双滚筒采煤机滚筒设计

双滚筒采煤机滚筒设计

薛志杰

西山煤电集团东曲矿山西省太原市古交030200

摘要：随着现代化高产高效采煤的需要，双滚滚筒采煤机作为近年来国内外采煤机的代表，已经广泛的应用于大多数大型的煤炭生产企业.它具有适应性极强，生产效率高的特点，双滚滚筒采煤机的核心部分就是机械系统，所以，他的可靠性就非常重要.而且随着国家对安全的重视，双滚滚筒采煤机的可靠性就显得越来越重要。这篇文章将详细介绍滚筒采煤机的设计、安装、运行、方法进行了详细的介绍。

关键词：双滚筒；采煤机；设计

1.国内外采煤机近况

现代煤炭生产通过更高的科技和更好的技术已经进入到高产、高效、安全和可靠的现代化发展阶段。从此，机械化采煤设备在各国地下煤矿的开采过程中的比重越来越大。。自70年代以来，机械化采煤设备都具有功率大、遥控和遥测的功能，其性能日益完善，进一步提高了生产效率和生产性。采煤机更加应用了自动检测、故障诊断以及计算机数据处理和数据显示等先进的监控技术。现阶段我国煤炭科技发展应该把高产高效作为主要目标。为了满足高产高效矿井发展的需要，增产减员，增产减面，实行合理化集中生产，拟研制截割功率2X500KW~2X600KW，总装机功率1200KW~1500KW以上，截深0.8m～1.0m的高效电牵引采煤机；采煤机电机的布置方向为横向布置，且有框架式结构，没有底托架要求，变频调速为交流变频，电压要求在3300V以上。其附属增压水泵和吸尘滚筒要求操作便捷，保护应齐全，性能要求较高，监控设施也应涉及。如何作为衡量一个国家的采煤机的技术水平，首先我们要看其采煤机机械设备的先进性、品种、质量、可靠性、适应程度和他的使用寿命。我国是一个煤炭资源丰富的发展中国家，虽然近年来采煤机发展有了长足的进步，但是生产质量、使用寿命以及采煤效率和高新技术的应用与发达国家相比还有明显的差距。虽然我国人力资源丰富，但是采煤效率较之发达国家还无法比拟，而且无法保证职工安全，因此提高采煤机生产率，改善改进采煤机质量势在必行。并且得保证采煤机应在出150万顿—200万吨煤而不修。

2.双滚筒采煤机在我国的应用情况

东曲矿作为西山煤电中的一矿，可开采的煤层厚度为13.4米，主要有2号煤、4号煤和8号煤、9号煤，其中炼焦煤和发电煤所占比例教大，精煤较少。矿井采用平硐开拓方式，条带式开采。东曲矿现有的采煤机型号有：MG500/1200-WD型交流电牵引机采煤机，MG250/600-WD型交流电牵引机采煤机等。由于过去管理不当，私挖滥采现象严重，小煤窑层出不穷，把较容易开采的煤层都已经采完，剩余的都是较难开采的煤层。国家现在提倡节俭，由于现有型号给煤机为单筒给煤机，刀头易断，采煤效率较低，故不利于现阶段煤层开采。因此改善采煤机效率势在必行。煤炭是我国主要的能源，煤炭工业为我国工业化增长做出了巨大贡献。但煤炭行业面临着许多问题和困难，主要包括产业结构不合理，生产投入不足，劳动条件差等问题。再加上近年来煤炭行业不景气，效益不断下滑，现在的采矿业面临严峻考验。不断提高采煤设备的机械化程度，增长寿命，减少损耗，提高效率，才能满足我国以及我矿日益发展的经济建设需求。

掘进方法可以分成两种，一种是钻爆法，一种是使用掘进机掘进法。正常情况下使用钻爆法较为广泛，但是主要是用人力来完成，机械化程度低。后者包括悬臂式和全断面岩巷两种掘进机。由于采煤机强度和功率增大，因此机器的重量和尺寸也相应增大，现在双滚筒采煤机的重量为15—25吨，最大的已经超过30吨，机器长度能达到10米或更长，给井下搬运、安装和使用带来一定的困难。另外，随着机器性能的完善和提高，机器结构日益复杂，使用的元件和零部件也更加精密，对技术工人的操作要求也越来越高。

