采煤设备分类：液压支架.doc

液压支架
　　我国自1973年开始大规模引进德国、英国等国家的综采设备，经历了消化、吸收和改进提高的过程，已形成了较完善的设计、制造和科研体系[4]。我国液压支架的发展历程可分为以下四个阶段：
　　(1)学习起步阶段：我国从20世纪70年代初开始液压支架的研制工作，基础条件很差，一切都是从零开始，所需的板材、管材及液压管胶等都需要研制及试验。1964年由太原分院和郑州煤机厂设计70型迈步式自移支架，从此开始了液压支架的国产化道路[5]。在广大科技工作者的辛勤努力下，先后研制出了垛式、节式和掩护式支架。尽管这些支架的性能和可靠性都较差，但为我国液压支架的发展奠定了基础，积累了经验。
　　(2)引进、消化、吸收、发展阶段：20世纪70年代末80年代初我国分三次大规模地引进国外支架，尤其是第三批引进了当时西方国家较为先进的综采设备共100套，其中的液压支架主要以二柱掩护式和四柱支撑式为主，支架的参数和性能比以往进口支架有明显提高。1984年，北京开采所、沈阳所、郑州煤机厂在沈阳蒲河矿进行我国第一套放顶煤液压支架的工业性试验，继而研制了多种低位、中位和高位放顶煤支架，成功地在缓倾斜厚煤层和急倾斜厚煤层水平分层工作面使用。通过消化吸收国外先进技术，科研人员自主开发了多种不同用途的液压支架，具有代表性的支架有QY系列和ZY系列支架，其中QY31和ZY35支架在较大范围内得到了推广使用。这一时期开发出的支架重量普通较轻，如QY31经济型支架重量仅6T，支架的工作阻力也偏小，二柱支架一般在2000～3500kN，四柱支架一般在3000～4600kN。支架的可靠性比较差，寿命试验仅8000次，与国外的差距较大。在支架的控制方面，操纵阀主要以ZC片阀为主，流量只有80L/min。乳化液泵站流量一般为80～200L/min，支架的移架速度较慢，一般在20～30s/架，立柱千斤顶的密封圈全部为橡胶件，寿命较短[6]。
　　(3）完善和提高阶段：从上世纪90年代中期开始，我国液压支架进入了快速发展的阶段。这时期综采技术得到推广，全国的综采工作面数量有了大幅度的提高，同时液压支架的使用性能、技术参数、稳定性和可靠性也有了明显的提高，支架的架型不断地丰富。特别是放顶煤开采技术的成功应用，大大地推动了放顶煤液压支架的快速发展。放顶煤液压支架的架型按放煤位置分有高位、中位、低位放顶煤支架；按四连方向来分有正四连杆和反四连杆放顶煤支架等。
　　(4）高速发展阶段：随着液压支架国产化进程的发展和我国高端液压支架需求量的不断增加，我国液压支架技术进入高速发展阶段。国内主要的液压支架生产厂家，如郑州煤机厂、北京煤机厂、平阳重工等都更加注重液压支架的自主研发，先后生产出了5m、6m甚至7m的高端液压支架。在液压支架结构件的材质方面，对800MPa、900MPa级高强钢板的焊接性能进行了研究；在液压支架电液控制技术方面，也进行了研究和开发。我国液压支架的设计和制造水平逐渐接近国际先进水平。
编辑本段分类
　　液压支架的型式很多。具体如下
　　按架型结构与围岩关系分：
　　1.掩护式
　　（1）支撑掩护式；（2）支顶掩护式。
　　2.支撑掩护式
　　（1）支顶支掩支撑掩护式；（2）支顶支撑掩护式。
　　3.支撑式
　　（1）节式支架；（2）垛式支架。
　　按适用煤层倾角分：
　　1.一般工作面支架
　　2.大倾角支架
　　按适用采高分：
　　1.薄煤层支架
　　2.中厚煤层支架
　　3.大采高支架
　　按适用采煤方法分：
　　1.一次采全高支架
　　2.放顶煤支架
　　（1）低位放顶煤液压支架；（2）中位放顶煤液压支架；（3）高位放顶煤液压支架
　　3.铺网支架
　　4.充填支架
　　按在工作面的位置分：
　　1.工作面支架
　　2.过渡支架（排头支架）
