煤矿综采工作面中的设备简介

综合机械化采煤是指采煤工作面中采煤机、可弯曲刮板输送机和自移液压支架等主要设备组合配套。采煤的主要工序如破煤、装煤、运煤、支护和管理顶板等过程全部机械化，此外，顺槽运输采用带式输送机也实现了相应的机械化。一、液压支架液压支架是以高压液体为动力，由若干液压元件（油缸和阀件）与一些金属结构件按一定连接方式组合而成的一种支撑和控制顶板的采煤工作面设备。(一)作用液压支架是用来有效而可靠的支撑和控制工作面顶板，同时还能前移和推进工作面输送机，与采煤机、输送机配套使用，实现了落煤、装煤、运煤、支护和放顶回采工艺过程的全部机械化，即所谓的综合机械化采煤。具有结构强度高、支护性能好、移架速度快、安全可靠等优点，能使采煤工作面达到高产量、高功效和高回采率，减轻劳动强度，降低成本和掘进率，实现安全生产。液压支架的特点：液压支架工作原理根据回采工艺对液压支架的要求，液压支架不仅要能够可靠的支撑顶板，而且应能随着采煤工作面的推进而向前移动。这就要求液压支架必须具备升降和推移两个方面的基本动作，这些动作的完成是利用乳化液泵站供给的高压液体，通过立柱和推移千斤顶来完成的。液压支架是依靠高压液体、立柱和相应的动力千斤顶可实现升架、降架、推溜、移架四个基本动作。1、升架将操作阀7置于“升架”位置，由泵站经压力胶管P输送来的高压液体通过液控单向阀8进入立柱下腔；立柱上腔的液体通过操纵阀流至回液管T，于是立柱向外伸出支架升起。2、推溜在支架处于支撑的状态下，将操纵阀置于“推溜”位置，高压液体经操纵阀进入推移千斤顶6的左腔；其右腔液体经操纵阀流至回液管T。此时，推移千斤顶活塞杆伸出，将工作面输送机10推向煤壁。推移距离一般为采煤机的一个截深。3、降架将操纵阀打到“降架”位置，高压液体经操纵阀流入立柱的上腔，并同时打开液控单向阀8；立柱下腔的液体经液控单向阀、操纵阀后流至回液管T，于是立柱回缩，支架高度降低。4、移架在支架卸载（降架）或部分卸载后，将操纵阀打到“移架”位置，高压液体进入推移千斤顶右腔；千斤顶左腔低压液体流回回液管路T，此时千斤顶缸体带动支架右移。移动的距离与推溜的距离相等。在生产实际中，对于以上液压支架的四个基本动作的顺序，应根据回采工艺的具体工序来确定。液压支架的结构及其作用组成：液压支架由承载结构件、执行元件、控制和操纵元件、辅助装置、传动介质组成（1）承载结构件顶梁：是直接与顶板相接触，并承受顶板岩石载荷的支架部件。掩护梁：是阻挡采空区冒落矸石不涌入工作面空间，并承受冒落矸石的载荷，以承受顶板水平推力的部件。底座：是直接与底板相接触，传递顶板压力到底板并承受顶板压力的支架部件。千斤顶：除了立柱以外的各种油缸，主要来完成推移刮板输送机、移设支架和支架的调整和各种保护动作等。（2）执行元件立柱：主要用于承受顶板载荷和调节支护高度的液压缸。千斤顶有推移千斤顶、前梁千斤顶、侧护千斤顶、平衡千斤顶、护帮千斤顶等。（3）控制和操纵元件阀式液压支架中的控制元件，根据阀在液压系统中的作用不同可分为：（1）操纵阀：主要完成液压系统中的油路控制，实现液压执行元件的最终工作过程。三位四通换向阀二位三通换向阀（2）安全阀：主要是防止液压执行元件（立柱、千斤顶）过载，保证液压执行元件安全可靠的工作。（3）液控单向阀：主要实现液压执行元件（立柱、千斤顶）的闭锁。通过安全阀可以保证支架的可缩性和恒压性，当立柱支撑的顶板压力超过立柱的工作阻力时，安全阀就溢出乳化液，立柱回缩保持支架的恒阻液压支架升降过程（4）辅助装置1、推移装置：是液压支架必有的重要辅助结构件。移液压支架和推刮板输送机的动作，就是通过推移千斤顶及其附属装置来完成。2、护帮装置：主要是在开采厚煤层或煤质松软的一些中厚煤层时为防止煤壁片帮而设计的。护帮装置安装在支架前梁的梁端下部，一般又护帮千斤顶和护帮板组成的。（5）传动介质液压支架较多使用的传动介质为乳化液。乳化液是水和油均匀的掺合在一起，形成乳状的液体，可分为油包水型和水包油型两大类。