【摘要】MG110/130—TPD型采煤机是达竹煤电（集团）公司与辽源煤矿机械有限公司共同合作研发的一种极薄煤层交流电牵引爬底式采煤机，于2009年8月在我矿投入应用，该机组主要由截割部、牵引部、装煤部、内外喷雾装置和电控等部分组成，具有机身低、功率大、电牵引、变频遥控、内外喷雾等特点，可与刮板输送机、单体液压支柱或液压支架组成高档普采和综合机械化采煤工作面。特别适应于采高在0.5～0.8m厚，倾角在0～420的极薄煤层的机械化开采，具有较广泛的经济效益和安全效益。
【关键词】极薄煤层；电牵引；爬底；采煤机；应用
【中图分类号】F416.42 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0274-02
前言
达竹煤电集团公司小河嘴煤矿，属极薄煤层，一直采用爆破落煤，全部陷落法管理顶板，走向长壁后退式开采，刮板运输机运输，单体液压支柱支护。煤质较好，属低硫、特低磷的1/3焦煤，多年来一直尝试采煤机械化，推广过多种机型，适应较差，2006年立足薄煤层机组的推广，首选永荣煤机厂生产的MGl00-TP单滚筒爬底式采煤机，比较成功，起到了一定的效果。
但是MGl00-TP单滚筒爬底式采煤机在使用过程中，却存在该机型设计功率偏小，随着工作面煤质硬度增大、煤层倾角增大时，割煤机运行非常困难，故障频发；滚筒装煤效果较差；无安全制动装置，对安全造成威胁；必须机道内跟机操作，给割煤司机造成安全威胁等无法解决的问题。
达竹公司厚度在0.5～0.8m煤层，倾角在0～45°的采煤工作面却比较多，所以急需开发一种替代机组以改变目前困窘，因此达竹公司与辽源煤矿机械制造有限公司共同开发研制新机型一MGl 10/130-TPD型电牵引爬底式采煤机，并在小河嘴煤矿应用。
1.MGll0/130-TPD型采煤机概述
1.1主要用途及适用范围
MGll0/130-TPD型极薄煤层交流电牵引采煤机。工作时，可与通用的SGB-620/40T型刮板输送机、单体液压支柱或金属磨擦支柱金属顶梁组成普采工作面，在长壁回采工作面中实现落煤和装煤。
本机适用于煤层倾角35。以下，煤层厚度0.52～0.8m，工作面长度120m左右的倾斜长壁式回采工作面，要求煤质硬度f≤3，顶板中等稳定，底板起伏不易过大，煤层不含坚硬的夹杂物。
全部电气设备为矿用隔爆型，允许在周围空气中有甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量的矿井中使用。
1.2 主要特点
1.2.1 采用多电机驱动，截割电机横向布置在截割部上，摇臂与截割部通过摇臂壳体的外伸部分与主机体铰接，通过更换楔块调节采高范围，取消了螺旋伞齿轮等复杂结构。
1.2.2 单摇臂双电机驱动，截割功率大，解决薄煤层采煤机功率小的缺点。
1.2.3 整体机壳结构，切割反力与牵引反力均由主机体承受，可靠性高。
1.2.4 整体机壳有底托架结构，底托架薄，简单可靠，拆装方便。
1.2.5 采用交流变频调速技术，实现牵引速度无级调速，电牵引效率高，牵引力大并有反逆转超速功能。
1.2.6 主机体均为对称设计，更换左右工作面时只需将主机体、运输部等相关件翻转（旋转）180°，拆装方便，提高薄煤层采煤机的适应性。
1.2.7 主电机，牵引电机均可横向抽出，维修方便。
1.2.8 各种操纵开关，控制按钮，显示装置均设在机体端头侧，按钮站及离合手柄设在老塘侧，操作安全方便。
1.2.9 机器跟机控制和离机遥控控制，操纵方便。
1.2.10 机器实际工况有屏幕显示，能充分发挥机器的效率。
1.2.11 电气系统设有过热、过流保护装置。
2.机械部分
2.1 结构特征与功能
采煤机的整体结构由主机体、装煤部、底托架和冷却喷雾系统组成。其中牵引部、截割部、运输传动装置、电控箱、摇臂等均集成安装在整体机壳上。
2.2 牵引部
采煤机牵引部是实现采煤机在牵引链上行走。该部主要由电机，牵引三行星减速器、导链轮轴组和液压制动系统组成。
最大牵引速度：v=5.84m/min
2.3 截割部
截割部是实现电机到滚筒之间的减速机构，截割部上设有扭矩离合器机构，为防止过载而损坏电机，具有离合功能。
该截割部的主要特点是：由于整体配套的需要，电机的外径和长度都不能过大，又要保证截割功率在100～150kW之间，用单一电机尺寸下不来，因而研制和开发了2×55kW电机，用两台小尺寸电机代替一台大尺寸电机。
