魏斌

摘 要： 为推进煤矿机械化开采，本文首先对矿井机械化采煤机的选型原则进行了介绍，从采煤机牵引速度、平均开采厚度进行采煤机选型、采煤机生产能力计算、采煤机功率计算等方面进行采煤机选型计算，最后介绍了采煤机选型的校验方法，为矿井采煤机械化系统采煤机的选择提供了良好的借鉴。

关键词： 矿井系统；采煤机；设计与选型

1 引言

为推动小型煤矿加快技术改造步伐，推进机械化开采，提高装备水平，改善作业条件，提升安全保障能力，促进小煤矿生产力发展，我国小型煤矿近年来大力提倡采煤机械化和掘进装载机械化程度，煤层厚度≥0.8m、地质条件简单到中等复杂的水平、近水平、缓倾斜、倾斜煤矿必须实现机械化采煤，鼓励具备能力的煤矿企业在地质条件复杂、急倾斜煤层等困难条件下，积极采用新技术、新工艺，推进机械化采煤。

2 设备选型基本原则

设备选型首先应满足技术先进，生产可靠，同时各设备间要相互配套，保证运输流畅，以达到采运平衡，最大限度地发挥设备的效能。工作面采运设备应有足够的富裕能力，以减少设备故障率，提高开机率，从而达到高产稳产。鉴于目前国内工作面采运设备、液压支柱的研制已接近或达到国际水平，为降低成本矿井工作面液压支柱、采煤机、工作面刮板运输机、转载机等设备的选择应优先采用国内产品。

3 采煤机选型计算

3.1.1 采煤机选型的主要原则

（1）采煤机所允许的煤质硬度，必须大于煤及夹矸的硬度系数 f。

（2）采煤机过断层或割夹矸时需要有足够大的电机功率，以防长期达到额定功率引起烧电机现象。

（3）与刮板输送机、液压支架要有合理的机械和空间配套关系。采煤机的最小采高应大于支架的最小支撑高度200～300mm，采煤机的最大采高应小于支架的最大支撑高度的200～300mm。

（4）选用双滚筒可调高采煤机采煤时，应配备不同规格直径的滚筒以适应煤层厚度的变化。

（5）保证实际所需要的生产能力。

3.1.2 采煤机选型

（1）采煤机牵引速度计算

按采煤机上、下行均割煤，自开缺口（即采煤机往返一次割两刀）进行计算：

式中：V——采煤机牵引速度，m/min；

Q——日产量，按 273t/d 考虑；

L——工作面长度，按 80m 计算；

H——煤层平均采高，取1.2m；

B——截深，0.63m；

r——煤的容重，1.45t/m3；

T——工作面设备开机时间，h，日开机率按60%计算；

l——开缺口空刀距离，25m。

（2）设计按平均厚度进行采煤机选型。则：

（3）采煤机功率计算

式中：N——采煤机功率，kW；

HW——能耗系数，按 1.1～4.4 选取，根据煤质硬度系数、夹矸及煤层倾角情 况，本设计取 HW=3.5，则：

N=60×0.63×2.09×0.29× 3.5/3.6

=76.8kW

（4）采煤机生产能力计算

Q=60×H×B×γ×c×n×V

式中：Q——采煤机生产能力，t/h；

c——工作面回采率，取 0.95；

n——机组作业方式系数，取 1。

则：Q=60×2.09×0.63×1.45×0.95×1×0.29

=50.1t/h

根据采煤机选型的主要原则以及采煤机生产能力、功率、牵引速度的计算，工作面选用无链牵引的MG132/310-BW薄煤层采煤机，采煤机技术参数为：

采煤机型号：MG132/310-BW采高范围：0.85—1.55m 适应煤层倾角：液压牵引≤40°、电牵引≤35°，供电电压：1140V，装机功率：2×132+45Kw。 牵引形式：电液互换，无链，销轨，滚筒直径：850m m；滚筒转速84r/min，最大牵引力：220kN，截深：600mm，牵引速度：0～5.7m/min，最小卧底量：75mm，整机重量：13.5t，喷雾降尘方式：内外喷雾。

3.1.3 采煤机校验

根据采煤机的主要技术参数，取采煤机平均割煤速度为 4.0m/min 进行采煤机能力验算。

Q=60×1.2×0.63×1.45× 0.95×1×4.0=187.5t/h

采煤机功率按割煤速度4.0m/min，一般最大采高为0.9m 进行验算：

N=60×0.63×0.9×4.0×3.5/3.6=132kW<264kW

所选择的采煤机是满足生产要求的，本设计所选择的采煤机是按照中厚煤层进行选型。

4 结论

为推进煤矿机械化开采，本文对矿井机械化采煤机的选型原则进行了介绍，从采煤机牵引速度、平均开采厚度进行采煤机选型、采煤机生产能力计算、采煤机功率计算等方面进行采煤机选型计算，并依据计算结果给出了采煤机具体型号，经校验该采煤机选型符合设计要求。

参考文献

[1] 采煤机整机非线性静力学特性研究[J]. 陈洪月，王鑫，毛君，刘烈北，白杨溪. 煤炭学报. 2017（11）.

[2] 采煤机设备常见故障的原因分析与处理措施[J]. 葛立波. 科学技术创新. 2017（32）.

[3] 浅谈采煤机的故障与保护[J]. 万江. 科技与企业. 2015（23）.

[4] 神东矿区采煤机故障统计与原因分析[J]. 周久华. 煤炭科学技术. 2015（S2）.

[5] 采煤机捷联惯导定位方法研究[J]. 张金尧，李威，楊海，司卓印，应葆华. 工矿自动化. 2016（03）.

[6] 短壁采煤机设计中的若干问题与解决方案[J]. 胡璟. 矿山机械. 2016（03）.

[7] 新形势下我国油页岩采煤机应用展望[J]. 袁秀楠. 机械工程与自动化. 2016（03）.