采煤機(jī)是一種礦用常見(jiàn)設(shè)備，也是綜采成套裝備的主要設(shè)備之一 。采煤機(jī)主要是從截煤機(jī)發(fā)展演變而來(lái)。20世紀(jì)40年代末，蘇聯(lián)研制了截框式采煤機(jī)，20世紀(jì)50年代初，英國(guó)出現(xiàn)了滾筒采煤機(jī)和鉆削式采煤機(jī)。20世紀(jì)60年代以后，截框式采煤機(jī)逐漸淘汰，滾筒采煤機(jī)在技術(shù)和結(jié)構(gòu)上不斷完善和更新，成為當(dāng)前世界各國(guó)應(yīng)用廣泛的一種機(jī)型。中國(guó)從20世紀(jì)60年代初期開(kāi)始研制，期間經(jīng)歷了由引進(jìn)、消化、仿制到自主研制，由臺(tái)單滾筒采煤機(jī)到雙滾筒采煤機(jī)的系列化研制；采煤機(jī)截割電機(jī)功率由60kW發(fā)展到1000kW，總裝機(jī)功率由60kW發(fā)展到2550kW等一系列發(fā)展 。
采煤機(jī)一般由截割部、裝載部、行走部 （牽引部）、電動(dòng)機(jī)、操作控制系統(tǒng)和輔助裝置等部分組成 。采煤機(jī)的分類(lèi)方法很多，一般按工作機(jī)構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)形式、適用的煤層厚度、煤層轉(zhuǎn)軸傾角進(jìn)行分類(lèi) 。主要以滾筒采煤機(jī)為主，現(xiàn)代的滾筒采煤機(jī)都以尾旋滾筒為工作機(jī)構(gòu)，滾筒在破落煤炭的同時(shí)，利用螺旋葉片將煤裝入工作面輸送機(jī)。按滾筒數(shù)目分類(lèi)有單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)，其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普遍。
采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的跨越，能夠應(yīng)對(duì)較為惡劣工作環(huán)境，減輕體力勞動(dòng)、提高安全性，達(dá)到高產(chǎn)量、高效率、低消耗的目的。
結(jié)構(gòu)
采煤機(jī)一般由截割部、裝載部、行走部 (牽引部)、電動(dòng)機(jī)、操作控制系統(tǒng)和輔助裝置等部分組成。
截割部
工作機(jī)構(gòu)及其機(jī)械傳動(dòng)或驅(qū)動(dòng)裝置的總稱(chēng)。當(dāng)截割部由專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，截割部也包括截割電動(dòng)機(jī)。工作機(jī)構(gòu)是直接實(shí)現(xiàn)截割、破碎等主要功能的部件。其上裝有截齒，截齒將煤從煤體上破落下來(lái)。有些采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)為了形成所要求的截割斷面形狀，除了一個(gè)主要工作機(jī)構(gòu)外，還有一個(gè)或幾個(gè)輔助工作機(jī)構(gòu)。工作機(jī)構(gòu)往往兼有把破落下來(lái)的煤塊裝入工作面傳送機(jī)的功能，使用這類(lèi)工作機(jī)構(gòu)的采煤機(jī)就不再需要單獨(dú)的裝載部。機(jī)械傳動(dòng)裝置用來(lái)將動(dòng)力傳輸給工作機(jī)構(gòu)，以滿(mǎn)足其運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)方向和截割速度大小的要求。機(jī)械傳動(dòng)裝置通常采用齒輪傳動(dòng)，一般在使用過(guò)程中不能變速，但備有專(zhuān)門(mén)的換速齒輪副，供安裝時(shí)更換，以滿(mǎn)足截割速度的要求。機(jī)械傳動(dòng)裝置根據(jù)結(jié)構(gòu)需要可由一個(gè)或多個(gè)箱體組成。
裝載部
把工作機(jī)構(gòu)破落下來(lái)的煤塊裝入工作面輸送機(jī)的部件。在工作機(jī)構(gòu)不能兼有裝煤功能的情況下，設(shè)置獨(dú)立的裝載部。裝載部一般包括裝載機(jī)構(gòu)和機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)裝載部有專(zhuān)用的電動(dòng)機(jī)時(shí)，也包括裝載電動(dòng)機(jī)。裝載機(jī)構(gòu)也可以由截割部的機(jī)械傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
行走部
