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机电运输知识更新培训芙蓉公司机运部：杜仁庆随着煤矿行业的快速发展，其机电装备也展现出新的发展趋势，概括地讲，就是向设备的重型化、大型化发展；向设备的集中控制与自动化发展；设备选型设计向“大马拉小车”，高可靠性、高配置、高起点发展。设备的重型、大型化是煤矿的发展方向煤矿机电装备及其发展方向我国煤矿综合机械化采煤设备的研制水平，经过几十年的引进技术、消化吸收和自主研发，已有长足进步。国内某些技术如综采放顶煤支架技术处于国际领先水平；国产综采设备的主要技术参数已接近或达到国际先进水平，国产综采设备的机电一体化程度接近国际先进水平；国产综采设备的可靠性接近国际先进水平，落后约5年。国产设备的价格约是引进设备的1/2，中国煤机制造企业设计制造的煤矿机电装备已经广泛地在国各类煤矿中使用，成为中国煤矿工业技术装备的主体，为中国煤矿安全生产和高产高效矿井的建设提供了可靠的保证。我国采煤机现状与发展趋势我国20世纪末曾大量引进德国、英国、波兰、日本液压牵引采煤机；通过技贸结合于80年代引进英国液压牵引采煤机技术、90年代引进德国直流电牵引采煤机技术；通过引进消化于80年代掌握了德国液压牵引采煤机技术；通过引进消化再创新于90年代掌握了国际先进的交流变频电牵引采煤机技术、2005年初步掌握了大功率大采高采煤机技术和机电一体化技术。2001年大倾角电牵引采煤机和2002年短壁电牵引采煤机标志着我国采煤机总体设计技术达到或接近国际先进水平。2001年能量回馈型四象限交流变频技术、2002年中压开关磁阻调速和中压电磁调速、2005年中压交流变频调速技术标志着我国采煤机电气调速技术达到或接近国际先进水平。目前我国已经研制生产截高1－7.5m、倾角0－65°、装机功率100－4000kW、供电电压660－3300V的滚筒式采煤机系列产品。十一五”末，全国采煤机生产企业已多达24家，产销量约800多台，产能达到1500台左右。“十二五”末，预计全国煤机产值可达到1500亿元左右，但目前产能已接近这个数字。此外，是世界煤机巨头德国DBT公司、美国久益(JOY)公司早在2000年就大举进入中国。美国国际煤机公司收购中国鸡西公司后，最近国际煤机公司正被久益国际公司收购。在国内外煤矿的采煤工作面，目前使用的采煤机主要有滚筒采煤机和刨煤机。我国的大中型煤矿的综采工作面，绝大多数使用滚筒采煤机，并以电牵引采煤机为主，刨煤机开采方法和装备技术还未得以广泛应用。近年研制的滚筒采煤机多采用“积木式结构”，各单元之间没有机械动力传动，工作系统简单可靠，主要部件和电机可以左右互换使用。特别是现代最新滚筒采煤机，截割电机在摇臂上横向布置，机身为框架结构，各主要部件安装在框架内，摇臂铰接在框架的两端，泵阀交易网通过控制液压系统和调节液压缸行程，即可改变截割滚筒的工作高度，而且给设备拆装和维修带来极大方便。目前，国内电牵引采煤机与国外先进机型相比，总体技术参数方面已经相当接近。采煤机的最大装机功率已达3000KW，电压为3.3KV；单个截割电动机的功率都在750KW以上，最大已达900KV；滚筒直径为2.5~3.5m，截深为800~1000mm；采煤机最大截高可达6.3m；最大牵引速度为28~30m/min；滚筒截割速度已达0.4~0.6m/s。电牵引采煤机采用的调速系统主要有直流传统调速系统、交流变频调速系统、电磁滑差离合器调速系统和开关磁阻电机调速系统(简称SRD)。它们的调速原理不尽相同，但基本都可分为控制部分和牵引电机部分，简化了调速系统结构，提高了精确性和可靠性。在这几种电牵引调速系统中，交流变频调速技术在采煤机上的应用已趋向成熟，SRD技术在采煤机上的应用日益广泛。