煤礦三機(jī)配套及順槽設(shè)備選型設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、煤礦三機(jī)配套及順槽設(shè)備選型設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 題目煤礦三機(jī)配套及順槽設(shè)備選型設(shè)計(jì) 摘要通過這次設(shè)計(jì)任務(wù)使我們更好的掌握了綜采工作面機(jī)電設(shè)備的選型及配套的理論原理同時(shí)也為今后進(jìn)行進(jìn)一步的研究和工作奠定了良好的基礎(chǔ) 回采工作面是整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的核心因此綜采設(shè)備配套是否合理是整個(gè)礦井能否實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)的關(guān)鍵所在近二十年來在我國得到了長足的進(jìn)步綜采生產(chǎn)也已積累了豐富經(jīng)驗(yàn)綜采設(shè)備基本可立足國內(nèi)針對我國地質(zhì)條件的綜采工藝也日趨成熟綜采已成為我國現(xiàn)代化礦井的主要開采手段但是綜采面的設(shè)備配套選型以及單產(chǎn)等方面與世界先進(jìn)水平還存在著一定的差距因此正確的配套設(shè)備選型以提高工作面單產(chǎn)已成為目

2、前急需解決的課題 關(guān)鍵詞綜采工作面設(shè)備配套高產(chǎn)高效 論文類型設(shè)計(jì)報(bào)告abstractthrough this design task it can make us better master the selection and matching of electrical and mechanical equipment in the fully mechanized working face but also lay a good foundation for further study and work mining face is the core of the whole produc

3、tion system so whether mining equipments match well is the key of whether the whole mine can achieve high production and efficiency and safety in recent twenty years it has made much progress in our country and comprehensive production has accumulated much experience compound mining equipment is wid

4、ely used in our country compound mining process based on our geological conditions has become gradually mature compound mining has become the main means but compared to worlds advanced level our selection and matching of electrical and mechanical equipment still exists certain gap therefore the righ

5、t selection and matching of equipment and increasing production have become the urgent problem to be solvedkey wordmechanized coal mining ancillary equipment high production and high efficiencytype of thesis design reporter 第一部分 三元2303工作面礦井情況潞安礦區(qū)北以西川斷層為界與武夏礦區(qū)相接南以長治與晉城市行政邊界為界與晉城礦區(qū)毗鄰東以15號(hào)煤層露頭為界西以15號(hào)煤層

6、1500m埋深線為界南北長約746km東西寬約631km面積約為304465km2潞安礦區(qū)煤炭資源豐富地質(zhì)儲(chǔ)量147415mt礦區(qū)總規(guī)模8600 mta其中生產(chǎn)礦井4座在建礦井5座一期規(guī)劃礦井4座二期規(guī)劃礦井2座本礦井為一期規(guī)劃礦井規(guī)劃生產(chǎn)能力 22 mta11 地理概況三元煤業(yè)位于長治市郊區(qū)垢北莊鎮(zhèn)垢西莊村南太原焦作鐵路長治站至小宋站一段緊臨井田東界距長治火車站約25km行政區(qū)劃隸屬長治市郊區(qū)堠北莊鎮(zhèn)管轄井田地理坐標(biāo)為東經(jīng)113°0022113°0437北緯36°73036°1257在工業(yè)場地北邊緣建有煤炭鐵路專線長晉高速公路從井田南部的吳村和秦村之間

7、通過距地面工業(yè)場地約26km公路四通八達(dá)交通十分便利井田地處山西省東南部靠近河南河北具有良好的鐵路及公路運(yùn)輸條件本區(qū)公路交通發(fā)達(dá)長治-晉城公路從井田西側(cè)通過鄉(xiāng)村間簡易公路密如蛛網(wǎng)礦井建設(shè)與生產(chǎn)期間的物資與設(shè)備運(yùn)輸經(jīng)公路可抵達(dá)工業(yè)場地公路運(yùn)輸條件極為便利井田位于太行山中段西側(cè)的山前地帶即被稱之為上黨盆地的一部分地勢開闊平坦總的來看呈東高西低之態(tài)勢最高點(diǎn)位于井田西南邊緣標(biāo)高為96770m最低點(diǎn)位于井田北部邊緣標(biāo)高為90250m相對高差6520m本區(qū)屬海河流域漳河水系井田內(nèi)無大的地表水體只有為數(shù)不多的地表沖溝沖溝中平時(shí)無水只有在雨季時(shí)才有少量流水漳河流經(jīng)井田西部外邊緣在井田附近河床寬約50100m水

