采掘机械设备的安全运行
第一节 采煤机的安全运行
采煤机械在机械化采煤中的功能是落煤和装煤，它是机械化采煤工作面的关键设备。采煤机械分为采煤机和刨煤机两大类，目前应用最广泛的采煤机械是滚筒式采煤机，郑煤集团公司各矿使用的滚筒式采煤机有MG-200/490、MG-250/600WD、MG-200/475等。 一、滚筒式采煤机的种类及组成
滚筒式采煤机具有截深浅，牵引速度快，消耗功率少、自开缺口、调高方便、功率大、装煤效果好等特点，因此适用于各种硬度、煤厚0.65一4.5m的缓倾斜煤层。滚筒式采煤机的种类也较多，按工作机构来分，可分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机两大类。单滚筒采煤机适用于地质条件此较复杂，不能进行综合机械化开采的一些普采工作面；双滚筒采煤机则适用于地质条件较好的综合机械化采煤工作面。按照采煤机械牵引部的安装位置来分，采煤机又可分为内牵引式采煤机和外牵引式采煤机。内牵引采煤机是牵引部与采煤机的其他几部分组成一个整体。外牵引式采煤机是牵引部放置在工作面端头，多用于薄煤层工作面采煤。按采煤机牵引部的传动形式来分，滚筒采煤机又分为机械牵引、电牵引和液压牵引等三种类型。按采煤机牵引部的调速方式来分。采煤机又可分为液压调速、机械调速、电动机调速三种类型。
总之，滚筒式采煤机的类型较多，结构也比较复杂，但基本组成部分大致相同，主要由截割部、牵引部、电气设备以及辅助装置等四部分组成，如图8-1所示。
图 8－1 双滚筒采煤机
1－电动机； 2－牵引部； 3－牵引线； 4－截割部减速机； 5－摇臂；
6－滚筒； 7－弧形挡煤板； 8－底托架； 9－滑靴； 10－调高油缸； 11－调斜油缸； 12－拖缆装置； 13－电气控制箱 （一）、截割部
采煤机截割部是采煤机的工作机构，它将电动机的动力经过减速器减速后传递给截割滚筒，以进行割煤，并且通过滚筒上的螺旋叶片将截割下来的煤装到工作面输送机上。双滚筒采煤机具有两个结构相同、左右对称的截割部，分别位于采煤机的两端，可同时由一台电机驱动，也可以分别由两台电动机驱动。截割部的结构如下： 1．截齿
截齿是采煤机直接落煤的刀具，对截齿的要求是强度高、耐磨，几何形状合理，固定牢靠。滚筒式采煤机的截齿有扁形截齿和镐型截齿两种。扁形截齿即刀形截齿，它是沿滚筒径向安装在螺旋叶片和端盘的齿座中，故又称径向截齿，可以截割不同硬度和韧性的煤，适应性较好；镐形截齿分为圆锥形截齿和带刃扁截齿。镐形截齿基本上是沿滚筒切向安装的，故又称切向截齿，适用于脆性及裂隙多的煤层。
2．螺旋滚筒
螺旋滚筒是由螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴及筒壳组成。螺旋叶片用来将截落的堆煤推向输送机。端盘紧贴煤壁工作，以切出新的整齐的煤壁。齿座上的孔中安装截齿。叶片上两齿座间布置有内喷雾喷嘴，内喷雾水则由喷雾泵通过供水系统引入滚筒并通向喷嘴。筒壳与滚筒轴连接。采煤机滚筒的旋转方向根据其使用条件不同而异，旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定。
3. 截割部传动装置
截割部传动装置常用齿轮传动，其功用是将电动机的动力传递到滚筒上，以满足滚筒工作的需要。同时，传动装置还应适应滚筒调高的要求，使滚筒保持适当的工作高度。
（二） 牵引部
采煤机牵计部担负着移动采煤机，使工作机构连续落煤或调动机器的任务。它包括牵引机构和传动装置两个部分。对牵引部的要求是：有足够大的牵引力；牵引速度一般为0－10m/min，而且可以无级调速，以适应在不同煤质条件下工作，在电动机转向不变的情况下能正、反向牵引和停止牵引；有自动调速系统和和可靠的保护装置，以及操作方便等。
（三） 电气设备
滚筒采煤机的电气设备主要由隔爆型三相异步电动机、隔离开关、中间箱、集中控制板和电缆组成，这些电气设备为采煤机提供动力源，控制采煤机的起动、停止，对电动机及液压系统的超温、过载、欠压、断相、过流等故障进行保护。
