ZZP9000-24-47-吉通能源公司寶爾呼順煤礦支撐掩護(hù)式鋪網(wǎng)液壓支架設(shè)計(jì)方案

1、吉通能源公司寶爾呼順煤礦綜采工作面成套設(shè)備選型方案初步設(shè)計(jì)鄭州四維機(jī)電設(shè)備制造有限公司2010年2月1 工作面地質(zhì)條件煤層厚度：平均厚度9.0m煤層傾角：08煤的容重：1.35t/m3開采方法：分層鋪網(wǎng)2 首采工作面技術(shù)參數(shù)工作面長度：250m(煤對(duì)煤)工作面采高： 4.5m走向長度： 不小于1000m規(guī)劃產(chǎn)量： 3.0Mt/a順槽尺寸：（回風(fēng)順槽）寬高= 4m 3.5 m，（運(yùn)輸順槽）寬高=5.2m 3.5 m3 工作面經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算3.1工作面日進(jìn)尺工作面年產(chǎn)按250萬t/a，年工作日按300天計(jì)算，平均日產(chǎn)為10000t/d，工作面日進(jìn)度為：S= K1Q/（LHrC）式中：S工作面平均日

2、進(jìn)度； K1生產(chǎn)不均衡系數(shù)，取K1=1.1Q工作面日產(chǎn)量按10000t/d； L工作面長度，250m (煤對(duì)煤) ； H平均采高， 4.5m； r煤體容量，1.35t/m3； C工作面煤炭回收率，98%；所以，S=1.110000/(2504.51.350.98)=7.39m日循環(huán)次數(shù)取10，則日進(jìn)尺S=100.8=8m3.2采煤機(jī)開機(jī)率（1）采煤機(jī)的日切割總長度核算LJ=n(L+2L1)LJ采煤機(jī)切割總長度L工作面煤壁間長度，250mn日切割刀數(shù)，10刀L1斜切進(jìn)刀切割或返回長度30m故LJ=10（250+230）=3100m（2）切割方式采用機(jī)頭、機(jī)尾斜切進(jìn)刀，雙向割煤（3）采煤機(jī)切割速度

3、的選擇和開機(jī)率采煤機(jī)平均割煤速度取6m/min；生產(chǎn)勞動(dòng)組織按“三八”制安排，即每班八小時(shí)，兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備、檢修，生產(chǎn)總分鐘為6082=960min開機(jī)所需時(shí)間為3100/6=517min開機(jī)率為=517/960100%=53.8%通過上述計(jì)算，在年工作日300天，年產(chǎn)300萬噸的前提下，采煤機(jī)的開機(jī)率僅為53.8%，與我國相似工作面條件下開機(jī)率5065%相比，開機(jī)率還是較低的，因此通過提高采煤機(jī)開機(jī)率還有很大增產(chǎn)潛力。4首采工作面設(shè)備選型4.1工作面設(shè)備總體配套總體思路根據(jù)寶爾呼順煤礦發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合該礦煤層賦存的條件，在目前國內(nèi)、外綜采設(shè)備技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，其設(shè)備選型和總體配套中，遵循技

4、術(shù)先進(jìn)、設(shè)備可靠、能力有余、投資適度、立足國內(nèi)、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效、低耗、安全的基本原則。因此，在總體配套上，設(shè)備配套生產(chǎn)能力滿足年產(chǎn)300萬噸。4.2采煤機(jī)選型(1)采煤機(jī)小時(shí)生產(chǎn)能力核算：Qh=式中Qh采煤機(jī)平均小時(shí)生產(chǎn)能力，t/h； Qd工作面日生產(chǎn)能力，10000t/d； K生產(chǎn)不均衡系數(shù)，1.1； n日生產(chǎn)班數(shù)，2個(gè)； t每班工作小時(shí)，8h； S工作面平均開機(jī)率，53.8%；代入后得Qh=1278t/h(2)采煤機(jī)平均牽引速度及最大牽引速度采煤機(jī)平均牽引速度為：VCP=式中N工作面平均日循環(huán)數(shù)，10個(gè)；L工作面長度，250m；L1工作面機(jī)窩長度，30m；T工作面平均開機(jī)時(shí)間，hT=日生產(chǎn)班

