1、第一章一.矿山机械：直接用于矿物开采作业的机械，包括采矿机械和选矿机械。二.机械化采煤工艺：落煤、装煤、运输、支护、处理采空区。其中采煤机完成落煤和装煤工序。三.采煤机械种类：滚筒式采煤机、刨煤机和采煤钻机三大类。滚筒采煤机分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机，单滚筒采煤由截割部、牵引部、电动机和辅助装置组成。四.机械化采煤工作面：使用滚筒采煤机或刨煤机采煤的工作面属于机械化采煤工作面。根据工作面支护作业是否机械化分为普采工作面和综采工作面。普采工作面使用滚筒采煤机或刨煤机落煤与装煤，使用可弯曲刮板输送机运煤。顶板的支护与管理有两种方式：一是采用单体液压支柱配以金属铰接顶梁或者采用滑移顶梁支架，这类
2、工作面又称高档普采工作面；二是采用金属摩擦支柱配以金属铰接顶梁，支护工序仍为手工作业。综采工作面使用双滚筒采煤机或刨煤机落煤与装煤，使用重型可弯曲刮板输送机运煤，采用液压支架支护和管理顶板，因而使工作面的采煤过程全部实现了机械化，综采工作面的设备与工序之间密切联系、连续作业，因而产量大、效率高、安全性好。四.刨煤机是一种截深浅而牵引速度快的采煤机械与工作面输送机配合，可实现工作面落煤、装煤和运煤的机械化。五.滚筒采煤机的总体结构：（一）工作机构：滚筒采煤机采用螺旋滚筒工作机构。它由轮毂、螺旋叶片、端盘、摇臂、滚筒组成。截齿安装角指截齿平面与滚筒轴线垂直面的夹角，截齿偏向煤壁的称为正角度齿，截齿
3、偏向采空区的称为负角度齿，角度齿用小圆点表示，不偏斜的称为零度齿，用小圆圈表示。螺旋叶片上截齿排列的特点是：截距较大，在圆周方向上相邻截齿的夹角相等，都是零度齿。端盘上的截齿截割条件差、受力大、磨损严重，因此截齿排列是否合理，对截割效率和采煤级的稳定性影响很大，其特点是：截距小、截齿密度大，多数是正角度齿，煤质愈硬，角度愈大，有少数的零度齿和负角度齿，以减小滚筒的侧向力。截齿是直接落煤的刀具，有偏形和镐形，要求是：高强度和高耐磨性，合理的几何参数，固定可靠和拆装方便。（二）牵引机构：目前采用的有链牵引机构和无链牵引机构两类。1.链牵引机构：工作方式为内牵引和外牵引，大多数采用内牵引。2.无链牵
4、引机构：齿轮销轨型、销轮齿条型、强力链轮链轨型、复合齿轮齿条型。3.常用的张紧装置有液压张紧装置和弹簧张紧装置。液压张紧装置的结构原理：牵引链 1 的两端分别经导向滑轮 2 后固定在紧链液压缸 3 的缸体上，紧链液压缸的缸体固定在输送机机头（机尾）上，其活塞杆端部安装滑轮。工作面供液管经减压阀 5 向液压缸活塞腔供液，并由安全阀 7 限定活塞腔内的最大压力，由此控制松边链的最大张力。4.对牵引部的基本要求：（1）总传动比大，有足够的牵引力（2）总传动比应能在工作过程中随时调节，实现无级调节（3）要在电动机转向一定的条件下反向牵引和停止牵引（4）要有可靠的过载保护性能，自动调速功能（5）要有足够
5、的强度和可靠性。 （6）要使牵引部不受滚筒转向的影响。 （7）操作方便。5.完善的工作机构应满足的要求：1）能够适应不同煤层和有关的地质条件。2）能够充分利用每层的压张效应，降低能耗，提高块煤率，减少煤尘。3）能够装煤和自动开缺口。4）载荷均匀分布，机械效率高。5）结构简单，工作可靠，拆装方便。（三）传动机构：牵引部的传动装置有机械牵引、液压牵引和电牵引三中形式。1.机械牵引：机械牵引全部采用机械传动，只能实现分级调速，且操纵、控制、保护功能有赖于液压控制系统而使结构相当复杂，已很少使用。2.液压牵引：具有可无级调速。操纵控制和过载保护易于实现以及能根据负载变化自动调速等优点，目前在我国仍普遍