又稱(chēng)牽引部，行走(牽引)機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)裝置的總稱(chēng)。行走機(jī)構(gòu)又稱(chēng)牽引機(jī)構(gòu)，是行走部的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它的結(jié)構(gòu)形式主要有鋼絲繩—卷繩筒、鋼絲繩—摩擦卷筒、牽引鏈—鏈輪和無(wú)鏈牽引行走軌—行走輪四種。前兩種使用于早期的采煤機(jī)，牽引力小，牽引速度低，使用壽命短，安全性差。現(xiàn)代采煤機(jī)都采用無(wú)鏈牽引。行走驅(qū)動(dòng)裝置包括調(diào)速系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)裝置。調(diào)速系統(tǒng)用來(lái)調(diào)節(jié)牽引速度和變換牽引方向，有機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速三種。機(jī)械調(diào)速以機(jī)械方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，如棘輪插爪傳動(dòng)，摩擦片脈動(dòng)傳動(dòng)等。它常和機(jī)械傳動(dòng)裝置結(jié)合在一起，其輸出軸的轉(zhuǎn)速往往是不均勻的，這種調(diào)速方式僅在早期的采煤機(jī)上使用。液壓調(diào)速以液壓傳動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，如變量泵一定量電機(jī)、變量泵—變量馬達(dá)傳動(dòng)等。電氣調(diào)速以電氣調(diào)速傳動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，如直流調(diào)速傳動(dòng)和交流變頻調(diào)速傳動(dòng)等。液壓調(diào)速和電氣調(diào)速都是無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速系統(tǒng)一般是獨(dú)立的。現(xiàn)代采煤機(jī)都采用電氣調(diào)速系統(tǒng)。
電動(dòng)機(jī)
整臺(tái)采煤機(jī)的幾個(gè)主要部件共用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)才成為采煤機(jī)的主要獨(dú)立部件，該電動(dòng)機(jī)往往稱(chēng)為主電動(dòng)機(jī)。主電動(dòng)機(jī)一般是兩端都有輸出軸，一端驅(qū)動(dòng)截割部，另一端驅(qū)動(dòng)行走部，外形呈箱形結(jié)構(gòu)，用緊固螺栓與相鄰部件連接形成采煤機(jī)的機(jī)身部分。電動(dòng)機(jī)必須防爆。現(xiàn)代采煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)都是水冷式，多數(shù)采用定子和轉(zhuǎn)子水冷方式。
操作控制系統(tǒng)
操作控制采煤機(jī)的電源(動(dòng)力源)和工況狀態(tài)的系統(tǒng)。按系統(tǒng)的工作原理分為機(jī)械控制、液壓控制和電氣控制三種。按控制方式分為就機(jī)控制、直視遙控和巷道控制三種。
輔助裝置
不同結(jié)構(gòu)型式的采煤機(jī)需要配置各種相應(yīng)的輔助裝置。常用的輔助裝置有：降(集)塵系統(tǒng)；供電電纜和供水管的拖纜裝置；各種安全保護(hù)裝置等。
性能參數(shù)
電動(dòng)機(jī)功率：指截割電動(dòng)機(jī)(主電動(dòng)機(jī))的單臺(tái)額定功率。在多臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，各臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定功率之和稱(chēng)總裝機(jī)功率。
截割高度：采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)工作時(shí)在工作面底板以上形成空間的高度。在結(jié)構(gòu)上允許達(dá)到的極限高度稱(chēng)為最大截割高度，是決定采煤工作面開(kāi)采高度的重要參數(shù)。
機(jī)面高度：位于支護(hù)頂梁下方的采煤機(jī)機(jī)身上表面離工作面底板的高度。它決定了采煤工作面的最低開(kāi)采高度。
截深：采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)每次切入煤體內(nèi)的深度。
截割速度：截齒齒尖運(yùn)動(dòng)的切向速度(不考慮牽引速度和工作機(jī)構(gòu)擺動(dòng)速度的影響)。截割速度影響到每個(gè)截齒的切削深度、破落煤的塊率、截齒的發(fā)熱和磨損、粉塵的生成和飛揚(yáng)、截割堅(jiān)硬巖石時(shí)的火花生成等。
