采煤機選型探析

文/戚良礦，淮南礦業集團朱集東礦

采煤機是綜合機械化采煤工藝的主要設備之一，也是工作面設計時首先要選擇的設備。采煤機選擇合理，才能保證工作面生產的的安全、高產、高效、高產，為企業帶來經濟效益。下面，本文就來談談如何正確選擇采煤機。

1 制約采煤機優勢發揮的主要因素

采用綜合機械化采煤，產量大、效率高、安全性能好。但是采煤機優勢的發揮受到地質因素（煤層的堅硬程度、煤層傾角、煤層厚度、煤層及圍巖特征、煤層的含水性和自燃情況、煤層的地質構造情況）、采煤工藝等因素的制約，如果能夠合理的避免這些不利因素則能取得較好的經濟效益和社會效益。下面，對部分制約因素進行具體分析。

1.1 煤層的堅硬程度

煤層的堅硬程度直接影響到采煤機的選擇多大功率。當采煤工作面開采f〈4 的緩傾斜及急傾斜煤層時，可采用中等功率的雙滾筒采煤機，對粘性煤及f=2.5～4 的中硬以上煤層時，采用大功率雙滾筒采煤機。（f ：表示堅固性系數，它只反映煤體破碎的難易程度，有些國家采用截割阻抗A 表示煤體抗機械破碎的能力）。

1.2 頂底板性質

頂板和底板性質主要影響頂板管理方法和支護設備選擇。當工作面在不穩定頂板上，控頂距應盡量小，可以選用窄機身采煤機和能超前支護的支架；對于頂板不穩定的煤層，等高線和厚度變化顯著的煤層，如果對煤的塊度要求又不高，那么可采用螺旋滾筒工作機構采煤機。當煤層底板較松軟時，選用靠輸送機支承和導向的滑行刨煤機、懸臂支承式爬底板采煤機、騎槽式采煤機和對底板接觸比壓小的液壓支架。

1.3 采煤工藝

采煤工藝的選擇是否合理，直接影響到礦井的生產正常、安全、高效等方面的指標。受到煤礦技術水平和地理條件的限制，特別是在裝備水平和生產中的設備供應等條件。隨著技術水平的提高，我國的采煤工藝不斷進行創新和探索階段。例如放頂煤采煤法、一次采全高采煤法等在最近十年內已經得到了廣泛的應用。而隨著我國煤礦技術的不斷發展和完善，必然會產生新的、高效益、高安全性的采煤工藝和方法。

2 采煤機的選型

2.1 選型原則

作為綜合機械化長壁采煤工藝的核心配套設計內容之一的采煤機在初步選型時必須考慮下列的原則：1）與采煤工作面的地質條件和采煤機的主要參數并能夠滿足較大的適用范圍；2）與采煤工作面生產能力相匹配；3）與配套支護設備、運輸設備的主要技術參數相匹配；4）與通風、提升等系統條件相適應；5）與工作面長度、采區走向長度、巷道斷面尺寸等礦山技術因素相互適應；6）與采煤機技術性能良好，工作可靠性高，各種保護功能完善且使用、檢修、維護方便相互適應。

2.2 主要參數的確定

采煤機主要應確定的參數是采高、牽引速度、電動機功率。這三個參數決定著采煤機的生產能力，其余參數均與這三個參數成一定比例關系。選型過程中，還應根據所開采煤層的特性，綜合考慮其他的參數。

采煤機的主要工作參數規定了滾筒采煤機的適用范圍和主要技術性能。它們既是設計采煤機的主要依據，又是綜采成套設備選型的依據。現將采高、牽引速度、電動機功率這三個參數加以設計說明。

2.2.1 裝機功率

采煤機所裝備電動機的總功率，稱為裝機功率。裝機功率越大，采煤機可采越堅硬的煤層，生產能力也越高。煤炭工業部頒布標準MT4-1984 規定采煤機電動機功率系列為：100kW、150kW、170k W、200kW、300kW、和375kW，目前，牽引采煤機裝機功率已增大至1 000kW～2 000kW。

2.2.2 采高

采煤機的實際開采高度稱為采高。采高的概念不同于煤層厚度。分層開采厚煤層，或有頂煤冒落，或有底煤殘留時，煤層厚度就大于采高；反之，在薄煤層中，由于截割頂板或底板，采高也可能大于煤層厚度。考慮煤層厚度的變化、頂板下沉或浮煤等因素會使工作面高度縮小，因此，煤層厚度不宜超過最大采高的90%～95% 不宜小于采煤機采高的110%～120%。采高對確定采煤機整體結構有決定性影響。它既規定了采煤機適用的煤層厚度，也是與支護設備配套的一個重要參數。

雙滾筒采煤機的采高范圍主要決定于滾筒的直徑，但也與采煤機的某些參數有關，如機身高度、搖臂長度及其擺動角度范圍等。對于雙滾筒采煤機，其最大采高一般不超滾筒直徑的兩倍。

對于一般直徑的滾筒，采煤機的采高范圍是一定的。如果需要在較大范圍內改變采高。則必須改變滾筒的直徑，必要時還需相應的改變機身的高度和改變搖臂長度及其擺角范圍。

2.2.3 牽引速度

采煤機截煤時，牽引速度越高，單位時間內的產煤量越大，但電動機的負荷和牽引也相應增加，為使牽引速度與電動機符合相適應，牽引速度應能隨截割阻力的變化而變化。當截割阻力變小時，應加速牽引，以得較大的切屑厚度，增加產量；當截割阻力變大時，則應降低牽引，以減小切屑厚度，防止電動機過載，保持機器的正常工作。為此，牽引速度應是無極的，至少是多級的，并且能隨截割阻力的變化自動調速。目前，雙滾筒采煤機的最大截牽引速度可達12m/min ，有的采煤機最大牽引速度高達20m/min 截煤時，牽引速度一般不超過6m/min 而較大的牽引速度只用于跳動機器和裝煤。

選擇工作牽引速度時，首先應考慮采煤機的生產能力要與采取運輸設備的運輸能力相適應，以便時采下的煤能順利地運出來；此外，還考慮采煤機的負荷，以免機器過載。

3 結論

綜合機械化采煤機的選型不是一成不變的，應該根據礦井地質條件、生產技術水平和經濟情況,合理選用機械設備。我國MG 系列采煤機適合我國目前的技術經濟水平,品種、型號齊全,價格比同類引進設備低許多,且備件供應方便,應該優先采用。還應根據具體的特殊使用條件,認真確定設備可以調節的一些環節,如滾筒上配置什么樣的截齒和齒座,以及采用什么樣的截齒配置方式等,都會對使用效果產生很大影響。正確的設備選型配套是煤礦持續和科學發展的基礎條件之一。