6、使用。3.电牵引：不仅克服了液压牵引中工作介质易受污染以及受温度变化影响大的弊端，而且有效率高、寿命长、易实现各种保护、监控和显示以及减小采煤机尺寸等优点，因此是采煤机的换代产品。（四）基本参数：1.生产率：采煤机的工作条件不同，其生产率也不同。技术特征给出的值是指可能的最大生产率。采煤机的实际生产率由于受辅助作业时间、故障停机时间及工序间不协调诸多因素的影响，远比最大生产率小。2.采高 H：指采煤机实际的开采高度范围，并一定等于煤层的厚度。采高规定了采煤机的适用范围，是与支护设备配套的参数。3.截深 B：指采煤机 1 次截入煤壁的深度，即一个循环的推进量。4.牵引速度 vq：是指采煤机每分钟
7、运行的距离，它是影响生产率的主要参数，也同样影响电动机功率。5.截割速度 v j：用滚筒上截齿齿尖运动的线速度表示。6.牵引力：指采煤机为了克服工作中遇到的所有阻力需要的力。7.装机功率：是指采煤机的所有电动机的功率总和，它是表示采煤机工作能力的一个综合参数。装机功率大，采煤机的采高，牵引速度、牵引力和生产率也必然大。六采煤机的附属设备：灭尘设备；调高调斜设备；挡煤板；防滑装置；底托架；电缆拖移装置第二章一采煤工作面的液压支护设备有：单体液压支柱、滑移顶梁支架、液压支架。前两种用于普采工作面，液压支架用于综采工作面。液压支护设备是由液压元件和其他金属构件组成，并利用高压液体的压力与液体可压缩性
8、极小的特性来支撑工作顶板，以达到维护作业空间的一种装置。二液压支护设备（尤其液压支架）的优点：具有支撑力大，支护性能好，假设移动速度快和安全可靠，可提高采煤工作面的产量、回采率和工效，能大大的减轻工人的劳动强度，降低生产成本，实现安全生产。三液压支架的组成及工作原理：（一）组成：由前后立柱、顶梁、掩护梁、前后连杆、操纵阀、推移装置等组成。（二）工作原理：液压支架的四个基本动作：升架、降架、推溜、移架。1、升架：将操纵阀 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 进入柱体 1 下腔；立柱上腔的液体通过操纵阀流至回液管 T，于是立柱外伸支架立起。2、推移运输机
9、（推溜）：在支架处于支撑状态下，将操纵阀 7 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留至 T 管。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，高压液体经操纵阀进入立柱上腔，并同时打开液控单向阀 8；立柱下腔的液体经液控单向阀、操纵阀后流回回液管，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；其左腔低压液体流回回液管路，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。四液压支架立柱的工作阶
10、段及工作特性曲线：（一）工作阶段：1）初撑增阻阶段：升柱时，从顶梁接触顶板起，至立柱下腔液体压力较快上升到泵站压力为止。2）承载增阻阶段：初撑增阻阶段结束后，由于液控单向阀封闭了立柱下腔的液体，随着顶梁上所受的来自顶板的压力的增大，立柱下腔内液体压力逐渐升高，支架的支撑力也随之增大，直至液体压力达到立柱下腔油路中安全阀的调定压力为止。3）承载恒阻阶段：从安全阀第一次开启至支架卸载降柱时。4）降柱移架阶段：从开始卸载降柱到下一次开始升柱。（二）工作特性曲线：t0 为开始升柱至液控单向阀关闭时的初撑增阻阶段；t 1 为初撑结束至安全阀开启时的承载缓增阻阶段；t 2 为安全阀出现脉动卸载时的恒阻阶段
