采煤机选型探析

文/戚良矿，淮南矿业集团朱集东矿

采煤机是综合机械化采煤工艺的主要设备之一，也是工作面设计时首先要选择的设备。采煤机选择合理，才能保证工作面生产的的安全、高产、高效、高产，为企业带来经济效益。下面，本文就来谈谈如何正确选择采煤机。

1 制约采煤机优势发挥的主要因素

采用综合机械化采煤，产量大、效率高、安全性能好。但是采煤机优势的发挥受到地质因素（煤层的坚硬程度、煤层倾角、煤层厚度、煤层及围岩特征、煤层的含水性和自燃情况、煤层的地质构造情况）、采煤工艺等因素的制约，如果能够合理的避免这些不利因素则能取得较好的经济效益和社会效益。下面，对部分制约因素进行具体分析。

1.1 煤层的坚硬程度

煤层的坚硬程度直接影响到采煤机的选择多大功率。当采煤工作面开采f〈4 的缓倾斜及急倾斜煤层时，可采用中等功率的双滚筒采煤机，对粘性煤及f=2.5～4 的中硬以上煤层时，采用大功率双滚筒采煤机。（f ：表示坚固性系数，它只反映煤体破碎的难易程度，有些国家采用截割阻抗A 表示煤体抗机械破碎的能力）。

1.2 顶底板性质

顶板和底板性质主要影响顶板管理方法和支护设备选择。当工作面在不稳定顶板上，控顶距应尽量小，可以选用窄机身采煤机和能超前支护的支架；对于顶板不稳定的煤层，等高线和厚度变化显著的煤层，如果对煤的块度要求又不高，那么可采用螺旋滚筒工作机构采煤机。当煤层底板较松软时，选用靠输送机支承和导向的滑行刨煤机、悬臂支承式爬底板采煤机、骑槽式采煤机和对底板接触比压小的液压支架。

1.3 采煤工艺

采煤工艺的选择是否合理，直接影响到矿井的生产正常、安全、高效等方面的指标。受到煤矿技术水平和地理条件的限制，特别是在装备水平和生产中的设备供应等条件。随着技术水平的提高，我国的采煤工艺不断进行创新和探索阶段。例如放顶煤采煤法、一次采全高采煤法等在最近十年内已经得到了广泛的应用。而随着我国煤矿技术的不断发展和完善，必然会产生新的、高效益、高安全性的采煤工艺和方法。

2 采煤机的选型

2.1 选型原则

作为综合机械化长壁采煤工艺的核心配套设计内容之一的采煤机在初步选型时必须考虑下列的原则：1）与采煤工作面的地质条件和采煤机的主要参数并能够满足较大的适用范围；2）与采煤工作面生产能力相匹配；3）与配套支护设备、运输设备的主要技术参数相匹配；4）与通风、提升等系统条件相适应；5）与工作面长度、采区走向长度、巷道断面尺寸等矿山技术因素相互适应；6）与采煤机技术性能良好，工作可靠性高，各种保护功能完善且使用、检修、维护方便相互适应。

2.2 主要参数的确定

采煤机主要应确定的参数是采高、牵引速度、电动机功率。这三个参数决定着采煤机的生产能力，其余参数均与这三个参数成一定比例关系。选型过程中，还应根据所开采煤层的特性，综合考虑其他的参数。

采煤机的主要工作参数规定了滚筒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，又是综采成套设备选型的依据。现将采高、牵引速度、电动机功率这三个参数加以设计说明。

2.2.1 装机功率

采煤机所装备电动机的总功率，称为装机功率。装机功率越大，采煤机可采越坚硬的煤层，生产能力也越高。煤炭工业部颁布标准MT4-1984 规定采煤机电动机功率系列为：100kW、150kW、170k W、200kW、300kW、和375kW，目前，牵引采煤机装机功率已增大至1 000kW～2 000kW。

2.2.2 采高

采煤机的实际开采高度称为采高。采高的概念不同于煤层厚度。分层开采厚煤层，或有顶煤冒落，或有底煤残留时，煤层厚度就大于采高；反之，在薄煤层中，由于截割顶板或底板，采高也可能大于煤层厚度。考虑煤层厚度的变化、顶板下沉或浮煤等因素会使工作面高度缩小，因此，煤层厚度不宜超过最大采高的90%～95% 不宜小于采煤机采高的110%～120%。采高对确定采煤机整体结构有决定性影响。它既规定了采煤机适用的煤层厚度，也是与支护设备配套的一个重要参数。

双滚筒采煤机的采高范围主要决定于滚筒的直径，但也与采煤机的某些参数有关，如机身高度、摇臂长度及其摆动角度范围等。对于双滚筒采煤机，其最大采高一般不超滚筒直径的两倍。

对于一般直径的滚筒，采煤机的采高范围是一定的。如果需要在较大范围内改变采高。则必须改变滚筒的直径，必要时还需相应的改变机身的高度和改变摇臂长度及其摆角范围。

2.2.3 牵引速度

采煤机截煤时，牵引速度越高，单位时间内的产煤量越大，但电动机的负荷和牵引也相应增加，为使牵引速度与电动机符合相适应，牵引速度应能随截割阻力的变化而变化。当截割阻力变小时，应加速牵引，以得较大的切屑厚度，增加产量；当截割阻力变大时，则应降低牵引，以减小切屑厚度，防止电动机过载，保持机器的正常工作。为此，牵引速度应是无极的，至少是多级的，并且能随截割阻力的变化自动调速。目前，双滚筒采煤机的最大截牵引速度可达12m/min ，有的采煤机最大牵引速度高达20m/min 截煤时，牵引速度一般不超过6m/min 而较大的牵引速度只用于跳动机器和装煤。

选择工作牵引速度时，首先应考虑采煤机的生产能力要与采取运输设备的运输能力相适应，以便时采下的煤能顺利地运出来；此外，还考虑采煤机的负荷，以免机器过载。

3 结论

综合机械化采煤机的选型不是一成不变的，应该根据矿井地质条件、生产技术水平和经济情况,合理选用机械设备。我国MG 系列采煤机适合我国目前的技术经济水平,品种、型号齐全,价格比同类引进设备低许多,且备件供应方便,应该优先采用。还应根据具体的特殊使用条件,认真确定设备可以调节的一些环节,如滚筒上配置什么样的截齿和齿座,以及采用什么样的截齿配置方式等,都会对使用效果产生很大影响。正确的设备选型配套是煤矿持续和科学发展的基础条件之一。