[科普中国]-连续采煤机

连续采煤机是用于房柱式采煤法的采煤机，也可用于巷道掘进。它具有截割、装载、转载、调动行走和喷雾除尘等多种功能，配备梭车、皮带输送机和锚杆支护，可在房柱式采煤法中实现综合机械化采煤。各类型连续采煤机的主体结构基本相同，该机适用于1.4-3.6m的中厚煤层，在结构上大量地使用模块式部件，利于维修。

工作原理连续采煤机由截割部、装煤部、运煤部和行走部以及液压系统、电气系统等组成。

该采煤机采用横轴式滚筒截割机构，由安装在截割臂中的左右两台交流电机通过各自的扭矩限制器和齿轮减速箱驱动左右滚筒旋转落煤。截割滚筒的升降由液压缸控制。装煤部由蟹爪式装载臂和铲煤板组成。左右蟹爪臂分别由两台交流电机经减速器驱动。左右减速器还共同传动底轴，带动刮板输送机运转。装载臂将滚筒割下的煤推到运煤部的输送机上去。

运煤部是靠刮板输送机运送煤炭，输送机的刮板链由左、右侧收集头连接轴上的链轮驱动，将切割下的煤运到尾部，再转载到后部输送设备上去。刮板输送机由带扇形口的固定部分与摆动部分组成。摆动部分能向两侧各摆动45°，以适应卸载点位置的变化，固定部分支承着摆动部分，并能适应其摆动。

行走部分别由两台直流电动机驱动左右履带链。整个履带驱动装置位于履带架内，履带架为密封式，每个行走驱动装置可单独操作，使采煤机能够前进、后退、转弯或原地旋转。直流电动机的电源由可控硅整流器提供，它可实现无级调速，而且调速性能良好。液压系统是由双齿轮泵和多组液压缸组成的开式系统，用多路阀组控制和操作1。

主要部件的结构采煤机滚筒截割部的传动系统：整个截割机构安装在悬臂架上，悬臂架由两个销轴铰接在机身上。截割电机、截割部减速箱及截割滚筒作为一个整体，在两个升降油缸作用下，绕铰支点上下摆动，以调节采高。截割部左、右结构对称布置。电动机通过扭矩限制器、万向联轴节及齿轮驱动滚筒轴及外滚筒、内滚筒旋转。第一级齿轮有两组不同齿数的齿轮，可使截割机构的减速比分别为27.06和21.58，与不同转速的电动机配合，可获得三种滚筒转速。

连续采煤机发展现状连续采煤机短壁开采技术经过50多年的不断研究与改进，已形成了比较完善的短壁机械化采煤方法体系。在美国，采用短壁机械化采煤法的产量在井工采煤中一直领先，80年代中期占井工产量的70%以上，近年来，由于长壁综采的发展，连续采煤机开采的产量有所回落，但1999年美国采用房柱式采出的煤量为2.21亿t ，仍占井工煤炭产量的53%。澳大利亚、南非、印度及加拿大等国均广泛采用短壁机械化采煤，取得了很好的经济效益。澳大利亚和南非两国根据各自的煤层地质条件，在美国传统房柱式采煤的基础上成功地开发了旺格维利和西格玛2种短壁采煤方法，兼取了长壁式和房柱式2种采煤方法的优点，从而扩大了连续采煤机的应用范围，提高了资源回收率。

我国80年代曾从美国引进连续采煤机30多台，由于没有引进配套设备，未能体现该采煤法优越性和得到成功推广。90年代以来，由于注重配套设备的引进，连采机在煤巷掘进及完成残留煤柱的回收和对煤田边角煤、条带煤的开采方面显示了它独特优势。

