采煤机螺旋滚筒的调研报告怎么写：附行业现状及发展分析报告模板

采煤机螺旋滚筒的调研报告

螺旋滚筒是采煤机中不可或缺的工作机构，它不只能够从煤壁上将煤截割下来，还能靠滚筒上的螺旋叶片将截割下来的煤装到工作面刮板保送机上，使得采煤工作愈加简化。

• 市场需求

我国的煤炭开采以井工为主,约占煤炭总产量的95%,综合机械化采煤是我国煤炭开采技术的主要发展方向。采煤机作为主要的井下开采设备,其需求量将会逐年增加。这将导致采煤机的主要消耗部件)螺旋滚筒的需求量也会逐年增大。据煤炭行业统计数据分析,当前全国采煤机械化程度仅为42%,除国有大中型煤矿采掘机械化程度达到75%之外,大多数煤矿生产技术水平低、装备差、效率低。预计2022-2025年,每年新增综采工作面成套设备为30套、普采工作面成套设备各50套,每年设备更新量约为现有基数的1/6。粗略估算,2022年采煤成套设备年需求量将达500台套左右,需要采煤机螺旋滚筒1000个左右,直接经济效益为4000万~8000万。

随着XXX对煤炭需求的日益增加,煤矿机械的生产和研制任务将会非常紧迫。而采煤机作为目前煤矿井工开采的主要设备,其需求量必然大幅度增加。此外,在采煤机工作过程中,截割部所消耗的功率占采煤机总功率的85%左右。作为采煤机的工作机构,螺旋滚筒的截煤与装煤效率及其参数的研究,己成为采煤机研究和设计中的重要课题。世界各主要产煤国都在进行滚筒的研究与改进,并把提高块煤率、降低能耗齿耗和提高截装能力作为主要研究目的。

二、采煤机螺旋滚筒国内外研究现状

目前,我国螺旋滚筒的设计能力已得到飞速发展,接近了国际同行业的技术水平,但是由于元部件的制造工艺不成熟和稳定性差,国产强力镐型螺旋滚筒的使用寿命(过煤量)仅为120~150万t(截割硬质煤体)或250万t(截割软质煤体)，而国外的螺旋滚筒使用寿命在截割硬质煤体时已达到了200~250万t。国内滚筒较国外滚筒性能落后,主要体现在以下几个方面:1)结构设计不合理。2)滚筒的强度低、可靠性差。3)截割系统不合理。4)截齿稳定

因此,造成镐型截齿刀头脱落,齿座的定位孔间隙变大,引起截齿丢失及螺旋叶片磨损,直接引起采煤机工况的恶化,加剧所截割的煤体或岩体对采煤机传动系统的冲击。这样不仅降低了螺旋滚筒的使用寿命,也降低了采煤机的开采效率。同时,目前国内生产的螺旋滚筒x大直径仅为d2240mm,已经不能满足采高4~6m厚煤层开采需要,而国外生产的直径d2500mm或d2700mm的螺旋滚筒能满足这一开采需要。

• 国内国外螺旋滚筒分析

1、肯纳金属螺旋滚筒

肯纳金属集团（Kennametal Inc.NYSE:KMT)是的切割刀具、工程部件和材料供应商。肯纳金属（徐州）有限公司，系美国肯纳金属集团设立在中国的全资子公司，是全国的采煤机螺旋滚筒供应商。公司于1995年4月在中国江苏省徐州市成立，原公司名称为凯南麦特（徐州）有限公司。公司率先将镐形截齿引进中国，其主要产品硬质合金、金属切削刀具、矿山及工程截割系统、特种耐磨材料等，广泛用于金属切削加工、采矿、公路及建筑业。

2009年9月，肯纳金属集团在江苏徐州投资兴建更大规模的新工厂，同时正式更名为肯纳金属（徐州）有限公司。经过二十多年的发展，肯纳金属（徐州）有限公司作为集团在中国及亚太地区的采矿和建筑刀具的生产、服务基地，已成为行业标准的引领者，中国领先的矿业开采和建筑刀具供应商。