液压支架使用水包油型乳化液的优点是：粘度小，在管道内流动阻力小；来源广，价格低；不会燃烧，安全性好；不易生成泡沫，空气的溶解度低；加入添加剂，能使金属零件有足够的防锈性，对橡胶等密封材料有良好的适应性；有一定的润滑性能；对人体皮肤无刺激性等。乳化泵站及供液系统二采煤机牵引机构是采煤机的重要组成部分，担负着移动采煤机并进行调整与保护的任务。是牵引动力的输出装置，它牵引采煤机沿工作面方向穿梭工作。1、牵引机构：A、有链牵引机构B、无链牵引机构（1)牵引机构的类型：(一)采煤机的组成及作用链轮--链轨型牵引圆环链通过张紧装置固定在输送机的机头和机尾架上，主链轮旋转与牵引链啮合滚动，带动采煤机上下运行。齿轮--销排型采煤机牵引部的驱动轮与铺设在工作面输送机槽帮上的圆柱销齿轨啮合，使采煤机移动。销轮--齿轨型由装在底架内的驱动滚轮与固定在输送机上的齿轨啮合而移动采煤机。1）有足够大的牵引力，使采煤机能顺利割煤和爬坡。2）牵引速度一般为0—10m/min，而且能无级变速，适应不同的煤质条件下的工作。3）采煤机电动机转向不变时，通过换向机构，能实现双向牵引。（2）牵引部所具有的特点：4）采煤机牵引可以根据电机负荷和液压变化进行自动调节，以充分发挥采煤机的最大效能。5）有过载保护装置，当机器超过额定幅在时，能够自动停止牵引，以保护机器。（3）牵引传动装置将采煤机电动机的能量传到驱动轮上并实现调速A、机械牵引1）牵引部传动装置按传动类型分为：机械牵引采煤机制造简单、结构紧凑且简单、定比传动、运行可靠、维修方便的特点。但对煤层条件变化适应性较差，不能实现无级调速。B、液压牵引液压牵引采煤机是利用液压传动来驱动牵引部。液压传动具有体积小、重量轻、惯性小、转矩大、运行平稳，易于实现无级变速、换向、停止和过载保护，便于操作和实现自动调速，应用较多。电牵引采煤机是通过对专门驱动牵引部的电动机调速，从而调节牵引速度的采煤机。C、电牵引截割部的作用是将电动机的动力经过减速后，传递给截煤滚筒，以进行割煤，并且通过滚筒上的螺旋叶片将截割下来的煤装到工作面输送机上。（1）采煤机截割部的组成截割部有固定减速箱、摇臂、滚筒、挡煤板及滚筒调高装置组成。2、截割部（2）采煤机截割部的特点1）截割部均采用机械传动。2）在截割部减速箱中一般都有一对可更换的快速齿轮，通过改变齿数，可以改变滚筒的转速。3）在电动机和滚筒之间的传动装置中都有一离合器。采煤机调动和检修，或试验牵引部时需打开离合器，使滚筒停止转动，当采煤机停止工作时，为人员安全，也需要将滚筒与电动机断开。（4）为使采煤机能自开缺口，截割滚筒一般都伸出机身长度一定的距离，所以多采用摇臂的形式。（5）为适应煤层厚度和煤层的起伏变化，专门由一套单独的辅助液压系统，用来实现滚筒高度的调整和挡煤板的翻转。（3）采煤机截割部的传动装置将采煤机电动机的动力传递到滚筒上，以满足滚筒扭矩和转速的需要；同时传动装置还要适应滚筒调高的要求，使滚筒保持适当的工作位置。1）截割部常见的传动方式a、电动机—固定减速箱—摇臂（不含行星齿轮）—滚筒b、电动机—固定减速箱—摇臂—行星齿轮传动—滚筒c、电动机—减速器—滚筒d、电动机—摇臂—行星齿轮—传动滚筒这种方式传动简单，摇臂从固定减速箱端部伸出，支撑可靠，强度和刚度好，但摇臂下降位置受输送机限制，卧底量小。这种方式在滚筒内装了行星齿轮传动后，简化了传动系统，但筒壳尺寸加大，适合于中厚煤层采煤机。电动机—固定减速箱—行星齿轮—滚筒这种方式取消了摇臂，靠电动机、减速箱和滚筒组成的截割部来调高，使齿轮数大大减少，即可的强度、刚度增大，并可获得较大的调高范围，还可使机身长度大大缩短，有利于采煤机开缺口等工作。这种传动方式由于电动机轴和滚筒轴平行，取消了易损坏的锥齿轮，传动简单，调高范围大，机身长度小。（新的电牵引采煤机都采用这种方式）。（4）滚筒调高装置由一套单独的辅助液压系统来完成对滚筒高度的调整。(5)滚筒和截齿1）滚筒的结构螺旋滚筒使滚筒采煤机的截割机构，用来落煤和装煤。