实践证明，连续采煤机短壁机械化采煤方法具备投资少、出煤快、机动灵活、适应性强、机械化程度高、用人少、效率高、效益好等特点2。

连续采煤机在我国煤炭行业应用前景我国煤炭资源分布甚广，一些城市和村镇的建筑物下、铁路下、水体下压煤量也很大。据不完全统计，仅我国煤矿生产矿井“三下”压煤量就达137.9亿t，其中建筑物下压煤约87.7亿t ，占“三下”压煤总量的60 %左右，可供28个年产500万t的大型矿井开采100 年。在人口密集、工业发达的河北、河南、山西、山东、辽宁、黑龙江、陕西及安徽8省建筑物下压煤约64.7亿t ，将近占全国“三下”压煤总量的一半。山西省所属7个矿务局井田内压煤近10亿t，仅潞安矿区现生产的5个矿压煤近2.0亿t，其中五阳矿有36个村庄压煤0.92亿t，占全矿储量的23.4%。“三下”压煤问题造成采区工作面接续紧张、缩短矿区煤炭生产服务年限，使矿区过早地进入衰老报废期，不仅给国家造成极大浪费，还必将引发资源型城市可持续发展的社会问题。

除“三下”压煤外，矿井内还有很多的不规则块段以及残采区，不能采用正规长壁综采开采，包括正规综采工作面回采后局部留下一些不规则区段，位于矿井边界以及断层等地质构造附近的煤炭。随着矿区生产的不断进行，煤炭资源总量和适宜长壁开采的储量比例都在不断减少。

因此，开展短壁开采成套设备与采煤技术的研究和对“三下”压煤、不规则块段及残采区的采煤工艺研究对延长矿井服务年限，保持矿区的可持续发展，不断提高煤炭企业经济效益和最大限度地回收煤炭资源势在必行。

连续采煤机在我国使用的优缺点连续采煤机的设备投资小而效益高。在美国，一套中厚煤层连续采煤机及配套设备约需200万美元，而一套长壁综采设备约需1000万美元；在中厚煤层条件下，一套长壁综采设备日产约6000t，同样条件下，一套连续采煤机系统日产约1200 t，因而吨煤投资大体相当。使用连续采煤机能够实现回采和掘进合一，矿井建设期短，出煤快；连续采煤机运转灵活、搬迁快，对长壁综采无法布置的边角地段或不规则地段及村庄下压煤煤柱回采更能显示其优势；连续采煤机可用于巷道掘进，同时又能适用于房柱式等方法回采，速度快、效率高。

从我国引进连续采煤机使用效果不好的主要问题是: 连续采煤机及其配套设备体积大、吨位高，且有些设备（如梭车）不能解体，设备下井困难；缺乏支护、清道、除尘等方法的配套设备，生产能力受到一定限制；引进的连续采煤机设备在电气防爆性能与我国防爆标准不一致；引进的连续采煤机设备主要部件或零件在国内买不到，备件进口价格昂贵；国内没有对连续采煤机开采的成套技术进行过系统研究；对回采工艺，支护方式和工艺及煤岩柱控制等相关问题没有得到很好的解决；由于掘、锚分离作业，不得不多开联络巷，并进行快速密闭，对通风管理不利；对有自然发火危险的矿井，煤体暴露多，带来不安全隐患。

续采煤机使用条件和应用范围连续采煤机适用于埋藏深度小于500m，煤层厚度1.3～4m，倾角小于12°，煤层顶板中等稳定以上，顶板允许暴露面积50m2 ，可锚性好，底板抗压强度不能太低的矿井。

对全国45个矿务局158个矿井进行分类统计，完全适采煤层有94 个，可采储量6.51亿t，占选采煤层可采量的12%；基本适采煤层177个，可采储量1.8×109t，占选采煤层可采量的33%。连续采煤机吨煤成本一般低于普采，具有相当于长壁综采水平且劳动强度低于综采。我国煤田分布十分广泛，煤层赋存条件多种多样，许多矿区具有与美、澳等国相似的地质条件，十分适宜使用连续采煤机，如大同、古交、黄陵、潞安等。地质构造复杂而无法布置正规综采或普采的不规则地段或边角地段的煤层，适合于连续采煤机的机动、灵活开采。使用连续采煤机对解决“三下”采煤问题是一条很好的途径。它可用于村庄下压煤煤柱的条带法、房柱式法开采。连续采煤机与高产高效工作面配套有利于缓解采掘紧张，是高产高效矿井的发展方向。多平巷开拓长壁工作面时，可保证工作面足够风量，对控制瓦斯积聚非常有利。

由此可看出，高效连续采煤机短壁采煤与长壁采煤互相补充构成了现代大型矿井的最佳生产模式，而短壁综采设备和成套工艺技术及岩层控制技术是制约我国煤矿在这方面发展的主要因素3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所