淺談新型等采高采煤機研究

鄧娟 朱強

（西安煤礦機械有限公司，陜西 西安 710201）

1 概述

薄煤層占我國煤炭總儲量的20%[1]。受到開采環境的制約，薄煤層開采機械化水平低，產量只占煤炭總產量的10%[2]。2019年我國煤炭產量37.5 億t，在一次性能源消費中的比例占57.7%，煤炭作為我國能源結構主體地位的形式將長期存在，隨著我國部分礦區的中厚及以上的煤層儲量日趨減少，薄煤成逐步成為這些礦井的主采煤層[3]。高效智能化開采是提高薄煤層采出率的重要途徑，常用的機械化薄煤層開采方式有四種：滾筒采煤機綜采、刨煤機綜采、連續采煤機開采、螺旋鉆采煤機開采，其中滾筒采煤機綜采是主流的機械化開采方法。本文在前人相關的研究基礎上，介紹了一種適合薄煤成采煤的新型等采高采煤機。

2 新型等采高采煤機在薄煤層開采中的優勢

隨著整個采煤機械化裝備的發展，我國薄煤層工作面的三機裝備也得到了相應的發展。適合薄煤層開采的采煤機裝備也得到了快速發展，典型產品有MG2×160/710-AWD系列、MG200/456-AWD系列、MG2×100/460-BWD系列等產品。刨煤機是德國最先研究的，刨煤機受采高變化、國產化、破煤能力等因素制約在我國應用較少。本文設計的新型等采高采煤機結合滾筒采煤機和刨煤機在薄煤層開采中的優勢進行設計。新型等采高采煤機機身長度為3.4 米，無需斜切進刀，順刮板槽整體推進；截割功率大，驅動方式為單個電機驅動兩個截割滾筒，有效截割功率為500KW，牽引方式為連牽引結構簡單。

2.1 新型等采高采煤機與采煤機對比

新型等采高采煤機采用銑削方式進行截割，能有效的截割巖石和夾矸，截割功率為500KW，截割效率為3.17 ～4.44 m/s。而刨煤機截割方式為刮刨所需要的截割功率為1600KW，截割巖石和夾矸困難，截割效率為3m/s。新型等采高采煤機過斷層是可以下調截割通過，刨煤機則需要停機并爆破才能通過。工作面高度變化時，新型等采高采煤機可以通過油缸來提升機體來增大采高，刨煤機需要重新組裝刨頭。

2.2 新型等采高采煤機與刨煤機對比

與滾筒式采煤機相比等采高采煤機裝煤效果好，兩個滾筒一個采煤，一個輔助拾煤，有效截割功率高且割矸能力強，割矸順暢無需減速。通過斷層時等采高采煤機需要的過斷層距離較采煤機斷。新型等采高采煤機機面高度較傳統采煤機更低，過煤空間更大，由于機身短且采用鏈牽引，維修時可將機身移出工作面，在巷道中維修，機械結構簡單方便維修。

3 新型等采高采煤機結構設計及主要參數

3.1 鏈牽引行走方式

新型等采高采煤機采用鏈牽引，如圖1所示與刮板運輸機配合使用，傳統采煤機牽引部、行走箱對機面高度和過煤高度影響大，新型等采高采煤機采用鏈牽引能在降低機面高度的同時增大過煤空間。同時電控系統更加簡單，可以縮短采煤機整體長度，結構簡單維修方便。

圖1 新型等采高采煤機中部斷面圖

3.2 一體式機身設計和單電機驅動傳動方式

新型等采高采煤機將搖臂機身整合為一體，機身主體采用一體式鑄造，如圖2所示，截割電機位于殼體中部，由傳動裝置分流到左右截割滾筒，其中電機、傳動裝置和左右截割滾筒在同一個殼體上安裝，結構緊湊。

圖2 新型等采高采煤機機身三維圖

新型等采高采煤機采用單個500KW電機驅動，如圖3所示，電機位于機身中部，由花鍵軸連接電機和傳動系統，傳動系統左右分流，分別驅動左右滾筒進行截割切煤。

圖3 新型等采高采煤機傳動圖

3.3 機型技術參數

按照設計結構及配套參數，設計后的等采高采煤機如圖4所示。其主要技術參數如表1所示。

圖4 新型等采高采煤機

表1 新型等采高采煤機主要技術參數

4 結論

本文介紹了一臺新型等采高采煤機，該采煤機主要針對薄煤層綜采工作面而設計。對比刨煤機和傳統采煤機介紹了新型等采高采煤機在薄煤層開采中的優勢，從牽引方式、機身結構和傳動方式介紹了新型等采高采煤機。該采煤機的應用為薄煤層的開采提供技術支持。