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摘 要：目前我国的煤矿事业得到了飞速发展，尤其是在一些采煤机械设备性能不断完善的情况下，采煤作业水平更是大幅提升。其中采煤机作为采煤作业中非常重要的机械设备，其设计的好坏会对采煤作业效率产生直接影响。目前在不同煤层所使用的采煤机型号也有一定差异。现本文就以薄煤层机采工作面的采煤机为例，来谈谈采煤机设计的相关问题，以供参考。
关键词：薄煤层；机采；采煤机；设计
作为社会生产中非常重要的天然资源，煤炭在生活生产中所发挥的作用是巨大的。并且随着社会生产对煤炭需求量的不断增加，煤矿也得到了极大的发展。为了进一步提高煤矿生产效率，人们对采煤的各种机械设备进行不断的优化改进，目前机采已经成为主要的煤矿生产方式。但是在实际的生产中发现，薄煤层本身存在较大的特殊性，机采效率会受到环境的很大影响，开采效率较低。而要改变这一现状，采煤机的设计是关键。以下笔者就来对薄煤层机采工作面的特点以及其采煤机设计的相关问题进行分析研究。
1 薄煤层机采工作面对机组的要求
所谓薄煤层，就是指在地下可开采厚度小于1.3m的煤层，或露天开采厚度小于3.5m的煤层。与中厚煤层的机采工作面不同，薄煤层机采工作面更为特殊。这是因为其煤层厚度较小，开采工作面的高度与空间都会与其他煤层作业面不同。具体来讲，薄煤层机采工作面对采煤机机组的要求有以下几点：
1.1 机组高度。基于薄煤层机采作业面高度较低，因此所使用的采煤机机组高度也不能过高。这样才可以保证采煤机的高度、厚度与工作面的空间相适应。因此在设计采煤机时需要考虑到使用较大功率的电动机，但要控制机身的高度。以更加灵活的在不同高度工作面环境中工作，满足过煤和过机的高度要求。
1.2 机械设备的选择。一般在薄煤层机采过程中，所使用的采煤机机械设备多是滚筒采煤机。目前所使用的这类采煤机有两种形式。第一种是机身可以嵌在工作面的槽道中，即骑槽式采煤机。这种采煤机的高度都不大，因此可以适合各种高度的煤层工作面采煤需求。第二种是机身位于工作面的输送机侧底板上，即爬底板式采煤机。这种采煤机一般多在工作面较为平整的情况下才使用，因为其在采煤作业中机身会发生较大高度变化，容易发生倾斜现象。为了避免这种现象的发生，需要对其在作业中的机身高度进行有效控制。当然，在实际的采煤作业中，需要根据实际情况合理选择采煤机机型，以保证作业安全与效率。
2 采煤机设计结构特点
由于薄煤层机采工作面对采煤机机组的要求较多，因此在对其采煤机结构进行设计时，也要注意一些特别事项。具体内容有以下几点：
2.1 在设计采煤机的机身时，要注意机身的顶面一定要和顶梁支架保持平行，并且煤壁侧身的高度要比空机略大，以便使其更加适应薄煤层机采作业面的空间变化，还不会给机面高度造成不利影响。
2.2 运输机械的销排一般应当与槽帮侧面呈反为向的安装，这样便能使运输机销排中心的高度得到有效的降低，为导向滑靴的运用提供了更为丰富的空间。对于采煤机的牵引输出轴的安装也要与销排达到吻合的尺寸，这样才能保证机面的高度符合薄煤层开采工作面的高度要求。
2.3 如果过煤空间较大，采高的范围也随之增加，这样便能够在薄煤层中实现工作面的不断扩大，以此提升机械设备的适应性。
2.4 采煤机的截割部分与输送部分的装煤口一般都不大，因此，要保证煤炭能够通过左右的滚筒并且向里面旋转，这样才能够将煤从采煤机中顺利的进入到输送机器中。
2.5 在采煤機的制动器选择和安装时，应当保证其能够适应倾角较大的开采要求，这样才能够增强采煤机在不同的地质条件下的适应性。
2.6 采煤机两行走轮中心距离短，适应工作面起伏能力强。机身下电控箱厚度小，电控箱体与输送机间隙稍大，能够适应运输机十3垂直弯曲；两截割部铰接中心距小，摇臂长度短，适应运输机十10水平弯曲。
3 采煤机的常见故障
为了更好的优化采煤机设计，就需要我们了解采煤机在作业过程中可能会出现哪些问题。只有明确采煤机的常见故障，才能有针对性的改进设计来避免这些故障的发生。一般在薄煤层机采工作面中，可能出现的采煤机故障主要有以下几点：
