【正文】 由于有液壓支柱，因此頂板維護(hù)狀況良好，支護(hù)和控頂雖為手工操作，但勞動強(qiáng)度大為減輕，功率亦較大，年產(chǎn)量為 20～ 30 萬噸。煤礦一般廣泛使用懸臂式掘進(jìn)機(jī)，包括掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運輸機(jī)和支護(hù)設(shè)備共同組成掘進(jìn)綜合機(jī)械化，完成三道主要工序，稱為綜掘。 掘進(jìn)工作面是井巷掘進(jìn)的工 作場所，分為巖巷、煤巷和半煤巖巷三種。 安全系統(tǒng)包括預(yù)防瓦斯爆炸、瓦斯突出，以及井下火災(zāi)和水災(zāi)所需要的救治設(shè)備、設(shè)施、器材、儀表和監(jiān)測系統(tǒng)。 通風(fēng)系統(tǒng)由進(jìn)風(fēng)井巷、回風(fēng)井巷、通風(fēng)機(jī)和井下通風(fēng)設(shè)施如風(fēng)橋、風(fēng)門等構(gòu)成。主要設(shè)備有采煤機(jī)、運輸機(jī)械，支護(hù)設(shè)備及提升機(jī)等。柱式采煤法工作面短，一般 6～ 30 m，由于工作面短，頂板易維護(hù)，從而減少了支護(hù)費用，主要缺點是回采率低。如有兩層或兩層以上煤層，先采第一水平最上面煤層，再自上而下采另外煤層，采完后向第二水平轉(zhuǎn)移。所以如何提高采煤效率以滿足我國現(xiàn)代化建設(shè)中迅猛發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對能源的需要就成了十分迫切的要求。目前國內(nèi)外采用這些采煤方法的國家所用采煤機(jī)械，絕大多數(shù)是滾筒式采煤機(jī)、刨煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)，只有少數(shù)先進(jìn)的煤礦采用薄煤層采煤機(jī)等設(shè)備。 第四章 采煤機(jī)械的發(fā)展 按煤層賦存的條件，對煤炭的開采可以分為露天開采和地下開采。 據(jù)研究表明，瓦斯初始發(fā)火可能是在截齒后方 15～ 40mm 范圍內(nèi)發(fā)生，所以噴嘴應(yīng)設(shè)在截齒后方 12～ 37 的區(qū)間噴水。 （ 3） 滾筒與截齒的研究 據(jù)美國報道，他們開發(fā)了一種通風(fēng)滾筒，裝有從滾筒中心部集塵的空心椎體噴水裝置，其降塵效果是以前空心軸通風(fēng)的 3 倍。 （ 2） 提高切割速度 一些產(chǎn)煤國以 14～ 16M/min 的切割速度為目標(biāo)。即使出現(xiàn)意外故障也可通過計算機(jī)的專家系統(tǒng)進(jìn)行判斷查找。也可以適當(dāng)提高風(fēng)速，法國認(rèn)為高產(chǎn)工作面風(fēng)速可達(dá) 8m3/s。 （ 2） 礦井規(guī)模 根據(jù)煤層的貯存條件，有的可達(dá) 8～ 10 百萬噸 /年，每個礦井只設(shè)計一個長壁（ 后退式）采煤工作面，其工作面長度 200～ 250m，走向長度 1500～ 2021m。但是，工作面長度的增加使刮板輸送機(jī)鏈條的重量增加，從而減低效率。世界主要產(chǎn)煤國家和地區(qū)礦井和工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表 。 圖 單滾筒采煤機(jī)的構(gòu)成 1擋煤板； 2螺旋滾筒； 3搖壁減速器； 4固定減速器； 5牽引部減速器； 6主鏈輪；7輔助鏈輪； 8電動機(jī)； 9電纜架； 10錨鏈； 11底托架； 12輸送機(jī)槽 第三章 國外煤礦采煤機(jī)械發(fā)展概況 八十年代以來，世界個主要產(chǎn)煤國家為了適應(yīng)競爭的需要和彌補(bǔ)石油能源短缺的局面，大力發(fā)展采煤機(jī)械不斷的提高采煤工作面機(jī)械化水平，近年來國外的采煤機(jī)械發(fā) 展很快，雖無重大變革性突破，但在開采方法，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、電氣控制等方面有不少動向值得重視。刨速大于輸送機(jī)鏈速的刨煤機(jī)，叫快速刨煤機(jī)。刨煤機(jī)有兩種： ① 動力刨煤機(jī)，靠刨刀對煤體沖擊破煤，存在問題較多 ，至今仍在研究中； ② 靜力刨煤機(jī)，靠刨刀對煤體靜壓力破煤，分拖鉤式、刮斗式和滑行式三種。兩滾永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 國內(nèi)外采煤機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀 第 共 32 頁 7 頁 筒一般相背旋轉(zhuǎn)，司機(jī)左側(cè)滾筒用左螺旋，司機(jī)右側(cè)滾筒用右螺旋。 ② 雙向 采煤，往返各進(jìn)一刀。滾筒寬度相當(dāng) 于截深，有 、 、 、 等幾種規(guī)格。