8、深較淺據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)記載該河最大流量為489m3s最大流速為417ms最小流速為017ms最大含砂量為172kgm3根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的資料流經(jīng)井田段的最高洪水位井田南端9327m中部工業(yè)場地附近916m北部903m本礦井工業(yè)場地最高洪水位標(biāo)高9160m低于副立井井口標(biāo)高93150m155m主立井井口標(biāo)高93150m155m本礦井南翼風(fēng)井工業(yè)場地最高洪水位標(biāo)高9327m低于回風(fēng)立井井口標(biāo)高93880m61m進(jìn)風(fēng)立井井口標(biāo)高93800m53m本礦井工業(yè)場地均有完善的排水系統(tǒng)12 煤層埋藏及開采條件1地層該井田位于沁水煤田長治礦區(qū)東北部區(qū)內(nèi)均被黃土覆蓋盤區(qū)地層自下而上依次為奧陶系中統(tǒng)峰峰組石炭系中統(tǒng)本溪

9、組上統(tǒng)太原組二迭系下統(tǒng)山西組下石盒子組上統(tǒng)上石盒子組及第四系現(xiàn)依據(jù)鉆孔資料由老至新分述如下1奧陶系中統(tǒng)峰峰組o2f井田內(nèi)未出露為一套淺海相深灰色厚層狀石灰?guī)r頂部含泥巖石灰?guī)r角礫局部可見輕微的白云巖化夾石膏層據(jù)區(qū)域數(shù)據(jù)厚度56200m中下部節(jié)理裂隙及溶隙發(fā)育2石炭系中統(tǒng)本溪組c2b井田內(nèi)未出露厚度1080m平均554m巖性為淺灰色泥巖砂質(zhì)泥巖具貝殼狀斷口見有黃鐵礦結(jié)核局部為鋁土巖致密細(xì)膩具有滑感底部可見 山西式鐵礦與下伏峰組呈平行不整合接觸3石炭系上統(tǒng)太原組c3t井田內(nèi)未出露為主要含煤地層之一為一套海陸交互相含煤建造厚895413267m平均12070m巖性主要由灰黑色泥巖砂質(zhì)泥巖石灰?guī)r中細(xì)粒砂

10、巖及煤層組成含k2k3k4k5k6層較穩(wěn)定的石灰?guī)r另有一層不穩(wěn)定的石灰?guī)r沉積有7891011131415號(hào)煤層富含植物化石本組地層以k1細(xì)砂巖為底界與下伏本溪組呈整合接觸k1砂巖局部相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖4二迭系下統(tǒng)山西組p1s井田內(nèi)未出露厚39495845m平均550m主要含煤地層之一為一套陸相含煤建造巖性主要由泥巖砂質(zhì)泥巖中細(xì)粒砂巖組成含123號(hào)煤層本組以k7細(xì)砂巖為底界與下伏太原組呈整合接觸該地層在盤區(qū)內(nèi)北部被剝蝕5二迭系下統(tǒng)下石盒子組p1x井田未出露厚76418543m平均800m巖性由泥巖砂質(zhì)泥巖各粒級砂巖組成本組以k8細(xì)砂巖為底界與下伏山西組呈整合接觸該地層上部在盤區(qū)北部被剝蝕6二迭系上統(tǒng)

11、上石盒子組p2s井田內(nèi)遭受剝蝕最大殘留厚度22860m巖性主要為一套淺黃色黃色淺灰色灰色泥巖砂質(zhì)泥巖細(xì)砂巖中粗砂巖組成本組以k10粗砂巖為底界與下伏下石盒子組呈整合接觸7第四系q井田內(nèi)廣泛分布厚806225516m平均184m左右?guī)r性主要為粘土砂質(zhì)粘土粉土粉砂及細(xì)砂上部47m以上以褐色及灰黃色粉土為主具孔隙含植物根莖及少量鈣質(zhì)結(jié)核等下部47m以下至基巖面以褐色灰綠色及棕紅色粘土粉土互層為主中間夾薄層粉細(xì)砂層粘土中多含動(dòng)物碎片局部含鈣質(zhì)結(jié)核及少量礫石細(xì)砂分選較好局部夾薄層中砂13 井田地質(zhì)構(gòu)造井田處于全掩蓋區(qū)據(jù)勘探鉆孔及煤礦開采揭露井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單地層總的走向?yàn)楸睎|南東向傾向南西傾角2

