本書比較全面、系統(tǒng)地介紹了煤礦井下采掘機械與支護設備的結構組成、工作原理、性能參數(shù)、選型原則、配套關系和設計方法。全書共分三篇，第一篇采煤機械，第二篇采煤工作面支護設備，第三篇掘進機械。本書注重課程體系和專業(yè)特點，取材方面力圖反映國內外采掘機械與支護設備的新成果、新技術和發(fā)展趨勢，注重理論與實踐相結合、基礎知識與實用技術相結合。本書為高等學校機械工程、機械設計制造及其自動化、采礦工程等專業(yè)采掘機械與支護設備課程的教學用書，也可供從事采掘機械與支護設備設計、制造、使用與維護的工程技術人員參考。

本書2011年入選“高等教育(礦業(yè))‘十二五’規(guī)劃教材”,并根據其建設要求編寫而成。

我國是世界上最大的煤炭生產和消費國。煤炭在我國一次能源生產和消費結構中一直占三分之二左右,是支撐我國經濟社會發(fā)展最穩(wěn)定的能源。我國的資源賦存特點決定了在未來較長時期內,煤炭仍將是我國的主要能源。改革開放30多年來,特別是近10多年來,我國煤炭工業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展。煤炭市場化改革取得重大進展,結構調整步伐加快,自主創(chuàng)新能力增強,煤炭產量大幅增長,礦區(qū)環(huán)境恢復與治理機制基本建立,煤礦安全生產形勢穩(wěn)定好轉,為保障國家能源安全穩(wěn)定供應和國民經濟發(fā)展做出了巨大貢獻。

“十二五”規(guī)劃指出:“要發(fā)展先進裝備制造業(yè),促進制造業(yè)由大變強。完善依托國家重點工程發(fā)展重大技術裝備政策。”振興采掘裝備業(yè)是振興我國裝備制造業(yè)的重要任務之一。我國采掘裝備行業(yè)緊緊圍繞中國煤炭工業(yè)的發(fā)展方向和高產高效礦井建設的實際需要,瞄準國際先進水平,注重引進與吸收國外先進機電一體化、智能化、自動化控制技術,將其應用于我國煤礦機械裝備上。應重點做好采掘機械裝備基礎理論研究,高效開采自動化、智能化成套技術與裝備開發(fā),復雜難采煤層高效開采成套裝備技術開發(fā),中小型礦井綜合機械化開采技術與裝備開發(fā)等工作,以應對21世紀我國能源面臨的巨大挑戰(zhàn)。

本書自第一次出版已有近10年的時間了。經過多年的教學實踐,且隨著礦山機械的快速發(fā)展,使用本教材的教師提出了許多寶貴的意見和建議,因此有必要對教材進行修訂。修訂是結合我們多年的教學和科研實踐以及采用本書作為教材的兄弟院校的反饋意見進行的。

本次修訂主要進行了以下幾方面的工作:

(1)立足于全書的系統(tǒng)性,將原書采煤機械篇的第三章、第四章和第五章合并為“滾筒采煤機”一章,使得全書體系更為統(tǒng)一。刪除了“采煤機試驗”一章,大幅刪減了液壓調速采煤機的內容,增加了電氣調速采煤機的內容。

(2)根據鉆式采煤機在極薄煤層開采中獲得成功應用的實際,增加了“鉆式采煤機”一章。增加了連續(xù)采煤機、刨煤機適應條件及其配套設備的相關內容。

(3)采煤工作面支護設備篇增加了特大采高液壓支架、充填支架的相關內容,增加了“液壓支架控制系統(tǒng)”一節(jié)。

(4)將分散在采煤機械和支護設備篇的選型內容合并、完善為單列一章“綜采工作面設備選型與配套”。

(5)掘進機械篇將“扒爪裝載機”、“立爪裝載機”、“扒立爪裝載機”等合并為“爪式裝載機”一節(jié),以體現(xiàn)裝載機械按照工作機構類型劃分的特點。

(6)結合最新標準,對原書中過時的名詞、術詞、定義、分類等進行了修正。結合礦山機械的發(fā)展,對原書中的內容進行了充實、調整和補充。

本書取材方面力圖反映國內外采掘機械與支護設備的新技術、新成果和發(fā)展趨勢,力求理論與實踐相結合、基礎知識與實用技術相結合,注重課程體系和專業(yè)特點,改變以往逐臺設備分別論述的編寫方式,改為按部件橫向對比的方式進行論述,因此對設備的結構特點及適用條件講述清楚,有助于深入理解和掌握,便于教學和自學。對于不同類型專業(yè)和教學對象,可選取各自側重的內容組織教學。

全書共三篇十二章,分別介紹煤礦井下采掘機械與支護設備的結構組成、工作原理、性能參數(shù)、選型原則、配套關系和設計方法,各章附有復習思考題。參加本書修訂工作的有王啟廣(第一、二、三、六、九章)、韓振鐸(第四、五章)、李炳文(第七、八章)、黃嘉興(第十、十一、十二章)。全書由王啟廣統(tǒng)稿。