滾筒采煤機(jī)騎在可彎曲刮板 輸送機(jī) 上工作，沿工作面往返運行。另外，還有輔助裝置，包括底托架、電纜架、噴霧裝置和信號照明等設(shè)備。牽引鋼絲繩長 25m，每前進(jìn) 20～ 25m 需移置錨柱。 70 年代以來，采煤機(jī)不斷改進(jìn) ,如采用大功率水冷電機(jī)來提高生產(chǎn)能力 ,開采厚度較大的堅硬煤層；采用粗齒滾筒提高塊煤率；采用無鏈牽引減少 機(jī)械事故 并適應(yīng)長工作面多臺采煤機(jī)同時作業(yè)等。 其他采煤機(jī)簡要介紹 一、 銑削式采煤機(jī) 靠滾筒上的截齒旋轉(zhuǎn)銑削破煤。 本機(jī)比較手工采煤能提高煤塊率，節(jié)省開采時間，是開采極薄復(fù)合煤層代人工掏槽落煤的設(shè)備。適宜沿煤壁底板傾斜角度 a＜ 25176。 二、 適用范圍 本機(jī)可在周圍環(huán)境空氣的甲烷、煤灰、硫化氫、二氧化碳等含量不超過《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的安全含量的礦井中使用。 永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 國內(nèi)外采煤機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀 第 共 32 頁 5 頁 (3)鉆削式采煤機(jī) 靠鉆頭邊緣的刀齒鉆入煤體，由鉆頭中部的破煤刀齒將中部的煤體破碎。 圖 滾筒采煤機(jī) 第二章 采煤機(jī)械 采煤機(jī)的種類 采煤機(jī)是實現(xiàn) 煤礦 生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。我國要求采煤機(jī)出 150萬 t～ 200 萬 t 煤而不大修，實際上與要求還有距離。 我國是一個發(fā)展中國家，改革開放以來，采煤機(jī)得到了很大的發(fā)展，但生產(chǎn)的質(zhì)量、壽命、高新技術(shù)的應(yīng)用、科學(xué)管理等與世界煤炭工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，還存在較大的差距，國外采煤機(jī)有關(guān)部件的設(shè)計壽命是：齒輪 12500h，軸承 20210h～ 30000h，電機(jī)絕緣壽命 4400h，滾筒可產(chǎn)煤 300 萬噸。 永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 國內(nèi)外采煤機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀 第 共 32 頁 3 頁 我國采煤機(jī)械發(fā)展展望 依靠科技進(jìn)步，推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)高產(chǎn)高效礦井綜合配套技術(shù)是我國煤炭科技發(fā)展的主攻方向，根據(jù)世界采煤機(jī)發(fā) 展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我國采煤機(jī)應(yīng)在以下方面進(jìn)行攻關(guān)研究，盡快趕上世界水平。可調(diào)高螺 旋滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)與液壓支架和可彎曲輸送機(jī)配套，構(gòu)成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，使煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。這種采煤機(jī)的主要缺點有二點：其一是截煤滾筒的高度不能在使用中調(diào)整，對煤層厚度及其變化適應(yīng)性差；其二是截煤滾筒的裝煤效果不佳，限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的提高。 采煤機(jī)的發(fā)展史 20 世紀(jì) 40 年代初，英國和前蘇聯(lián)相繼研制出了鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)，這種采煤機(jī)是通過截鏈截落煤，在截鏈上安裝有被稱為截齒的專用截煤工具，其工作效率低。我國采煤機(jī)的齒輪、軸承、滾筒、電機(jī)等主要部件的設(shè)計壽命均低于國外水平。