第一部分採煤機械的選型
1.採煤機械的選型原則
煤層賦存條件、地質構造、綜採工作面裝置配套尺寸及配套能力是確定採煤機械選型的主要因素。為了充分發揮採煤機械的效能，還要有相應的配套管理、維修和配套的採區生產環節。
在採煤機械選型中，應對煤層厚度、煤層傾角、煤層硬度、頂底板岩性、地質構造，以及採煤方法和工藝要求、技術經濟效果、配套裝置要求等因素進行綜合分析，然後再確定選型原則。
（1）根據煤層厚度及採高要求選型
根據煤層厚度及採高選擇採煤機械參考表
選型時，應考慮的其他要素：
（2）按煤層傾角大小選擇採煤機械
煤層傾角的大小是採煤機牽引方式選擇的乙個重要因素。傾角越大，牽引力也越大，防滑問題也突出。因為鏈牽引採煤機的最大牽引力是按採煤機在煤層傾角條件下設計的；而無鏈牽引的採煤機，其最大牽引力按設計。
無鏈牽引採煤機配有制動器時可用以傾斜、急傾斜煤層。根據煤層傾角可選用的採煤機械型別見下表：
原則上鏈牽引採煤機只能在15°傾角的條件下使用，當傾角》15°時必需設定防滑安全裝置，但也只能在傾角25°時使用。
無鏈牽引採煤機因牽引力大，可用在傾角的條件下。但應指出：一般無鏈液壓牽引採煤機，只能用在傾角的條件下，只有在牽引力大並設定有可靠的制動防滑裝置的情況下，才允許在傾角35°-55°條件下使用。
無鏈電牽引採煤機則分為幾種情況：變壓變頻的交流電牽引採煤機，因下行時靠摩擦耗能制動，目前還只能在傾角時使用；他激勵磁直流電牽引採煤機，因可實現四象限執行，採煤機下行時電機可實現再生發電制動，所以可以用在傾角為45°-55°的條件下；而串激直流電牽引採煤機，因不能實現四象限執行，只能在傾角條件下工作。
從安全角度，除極薄煤層外，在小傾角工作面也應選用無鏈牽引方式，無鏈牽引是發展方向。
（3） 按煤質（包括夾矸）硬度選擇採煤機械
煤（或夾矸）的硬度是選擇採煤機械電動機功率的直接因素，對採煤機械的正常使用有直接影響。
煤巖的硬度通常用三種指標來衡量，即：（1）煤（巖）的堅固性係數(又稱堅硬度或普氏係數），它是衡量煤（巖）被碎難易程度的指標；（2）煤巖的單向抗壓強度，它是煤抵抗單向壓碎的能力；（3）煤的截割阻抗,它是用標準刀具截割一單位厚度煤時刀具上的截割阻力值。根據煤質硬度選擇採煤機械的情況見表4-9-4。
（4）按採煤工作面的生產能力要求選型
採煤機的生產能力應大於工作面的設計生產能力。採煤機的生產能力主要受採煤機牽引速度，以及移架速度、煤的輸送能力和其他諸多因索的影響。液壓牽引的採煤機，由於受到主幫浦壓力、排量的限制，進一步提髙牽引速度和牽引力有一定困難，因此，只能滿足般生產能力的要求。
對於日產萬噸煤的高產、高效工作面，要求採煤機的實際牽引速度達到10-12m/min，其設計牽引速度約為15m/min左右，這時可供選擇的只有大功率（總功率達6001000kw）的無鏈電牽引採煤機。根據煤硬度選擇採煤機械表如下：
（5）按工作面採煤工藝要求選型
對薄及中厚煤層的單一長壁採煤工藝，一般可選用通用型滾筒採煤機；急傾斜特厚煤層水平分層的短壁工作面及放頂煤工作面，可以選用短機身採煤機。
2.採煤機械的主引數及其確定
採煤機的主引數包括：生產能力.滾筒直徑和截深、機面高度、採高、調高範圍、臥底量、牽引速度、牽引力、截割速度、裝機功率等。
（1）採煤機的生產能力
採煤機的生產能力分為理論生產能力和實際生產能力，即採煤機每小時的產煤量。
1) 理論生產能力（最大生產能力）
理論生產能力等於
1)式中:h―採髙，m；
b-有效截深，m；
-定條件下最大可能的牽引速度（牽引速度受採煤機電動機裝機功率的制約〉；
-煤實體密度，一般取
2) 實際生產能力
2)式中：k—採煤機的總時間利用係數，按下式計算：
3)-採煤機的有效開機時間,min；
-割一刀煤消耗的輔助時間，min ；
- 割一刀煤所需的消除故障時間，min；
