工作面成套設(shè)備選型設(shè)計(jì)方案

1、采煤工作面成套設(shè)備的選型設(shè)計(jì)第一部分采煤機(jī)械的選型1. 采煤機(jī)械的選型原則煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造、綜采工作面設(shè)備配套尺寸及配套能力是確定采煤機(jī)械選型的主要因素。為了充分發(fā)揮采煤機(jī)械的效能，還要有相應(yīng)的配套管理、維修和配套的采區(qū)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在采煤機(jī)械選型中，應(yīng)對煤層厚度、煤層傾角、煤層硬度、頂?shù)装鍘r性 、地質(zhì)構(gòu)造，以及采煤方法和工藝要求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果、配套設(shè)備要求等因素進(jìn)行綜合分析，然后再確定選型原則。（ 1）根據(jù)煤層厚度及采高要求選型根據(jù)煤層厚度及采高選擇采煤機(jī)械參考表煤層厚度或采高范圍（m）可選用的采煤機(jī)械0.8-1.3拖鉤創(chuàng)煤機(jī)；鉆銷式采煤機(jī)；爬底板雙滾筒采煤機(jī)1.4-1.6滑行刨煤機(jī)；矮機(jī)

2、身（或無底托架）雙滾筒采煤機(jī)1.7-3.5雙滾筒采煤機(jī)3.6-4.5大功率、大采高 ( 加長搖臂 ) 雙滾筒采煤機(jī)選型時(shí)，應(yīng)考慮的其他要素：序號(hào)其他要素1自煤層底板算起的采煤機(jī)機(jī)身面高度2所能配用的滾筒直徑裝煤效果3滾筒（連搖臂）的調(diào)高范圍4采煤機(jī)機(jī)身下的過煤空間及髙度5配套液壓支架艇適應(yīng)的最大和最小高度6與采高相適應(yīng)的采煤機(jī)功率（采高愈大功率愈大）（ 2）按煤層傾角大小選擇采煤機(jī)械煤層傾角的大小是采煤機(jī)牽引方式選擇的一個(gè)重要因素。傾角越大，牽引力也越大，防滑問題也突出。因?yàn)殒湢恳擅簷C(jī)的最大牽引力是按采煤機(jī)在煤層傾角16 條件下設(shè)計(jì)的；而無鏈牽引的采煤機(jī)，其最大牽引力按35 設(shè)計(jì)。無鏈牽引采

3、煤機(jī)配有制動(dòng)器時(shí)可用以傾斜、急傾斜煤層。根據(jù)煤層傾角可選用的采煤機(jī)械類型見下表：傾角范圍采煤機(jī)械類型0 -15鏈牽引采煤機(jī)15 -25各種創(chuàng)煤機(jī)鏈牽引采煤機(jī)（附設(shè)安全防滑絞車）25 -35無鏈牽引采煤機(jī)35 -55無鏈牽引采煤機(jī)（有制動(dòng)防滑裝置）原則上鏈牽引采煤機(jī)只能在 15傾角的條件下使用，當(dāng)傾角 15時(shí)必需設(shè)置防滑安全裝置，但也只能在傾角 25時(shí)使用。無鏈牽引采煤機(jī)因牽引力大，可用在傾角55 的條件下。但應(yīng)指出：一般無鏈液壓牽引采煤機(jī)，只能用在傾角35的條件下 ，只有在牽引力大并設(shè)置有可靠的制動(dòng)防滑裝置的情況下，才允許在傾角35-55條件下使用 。無鏈電牽引采煤機(jī)則分為幾種情況：變壓變頻的

4、交流電牽引采煤機(jī)，因下行時(shí)靠摩擦耗能制動(dòng)，目前還只能在傾角15 時(shí)使用；他激勵(lì)磁直流電牽引采煤機(jī)，因可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，采煤機(jī)下行時(shí)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)再生發(fā)電制動(dòng)，所以可以用在傾角為45-55的條件下 ；而串激直流電牽引采煤機(jī)，因不能實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，只能在傾角30 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(yīng)選用無鏈牽引方式，無鏈牽引是發(fā)展方向。（ 3） 按煤質(zhì)（包括夾矸）硬度選擇采煤機(jī)械煤（或夾矸）的硬度是選擇采煤機(jī)械電動(dòng)機(jī)功率的直接因素，對采煤機(jī)械的正常使用有直接影響。煤巖的硬度通常用三種指標(biāo)來衡量，即：（1）煤（巖）的堅(jiān)固性系數(shù)f( 又稱堅(jiān)硬度或普氏系數(shù)），它是衡量煤（巖）被碎難易程度

5、的指標(biāo)；（2）煤巖的單向抗壓強(qiáng)度壓 ，它是煤抵抗單向壓碎的能力；（3）煤的截割阻抗A(kN / cm) , 它是用標(biāo)準(zhǔn)刀具截割一單位厚度煤時(shí)刀具上的截割阻力值。根據(jù)煤質(zhì)硬度選擇采煤機(jī)械的情況見表4-9-4 。（ 4）按采煤工作面的生產(chǎn)能力要求選型采煤機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)大于工作面的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。采煤機(jī)的生產(chǎn)能力主要受采煤機(jī)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。液壓牽引的采煤機(jī)，由于受到主泵壓力、排量的限制，進(jìn)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(chǎn)能力的要求。對于日產(chǎn)萬噸煤的高產(chǎn)、高效工作面，要求采煤機(jī)的實(shí)際牽引速度達(dá)到 10-12m/min，其設(shè)計(jì)牽引速度約為1

