采煤工艺学-第三章 机采工作面的设备选择与配套(20080908).ppt

第三章 机采工作面设备选择与配套 第二节 机采工作面输送机的选择 第三节 机采设备配套 * * 采煤工作面的设备选择与配套是保证回采工艺正常运行的重要因素，对工作面的各项技术指标和经济效益有很大影响。 我国从60年代初期开始成批生产以单滚筒采煤机为主机的普通机械化采煤设备，但当时的普采设备型号少，没有选择余地，不能满足不同地质条件对不同机型的要求，严重影响了机械化采煤技术的应用和推广。 70年代中期，成功研制了单体液压支柱，逐渐淘汰摩擦式金属支柱，同时普采滚筒采煤机性能更加优越，具有不同的生产能力、能适应不同煤层地质条件。可弯曲刮板输送机形成系列，顺槽配以转载机、可伸缩胶带输送机和移动变电站。普采面年产突破50-60万t，普采机械化技术得到普及。 综采技术的出现与发展是煤炭开采史上一次划时代的技术革命。综采设备是由完成落煤、装煤工序的采煤机、输送煤炭的强力输送机、控制采场顶板的自移式液压支架及相关的配套电气设备组成。 第一节 采煤机的选择 50年代初，世界各国研制了采煤机械，苏联的深截深联合采煤机、英国的钻屑式采煤机与滚筒采煤机、德国的刨煤机等。经过几十年的生产实践，适用于长壁工作面的最优机型是滚筒采煤机，刨煤机仅在德国占有重要地位。 滚筒采煤机适应性强，可用来开采各种不同硬度的缓倾斜煤层以及倾角在40-54度的倾斜煤层。（大倾角采煤机视频） 0.65-4.5m采高的滚筒采煤机已经定型生产，有采煤机采高可达5m，薄煤层采煤机中，小于0.8m采高时，应采用爬底板采煤机，0.8m以上可采用骑溜式采煤机。 滚筒采煤机结构复杂、价格昂贵，煤的块度小，粉煤及煤尘多，单位煤量能耗大，但由于其生产效率高，适应范围宽等优点，在全世界得到广泛应用。 一、滚筒采煤机的选择 1.装机功率选择 装机功率大的采煤机，其割硬煤及过地质构造时的割岩能力较强。200kW以下为小功率采煤机，200-500kW为中功率采煤机，500kW以上为大功率采煤机。 1）按照煤岩力学性质选择采煤机功率 采用强度系数f作为煤体破碎难易程度的指标，不能完全反映采煤机滚筒截齿的受力大小，抗切削强度系数Ａ（单位切削深度的抗力）。 2）按照生产能力的要求选择采煤机装机功率 采煤机的实际装机功率比正常割煤所需功率要多出30-50%，以增强采煤机过地质构造时的破岩能力。 煤层本身比较容易截割，但直接顶岩性坚硬且地质构造发育的煤层，采煤机装机容量应富裕一些，以确保工作面的推进速度。 影响采煤机功率的因素很多，而且很复杂，目前尚无一种精确计算采煤机功率的方法，实际选型时，通常采用类比法。 2.牵引力选择 采煤机的牵引力在生产中是不断变化的，其大小取决于煤质、采高、牵引速度、倾角、牵引方式及摩擦系数等，但最大牵引力基本不变，一般采煤机都装有牵引保护装置，使其牵引力不超过最大牵引力。 无链牵引的采煤机与同级链牵引采煤机比较，其功率和能适应的煤层倾角较大，其牵引力也大，最大达到400-600kN。 3.采煤机的牵引速度v和滚筒转速n的选择 有的采煤机为了使得牵引速度和滚筒转速匹配，采煤机处于最佳截割状态，滚筒具有快、慢两速。 1）当采煤机功率与滚筒直径相同时候，低转速的采煤机滚筒具有较大的截割能力，能截割硬度较大的煤，过地质构造的能力也较强。因此在使用滚筒能变速的采煤机时，在过地质构造时应使用慢速。 2）滚筒直径相同时，低转速滚筒截齿切削速度低，产生煤尘也少，截齿的切削能力大。 在综采设备选择时，应尽量选择滚筒转速低的采煤机，其具有以下优点： 4.采煤机滚筒参数选择 1）滚筒宽度 滚筒的宽度就是滚筒沿轴向的尺寸，应稍大于其截深，一般要大出30-50mm。多数的采煤机滚筒宽度为600mm左右，但实验室与现场的实际测定表明：截深为600-800mm时，割煤单位电耗基本相同。因此国外的采煤机滚筒截深趋向于800mm左右。 1)生产能力相同时，截深增大，牵引速度降低，截齿切削厚度减小，增加了碎煤、粉煤和煤尘，煤壁深处截割阻力增大。因此截深增大会导致低效割煤、能耗增加。 2）截深过大，采煤机稳定性能差，增加了导向机构及采煤机滑靴之间摩擦力和牵引阻力，使得机器事故率增加。 3）截深加大，相应地增加了机道宽度，对直接顶稳定性较差、煤质松软的工作面，冒顶、煤壁片帮的几率增加。 但采煤机截深也不宜过大，尤其是在普采工作面，否则： 对于中厚煤层，采煤机截深为600-800mm左右，在普采面可增加到1000mm；采高较大时，受到输送机生产能力的限制，同时也为了防止煤壁片帮和冒顶事故，可适当减小截深，一般