（四） 辅助装置
辅助装置包括底托架、调高调斜装置、喷雾降尘装置、挡煤板、防滑装置、电缆拖移装置及辅助液压系统等。
1、底托架是支撑采煤机整个机体的一个部件，采煤机的电动机、截割部和牵引部在底托架上组成一个整体，并且用螺栓固定在底托架上，通过底托架下的四个滑靴骑在工作面输送机上。
2、滚筒调高是为了适应煤层厚度的变化，在煤层高度范围内上下调整滚筒位置；滚筒调斜是为了使下滚筒能适应底板沿煤层走向的起伏不平，使采煤机机身绕其纵轴摆动。
3、喷雾降尘装置是用安装在滚筒叶片上的内喷嘴，或安装在采煤机机身上的外喷嘴把压力水高度扩散，使其雾化，形成将粉尘源与外界隔离的水幕。雾化水能拦截飞扬的粉尘而使其沉降，并能冲淡瓦斯、冷却截齿、湿润煤层和防止截割产生火花等作用。
4、挡煤板设置在螺旋滚筒后，常用的弧形挡煤板套在摇臂头上，可根据采煤机的不同牵引方向，将其翻转至滚筒的任何一侧，用来提高螺旋滚筒时装煤效果，减少浮煤量和抑制煤尘飞扬。
5、骑在输送机上采煤机，当煤层倾角大于15o时，就有下滑的危险，特别是链牵引采煤机上行工作时，一旦断链，就会造成采煤机下滑的重大事故，因此 《煤矿安全规程》规定：当煤层倾角大于15o时，采煤机必须设有可靠的防滑装置。常用的防滑装置有防滑杆、制动器和液压安全绞车等。
6、电缆拖移装置的作用是在采煤机上、下采煤时，需要收、放水管和电缆，通常把电缆和水管装在电缆夹里，由采煤机拖着一起移动。代替人工盘电缆的繁重体力劳动。
7、采煤机的辅助液压系统主要用于滚筒调高，翻转挡煤板，机身倾斜，升降滚筒，控制防滑装置及制动装置等。 二、采煤机的安装和维护 （一）采煤机的安装 1、安装前准备
地面试机，检查其完好程度和各部件运转是否正常。根据入井要求，在地面将机组拆
开，分类按序装车，运至规定地点。然后将机组从矿车上卸下，按安装顺序堆放在巷道一侧，并将零部件妥善放置，依照作业规程要求在刮板输送机机尾扩帮，并做好顶帮的临时支护。
2、安装程序
?.安装底托架。利用导链配合输送机头方向安装的绞车将底托架各部件分别摆放杂在输送机上对位后，用连接螺栓将底托架连成一体。随后，起吊底托架一端，安装滑靴滚轮。然后再起吊另一端，安装滑靴、齿轮、滚轮，并使之与滑道两侧相对应。
?.安装前截割部。
用导链配合绞车或下落支架前探梁，将前截割部拖吊至底托架前，用道木打一小木垛，待将截割部起吊至木垛上时，再第二次向上起吊。截割部在底托架上移动时，为防止左右下滑，必须打设戗柱支护，待对位后用螺栓将其与底托架连接牢固。
?.安装牵引部和后截割部。用上述（2）的方法将牵引部拖吊在底托架上，并与前截割部对位后用连接螺栓使之与底托架、前截割部固定为一体。随后，再用同样的方法将后截割部对位并紧固可靠。
?.安装前、后滚筒。用钢丝绳或大链从滚筒轴心穿过并连接，挂至导链钩头上，利用导链将滚筒拉到机尾煤帮处，移动导链，将滚筒吊起摆正方向靠在煤帮根，用单体柱顶推滚筒至截割部轴头位置，用钢丝绳拴住滚筒叶片，导链起吊，对准轴头用千斤顶推进，到位后，将两个半圆卡卡在轴头槽内，将木小盖板安上，用螺钉紧固。滚筒安装好后，按操作规程安装好截齿。
(5).安装附件。待各大件固定牢固后，再分别安装拉杆。穿好牵引链护板。安装冷却喷雾系统。最后在机头机尾架上固定好拉紧装置，并与牵引链相连。
3、试运转 敷设好电缆，接通水管及电源，同时在采煤机各注油部位，按规定注加适量的各类油脂，发出开机信号、空载运转，检查各部位运装是否正常，机组闭锁刮板输送机按钮是否灵敏可靠。
4、机组安装时安全注意事项
? 电气设备必须完好，保护装置齐全，信号准确，否则不得入井。 ? 在井下下方设备时，在设备靠近煤帮侧，严禁站立人员。
? 利用绞车拖放设备入位或合口时，人员必须躲开钢丝绳。钢丝绳与被拖设备必须连接可靠，不得使用开口钩，绞车受力后采取点动牵引。