6、5m/min 左右，這時(shí)可供選擇的只有大功率（總功率達(dá) 600? 1000kW）的無鏈電牽引采煤機(jī)。根據(jù)煤硬度選擇采煤機(jī)械表如下：煤質(zhì)煤質(zhì)硬度適用采煤機(jī)械f（ Mpa）A(kN / cm)軟1.53.0303.0個(gè)別脆性煤可用滑行刨煤機(jī)，一般宜用大功率（450KW ) 采煤機(jī)（ 5）按工作面采煤工藝要求選型對薄及中厚煤層的單一長壁采煤工藝，一般可選用通用型滾筒采煤機(jī)；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(jī)身采煤機(jī)。2. 采煤機(jī)械的主參數(shù)及其確定采煤機(jī)的主參數(shù)包括：生產(chǎn)能力 . 滾筒直徑和截深、機(jī)面高度、采高、調(diào)高范圍、臥底量、牽引速度、牽引力、截割速度、裝機(jī)功率等。（

7、1）采煤機(jī)的生產(chǎn)能力采煤機(jī)的生產(chǎn)能力分為理論生產(chǎn)能力和實(shí)際生產(chǎn)能力，即采煤機(jī)每小時(shí)的產(chǎn)煤量。1) 理論生產(chǎn)能力（最大生產(chǎn)能力）理論生產(chǎn)能力 Qt 等于 ：Qt 60HB q (t / h)(1)式中 :H采髙， m；B- 有效截深， m；q - 定條件下最大可能的牽引速度（牽引速度受采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率的制約；- 煤實(shí)體密度，一般取 1.3 1.4t / m32) 實(shí)際生產(chǎn)能力Q，(/)(2)mK Qtht式中： K采煤機(jī)的總時(shí)間利用系數(shù)，按下式計(jì)算：K，t1(3)t1t2 t3 t4t1 - 采煤機(jī)的有效開機(jī)時(shí)間 ,min ；t 2 - 割一刀煤消耗的輔助時(shí)間， min ；t 3 -割一刀煤

8、所需的消除故障時(shí)間，min；t 4- 因技術(shù)和勞動(dòng)組織原因引起的采煤機(jī)停機(jī)時(shí)間，min；可見，采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力取決于技術(shù)和勞動(dòng)組織因素。在機(jī)器選型時(shí)要參照以上公式結(jié)合實(shí)際情況分析后確定。（ 2）滾筒度 B從上式知，有效截深影響采煤機(jī)生產(chǎn)能力，因此合理選擇滾筒寬度很重要。目前綜采多數(shù)截深采用 0.6m因此所選滾筒寬度 B=630mm。薄煤層及大功率采煤機(jī)也可根據(jù)實(shí)際情況增大到 800-1000mm。當(dāng)頂板條件較差時(shí)，也可減小到B=500mm。目前國際上大功率采煤有加大滾筒寬度到1000mm趨勢，以提髙生產(chǎn)能力。（3）滾筒直徑 D滾筒直徑應(yīng)根據(jù)工作面煤層厚度及其采高來選擇。對于薄煤層雙滾筒采煤

9、機(jī)或一次采全髙的單滾筒采煤機(jī)，滾筒直徑按下式選?。篋 H( 0 . 1 0 . 3 m)( )(4)m in式中 Hmin- 最小層厚， m。0.10.3 - 考慮到割煤后頂板的下沉量，以防止采煤機(jī)返回裝煤時(shí)滾筒截割頂梁。中厚煤層用的單滾筒采煤機(jī)，其滾筒直徑為D (0.55 H0. 6 m)( )(5)ma x式中 Hmax最大煤層厚度， 。m雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)是最大采髙的3/5 ，當(dāng)采高在 2.2m以下時(shí)比例增大，或者根據(jù)兩個(gè)滾筒的裝煤量相等的原則來選取。設(shè)滾筒直徑 D與采髙 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D H , 下滾筒截割煤的厚度為 H D (

10、1 )H , 下滾筒除了要裝所割下的厚度為 H-D的煤外，還要負(fù)擔(dān)上滾筒留下的當(dāng)量厚度為(1)aH 的煤。因此，根據(jù)兩個(gè)滾筒裝煤量相等，有：H (1)H(1 )H11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(yīng)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 : DaH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(jié)。（4）機(jī)面高度、臥底量、采高及調(diào)高范圍根據(jù)采高范圍，配置不同的底托架及輸送機(jī)，選用不同的機(jī)面高度。

11、采高與采煤機(jī)尺寸關(guān)系如圖 1所示。采煤機(jī)機(jī)面高度選定后，可按下列公式確定采煤機(jī)暈大、最小采高及臥底量。圖 1 采高采煤機(jī)尺寸關(guān)系最大采高：H maxAhL sinD2max2最小采高：H minAhL sinD2min2最大臥底量：K maxAhL sinD2max2最小臥底量：hDK m i n A2L s i nm 2i n式中： A機(jī)面高度；h 電動(dòng)機(jī)高度；L 搖臂長度；max 、min 搖臂向上最大傾角、最小傾角；max 、min 搖臂向下最大傾角、最小傾角；（8）（9）（10）（ 11）薄煤層機(jī)面髙度，根據(jù)采髙、頂梁厚度，還要考慮過機(jī)斷面余量，一般不小于200mm。調(diào)高范圍是指最大采