滚筒主要有轮毂、叶片、端盘组成。螺旋叶片和端盘有齿座，上面装有刀形截齿和镐形截齿，叶片内有内喷雾水道，叶片上两齿座之间装有内喷雾喷嘴。螺旋滚筒一般为铸焊结构，即齿座、筒毂和端盘是单独铸造和锻造的，加工后和叶片组焊成一体。3电气部由电动机和电气控制箱组成4、辅助装置底托架是支撑采煤机整个机体的一个整体。采煤机的电动机、截割部和牵引部在底托架上成为一个整体，并且用螺栓固定在底托架上，通过底托架上的四个滑靴骑在工作面输送机上。底托架与输送机之间具有足够的过煤空间。冷却喷雾装置中喷雾主要作用是降尘、湿润、冷却截齿、扑灭滚筒截割时可能产生的火花、稀释有害气体的浓度等。冷却系统用于冷却电动机、截割部、液压牵引部。《煤矿安全规程》对采煤机安全使用的相关规定：1、采煤机上必须装有能停止采煤机工作面刮板输送机运行的闭锁装置；2、工作面遇有坚硬夹矸或黄铁矿时，不准强行截割，必须放震动炮处理；3、工作面倾角15度以上时，必须有可靠的防滑装置4、采煤机必须安装内、外喷雾装置，无喷雾装置或损坏必须停机；5、采煤机上的控制按钮必须设在采空区一侧，并加保护罩；6、更换截齿和滚筒上下3米以内有人工作时，必须护帮护顶，切断电源，打开采煤机隔离开关和离合器，并对工作面输送机实行闭锁；7、采煤机采用无链牵引时，齿轨的安设必须紧固，完整，并经常检查。(二)采煤机的安装采煤机的安装和调试应满足“快速安装、保证质量、安全施工、降低成本”的要求，所以应先在地面对综采设备进行安装验收和试运转，在安装施工组织设计、组织准备、井巷准备、设备准备、装车准备和安装准备等六项准备工作完毕后，方可进行井下安装。综采工作面采煤机验收标准序号检查项目验收检查内容l、外观检查1、液压管路排列是否整齐、完好，有无破损、漏液。2、机壳、盖板无裂纹，固定牢靠。3、滚筒无裂纹、开焊。4、截齿座、截齿齐全，无松动。5、接合面严密，不漏油。6、操作手把、按钮、旋钮完整，动作灵活可靠，准确。7、仪表齐全，灵活可靠。8、喷雾装置齐全9、电缆夹齐全牢固，不出槽，电缆不受拉力。10、各种螺栓紧固、齐全、完好。11、油位观察油量、油质符合规定要求12、电器、线缆无损伤无失爆。综采工作面采煤机验收标准2、牵引部1、流量、压力符合规定要求。2、各种液压系统保护齐全、灵敏、可靠。3、液压系统压力稳定无泄漏4、变频器运行正常，各项参数符合规定5、电压、电流符合规定要求。6、显示屏各参数显示正确无误3、截割部1、摇臂升降无阻卡、灵活且不自动下降。2、齿轮传动声音无异常3、离合器动作灵活、可靠。4、滚筒旋叶完好装载满足工况。4、附属装置1、牵引装置齐全、可靠，啮合准确灵活。2、冷却、喷雾系统畅通无堵塞，过滤器完好，水压符合规定。3、电缆拖移灵活无阻卡4、滑靴齐全、完好，运行平稳无卡阻5、采煤机整机原地空运转(输送机不装销轨(齿条))：对采煤机电动机、牵引部按标准供应冷却水，牵引部调速手轮置于最大速度位置，截割部合上离合器，启动电动机，空运转，不少于lh．(运转期间牵引部正反向运转各不少于0.5h)。1．各部无异常温升，齿轮传动箱或摇臂运转平稳，无周期撞击声和异常音响；2．各部操作手把．按钮动作灵活，定位正确、可靠：电控、遥控装置有效、可靠；3、牵引部销轮或传动齿轮的最大空载转速符合设计要求。6、采煤机调高系统检查：操纵调高控制阀，使滚筒上下升降；摇臂滚筒调至最高位置、继续操作控制阀．直至安全阀开启。1、滚筒从最低调升至最高位置，其时间应符合设计要求；2、滚筒从最高降至最低位置，其时间应符合设计要求；3、采煤机最大采高与最大卧底量符合设计要求；4、油缸密封及各接头处无渗漏现象。综采工作面采煤机验收标准7、冷却系统试验：各冷却系统部分冷却效果良好，不允许有泄漏现象8、喷雾系统试验：按设计的水量、压力将喷雾水接入喷雾系统，内外喷雾雾化良好，各喷嘴无堵塞情况，各部无泄漏，水成雾状喷出。9、各部密封检查：采煤机经正反各不小于O．5h的空运转后检查l、固定密封处，如盖板