牽引速度：又稱(chēng)行走速度。采煤機(jī)整機(jī)沿長(zhǎng)壁采煤工作面牽引(行走)方向運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度。在采煤工作過(guò)程中，需要根據(jù)被破落煤的截割阻抗(以標(biāo)準(zhǔn)截齒按規(guī)定方法截煤時(shí)，單位切削深度所對(duì)應(yīng)的截割阻力。)和工況條件的變化，經(jīng)常調(diào)整牽引速度的大小。采煤機(jī)往往還需要在不割煤狀態(tài)下以較高的速度移動(dòng)其在工作面的位置，這種速度稱(chēng)為調(diào)動(dòng)牽引速度。各種采煤機(jī)所具有的工作牽引速度和調(diào)動(dòng)牽引速度的額定值往往簡(jiǎn)稱(chēng)為牽引速度和調(diào)動(dòng)速度。
牽引力：又稱(chēng)行走力，驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)行走的力。需克服牽引(行走)方向上的各種阻力。采煤工作時(shí)的牽引力較大，調(diào)動(dòng)時(shí)的牽引力較小。各種采煤機(jī)所具有的牽引力額定值往往簡(jiǎn)稱(chēng)為牽引力。
下切深度：采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上允許下切到工作面底板以下的最大深度。在采煤工作面底板起伏不平或在采煤工作面兩端騎踏面升高時(shí)，采煤機(jī)必須有足夠的下切深度才能避免連續(xù)上飄現(xiàn)象的發(fā)生。
過(guò)煤高度：騎槽式采煤機(jī)機(jī)身下部與配套刮板輸送機(jī)中部槽中板間的最大空間高度。它標(biāo)志著機(jī)身下通過(guò)煤量和大塊煤(巖)的能力。
分類(lèi)
采煤機(jī)的分類(lèi)方法很多，一般按工作機(jī)構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)形式、適用的煤層厚度、煤層轉(zhuǎn)軸傾角進(jìn)行分類(lèi)。
按工作機(jī)構(gòu)分類(lèi)
按工作機(jī)構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)可分為截框式、滾筒式、立滾筒和鉆削式四種。目前，狹義的采煤機(jī)僅指使用最廣、數(shù)量最多的滾筒采煤機(jī)。主要有截框式采煤機(jī)，滾筒采煤機(jī)，立滾筒采煤機(jī)和鉆削式采煤機(jī)等等。
按煤層厚度分類(lèi)
按適用的煤層厚度分類(lèi)可分為極薄、薄、中厚和厚煤層采煤機(jī)四種。極薄煤層采煤機(jī)適用開(kāi)采最小煤層厚度0.8m以下的煤層，由于設(shè)計(jì)難度大，生產(chǎn)能力低，所以品種和數(shù)量都很少；薄煤層采煤機(jī)適用于開(kāi)采最小煤層厚度1.3m以下的煤層；中厚煤層采煤機(jī)適用開(kāi)采厚度1.3～3.5m的煤層，這是采煤機(jī)的主流，品種多，使用廣；厚煤層采煤機(jī)適用于開(kāi)采最高煤層厚度大于3.5m的煤層，基本上都是由中厚煤層采煤機(jī)派生的機(jī)型，目前最大截割高度可達(dá)4.5～5m。
按煤層傾角分類(lèi)
按適用的煤層轉(zhuǎn)軸傾角可分為緩斜，中斜和急斜采煤機(jī)三種。
緩斜煤層采煤機(jī)。適用于傾角25°以下的煤層，絕大多數(shù)采煤機(jī)都屬于這一類(lèi)。現(xiàn)代研制的采煤機(jī)一般在走向長(zhǎng)壁采煤工作面可適用到傾角35°，在傾斜長(zhǎng)壁采煤工作面則適用的傾角較小。
中斜煤層采煤機(jī)。適用于傾角25°～45°的煤層。這類(lèi)采煤機(jī)一般在緩斜煤層采煤機(jī)的基礎(chǔ)上改型而成。現(xiàn)代研制的中斜煤層采煤機(jī)往往在走向長(zhǎng)壁采煤工作面可以使用在煤層傾角35°～55°左右，又稱(chēng)大傾角煤層采煤機(jī)。
急斜煤層采煤機(jī)。適用于轉(zhuǎn)軸傾角大于45°的煤層。急斜煤層由于條件很惡劣，采下的煤塊會(huì)高速向下滾飛而砸傷人員；冒落的頂板會(huì)向下滾滑使采空區(qū)充填不足而造成頂板事故；采煤機(jī)與底板之間的法向壓力太小，同時(shí)采煤機(jī)不能以工作面輸送機(jī)中部槽作行走導(dǎo)向而使采煤機(jī)運(yùn)行不易保持穩(wěn)定；采煤機(jī)上行時(shí)除了克服工作機(jī)構(gòu)在行走方向的阻力以外，還要克服較大的機(jī)器自身重量的分力，因此要求有足夠的牽引力，而下行時(shí)采煤機(jī)會(huì)自行下墜而必須采取控制其下行速度的措施，還要考慮到行走機(jī)構(gòu)損壞引起機(jī)器失控下墜而產(chǎn)生嚴(yán)重事故的可能性，因此，雖然世界各國(guó)都陸續(xù)研制過(guò)各種型式的急斜煤層采煤機(jī)，但都沒(méi)有能持久地推廣使用。