本書在編寫過程中,得到了有關科研院所、煤機制造公司等單位的大力支持和幫助,同時也參考了諸多教材和論著。謹此一并表示感謝。

本書得到了江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目和江蘇高校品牌建設工程資助項目的資助。

由于編者水平所限及時間倉促,書中難免有疏漏和不當之處,敬請同行專家和廣大讀者批評指正。

編 者

2015年9月

第一章 機械化采煤方法……………………………………………………………………… 3

第一節(jié) 采煤機械化及工作面設備……………………………………………………… 3

第二節(jié) 采煤工作面開切口……………………………………………………………… 5

第三節(jié) 采煤機基本參數(shù)………………………………………………………………… 7

復習思考題……………………………………………………………………………… 11

第二章 煤巖破碎理論……………………………………………………………………… 12

第一節(jié) 煤巖的物理機械性質………………………………………………………… 12

第二節(jié) 煤巖破碎理論………………………………………………………………… 17

第三節(jié) 截割刀具……………………………………………………………………… 20

第四節(jié) 截齒的截割阻力……………………………………………………………… 23

復習思考題……………………………………………………………………………… 26

第三章 滾筒采煤機………………………………………………………………………… 28

第一節(jié) 滾筒采煤機總體結構………………………………………………………… 28

第二節(jié) 采煤機電動機………………………………………………………………… 29

第三節(jié) 采煤機截割部………………………………………………………………… 30

第四節(jié) 采煤機行走部………………………………………………………………… 68

第五節(jié) 采煤機輔助裝置……………………………………………………………… 87

復習思考題……………………………………………………………………………… 100

第四章 連續(xù)采煤機………………………………………………………………………… 101

第一節(jié) 連續(xù)采煤機總體結構………………………………………………………… 101

第二節(jié) EML340型連續(xù)采煤機……………………………………………………… 105

第三節(jié) 連續(xù)采煤機配套設備………………………………………………………… 112

復習思考題……………………………………………………………………………… 114

第五章 刨煤機……………………………………………………………………………… 115

第一節(jié) 刨煤機基本結構……………………………………………………………… 115

第二節(jié) 刨煤機基本參數(shù)……………………………………………………………… 119

第三節(jié) 刨煤機適應條件……………………………………………………………… 122

復習思考題……………………………………………………………………………… 124

第六章 鉆式采煤機………………………………………………………………………… 125

第一節(jié) 鉆式采煤機總體結構………………………………………………………… 125

第二節(jié) 鉆式采煤機基本參數(shù)………………………………………………………… 132

第三節(jié) 鉆式采煤機適應條件………………………………………………………… 136

復習思考題……………………………………………………………………………… 138

第二篇 采煤工作面支護設備

第七章 采煤工作面支護設備類型………………………………………………………… 141

第一節(jié) 單體支護設備………………………………………………………………… 141

第二節(jié) 液壓支架工作原理和分類…………………………………………………… 148

第三節(jié) 典型液壓支架………………………………………………………………… 153

第四節(jié) 乳化液泵站…………………………………………………………………… 173

復習思考題……………………………………………………………………………… 181

第八章 液壓支架設計……………………………………………………………………… 182

第一節(jié) 采煤工作面頂板組成及其分類……………………………………………… 182

第二節(jié) 液壓支架參數(shù)確定…………………………………………………………… 185

第三節(jié) 液壓支架受力分析…………………………………………………………… 189

第四節(jié) 液壓支架結構選擇…………………………………………………………… 193

第五節(jié) 液壓支架控制系統(tǒng)…………………………………………………………… 215

復習思考題……………………………………………………………………………… 229

第九章 綜采工作面設備選型與配套……………………………………………………… 230

第一節(jié) 工作面巷道參數(shù)……………………………………………………………… 230

第二節(jié) 采煤機選型…………………………………………………………………… 232

第三節(jié) 液壓支架選型………………………………………………………………… 234

第四節(jié) 綜采工作面設備配套………………………………………………………… 236

復習思考題……………………………………………………………………………… 241

第三篇 掘進機械

第十章 鉆孔機械…………………………………………………………………………… 245

第一節(jié) 氣動鑿巖機…………………………………………………………………… 245

第二節(jié) 液壓鑿巖機…………………………………………………………………… 249

第三節(jié) 鑿巖臺車……………………………………………………………………… 252

復習思考題……………………………………………………………………………… 260

第十一章 裝載機械………………………………………………………………………… 262

第一節(jié) 耙斗裝載機…………………………………………………………………… 262

第二節(jié) 鏟斗裝載機…………………………………………………………………… 267

第三節(jié) 爪式裝載機…………………………………………………………………… 276

第四節(jié) 鉆裝機………………………………………………………………………… 285

復習思考題……………………………………………………………………………… 287

第十二章 掘進機械………………………………………………………………………… 288

第一節(jié) 概述…………………………………………………………………………… 288

第二節(jié) 懸臂式掘進機………………………………………………………………… 293

第三節(jié) 全斷面掘進機………………………………………………………………… 309

第四節(jié) 掘錨機組……………………………………………………………………… 315

復習思考題……………………………………………………………………………… 324

參考文獻……………………………………………………………………………………… 325