新型薄煤层大功率采煤机的研制与应用.pdf

煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol.32 No.11 Nov. 2011 第32卷第11期 2011年11月 1薄煤层现状及采煤工艺特点对薄煤层电牵引采 煤机的要求 我国煤炭储量大且赋存多样化,根据我国煤层 厚度划分原则,煤层厚度小于0.8 m的煤层为极薄煤 层,厚度为0.8～1.3 m的煤层属于薄煤层,1.3～3.5 m 的煤层为中厚煤层。 但从开采经济效益和开采难度 以及目前的综合机械化开采技术水平来看,小于 0.8 m的煤层综合机械化经济效益不好， 而且难度 也较大，采用炮采或人工开采；而当煤层的厚度大 于2.5 m时,综合机械化开采已经相对成熟。 因此本 文将厚度大于0.8 m而小于2.5 m的煤层定义为薄 煤层。 目前全国范围来说，薄煤层的可开采储量较 大，大约为100亿t，约占全国煤炭总储量的26,而 开采产量仅只占总产量的12,远远低于储量所占 的比例,并且开采产量的比重还有进一步下降的趋 势。 随着中厚煤层开采量越来越少，薄煤层的开采 已经是亟待解决的问题。 然而薄煤层综合机械化开 采的工作面比较低， 对采煤机也提出了很高的要 求机身尽可能短，以适应煤层不同倾角的起伏变 化；工作面较低，要求采煤机机身矮，满足与之配套 的液压支架的防护要求； 薄煤层地质条件变化多 样，多有断层、岩石和夹矸等情况，这样就要求采煤 机有较大的截割功率；同时还要考虑与之配套的刮 板输送机，保证有足够的过煤空间。 目前，国内外薄 煤层采煤机的总装机功率超过500 kW,但其适应煤 层厚度变化有限。 在国内外能够满足矮机身、截割 功率大、机身比较短和过煤空间大的采煤机基本还 是空白，在工作面较低的条件下，如何解决机身长 度、机面高度、装机功率以及过煤空间4方面的矛 盾是研制薄煤层采煤机的核心问题。 本文所论述的 新型采煤机就是在这种情况下产生的。 2新型薄煤层电牵引采煤机的创新点 本文突破常规设计薄煤层采煤机的思路，解决 目前薄煤层采煤机功率小、可靠性低、适应性差的 问题，并结合目前电机设计制造水平，从采煤机总 体结构布局入手,成功研制出新型薄煤层大功率采 煤机,单个摇臂截割功率最大可达到320 kW,总装机 功率达720 kW,机面高度仅为830 mm左右。该采煤 机适用于薄煤层综采机械化开采工作面，整机机身 短，机面高度低，装机功率大和过煤空间大；结构简 单、可靠、拆卸方便；截割部采用双电机布置方式， 加大装机功率；随着中厚煤层开采后剩的越来越少, 薄煤层的开采将显得日益重要，这一新型薄煤层大 功率采煤机的研制,基本上可满足采高1. 2 m以上 薄煤层的需要。 该机的中部端面配套图如图1所 示。 图1中部端面配套图 主要技术参数 采高范围/mm1 2002 500 新型薄煤层大功率采煤机的研制与应用 申磊， 李庆茹， 徐明昱， 宋利锋， 严海纲 （三一重型装备有限公司， 沈阳110027） 摘要 介绍了薄煤层综合机械化开采的现状，针对薄煤层采煤机机身长度、装机功率、机面 高度、过煤空间之间的矛盾问题，采用创新设计方法设计了一种新型的大功率采煤机，并详细论述 了该新型采煤机的创新点。 关键词 薄煤层； 大功率； 采煤机； 创新 中图分类号TD421.6 文献标志码B文章编号1003 － 0794（2011）11 － 0137 － 02 Manufacture and Application of New Pattern High Power Coal-winning Machine Using by Thin Coal Seams SHEN Lei，LI Qing-ru，XU Ming-yu，SONG Li-feng，YAN Hai-gang （Sany Heavy Equipment Co., Ltd., Shenyang 110027, China Abstract The text introduces actuality of integration mechanization mining, focusing on contradiction with length of coal-winning machine, power of coal-winning machine, height of coal-winning machine and space passing coal, designs a new pattern high power coal-winning applied with thin coal seams by using innovative , and describes innovation of new pattern coal-wining machine detailedly。 