詳細(xì)介紹
截框式采煤機(jī)
截框式采煤機(jī)以框形截盤(pán)作為主要工作機(jī)構(gòu)的采煤機(jī)。截框式采煤機(jī)分為薄煤層和中厚煤層兩類(lèi)，分別適用于0.6～0.9m及0.8～2.8m的緩斜煤層采煤。
基本結(jié)構(gòu)：截框式采煤機(jī)由電動(dòng)機(jī)、牽引部、截割部、裝煤部和輔助裝置等組成。截割部包括工作機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)裝置。牽引部包括牽引機(jī)構(gòu)和牽引驅(qū)動(dòng)裝置。電動(dòng)機(jī)兩端出軸，分別驅(qū)動(dòng)截割部和牽引部。裝煤部包括裝煤機(jī)構(gòu)、裝煤減速箱和裝煤電動(dòng)機(jī)。
齒座和鏈板用水平銷(xiāo)連接成封閉的截鏈。它在框形導(dǎo)向架上環(huán)行，組成框形截盤(pán)。截齒裝在不同轉(zhuǎn)軸傾角的齒座上，呈扇形，使截槽有必要的寬度。截鏈運(yùn)動(dòng)時(shí)，截齒在煤體上割出框形截槽，截深一般為1.6～2m。截框高度決定于所采煤層的厚度，一般為0.7～1.4m，最低為0.5m，最高可達(dá)2m。當(dāng)截框高度較高且煤質(zhì)較硬，框形截槽內(nèi)的煤體不能自行碎落時(shí)，必須增設(shè)破碎桿和破碎盤(pán)。破碎桿上裝有破碎齒，破碎盤(pán)套在破碎桿上，外圍裝有截齒。截割傳動(dòng)裝置按框形截盤(pán)和破碎桿的運(yùn)動(dòng)速度和方向傳遞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，截割速度是固定的。傳動(dòng)框形截盤(pán)用圓柱齒輪，傳動(dòng)破碎桿需要有一級(jí)錐齒輪。傳動(dòng)裝置分為兩級(jí)，第一級(jí)減速箱是固定的，第二級(jí)減速箱可以繞第一級(jí)減速箱回轉(zhuǎn)，兩級(jí)之間有離合器聯(lián)接。采煤機(jī)在工作狀態(tài)時(shí)，框形截盤(pán)與機(jī)身垂直，離合器合上。當(dāng)采煤機(jī)要轉(zhuǎn)入下放狀態(tài)時(shí)，必須先把離合器脫開(kāi)，然后將框形截盤(pán)隨同第二級(jí)減速箱一起轉(zhuǎn)到與機(jī)身成直線(xiàn)的位置。牽引機(jī)構(gòu)由鋼絲繩和卷筒組成。卷筒裝在牽引減速箱的底部或頂部。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，經(jīng)過(guò)滑輪導(dǎo)向引出，另一端固定在斜撐于頂板和底板之間的支柱底部。卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回收鋼絲繩，從而使采煤機(jī)沿著工作面煤壁移動(dòng)。卷筒的容繩量為25～50m，卷筒纏滿(mǎn)后，使其快速反向轉(zhuǎn)動(dòng)，人工把鋼絲繩拉出，在前方重新固定后方能繼續(xù)牽引。牽引驅(qū)動(dòng)裝置把電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給卷筒，驅(qū)動(dòng)裝置還要求在工作過(guò)程中調(diào)速，因此在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置棘輪機(jī)構(gòu)或摩擦片脈動(dòng)器，或采用液壓傳動(dòng)。牽引部還提供一種較高的卷筒轉(zhuǎn)速，用于放繩和調(diào)動(dòng)(下放)采煤機(jī)。裝煤機(jī)構(gòu)為刮板拋射式，垂直封閉的鏈條上裝有懸臂刮板，下股鏈條貼底板從煤壁向采空區(qū)方向運(yùn)行，至靠近工作面傳送機(jī)處斜坡向上，使煤塊高速拋射到輸送機(jī)內(nèi)。裝煤部組裝成單獨(dú)的部件，用連接板和鋼絲繩拖在框形截盤(pán)后面，當(dāng)下放時(shí)，脫開(kāi)連接件，也轉(zhuǎn)成與機(jī)身呈直線(xiàn)的位置。截鏈截割生成的煤粉由截齒和齒座帶出截槽。除粉器把堆積的煤粉推開(kāi)，以免再次被帶回截槽，堵塞截鏈運(yùn)行。
截框式采煤機(jī)的特點(diǎn)是：采用大量截齒以小截割參數(shù)在截槽中截煤，使截槽中采出的煤粉(≤6mm)達(dá)80%，因此比能耗大、效率低。
鋸削式采煤機(jī)
又叫截煤機(jī)，靠安裝在循環(huán)運(yùn)動(dòng)的截鏈上的截齒深入煤壁截煤。
機(jī)械化掏槽的機(jī)器，用以增加爆破自由面，提高爆破效率，有圓盤(pán)式、截桿式和截鏈?zhǔn)饺N。鋼絲繩兩端分別固定在錨柱和截煤機(jī)的繩筒上。工作時(shí)繩筒轉(zhuǎn)動(dòng)，將截煤機(jī)拉向前進(jìn)，速度為0.25～1.1m/min。牽引鋼絲繩長(zhǎng)25m，每前進(jìn)20～25m需移置錨柱。截煤機(jī)不能直接落煤，在工作面上需增加爆破落煤的工序，已被滾筒采煤機(jī)代替。