5、次每班工作時(shí)間平均開機(jī)率=2853.8%=8.6ht1開機(jī)窩時(shí)間，取15分鐘代入后得：VCP=6.0m/min采煤機(jī)最大截割牽引速度為：Vmax=KCVCP式中：KC采煤機(jī)不均勻系數(shù)，取KC=1.5故 Vmax=1.56=9m/min(3)采煤機(jī)功率按采煤機(jī)單位能耗計(jì)算采煤機(jī)割煤功率：N=Kb60BHVmaxHW式中：N需要的采煤機(jī)功率 Kb備用系數(shù)，取Kb=1.1 B截深，0.8m H首采面平均采高，4.5m Vmax最大截割牽引速度，9m/min HW采煤機(jī)割煤單位能耗按相似煤層工作面所得經(jīng)驗(yàn)： HW=0.55kWh/m3代入后得N=1.1600.84.590.55=1176kW根據(jù)以上計(jì)

6、算的采煤機(jī)裝機(jī)功率，推薦選用MG500/1180-WD雙滾筒采煤機(jī)，總裝機(jī)功率為1180KW。（4）MG500/1180-WD采煤機(jī)主要參數(shù)及特點(diǎn) 主要技術(shù)參數(shù)：型號(hào)MG500/1180-WD采高 m2.14.6截深 m0.8適應(yīng)傾角 (0)35滾筒直徑 m2.5滾筒轉(zhuǎn)速 r/min35搖臂長度 mm2879（直搖臂）搖臂擺動(dòng)中心距 mm8245牽引力 kN800牽引速度 m/min010.1牽引型式電牽引(交 )無鏈 銷軌機(jī)面高度 mm1569最小臥底量 mm241滅塵方式內(nèi)外噴霧裝機(jī)功率 kw2500+275+30電壓 V3300設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 t/h2800最大不可拆卸件尺寸 mm3000

7、16801320機(jī)重 t62主要技術(shù)特點(diǎn)： 用于煤層厚度2.1-4.6m煤層開采 機(jī)載交流變頻調(diào)速，齒輪銷軌行走 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)及有關(guān)參數(shù)的中文顯示 具備完善的保護(hù)及故障診斷、記憶功能 具備適應(yīng)現(xiàn)代化礦井所需的遠(yuǎn)程通訊傳輸接口 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)高，三機(jī)聯(lián)動(dòng) 機(jī)載操作站操作和無線電離機(jī)遙控操作 截割部電機(jī)裝有離合裝置和彈性扭矩軸，提高了安全性 左、右滾筒可實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)高動(dòng)作 機(jī)身各部件之間采用液壓拉桿和高強(qiáng)度螺栓連接 裝機(jī)功率大，具備較強(qiáng)的割硬煤、夾矸和過斷層能力4.3刮板輸送機(jī)選型（1）輸送機(jī)能力核算原則：運(yùn)輸能力采煤機(jī)最大落煤能力即： QmKyKvKcQh式中：Qm刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力，t

8、/h； Qh采煤機(jī)平均小時(shí)生產(chǎn)能力，t/h；Kc生產(chǎn)不均衡系數(shù)，可取1.2；Kv考慮采煤機(jī)與刮板機(jī)逆向運(yùn)動(dòng)時(shí)的修正系數(shù)，取Kv1.05；Ky運(yùn)輸方向及傾角系數(shù)（見下表），工作面向下運(yùn)煤，取Ky0.9運(yùn)輸方向不同工作面傾角的Ky值01010向上1.31.5向下0.90.7則： Qm1.21.050.912781449t/h（2）刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)為滿足生產(chǎn)能力，根據(jù)我國現(xiàn)行成熟的機(jī)型，現(xiàn)可選用SGZ1000/1400型整體鑄焊式中雙鏈刮板輸送機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)SGZ1000/1400卸載方式交叉?zhèn)刃妒捷斔土浚╰/h）2200設(shè)計(jì)長度（m）250驅(qū)動(dòng)功率（kW）2700電壓（V）3300