11、；t 3 为卸载降柱、移架阶段。折线表示支架具有增阻性，以保证支架对顶板的有效支撑作用，折线中各线段的不同斜率表示增阻的速率不同；波纹线的水平特征表示支架具有恒阻性，以限制支架的最大支撑力；波纹线的波动现象表示支架具有可缩性，以保证支架不被压垮。增阻性主要取决于液控单向阀和立柱的密封性能；恒阻性和可缩性则主要靠安全阀来实现和保证。安全阀、液控单向阀、立柱是保证液压支架工作性能的三个关键元件。五液压支架的分类：大多数按液压支架与围岩的相互作用关系进行分类，可分为：支撑式、掩护式和支撑掩护式。（一）支撑式液压支架结构特点及适用条件：有较长的顶梁，较多的呈垂直布置的立柱，坚固的箱式底座。工作时靠立柱
12、和顶梁的支撑作用控制工作面顶板，形成安全的工作空间。支撑能力大，切顶性能好且可靠。适用于顶板坚硬、完整、周期来压大和底板较硬的煤层。（二）掩护式液压支架结构特点及适用条件：具有一个斜置的掩护梁，顶梁较短，立柱数较少，一般为两根呈倾斜布置。支架后部主要靠掩护梁对冒落矸石的阻挡作用构成一定的安全空间。具有良好的防矸掩护性能，整架感性好，稳定性好，水平承载能力强，调高范围大，但工作阻力小，适用于顶板中等稳定或较破碎，底板较松软的煤层。（三）支撑掩护式液压支架结构特点及适用条件：立柱多为双排四柱倾斜布置，具有四连杆机构；性能上兼有支撑式和掩护式液压支架二者的特点，适用于顶板中等稳定或稳定，有较明显的周
13、期来压，底板中等稳定的煤层。六液压支架的基本参数：1、初撑力 Fc：指液压支架在初撑增阻阶段末了时对顶板的支撑力。其作用是减缓顶板的下沉，增加顶板的稳定性，是立柱尽快进入恒阻状态。其值的大小取决于泵站的额定压力、立柱缸体内经以及立柱的数目。2、工作阻力 Fz ：液压支架在承载增阻阶段末了时所呈现的最大支撑力。其值大小主要取决于安全法的调定压力和丽珠得乐有关结构参数及其数量。3、支护强度 q：是指液压支架单位支护面积上的支撑力，也即支架的工作阻力与其支护面积的比值。4、支架高度 H：是指其在支撑方向上的垂直高度。有最小高度和最大高度之分。（1）最小高度 Hmin 是指其立柱完全缩回后支架的垂直高
14、度。2）最大高度 Hmax：指立柱完全伸出后支架的垂直高度。 （3）调高比：支架的最大高度与最小高度之比。5、平均接触比压：煤层顶板的压力，通过液压支架的立柱和底座传递给底板，在底座与底板接触面积内形成接触正压强。此压强的平均值即定义为液压支架的平均接触比压。七液压支架的结构1.液压支架一般由架体、工作机构、液控系统及辅助装置四部分组成。2.工作机构（液压缸）包括立柱和千斤顶3.千斤顶有柱塞式和活塞式两种，按用途分有护帮千斤顶，前梁千斤顶，侧护千斤顶，平衡千斤顶，推移千斤顶和防倒防滑千斤顶等4.千斤顶结构与立柱基本相同，其主要区别：千斤顶的活塞杆较短且直径较小；千斤顶两端头多为适于铰接的销孔耳
15、座结构。5.顶梁是液压支架的主要承载部件之一，支架通过顶梁实现支撑和管理顶板。一般可分为两大类：整体式顶梁和分段组合式顶梁。整体式顶梁的顶梁是一块完整的钢板构件，其结构简单，梁体长，但对顶板的不平整情况适应能力较差，接顶性能不够理想；分段组合式顶梁是将顶梁分为前顶梁和主顶梁两部分，前梁又可分为伸缩式活动顶梁，铰接式顶梁和两者兼而有之的活动前梁。分段组合式顶梁较整体式顶梁在结构上复杂，尤其是铰接伸缩式，但它们对顶板不平整情况的适应能力强，接顶性能好，在破碎顶板下割煤和工作面片帮严重情况下，可对新裸露的顶板进行及时支护。6.掩护梁：是掩护式支架和支撑掩护式支架的特征构件之一。其作用是隔离采空区、掩