刨削式采煤機(jī)
即刨煤機(jī)，靠刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)刨削破煤。
刨煤機(jī)有兩種：①動(dòng)力刨煤機(jī)，靠刨刀對(duì)煤體沖擊式破碎機(jī)煤，存在問(wèn)題較多，至今仍在研究中；②靜力刨煤機(jī)，靠刨刀對(duì)煤體靜壓力破煤，分拖鉤式、刮斗式和滑行式三種。中國(guó)目前多用拖鉤式刨煤機(jī)，習(xí)稱(chēng)煤刨，由安裝刀架的刨體和左右撐板組成，刨刀對(duì)稱(chēng)地分布在刨體上。為保證刨煤時(shí)煤刨穩(wěn)定，應(yīng)將煤刨底盤(pán)壓在傳送機(jī)溜槽下面。煤刨用錨鏈牽引，沿工作面往復(fù)運(yùn)動(dòng)落煤，一次刨深50～125mm。刨速大于輸送機(jī)鏈速的刨煤機(jī)，叫快速刨煤機(jī)。刨煤機(jī)宜用于頂?shù)装宸€(wěn)定、煤質(zhì)較軟、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單的薄煤層和中厚煤層。
鉆削式采煤機(jī)
鉆削式采煤機(jī)靠鉆頭邊緣的刀齒鉆入煤體，由鉆頭中部的破煤刀齒將中部的煤體破碎。
鉆削式采煤機(jī)以鉆削頭為主要工作機(jī)構(gòu)的采煤機(jī)。用于開(kāi)采緩斜長(zhǎng)壁薄煤層，適用于截割硬煤，具有出煤塊度大、產(chǎn)生粉塵少等優(yōu)點(diǎn)，但機(jī)身長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)高范圍小和不能自開(kāi)切口。
基本結(jié)構(gòu)：由截割部、行走部、電動(dòng)機(jī)和輔助裝置組成。截割部包括工作機(jī)構(gòu)及其機(jī)械傳動(dòng)裝置。行走部包括行走機(jī)構(gòu)、調(diào)速系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)裝置。
鉆削頭是主要工作機(jī)構(gòu)，分為單環(huán)形和多環(huán)形兩種。單環(huán)形鉆削頭的環(huán)形體端頭焊有呈不同轉(zhuǎn)軸傾角的齒座，并裝有截齒，鉆削頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)截齒在煤體上截割出一定寬度的環(huán)形截槽。當(dāng)截槽達(dá)到一定深度，安裝在環(huán)形體內(nèi)壁和底部的截齒將環(huán)形截槽內(nèi)的柱狀煤破碎成塊狀，煤塊從環(huán)形體兩側(cè)的裝煤口拋向工作面傳送機(jī)。由于鉆削頭的直徑是固定的，不能適應(yīng)采高的變化，以及四角的弧形煤需要清除，因此，常常輔以頂截盤(pán)、底截盤(pán)、立截盤(pán)等輔助工作機(jī)構(gòu)。頂截盤(pán)可升降，立截盤(pán)可擺動(dòng)以適應(yīng)采高的變化。多環(huán)形鉆削頭有同心多環(huán)和不同心多環(huán)兩種。同心多環(huán)鉆削頭的結(jié)構(gòu)與單環(huán)形類(lèi)似，只是外環(huán)形成的柱狀煤通過(guò)內(nèi)環(huán)的截齒破碎。不同心多環(huán)鉆削頭的截齒在鉆削頭上按徑向布置。相鄰兩鉆削頭的工作區(qū)域有一部分是重疊的，上下弧形煤由輔助工作機(jī)構(gòu)削平。裝煤機(jī)構(gòu)是一條裝有裝煤刮板的閉合鉸接鏈，它一般兼有輔助工作機(jī)構(gòu)的功能。機(jī)械傳動(dòng)裝置按鉆削頭和輔助工作機(jī)構(gòu)所要求的截割速度和運(yùn)動(dòng)方向傳遞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，一般都采用齒輪傳動(dòng)，不能變速。行走機(jī)構(gòu)過(guò)去用鏈牽引，現(xiàn)代采用無(wú)鏈牽引。調(diào)速系統(tǒng)一般采用液壓傳動(dòng)，使?fàn)恳俣饶軌蛟诠ぷ鬟^(guò)程中調(diào)節(jié)。機(jī)械傳動(dòng)裝置根據(jù)所要求的牽引速度和運(yùn)動(dòng)方向傳遞動(dòng)力，一般都采用齒輪傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)為箱形結(jié)構(gòu)，兩端出軸，分別驅(qū)動(dòng)截割部和行走部，并用連接螺栓把三者固定成一體。現(xiàn)代單環(huán)形鉆削式采煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率為200kW，最大牽引速度7.3m/min，牽引力300kN。
