1、1教 案 首 页（B）课程名称：采煤机械选用教材：煤矿采煤机司机操作资格培训考核教材等授课班级：授课时间：教学课时： 2 学时教学目的：通过本课程的学习，使学员了解采煤机的类型及特征、采煤机的液压传动系统及电气控制系统；熟悉采煤工作面支护设备的安全使用要求；熟练掌握采煤机组成及工作原理、采煤机的使用与工作方式。教学重点：采煤机组成及工作原理教学难点：采煤机组成及工作原理教学用具：多媒体教学方法：讲授、互动式、案例事故讲解法。参考书目：煤矿采煤机司机操作资格培训考核教材2第 8 章 采煤机械本章学习要点了解采煤机的类型及特征掌握采煤机组成及工作原理熟练掌握采煤机的使用与工作方式掌握采煤机附属装置
2、的组成与作用了解采煤机的液压传动系统了解采煤机的电气控制系统熟练掌握煤矿安全规程对采煤机安全使用的规定课程导入：采煤机是机械化采煤作业的主要机械设备，目前，国内外采煤机的种类甚多。今天主要给同学们讲讲采煤机的类型及其适用范围、采煤机的组成及工作方式，还有采煤机的各个系统。第 1 节 采煤机的类型及其适用范围采煤机是机械化采煤作业的主要机械设备，随着机械化程度的提高，目前主要使用的是双滚筒式采煤机。本书所称采煤机主要指滚筒3采煤机。目前，国内外采煤机的种类甚多，分类方式也各不相同。（1）按截割机构的数量(滚筒数量)分，可分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机。单滚筒采煤机在较薄的煤层中使用得较多，单滚筒
3、采煤机机身较短，重量较轻，但自开切口性能较差;双滚筒采煤机调高范围大，生产效率高，可自开切口，适用范围广.（2）按调高方式分，可分为固定滚筒式采煤机(靠机身上的液压缸调高)、摇臂调高式采煤机和机身摇臂调高式采煤机。（3）按适用煤层厚度分，可分为厚煤层采煤机(采高大于 3.5 m)、中厚煤层采煤机(采高 1.3-3.5 m)和薄煤层采煤机(采高小于 1. 3 m)。（4）按电动机布置方式分，可分为电动机轴向平行煤壁布置采煤机和电动机垂直煤壁布置采煤机。（5）按机身设置方式分，可分为骑输送机式采煤机和爬底板式采煤机。（6）按牵引控制方式分，可分为机械牵引采煤机、液压牵引采煤机和电牵引采煤机。（7）
4、按牵引方式分，可分为钢丝绳牵引采煤机、锚链牵引采煤机和无链牵引采煤机。（8）按适应煤层倾角条件分，可分为缓倾斜煤层采煤机、倾斜煤层采煤机和急倾斜煤层采煤机。4（9）按工作面布置方式分，可分为长壁采煤机和短壁采煤机。（10）按牵引机构设置方式(采煤机牵引部装配位置)分，可分为内牵引采煤机和外牵引采煤机。外牵引采煤机多用于薄煤层的采煤工作面。（11）按滚筒布置方式分，可分为滚筒平行于煤壁(水平滚筒)切割的采煤机和滚筒垂直于煤壁(垂直滚筒或立滚筒)切割的采煤机。在以上的滚筒式采煤机分类方法中最常用的是:按截割机构数量分为单滚筒式和双滚筒式;按牵引方式分为钢丝绳牵引、锚链牵引和无链牵引;按牵引机构设置
5、方式分为内牵引和外牵引;按牵引控制方式分为机械牵引、液压牵引和电牵引。各种采煤机的种类及其特点和适用范围见表 8-1,表 8-1 采煤机的分类方式、特点及适用范围课堂作业：采煤机按截割机构的数量(滚筒数量)分有哪几种？采煤机按调高方式分有哪几种？5第 2 节 采煤机的工作方式采煤机是以螺旋滚筒作为工作机构以滚削原理实现落煤的采煤机械。当滚筒以一定的转速转动，采煤机以一定的牵引速度运行时，滚筒旋转并切入煤壁，螺旋滚筒上截齿从煤壁上截割下断面为月牙形的煤体，破落下来的煤在螺旋叶片的作用下被推入工作面刮板输送机中。因此，滚筒式工作机构兼有破煤和装煤两种功能。同时，滚筒可依靠摇臂摆动面升降，对采高的适
