采掘機(jī)械主要講解內(nèi)容：1.采掘裝備國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢；2.滾筒式采煤機(jī)的組成、工作原理和基本特征,連續(xù)采煤機(jī)和刨煤機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；3.支護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型特點(diǎn)、工作原理、組成及液壓系統(tǒng)；4.鉆孔機(jī)械、裝載機(jī)械、掘進(jìn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)；5.綜采工作面設(shè)備選型配套技術(shù)。采掘機(jī)械第一章采掘裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢本章教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：理解采煤機(jī)、液壓支架、掘進(jìn)機(jī)械等裝備的發(fā)展現(xiàn)狀難點(diǎn)：對于工作面機(jī)電設(shè)備和掘進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的理解本章教學(xué)的目的與要求了解：現(xiàn)代采掘裝備目前發(fā)展趨勢掌握：采掘裝備技術(shù)研究現(xiàn)狀第一章采掘裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢第一節(jié)采掘裝備現(xiàn)狀第一節(jié)采掘裝備現(xiàn)狀

目前，我國絕大多數(shù)高產(chǎn)高效礦井是在以厚煤層開采為主的生產(chǎn)條件下實(shí)現(xiàn)的，厚煤層開采方法主要有綜采放頂煤開采和大采高綜采2種，放頂煤開采雖然己經(jīng)在我國發(fā)展成為一種厚煤層高產(chǎn)高效采煤方法，但仍有許多難以解決的技術(shù)難題(如上覆巖層運(yùn)動及破壞、頂煤破壞、基本頂巖層平衡、巷道礦壓、瓦斯、自燃和工作面煤塵等安全問題)。對于4～9m的穩(wěn)定厚煤層，大采高綜采具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。厚煤層大采高綜采配套裝備發(fā)展現(xiàn)狀為：

(1)新型大功率電牽引采煤機(jī)總功率達(dá)到3000kW以上，裝備了采用先進(jìn)的信息處理技術(shù)和傳感技術(shù)的控制和故障診斷系統(tǒng)。

德國Eickhoff公司的SL系列采煤機(jī)采高范圍3.0～8.0m，最大牽引力可達(dá)1114kN，最大牽引速度可達(dá)29m/min，可以截割f≤10的煤和巖石。美國JOY公司的LS系列采煤機(jī)截高范圍3.0～9.0m，最大牽引力可達(dá)1620kN，最大牽引速度可達(dá)30m/min。國內(nèi)研制成功MG1000/2500-WD、MG1100/2760-WD和MG1150/3000-WD等大采高、大功率、智能化控制的交流電牽引采煤機(jī)。整機(jī)為無底托架積木式組合結(jié)構(gòu)，CAN總線結(jié)構(gòu)、DSP處理器的嵌入式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分布式信號處理，基于智能化專家系統(tǒng)的采煤機(jī)運(yùn)行信息分析及故障診斷技術(shù)。第一節(jié)采掘裝備現(xiàn)狀

(2)工作面刮板輸送機(jī)向著大運(yùn)量、軟啟動、高強(qiáng)度、重型化、高可靠性方向發(fā)展。最大運(yùn)量達(dá)6000t/h，裝機(jī)功率4×1200kW或3×1600kW。中部槽的槽間連接強(qiáng)度己達(dá)到4500kN，鏈環(huán)直徑最大達(dá)2×?56mm。

研制成功SGZ1400/3×1600型刮板輸送機(jī)，高可靠性鑄焊式2050mm長的整體加工中部槽，大功率摩擦限矩器、自動伸縮機(jī)尾、輸送機(jī)綜合監(jiān)測傳輸系統(tǒng)、雙向?qū)ΨQ模鍛刮板、高強(qiáng)度一次大卸載口交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭架、雙聯(lián)接鏈輪組件和大節(jié)距整體模鍛銷軌。研制成功SZZ1550/700型轉(zhuǎn)載機(jī)、PLM6500破碎機(jī)，適用于大功率、寬體式錘式破碎機(jī)的大型整體錘體；新型的錘頭固定技術(shù)，帶防偏沉機(jī)構(gòu)的皮帶機(jī)機(jī)尾自移裝置。第一節(jié)采掘裝備現(xiàn)狀