16、护工作面空间，防止采空区冒落的矸石进入工作面；同时还承受采空区冒落矸石的载荷和顶板来压时作用在支架上的横向载荷。当顶板不平整或支架倾斜时，掩护梁还将受扭转载荷7.底座的结构形式有：刚性整体式，刚性分底式和分底式三种八液压支架的控制 1.控制方式：1）按操纵阀与所控支架的相对位置可分为本架控制和邻架控制两种，本架控制就是用每一支架上所装备的操纵阀来控制其自身各个动作，特点是系统管路简单，安装容易；邻架控制就是用每一支架上的操纵阀去控制与其相邻的下侧或上下两侧支架的动作，特点是操作者位于固定支架下进行操作控制，比较安全。2）按控制原理分：有全流量控制和先导式控制两种 3）按机械化程度分：有手动控制
17、和电液自动控制两种2.电液自动控制系统构成示意图与工作原理方框图 P2082093.单体液压支柱适用于煤层倾角小于 25的缓倾斜煤层的工作面；按供液方式的不同，可分为内注式和外注式两大类4.滑移顶梁支架就其机械化程度来说，是一种介于液压支架和单体液压支柱之间的又一种液压支护设备，它适用于缓倾斜中厚煤层一次采全高或厚煤层放顶煤的采煤工作面第三章 采区运输机械一刮板输送机1.刮板输送机是一种有绕性牵引机构的连续运输机械，主要用于长壁采煤工作面，也可用于采区顺槽，联络眼，采区上下山及掘进工作面，承担煤炭运输任务，由于刮板运输机承受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用，因此要求：有足够的强度、耐磨
18、好人耐腐蚀性，传动部分必须安全，隔爆。2.刮板输送机分类 1）按牵引链的条数和布置方式分：单中链，边双链，中双链及三链型2）按卸载方式分：端卸式和侧卸式 3）按功率分：轻型，中型，重型3.刮板输送机向上运输最大倾角不得超过 25，向下运输不得超过 20，当工作面倾角超过 10时，应采取防滑措施，轻型适用于炮采工作面，少数轻型适用于小型机采工作面，中型主要适用于普采工作面，个别可适用于综采工作面，重型主要适用于综采工作面。4.刮板输送机特点：1）优点：结构强度高，运输能力大可以爆破装煤；机身低矮，沿输送机全长可任意位置装煤；机身可弯曲，便于推移；可作为采煤机的轨道和推移液压支架的支点；推移输送机
19、时铲煤板可以清扫机道的浮煤；挡煤板后面的电缆槽架可装设供电，信号，通讯，照明，冷却，喷雾等系统的管线，并起保护作用 2)缺点：运行阻力大，耗电量高，溜槽磨损严重；使用维护不当时容易出现掉链，漂链，卡链，甚至断链等事故，影响正常运行。4.刮板输送机结构：机头部，机尾部，溜槽及附件，刮板链，紧链装置5.机头部由机头架，链轮，减速器，盲轴，液力耦合器和电动机组成。机头架特点：1）两侧对称，可在任一侧安装减速器，以适应左，右工作面的需要；2）链轮由减速器伸出轴和盲轴支撑连接，这种连接方式便于在井下拆装；3）前横梁上固定有拨链器和护轴板，以防止刮板链在与链轮的分离点处，被齿轮带动卷入链轮；4）护轴板为易
20、损件，可用拆换的活板，即利于链轮和拔链器的拆装，又便于更换；5）机头架的易损部分采用耐磨措施，如加高锰钢堆焊层或局部用可更换的耐磨材料零件。6.新型刮板输送机：目前使用的刮板输送机都是从机头端部向顺槽转载机卸载，为避免卸载后空段刮板链带回煤，机头需要有一定的卸载高度，这样影响采煤机运行到工作面端部自动开切口。心的侧卸式和垂直转弯式刮板输送机能改善这种情况。7.溜槽是刮板输送机的主体，用于承载和作为采煤机的轨道。溜槽有中部槽，调节槽，连接槽等类型。8.刮板链由链条和刮板组成，是刮板输送机的牵引构件，具有推移货载的功能，分为中单链，中双链，边双链三种结构。9.三种刮板链的特点：边双链拉煤能力强，特