為了滿足高產(chǎn)高效礦井發(fā)展的需要，增產(chǎn) 減員，增產(chǎn)減面，實行合理化集中永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 國內(nèi)外采煤機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀 第 共 32 頁 2 頁 生產(chǎn)，擬研制截割功率 2X500KW~2X600KW，總裝機(jī)功率 1200KW~1500KW 以上，截深～ 的高效電牽引采煤機(jī)；電機(jī)橫向布置，框架式結(jié)構(gòu)，無底托架，交流變頻調(diào)速，供電電壓 3300V 以上；強(qiáng)力型無鏈牽引系統(tǒng)，具有高牽引速度和牽引力；配用機(jī)載增壓水泵和吸塵滾筒，操作方便，控制、保護(hù)齊全，性能良好。從此，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。 采煤機(jī)是實現(xiàn) 煤礦 生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要設(shè)備之一。但是煤炭工業(yè)面臨著許多困難和問題，主要包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，生產(chǎn)投入不足，勞動條件差等方面的問題。同時德國研制出了用刨削方式落煤的刨煤機(jī)。 50 年代初，英國和德國相繼研制出了滾筒式采煤機(jī)，在這種采煤機(jī)上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上安裝有截齒，用截煤滾筒實現(xiàn)落煤 和裝煤。它在一定程度上解決了這些方面的問題，采煤機(jī)械化是最終發(fā)展的必然。機(jī)械化采煤可以減輕體力勞動、提高安全性，達(dá)到高產(chǎn)量、高效率、低消耗的目的。自 70 年代以來，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝著大功率、遙控、遙測方向發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高。衡量一個國家的采煤機(jī)的技術(shù)水平，首先應(yīng)對其機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)行、品種、質(zhì)量、可靠性、適應(yīng)程度以及壽命等加以分析。采煤機(jī)大部分不具有監(jiān)控、診斷保護(hù)功能，不能預(yù)報診斷故障，不能保證采煤機(jī)經(jīng)常處于正常狀態(tài)。同時德國研制出了用刨削方式落煤的刨煤機(jī)。 進(jìn)入 60 年代，英國、德國、法國和前蘇聯(lián)先后對采煤機(jī)的截割滾筒做出革命性改進(jìn)。 從此，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備成為各國地下開采煤礦的發(fā)展方向。 大功率、大截深電牽引采煤機(jī)的進(jìn)一步研究為了滿足高產(chǎn)高效礦井發(fā)展的需要，增產(chǎn)減員，增產(chǎn)減面，實行合理化集中生產(chǎn)，擬研制截割功率 2X500KW~2X600KW，總裝機(jī)功率1200KW~1500KW 以上，截深 ～ 的高效電牽引采煤機(jī)；電機(jī)橫向布置，框架式結(jié)構(gòu)，無底托架，交流變頻調(diào)速，供電電壓 3300V 以上；強(qiáng)力型無鏈牽引系統(tǒng)，具有高牽引速度和牽引力；配用機(jī)載增壓水泵和吸塵滾筒，操作方便，控制、保護(hù)齊全，性能良好。綜合工作面采煤機(jī)一般都裝有自動控制、診斷、數(shù)據(jù)傳輸、無線電遙控裝置，不僅操作方便，而且能通過診斷裝置預(yù)先發(fā)現(xiàn)故障并及時排除。為了滿足高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤提高生產(chǎn)力的需要，克服液壓牽引的繁雜，電牽引采煤機(jī)是采煤機(jī)發(fā)展的一個趨勢。機(jī)械化采煤可以減輕體力勞動、提高安全性，達(dá)到高產(chǎn)量、高效率、低消耗的目的。 (4)鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī) 整機(jī)由牽引部、電動機(jī)、（專用防爆水冷式電機(jī)）、截煤部連接組成。本機(jī)使用于復(fù)雜煤層的開采，可在采高 米以上工作面開切底槽之用。工作面。 四、 基本參數(shù) 表 鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)的基本參數(shù) 調(diào)整方式 手動、脈動、無極調(diào)速 工作方式 沿煤壁來回、左右作業(yè) 牽引方式 剛絲繩內(nèi)牽引 電機(jī)型號 YBK2—160L－ 4 牽引速度 0～ 920mm／ min 電機(jī)功率 15KW 截槽深度 800～ 900 mm 額定電壓 380V／ 660V 截鏈線速度 1900mm／ s 外型尺寸 1800390280mm 繩筒容量 20210mm 鋼絲繩規(guī)格 637（ ） 牽引力 整機(jī)重量 750177。 