煤机（煤矿机械设备）

1煤机是什么
2煤机产业链

3煤机设备构成
4煤机——三机一架

5三机一架的工作原理

煤机是什么

煤机，即煤矿机械设备，是指用于煤矿的采掘、支护、运输、洗选等生产过程的矿山机械。与普通矿山机械相比煤矿机械通常具有防爆特性，尤其是井工矿用煤机。狭义上的煤机主要包括“三机一架”，煤机即煤炭开采设备即掘进机、采煤机、刮板输送机和液压支架。广义上的煤机，按照煤矿开采的顺序，主要分为勘探设备综合采掘设备、提升设备、洗选设备、煤炭安全设备、露天矿设备和其他设备等。

煤机产业链

煤机的上游包括钢材、电机、轴承、电子元件、液压件等原材料及零部件，下游为煤炭企业。

煤机设备的上游主要包括原材料和零部件。以液压支架为例，根据《液压支架制造成本影响因素分析及优化》，液压支架成本主要由板材、销轴、立柱、油缸、焊丝、密封、加工费及随机配件等构成。其中结构件钢板占比最高约占支架整体价格的43%，立柱约占价格构成的17%，其次为油缸、销轴直属件、液压系统等。煤机设备的下游为煤炭企业，其开工、扩产情况，及盈利能力将直接影响煤机的需求。

煤机设备构成

按工作方式，煤炭机械可以分为露天矿设备、井工矿设备、安全设备、电气设备。其中露天矿开采难度相对较低，因此设备通用性较高。露天矿开采设备主要包括重型汽车、自卸车、铲运机、挖掘机等。井工矿由于开采难度较大，对设备的要求也较高。按照煤矿开采顺序，井工矿开采涉及的煤机可以分为勘探设备、综掘设备、综采设备、辅助设备、洗选设备。除此之外，露天矿和井工矿均需要使用安全设备、电气设备等。

煤机——三机一架

狭义的煤机装备主要指煤炭综合采掘设备，其核心设备主要包括掘进机、采煤机、刮板输送机、液压支架，简称“三机一架”。

(1)掘进机

掘进机，是用于平直地面开凿巷道的机器，掘进机的类型很多，目前我国主流掘进机为悬臂式掘进机，最主要的掘进方式是悬臂式掘进机与单休锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进。悬臂式掘进机是截割头装在悬臂上的部分断面掘进机，可以同时实现剥离煤岩、装载运出、机器本身的行走调动以及喷雾除尘等功能。按重量级分，悬臂式掘进机可以分为重型掘进机、中型掘进机和轻型掘进机。按切割煤岩的方式不同，可以分为纵轴式掘进机和横轴式掘进机。

掘进机主要切割、装运、行走机构、液压系统、电气系统、喷雾除尘系统等组成。1)切割机构，又称为工作机构，直接在工作面破碎煤岩，目前应用普遍是悬臂式工作机构；2)装运机构，由耙爪，刮板输送机组成；3)行走机构，目前掘进机采用的多为履带行走；4 )液压系统.由油泵，油马达，油缸，控制阀组成；4)电气系统，是掘进机的动力源，并驱动，控制各电动机的运行，同时提供各种电气保护；5)喷雾除尘系统的作用是采用内外喷雾来降尘和冷却。

(2)采煤机

采煤机是以旋转工作机构破煤，并将煤装入输送机或其他运输设备的机械设备，使用采煤机完成机械掏槽作业，改变了采煤工作面采用手工掏槽作业的落后工艺，与炮采工艺相比，改善了采煤工人的劳动安全生产条件，确保采煤工作面正规循环作业，增加块煤率。

采煤机分类很多，根据工作机构的工作原理和结构形式分类可分为截框式、滚筒式、立滚筒和钻削式四种。目前，狭义的采煤机仅指使用最广、数量最多的滚筒采煤机。按适用的煤层厚度分类可分为极薄、薄、中厚和厚煤层采煤机四种。按适用的煤层倾角可分为缓斜、中斜和急斜采煤机三种。

从内部结构看，采煤机一般由截割部、装载部、行走部(牵引部)、电动机、操作控制系统和辅助装置等部分组成。1)截割部的作用是实现截割、破碎，其上装有截齿，可将煤破落下来；2)装载部的作用是将破落下来的煤矿装入工作面输送机的部分；3)行走部又称牵引部，现代采煤机基本采用无链牵引，驱动装置包括调速系统和机械传动装置。4)操控系统用于控制电源和工况状态，按工作原理可以分为机械控制、液压控制、电气控制三种。

(3)刮板输送机

刮板输送机是用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送设备。刮板输送机不仅用于运送煤和物料，而且是采煤机的运行轨道，刮板输送机保持连续运转是煤炭生产正常进行的必要条件。

刮板输送机种类多元。按刮板输送机溜槽的布置方式和结构，可分为并列式及重叠式两种。按链条数目及布置方式，可分为单链，双边链，双中心链和三链四种。但基本结构都是由机头部、机身、机尾、辅助设备四部构成。牵引构件是刮板链，溜槽是承载装置，一般刮板链在溜槽的底部。其工作原理是，将敞开的溜槽，作为煤炭、矸石或物料等的承受件，将刮板固定在链条上(组成刮板链)，作为牵引构件。当机头传动部启动后，带动机头轴上的链轮旋转，使刮板链循环运行带动物料沿着溜槽移动，直至到机头部卸载。刮板链绕过链轮作无级闭合循环运行，完成物料的输送。

(4)液压支架

液压支架是采煤工作面用来支撑顶板、控制矿山压力的结构物，是综采工作面使用的主要设备之一，它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化。高端普采工作面支护顶板主要使用液压支柱，因此液压支架也是综采工作面和高端普采工作面主要的差别。

其作用是实现升架(支撑顶板)降架(脱离顶板)移架、推动刮板输送机前移，以及顶板管理等一整套工序，能够可靠地支撑顶板，有效隔离采空区，防止矸石进入工作面，保证正常作业空间。

液压支架种类多元。按其对顶板的支护方式和结构特点不同，分支撑式、掩护式和支撑掩护式三种，目前应用较多的是掩护式和支撑掩护式两种。按开采煤层的厚度、倾角等特点和开采工艺的要求不同，液压支架可分为薄煤层液压支架、中厚煤层液压支架、大采高液压支架、放顶煤液压支架、铺网式液压支架、大倾角液压支架等。按液压支架在综采工作面的位置和作用不同，可分为中间支架、过渡支架和端头支架等。按制造和检测标准不同，可分为高端产品和中低端产品。

三机一架的工作原理

“三机一架”在矿井中的工作原理为︰掘进机与运输设备、支护设备等配套完成各种巷道的掘进﹔巷道完成后，各种采煤设备及材料等通过巷道运输到采煤工作面，采煤工作面由液压支架支护，使矿工在较为安全的环境下工作。刮板输送机依靠液压支架支承和推移，采煤机搭载在刮板输送机上并以其为轨道移动采煤。当采煤机从煤层切割出煤炭后，刮板输送机将煤炭从工作面运送至转载机，破碎机，继而转运至带式输送机，并最终将煤炭提运至矿井地面。当采煤机沿着工作面完成一次采煤后，整套综采机械设备在液压支架推移下向前移动，沿着工作面进行下一次开采。通过掘进机、液压支架、刮板输送机和采煤机配合使用，可实现工作面巷道掘进、截煤、装煤、运煤、支护的全部机械化作业，具有较高的营运效率和安全性。