3.1 机械系统故障。当薄煤层采煤机在运行的过程中遇到荷载不均匀、误操作等问题时，便会由于冲击荷载而导致轴承的松动、破坏、疲劳运行等，这些故障称之为机械系统故障。机械系统故障的产生，会造成系统零部件的局部磨损、发热甚至是断裂。因此，要对运行中的采煤机进行适当的保养，做好润滑工作，防止频繁的升降摇臂，减少零部件的摩擦，延长设备的使用寿命。
3.2 液压系统故障。采煤机的摇臂过高或者过低会造成电牵引采煤机液压系统故障，只要在日常使用过程中加强维护，便能够有效的降低故障的发生率。
3.3 电气系统的故障。采煤机中的电气系统结构较为复杂，电机故障是由于采煤机内部进水或者是热空气遇冷形成水珠导致绝缘能力下降所引起的，同时由于电机负载过大也会造成电机超负荷运转而发生过热的现象。
4 薄煤层机采工作面采煤机设计的关键问题和发展趋势
基于上述对薄煤层机采工作面对采煤机机组的要求、采煤机的设计特点与采煤机常见故障的分析，我们可以认识到对采煤机的设计必须要综合考虑到各方面因素。那么在具体的设计中，应该考虑的关键问题有哪些，今后的发展趋势又是什么呢？
笔者认为，通常应当选择大功率的电动机或者是利用多台电动机来增强总机的装机容量。在实际的开采工作中，采煤机的单机采煤效能与电动机的功率大小有着直接的关系，只有大功率的电动机才能够保证采煤机开采效率的提升。在薄煤层开采工作中，采煤机设计的关键技术在于矮机身与大功率之间的矛盾，因此，如何有效的解决这一矛盾也是当前采煤机设计工作中需要解决的关键问题。
另外，为了提高开采效率，增强采煤机的适应性，采煤机的发展也将由传统的有线牵引转变为无线牵引。对以往的螺旋滚筒结构进行有效的改进，能够极大的提升电动机的性能，同时在加工制造和安装水平等为面的提升，也是促进采煤机开采效率提升的关键问题。随着科学技术的不断发展，采煤机也将向着自动化遥控的方向发展。
结束语
综上所述，对于薄煤层中所使用的采煤机而言，其设计过程就应该综合考虑薄煤层机采工作面的特殊性，对自己的机身高度与厚度进行控制，以适应工作面的作业要求。当然，在未来的发展中，采煤机的设计优化方向并只有这一点，还有很多地方都可以改进，如牵引器、滚筒结构等，只要我们注重引进先进技术和创新，必然能够再进一步提高薄煤层采煤机的设计水平。
参考文献
[1]高志明，张世洪.现代采煤机的设计方法和思考[J].煤矿机电，2008（5）.
[2]郭岱，许森祥，韩保民.薄煤层大倾角采煤机的应用与展望[J].煤矿开采，2009（1）.
[3]李建民，章之燕，刘鹏.薄煤层采煤机的几个关键设计问题[J].煤矿机电，2009（1）.
关键词：薄煤层；机采；采煤机；设计
作为社会生产中非常重要的天然资源，煤炭在生活生产中所发挥的作用是巨大的。并且随着社会生产对煤炭需求量的不断增加，煤矿也得到了极大的发展。为了进一步提高煤矿生产效率，人们对采煤的各种机械设备进行不断的优化改进，目前机采已经成为主要的煤矿生产方式。但是在实际的生产中发现，薄煤层本身存在较大的特殊性，机采效率会受到环境的很大影响，开采效率较低。而要改变这一现状，采煤机的设计是关键。以下笔者就来对薄煤层机采工作面的特点以及其采煤机设计的相关问题进行分析研究。
1 薄煤层机采工作面对机组的要求
所谓薄煤层，就是指在地下可开采厚度小于1.3m的煤层，或露天开采厚度小于3.5m的煤层。与中厚煤层的机采工作面不同，薄煤层机采工作面更为特殊。这是因为其煤层厚度较小，开采工作面的高度与空间都会与其他煤层作业面不同。具体来讲，薄煤层机采工作面对采煤机机组的要求有以下几点：
1.1 机组高度。基于薄煤层机采作业面高度较低，因此所使用的采煤机机组高度也不能过高。这样才可以保证采煤机的高度、厚度与工作面的空间相适应。因此在设计采煤机时需要考虑到使用较大功率的电动机，但要控制机身的高度。以更加灵活的在不同高度工作面环境中工作，满足过煤和过机的高度要求。
1.2 机械设备的选择。一般在薄煤层机采过程中，所使用的采煤机机械设备多是滚筒采煤机。目前所使用的这类采煤机有两种形式。第一种是机身可以嵌在工作面的槽道中，即骑槽式采煤机。这种采煤机的高度都不大，因此可以适合各种高度的煤层工作面采煤需求。第二种是机身位于工作面的输送机侧底板上，即爬底板式采煤机。这种采煤机一般多在工作面较为平整的情况下才使用，因为其在采煤作业中机身会发生较大高度变化，容易发生倾斜现象。为了避免这种现象的发生，需要对其在作业中的机身高度进行有效控制。当然，在实际的采煤作业中，需要根据实际情况合理选择采煤机机型，以保证作业安全与效率。