肯纳金属重点研制超大型采煤机螺旋滚筒TYZ 2400/1000/4F，基于不断创新的设计方案、工艺及新材料技术，两套4.3米滚筒产品先后成功用于XXX能源集团神东上湾全球x大采高8.8m工作面，其首套产品实现了安全回采533天、x高日产5.84万吨，连续累计采煤1853.7万吨的世界纪录。为提高薄煤层煤炭回采率，肯纳金属研制了高功率薄煤层新型滚筒。针对瓦斯突出矿井设计了具有抗火花特性的滚筒，以确保煤矿安全作业。同时，肯纳在国内首创非煤矿山即铝矾土矿综采滚筒产品，现场使用效果良好。

2、陕西海德拉螺旋滚筒

山西海德拉太矿国际采矿刀具设备有限公司，是英国海德拉国际采矿刀具设备有限公司与太原矿山机器集团有限公司共同出资组建的国际化中英合资公司，设在XXX太原经济技术开发区，拥有世界上x现代化的滚筒制造设备和崭新的采煤机滚筒制造厂。专业生产刀形截齿采煤机滚筒和镐形截齿采煤机滚筒，可为中国煤矿提供世界一流、安全、健康、高效、耐用的采煤机滚筒和优良的技术服务。

海德拉公司设计和制造的采煤机滚筒能够改善装煤效果，减少工作面的粉尘含量，降低能耗。可根据用户的要求提高牵引速度，提高块煤率。无需使用挡煤板，即可满足用户的要求，而且可以降低成本，实现煤矿的高产高效。滚筒不仅性价比高，而且更重要的是为井下煤矿工人提供了健康和安全保障。海德拉刀形截齿滚筒的特点:

1、海德拉刀形截齿滚筒装煤效果好；

2、可提高煤炭块煤率；

3、喷雾降尘效果好、抑制发生摩擦火花的风险，延长截齿寿命；

4、减少截割阻力，降低功率消耗；

5、齿座、截齿、喷嘴、耐磨块由英国进口，刀形截齿滚筒只消耗截齿，不消耗齿套、齿座，降低了成本，提高了性价比；

6、强力矩形齿座焊接在端盘、叶片内，与叶片边缘齐平，并有耐磨板、耐磨块保护，强度高于镐形滚筒，可切割夹矸以及过断层；

7、截齿和喷嘴可快速更换，减少维修时间；

8、刀形截齿切割深度大于镐形截齿，割煤效果好，可提高牵引速度；

9、对采煤机摇臂及整机起到保护作用；

10、海德拉刀形截齿滚筒还可以在一套滚筒上通过改变截齿的安装排列，成为强力破岩滚筒和割煤滚筒，增加了使用功能。

三、螺旋滚筒两种方案重点考察要点

1、滚筒的结构

螺旋滚筒是采煤机的主要工作机构，用于破煤和装煤，其性能直接影响采煤机生产效能和煤炭生产质量。采煤机螺旋滚筒是一个带有螺旋叶片的圆柱体，截齿装在焊于螺旋叶片上的齿座套中，工作时滚筒转动并作径向移动，截割破碎煤炭，再由螺旋叶片把煤沿滚筒的轴线方向推运出来，装进工作面运输机。

2、滚筒的旋向

（1）单滚筒采煤机。单滚筒采煤机的滚筒应位于采煤机机身的下顺槽侧。其优点是煤不经机身下的输送机运输以免堵塞煤流。左工作面使用右旋滚筒；右工作面使用左旋滚筒。

（2）双滚筒采煤机。薄煤层采煤机或小直径滚筒时：滚筒的转向为“前逆后顺”（又称内旋，即两滚筒向采煤机内侧旋转）。这样可以提高前滚筒的装煤效率，同时也可增加采煤机的稳定性。大直径滚筒时：滚筒的转向为“前顺后逆” （又称外旋，即两滚筒向采煤机外侧旋转）。其优点：煤尘较少，碎煤不易抛出伤人，装煤的能耗较低，装煤和截煤的效率都比较高。