　　3.端头支架
　　按稳定机构分：
　　1.四连杆机构支架
　　2.单铰点机构支架
　　3.反四连杆机构支架
　　4.单摆杆式支架
　　5.机械限位支架（橡胶限位、弹簧钢板限位、千斤顶限位）
　　按组合方式分：
　　1.单架式支架
　　2.组合式支架
　　按控制方式分：
　　1.本架控制支架
　　2.邻架控制支架
　　3.成组控制支架
　　按控制原理分：
　　1.液压直接控制支架
　　2.液压先导控制支架
　　3.电液控制支架
　　除以上各种分类外，还有最新的超静定液压支架。
　　液压支架是一种利用液体压力产生支撑力并实现自动移设来进行顶板支护和管理的一种液压动力装置，是综合机械化采煤不可缺少的配套设备。
适用范围
　　液压支架主要用于水平面和小于等于10度的缓倾斜厚煤层沿底板一次放顶煤采全高开采的长壁综采工作面，也适用于急倾斜特厚煤层水平分层放顶煤综采工作面。
性能特点
　　1.纵横向稳定性好
　　2.防护性能强
　　3.移架速度快
　　4.对顶板适应性强
操作规程
　　1、必须持有效证件上岗。
　　2、必须熟悉液压支架的性能和工作原理，懂得维护保养液压支架，懂得顶板管理方法，学习本工作面《采煤作业规程》。
　　3、与采煤机司机合作，当支架与采煤机距离超过规定，应要求停止割煤。
　　4、拉架前，检查帮顶状况及支架各部位，确保环境安全、支架完好、构件齐全标准，否则必须处理；清理架前及两侧障碍物，严禁挤压管线、电缆。
　　5、拉架时，支架前后严禁有其它人员。移动端头支架时要放好警戒，其它人员一律撤到安全地点。
　　6、移架前，将相邻支架推拉缸推出；
　　7、移架时，支架工必须站在安全地点，面向煤壁，身体躲进架内操作
　　8、移架时，先收回护帮板、侧护板，然后降柱拉架达到规定步距；放顶煤支架拉架前，要先将后部运输机拉上来；拉架阻力大时，应停止拉架，查明原因处理后再继续操作。
　　9、调整支架与输送机垂直，并保证支架不歪斜、不挤架、不咬架，支架排成直线，偏差不超过±50mm。降柱幅度低于邻架侧护板时，升架前应先收回邻架侧护板，待升柱后再将其伸出。
　　10、先升前柱后升后柱，使顶梁与顶板严密接触3-5秒，达到初撑力。
　　11、伸出伸缩梁、护帮板顶住煤壁；伸出侧护板，保证架间不漏货。
　　12、采煤机前滚筒到达前先收回护帮板，割煤后立即将伸缩前探梁伸出护顶。
　　13、顶板破碎及压力大时，要带压擦顶移架，拉到位后及时支护顶板。过断层时，严格控制采高，防止压死支架。
　　14、推运输机距采煤机12－15米，弯曲段不小于15米。放顶煤工作面移运输机距拉架不小于3米，弯曲段不小于15米。
　　15、不准由两头向中间推运输机。
　　16、推运输机机头（尾）时，要听从班组长指挥。
　　17、拉架、推溜完毕，各阀把搬到“零”位。
采煤机
采煤机（coal winning machine）：以旋转工作机构破煤，并将其装入输送机或其他运输设备的采煤机械。
采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失。随着煤炭工业的发展，采煤机的功能越来越多，其自身的结构、组成愈加复杂，因而发生故障的原因也随之复杂。
采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。
分类：采煤机分锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种：采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展，采煤机的功能越来越多，其自身的结构、组成愈加复杂，因而发生故障的原因也随之复杂。双滚筒采煤机综合了国内外薄煤层采煤机的成功经验，是针对我国具体国情而设计的新型大功率薄煤层采煤机。