21、别对大块较多的硬煤，但其两链受力不均，尤以中部槽弯曲运行时更为严重。中单链用大直径圆环链，强度高受力均匀，断链事故少，刮板遇刮卡阻塞可偏斜通过，刮板变形时不会导致过链轮时跳链。中单链的缺点是因链环尺寸大，机头，机尾高度增加，拉煤能力不如边双链特别是对大块较多的硬煤。中双链部分地克服了边双链受力不均的缺点，已显示出它的优越性。10.紧链装置作用：调节刮板链的松紧程度，使其具有一定的预紧张力，防止刮板链运行时发生松链或堆链的现象。紧链方式有三种：电动机反转式紧链，专设液压马达紧链，专设液压缸紧链等。11.电动机反转式紧链方式有三种紧链器：棘轮紧链器，摩擦紧链器，闸盘紧链器二液力耦合器液力耦合器安装
22、在电动机和减速器之间，是借助液体动能传递力矩的连接设备，能达到保护和改善机器性能的目的。不能改变力矩，因为没有导轮。液力耦合器的组成：液力耦合器主要由泵轮、涡轮、外壳、注液塞、易熔合金塞、弹性联轴器、及辅助室等部分组成。液力耦合器的工作原理：电动机带动泵轮旋转，工作液体在叶片作用下同泵轮一起旋转。离心力的作用使泵轮内侧液体沿曲面流向外缘，形成高速涡流，冲击涡轮叶片，使之旋转。高速涡流由涡轮外缘流向内侧时，降压、减速后，在进入泵轮。如此循环，在泵轮和涡轮叶片之间形成连续的涡状环流，液力耦合器将泵轮输入的机械能转换为工作液体的动能，冲击涡轮叶片后，在由涡轮把工作液体的动能转换为机械能输出，从而实现
23、能量的传递。液力耦合器的主要作用：改善电动机启动性能、具有过载保护作用、均衡电动机负载。液力耦合器的使用和维护：（1）按规定充液量注液。 （2）对多机转动系统，应保证各耦合器的充液量一致，以使各电动机负荷均匀分配。若运转一段时间电动机温升不一致，可将高温侧耦合器的液体适量放出，直至各电动机温度趋与一致。 （3）工作液体为难燃液，不可用其他液体代替。 （4）尽量避免液力耦合器超负荷正、反频繁启动，以防止液体温度升高，密封过早老化，易熔合金熔化发生喷液。 （5）易熔合金塞是热保护元件，不得用其他物件代替。 （6）涡轮制动时间，允许为 1min。 （7）液力耦合器的运转应平稳，不得有明显的机械振动，
24、工作环境要通风良好，以保证其散热效果。刮板输送机选择计算内容包括：输送能力，运行阻力和电动机功率、刮板链强度。三桥式转载机桥式转载机安装在采煤工作面下顺槽，是将工作面运出的煤，转载带胶带输送机上的中间转载设备。1.桥式转载机与刮板输送机的不同：主要不同点是，机身有一段悬桥结构，用来与可伸缩胶带输送机搭接。2.桥式转载机的组成：主要由导料槽、机头小车、机头部、中间悬桥、爬坡段、水平装载段、机尾部组成。五部分：（一）机头部及机头小车（二）中间悬桥部分（三）爬坡段（四）水平装载段和机尾部（五）导料槽3.转载机的移动方法有：(1)利用小绞车牵引移动（2）利用工作面端头液压支架的水平千斤顶拉移（3）用转
25、载机本身配带的液压千斤顶推移。四胶带输送机1.胶带输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种连续工作式运输设备。2.胶带输送机的工作原理：工作时，电动机转递转矩给主动滚筒，主动滚筒通过与胶带之间的摩擦力带动胶带及胶带上的货载一同运行，当胶带绕经端部卸载滚筒时卸载。利用专门的卸载装置也可在中部任意位置卸载。3.胶带输送机的适用范围：（1）适用倾角：胶带输送机可用于水平及倾斜运输。倾斜向上运输时，运送原煤时，允许倾角不大于 20，运送块煤时，倾角不大于 18；向下运送时，倾角不大于 15，若运送附着性和黏结性大的物料时，倾角还可以大一些。 （2）适用地点：采区顺槽多采用可伸缩胶带输送机。采区上下山
