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前言

综合机械化采煤，是加速我国煤炭工业发展，大幅度提高劳动生产率，实现

煤炭工业现代化的一项战略措施。综合机械化采煤不仅产量大、效率高、成本低，

而且能减轻笨重的体力劳动、改善作业环境，是煤炭工业技术的发展方向。我国

综采技术日趋成熟，生产水平、工艺水平均已进入世界先进行列。综合机械化采

煤设备选择的是否合适，决定着设备能否正常运行、能否达到优越的技术经济效

果以及能否获得良好的安全环境。影响设备选型的原始因素有两类：一类是围岩

的岩石特征和地质条件，包括顶底板岩石的力学性能、煤层厚度、煤质硬度、倾

角和构造等；另一类是围岩（缓倾斜煤层为顶板）的工程特征，如顶板移动规律

和它与支架相互作用的状况等。为了更好地发挥机械化的效益，应根据不同的地

质和煤层赋存条件、采煤机械化设备的合理选型计算、设备配套、设备布置以及

与之相适应的工作面有关参数选择等，是综合机械化开采设备的重要内容。为此，

结合我们专业的教学内容和安排，编写了《综采工作面设备选型设计与计算》指

导书，以供学生课程设计参考。

书中如有缺点和错误，恳请读者批评指正。

编者

2006.10

第一章概述

一、设计题目、设计条件、任务和要求

1、设计题目及设计条件

⑴综采工作面机械化设备选型

⑵设计条件

有关工作面设备选型设计的已知参数和依据，设计时对号下达。

2、任务和要求

⑴完成综采工作面机械化各设备的选型计算。即：确定采煤机、运输机、液压支架和泵

站的型号和参数的验算；

⑵各设备匹配尺寸和参数验算，完成一张 1 号综采设备之间的配套尺寸关系平面布置图；

⑶编写出一本设计说明书，字数在 8 千至 1 万字左右。

二、选型的基本原则

1、采煤机

⑴采煤机必须满足煤层开采厚度和煤的切割阻力的需要，要与煤层的倾角适应。

⑵采煤机以最小的电耗获得最大的采煤速度即最大的生产能力，以及获得最佳的块度。

⑶要考虑与支架和运输机配套，与支架移支速度和运输机运煤能力相适应。

⑷具备有效的喷雾抑尘装置。

2、运输机

⑴要满足工作面长度和倾角对于运输机铺设长度和稳定性的要求。

⑵运输机必须与采煤机的能力相适应，要保证采煤机效能的发挥。

⑶要与支架和采煤机配套，保证采煤机骑溜（或不骑溜）正常运行。

⑷能在正常状态下随采煤机之后适当弯曲，并配有清扫浮煤的装置，并使移置液压支架

和拖动电缆方便。

3、液压支架

⑴要顶得住，它的初撑力和工作阻力要适应直接顶和老顶岩层移动所产生的压力（包括

二次来压），使控顶区的顶板下沉量限制到最小程度。

⑵要移得走，它的结构形式和支护特性，要适应直接顶下部岩层的冒落特点，尤其要注

意顶板在暴露后尚未支护情况下的破碎状态，要尽量保持该处顶板的完整性。支架底座要适

应底板岩石的抗压强度，以防底软而使支架陷入底板。

⑶要适应采高变化和按煤层倾角考虑的对支架稳定性的要求。

⑷要满足通风（尤其是高瓦斯工作面）和行人的需要，以及要和采煤机、运输机配套。

⑸要考虑投资，力求以较低的投资获得所需的技术经济效果。支架复用次数高，损坏情

况少，即能降低吨煤成本。

由于以上这些要求显而易见，故不拟作过多的说明。

按开采技术特点，可将煤层厚度分三类：⑴薄煤层------从最小可采厚度到 1.3m；⑵中厚

煤层------1.3~3.5m；⑶厚煤层------大于 3.5m。

按开采技术特点，将煤层倾角分为三类：⑴缓倾斜煤层------0°~25°； ⑵倾斜煤层

------25°~45°；⑶急倾斜煤层------45°~90°。倾角小于 12°的煤层对于综采机械化来说，

最为有利，一般可以不考虑设备自重分力的影响。煤层倾角加大，会使采煤机上行采煤时的