-因技術和勞動組織原因引起的採煤機停機時間，min；
可見，採煤機的實際生產能力取決於技術和勞動組織因素。在機器選型時要參照以上公式結合實際情況分析後確定。
（2）滾筒度b
從上式知，有效截深影響採煤機生產能力，因此合理選擇滾筒寬度很重要。
目前綜採多數截深採用0.6m因此所選滾筒寬度b=630mm。薄煤層及大功率採煤機也可根據實際情況增大到800-1000mm。當頂板條件較差時，也可減小到b=500mm。
目前國際上大功率採煤有加大滾筒寬度到1000mm趨勢，以提髙生產能力。
（3）滾筒直徑d
滾筒直徑應根據工作面煤層厚度及其採高來選擇。對於薄煤層雙滾筒採煤機或一次採全髙的單滾筒採煤機，滾筒直徑按下式選取：
4)式中 hmin-最小層厚，m。
-考慮到割煤後頂板的下沉量，以防止採煤機返回裝煤時滾筒截割頂樑。中厚煤層用的單滾筒採煤機，其滾筒直徑為
5) 式中最大煤層厚度，m。
雙滾筒採煤機的滾筒直徑經驗資料應是最大採髙的3/5，當採高在2.2m 以下時比例增大，或者根據兩個滾筒的裝煤量相等的原則來選取。
設滾筒直徑d與採髙h之比為a，螺旋滾筒的裝煤效率為，則上滾筒截割煤的厚度為,下滾筒截割煤的厚度為,下滾筒除了要裝所割下的厚度為h-d的煤外，還要負擔上滾筒留下的當量厚度為的煤。因此，根據兩個滾筒裝煤量相等，有：
式中螺旋滾筒裝煤效率。對小直徑滾筒0.6～0.7；對大直徑滾筒，0.7～0.8。
將代人上式，得相應的a值為：對小直徑滾筒，a=0.59～0.63;對大直徑滾筒，a=0.56～0.59。因此，滾筒直徑為:
在沒有弧形擋煤板的條件下，為了提離裝煤率，小直徑滾筒的a值取大值。滾筒直徑系列尺寸可參閱本篇第一章第一節。
（4）機面高度、臥底量、採高及調高範圍
根據採高範圍，配置不同的底托架及輸送機，選用不同的機面高度。採高與採煤機尺寸關係如圖1所示。採煤機機面高度選定後，可按下列公式確定採煤機暈大、最小採高及臥底量。
圖 1 採高採煤機尺寸關係
最大採高8）
最小採高9）
最大臥底量10）
最小臥底量11）
式中：a——機面高度；
h——電動機高度；
l——搖臂長度；
、—搖臂向上最大傾角、最小傾角；
、—搖臂向下最大傾角、最小傾角；
薄煤層機面髙度，根據採髙、頂樑厚度，還要考慮過機斷面餘量，一般不小於200mm。調高範圍是指最大採高，至最小採高之間的髙度範圍。工作面的煤層變化應位於採煤機採高變化範圍之內。
臥底量隨所用滾簡直徑大小及搖臂向下傾角而定，一般應視其為150-300mm.。
底托架髙度尺寸必須考慮過煤空間尺寸（中部槽中板至底托架底邊〉，以防煤流堵塞。
一般中厚煤層的過煤空間不小於300mm，薄煤層不小於200mm
（5）牽引速度
選擇牽引速度時，應考慮電動機功率，工作面要求生產能力、輸送機運輸能力及頂板條件。一般暈大牽引速度為6-100m/min。髙產、高效工作面的採煤機，最大牽引速度達12-15m/min.
（6）滾筒轉速與轉向
1)轉速
滾簡轉速的大小直接影響刀具的切屑厚度與粉塵的生成，而且還會影響裝煤能力。因此，選擇合適的轉速，可以獲得最佳的切屑厚度，減少單位截割能耗，降低粉塵生成和提髙裝煤率。滾筒採煤機的切屑厚度推薦值見表5，推薦的滾筒採煤機截割引數見表6。
表5表6
一般滾筒的轉速不宜太髙，截齒的截割速度以34m/s左右為好。對薄煤層小直徑滾筒轉速可以提高至60-100r/min左右，以提高裝煤效率。
2)轉向
(1)單滾筒採煤機:上行時順轉,行時逆轉；在左工作面時用右旋滾筒、順時針轉，在右工作面時用左旋滾筒、逆時針轉。單滾筒採煤機的滾筒轉向如圖2所示，其中圖a、c兩種情況裝煤和採煤機穩定都較好。
(2)雙滾筒採煤機：雙滾筒採煤機的轉向見表7
圖2 單滾筒採煤機的轉向
表7 雙滾筒採煤機的轉向
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