在国内外煤矿的采煤工作面，目前使用的采煤机主要有滚筒采煤机和刨煤机。我国的大中型煤矿的综采工作面，绝大多数使用滚筒采煤机，并以电牵引采煤机为主，刨煤机开采方法和装备技术还未得以广泛应用。近年研制的滚筒采煤机多采用“积木式结构”，各单元之间没有机械动力传动，工作系统简单可靠，主要部件和电机可以左右互换使用。特别是现代最新滚筒采煤机，截割电机在摇臂上横向布置，机身为框架结构，各主要部件安装在框架内，摇臂铰接在框架的两端，泵阀交易网通过控制液压系统和调节液压缸行程，即可改变截割滚筒的工作高度，而且给设备拆装和维修带来极大方便。“十二五”期间煤机设备年均约实现20%的增长，预计到2015年全行业需求将超过1400亿元，行业需求主要来自于更新维护需求、机械化率提升以及新增煤炭产能带来的设备需求三方面。在煤机设备中，以“三机一架”（采煤机、掘进机、刮板机、液压支架）为核心的综采设备约占总量的82%，因此受益程度最大。目前，在我国整个采煤设备市场中，采煤机占有综采设备总量82%中的25%的市场。从国内市场整体来看，目前我国采煤机制造企业众多，但行业整体集中度低，竞争激烈，龙头企业市场占有率不到10%，前十名企业占有率不到50%，但这其中鸡西煤矿机械有限公司、太重煤机、天地科技、郑州煤机等占有绝大多数的份额。目前，国内电牵引采煤机与国外先进机型相比，总体技术参数方面已经相当接近。采煤机的最大装机功率已达3000KW，电压为3.3KV；单个截割电动机的功率都在750KW以上，最大已达900KV；滚筒直径为2.5~3.5m，截深为800~1000mm；采煤机最大截高可达6.3m；最大牵引速度为28~30m/min；滚筒截割速度已达0.4~0.6m/s。电牵引采煤机采用的调速系统主要有直流传统调速系统、交流变频调速系统、电磁滑差离合器调速系统和开关磁阻电机调速系统(简称SRD)。它们的调速原理不尽相同，但基本都可分为控制部分和牵引电机部分，简化了调速系统结构，提高了精确性和可靠性。在这几种电牵引调速系统中，交流变频调速技术在采煤机上的应用已趋向成熟，SRD技术在采煤机上的应用日益广泛。二、薄煤层综采及公司现状近年随着薄煤层三机设备的不断发展，薄煤层的综采开采厚度已达到0.6m以下，经初步考查，辽源煤机厂、上海天地公司、西安康瑞、广能嘉华等公司生产的采煤机都较适合我公司薄煤层的开采，并且川煤集团达竹公司、广能公司、威达公司都对薄煤层进行了成功的开采，为我公司薄煤层开采提供了成熟的经验和成功的案例，我公司也作了大量的薄煤层综采的技术储备工作。因此我公司应用综合机械化对薄煤层进行开采是可行的。薄煤层综采可行性三、矿井开采技术条件（杉木树）薄煤层综采必要性多年来芙蓉公司对薄煤层开采一直采用爆破落煤的回采工艺，该回采工艺已不再适应当前煤矿生产的需要。长期以来，由于薄煤层开采难度大、效率低、成本高、工作环境差，所以薄煤层的开采技术问题一直未能得到很好地解决。我公司薄煤层储量占煤炭总储量的30%以上，而回采产量仅占总产量的10%左右。因此，探索试验薄煤层开采新工艺、新方法和新设备，最大限度地回收有限的煤炭资源，显得越来越重要。所以采用综合机械化采煤工艺对以上煤层进行开采显得十分必要，三、矿井开采技术条件薄煤层赋存条件•根据地勘报告，公司各矿C1煤层属极不稳定煤层，煤层赋存、厚度变化较大，C1煤层厚度在0.25～2.0m之间，平均煤厚1.21m；从现有采区揭露情况看，C1煤层厚度在0.25～1.7m不等，但大部分在0.7m-1.7m，煤厚变化较大•总的分析，煤厚是由西向东变薄，煤层硬度系数f=3~4。四、薄煤层综采“三机”选型及要求（二）、对“三机”配套选型的要求1234支架最小高度0.75m，支架最大高度1.8m，支护强度不小于30.7吨/米2。