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1、-1. 前言1.1. 在我国开展连续采煤机的必要性及其所具有的特点1) 在我国开展连续采煤机的必要性在我国的一些城市和村镇建筑物下、铁路下、水体下贮藏的煤量很大，据统计,仅生产矿井“三下压煤量就已到达 137.9 亿吨，其中建筑物下压煤约 87.7 亿吨，占“三下压煤量的 60左右，可供28个年产量 500 万吨的大型矿井开采 100 年。“三下压煤问题造成回采工作面接续紧、 缩短矿区生产效劳的年限，使矿区过早的就进入到衰老报废期，这样不但对国家造成极大浪费， 还必将对整个社会的可持续开展产生很大的影响。 除“三下压煤外，在矿井中还存在许多不规则的块段以及残采区，而这样的煤层区不能采用正规的长
2、壁综采进展开采，包括在正规综采工作面回采后局部留下的一些不规则区段，位于矿井边界以及断层等地方所构造的附近煤炭。随着矿区开采的不断进展，煤炭资源总量和适于长壁开采的储量比例在不断的减少。利用连续采煤机配套运输设备的短壁机械化开采技术来解决“三下采煤和边角煤回采问题是一条很好的技术途径，因此，在我国煤矿中具有很广泛的应用前景，这必将产生极大的经济和社会效益。2) 连续采煤机特点a) 连续采煤机是集截割、装运和行走于一体的大型连续采掘一体设备,用于长壁工作面煤巷快速掘进和短壁工作面煤层的机械化开采。b) 连续采煤机主要由截割机构、装运机构、履带行走机构、液压系统、电控系统、除尘系统及平安保护装置组
3、成。 c) 连续采煤机采掘合一，既可用于长壁 工作面煤巷快速掘进又可用于短壁工作面煤 层的机械化开采，一机多用，投资少，效率高。d) 连续采煤机及配套设备行走自如、能 快速移动，采煤工作面布置机动灵活，适用于“三下开采和不适宜布置长壁综采面的区域 回采。1.2. 国外连续采煤机使用状况 1) 国连续采煤机的使用主要分为两个阶段。(1) 上世纪 80 年代,我国先后引进了 30 多 套连续采煤机进展了试验。矿务局大斗 沟煤矿使用 JOY12CM-9B 型连续采煤机曾 创造了月进 2187m 单巷掘进的全国记录；山 西雁北马口矿使用连续采煤机在小窖破坏区 回收煤柱，当时年产到达 7 万吨；市家湾煤
4、矿使用 JOY12CM-9B 型连续采煤 机采煤，最高月产达 2.67 万吨。由于没有考 虑设备的成套性，虽然连续采煤机表达了采 掘合一、机动灵活的特点，但大多数设备使用 效果不好,逐渐退役。(2) 1995 年起，神东矿区应用连续采煤机 及配套设备进展巷道掘进和短壁开采，通过 几年的实践形成了具有神东特色的连续采煤 机短壁机械化开采模式，实现了煤巷快速掘 进，工作面落煤、运输及回收煤柱等各工序的 机械化作业，为不适合长壁机械化开采的煤 矿提供了一种平安、高效的采煤技术。2002年 神东矿区上湾矿连续采煤机短壁化开采工作 面年产达220 万吨，现仅神东矿区在用连续采 煤机台数 30 多台。2)
5、 国外连续采煤机使用状况 连续采煤机短壁机械化开采技术于1948年首先在美国应用。在美国，采用连续采机短壁机械化采煤法的产量一直在井工采煤中领先,20世纪80年代中期占井下产量的 70 以上。近年来,随着高产高效综采技术的开展， 短壁机械化开采的产量有所下降，但 1999 年 美用短壁机械化采煤采出的煤量为 2.2 亿吨，仍占井下煤产量的 53。目前,除美国 外还有澳大利亚、南非、印度及加拿大等国广泛采用连续采煤机短壁机械化采煤,取得了较 好的经济效益。1.3. 国外连续采煤机技术现状及开展趋势分析1) 国外连续采煤机技术现状目前,美国为世界上连续采煤机研制水平最高的国家,连续采煤机的开展已有
6、数十年的 历史, 拥有 12CM15 、12CM18 、12CM27 等 众多适用于中厚煤层的机型,机器均为全遥控 控制，技术水平成熟。但是现有机型主要用于 煤层埋深较浅,顶底板稳定,倾角小于 10的中厚煤层,尚不能适应我国大多数的煤层赋存条件。我国连续采煤机的研制尚处于起步阶段，已取得了一定的研究成果，煤矿机械*公司、三一重装、煤科院均已有适用于中厚煤层的产品投入市场。2) 连续采煤机开展趋势分析连续采煤机目前主要用于煤层埋深较浅, 顶底板稳定,倾角小于 10的中厚煤层，尚不能适应我国大多数的煤层赋存条件。今后,连续采煤机必然要适应大多数煤层实际条件,并 朝着掘、锚、采一体,集中控制、程序控