(3)液壓支架向高工作阻力的兩柱掩護(hù)式支架發(fā)展，支護(hù)工作阻力達(dá)6000～26000kN，支護(hù)高度4.0～8.8m，支架立柱缸徑360～650mm，支架中心距達(dá)到2.35m，支架控制方式為電液控制與環(huán)形供液，支架的降、移、升循環(huán)時(shí)間小于8s，支架的壽命試驗(yàn)高達(dá)63000次以上。

開發(fā)了ZY18800/38/83D、ZY26000/40/88D等系列大采高液壓支架，首創(chuàng)了新型三級護(hù)幫、微隙四連桿機(jī)構(gòu)和高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼混合氣體保護(hù)焊及時(shí)效消除焊接應(yīng)力新工藝；成功開發(fā)了650mm大缸徑雙伸縮立柱和新型密封結(jié)構(gòu)；研制成功了國產(chǎn)支架電液控制系統(tǒng)。第一節(jié)采掘裝備現(xiàn)狀

(4)在實(shí)現(xiàn)單機(jī)工況實(shí)時(shí)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了基于振動信息和采高—位置自動控制的采煤機(jī)滾筒自動調(diào)高技術(shù)、液壓支架電液控制技術(shù)，工作面巷道集中控制中心通過采用位置紅外傳輸、速度檢測和計(jì)算機(jī)集中控制軟件程序，使采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架等設(shè)備自動完成割煤、運(yùn)輸、液壓支架移架和頂板支護(hù)等生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)了工作面智能化和自動化生產(chǎn)。

工作面巷道計(jì)算機(jī)集中控制中心實(shí)時(shí)監(jiān)測工作面頂板壓力、供電、供液系統(tǒng)、工作面巷道膠帶系統(tǒng)、煤倉料位等設(shè)備運(yùn)行工況，并通過礦井通訊光纖等介質(zhì)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與礦井及上部管理層實(shí)現(xiàn)信息交流與通訊控制。第一節(jié)采掘裝備現(xiàn)狀第二節(jié)采掘裝備發(fā)展趨勢第二節(jié)采掘裝備發(fā)展趨勢

(1)綜采工藝科學(xué)化

通過繼續(xù)優(yōu)化工藝參數(shù)，合理加大工作面長度，提高裝備的自動化程度，使工作面單產(chǎn)水平繼續(xù)提高。

(2)兩柱掩護(hù)式液壓支架具有結(jié)構(gòu)上及自動化控制方式的優(yōu)勢，其配套設(shè)備與工藝的試驗(yàn)應(yīng)用已經(jīng)取得成功，將作為世界采煤業(yè)中關(guān)鍵技術(shù)裝備而得到推廣和應(yīng)用。(3)設(shè)備能力大型化

為滿足礦井大規(guī)模集中化生產(chǎn)的需要，大功率、高性能的設(shè)備將推動大型礦井技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)發(fā)展。最新科研成果的推廣和應(yīng)用，將大幅度提高技術(shù)與裝備的生產(chǎn)能力、可靠性和自動化程度。第二節(jié)采掘裝備發(fā)展趨勢(4)提高設(shè)備可靠性和壽命

隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，工作面單產(chǎn)不斷提高，礦井生產(chǎn)日益集中化，綜采設(shè)備的適應(yīng)性和可靠性顯得尤為重要。(5)安全措施標(biāo)準(zhǔn)化、系列化以及解決由于綜采帶來的一系列理論和實(shí)際問題

樹立“大安全”觀念，積極推行系列標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)管理方法，建立健全安全管理體系，提高礦井防范事故的能力。一、雙滾筒采煤機(jī)

以電牽引取代液壓牽引，向多電動機(jī)、大功率、機(jī)電一體化方向發(fā)展，既提高了截割牽引速度和截深，大幅度提高單產(chǎn)，又增強(qiáng)了運(yùn)行可靠性，且操作簡易安全，維修方便。

電牽引采煤機(jī)采用多電動機(jī)的設(shè)計(jì)方案，優(yōu)點(diǎn)是截割電動機(jī)橫向布置，減少了傳動齒輪副，簡化了機(jī)械、傳動系統(tǒng)，提高傳動效率，為大幅度提高采煤機(jī)裝機(jī)總功率創(chuàng)造了有利條件。第二節(jié)采掘裝備發(fā)展趨勢一、雙滾筒采煤機(jī)