20 世紀(jì)初開始應(yīng)用截煤機(jī)； 40 年代出現(xiàn)了深截式聯(lián)合采煤機(jī)； 50 年代初期出現(xiàn)了淺截式滾筒采煤機(jī)，生產(chǎn)能力和對頂板的適應(yīng)性都有很大提高，60 年代研制成雙滾筒采煤機(jī)，使生產(chǎn)情況得到進(jìn)一步改善。 二、 截煤機(jī) 機(jī)械化掏槽的機(jī)器，用以 增加爆破自由面，提高爆破效率，有圓盤式、截桿式和截鏈?zhǔn)饺N。截煤機(jī)不能直接落煤，在工作面上需增加爆破落煤的工序，已被滾筒采煤機(jī)代替。滾筒采煤機(jī)適于在 煤層厚度 變化小、無夾石、 地質(zhì)構(gòu)造 簡單、煤層傾角 15176。螺旋式滾筒上裝有按一定規(guī)律排列的截齒。 三、 滾筒采煤機(jī)分單滾筒和雙滾筒兩種 ： （ 1） 單滾筒采煤機(jī) 進(jìn)刀方式有三種： ① 先進(jìn)刀后移機(jī)頭，一般采用斜切進(jìn)刀，這種方式簡單易行，但進(jìn)刀時間長； ② 先移機(jī)頭后進(jìn)刀，能充分利用工時，但開缺口工作量大； ③ 進(jìn)刀同時移機(jī)頭，進(jìn)刀簡單，時間短，但需強(qiáng)力推移輸送機(jī)的設(shè)備。優(yōu)點是能提高工時利用率，工作面生產(chǎn)能力大，支護(hù)頂板及時，工序緊湊，但采高大時清浮煤工作量大。也可相向旋轉(zhuǎn)，司機(jī)左側(cè)滾筒用右螺旋，司機(jī)右側(cè)滾筒用左螺旋。中國目前多用拖鉤式刨煤機(jī)，習(xí)稱煤刨，由安裝刀架的刨體和左右撐板組成，刨刀對稱地分布在刨體上。刨煤機(jī)宜用于頂?shù)装宸€(wěn)定、煤質(zhì)較軟、地質(zhì)構(gòu)造簡單的薄煤層和中厚煤層。 永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 國內(nèi)外采煤機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀 第 共 32 頁 8 頁 國外采煤工作面現(xiàn)狀 自從綜采技術(shù)推廣以后，較先進(jìn)的產(chǎn)煤國家大體每 10 年工作面日產(chǎn)量水平翻一番。 現(xiàn)在過外高產(chǎn)工作面集中在采高 ~ 貯存條件良好的中厚煤層。最近，國外有些資料又在重新評價加長工作面的方法，認(rèn)為將來不一定要一味的加長。 （ 3） 礦井通風(fēng) 日產(chǎn) 3～ 4 百萬噸的工作面的通風(fēng)降溫、降塵將是必須解決的問題。 （ 4） 礦井監(jiān)控 工作面的全部設(shè)備將采用自動化監(jiān)測系統(tǒng)。 （ 5） 采煤機(jī)械和系統(tǒng)仍是現(xiàn)有模式，即雙滾筒采煤機(jī)、鎧裝可彎曲輸送機(jī)、液壓支架、可伸縮膠帶輸送機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)等。與滾筒采煤機(jī)配套的機(jī)械設(shè)備的相互關(guān)聯(lián)性，尋找出適當(dāng)?shù)那懈钏俣?。為了降塵、減少截齒的消耗，國外還在積極研究高壓噴水技術(shù)。 為了提高負(fù)載能力，西 德正在進(jìn)行球狀體滾筒的研究。采煤方法不同，所使用的采煤機(jī)械也不同。 煤炭是我國的主要能源，煤炭工業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。 開 采順序和方法 對于傾角 10176。 按落煤技術(shù)方法，地下采煤有機(jī)械落煤、爆破落煤和水力落煤三種，前二者稱為旱采，后者稱為水采，我國水采礦井僅占 %。 生產(chǎn)系統(tǒng) 包括采煤系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、輔助運輸系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等。 掘 進(jìn)系統(tǒng)是為了保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，即在當(dāng)前生產(chǎn)同時，要開掘出新的工作面、采區(qū)及生產(chǎn)水平以備接替。 排水系統(tǒng)由巷道中的水溝、水倉、水泵峒室、水泵及排水管路組成。 采掘工作面 采煤工作面是地下采煤的工作場所，隨著采煤的進(jìn)行，工作面不斷向前推進(jìn)，原來的采場即成為采空區(qū)。掘進(jìn)工序分破巖、裝運和支護(hù)三項。 永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 國內(nèi)外采煤機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀 第 共 32 頁 11 頁 采煤機(jī)械化分級 按中國煤礦的地質(zhì)情況及實