7、制的方向开展。(1) 开展新的连续采煤机品种以适应薄煤层和大倾角煤层。(2) 加大整机功率,研制高强度截割滚筒以 适应半煤岩煤层。(3) 改进整机构造,便于解体及组装,以适 应煤层埋深较深的竖井下井运输。(4) 增加锚护功能, 向掘、锚、采一体发 展, 以适应顶、底板不稳定的煤层。(5) 集中控制、程序控制、故障诊断，朝 着自动化方向开展。3) 连续采煤机在我国的应用前景与意义目前, 我国连续采煤机的应用还不够广泛,这其中的原因除原有国外连续采煤机不煤机短壁机械化开采是现有的“三下采煤和边角煤回采技术中最先进、最高效的一种开采技术。随着国家能源的日趋紧，只要有“三下煤层和边角煤，就有连续采煤机
8、的用武之地。而庞大的“三下压煤 量和大量的残采及边角煤必然要开采,因此连续采煤机在我国的应用前景将非常广泛且具有极大的经济效益和社会效益。1.4. 连续采煤机行走机构型式的选择该种连续采煤机的行走机构有迈步式、导轨式和履带式几种：1) 迈步式。该种行走机构是利用液压迈步装置来工作的。采用框架构造，使人员能自由进出工作面，并可越过装载机构到达机器的后面。使用支撑装置可起到掩护顶板、临时支护的作用。但由于向前推进时，支架反复交替地作用于顶板，掘进机对顶板的稳定性要求较高，局限性较大，所以这种行走机构主要用于岩巷掘进机，在煤巷、半煤岩巷中也有应用。2) 导轨式。将连续采煤机用导轨吊在巷道顶板上，躲开
9、底板，到达冲击破碎岩石的目的。这就要求导轨具有较高的强度。这种行走机构主要用于冲击式连续采煤机。3) 履带式。适用于底板不平或松软的条件，不需修路铺轨。具有牵引能力大，机动性能好、工作可靠、调动灵活和对底板适应性好等优点。但其构造复杂、零部件磨损4) 较严重。目前，连续采煤机通常采用履带式行走机构。由于其工作环境差，用电动机驱动易受潮烧毁，最好选用液压马达驱动。1.5. 连续采煤机的根本构造特点：连续采煤机按截割煤层厚度可分为薄、中、厚三种。按截割煤的软硬程度又可分为中等、坚硬和特坚硬三种。它们的共同特点归纳如下：1) 多电动机独立驱动;2) 连续采煤机采用横轴式较长的截割滚筒;3) 截割滚筒
10、的截齿布置较简单，截线距离较大;4) 增强截割硬煤和夹矸的能力;5) 装运机构的传动布置已定型化，输送机链条构造均已标准化;6) 采用启动扭距高的直流串激电动机驱动行走履带机构;7) 连续采煤机的各主要传动系统多采用电动机驱动;8) 液压系统采用了齿轮油泵，多液压缸开式系统;9) 机器的自动控制、自动检测、平安装置较完善。结语连续采煤机短壁机械化开采技术是解决我国“三下采煤和边角煤回采问题的一条很好的技术途径，在我国煤矿具有广泛的应用前景。因此应加大力度开发和推广具有当代先进水平、适应国煤层赋存条件的连续采煤机，为实现煤炭行业科技开展，解决国能源紧问题做出应有的奉献。2. 设计任务及相关的参数
11、本设计的参考机型为久益公司的12CM27型连续采煤机 1 设计任务此题目要求设计者认真查找该机的有关资料，学习、了解连续采煤机的工作条件；工作方法。掌握该机的工作原理；构造组成特点，以12CM15、12CM27型连续采煤机为参考，以其主要参数为设计指标进展本课题的设计；完成连续采煤机的总体设计对参考的机型要有改进；对连续采煤机行走机构行走履带、减速装置、等进展设计；单独对减速装置进展构造设计；有能力可对减速装置进展有限元强度分析；2 设计时所采用12CM27的参数：1) 行走速度 低4.6m/min 中9.1m/min 高18.3m/min2) 行走部减速器直流串激电机的功率 37KW3 设计
12、时所参考的参数12CM27与其前身12CM12一样，适合同等的巷道尺寸，两种机型外观尺寸一样，不同之处在于12CM27功率增大、重量增加，由于其功率和重量增大，牵引力更好，切割性能得以改进。大功率的12CM27装有较大的切割电机，提供了开采硬煤所要求的功率，其速度更快、且更稳。1) 一般规格尺寸 5000001714装煤率 17-32MT/min截割头直径 1367mm2) 总体尺寸机 长： 11005mm机 宽： 3505mm机 高: 2657mm总 功 率： 748kW可经济截割煤岩硬度：最大切割高度： 5052mm最大可掘宽度： 3505m适应巷道坡度： 153) 输送机 宽度 965mm 机架高度 305mm 链条间距 82mm4) 履带链条 宽度 560mm 间距 184mm5) 切割滚筒 切割宽度 3505mm对地比压 234kPa总机重量 74.7MT最大切割高度 3765mm 最小切割高度 1560mm无除尘装置根底机架高度 1371mm对地间隙 305mm切入速度围 0-7.6m/min行走速度 低 4.6m/min 中 9.1m/min 高 18.3m/min切割速度 50HZ 46r/min齿尖速度 50HZ 3.15m/s电机水冷式 3300伏，50HZ切割-2 205KW260、235泵-1 40KW装载部电机-2 45