例如：美國久益公司生產(chǎn)的7LS8型電牽引采煤機(jī)裝機(jī)總功率2925kW(其中截割電動機(jī)2×1100kW，牽引電動機(jī)2×200kW，液壓泵電動機(jī)55kW，破碎機(jī)電動機(jī)270kW)，最大牽引力可達(dá)2000kN，最大牽引速度可達(dá)30m/min。適用于采高4000～8800mm，煤層傾角≤15°，年產(chǎn)1500萬噸左右的高產(chǎn)高效工作面。

電牽引采煤機(jī)的另一主要特點(diǎn)是裝備了以微型電子計(jì)算機(jī)為核心的電控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用先進(jìn)的信息處理技術(shù)和傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。第二節(jié)采掘裝備發(fā)展趨勢二、液壓支架

液壓支架控制系統(tǒng)改為電液控制系統(tǒng)，加快了工作面推進(jìn)速度，并向掩護(hù)式、支護(hù)強(qiáng)度高、工作阻力大、中心距寬、穩(wěn)定性好和整機(jī)重量輕、使用壽命長等方向發(fā)展。掩護(hù)式液壓支架對煤層頂板適應(yīng)性較強(qiáng)，防止矸石進(jìn)入工作面的密封性能好。同時(shí)為滿足中厚煤層一次采全高的需要，支撐高度已增加到9m，支護(hù)強(qiáng)度已到1.8MPa；工作阻力最高已達(dá)26000kN。為了改善支撐高度加大后的穩(wěn)定性，液壓支架的寬度已增加到2.35m。液壓支架采用電液控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了液壓支架鄰架自動控制和成組控制，并能按照采煤機(jī)運(yùn)行位置和方向?qū)崿F(xiàn)全工作面液壓支架的自動控制，提高了移架速度。第二節(jié)采掘裝備發(fā)展趨勢三、工作面可彎曲刮板輸送機(jī)

采用交叉?zhèn)刃妒綑C(jī)頭，配備大功率雙速電動機(jī)，提高了運(yùn)煤轉(zhuǎn)載效率，并向大運(yùn)量、軟起動、高強(qiáng)度、重型化、堅(jiān)固耐用方向發(fā)展。刮板輸送機(jī)采用交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)載效率高，卸煤高度低，節(jié)省運(yùn)輸功率。目前刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力已達(dá)到6000t/h，裝機(jī)總功率已達(dá)4800kW；中部槽的內(nèi)寬發(fā)展到1400mm，結(jié)構(gòu)還發(fā)展了整鑄槽幫焊接中板，增加了封底板，保證過煤量達(dá)到600萬t以上，中部槽長度向2.35m發(fā)展；刮板鏈多選用雙中鏈，鏈環(huán)直徑已超過?56mm；鏈環(huán)斷面改為橢圓斷面或扇形斷面，以增加鏈環(huán)耐磨強(qiáng)度和降低中部槽的高度，刮板鏈增加了機(jī)尾自動液壓張緊裝置；驅(qū)動裝置的減速器采用兩級行星齒輪結(jié)構(gòu)，以縮小機(jī)頭、機(jī)尾的體積，與電動機(jī)的聯(lián)接方式多為CST和變頻系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)的軟起動。第二節(jié)采掘裝備發(fā)展趨勢四、工作面電氣設(shè)備

采用了高電壓、大容量的干式變壓器和組合式自動調(diào)節(jié)控制開關(guān)，各類設(shè)備均裝備有功能齊全的工況參數(shù)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，正向半自動化和自動化發(fā)展。電動機(jī)的供電電壓等級已由1140V上升到3.3kV或4.16kV，有的甚至達(dá)到5kV。移動變電站容量一般為2×1500kVA+1×1250kVA，最大為2×2500kvA+1×1500kVA，一次電壓6~10kV，二次電壓一般為1.1~3.3kV，也有1.1~4.16kV或1.1~5kV。第二節(jié)采掘裝備發(fā)展趨勢五、掘進(jìn)機(jī)械

隨著綜采工作面的推進(jìn)速度不斷加快，為保證正常接續(xù)，對工作面運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷的快速掘進(jìn)提出了較高要求，日產(chǎn)萬噸的綜采工作面一般要求掘進(jìn)速度為30~50m/d左右，日產(chǎn)2萬t

則要求掘進(jìn)速度為60~100m/d，部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)很難達(dá)到這樣的速度，掘進(jìn)機(jī)械的改革勢在必行。目前除對部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)加以改進(jìn)，增加裝機(jī)功率，提高掘進(jìn)速度外，還開發(fā)了新的掘錨聯(lián)合機(jī)組，平均班進(jìn)35m以上