Key words thin coal seams; high power; coal-winning machine; innovation 产品结构 1 379 1 259 1 240 准1 150 830 400267 290 110 630 680173292724 170 757 137 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol.32 No.11 Nov. 2011 第32卷第11期 2011年11月 机面高度/mm830 过煤高度/mm267 截割电机功率/kW2160 牵引电机功率/kW40 总装机功率/kW720 滚筒直径准/mm1 150 摇臂长度/mm2 000 摇臂上摆角/（）32 摇臂下摆角/（）10 摇臂回转中心距/mm4 500 机身厚度/mm400 牵引力/kN460 本文的创新点有以下几个方面 （1）采用反装销排反装销排比传统的正装销 排不仅可以降低采煤机的机面高度，而且有着更大 的过煤空间，可以加大机身宽度提高整机的稳定性 和适应性。 独立行走箱使得导向滑靴支撑距离大， 受力小，需要卧底量小。 独立的行走箱比传统直接 从牵引行星减速器伸出的行走轮，有着更好的可靠 性，维护性； （2）采用乳化液调高该调高方式可以省去泵 站的空间，缩短机身，简化结构，适应煤层的起伏变 化，大大地提高整机的适应性。 根据用户需求可以 采用整体机身，进一步缩短机身； （3）在薄煤层采煤机的开采实践中，采煤机滚 筒装煤效果一直不好。 为了满足薄煤层采高下限必 须选用较小直径的滚筒，但齿轮强度方面又要求行 星头直径尽可能大些，行星头直径过大，用来装煤 的螺旋叶片高度将会变小，导致螺旋叶片根部与输 送机在高度上基本相同， 很难满足卧底量的要求， 使装煤效果差的问题显得格外突出。 因此，采用了 弯摇臂的结构增加过煤空间，提高装煤效果；同时 优化传动系统，减小行星头直径，行星头直径仅为 520 mm，增加齿座间的叶片高度以增加叶片对煤的 包容面积；与同类产品相比具有更小的、更为可靠 的截割行星头，使用同样直径的滚筒可以增加叶片 的长度，提高装煤效果； （4）加大截割功率该采煤机单个摇臂采用2 个160 kW的电机横向布置， 单个摇臂装机功率达 320 kW， 总装机功率720 kW,加大采煤机截割功 率，在遇到各种恶劣的地质条件时（如断层、夹矸与 局部变薄带），采煤机能够强行通过，有利于提高整 机的可靠性和稳定性； （5）加大与之配套的刮板输送机的宽度，薄煤 层采煤机通常配套的是SGZ630输送机， 该采煤机 通常选用SG764或SG800刮板输送机，通过增加横 断面宽度，在过煤高度降低的情况下不影响采煤机 的过煤能力。 采煤机机身厚度仅为400 mm，在机面 高度降低的同时增加了过煤高度； （6）牵引力大，单个牵引电机功率40 kW，牵引 力460 kN,当煤层倾角较大（＞30）时保证采煤机能 够正常工作。 3结论与展望 通过采用创新设计的方法，该采煤机很好地解 决了薄煤层采煤机常见的机身长度、 装机功率、机 面高度、过煤空间4方面之间的矛盾问题，在研发 和试制中已经获得了很多客户的认可，相信该采煤 机具有很好的市场前景。 参考文献 ［1］李建平,杜长龙,张永忠.我国薄与极薄煤层开采设备的现状和发 展趋势［J］.煤炭科学技术，2005（6）65-66. ［2］卢五须.薄煤层电牵引采煤机的应用与研究［J］.河北煤炭，2004 （3）42. ［3］王立国,孙鹏.薄煤层采煤机的技术特点及研制［J］.煤矿机电， 2005（1）14-15. ［4］薄及较薄中厚煤层综合机械化长壁开采研究［J］.中国矿业，2009 （10）74-75. 作者简介 申磊（1982-），河南南阳人，机械工程师，2009年毕 业于太原理工大学机械设计及理论专业，现从事机械设计工作. 责任编辑侯淑华收稿日期2011－05－09 7 m 大采高液压支架关键技术研究与应用 夏护国 （陕煤集团 神南产业发展有限公司 机电设备管理中心，陕西 神木719300） 摘要 介绍了大采高液压支架的发展概况,探讨了红柳林煤矿ZY17000/32/70D型大采高液 压支架设计、性能特点、关键技术研究以及对厚煤层综合采煤技术产生的影响。 关键词 大采高； 液压支架； 电液控制 中图分类号TD355文献标志码B 文章编号1003 － 0794（2011）11 － 0138 － 03 Investigation and Application of 7 m High Seam Hydraulic Key Technology XIA Hu-guo （Electrical and Mechanical Management Centre, Shennan Company, Shanxi Coal Industry Group，Shenmu 719300，China） Abstract Article introduces development of high seam roof supports,based on high seam（ZY17000/32/ 70D）which operating in Hongliulin, discusses about its design and perance features, key technology investigation and impact to high seam longwall mining technology. Key words high seam；hydraulic roof support；electrical-hydraulic control 138