3、滚筒主体钢板材质

滚筒主体用的都是什么材质的板材，常用为普板、锰板和390D或400耐磨板，其中耐磨400的具有较好的耐磨和破岩效果，以及较长的使用寿命了

4、截齿的选择

采煤机螺旋滚筒采用的截齿分为扁形截齿（又称刀形截齿）和锥形截齿（又称镐形截齿）两类。目前绝大多数螺旋滚筒采用镐形截齿。镐型截齿的优点是：齿身强度大不易折断，耐磨；截齿在割煤时可以自转自修刃，截齿损耗低；工作时截角较小，齿身受到的弯矩较小，有利于降低比能耗；形状简单，制作方便。但在少数煤质韧性和粘性较大的煤层中，还适合选用刀形截齿。

5、螺旋滚筒主要参数的确定

（1）滚筒直径

单滚爬底板筒采煤机滚筒直径约等于煤层平均厚度。

（2） 滚筒截深

目前多数采煤机采用的截深为0.63或0.7m。在薄煤层中，滾筒直径较小，为了提高的生产率，在工作面条件允许时，可选用截深0.8～1.0m。选择滚筒的截深要与综采液压支架或普采推流器等设备配套。

（3）螺旋叶片头数

螺旋叶片头数决定着截齿的排列方式，同时也有影响着滚筒的装载能力。叶片头数多的滚筒可以布置更多的截齿，有利于截割煤质硬度大和含有夹矸的煤层；但叶片头数过多会减小叶片的装煤空间，影响滚筒的装载能力。通常根据滚筒直径来确定叶片头数。

（4）叶片的螺旋升角

螺旋滚筒上任意直径[Di]上的螺旋升角，式中L为螺旋线的导程。叶片外缘的螺旋升角[ay]是螺旋滚筒的名义升角，一般的，叶片外缘处的螺旋升角[ay]比较重要。围包角是指螺旋叶片在螺旋滚筒周围方向上的展开角度，两相邻叶片之间应有适当的重合，这样在截煤的过程中叶片交替时，滚筒载荷没有突变，运行较为稳定。

由此可见，上式的围包角要求限制了螺旋升角[ay]的大小，一般取[ay]=8°～30°。根据对各种滚筒装煤效果的现场观察，螺旋升角为13°～26°较好，小直径滚筒可取较大值，大直径滚筒可取较小值。对于直径小于1m的螺旋滚筒，为保证装煤效率，一头叶片上可以采用不同螺旋升角，起始部分叶片的螺旋升角可以为10°～19°，后部分叶片的螺旋升角可以为20°～26°。

（5）端盘补块的布置

由于端盘处齿座处于较为恶劣的工作环境中，为了降低此处截齿所受到的截割阻力以及齿座磨损，则应当配置数量更多的截齿于端盘处。此外，为了防止端盘和叶片交接处截割顶板时出现棱条，那么则需要将过渡截齿增添于截割区域中。 为了更好地将以上问题予以处理，则可以布置端盘补块于端盘下方的两个叶片间。

（6）叶片末端齿座的保护

因为叶片末端齿座失效会对滚筒截割的宽度造成一定的影响，而且会加快尾部叶片的损耗，因此需要有效地维护好此处的齿座。

为确保截割的正常进行，截齿安装角大多是0°。然而，对于叶片末端齿座而言，常规安装角会使此处齿座对堆积的落煤进行截割，从而造成了磨损失效速度的加快。因为被工作面自由度以及顶板压酥所影响，末端齿座截割处所受到的截割阻力则会较低。所以，可以适当地调整末端齿座的安装角度，使得此齿座得到保护。

五、选型比较建议

通过市面上国外滚筒和国内滚筒比较数据，得知在某一工作面,同一采煤机分装两种滚筒单独割煤,测试结果见表1,表2。

表1两种滚筒对比测试

表2两种滚筒正常割煤消耗情况

从表1、表2试验结果可以看出,使用进口肯纳金属螺旋滚筒比国产陕西海德拉螺旋滚筒投入高，比较耐用效益较好。但考虑到进口的滚筒虽然耐用，到现在并没有纯进口的，都是在国内生产加工，国内海德拉螺旋滚筒采用400耐磨板，材料耐磨，国产性价比更高。

因此建议采用国产陕西海德拉螺旋滚筒。