6、应性较强，使滚筒采煤机成为应用最广泛的采煤机。一、综采工作面双滚筒采煤机的工作方式1、采煤机的割煤方式采煤机割煤及与其他工序的合理配合，称为采煤机割煤方式。采煤机的割煤方式可分为单向割煤和双向割煤两种。（1）采煤机单向割煤。单向割煤方式的主要特点是;采煤机单程割煤，回程装煤或空行，沿工作面往返一次进一刀。根据工作面条件不同，单向割煤方式可分为下行式和上行式两种。下行式单向割煤的工艺过程，如图 8-1 所示。下行式单向割煤，多适用于坚硬煤层中，其优点是:采煤机装煤率高，切割阻力小;有利6于减少采煤机牵引部事故;工作面各工种和各工序之间相互干扰少;有利于防止液压支架及刮板输送机的下滑。其缺点是:采
7、煤机利用率低;采煤机司机处在回风流中，吸尘量大;割煤后顶板悬露面积大、时间长，空顶范围内的顶板较难维护。 上行式单向割煤，即采煤机由工作面下端进刀上行割煤，下行时装煤或空行。其优点是:采煤机司机吸尘量小。缺点是:采煤机利用率低;割煤后顶板悬露面积大、时间长，空顶范围内顶板较难维护。当煤层倾角小，煤质松软，采煤机切割阻力小时，可采用上行单向割煤方式。（2）采煤机双向割煤。双向割煤方式的主要特点是:采煤机沿工作面不论上行或下行都一次采全高，并同时完成推移输送机、支架等一个采煤循环的全过程。采煤机沿工作面往返一次进两刀完成两个采煤循环。2、双滚筒采煤机两滚筒的作业方式（1）前顶后底作业方式。前顶后底
8、作业方式如图 8-2 所示，采煤机向右牵引时，前滚筒(按推进方向)为右螺旋，割煤时顺时针旋转，沿顶板割煤;后滚筒为左螺旋，割煤时逆时针旋转，沿底板割煤。向左牵引时(采煤机反向时)，调整滚筒摇臂，原割顶煤滚筒落下割底煤，原割底煤滚筒升起割顶煤，即仍为前顶后底的工作方式。前后滚筒的旋转方向也相反。采用这种方式，司机操作安全，装煤效果好，煤尘少。图 8-2 双滚筒采煤机前顶后底作业方式7（2）前底后顶作业方式。前底后顶作业方式如图 8-3 所示，采煤机向右牵引时，前滚筒为左螺旋，逆时针旋转，沿底板割煤.后滚简为右螺旋，顺时针旋转，沿顶板割煤，在下部采空的情况下，中部硬夹矸易被后滚筒破落下来;向左牵引
9、时则相反。这种作业方式应用很少，只有在煤层中有硬夹石层、过断层或开采薄煤层的特殊条件下才能采用。图 8-3 双滚筒采煤机前底后顶作业方式3、滚筒采煤机的进刀方式采煤机沿工作面全长割完一刀煤后，需使其滚筒进人煤体，即推进一个截深的距离，以便割下一刀煤，这一过程称为进刀。滚筒采煤机的进刀方式主要有推人式、钻人式和斜切式等。（1）推人式进刀法。推人式进刀法，又称为预开切口进刀法。其进刀过程为:先利用人工或其他方法预先在工作面两端开好切口，即先把刮板输送机机头或机尾部位的煤开采出来形成切口;当采煤机割煤至工作面端部时，利用推移装置将输送机槽推向煤壁，即把采煤机的滚筒推人煤壁切口;然后采煤机正常割煤。普
10、采工作面单滚筒采煤机时常采用这种进刀方式。（2）钻人式进刀法。钻人式进刀法，如图 8-4 所示。该方法是在工作面两端用强力千斤顶将输送机及其上面的采煤机滚筒推向煤壁，利用滚筒端盘端面上的截齿钻人煤壁，以实现进刀。其进刀过程为:当采煤机割煤至工作面端部距终点位置 35 m 时停止牵引，8但滚筒继续旋转。放下上滚筒，采煤机返回一个机身长的底部煤;开动千斤顶推移支承采煤机的输送机槽。图 8 一 4 采煤机钻人式进刀 滚筒钻进煤壁边上下或左右摇动，直至钻入一个截深并移直输送机。变换前后滚筒上下位置，采煤机割去端面剩余残煤，再转入正常割煤状态。钻人式进刀法要求采煤机滚筒端面必须布置截齿和排煤口，滚筒不用
