浅谈新型等采高采煤机研究

邓娟 朱强

（西安煤矿机械有限公司，陕西 西安 710201）

1 概述

薄煤层占我国煤炭总储量的20%[1]。受到开采环境的制约，薄煤层开采机械化水平低，产量只占煤炭总产量的10%[2]。2019年我国煤炭产量37.5 亿t，在一次性能源消费中的比例占57.7%，煤炭作为我国能源结构主体地位的形式将长期存在，随着我国部分矿区的中厚及以上的煤层储量日趋减少，薄煤成逐步成为这些矿井的主采煤层[3]。高效智能化开采是提高薄煤层采出率的重要途径，常用的机械化薄煤层开采方式有四种：滚筒采煤机综采、刨煤机综采、连续采煤机开采、螺旋钻采煤机开采，其中滚筒采煤机综采是主流的机械化开采方法。本文在前人相关的研究基础上，介绍了一种适合薄煤成采煤的新型等采高采煤机。

2 新型等采高采煤机在薄煤层开采中的优势

随着整个采煤机械化装备的发展，我国薄煤层工作面的三机装备也得到了相应的发展。适合薄煤层开采的采煤机装备也得到了快速发展，典型产品有MG2×160/710-AWD系列、MG200/456-AWD系列、MG2×100/460-BWD系列等产品。刨煤机是德国最先研究的，刨煤机受采高变化、国产化、破煤能力等因素制约在我国应用较少。本文设计的新型等采高采煤机结合滚筒采煤机和刨煤机在薄煤层开采中的优势进行设计。新型等采高采煤机机身长度为3.4 米，无需斜切进刀，顺刮板槽整体推进；截割功率大，驱动方式为单个电机驱动两个截割滚筒，有效截割功率为500KW，牵引方式为连牵引结构简单。

2.1 新型等采高采煤机与采煤机对比

新型等采高采煤机采用铣削方式进行截割，能有效的截割岩石和夹矸，截割功率为500KW，截割效率为3.17 ～4.44 m/s。而刨煤机截割方式为刮刨所需要的截割功率为1600KW，截割岩石和夹矸困难，截割效率为3m/s。新型等采高采煤机过断层是可以下调截割通过，刨煤机则需要停机并爆破才能通过。工作面高度变化时，新型等采高采煤机可以通过油缸来提升机体来增大采高，刨煤机需要重新组装刨头。

2.2 新型等采高采煤机与刨煤机对比

与滚筒式采煤机相比等采高采煤机装煤效果好，两个滚筒一个采煤，一个辅助拾煤，有效截割功率高且割矸能力强，割矸顺畅无需减速。通过断层时等采高采煤机需要的过断层距离较采煤机断。新型等采高采煤机机面高度较传统采煤机更低，过煤空间更大，由于机身短且采用链牵引，维修时可将机身移出工作面，在巷道中维修，机械结构简单方便维修。

3 新型等采高采煤机结构设计及主要参数

3.1 链牵引行走方式

新型等采高采煤机采用链牵引，如图1所示与刮板运输机配合使用，传统采煤机牵引部、行走箱对机面高度和过煤高度影响大，新型等采高采煤机采用链牵引能在降低机面高度的同时增大过煤空间。同时电控系统更加简单，可以缩短采煤机整体长度，结构简单维修方便。

图1 新型等采高采煤机中部断面图

3.2 一体式机身设计和单电机驱动传动方式

新型等采高采煤机将摇臂机身整合为一体，机身主体采用一体式铸造，如图2所示，截割电机位于壳体中部，由传动装置分流到左右截割滚筒，其中电机、传动装置和左右截割滚筒在同一个壳体上安装，结构紧凑。

图2 新型等采高采煤机机身三维图

新型等采高采煤机采用单个500KW电机驱动，如图3所示，电机位于机身中部，由花键轴连接电机和传动系统，传动系统左右分流，分别驱动左右滚筒进行截割切煤。

图3 新型等采高采煤机传动图

3.3 机型技术参数

按照设计结构及配套参数，设计后的等采高采煤机如图4所示。其主要技术参数如表1所示。

图4 新型等采高采煤机

表1 新型等采高采煤机主要技术参数

4 结论

本文介绍了一台新型等采高采煤机，该采煤机主要针对薄煤层综采工作面而设计。对比刨煤机和传统采煤机介绍了新型等采高采煤机在薄煤层开采中的优势，从牵引方式、机身结构和传动方式介绍了新型等采高采煤机。该采煤机的应用为薄煤层的开采提供技术支持。