? 人工安装滚轮、滑靴时，底托架必须上吊下支，以防伤人。 ? 安装截割部时作业人员必须找好退路，防止设备碰撞伤人。 ? 落支架前梁时，防止顶板落矸伤人，操作支架应由专人负责。
? 防止起吊过程中碰、撞、贴帮而造成片帮事故。起吊时人员不得在被吊物可能摆动侧停留。
? 安装附件时，防护装置必须齐全可靠、防止机组下滑伤人。 ? 接通电源，严格执行停送电有关制度。
? 运转前，通知所有人员离开牵引链、滚筒周围。 （二）采煤机的锥护 1、采煤机的维护构容 (1) 检修牵引部。①沿工作面全长对牵引链进行一次整体检查，若圆环链伸长变形超过设计长度数2%，链环直径磨损大于2－3mm时，则应更换。②检查牵引链与牵引链轮传动是否灵活，若主链轮、导链轮论齿磨损严重，节距变化与牵引链啮合不正常，发生咬链，要更换主链轮和导链轮。③检查液压油的油位和油质，及时补油和更换。④牵引部发热异常时，要检查油泵、马达、主油管路与接头，有漏油的应及时处理，若冷却系统失灵，应排除冷却系
统故障。齿轮传动系统中齿轮啮合不正常或轴承严重磨损，应更换或修复。⑤无链牵引采煤机的牵引链轮与齿条 (轨]的啮合应保证灵活可靠；链牵引则检查牵引链张紧装置，保证齐全可靠，弹簧完整，紧链液压缸完整，不漏油。⑥牵引部发生故障必须开盖检修时，必须清理干净采煤机机壳上的煤尘和工作地点障碍物。⑦进行主泵调零和安全阀的调整。
? 检修截割部。①齿轮传动系统无异响，油位适当，油质合格，轴头不漏油。②摇臂调高泵不缺油、不漏油，摇臂千斤顶无损伤，不漏油，摇臂升降灵活，不自动下降。③ 离合器动作灵活可靠。④截割滚筒应无裂纹或开焊，内外装置齐全，完好，挡煤板无严重变形，翻转装置动作灵活，齿座损坏及短缺数量不超过2个，截齿缺少或无合金的数量不超过10%。
? 检修电气设备。①测试电动机的绝缘性能，检查防爆性能及电机冷却系统，倾听电动机的运转声音。②检查电控箱中电气按钮和保护装置等。 (4) 检查底托架和电缆拖移装置。紧固底托架与各部件连接螺栓及各部件间的连接螺栓，保证各连接螺栓紧固。检查电缆和水管夹板是否齐全、连接牢固。
? 检修后采煤机的整机试验。按规定发出开机信号，操纵各操作手把及控制按钮。动作都应灵活可靠，仪表显示准确，整机运行正常。
2.维护中的安全注意事项
? 必须使用有合格证并检验合格的牵引链和接链环，防止断链伤人。 ? 开盖检测时，必须检查顶板及四周环境。以确保安全。
? 补装或更换截齿时，如果滚筒上、下3m范围内有人作业，必须采取护帮护顶措施；必须打开隔离开关切断电源，打开离合器，闭锁工作面刮板输送机，并且滚筒前后3个支架之内不得升降支架。
? 在检修过程中，应做好采煤机的防滑工作，时刻注意周围环境变化，确保安全工作。 ? 工作人员不得随意进入煤壁侧，严禁进入刮板输送机禁区进行检查。 ? 整机试验时，机组滚筒前后15m范围内不得有人。 ? 一定要注意电缆破口，接头处漏电。
? 对所有涉及人身安全问题。如支顶不严、顶板不好片帮、溜煤等，必须采取有效措施。
3、采煤机的完好标准
? 机体。机壳、盖板无裂纹，固定牢固，接合面严密，不漏油；操作手把、接钮。旋钮完整、动作灵或可靠，位置正确；仪表齐全，灵敏准确；水管接头牢固，截止阀灵活，过滤器不堵塞，水路畅通、不漏水。
? 牵引部。牵引部运转无异响，调速均匀准确；牵引链伸长量不大于设计长度的3％；牵引链轮与牵引链传动灵活，无咬链现象；无链牵引链轮与齿条或轮轨的啮合可靠；牵引链张紧装置齐全可靠，弹簧完整；紧链液压装置完整，不漏油；转脸、导链装置齐全，后者磨损不大于10mm；液压油质量符合有关要求。
? 截割部。齿轮传动无异响、油位适当，在倾斜工作位置，齿轮能带油，轴头不漏油；离合器动作灵活可靠；摇臂升降灵活，不自动下降；摇臂千斤顶无损伤、不漏油。
? 截割滚筒。滚筒无裂纹和开焊；喷雾装置齐全；水路畅通，喷嘴不堵塞，水成雾状喷出；螺旋叶片磨损量不超过无内喷雾的螺纹。无内喷雾的，其磨损量不超过原厚的1/3；截齿缺少或截齿无合金的数量不超过10％，齿座损坏或短缺的数量不超过2个；挡煤板无严重变形，翻装装置动作灵活。
