第十三章采煤机总体参数与选型

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1、采煤机采煤机液压支架液压支架输送机输送机设备列车设备列车 采煤机的选型采煤机的选型 组成综合机械化采煤工作面的采煤机、输送机和液压组成综合机械化采煤工作面的采煤机、输送机和液压支架有严格的配套要求，以实现高产高效。支架有严格的配套要求，以实现高产高效。 一、采煤机选型一、采煤机选型 采煤机是综采工作面最主要的生产设备。选型时，应考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求，以及与输送机和液压支架的配套要求。1.1.根据煤的坚硬度选型根据煤的坚硬度选型 采煤机适于开采坚固性系数.f4的缓倾斜至急斜煤层。对f=1.8-2.5的中硬煤层，可采用中等功率的采煤机;对粘性煤以及f=2.5-4的中硬以上的煤层，应采

2、用大功率采煤机。 坚固性系数f只反映煤体破碎的难易程度，不能完全反映采煤机滚筒上截齿的受力大小，有些国家采用截割阻抗A表示煤体抗机械破碎的能力。截割阻抗标志着煤岩的力学特征，根据煤层厚度和截割阻抗，可按表1一1选取装机功率。 2 2、根据煤层厚度选型、根据煤层厚度选型 采煤机的最小截割高度、最大截割高度、过煤高度、过机高度等都取决于煤层的厚度。煤层厚度分为四类: (1)极薄煤层。煤层厚度小于0.8m最小截高在。0.65-0.80 m时，只能采用爬底板式采煤机。 (2)薄煤层。煤层厚度0. 8-1. 3 m。最小截高在0.75-0.9m时，可选用骑槽式采煤机。 (3)中厚煤层。煤层厚度为1.3

3、- 3. 5。开采这类煤层的采煤机在技术上比较成熟，根据煤的坚硬度等因素可选择中等功率或大功率的采煤机。 (4)厚煤层。煤层厚度在3. 5 m以上。由于大采高液压支架及采煤、运输设备的出现.厚煤层一次采全高综采工作面取得了较好的经济效益。适应于大截高的采煤机应具有调斜功能，以适应大截高综采工作面地质及开采条件的变化。 3、根据煤层倾角选型 煤层按倾角分为近水平煤层(80).缓倾斜煤层(80-200)、中斜煤层(250-450)和急斜煤层（450)。 4、根据顶底板性质选型 顶底板性质主要影响顶板管理方法和支护设备的选择。因此，选择采煤机时应同时考虑选择何种支护设备.二、采煤机基本参数 采煤机的

4、基本参数规定了采煤机的适用范围和主要技术性能，它们既是设计采煤机的主要依据，又是综采工作面成套设备选型的依据。 1、生产率 采煤机的理论生产率，也就是最大生产率，是指在额定工况和最大参数条件下工作的生产率。理论生产率为 (1-1)技术生产率Q Q=kQt (1-2)采煤机每小时的实际生产率Qm Qm=kQ (1-3)60tqQHJv 2.截割高度 采煤机的实际开采高度称为截割高度.采煤机的截割高度应与煤层厚度的变化范围相适应。采煤机说明书中的“截割高度”，往往是滚筒的工作高度，而不是真正的截割高度。考虑到顶底板上的浮煤和顶板下沉的影响，工作面的实际截割高度要减小。一般比煤层厚度Ht小0. 10

5、. 3 m.为保证采煤机正常工作，截割高度H范围为 Hmax=(0.90.95) Htmax Hmin=(1.11.2) Htmin 下切深度是滚筒处于最低工作高度时，滚筒截割到工作面输送机中部槽底以下的深度.要求一定的下切深度以适应工作面调斜时割平底板.或采煤机截割到输送机机头和机尾时能割掉过渡槽的三角煤。 采煤机说明书中给出了截割高度，用户在选定采煤机后，应验算截割高度范围和下一切深度。如图1-25所示，计算公式为minminsin22hDHAL maxmaxsin22hDKALminminsin22hDKAL maxmaxsin22hDHAL最大截割高度最大截割高度最小截割高最小截割高度