12、高H max ，至最小采高 H min 之間的髙度范圍。工作面的煤層變化應(yīng)位于采煤機(jī)采高變化范圍之內(nèi)。臥底量隨所用滾簡直徑大小及搖臂向下傾角而定，一般應(yīng)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于 300mm，薄煤層不小于 200mm （5）牽引速度選擇牽引速度時(shí)，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)功率，工作面要求生產(chǎn)能力、輸送機(jī)運(yùn)輸能力及頂板條件。一般暈大牽引速度為 6-100m/min 。髙產(chǎn)、高效工作面的采煤機(jī)，最大牽引速度達(dá) 12-15m/min.（6）滾筒轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向1) 轉(zhuǎn)速滾簡轉(zhuǎn)速的大小直接影響刀具的切屑厚度與粉塵的

13、生成，而且還會(huì)影響裝煤能力。因此，選擇合適的轉(zhuǎn)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。滾筒采煤機(jī)的切屑厚度推薦值見表 5，推薦的滾筒采煤機(jī)截割參數(shù)見表6。表5參數(shù)采高（ m）0.5-1.30.8-1.61.3-2.02.0-5.02切屑斷面積（1200150020003000mm）最大切屑厚度 hmax （ mm）范圍35-5045-6355-7769-90平均55556275平均切屑厚度h （ mm）范圍23-3229-4035-5040-57平均29354048表6采高（ m）平均切屑厚度滾筒轉(zhuǎn)速同一截線齒數(shù) (m)牽引速度范圍（ mm）(r/min)(m/

14、min)5412.3-3.20.8-1.629-407613.2-4.75424.7-6.77626.7-9.53812.1-2.95412.9-4.11.3-2.035-503824.1-5.85425.8-8.25438.2-102711.7-2.43812.4-3.42.0-5.040-572723.4-4.83824.8-6.73836.7-9.5一般滾筒的轉(zhuǎn)速不宜太髙，截齒的截割速度以 3? 4m/s左右為好。對薄煤層小直徑滾筒轉(zhuǎn)速可以提高至 60-100r/min 左右，以提高裝煤效率。2) 轉(zhuǎn)向(1) 單滾筒采煤機(jī) : 上行時(shí)順轉(zhuǎn) , 行時(shí)逆轉(zhuǎn)；在左工作面時(shí)用右旋滾筒、順時(shí)針轉(zhuǎn)，

15、在右工作面時(shí)用左旋滾筒、逆時(shí)針轉(zhuǎn)。單滾筒采煤機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)向如圖2所示，其中圖 a、 c兩種情況裝煤和采煤機(jī)穩(wěn)定都較好。(2) 雙滾筒采煤機(jī)：雙滾筒采煤機(jī)的轉(zhuǎn)向見表7圖 2 單滾筒采煤機(jī)的轉(zhuǎn)向表 7 雙滾筒采煤機(jī)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)方向圖例說明煤塵較少，煤塊不易拋出傷人，裝煤口尺寸較小，反向?qū)L適用于中厚煤層、滾徑較大的采煤機(jī)筒直煤塵較多，碎煤易傷人，裝煤口尺寸較大，適用于正向?qū)L薄煤層、滾筒直徑較小的采煤機(jī)（ 7）牽引力牽引力取決于煤質(zhì)硬度、采高、牽引速度、煤層傾角、機(jī)器質(zhì)量以及導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)和摩擦系數(shù)等因索。由于影響因索太多，目前還沒有準(zhǔn)確的計(jì)算方式。1） 采煤機(jī)理論牽引力P ka (Mg (sinf

16、cos ) Rq )（12）式中：采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)向部分產(chǎn)生的附加阻力系數(shù)，一般?。簁a 1.3-1.5 ；M 采煤機(jī)質(zhì)量， kg；g 重力加速度， g=9.8m/ s2a 煤層傾角；f- 摩擦系數(shù)，采煤機(jī)輸送機(jī)工作時(shí)，f=0.18-0.25；爬坡工作時(shí) ,f=0.3-0.4;Rq-滾筒上截尺的總平均牽引阻力。由于截齒的總平均牽引阻力Rq影響的因素太多，理論與實(shí)際會(huì)有較大的出入，因而影響計(jì)算準(zhǔn)確性。目前在設(shè)計(jì)中均采用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)數(shù)據(jù)如類比方法簡單迅速地確定牽引力與功率。2）實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定牽引力綜合國內(nèi)外采煤機(jī)的技術(shù)參數(shù)，一般牽引力為機(jī)器重力的1.2 1.5 倍，下限適用于緩傾斜中厚煤層工作面或薄煤