采煤机主要技术参数：
1、适用煤层 采高　0.85-1.6m 倾角　≤30° 煤质硬度　f≤3
2、生产能力 最大理论生产能力　528t/h 经济生产能力249t/h
3、截割部 滚筒转速：75.62rpm 滚筒直径：Φ850、Φ1000、Φ1200 调高方式：液压调高
4、牵引部 牵引方式：液压无级调速、摆线齿轮、销排无链牵引 最大牵引力：20t 牵引速度：0-5.5m/min
5、电动机 牵引电机
分类介绍：
锯削式采煤机：即截煤机，靠安装在循环运动的截链上的截齿深入煤壁截煤。
机械化掏槽的机器，用以增加爆破自由面，提高爆破效率，有圆盘式、截杆式和截链式三种。钢丝绳两端分别固定在锚柱和截煤机的绳筒上。工作时绳筒转动，将截煤机拉向前进，速度为0.25～1.1m/min。牵引钢丝绳长25m，每前进20～25m需移置锚柱。截煤机不能直接落煤，在工作面上需增加爆破落煤的工序，已被滚筒采煤机代替。
刨削式采煤机：即刨煤机，靠刨刀的往复运动刨削破煤。
一种刨削式浅截深采煤机。刨煤机有两种：①动力刨煤机，靠刨刀对煤体冲击破煤，存在问题较多，至今仍在研究中；②静力刨煤机，靠刨刀对煤体静压力破煤，分拖钩式、刮斗式和滑行式三种。中国目前多用拖钩式刨煤机，习称煤刨，由安装刀架的刨体和左右撑板组成，刨刀对称地分布在刨体上。为保证刨煤时煤刨稳定，应将煤刨底盘压在输送机溜槽下面。煤刨用锚链牵引，沿工作面往复运动落煤，一次刨深50～125mm。刨速大于输送机链速的刨煤机，叫快速刨煤机。刨煤机宜用于顶底板稳定、煤质较软、地质构造简单的薄煤层和中厚煤层。
钻削式采煤机：靠钻头边缘的刀齿钻入煤体，由钻头中部的破煤刀齿将中部的煤体破碎。
冲击式采煤机：根据煤壁的受力特点和力学特征，充分利用煤岩抗拉强度最弱这一力学特性，采用平行工作面煤壁的刀具对煤体进行冲劈，使刀具接触并冲人煤体后在煤体中产生冲劈拉应力，使煤体开裂下落的一种采煤装置。
滚筒采煤机：一种铣削式浅截深采煤机，由截割部分、牵引部分和动力部分组成。截割部分包括工作机构和减速器，牵引部分包括行走机构（链轮、牵引链及其拉紧装置）和液压传动装置，动力部分包括电动机和电气控制箱。另外，还有辅助装置，包括底托架、电缆架、喷雾装置和信号照明等设备。
滚筒采煤机适于在煤层厚度变化小、无夹石、地质构造简单、煤层倾角 15°以下、顶板易于管理的条件下使用。倾角较大时，需装防滑装置。滚筒采煤机骑在可弯曲刮板输送机上工作，沿工作面往返运行。螺旋式滚筒上装有按一定规律排列的截齿。滚筒转动时，截齿按一定顺序在煤体上先后截出很多沟槽，使沟槽之间的煤体破落，通过滚筒旋叶和弧形挡煤板装入输送机。滚筒直径为测量到截齿齿尖的截割直径，各制造厂有各种不同的系列，根据采高选定。滚筒宽度相当于截深，有0.6、0.8、1.0、1.2m等几种规格。
滚筒采煤机分单滚筒和双滚筒两种：
单滚筒采煤机
进刀方式有三种：①先进刀后移机头，一般采用斜切进刀，这种方式简单易行，但进刀时间长；②先移机头后进刀，能充分利用工时，但开缺口工作量大；③进刀同时移机头，进刀简单，时间短，但需强力推移输送机的设备。
割煤方式有两种：①单向采煤，采煤机上行进一刀割煤，下行装煤。优点是能充分利用机器装煤，效率高，但工作面割一刀时间长，顶板悬露时间长，一般适用于顶板稳定、采高较大、装余煤量大的煤层。②双向采煤，往返各进一刀。优点是能提高工时利用率，工作面生产能力大，支护顶板及时，工序紧凑，但采高大时清浮煤工作量大。
双滚筒采煤机
一次采全厚，采煤机两端各有一个滚筒。前滚筒在上割顶煤，后滚筒在下割底煤。两滚筒一般相背旋转，司机左侧滚筒用左螺旋，司机右侧滚筒用右螺旋。也可相向旋转，司机左侧滚筒用右螺旋，司机右侧滚筒用左螺旋。一般采用双向采煤，先进刀后移机头的斜切进刀方式；也可采用进刀同时移机头的正切进刀方式。