9、中部槽（長寬高mm板鏈型式中雙鏈刮板鏈規(guī)格(mm)242146溜槽結(jié)構(gòu)形式鑄焊封底牽引方式銷軌4.4順槽轉(zhuǎn)載機(jī)選型（1）轉(zhuǎn)載機(jī)生產(chǎn)能力核算轉(zhuǎn)載機(jī)應(yīng)能滿足綜采面刮板輸送機(jī)的卸載要求，其生產(chǎn)能力按下面公式計(jì)算：QnKNQm式中：KN為不均衡系數(shù)，取1.2Qm刮板機(jī)運(yùn)輸能力，1449t/h；代入后，Qn=1.21449=1738.8t/h；（2） 轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)參數(shù)按轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸能力要求，選擇SZZ1000/315，其主要技術(shù)參數(shù)為：型號(hào)SZZ1000/400設(shè)計(jì)長度（m）5060輸送量（t/h）2600刮板鏈速（m/s）1.75功率（kW）315額定電壓（V）1140刮板鏈型式

10、中雙鏈圓環(huán)鏈規(guī)格（mm）2-34126型式整體箱形焊接結(jié)構(gòu)4.5破碎機(jī)選型選用PLM3000型破碎機(jī)輪式連續(xù)破碎機(jī)，其主要參數(shù)如下：型號(hào)PLM3000通過能力(t/h)3000最大輸入塊度（）長度不限10001000最大排出粒度（）300傳動(dòng)型式電動(dòng)機(jī)+液力耦合器+減速器+錘軸電動(dòng)機(jī)功率(kW)250額定電壓（V）11404.6乳化液泵站選型 由于工作面為大采高工作面，泵站的選型應(yīng)能滿足支架立柱的及時(shí)供液、快速卸載及推移千斤頂?shù)目焖偻屏铩⒗?，故選用大流量乳化液泵站BRW400/31.5，技術(shù)參數(shù)如下型號(hào)：BRW400/31.5公稱流量（L/min）400公稱壓力（MPa）31.5電機(jī)功率（K

11、W）250電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）1480電壓（V）1140柱塞行程（mm）80柱塞直徑（mm）56mm柱塞數(shù)目5液箱容積（mm）2500L外形尺寸（mm）3350160014954.7噴霧泵站選型考慮到工作面不長，噴霧泵站可選用BPW315/10，技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)BPW320/10公稱壓力（MPa）10公稱流量（L/min）315L/min曲軸轉(zhuǎn)速（r/min）547柱塞直徑（mm）63柱塞行程（mm）66電機(jī)功率（KW）75電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）1480工作介質(zhì)清潔中性水外形尺寸（mm）20509158505首采工作面液壓支架選型5.1基本架選型（1）支架高度的確定 根據(jù)寶爾呼順煤礦的煤層

12、地質(zhì)條件，采用分層鋪網(wǎng)開采，分層厚度為4.5m，因此確定采煤高度為4.5m；按煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“液壓支架設(shè)計(jì)規(guī)范”（MT/T556-1996）的規(guī)定：大采高支架的最大高度應(yīng)等于最大使用高度加200400mm。Hmax=H(0.20.4)考慮到支架的經(jīng)濟(jì)性，以及便于礦方搬家倒面，支架的最大高度確定為4.7m。根據(jù)立柱的伸縮比以及礦上的運(yùn)輸條件，支架的最低高度定為2.4m。（2）支架強(qiáng)度的確定根據(jù)采高估算法計(jì)算頂板的直接壓強(qiáng)：84.52.410-20.86MPa式中H平均采高；巖石密度，2.4103kg/m3； 由于寶爾呼順煤礦為淺埋深，且工作面為大采高工作面，根據(jù)國內(nèi)淺埋深煤礦的開采經(jīng)驗(yàn)，確定支架的

