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第1章绪论

我国是产煤大国,煤炭也是我国最主要的能源,是保证我国国民经济飞速增长的重要物质基础。煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运输、提升的机械化。其中采掘包括采煤和掘进巷道。随着采煤机械化的发展,采煤机是现在最主要的采煤机械。20世纪70年代主要靠进口采煤机来满足我国生产的需要,到今天几乎是我国采煤机占领我国的整个采煤机市场,依靠科技进步,推进技术创新,开发高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技的发展的主攻方向,我国的采煤机现在已经进入了自主研发,标准化,系列化阶段。

机械化采煤开始于上世纪40年代,是随着采煤机械(采煤机和刨煤机)的出现而开始的。40年代初期,英国、苏联相继生产了采煤机,联邦德国生产了刨煤机,使工作面落煤,装煤实现了机械化。但是当时的采煤机都是链式工作机构,能耗大、效率低,加上工作面输送机不能自移,所以生产率受到一定的限制。
50年代初期,英国、联邦德国相继生产力滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支柱,大大推进了采煤机械化的发展。由于当时采煤机上的滚筒式死滚筒,不能实现跳高,因而限制了采煤机械的适用范围,我们称这种固定滚筒的采煤机为第一代采煤机。这样,50年代各。虽然载1954年英国已经研制出了液压自移式支架,但是由于采煤机和可弯曲刮板输送机尚不完善,综采技术仅仅处于开始试验阶段。
60年代是世界综采技术的发展时期。第二代采煤机——单摇臂滚筒采煤机的出现,解决了采高调整的问题,扩大了采煤机的适用范围;特别式1964年第三代采煤机——双摇臂采煤机的出现,进一步解决了工作面自开缺口问题;再加上液压支架和可弯曲刮板输送机的不断完善,滑行刨的研制成功等,把综采技术推向了一个新水平,并在生产中显示了综合机械化采煤的优越性——高校、高产、安全和经济,因此各国竞相采用综采。
进入70年代。综采机械化得到了进一步发掌和提高,综采设备开始向大功率、高效率及完善性能和扩大使用范围等方向发掌,相继出现了功率为750~1000KW,生产率大1500T/H的刮板输送机,以及工作阻力大1500KN的强力液压支架等。1970年采煤机无链牵引系统的研制成功以及1976年出现的第四代采煤机——电牵引采煤机,大大改善了采煤机的性能,并扩大了它的使用范围。
目前,各主要产煤国家已基本上实现力采煤机械化。衡量一个的指标是采煤机械化程度和综采机械化程度。
采煤机械化的发展方向是:不断完善各类采煤设备,使之达到高效、高产、安全、经济;向遥控及自动控制发展,以逐步过渡到无人工作面采煤;提高单机的可靠性,并使之系列化、标准化和通用化;研制后、薄及急倾斜等难采煤层的机械设备。

长壁采煤工作面的采煤过程主要包括:落煤、装煤、工作面运煤、顶板支护及处理采空去五个工序,按照这些工序来分有两种机械化采煤方式:
1、普通机械化采煤(普采)利用采煤机械(刨煤机或采煤机)来实现落煤和装煤,工作面输送机运煤,并用单体液压(或金属磨擦)支柱及金属铰接梁来支护顶板的采煤法称普通机械化采煤。
2、综合机械化采煤(综采)用大功率采煤机来实现落煤装煤,刮板输送机运煤,自移式液压支架来支护顶板而使工作面采煤过程完全实现机械化的采煤法称综合机械化采煤。综采工作面主要是三机配合。
如下图1-1所示:

、组成和工作原理
采煤机有不同的分类方法,一般我们按照工作机构的形式进行分类,可分为:滚筒式、钻削式和链式采煤机;现在我们所说的采煤机主要是指滚筒采煤机,这种采煤机适用范围广,可靠性高,效率高,所以现在有很广泛的使用。
滚筒采煤机的组成如图1-2 所示:
现代采煤机的设计基本上都是使用模块化设计,电机横向布置,采用模块化设计使各主要部件分开,特别是传动部件的分离使传动效率更高,传动更可靠,维修和检查方便;采煤机的牵引部分也采用了无链牵引,牵引啮合效率高,不会出现断链事故使之更安全。

第四代采煤机研发成功后,现在采煤机的设计基本上传承了他们的特点,随着机械电子的飞速发展,对采煤机产生了很大的影响,现在采煤机是集电子系统,液压系统,机械传动系统于一身的复杂的系统。在机械传动部分现代的采煤机去掉了以前采煤机的的托架,全部采用双滚筒设计。
双滚筒采煤机工作时,前滚筒割顶煤,后滚筒割底部煤,并清理浮煤。(双滚筒采煤机的工作原理如图1-3所示)
因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次,可以进一次刀;返回时,又可以进一刀,即采煤机往返一次进两次刀,这种采法称双向采煤法。
必须指出的是,为了使滚筒落下的煤能装入刮板输