17、層工作面，上限適于傾角較大或煤層較厚的工作面。3）根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率選擇牽引力采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)與牽引力選擇見表8。表 8 電動(dòng)機(jī)與牽引力功率表采煤機(jī)電機(jī)功 50100150200300300率（ kW）牽引力（ kN） 100100 160160 200200 300300 450450注；電動(dòng)機(jī)功率與牽引力的匹配，隨著各種元件（液壓元件、泵、液壓馬達(dá)，無鏈牽引機(jī)構(gòu)）受力條件. 傳動(dòng)齒輪材料，各方面的變化，以及特殊需要，尚可根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，上述表列數(shù)據(jù)僅供參考。4）牽引力的選擇采煤機(jī)的牽引力可參照以上方法確定。對于鏈牽引及無鏈單牽引采煤機(jī)，設(shè)計(jì)牽引力按煤層傾角=16計(jì)算；對于無鏈多牽引采煤機(jī)，設(shè)

18、計(jì)牽引力按=35計(jì)算；對于無鏈多牽引大傾角采煤機(jī)，其設(shè)計(jì)牽引力按該機(jī)適用的最大傾角（最大可達(dá)=45-55）計(jì)算。5）實(shí)際牽引力驗(yàn)算采煤機(jī)使用過程中，有時(shí)需要對現(xiàn)有采煤機(jī)的實(shí)際牽引力進(jìn)行驗(yàn)算，以確定牽引力不足的原因井采取相應(yīng)措施。圖 4-9-3牽引部傳動(dòng)系統(tǒng)驗(yàn)算時(shí)，先按圖 4-9-3 畫出該采煤機(jī)由原動(dòng)機(jī) M（牽引電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)）經(jīng)減速器及到驅(qū)動(dòng)輪（鏈輪或齒軌輪）的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，并查得減速器 R中各齒輪的齒數(shù)及驅(qū)動(dòng)輪的節(jié)畫直徑 D0，然后即可按下式確定采煤機(jī)的實(shí)際牽引力：P2M miR R n ( kN )(13)D0式中： M m 原動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，Nm ；iR 減速器的總傳動(dòng)比，可按照傳動(dòng)系

19、統(tǒng)求得；R 減速器的總機(jī)械效率，可根據(jù)齒輪精度及級(jí)數(shù)確定值；n 牽引機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，對鏈引取為0.95 ，對銷輪齒軌為 0.90-0.92 ，對齒輪銷軌為 0.90-0.92 ；D0 驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑， mm。常用采煤機(jī)牽引力及其相關(guān)參數(shù)見各采煤機(jī)技術(shù)特征表。隨著牽引速度及小時(shí)生產(chǎn)能力的提高，采煤機(jī)牽引力也越來越大。這樣，一方面擴(kuò)大了采煤機(jī)對各類煤層開采條件的適應(yīng)性，另一方面對各傳動(dòng)元件的可靠性（或稱強(qiáng)度裕度）也提出更髙的要求。（ 8）裝機(jī)功率1）根據(jù)煤的比能耗選擇電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)功率消耗與煤質(zhì)硬度、煤層厚度及牽引速度成線性關(guān)系。根據(jù)國內(nèi)在人造煤壁的多次試驗(yàn)以及井下對比實(shí)測，各種功率下的比能耗參

20、考值見表9。表9 各種功率下的比能耗值電動(dòng)機(jī)功率 (kW)比能耗 (kWh/t)煤質(zhì)硬度 f平均采高（ m）1500.762.02000.951.522.33000.982.8注： 1 上述比能耗時(shí)在煤質(zhì)硬度為1.5 2，q3m/ min的實(shí)測值；2 當(dāng)采高及煤質(zhì)硬度變化時(shí)，硬度增加 1倍，電動(dòng)機(jī)功率增加 25%左右，煤層高度增加 10%，電動(dòng)機(jī)功率增加3%左右。根據(jù)采髙選擇電動(dòng)機(jī)功率采煤機(jī)的裝機(jī)功率可根據(jù)生產(chǎn)率，采高等參照同類型采煤機(jī)資料按類比法來確定。對我國中硬及中硬以下煤層用采煤機(jī)，裝機(jī)功率可參照表10選取。表 10采煤機(jī)裝機(jī)功率推薦值裝機(jī)功率（kW）裝機(jī)功率（Kw）采高（m）采高（m）

21、單滾筒雙滾筒單滾筒雙滾筒0.6-0.980-1001802.0-3.5300-4500.9-1.33.5-4.5-450100-150150-2001.3-2.0-150-200200-300隨著國際上高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)，采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率已經(jīng)超出了上述介紹的數(shù)值。3. 刨煤機(jī)的主參數(shù)選擇刨煤機(jī)的主參數(shù)包括：生產(chǎn)能力、電動(dòng)機(jī)功率、刨刀截深、刨頭速度、刨頭牽引力等。（1） 生產(chǎn)能力刨煤機(jī)的落煤能力可按下式計(jì)算：Q 3600 H (t / h)(14)式中： H 煤層厚度， m；煤的實(shí)體密度，一般取 =1.3-1.4t/m 3；刨頭速度， m/s;h 刨刀截深， m；由于同一刨煤機(jī)可適用一定厚

22、度范圍的煤層，刨刀截深也有一定的變化范圍，因此在計(jì)算刨煤機(jī)的生產(chǎn)率時(shí)，一般對所采煤層厚度H及刨刀截深 h均取平均值。（2）電動(dòng)機(jī)功率刨煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率與刨頭所需的牽引力和速度有關(guān)，也即與所采煤層的煤質(zhì)硬度有關(guān)。根據(jù)所采煤層硬度的不同，可選擇不同的電動(dòng)機(jī)功率，如240；275；290；2 110；2132；2200kW。（3）刨刀截深截深應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)硬度并在刨煤機(jī)最大刨削力的范圍內(nèi)選取。一般刨煤機(jī)的截深h=4080mm，煤質(zhì)較硬時(shí)，應(yīng)選擇小值；煤質(zhì)軟時(shí)，選擇大值。（4）刨頭速度刨煤機(jī)的刨頭速度一般為 0.5-2m/s, 采用慢速刨時(shí)刨頭速度一般在 0.5-1m/s 采用快速刨時(shí)刨頭速度一般在 1.