6、度最大下切深度最大下切深度最小下切深最小下切深度度下切深度K一般为100300mm。底托架高度U太小、过煤高度h2太低，会造成机身下面的煤流堵塞。一般中厚煤层h2250-300 mm,薄煤层h2200一240 rnm,最小不小于140160 mm。 3、截深 采煤机滚筒切入煤壁的深度称为截深，它与滚筒宽度相适应。截深决定着工作面每次推进的步距。是决定采煤机装机功率和生产率的主要因素，也是与支护设备配套的一个重要参数。 截深与截割高度有很大关系。截割高度较小，工人行走艰难时，采煤机牵引速度受到限制，为了保证适当的生产率，宜用较大的截深。反之，截割高度很大时煤层容易片帮，顶板施加给支护设备的载荷也

7、大.此时限制生产率的主要因素是运输能力。 截深的选择还要考虑煤层的压张效应。当被截割的煤体处于压张区内时，截割功率明显下降。一般压张深度为煤层厚度的0.4-1.0倍，脆性煤取大值，韧性煤取小值。当滚简截深为煤层厚度的l/3时，截割阻力比未被压张煤的截割阻力小1/3-1/2。为了充分利用煤层压张效应,中厚煤层截深一般取0.6 m左右。近年来大功率电牵引采煤机向大截深的方向发展，截深为0.9m左右的已相当多.部分截深已达1. 2 m。加大截深的目的是为了提高生产率，减少液压支架的移架次数。但加大截深必然造成工作面空顶距加大，因此必须提高移架速度和牵引速度。并做到及时支护。 4、截割速度 滚筒上截齿

8、齿尖的切线速度称为截割速度。截割速度决定于滚筒直径和滚筒转速。为了减小滚筒截割时产生的粉尘，提高块煤率，出现了滚筒低速化的趋势。滚筒转速对滚筒截割和装载过程的影响都比较大，但是对粉尘生成和截齿使用寿命影响较大的是截割速度而不是滚筒转速。截割速度一般为3.5-5.0 m/s，少数机型只有2.0 m/s左右。滚简转速是设计截割部的一项重要参数。新型采煤机滚筒直径2.0m左右的滚简转速多为25-40r/min。直径小于1.0 m滚简转速可达8r/min。 5、牵引速度 牵引速度就是采煤机沿工作面移动的速度。它与截割电动机功率、牵引电动机功率、采煤机生产率的关系都近似成正比。牵引速度的上限受电动机功率

9、、装煤能力、液压支架移架速度、输送机运输能力等限制。牵引速度是影响采煤机生产率的最主要参数。牵引速度有两种:一种是截割时的牵引速度，另一种是调动时的牵引速度。前者由于截割阻力是随机的，变化较大.需通过对牵引速度的调节来控制电动机的功率变化范围和大小，通过自动调速使电动机功率经常保持近似恒定或防止过载;后者为减少调动时间。增加截割时间速度较高。 液压牵引采煤机截割时的牵引速度一般为56 m/min,电牵引采煤机截割时的牵引速度一般可达到1012m/min,最高牵引速度已达54.5/min 6、牵引力 影响牵引力的因素很多。煤质越坚硬，牵引速度越高，采煤机越重，工作面倾角越大，牵引力就越大。实际选

10、型时.精确地计算牵引力既不可能，也无必要。电牵引采煤机都采用无链牵引，装机功率都在300kW 以上。据统计，其牵引力(kN)为装机功率 (kW)的0.5倍左右，个别的可增加到一倍左右。 7、装机功率 装机功率包括截割电动机、牵引电动机、破碎机电动机、液压泵电动机、喷雾泵电动机等所有电动机功率的总和。装机功率越大采煤机适应的煤层越坚硬。生产率也越高。装机功率P与比能耗Hw和理论生产率Qt有关.即 P=QtHw比能耗越小，截割功率和牵引功率越小，装机功率也越小。比能耗与牵引速度近似成反比，呈双曲线关系，牵引速度增大到一定值时，比能耗最小(图1一26，图中A1,A2表示开采煤层的截割阻抗)，块煤率也更高，煤尘更少。生产率也更高，称为最佳截割性能。 液压牵引采煤机装机功率已达2 500kW，电牵引采煤机装机功率已达2000KW，一台电动机的功率已达750KW。 实践表明。工作面实现高产高效所依赖的主要因素就是设计制造功率强大、运行可靠、坚固耐用、操作维修方便的综合机械化采煤机组。