13、支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到1.0MPa以上。（3）工作阻力的確定 根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及寶爾呼順煤礦的配套條件，支護(hù)強(qiáng)度要達(dá)到1.0MPa以上，支架需要選用F280mm雙伸縮立柱，支架中心距應(yīng)為1.75m。確定支架的支護(hù)強(qiáng)度之后，即可根據(jù)支架的控頂范圍和支架的結(jié)構(gòu)型式，確定支架的工作阻力。P=（LK + LD）Bp/（12）103=（457+4589）17500.86/(0.950.95) 1038415kN/架式中：B架間距 B1750mm； 1支護(hù)效率，支撐護(hù)式支架取10.952安全閥波動(dòng)系數(shù) 20.95 p頂板直接壓強(qiáng) 0.86MPa LK控頂距 457mm LD頂梁長度 4589mm 結(jié)合國內(nèi)成熟

14、架型系列，工作阻力定為9000kN，經(jīng)過初步配套計(jì)算，支架的支護(hù)強(qiáng)度為1.031.08MPa(f=0.2)根據(jù)我國的成熟架型系列，綜合考慮認(rèn)為支架選用F280mm立柱，中心距1.75m，支架工作阻力定為9000kN，則基本架定為ZZP9000/24/47。（4）基本架的主要技術(shù)參數(shù)1）支架參數(shù)型式： 四柱支撐掩護(hù)式鋪網(wǎng)中部支架型號(hào)： ZZP9000/24/47初撐力： 7756kN（P=31.5MPa）工作阻力： 9000kN（P=36.5MPa）高度： 24004700mm寬度： 16501850mm中心距： 1750mm支護(hù)強(qiáng)度： 1.031.08MPa底板比壓： 1.93MPa(平均)泵

15、站壓力： 31.5MPa 流量： 400L/min適應(yīng)傾角： 15推移行程 900mm操縱方式： 本架控制重量（以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)）： 34.5噸2）立柱：雙伸縮 2根 缸徑： 280/200 柱徑： 260/170 行程： 2300mm 初撐力： 1939 kN 工作阻力： 2250 kN（P=36.5Mpa） 3）推移千斤頂： 1根 缸徑/桿徑： 180/120 行程 900 mm 推溜力/拉架力： 445/801kN4）伸縮梁千斤頂： 2根 缸徑/桿徑： 100/70 行程： 800mm 推力/拉力： 247/126kN工作阻力： 287/146kN（P=36.5MPa）5）一級(jí)護(hù)幫千斤頂：

16、 1根 缸徑/桿徑 160/105mm行程 500mm推力/拉力 633kN（P=31.5MPa）工作阻力 733kN（P=36.5MPa）6）二級(jí)護(hù)幫千斤頂： 1根 缸徑/桿徑 80/60mm行程 175mm推力/拉力 158kN（P=31.5MPa）工作阻力 183kN（P=36.5MPa）7）側(cè)推千斤頂： 4根 缸徑/桿徑： 80/60 行程： 200 mm 推力/拉力： 158/69 kN8）尾梁千斤頂： 2根 缸徑/桿徑 140/105mm行程 430mm推力/拉力 485/212kN（P=31.5MPa）工作阻力 562kN（P=36.5MPa）9）插板千斤頂： 2根 缸徑/桿徑：

17、 80/60 行程： 600 mm 推力/拉力： 158/69 kN10）抬底千斤頂： 1根 缸徑/桿徑： 125/90 行程： 240mm 推力/拉力： 386kN（5）基本架的主要技術(shù)特點(diǎn)頂梁采用整體頂梁（帶內(nèi)伸縮梁及兩級(jí)護(hù)幫），雙側(cè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板，使用時(shí)一側(cè)固定一側(cè)活動(dòng)。 支架后部設(shè)置有鋪網(wǎng)機(jī)構(gòu)；通過尾梁及插板結(jié)構(gòu)來保護(hù)鋪網(wǎng)工作的安全、順利的工作。底座采用整體剛性底座，過橋處增設(shè)抬底機(jī)構(gòu)。推移裝置為倒置長推桿，采用箱形結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)板焊接。護(hù)幫采用兩級(jí)護(hù)幫板結(jié)構(gòu)，連接形式為小四連桿機(jī)構(gòu)。支架采用前、后均為雙連桿的正四連桿結(jié)構(gòu)，后連桿上設(shè)置固定鋪網(wǎng)機(jī)構(gòu)連接板。人行通道為雙人行通道，立柱間人行通道寬