簡(jiǎn)史：?jiǎn)苇h(huán)形鉆削式采煤機(jī)于20世紀(jì)50年代初出現(xiàn)于英國(guó)，由于其本身的缺點(diǎn)，始終沒(méi)有獲得大面積推廣。多環(huán)形鉆削式采煤機(jī)在美國(guó)和蘇聯(lián)都曾研制和使用過(guò)，現(xiàn)已淘汰。
沖擊式采煤機(jī)
根據(jù)煤壁的受力特點(diǎn)和力學(xué)特征，充分利用煤巖抗拉強(qiáng)度最弱這一力學(xué)特性，采用平行工作面煤壁的切削刀具對(duì)煤體進(jìn)行沖劈，使刀具接觸并沖入煤體后在煤體中產(chǎn)生沖劈拉應(yīng)力，使煤體開(kāi)裂下落的一種采煤裝置。
滾筒采煤機(jī)
滾筒采煤機(jī)適于在煤層厚度變化小、無(wú)夾石、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層轉(zhuǎn)軸傾角 15°以下、頂板易于管理的條件下使用。傾角較大時(shí)，需裝防滑裝置。滾筒采煤機(jī)騎在可彎曲刮板輸送機(jī)上工作，沿工作面往返運(yùn)行。螺旋式滾筒上裝有按一定規(guī)律排列的截齒。滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，截齒按一定順序在煤體上先后截出很多溝槽，使溝槽之間的煤體破落，通過(guò)滾筒旋葉和弧形擋煤板裝入傳送機(jī)。滾筒直徑為測(cè)量到截齒齒尖的截割直徑，各工廠(chǎng)有各種不同的系列，根據(jù)采高選定。滾筒寬度相當(dāng)于截深，有0.6、0.8、1.0、1.2m等幾種規(guī)格。
滾筒采煤機(jī)是以裝有截割切削刀具并繞水平軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的截割滾筒為工作機(jī)構(gòu)的采煤機(jī)。滾筒采煤機(jī)工作時(shí)，滾筒隨機(jī)體沿煤壁移動(dòng)，截割刀具在機(jī)器牽引力作用下切入煤體，利用滾筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，將煤從煤體上破落下來(lái)。早期的滾筒采煤機(jī)以鼓形滾筒為工作機(jī)構(gòu)，破落的煤炭需借助于犁煤板等專(zhuān)用的裝煤機(jī)構(gòu)，將其裝入工作面輸送機(jī)。現(xiàn)代滾筒采煤機(jī)都以尾旋滾筒為工作機(jī)構(gòu)，滾筒在破落煤炭的同時(shí)，利用螺旋葉片將煤裝入工作面輸送機(jī)。
滾筒采煤機(jī)用于長(zhǎng)壁式采煤工作面進(jìn)行機(jī)械化采煤，也可用于開(kāi)采鉀鹽或油母頁(yè)巖等其他礦物。目前的滾筒采煤機(jī)截割高度為0.65～5.0m，可截割各種截割阻抗的煤層。
滾筒采煤機(jī)是煤炭生產(chǎn)的主要機(jī)械設(shè)備，隨著采煤綜合機(jī)械化的發(fā)展，滾筒采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能還在不斷地改進(jìn)和完善，主要有：①進(jìn)一步擴(kuò)大滾筒采煤機(jī)的適用范圍，研制適用于薄煤層、厚煤層和傾斜煤層的高效能滾筒采煤機(jī)；②提高滾筒采煤機(jī)的生產(chǎn)能力；③提高機(jī)器運(yùn)行的可靠性和安全性。
按滾筒數(shù)目分類(lèi)有單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)，其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普遍。
單滾筒采煤機(jī)：進(jìn)刀方式有三種：①先進(jìn)刀后移機(jī)頭，一般采用斜切進(jìn)刀，這種方式簡(jiǎn)單易行，但進(jìn)刀時(shí)間長(zhǎng)；②先移機(jī)頭后進(jìn)刀，能充分利用工時(shí)，但開(kāi)缺口工作量大；③進(jìn)刀同時(shí)移機(jī)頭，進(jìn)刀簡(jiǎn)單，時(shí)間短，但需強(qiáng)力推移傳送機(jī)的設(shè)備。
割煤方式有兩種：①單向采煤，采煤機(jī)上行進(jìn)一刀割煤，下行裝煤。優(yōu)點(diǎn)是能充分利用機(jī)器裝煤，效率高，但工作面割一刀時(shí)間長(zhǎng)，頂板懸露時(shí)間長(zhǎng)，一般適用于頂板穩(wěn)定、采高較大、裝余煤量大的煤層。②雙向采煤，往返各進(jìn)一刀。優(yōu)點(diǎn)是能提高工時(shí)利用率，工作面生產(chǎn)能力大，支護(hù)頂板及時(shí)，工序緊湊，但采高大時(shí)清浮煤工作量大。
雙滾筒采煤機(jī)：一次采全高，采煤機(jī)兩端各有一個(gè)滾筒。前滾筒在上割頂煤，后滾筒在下割底煤。兩滾筒一般相背旋轉(zhuǎn)，司機(jī)左側(cè)滾筒用左尾旋，司機(jī)右側(cè)滾筒用右螺旋。也可相向旋轉(zhuǎn)，司機(jī)左側(cè)滾筒用右螺旋，司機(jī)右側(cè)滾筒用左螺旋。一般采用雙向采煤，先進(jìn)刀后移機(jī)頭的斜切進(jìn)刀方式；也可采用進(jìn)刀同時(shí)移機(jī)頭的正切進(jìn)刀方式。