牵引阻力加大，并造成机器下滑的危险；使支架的横向稳定性变坏，甚至下滑、倾倒；输送

机也会下滑，给采煤工作造成困难。

下面主要介绍缓倾斜煤层的综采设备选型。

第二章采煤机的选型

与液压支架配套的采煤机主要有两类：一类是刨煤机；另一类是滚筒式采煤机。后者在

我国用得较多，下面着重介绍滚筒式采煤机的选型。

一、初选采煤机（确定型号）

㈠确定型号时考虑如下因素：

1.根据煤的坚硬度选型

滚筒式采煤机适于开采坚硬度系数

＜4 的缓倾斜及急倾斜煤层，对 f=2.5~4 的中硬以

上的煤层，应采用大功率采煤机。

2.根据煤层厚度选型

采煤机的最小采高、最大采高、过煤高度、过机高度等都取决于煤层的厚度，煤层厚度

可根据技术要求分为三类：

（1）薄煤层煤层厚度小于是 1.3m。最小采高在 0.65~0.8 m 时，只能采用爬底板式采

煤机；最小采高在通常情况下 0.75~0.90 m.时，可选用骑溜式采煤机。

（2）中厚煤层煤层厚度为 1.3~3.5m。开采这类煤层在技术上比较成熟，根据煤的坚

硬度等因素可选择中等功率的采煤机，如 MG340、MXA—300/3.5、MG300—W（2×300）、

MG200—W（2×200）等。

（3）厚煤层煤层厚度在 3.5 m 以上。由于大采高液压支架及采煤、运输设备的出现，

厚煤层大采高一次采全高综采工作面取得了较好的经济指标。适用于大采高的采煤机应具有

调斜功能，以适应大采高综采工作面地质及开采条件的变化以及俯采的要求，此外由于落煤

块度较大，采煤机和输送机应有大块煤机械破碎装置，以保证采煤机和输送机的正常工作。

适于煤层大采高一次全高的采煤机有 MXA—300/4.5、MXA—600/4.5、MG300—WG

（600）、AM—500 等型采煤机，最大采高达 4.5m。

当采用厚煤层放顶煤综采工艺时，在长度大于 60 m 的长壁放顶煤工作面，采煤机选型

与一般长壁工作面相同；但在短壁工作面，可选用正面截割的短工作面采煤机和侧面截割的

短工作面采煤机两种机型。前者其滚筒轴线平行于工作面，致使顶底板由多个圆柱体相交而

成为不平坦的表面，造成支架和输送机移动的困难，另外机身重心高，稳定性差。然而由于

机身短、结构紧凑、操作维修方便，较为适于短工作面使用。侧面截割的 MGD150—NW 采

煤机则克服了上述缺点，该机摇臂在机身中间出轴，并可旋转 270°，机身短、工作平稳，

装煤效果也很好。

3．根据煤层倾角选型

煤层倾角分为三类：0°~25°为缓倾斜煤层 25°~45°为倾斜煤层；45°以上为急倾斜

煤层。

骑溜子或以溜子支承导向的爬底板采煤机在倾角较大时还应考虑滑问题,在干燥条件

下金属间的摩擦系数为 0.24~0.26，相应的摩擦角为 13.5~14.5°,故煤层倾角大于 10°时,

须设置防滑装置；在工作面潮湿的条件下，摩擦系数减小，倾角大于 8°时，就应备用防滑

装置。

普遍采用的防滑装置是固定在工作面回风巷内的同步绞车，当采煤机由下向上截割时

液压绞车除了防止采煤机下滑外，还起到辅助牵引的作用；而当采煤机由上向下截割时，液

压绞车的液压马达，以液压泵工况运行，产生阻止采煤机下滑的阻力矩，一旦采煤机下行超

速时，限速装置切断电源，绞车自动抱闸。一般讲，同步绞车的牵引力应大于 80~100KN。

MG2×300、MG200—QW、WG—150W、AM—500 等型采煤机具有双牵引部，牵引力大，其

双自动抱闸装置，防滑性能强，在倾斜煤层中使用时，可取消辅助绞车。

㈡根据表 2-1 和采煤机的技术特征表（见附录一），来确定采煤机的型号。

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