2 采煤机设计结构特点
由于薄煤层机采工作面对采煤机机组的要求较多，因此在对其采煤机结构进行设计时，也要注意一些特别事项。具体内容有以下几点：
2.1 在设计采煤机的机身时，要注意机身的顶面一定要和顶梁支架保持平行，并且煤壁侧身的高度要比空机略大，以便使其更加适应薄煤层机采作业面的空间变化，还不会给机面高度造成不利影响。
2.2 运输机械的销排一般应当与槽帮侧面呈反为向的安装，这样便能使运输机销排中心的高度得到有效的降低，为导向滑靴的运用提供了更为丰富的空间。对于采煤机的牵引输出轴的安装也要与销排达到吻合的尺寸，这样才能保证机面的高度符合薄煤层开采工作面的高度要求。
2.3 如果过煤空间较大，采高的范围也随之增加，这样便能够在薄煤层中实现工作面的不断扩大，以此提升机械设备的适应性。
2.4 采煤机的截割部分与输送部分的装煤口一般都不大，因此，要保证煤炭能够通过左右的滚筒并且向里面旋转，这样才能够将煤从采煤机中顺利的进入到输送机器中。
2.5 在采煤機的制动器选择和安装时，应当保证其能够适应倾角较大的开采要求，这样才能够增强采煤机在不同的地质条件下的适应性。
2.6 采煤机两行走轮中心距离短，适应工作面起伏能力强。机身下电控箱厚度小，电控箱体与输送机间隙稍大，能够适应运输机十3垂直弯曲；两截割部铰接中心距小，摇臂长度短，适应运输机十10水平弯曲。
3 采煤机的常见故障
为了更好的优化采煤机设计，就需要我们了解采煤机在作业过程中可能会出现哪些问题。只有明确采煤机的常见故障，才能有针对性的改进设计来避免这些故障的发生。一般在薄煤层机采工作面中，可能出现的采煤机故障主要有以下几点：
3.1 机械系统故障。当薄煤层采煤机在运行的过程中遇到荷载不均匀、误操作等问题时，便会由于冲击荷载而导致轴承的松动、破坏、疲劳运行等，这些故障称之为机械系统故障。机械系统故障的产生，会造成系统零部件的局部磨损、发热甚至是断裂。因此，要对运行中的采煤机进行适当的保养，做好润滑工作，防止频繁的升降摇臂，减少零部件的摩擦，延长设备的使用寿命。
3.2 液压系统故障。采煤机的摇臂过高或者过低会造成电牵引采煤机液压系统故障，只要在日常使用过程中加强维护，便能够有效的降低故障的发生率。
3.3 电气系统的故障。采煤机中的电气系统结构较为复杂，电机故障是由于采煤机内部进水或者是热空气遇冷形成水珠导致绝缘能力下降所引起的，同时由于电机负载过大也会造成电机超负荷运转而发生过热的现象。
4 薄煤层机采工作面采煤机设计的关键问题和发展趋势
基于上述对薄煤层机采工作面对采煤机机组的要求、采煤机的设计特点与采煤机常见故障的分析，我们可以认识到对采煤机的设计必须要综合考虑到各方面因素。那么在具体的设计中，应该考虑的关键问题有哪些，今后的发展趋势又是什么呢？
笔者认为，通常应当选择大功率的电动机或者是利用多台电动机来增强总机的装机容量。在实际的开采工作中，采煤机的单机采煤效能与电动机的功率大小有着直接的关系，只有大功率的电动机才能够保证采煤机开采效率的提升。在薄煤层开采工作中，采煤机设计的关键技术在于矮机身与大功率之间的矛盾，因此，如何有效的解决这一矛盾也是当前采煤机设计工作中需要解决的关键问题。
另外，为了提高开采效率，增强采煤机的适应性，采煤机的发展也将由传统的有线牵引转变为无线牵引。对以往的螺旋滚筒结构进行有效的改进，能够极大的提升电动机的性能，同时在加工制造和安装水平等为面的提升，也是促进采煤机开采效率提升的关键问题。随着科学技术的不断发展，采煤机也将向着自动化遥控的方向发展。
结束语
综上所述，对于薄煤层中所使用的采煤机而言，其设计过程就应该综合考虑薄煤层机采工作面的特殊性，对自己的机身高度与厚度进行控制，以适应工作面的作业要求。当然，在未来的发展中，采煤机的设计优化方向并只有这一点，还有很多地方都可以改进，如牵引器、滚筒结构等，只要我们注重引进先进技术和创新，必然能够再进一步提高薄煤层采煤机的设计水平。
参考文献
[1]高志明，张世洪.现代采煤机的设计方法和思考[J].煤矿机电，2008（5）.
[2]郭岱，许森祥，韩保民.薄煤层大倾角采煤机的应用与展望[J].煤矿开采，2009（1）.
[3]李建民，章之燕，刘鹏.薄煤层采煤机的几个关键设计问题[J].煤矿机电，2009（1）.