23、5-2m/s 左右。（5）刨鏈牽引力FW(15）V式中： F 刨鏈牽引力， Kn；W 刨煤機(jī)電動(dòng)機(jī)總功率，kW；刨煤機(jī)的傳動(dòng)效率，取=0.7 0.8 ；V 刨頭速度， m/s；刨鏈牽引力指的是從減速器輸出連輪處的牽引力，包括以下四個(gè)內(nèi)容：FF1F2F3F4（ 16）F1 刨削力， kN；F2 裝載力， kN；F3 刨頭摩擦阻力， kN；F4 刨鏈摩擦阻力， kN。第二部分刮板輸送機(jī)的選型1. 選型的原則和要求（表 2-1 ）表 2-1 刮板輸送機(jī)的選型原則和要求選型的條件選型說明與匹配1. 大采高工作面一般生產(chǎn)能力較高，應(yīng)選用輸送能力較大的刮板輸送機(jī)，如900t/h 以上 , 以滿足高產(chǎn)高效的

24、要求2. 放頂煤開采使用中、低位放頂煤液壓支架時(shí)，后部輸送機(jī)應(yīng)選用與放頂煤支架相匹配的放頂煤刮板輸送機(jī)，這種輸送機(jī)的中部槽只有簡單的擋煤板，按采煤工藝方法無電纜架3. 應(yīng)根據(jù)工作面設(shè)計(jì)的長度配置輸送機(jī)，盡量使輸送機(jī)的長度與工作面長度一致，根據(jù)需要配置傳動(dòng)裝置與電動(dòng)機(jī)功率4. 對仰采和俯采工作面宜選用較寬的中部槽，以增加采煤機(jī)的穩(wěn)定性，避免采煤機(jī)向采空區(qū)或煤壁傾斜1. 對薄煤層應(yīng)選用薄煤層刮板輸送機(jī)或與爬底板采煤機(jī)相匹配的刮板輸送機(jī)2. 對軟底板、軟煤質(zhì)應(yīng)采用封底溜槽，以減少推移輸送機(jī)的阻力3. 對較硬煤質(zhì)條件且生產(chǎn)能力較小的工作面宜選用敞底式溜槽、邊雙鏈刮板按煤層賦存條件輸送機(jī)，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)比較

25、簡單4. 對傾角較大的工作面應(yīng)在機(jī)頭、機(jī)尾選用錨固裝置，在中間增設(shè)防滑千斤頂?shù)难b置，中部槽間選用 高強(qiáng)度連接裝置1. 刮板輸送機(jī)的輸送能力必須與采煤機(jī)或刨煤機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，應(yīng)使輸送機(jī)的輸送能力等于或大于采煤機(jī)或刨煤機(jī)的生產(chǎn)能力。2. 為了配合滾筒采煤機(jī)自開切口，應(yīng)優(yōu)先選用短機(jī)頭和短機(jī)尾，但機(jī)頭架和機(jī)尾架中板的升角不宜過大，以滅少通過壓鏈塊時(shí)的能耗。按采煤機(jī)械的匹配要3. 為了配合有鏈牽引或無鏈牽引的需要，在輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾部設(shè)采煤機(jī)牽求引鏈的張緊裝置及其固定裝置，而與無鏈牽引的采煤機(jī)配套時(shí)，機(jī)身應(yīng)附設(shè)結(jié)構(gòu)型式相應(yīng)的齒條或銷軌，與采煤機(jī)的行走輪齒相嚙合4. 為了配合采煤機(jī)雙向往復(fù)采煤的需要，

26、在輸送機(jī)靠煤壁一側(cè)應(yīng)設(shè)鏟煤板，以清理機(jī)道浮煤煤5.為了防止采煤機(jī)掉道，在溜槽上應(yīng)設(shè)有導(dǎo)向裝置6.為了配合采煤機(jī)行走時(shí)能自動(dòng)鋪設(shè)拖移電纜和水管，應(yīng)在輸送機(jī)采空區(qū)一側(cè)附設(shè)電纜槽7.開采較薄煤層配用騎溜式采煤機(jī)時(shí)，究采用邊雙鏈?zhǔn)?、封底溜槽和矮平機(jī)頭、機(jī)尾1.刮板輸送機(jī)溜槽及其擋煤板座結(jié)構(gòu)應(yīng)與液壓支架的架型相匹配，如插腿式、非插腿式按液壓支架的匹配要2.刮板輸送機(jī)溜槽的長度應(yīng)與支架的寬度相匹配求3.刮板輸送機(jī)溜槽及其擋煤板座與液壓支架的推移千斤頂連接裝置的間距及連接方式相匹配4.配放頂煤液壓支架時(shí)，應(yīng)考慮輸送機(jī)在架前、架中或架后連接的位置與轉(zhuǎn)載機(jī)的匹配1.刮板輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾的連接方式和卸載方式要匹