3.国内外采煤机螺旋滚筒的研究现状

3.1螺旋滚筒的组成和工作原理

采煤机螺旋滚筒一共包括切割单元和传输部分两个机构。采煤机切割单元用于落煤和煤装载的一部分，切割部分占总功率的百分之八十到百分之九十。螺旋滚筒是一个螺旋叶片，叶片焊接齿座，截齿安装在其中，工作滚筒旋转和径向运动，用刀具来完成切断煤层的工作，然后由螺旋叶片煤沿滚筒的轴向运到输送机。采煤机的传输效率和生产力决定了采煤机的使用寿命和能量。螺旋滚筒主要由筒毂、端盘、螺旋叶片、齿座、截齿几部分组成。我所设计的螺旋滚筒为四头螺旋焊接结构。，共有42个截齿，其中端盘上22个，螺旋叶片上20个。端盘上的截齿应尽量靠近媒壁，这样就减少采煤时采煤机端盘与媒壁的摩擦阻力，从而减少了功耗，进一步提高了采煤效率。螺旋叶片和端盘上钻有径向孔与滚筒的内喷雾水道相通，通过装在叶片及端盘外缘的喷嘴，喷出高压水雾。锥形筒毂使滚筒向工作面输送机装煤变得流畅，提高滚筒的装煤效率。滚筒与摇臂的连接法兰为440×440毫米矩形断面，用螺栓连接固定。这样连接不仅简单方便，而且更加有利于能量的传递和采煤机自身的拆卸。螺旋滚筒我采用了镐型截齿，它的结构特点是在所采煤层落往皮带时能自转，齿尖顺便可以磨平煤块的棱角，这样更好的保护了截齿。尤其在开采我所在水平面时，由于煤层较硬，这样就降低了切割阻力，能耗底，出煤更快。对机器的损伤更是大大减少。

3.2冷却喷雾系统工作原理

喷雾冷却系统由反冲过滤器、高压表、压力安全阀、70L流量控制阀、流量表、冷却压力表、压力安全阀、12L流量控制阀、16L流量控制阀、电控冷却器、50L流量开关、球阀、80L流量控制阀、40L流量控制阀等元件组成。来自泵站的喷雾冷却水通过反冲过滤器的进水口进入采煤机，进水压力最大不得大于100bar，最小不得小于20bar，流量310L/Min。进入反冲过滤器的水经过滤后进入喷雾冷却系统。进入系统的水分为三路：一路为冷却支路，经节流阀、流量控制阀、流量表又分成五条支路，分别去冷却左牵引电机、左泵电机、右牵引电机、右泵电机、变频器和变压器。冷却左牵引电机、左泵电机后的冷却水会成一路冷却左截割电机，冷却左截割电机后经流量开关喷向煤壁。冷却右牵引电机、右泵电机后的冷却水会成一路冷却右截割电机，冷却右截割电机后经流量开关喷向煤壁。冷却变频器和变压器的冷却水也经流量开关喷向煤壁。另外两路为喷雾支路，它们分别供往左右摇臂。供往左摇臂的喷雾水经球阀后又分成两支路，一路经80L流量控制阀到达摇臂冷却器，冷却摇臂后，进入左截割滚筒形成内喷雾。另一路经40L流量控制阀，经球阀，到达左外喷雾装臵。供往右摇臂的喷雾水经球阀后也分成两支路，一路经80L流量控制阀到达摇臂冷却器，冷却摇臂后，进入右截割滚筒形成内喷雾。另一路经40L流量控制阀，经球阀，到达右外喷雾装臵。当系统供水压力大于120bar时，高压安全阀动作，系统卸载。当冷却系统压力大于25bar时，低压安全阀动作，冷却系统卸载。当冷却水压力不足时，流量开关动作，系统发出警告。

4．总结

通过几个月的工业性试验，我们对双滚筒采煤机的性能、结构及配套进行了全面考核。证明了在地质及顶板条件差，管理困难情况下充分显示了其功率大、机身窄等优点。双滚筒采煤机的机身窄，机道所占空间小，有利顶板管理，使顶板事故大大降低，能确保安全生产，并可使推进速度加快。

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