18、度不小于570mm。液壓系統(tǒng)采用雙供單回供液方式，主進(jìn)液管為DN40S，主回液管為DN50，噴霧管為DN25。立柱、推移采用400L/min大流量操縱閥，；立柱配備500L/min大流量安全閥。立柱、千斤頂采用優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)聚氨脂密封。 支架結(jié)構(gòu)件所用高強(qiáng)板比例為：Q690約占20%，Q550約占40%，Q460約占30%，16Mn約占10%。立柱、千斤頂缸筒及活塞桿采用27SiMn，所有直徑大于40mm的銷軸采用30CrMnTi，其余為40Cr。5.2過渡支架選型過渡支架的結(jié)構(gòu)型式與基本架相同，但采用滯后支護(hù)方式，頂梁較基本架稍長，其它均與基本架相同，支架型號(hào)為ZZPG9000/24/47。（1）

19、過渡架的主要技術(shù)參數(shù)1）支架參數(shù)型式： 四柱支撐掩護(hù)式鋪網(wǎng)過渡支架型號(hào)： ZZPG9000/24/47初撐力： 7756kN（P=31.5MPa）工作阻力： 9000kN（P=36.5MPa）高度： 24004700mm寬度： 16501850mm中心距： 1750mm支護(hù)強(qiáng)度： 1.031.08MPa底板比壓： 1.93MPa(平均)泵站壓力： 31.5MPa 流量： 400L/min適應(yīng)傾角： 15推移行程 900mm操縱方式： 本架控制重量（以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)）： 35噸2）立柱：雙伸縮 2根 缸徑： 280/200 柱徑： 260/170 行程： 2300mm 初撐力： 1939 kN 工

20、作阻力： 2250 kN（P=36.5Mpa） 3）推移千斤頂： 1根 缸徑/桿徑： 180/120 行程 900 mm 推溜力/拉架力： 445/801kN4）伸縮梁千斤頂： 2根 缸徑/桿徑： 100/70 行程： 800mm 推力/拉力： 247/126kN工作阻力： 287/146kN（P=36.5MPa）5）一級(jí)護(hù)幫千斤頂： 1根 缸徑/桿徑 160/105mm行程 500mm推力/拉力 633kN（P=31.5MPa）工作阻力 733kN（P=36.5MPa）6）二級(jí)護(hù)幫千斤頂： 1根 缸徑/桿徑 80/60mm行程 175mm推力/拉力 158kN（P=31.5MPa）工作阻力

21、183kN（P=36.5MPa）7）側(cè)推千斤頂： 4根 缸徑/桿徑： 80/60 行程： 200 mm 推力/拉力： 158/69 kN8）尾梁千斤頂： 2根 缸徑/桿徑 140/105mm行程 430mm推力/拉力 485/212kN（P=31.5MPa）工作阻力 562kN（P=36.5MPa）9）插板千斤頂： 2根 缸徑/桿徑： 80/60 行程： 600 mm 推力/拉力： 158/69 kN10）抬底千斤頂： 1根 缸徑/桿徑： 125/90 行程： 240mm 推力/拉力： 386kN（2）過渡支架的主要技術(shù)特點(diǎn)過渡支架采用滯后支護(hù)的工作方式。 除了具體尺寸外，過渡支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)同基本液壓支架。5.3端頭支架選型（1）端頭架的主要技術(shù)參數(shù)1）支架參數(shù)型式： 四柱支撐掩護(hù)式鋪網(wǎng)端頭支架型號(hào)： ZZPT9000/24/47初撐力： 7756kN（P=31.5MPa）工作阻力： 9000kN（P=36.5MPa）高度： 24004700mm寬度： 16501850mm中心距： 1750mm支護(hù)強(qiáng)度： 1.031.08MPa底板比壓： 1.93MPa(平均)泵站壓力： 31.5MPa 流量： 400L/min適應(yīng)傾角： 15推移行程 900mm操縱方式： 本架控制重量（以設(shè)計(jì)圖