11、挡煤板，若用门式挡煤板，钻人前需将其打开，并对输送机机槽、推移千斤顶、采煤机强度和稳定性都有特殊要求，采高较大时不宜采用。(3)斜切式进刀法。端部斜切式进刀法。该方法又分为割三角煤(见图 8-5）和留三角煤(见图 8 一 6)斜切进刀法两种。割三角煤斜切进刀过程为：a.当采煤机割煤至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身尚留有一段下部煤，如图 8-5(a)所示。b.调换滚筒位置，左滚筒降下，右滚筒升起，然后沿输送机弯曲段反向割入煤壁，直至采煤机机身进人输送机直线段为止，这时采煤机已向煤壁推进了一个截深，然后将输送机移直，如图 8-5 (b)所示。9c.再调换两滚筒上、下位置，采煤机
12、重新返回割煤至输送机头买处，割掉三角煤，如图 8-5(c)所示。 d.将三角煤割掉、煤壁割直后，再次调换滚筒上、下位置，右行正常剖煤，如图 8-5 (d)所示。采用这种进刀方式的突出优点是:可实现双向割煤，充分发摔采煤机作用，提高采煤机工时利用率，采煤机切入煤壁阻力小，操作简单，因此被广泛采用。存在的问题是:采煤机往返割三角煤，增加了两次停机时间和换向工序。工作面两端空顶距离较长，不利于顶板管理。这种进刀方式应用于顶板较稳定，回风及运输巷端口有足够的宽度，工作面刮板输送机的机头和机尾伸向其内，能保证采煤机往返斜切时，其前滚筒能割透回风及运输巷内侧煤壁的条件下。留三角煤斜切进刀过程为:a.在工作
13、面上端采煤机下行割煤，按照割三角煤的方式斜切进刀后，如图 8-6(a)所示，采煤机一直下行割煤，直至工作面下端，如图 8-6(b)所示。 b.采煤机割通工作面后换向上行，沿工作面空行或装煤，至工作面上端割去三角煤，如图 8-6 (c)所示。图 8-6 工作面留三匆煤斜切进刀 图 8-7 工作面中部斜切进刀c.若工作面倾角不大，煤层松软时也可从工作面下端进刀，其步骤和上端进刀一样。这种方式与割三角煤相比，可省去端头处采煤机停机换向工序，10工艺过程简单，但属单向割煤方式，多用于煤质坚硬，倾角较大，采煤机上行割煤阻力大时。中部斜切式进刀法，如图 8-7 所示.其进刀过程为:a.采煤机割煤至工作面左
14、端时工作面成一条直线，输送机在工作面中部弯曲，如图 8-7(a)所示.b.采煤机快速空牵引至工作面中部，然后沿输送机弯曲段以正常速度斜切进刀，如图 8-7(b)所示，继续割煤至工作面右端。c.移直输送机如图 8-7(c)所示.采煤机返回割完残留煤后快速牵引至工作面中部，然后开始割煤至工作面左端，工作面右半段输送机移近煤壁，如图 87(d)所示，恢复初始状态。采用中部斜切进刀方式，不用在工作面两端往返牵引，简化了进刀过程。但采煤机在运行中有一半路程为空行程，因而实际上是单向采煤。但由于空行程时牵引速度快，所以空行程所消耗的时间并不很长。这种工作面中部斜切进刀方式对于较短的工作面更为有利。其特点是:每进一刀只需改变 2 次牵引方向，工序简单;采煤机快速跑空刀时，可以装净上次进刀遗留下来的余煤，装煤效果好;采煤机每割一刀煤要多跑一个工作面长度，但由于牵引速度快，所以花费的总时间并不长;不能立即支护，空顶面积大，空顶时间比端部斜切进刀法长。二、普采工作面单滚筒采煤机的工作方式1、滚筒的位置和旋转方向
