采煤机滚筒自动调高技术的

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【摘 要】采煤机械是进行破煤和装煤的机器,是机械化和综合机械化采煤工作面的主要设备之一.目前,煤矿井下广泛使用的采煤机械有两类：滚筒式采煤机和刨煤机.滚筒采煤机是以螺旋滚筒作为工作机构的采煤机械,当滚筒旋转并截入煤壁时,利用安装在滚筒上的截齿将煤破碎,并通过滚筒上的螺旋叶片将破碎下来的煤装入刮板输送机.刨煤机是一种采用刨削方式落煤的采煤机械,刨刀刨削煤壁将煤刨落,刨落的煤在刨头犁形斜面的作用下被装入输送机送出采煤工作面.本文主要介绍了滚筒式采煤机的种类、组成、原理和旋转方向,并阐述了滚筒自动调高技术,对于指导采煤机的工作具有重要参考价值.

【关 键 词】采煤机；滚筒；种类；组成；自动调高；控制条件

1滚筒式采煤机的种类

由于滚筒式采煤机的采高范围大,对各种煤层适应性强,能截割硬煤,并能适应较复杂的顶底板条件,因而得到了广泛的应用.刨煤机要求的煤层地质条件较严,一般适用于煤质较软不粘顶板、顶底板较稳定的薄煤层或中厚煤层,故应用范围较窄.但是刨煤机结构简单,尤其在薄煤层条件下劳动生产率较高.滚筒式采煤机的种类较多,按工作机构的数量可分为单滚筒和双滚筒,前者多用于薄煤层,后者多用于中、厚煤层；按牵引方式可分为链牵引与无链牵引采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵引；按牵引部的调速方式可分为液压调速、机械调速和电机调速等.

2滚筒采煤机的主要组成部分

滚筒采煤机的类型很多,但基本上以双滚筒采煤机为主,其基本组成部分也大体相同.

2.1电动机及其电气设备

电动机及其电气设备主要包括电动机1和电气控制箱13.电动机1是采煤机的动力部分,它通过两端出轴驱动滚筒和牵引部.电动机为防爆型鼠笼式.电气控制箱13内装有各种电控元件,以实现各种控制及电气保护.

2.2牵引部

牵引部的作用是带动采煤机在工作面作往复移动,以实现采煤机的连续割煤和装煤.牵引部主要包括牵引部减速器和牵引机构.牵引部2通过其主动链轮与固定在工作面两端的牵引链3相啮合,使采煤机沿工作面移动.牵引机构可分为有链牵引和无链牵引两类.

2.3截割部

截割部的主要功能是完成采煤工作面的截煤和装煤,由左、右截割电机,左、右摇臂减速箱,左、右滚筒,冷却系统,内喷雾系统和弧形挡板等组成.截割部耗能占采煤机装机总功率的80%-90%,因此,研制生产效率高和比能耗低的采煤机主要体现在截割部.

2.4附属装置

附属装置主要包括挡煤板7、底托架8、电缆拖移装置12、供水喷雾冷却装置以及调高、调斜等装置.底托架8用来固定整个采煤机,并经其下部的四个滑靴9使采煤机骑在刮板输送机的槽帮上.采空区侧两个滑靴套在输送机的导向管上,以保证采煤机的可靠导向.底托架内的调高油缸10用来使摇臂升降,以调整采煤机的采高.调斜油缸11用来调整采煤机的横向倾斜度,以适应煤层沿走向起伏不平时的割煤要求.采煤机的电缆和供水管靠拖缆装置12夹持,并由采煤机拖着在工作面输送机的电缆槽中移动.为降低电动机和牵引部的温度,采煤机还设有专门的供水系统和内、外喷雾系统.

3滚筒采煤机的工作原理

单滚筒采煤机上行工作时,滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机,同时跟机悬挂铰接顶梁,割完工作面全长后,将弧形挡煤板翻转180°；接着,机器下行工作,滚筒割底部煤及装煤,并随之推移工作面输送机.这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤法.

双滚筒采煤机工作时,前滚筒割顶部煤,后滚筒割底部煤.因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次,可以进一刀；返回时又可以进一刀,即采煤机往返一次进二刀,这种采煤法称为双向采煤法.

4滚筒的旋转方向

采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性.为了输送机推运煤,滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致.对逆时针（站在采空区侧看滚筒）旋转的滚筒,叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒,叶片应为右旋.即符合“左转左旋,右转右旋”的规律.对于单滚筒采煤机,使用在左工作面的滚筒,应顺时针旋转,使用右旋滚筒.使用在右工作面的滚筒,应逆时针旋转,使用左旋滚筒.

对于双滚筒采煤机,为了保证采煤机的工作稳定性,双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方向应相反,以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消,因此,两个滚筒必须具有不同的螺旋方向.两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆.采用这种方式,采煤机的工作稳定性较好,但滚筒易将煤甩出打伤司机,且煤尘较大,影响司机正常操作.二是前逆后顺.采用这种方式,采煤机工作稳定性较差,易振动,但装煤效果好,煤尘少.对机身较重采煤机,机器振动影响不大.因此,大部分采煤机都采用“前逆后顺”的方式,即左滚筒为左旋叶片,逆时针旋转；右滚筒为右旋叶片,顺时针旋转.

5滚筒自动调高技术

滚筒自动调高技术是实现采煤机自动化的关键技术之一.研制出工作可靠,有一定分辨率的煤岩分界传感器,是实现采煤机真正意义上的滚筒自动调高的关键.

5.1滚筒静态调控模型

图1为采煤机滚筒调高系统简图.滚筒调控时,滚筒摆动速度

5.2滚筒调高采样控制条件

滚筒在进行自动调高时,需要根据上一截割循环在各采样点的变化规律,控制下一截割循环.在不同的截割循环下,滚筒调高采样的控制条件也不相同,其调控参数也会发生变化,调控条件：

（1）在相邻的截割循环相同的采样区间内采煤机牵引速度是不同的,这会使在一个采样区间内运行时间不同,必会影响再现规律.

（2）在采样区间的两个采样点的差值大小是不同的,因此,不能用同一滚筒速率K来调整.

（3）采煤机的滚筒调高通常采用手动、液动或电磁换向阀的定量、开关控制的液压系统,因此滚筒的调高速度基本是恒定的,调高的位移量取决于控制通断时间长短来进行调控.

6结语

综上所述,在对采煤机滚筒自动调高技术的分析时,需要根据煤矿的实际情况,结合滚筒采煤机的自身参数,明确其工作原理,采用滚筒自动调高技术,这样可以保证采煤机的正常运行,具有重要意义.