采煤机用途
采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失。随着煤炭工业的发展，采煤机的功能越来越多，其自身的结构、组成愈加复杂，因而发生故障的原因也随之复杂。
本机使用于一般中、小型矿井下缓倾薄煤层﹑极薄复合煤层采煤工作面开切底槽，达到掏槽落煤的作用。
适用范围
本机可在周围环境空气的甲烷、煤灰、硫化氢、二氧化碳等含量不超过《煤矿安全规程》所规定的安全含量的矿井中使用。本机使用于复杂煤层的开采，可在采高0.30米以上工作面开切底槽之用。
适宜截煤层硬度f≤4°工作面。适宜沿煤壁底板倾斜角度a<25°工作面。
采煤机特点
体积小、重量轻，噪音小、防尘效果好，使用安全可靠。
电器部分具有一定的防爆性能，电机冷却方式为水冷。
本机比较手工采煤能提高煤块率，节省开采时间，是开采极薄复合煤层代人工掏槽落煤的设备。
基本参数
调整方式
手动、脉动、无极调速
工作方式
沿煤壁来回、左右作业
牵引方式
刚丝绳内牵引
电机型号
YBK2—160L－4
牵引速度
0～920mm/min
电机功率
15KW
截槽深度
800～900 mm
额定电压
380V/660V
截链线速度
1900mm/s
外型尺寸
1800×390×280mm
绳筒容量
20000mm
钢丝绳规格
6×37（Φ10.5mm）
牵引力
15.33KN
整机重量
750±2kg
牵引功率
5KW
截割功率
10KW
冷却方式
水冷
空载下放速度
4018mm/min
冷却方式
螺旋水道内冷
工作方式
沿煤壁来回，左右工作
防尘方式
冷却水截煤部防尘
润滑方式
连续无压润滑
结构
整机由牵引部、电动机、（专用防爆水冷式电机）、截煤部连接组成。
效果
使用本机完成机械掏槽作业，改变采煤工作面采用手工掏槽作业的落后工艺，减轻工人劳工生产率，与炮采工艺相比改善了采煤工人的劳动安全生产条件，确保采煤工作面正规循环作业，增加块煤率，为薄煤层机械化采煤提供了一种使用装备。
编辑本段故障维修
由于采煤机是以旋转工作机构破煤，运行环境较为恶劣，受力较大，常会出现传动部位零部件的机械磨损，如采煤机伸缩筒轴承位磨损、采煤机减速机箱体内孔轴承室磨损、采煤机铰接销孔冲击磨损、采煤
机滚筒煤截齿齿座内孔磨损等。
出现上述问题后，企业传统解决办法是补焊或刷镀后机加工修复，但两者均存在一定弊端：补焊高温产生的热应力无法完全消除，易造成材质损伤，导致部件出现弯曲或断裂；而电刷镀受涂层厚度限制，容易剥落，且以上两种方法都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各力综合作用下，仍会造成再次磨损。当代西方国家针对以上问题多使用高分子复合材料的修复方法，而应用较多的有美嘉华技术体系，其具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能，可免拆卸免机加工。既无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，可吸收设备的冲击震动，避免再次磨损的可能，并大大延长设备部件的使用寿命，为企业节省大量的停机时间。在国内针对采煤机故障的维修中，也逐步取代了传统的维修方法。
发展企业
近年来，我国采煤机械产业发展迅猛，截止2010年全国采煤机械生产企业已多达24家，产销量约800多台，产能达到1500台左右。从国内煤机竞争态势来看，我国煤机制造企业受计划经济时代影响发展缓慢，不仅技术水平较低，而且产品单一。虽然近年技术提升很快，但是与国外煤机巨头相比，我国煤机装备整机的可靠性和稳定性仍然不强，缺乏行业的顶尖品牌，在资金实力和技术研发能力上与国际先进水平还有一段差距，在露天煤矿采掘设备的生产方面与国外差距较大，大而不强是我国煤机行业当前的真实写照。