? 电气部分。电动机冷却水路畅通，不漏水。电动机外壳温度不超过80℃；电缆夹齐全牢固，不出槽，电缆不受拉力。
? 安全保护装置。采煤机原有的安全保护装置齐全可靠，整定合格；采煤机在倾斜15o以上工作面使用，应有可靠的防滑装置。
? 底托架、破碎机。底托架无严重变形，螺栓齐全紧固，与牵引部及截割部接触平稳，挡铁严密；滑靴磨损均匀，磨损量不大于10mm；支撑架固定牢靠，滚轮转动灵活；破碎机动作灵活可靠，无严重变形、磨损，不缺破碎齿。
? 喷雾系统。为改善工作坏境，降抵尘肺病的发病率，要加强喷雾降尘，所以，每天应对采煤机喷雾系统进行检查。
三、采煤机的安全使用要求和常见故障处理
（一）《煤矿安全规程》对使用滚筒采煤机的规定
? 采煤机上必须装有能停止采煤机、工作面刮板输送机运行的闭锁装置。采煤机因故暂停时，必须打开隔离开关和离合器。采煤机停止工作或检修时，必须切断电源，并打开磁力起动器的隔离开关。起动采煤机前，必须线巡视采煤机四周，确认对人员无危险后，方可接通电源。
? 工作面遇有坚硬夹矸或黄铁矿结核时，应采取松动爆破措施处理，严禁用采煤机强行截割。
? 工作面倾角15o以上时，必须有可靠的防滑装置。
? 采煤机必须安装内、外喷雾装置。割煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不得小于2Mpa，外喷雾压力不得小于1.5 Mpa，，喷雾流量应与机型相匹配。如果内喷雾不能正常喷雾，外喷雾压力不得小于4 Mpa.污水或喷雾装置损坏时必须停机。
? 采用动力载波控制的采煤机，当两台采煤机由一台变压器供电时，应分别使用不同的载波频率，并保证所有的动力载波不相互干扰。
? 采煤机上的控制按钮，必须设置在靠采空区一侧，并加防护罩。
? 使用链牵引采煤机时，在开机和改变牵引方向前，必须发出信号，只有在收到返回信号后，才能开机或改变牵引方向，防止牵引链跳动断链伤人。必须经常检查牵引链及其两端的固定连接件，发现问题，及时处理。采煤机运行时，所有人员必须避开牵引链。
? 更换截齿和滚筒上下3m以内有人工作时，必须护帮护顶，切断电源，打开采煤机隔离开关和离合器，并对工作面输送机实行闭锁。
? 采煤机使用刮板输送机作轨道时，必须经常检查刮板输送机的溜槽连接、挡煤板导向管的连接，防止采煤机牵引链因过载而断链；采煤机为无链牵引时，齿（销、链）轨的安设必须紧固、完整，并经常检查。必须按作业规程和设备技术性能要求操作、推进刮板输送机。 （二）滚筒式采煤机在使用中常见事故分析 1.采煤机滚筒伤人事故分析
? 事故原因。① 违反有关规定，而违章作业，表现在司机未瞭望、未发出预警信号就直接操作。② 注意力不集中而误操作，非司机操作。③ 停机或检修时，采煤机未停电或未打开离合器，若滚筒附近有人，违章起动即会伤人。④ 工作过程中不慎触及采煤机滚筒。 ? 预防措施。①加强工作面的技术管理，教育司机和其他人员严格遵守有关规定；熟悉采煤机的结构原理，采煤机长期使用后，“离”、“合”字迹不清楚，应加倍注意。② 更换或检查截齿需要转动滚筒时，不得开电动机转动，必须在断开隔离开关，打开离合器的状态下用手扳动。③ 如果司机离机或停机时间较长时，必须将滚筒落到底板上，并切断隔离开关。④ 在滚筒附近3m以内的作业人员必须注意煤帮和顶板情况，防止煤片帮或顶板落矸等情况，而被拥向滚筒。⑤ 随时注意滚筒的工作状态，并严防滚筒甩出矸石而伤人。 2、有链牵引采煤机牵引链伤人事故分析
? 事故原因。①采煤机牵引链松动时在底板上，拉紧过程中就弹跳起来，一旦接触到人员便发生伤亡事故，主要原因是工作面不直。②在工作过程中，牵引链被某处卡住，随着牵引力的增大，链子从被卡住处突然脱开，跳动十分猛烈，使在其附近工作的人员受到伤害。③工作面爆破时震动牵引链，使其产生弹性跳动而伤人。④由于溜槽插销损坏未及时更换，