27、配2.采用端卸式或側(cè)卸式機(jī)頭的結(jié)構(gòu)及布置方式均應(yīng)與轉(zhuǎn)載機(jī)匹配1. 綜采工作面刮板輸送機(jī)必須是可彎曲自移式2. 要根據(jù)鏈子的負(fù)荷情況決定鏈子的數(shù)目，結(jié)合煤質(zhì)硬軟情況選擇鏈子的結(jié)構(gòu)形式（單鏈、邊雙鏈、中鏈或準(zhǔn)邊雙鏈）煤質(zhì)較硬、塊度較大時(shí)，優(yōu)先選用雙邊鏈，煤質(zhì)較軟時(shí)，可選用單鏈或中雙鏈輸送機(jī)自身的結(jié)構(gòu)3. 在傳動(dòng)裝置布置方式、電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)方面，應(yīng)采用平形布置、多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，一般 2-4 臺(tái)，應(yīng)優(yōu)先選用雙電動(dòng)機(jī)雙機(jī)頭驅(qū)動(dòng)方式。為了便于采煤機(jī)工作，應(yīng)盡量將傳動(dòng)裝置布置在采空區(qū)一側(cè)4. 電動(dòng)機(jī)宜優(yōu)先選用雙速電機(jī)，以改善電網(wǎng)的條件、簡化傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)、提高傳動(dòng)效率， 這一點(diǎn)對重型以上刮板輸送機(jī)尤為重要2. 選型

28、計(jì)算 :刮板輸送機(jī)的選型計(jì)算是按具體使用條件，對選用刮板輸送機(jī)的參數(shù)進(jìn)行核算，檢驗(yàn)其是否符合要求。計(jì)算的主要內(nèi)容包括：輸送能力、電動(dòng)機(jī)功率和鋪設(shè)長度，見下表。序計(jì)算公式及說號(hào)明1刮板輸送機(jī)輸送能力，按連續(xù)運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算，其公式為Q3600F(t / h)1式中 F=貨載最大橫斷面積，F(xiàn)F1F2F1bhF2 =b/2 tan貨載在溜槽中的動(dòng)堆積角，對原煤20。 30。貨載的裝滿系數(shù)，取 0.65 0.9貨載的散集容重，t/m3， 對原煤=0.85-1.0 t/m 3刮板輸送機(jī)鏈速，m/s2. 刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)配套使用時(shí)，輸送機(jī)的輸送能力Q不得小于采煤機(jī)的生產(chǎn)能輸 送 能力 及 溜 力 Qc

29、，即槽 段 面QQ60BH,(t / h)的校核cc式 中 ： B 采煤機(jī)截深， m；H-采煤機(jī)采高， mv 原封煤容重， t/m 3 ，一般 v =1.2 -1.5 t/m3 ，c 采煤機(jī)牽引速度，m/min3當(dāng)給定輸送機(jī)生產(chǎn)能力Q,驗(yàn)算溜槽最大貨載斷面時(shí)，按下式計(jì)算QF，3600式中： v 輸送機(jī)對采煤機(jī)的相對速度，按下式計(jì)算,c( m / s)60式中號(hào)選取原則是；當(dāng)刮板鏈與采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)取“+” 號(hào)，相同時(shí)取“ -”號(hào)輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的大小要根據(jù)工作面傾角、輸送機(jī)鋪設(shè)長度和 輸送量的大小等具體電 動(dòng)條件決定，其關(guān)系式為：機(jī) 功2, cos L率 的 校K K1 K 2 qcos

30、sin2q0核N01000(kW)式中 q 一貨載每米重力，N / m， 按下式計(jì)算Q gq(N / m)3.6q0 刮板鏈每米重力，N/mQ 輸送量 ,t/hK電動(dòng) 機(jī)功率備用系數(shù)，K=1.15-1.2K1- 刮板鏈繞過兩端鏈輪吋的附加阻力系數(shù)K2 輸送機(jī)水平彎彎曲時(shí)附加阻力系數(shù) ， 取 1. 1 刮板幢送機(jī)安裝傾角L刮板輸送機(jī)鋪設(shè)長度，m。當(dāng)已知電動(dòng)機(jī)功率 N0、輸送量 Q、及其它參數(shù)、, 、 q0 、時(shí)，可根據(jù)下式驗(yàn)算鋪設(shè)長度L 與安裝角度的關(guān)系：鋪 設(shè) 長1000 N03 度的驗(yàn)L（ m）, cos算K1K 2 q cos sin2q01. 根據(jù)式( 5- 1- 8) 可繪制刮板輸送機(jī)