产业竞争优化
当前我国煤机产能过剩的整体态势已经形成，产品竞争必然转向品牌竞争，推动国内煤机行业的兼并重组，从而做强品牌是我国煤机企业实现突围的必然之举。为此，国家需要在政策等方面加强引导，从而推动我国尽快淘汰落后产能，实现煤机产业的健康发展。中国煤炭行业实施的资源整合、大集团战略尤其是13个煤炭基地的建设，对煤机行业打造品牌、产品升级换代等将产生巨大的推动作用。这些措施在提供巨大市场机遇的同时，也会促进整个煤机行业市场的重新洗牌。目前煤炭行业机械化率约70%，但综采率比较低，约为44%，而世界国家的煤炭综采率超过80%，甚至达100%，煤炭行业的综采化还有很大的空间。
附件：采煤机基础知识：
第一章 采煤机的发展概况
第一节 概述
一、50年代第一代采煤机：固定滚筒式
二、60年代第二代采煤机：摇臂可升降滚筒式
三、60年代中期三代采煤机：双摇臂有链牵引
四、70年代第四代采煤机：五连牵引式、液压牵引
五、80年代第五代采煤机：电牵引式
第二节 采煤机的配套设施
一、普采工作面——单体支柱、金属模数
二、高档普采工作面——液压单体支柱
三、综采工作面——液压支架
第三节 采煤机的分类、组成、工作原理
一、分类：
1、接滚筒数量分类：分单、双
2、接煤层厚度分类：分厚、中厚、薄煤层
3、接调高方式分类：分固定、摇臂、机身调高
4、接机身设置方式：分骑运输机、爬底板
5、接牵引方式分类：有链、无链、机械、液压、电牵引
6、接煤层使用条件：分缓倾（15°以下）、倾斜（15°以上）、急倾（25°）
二、组成
1、截割部
2、牵引部
3、电气系统
4、辅助系统
三、采煤机的总体布局
1、沿轴向（纵向）布置方式（单电机）
2、多电机横向布置方式
四、工作原理
第四节 采煤机的主要工作参数
1、采高 滚筒直径、摇臂长度
2、截深 滚筒的厚度
3、截割速度 滚筒的转速
4、牵引速度 采煤机的行走速度
5、牵引力 外载荷阻力大小
6、生产能力
7、装机功率 总功率
第二章 牵引部
一、牵引机构 有链牵引 无链牵引
二、传动装置 机械 液压 电牵引
三、液压牵引系统 主回路 补油和热交换回路 安全保护回路 液压伺服系统 调速系统如图
四、电牵引系统
1、直流复励电机调速 MG-355
2、交流变频调速 MG-200/500
第三章 截割部
一、截割机构： 截齿的要求，耐磨强度高、几何参数合理、固定可靠
截齿的分类： 扁形（刀型） 镐形
截齿的材料：30~35GrMn8i 碳化钨合金
二、滚筒：直径、头数、旋向、宽度、
三、传动装置
1、传动方式及传动特点：
分单电机输出和多电机输出
特点：多采用四级电机 转速 1460转/分
滚筒转速一般 30~55转/分 常见
一般采用3~5级齿轮减速 多用直齿
传动、输出稳定可靠
1、机头减速箱（多见单电机布置）
2、摇臂减速箱（纵向和横向电机布置）
3、行星减速器
四、截割部的润滑：
1、飞溅润滑
2、强迫润滑
五、采煤机的辅助液压装置
1、调斜
2、调高，如图所示
第四章 采煤机附属装置
第一节 托架
一、组成及应用：
主要支撑采煤机保证稳定的运行
二、主体结构及特点
一般用 两块钢板 或 多块钢板组成
重心低 刚性好 有利于机器稳定工作
三、支撑形式
刚性支撑 可调支座支撑
第二节 喷雾冷却系统
一、内外喷雾灭尘形式
内喷雾 外喷雾
二、冷却系统形式
电机冷却 油齿冷却 机械传动冷却
三、冷却喷雾图
第五章 采煤机的使用与维护
一、采煤机的安装与调试
地面试车运转 入井运输 井下安装与试验
二、采煤机的操作
工作面的检查 操作前的检查 启动采煤机顺序
停止采煤机的顺序 紧急情况停车 操作注意事项
三、采煤机的维护
1、班检 日检 周检 月检
第六章 采煤机故障事例