滾筒采煤機(jī)其他分類(lèi)：按行走機(jī)構(gòu)形式分類(lèi)有鋼絲繩牽引、鏈牽引和無(wú)鏈牽引三種滾筒采煤機(jī)。按行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速傳動(dòng)方式分類(lèi)有機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速三種滾筒采煤機(jī)(通常簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機(jī))。按行走部布置位置分類(lèi)有內(nèi)牽引和外牽引兩種滾筒采煤機(jī)。按機(jī)身與工作面輸送機(jī)的配合導(dǎo)向方式分類(lèi)有騎槽式和爬底板式兩種滾筒采煤機(jī)。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分類(lèi)可分為截割電動(dòng)機(jī)縱向布置和橫向布置兩種滾筒采煤機(jī)。
故障維修
采煤機(jī)是一個(gè)集機(jī)械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)，工作環(huán)境惡劣，如果出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)采煤工作的中斷，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
由于采煤機(jī)是以旋轉(zhuǎn)工作機(jī)構(gòu)破煤，運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，受力較大，常會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)部位零部件的機(jī)械磨損，如采煤機(jī)伸縮筒軸承位磨損、采煤機(jī)減速機(jī)箱體內(nèi)孔軸承室磨損、采煤機(jī)鉸接銷(xiāo)孔沖擊磨損、采煤機(jī)滾筒煤截齒齒座內(nèi)孔磨損等。
出現(xiàn)上述問(wèn)題后，企業(yè)傳統(tǒng)解決辦法是補(bǔ)焊或刷鍍后機(jī)加工修復(fù)，但兩者均存在一定弊端：補(bǔ)焊高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力無(wú)法完全消除，易造成材質(zhì)損傷，導(dǎo)致部件出現(xiàn)彎曲或斷裂；而電刷鍍受涂層厚度限制，容易剝落，且以上兩種方法都是用金屬修復(fù)金屬，無(wú)法改變“硬對(duì)硬”的配合關(guān)系。
簡(jiǎn)史及發(fā)展
采煤機(jī)是從截煤機(jī)發(fā)展演變而來(lái)。截煤機(jī)只能在煤體中(一般貼近底板)截出一條深的截槽，然后打眼放炮，人工裝煤，效率低勞動(dòng)強(qiáng)度高。于是就出現(xiàn)了在截煤機(jī)的基礎(chǔ)上使用多個(gè)截盤(pán)(包括彎截盤(pán))，必要時(shí)加上破碎桿或破碎盤(pán)，把全采高的煤都破落下來(lái)，在后面再拖上裝載部，使破煤和裝煤工作能夠同時(shí)完成，這就是采煤機(jī)的雛型。到20世紀(jì)40年代末，蘇聯(lián)研制了截框式采煤機(jī)，50年代初，英國(guó)出現(xiàn)了滾筒采煤機(jī)和鉆削式采煤機(jī)。20世紀(jì)60年代以后，截框式采煤機(jī)逐漸淘汰，滾筒采煤機(jī)在技術(shù)和結(jié)構(gòu)上不斷完善和更新，成為當(dāng)前世界各國(guó)應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)型。
我國(guó)從20世紀(jì)60年代初期開(kāi)始研制，期間經(jīng)歷了由引進(jìn)、消化、仿制到自主研制，由第一臺(tái)單滾筒采煤機(jī)到雙滾筒采煤機(jī)的系列化研制；采煤機(jī)截割電機(jī)功率由60kW發(fā)展到1000kW，總裝機(jī)功率由60kW發(fā)展到2550kW；采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)形式由單電機(jī)到多電機(jī)，由縱向布置到橫向布置；牽引形式由鋼絲繩牽引到圓環(huán)鏈牽引，發(fā)展到無(wú)鏈牽引；牽引調(diào)速由機(jī)械牽引調(diào)速到液壓無(wú)級(jí)調(diào)速，發(fā)展到直流調(diào)速和交流變頻調(diào)速；系統(tǒng)保護(hù)由簡(jiǎn)單到完善；操作由單純手動(dòng)就機(jī)操作到兼有端頭站操作和收音機(jī)離機(jī)操作；采煤工作面機(jī)械化程度由普采到高檔普采，再到綜采；適用范圍由薄煤層到特厚煤層的發(fā)展過(guò)程。