采煤机最小采高1.0m，最大采高1.6m，卧底量大于90mm，调速方式为交流变频调速，牵引方式为销轨式无链牵引，牵引力≥200KN，功率不低于300KW，滚筒截深630mm，牵引速度0～10m/min，电压等级1140V。刮板输送机选用SGZ-630/320型，长度200m，电压等级1140V，运输量≥450t/时，槽高≤263mm，电机和减速器平行、垂直布置各一部。“三机”适应仰俯角4°-16°倾角≤35°四、薄煤层综采“三机”选型及要求表六MG200/448-BWD型采煤机技术参数（辽源煤机）机型号内容MG200/448-BWD采高范围(mm)1000～1685适合倾角(º)≤45°截深(㎜)630机面高度(㎜)670700725两摇臂回转中心距离(㎜)5150配套滚筒直径(㎜)φ900最大采高(㎜)1685下切深度(㎜)15012095摇臂结构形式整体弯摇臂摇臂长度(㎜)1997摇臂总摆角32°上摆22°下摆10°截割功率(kW)2*100供电电压(V)1140四、薄煤层综采“三机”选型及要求滚筒转速(r/min)滚筒直径(㎜)74.4φ850截割速度m/s2.712.97φ9002.903.10φ10503.353.67牵引与调速型式销轨式、交流变频调速牵引功率与供电电压2×22kW，380V牵引速度(m/min)7.11/11.43牵引力(kN)254/158泵站电动机功率(kW)11供电电压(V)1140喷雾方式内、外喷雾冷却方式截割、牵引、泵站电机、摇臂水套等用水冷整机功率（kW）455配套运输机支架型号运输机SGZ630/320（264）支架ZY3200/7.5/18整机重量(t)～21.1t(不含主电缆，供水管，电缆夹板)表六MG200/448-BWD型采煤机技术参数（辽源煤机）续四、薄煤层综采“三机”选型及要求表七MG150/346-WD型采煤机技术参数（上海天地）机型号内容MG150/346-WD（改变后型号MG170/390-WD）采高范围(mm)950～1.8适合倾角(º)≤35°截深(㎜)630机面高度(㎜)703两摇臂回转中心距离(㎜)5150配套滚筒直径(㎜)φ850φ950φ1050最大采高(㎜)168017301780下切深度(㎜)144194244摇臂结构形式整体弯摇臂摇臂长度(㎜)1822摇臂总摆角32°上摆22°下摆10°截割功率(kW)2×（2×85）(原基础增加10KW每台)供电电压(V)1140四、薄煤层综采“三机”选型及要求表七MG150/346-WD型采煤机技术参数（上海天地）续滚筒转速(r/min)滚筒直径(㎜)6267截割速度m/sφ8502.712.97φ9503.033.32φ10503.353.67牵引与调速型式销轨式、交流变频调速牵引功率与供电电压2×22kW，380V(原基础增加2KW每台)牵引速度(m/min)5.67/9.45牵引力(kN)367/220泵站电动机型号YBQYS-20(A)泵站电动机功率(kW)5.5供电电压(V)1140喷雾方式内、外喷雾冷却方式截割、牵引、泵站电机、摇臂水套等用水冷配套运输机支架型号运输机SGZ630/320（264）支架ZY3200/7.5/18整机重量(t)～19t(不含主电缆，供水管，电缆夹板)四、薄煤层综采“三机”选型及要求（三）、滚筒采煤机的选择根据上述两台采煤机的情况，MG150/346-WD的截割电机功率偏小，同时结合我公司煤硬度偏大，且夹矸较多的情况，优选MG200/448-BWD采煤机。四、薄煤层综采“三机”选型及要求（四）、刮板输送机的选择1．原始资料工作面生产能力Q=245吨/小时、工作面长度L=200m、煤层倾角β按坡度0°来计算、煤的散积容重γ=1.35吨/