31、應(yīng)用曲線，即刮板輸送機(jī)鋪設(shè)長度與傾角的關(guān)系曲線2. SGZ730/ 264 型刮板輸送機(jī)在各種不同輸送量時(shí)的應(yīng)用曲線如圖 5- 1-30所示，已 知 參 數(shù) 是 ： 設(shè) 計(jì) 長 度 2 0 0 m， 輸 送 量 Q=6 0 0 、500、400、3 0 0 t / h ， 鏈 速 =0.95m/s, N02 132kW ， 圓 環(huán) 鏈 2 6 92中 雙 鏈刮 板 輸3送 機(jī) 應(yīng) q0 570N / m用 曲 線選甩參數(shù)0.850.6,0.643. 當(dāng) 裝 用 2 臺(tái) 1 3 2 k W電 動(dòng) 機(jī) 時(shí) ， 允 許 鋪 設(shè) 長 度 按 圖 4 中 査 得 米 數(shù) 乘 2 。 例如 從 圖 4 中

32、 査 得 水 平 鋪 設(shè) 0 、 輸 送 量 為 6 0 0t / h ， 裝 用 1 臺(tái) 13 2 k w 電 動(dòng)機(jī) 的 允 許 鋪 設(shè) 長 度 為 64 m, 如 裝 用 2 臺(tái) 1 3 2 k w 電 動(dòng) 機(jī) 時(shí) ， 允 許 鋪 設(shè) 長 度 為2X64 = 128m圖 3 中部槽物料斷面圖 4 SGZ730/264型刮板輸送機(jī)長度、坡度應(yīng)用曲線第三部分液壓支架的選型1. 支架最大高度考慮到頂板有偽頂冒落或可能局部冒落，支架的最大高度應(yīng)是煤層的最大開采高度再加 200-300mm，即：hmaxH max0.20.3式中H max - 煤層開采最大高度， m。2. 支架的最小高度支架最小高度

33、由下式計(jì)算：hminH minSge(m)式中Hmin - 煤層開采最小厚度， m；g-頂梁上、底座下浮矸厚度，一般為0.05m；e-移架時(shí)支架縮回量，一般為0.030.05m；S-支架后柱處最大下沉量，即：S RHmin(m)R為后柱到煤壁距離，單位 m； 考慮到頂板級(jí)別的系數(shù)，對、級(jí)頂板分別為0.04 、 0.025 、0.015 。在實(shí)際使用中，可?。篽minH min0.25 0.35（m ）2. 液壓支架選型原則液壓支架的選型，其根本目的是使綜采設(shè)備適應(yīng)礦井和工作面的條件，投產(chǎn)后能做到高產(chǎn)、高效、安全，并為礦井的集中生產(chǎn)、優(yōu)化管理和最隹經(jīng)濟(jì)效益提供條件，因此必須根據(jù)礦井的煤層、地質(zhì)、

34、技術(shù)和設(shè)備條件進(jìn)行選擇。（ 1）液壓支架架型的選擇首先要適合于頂板條件。一般情況下可根據(jù)頂板的級(jí)別，由表351 中直接選出架型。（ 2）當(dāng)煤層厚度超過 1.5m，頂板有側(cè)向推力或水平推力時(shí)，應(yīng)選用抗扭能力強(qiáng)的支架，般不宜選用支撐式支架。（ 3）當(dāng)煤層厚度達(dá)到 1.5-2.8m 以上時(shí)，需要選擇有護(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架。煤層厚度變化大時(shí)，應(yīng)選擇調(diào)高范圍較大的掩護(hù)式雙伸縮立柱的支架。（ 4）應(yīng)使支架對底板的比壓不超過底板允許的抗壓強(qiáng)度。在底板較軟條件下，應(yīng)選用有抬底裝置的支架或插腿掩護(hù)式支架。（ 5）煤層傾角 10時(shí)，支架可不設(shè)防倒防滑裝置； 15 25時(shí)，排頭支架應(yīng)設(shè)防倒防滑裝置，工作

35、面中部輸送機(jī)設(shè)防滑裝置， 25 時(shí)，排頭支架設(shè)防倒防滑裝置，工作面中部支架設(shè)底調(diào)千斤頂，工作面中部輸送機(jī)設(shè)防滑裝置。(6) 對瓦斯涌出量大的工作面，應(yīng)符合保安規(guī)程的要求，并優(yōu)先選用通風(fēng)面積大的支撐式或支撐掩護(hù)式支架 .(7) 當(dāng)煤層為軟煤時(shí)，支架最大采髙一般 2.5m ；中硬煤時(shí)，支架最大采高一般 3.5m ；硬煤時(shí)，支架最大采髙 5m 。(8) 在同時(shí)允許選用幾種架型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格便宜的支架。(9) 斷層十分發(fā)育，煤層變化過大，頂板的允許暴露面積在 5? 8 m2 ，時(shí)間在 20min 以上時(shí)，暫不宜采用綜采。(10) 特殊架型的選擇可根據(jù)特殊架型中各節(jié)的適用條件進(jìn)行選擇。設(shè)計(jì)題目.松藻

36、礦：煤層傾角：2 8，煤層平均厚度 2.49 米，變化在 0.95 3.43 之間，煤層內(nèi)有一層夾矸，煤質(zhì)為焦煤，中等硬度，容重1.35 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.288MPa。頂板分類為 12。 . 松藻礦：煤層傾角： 5 10，煤層平均厚度 2.9 米，變化在 2.2 3.5 之間，煤層內(nèi)有一層夾矸，煤質(zhì)為焦煤，中等硬度，容重 1.35 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.288MPa。頂板分類為 12。 . 平頂山一礦：煤層傾角： 7，煤層平均厚度 6.3 米，煤層內(nèi)有二層夾矸，煤質(zhì)為煙煤，較軟，容重 1.52 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.338MPa。頂板分類為 2。 . 大屯龍