26、及主要运输平港采用绳架吊挂或落地可拆式胶带输送机。平硐和主斜井采用固定式钢绳芯式胶带输送机或钢丝绳牵引式胶带输送机。地面选煤厂采用通用型固定式胶带输送机。4.胶带输送机特点胶带输送机的特点：1、优点：胶带输送机运输能力大，工作阻力小，耗电量低，约为刮板输送机耗电量的 1/31/5；货载与胶带一起移动，磨损小，货载破碎性小，工作噪音低；结构简单，铺设长度大，较少转载次数，节省人员和设备。2、缺点：胶带成本高，初期投资大；强度低，易损坏，不能承受较大的冲击与摩擦；机身高，需专门的装载设备；不能用于弯曲巷道。5.胶带出厂标准长度为 100 米，胶带的连接方法：（1）机械连接法（2）硫化连接法（3）冷
27、粘连接法（4）塑化连接法6.胶带输送机运转中的几个问题：1、胶带跑偏 2、托辊的运转性能 3、传动滚筒打滑 4、钢丝绳芯胶带纵向撕裂7.胶带输送机选型计算主要内容：（一）输送能力与胶带宽度计算（二）胶带运行阻力计算（三）胶带张力计算（四）胶带垂度计算（五）牵引力和电动机功率计算第四章：采煤工作面机械配套性能1.滚筒采煤机的适用条件：（1）滚筒采煤机对煤层地质条件的适应性较强，可用来开采不同硬度的缓倾斜煤层；随着无链牵引采煤机的广泛应用，目前已可开采倾角达 80的急倾斜煤层。 （2）中等功率的采煤机最适于开采截割阻抗为 180240N/mm 的中硬煤层；大功率采煤机则可开采中硬以上的黏结性煤层（
28、3）采高是滚筒采煤机选型的主要依据。对于采高0.550.9m 的煤层一般宜选用爬底斑采煤机；0.81.2 m 以上的煤层使用骑溜子采煤机；1.11.9 m 的普采工作面，一般选用单滚筒采煤机； 1.22.5 m 的普采工作面，可选用单滚筒或双滚筒采煤机；综采工作面必须选用双滚筒采煤机。 （4）采煤机的装机功率应根据采高确定（5）电牵引采煤机由于具有液压牵引采煤机所不具备的许多优点以及功率大，牵引快等特点成为采煤机的换代产品，对于高产高效综采工作面，应成为首选机种。2.滚筒采煤机的参数选择：生产率，截深，滚筒直径，机面高度与底托架高度，牵引速度，截割速度，装机功率3.采煤机的生产率分为：理论生产
29、率，技术生产率，实际生产率。理论生产率：指采煤机在给定条件下以最大可能的工作参数连续运行得到的生产率，也成为最大生产率。技术生产率：是考虑了采煤机必须完成的辅助作业时间和消除故障时间后得到的生产率。实际生产率：是进一步考虑了采煤机以外的各种因素所造成的停机时间后得到的生产率。4.截深：我国多数采煤机的截深在 0.6m 左右。5.滚筒直径：滚筒直径是指滚筒截齿齿尖处的直径。6.机面高度：是指从工作面底板表面至采煤机上表面的高度。采煤机的机面高度应保证在最小采高时的过机高度不小于 100250mm。7.牵引速度：是决定采煤机生产率和装机功率的重要参数，目前一般采煤机的最大牵引速度在 10m/min 以下。8.截割速速：有的采煤机可以变换 2-3 种滚筒转速，应根据不同煤质时使用的牵引速度选用。使用大直径滚筒时，为减小截割速度，应采用较低的滚筒速度。9.采煤机的装机功率：是所有电动机的功率的总和，它是反映采煤机综合能力的重要参数。横坐标表示时间，纵坐标表示支撑力