發(fā)展趨勢(shì)
探索新的破煤工作原理和新型的工作機(jī)構(gòu)，以改善產(chǎn)品煤的塊度構(gòu)成，增加大塊煤的比例；充分利用煤的抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度大大低于抗壓強(qiáng)度的特性，降低破煤的比能耗。擴(kuò)大適應(yīng)范圍，研制產(chǎn)量高、性能好的極薄煤層和薄煤層采煤機(jī)以及急斜煤層采煤機(jī)。提高自動(dòng)化程度，與其他配套設(shè)備共同組成自動(dòng)化采煤工作面設(shè)備并實(shí)現(xiàn)無(wú)人采煤工作面。采煤機(jī)使用于一般中、小型礦井下緩傾薄煤層﹑極薄復(fù)合煤層采煤工作面開(kāi)切底槽，達(dá)到掏槽落煤的作用。體積小、重量輕，噪音小、防塵效果好，使用安全可靠。電器部分具有一定的防爆性能，電機(jī)冷卻方式為水冷。較手工采煤能提高煤塊率，節(jié)省開(kāi)采時(shí)間，是開(kāi)采極薄復(fù)合煤層代人工掏槽落煤的設(shè)備。
發(fā)展企業(yè)
近年來(lái)，我國(guó)采煤機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，截止2010年全國(guó)采煤機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)已多達(dá)24家，產(chǎn)銷(xiāo)量約800多臺(tái)，產(chǎn)能達(dá)到1500臺(tái)左右。從國(guó)內(nèi)煤機(jī)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)來(lái)看，我國(guó)煤機(jī)制造企業(yè)受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代影響發(fā)展緩慢，不僅技術(shù)水平較低，而且產(chǎn)品單一。雖然近年技術(shù)提升很快，但是與國(guó)外煤機(jī)巨頭相比，我國(guó)煤機(jī)裝備整機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性仍然不強(qiáng)，缺乏行業(yè)的頂尖品牌，在資金實(shí)力和技術(shù)研發(fā)能力上與國(guó)際先進(jìn)水平還有一段差距，在露天煤礦采掘設(shè)備的生產(chǎn)方面與國(guó)外差距較大，大而不強(qiáng)是我國(guó)煤機(jī)行業(yè)當(dāng)前的真實(shí)寫(xiě)照。
產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)化
當(dāng)前我國(guó)煤機(jī)產(chǎn)能過(guò)剩的整體態(tài)勢(shì)已經(jīng)形成，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)必然轉(zhuǎn)向品牌競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)煤機(jī)行業(yè)的兼并重組，從而做強(qiáng)品牌是我國(guó)煤機(jī)企業(yè)實(shí)現(xiàn)突圍的必然之舉。為此，國(guó)家需要在政策等方面加強(qiáng)引導(dǎo)，從而推動(dòng)我國(guó)盡快淘汰落后產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)煤機(jī)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。中國(guó)煤炭行業(yè)實(shí)施的資源整合、大集團(tuán)戰(zhàn)略尤其是13個(gè)煤炭基地的建設(shè)，對(duì)煤機(jī)行業(yè)打造品牌、產(chǎn)品升級(jí)換代等將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。這些措施在提供巨大市場(chǎng)機(jī)遇的同時(shí)，也會(huì)促進(jìn)整個(gè)煤機(jī)行業(yè)市場(chǎng)的重新洗牌。目前煤炭行業(yè)機(jī)械化率約70%，但綜采率比較低，約為44%，而世界國(guó)家的煤炭綜采率超過(guò)80%，甚至達(dá)100%，煤炭行業(yè)的綜采化還有很大的空間。
參考資料 >
煤礦小常識(shí):什么是采煤機(jī)以及操作流程.洛陽(yáng)派科新能源科技有限公司.2024-03-23
什么是采煤機(jī)?與綜采設(shè)備又有什么關(guān)系?分享相關(guān)專(zhuān)業(yè)礦用知識(shí).搜狐網(wǎng).2024-03-23
采煤機(jī)是什么，有哪些種類(lèi).湖南煤礦機(jī)械有限公司.2024-03-23