺研究［Ｊ］．河　北煤炭，２００８（３）：９６．　［５］　赵占义，周同学．采煤机大截深滚筒在高产高效矿井的应用［Ｊ］．　煤炭技术，２００８（１１）：８６．　（编辑：杨婷婷）　（下转第６４页）　・６４・　机械管理开发　ｊｘｇｌｋｆｂｊｂ＠１２６．ｃｏｎｒ　第３２卷　参考文献　［４］　张有喜．厚表土层下富水顶板特厚煤层集约化开采关键技术与　实践［Ｄ］．徐州：中国矿业大学，２０１４．　［１］林文明．特厚复杂煤层综放面顶板管理技术［Ｊ］．山东煤炭科　技，２０１５（１０）：３９—４ＪＤ．　［５］　邓金亮．综放工作面液压支架选型分析［Ｊ］．山东煤炭科技，　２０１３（４）：２６—２７．　［２］　纵帅，赵光明，路洋洋．大采高综采工作面液压支架选型研究及　应用［Ｊ］．煤矿机械，２０１３（４）：８６—８９．　［６］　张兴国，梁坤．塔山煤矿二盘区特厚煤层放顶煤开采支护设备　优化［Ｊ］．中国西部科技，２０１０（２６）：５１－５２．　［３］　闫振东．综采工作面液压支架选型与应用实践［Ｊ］．煤炭科学技　术，２０１２（１１）：５０—５３．　（编辑：杨婷婷）　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｉｎ　Ｆｕｌｌｙ　Ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｆａｃｅ　ｗｉｔｈ　Ｌａｒｇｅ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｈｅｉｇｈｔ　Ｓｕ　Ｐｅｎｇ　（Ｔｏｎｇｆａ　Ｄｏｎｇｚｈｏｕｙａｏ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆ　Ｄａｔｏｎｇ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｇｒｏｕｐ，Ｄａｔｏｎｇ　Ｓｈａｎｘｉ　０３７０５０）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ａｎｄ　ｃｏａｌ　ｓｅａｍ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｃｏａｌ　ｓｅａｍ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，　ｓｔａｒｔｉｎｇ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏ￣ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　２０１３　ｆｕｌｌｙ　ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｆａｃｅ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　Ｄｏｎｇｚｈｏｕｙａｏ　ｍｉｎｅ　ｕｓｉｎｇ　ＺＦ１　３０００／２５／３８　ｔｙｐｅ　ｌｏｗ　ｃａｖｉｎｇ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏ￣，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ　ｒｏｏｆ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｄａｔａ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　２０１３　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｆａｃｅ　ｗｉｔｈ　ＺＦ１３０００／２５／３８　ｔｙｐｅ　ｌｏｗ　ｃａｖｉｎｇ　ｃｏａｌ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｉｓ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ａｎｄ　ｓｔｒｏｎｇ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｕｌｌｙ　ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｆａｃｅ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏｒｔ；ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　（上接第５３页）　Ｒｅｆｏｒｍ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｉｎ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｇａｓ　Ｄｒａｉｎａｇｅ　Ｐｕｍｐ　Ｇａｏ　Ｘｉａｎｇ　（Ｗａｎｇｃｕｎ　Ｃｏａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｄａｔｏｎｇ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｇｒｏｕｐ，Ｄａｔｏｎｇ　Ｓｈａｎｘｉ　０３７０３２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｐｕｍｐ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，ａｎｄ　ｆｒｏｍ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