2.4 运输传动装置
运输传动装置由传动轴及一对圆弧锥齿轮及其它相关零件组成，另备一对齿数不同的圆弧锥齿轮，可以改变转数。
2.5 电控箱
电气控制箱与主机壳体组焊成整体结构，减少对接面，提高整机的刚度。
2.6 冷却喷雾系统
冷却喷雾系统是采煤机内喷雾、外喷雾及各电气元件冷却水路、胶管、水分配阀组件和水阀的总合。采煤机工作时，将产生大量的煤尘，同时各主要部件如电机、摇臂产生很大的热量，必须进行降尘和冷却，以保证正常工作，设置了冷却喷雾系统，同时提高喷雾防尘效果。
3.电气控制系统
KXJ24-130/1 140（660）C型矿用隔爆兼本质安全型电控箱本电气控制系统是专为MGll0/130-TPD型电牵引采煤机配套而研制的。
它采用了先进的PWM变频调速技术、PLC控制技术与工业计算机控制显示技术相结合，使采煤机的控制操作更加方便可靠，具有调速范围广，牵引能力大，防滑能力强，适应工作面倾角大等优点。整台采煤机的机械动力由两台55kW，1140（660）v截煤电机，一台18.5kW、1140（660）v牵引电机组成。 4.现场应用
小河嘴煤矿于2009年8月9日在4026（22）工作面安装使用。采高0.75m，需切割部分顶板，走向长度：550m，倾斜长度：112m。应用初期，由于对割煤机性能不够熟悉，割煤机出煤效果较差，现场无法使用，达竹公司相关技术人员同辽源煤矿机械制造有限公司现场技术人员组织专业会议进行研究，最后确定是防尘水使用过多（内外喷雾均使用）导致滚筒无法出煤，后现场降低防尘水出水量，出煤效果有所改善。
试验期间，技术人员跟班发现，割煤机虽然整体运行效果良好，但也有部分问题待解决：（1）割煤机出煤效果虽好，但运输部运输能力欠缺，大量的浮煤涌出运输部，造成工作面浮煤增多；（2）运行中机组底板两端头平直，出现啃底现象，增大了负荷；（3）牵引链出现伤痕，易断链；（4）链轮采用全封闭保护装置，虽起了较好的防护性能，但又增加了现场处理牵引链故障的难度；（5）内喷雾密封出现漏水进入减速箱，造成润滑油变质。
针对以上问题，达竹公司与辽源煤矿机械制造有限公司技术人员反复分析研究，采取了如下对策措施：（1）重新设计更换运输部，增加运输部宽度，解决割煤机运输能力不够，优化运煤抛物线轨迹，提高运输速度，彻底改善机组运输效果；（2）改制船形底板，防止啃底现象；（3）导链筒材质硬度降低解决牵引链出现伤痕；（4）重新设计改制内喷雾密封装置，防止内喷雾渗水串入减速箱。
经双方协作，将以上措施进行落实，现场投入后，效果明显，达到了割煤机各种技术指标。
5.应用效果
应用表明，该机组性能均稳定，具有以下特点：
5.1 牵引部控制系统稳定性好，调速范围大（O～5.84m/s）。可根据工作面具体情况进行速度控制。
5.2 采用遥控控制牵引和主停，割煤机司机可离机进行操作，在端头按钮站可完成牵引方向的自由转换、加减速操作及牵停、主停及绞起绞停；
5.3 屏幕显示开机予警、瓦斯超标停机。界面实时显示机器工况；设有故障巡检程序，便于设备故障分析、维护；
5.4 割煤机出煤效果好，可适应不同倾角工作面，浮煤较少。
5.5 内外防尘喷雾，喷雾效果好，同时对截齿具有降温作用，降低截齿磨损。
5.6 液压紧急制动可靠，在停电等特殊情况下可紧急制动牵引链轮，有效防止采煤机下滑。
5.7 机组可左右向工作面互换，节约机组成本。
5.8 爬坡能力强，最大运行倾角达到45度。
6.经济效益
该矿每天按二班作业，每班2～3个循环进行组织，日平均产量达390吨，月产可达1.0～1.2万吨。
7.安全效益
该机组成功地解决了原液压牵引采煤机控制方式操作人员的安全操作，同时采用了紧急抱闸制动装置，防止割煤机在故障状态下下滑伤人，确保了采煤工作面安全生产。
8.结语
MG110/130-TPD型极薄煤层电牵引爬底式采煤机具有机身低、功率大、电牵引、变频遥控、内外喷雾、截割能力大，倾角适应能力强，保护功能齐全，等特点，可与刮板输送机、单体液压支柱或液压支架组成高档普采和综合机械化采煤工作面，有效的解决了大倾角极薄煤层机械化开采难题。
存在问题：1、大倾角普采工作面在割煤过程中容易窜矸，威胁机道内操作人员安全，无法平行作业，生产效率不高；2、机组采用链牵引，相对于刮板运输机是自由体，运行轨迹不规则，有断链下滑的可能性。