37、東礦：煤層傾角： 2 8，煤層平均厚度 5.42 米，變化在 5.2 5.7 之間，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層中等硬度，容重 1.35 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.404MPa。頂板分類為 1 2 。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。.大屯龍東礦：煤層傾角：2 8，煤層平均厚度 4.6 米，變化在 4.2 5.7 之間，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層中等硬度，容重1.35 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.404MPa。頂板分類為 1 2 。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。.晉城古書院礦：煤層傾角：6.4 ，煤層平均厚度 3 5米，煤層內(nèi)有二層夾矸，煤質(zhì)為無煙煤，堅(jiān)硬性系數(shù) f 4，容重 1.5 噸/m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)

38、度為 0.567MPa。頂板分類為 2。 . 晉城古書院礦：煤層傾角： 6.4 ，煤層平均厚度 3.5 米，煤層內(nèi)有二層夾矸，煤質(zhì)為無煙煤，堅(jiān)硬性系數(shù) f 3，容重 1.40 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.567MPa。頂板分類為 2。.唐山礦：煤層傾角：15 25，煤層平均厚度10.05 米，變化在 9.5 12之間，煤層內(nèi)有二到三層夾矸，堅(jiān)硬系數(shù)為3f 11.2 煤層中等硬度，容重 1.48 噸 /m 。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.445MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。.唐山礦：煤層傾角： 12 22，煤層平均厚度11米，變化在 9. 12之間，煤層內(nèi)有二到三層夾矸，堅(jiān)硬系

39、數(shù)為 f 1 1.2 煤層中等硬度，容重1.45 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.44MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。. 邢臺(tái)東龐礦一區(qū)：煤層傾角：一般13，變化在 11 21之間，煤層平均厚度4.5 米，變化在 3.6-5.1m 之間，煤層結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)硬系數(shù)為f 1.5 2，煤層中等硬度，容重1.48 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.59MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。. 邢臺(tái)東龐礦二區(qū)：煤層傾角：一般11，變化在 10 20之間，煤層平均厚度4.2 米，變化在 3.8-5.2m 之間，煤層結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)硬系數(shù)為f 1.5 2，煤層中等硬度，容重1.

40、48 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.59MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。. 義馬耿村礦：煤層傾角：一般15 26，煤層平均厚度 4.56 米，變化在 4.43 5.9m 之間，煤層內(nèi)有二層夾矸，煤質(zhì)脆而硬，容重1.35 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.585MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。. 義馬耿村礦：煤層傾角：一般11 25，煤層平均厚度 4.5 米，變化在 3.95 5.9m 之間，煤層內(nèi)有二層夾矸，煤質(zhì)脆而硬，容重1.35 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.585MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。. 西山西銘礦：煤層傾角：

41、一般3 8，煤層平均厚度 4.2 米，變化在3.86 4.8m之間，煤層內(nèi)有 50-500mm層夾矸，煤質(zhì)中等硬度，容重1.42 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為0.499MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。. 平頂山礦：煤層傾角：一般6 8，煤層平均厚度7.3 米，煤層內(nèi)有三層夾矸，煤質(zhì)堅(jiān)硬系數(shù)為 f 1.5 1.8 ，容重 1.35 噸 /m3 。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為0.78MPa。頂板分類為2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。（請用分層開采方法）. 平頂山礦：煤層傾角：一般6 8，煤層平均厚度 7.3 米，煤層內(nèi)有三層夾矸，煤質(zhì)堅(jiān)硬系數(shù)為 f 1.5 1.8 ，容重 1.35噸 /m

42、3 。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.78MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。（請用放頂煤開采方法）. 潞安漳村礦：煤層傾角：一般6， 3 9，煤層平均厚度 6.8 米，變化在 6.4 7.2m 之間，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤質(zhì)堅(jiān)硬系數(shù)為f 1.5 2，容重 1.35 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.634MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。. 潞安漳村礦：煤層傾角：一般8， 3 10，煤層平均厚度 6.2 米，變化在 5.64 7m之間，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤質(zhì)堅(jiān)硬系數(shù)為 f 1.5 2，容重 1.35 噸 /m3。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為 0.634MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直

43、接頂中等穩(wěn)定。 . 窯街二礦：煤層傾角：一般55， 37 85，煤層平均厚度21.1 米，變化在 13 30m之間，煤層內(nèi)有四到七層夾矸，煤質(zhì)堅(jiān)硬系數(shù)為 f 0.82 2 ，容重 1.4 噸 /m3 。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為0.394MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。（注意大傾角情況下放頂煤開采的設(shè)備選型）. 窯街二礦：煤層傾角：一般55， 37 85，煤層平均厚度 21.1 米，變化在 13 30m之間，煤層內(nèi)有四到七層夾矸，煤質(zhì)堅(jiān)硬系數(shù)為f 0.82 2 ，容重 1.4 噸 /m3 。實(shí)測支護(hù)強(qiáng)度為0.394MPa。頂板分類為 2。老頂來壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。（注意采用傾角分層開采的方法