12、6; 14°井田北部局部地層較陡傾角約14°南部地層較緩傾角約2°一般約5°左右僅見褶曲構(gòu)造未見巖漿巖侵入構(gòu)造屬簡單類型現(xiàn)將井田內(nèi)褶曲敘述如下1南寨背斜s1位于南寨村軸向北東10°背斜軸井田內(nèi)延伸長度3km東翼傾角約5°西翼傾角4°該背斜由補(bǔ)111補(bǔ)10389補(bǔ)108補(bǔ)106等鉆孔控制背斜向南延伸至崔漳村一帶消失2蔣村向斜s2位于蔣村暴馬村一帶其軸向與南寨背斜近似平行兩軸相距約900m該向斜同樣伸至宋家小莊一帶消失該向斜由補(bǔ)110238補(bǔ)101239等鉆孔控制兩翼最大傾角約14°向斜軸長約16km3s3背斜位于該礦

13、井井筒南側(cè)軸向近北西南東向兩翼傾角約3°左右該背斜由補(bǔ)1111102補(bǔ)110194鉆孔控制該背斜延伸至崔漳村南補(bǔ)111以南消失向斜軸井田內(nèi)延伸長度約15km4s4向斜位于下秦村北側(cè)軸向近北東南西向兩翼傾角約3°4°該向斜在崔漳村以南1306工作面西側(cè)消失向斜軸在井田內(nèi)延伸長度約11km該向斜由鉆孔1931103補(bǔ)109及井下巷道控制勘探中及煤礦開采中均未發(fā)現(xiàn)斷層在第三剖面線以北褶皺構(gòu)造發(fā)育對盤區(qū)工作面布置會(huì)帶來不便在向斜發(fā)育部位容易蓄水將來開采時(shí)涌水量可能會(huì)增大井田南部僅有2個(gè)鉆孔119177控制程度低從現(xiàn)階段來看為單斜構(gòu)造預(yù)計(jì)將來進(jìn)一步勘探或礦井開采仍然是褶曲構(gòu)

14、造發(fā)育區(qū)4構(gòu)造對采掘的影響及評價(jià)本井田地質(zhì)構(gòu)造類型屬簡單類型但井田范圍內(nèi)總體勘探程度低從采掘工程和已施工鉆孔看井田范圍內(nèi)主要是褶曲構(gòu)造因此預(yù)測南翼區(qū)的褶曲構(gòu)造也較為發(fā)育但分布范圍及其大小位置只能夠靠加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作來解決14 煤層及煤質(zhì)1煤層井田內(nèi)含煤地層為太原組和山西組不同的聚煤環(huán)境形成了不同的巖性組合巖相特征含煤性也存在較大差異太原組為一套海陸交互相含煤建造含海相灰?guī)r56層含煤9層主要賦存于本組上中下部編號(hào)自上而下為7號(hào)8號(hào)9號(hào)10號(hào)11號(hào)13號(hào)14號(hào)15-1號(hào)15號(hào)其中15號(hào)煤層為全區(qū)較穩(wěn)定大部可采煤層14號(hào)煤層為全區(qū)較穩(wěn)定大部可采煤層9號(hào)煤層為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層其余煤層均不穩(wěn)定不可采地

15、層平均總厚12070m煤層平均總厚844m含煤系數(shù)為699山西組為陸相含煤地層共含煤三層自上而下編號(hào)為1號(hào)2號(hào)3號(hào)其中3號(hào)煤層為區(qū)內(nèi)穩(wěn)定可采煤層其余為不穩(wěn)定不可采煤層地層平均總厚550m煤層平均總厚827m含煤系數(shù)為1504井田內(nèi)太原組山西組煤層平均總厚1677m含煤系數(shù)為952可采煤層為山西組p1s3號(hào)煤層及太原組c3t9號(hào)14號(hào)15號(hào)煤層可采煤層特征表見表2-1-1可采煤層分述如下13號(hào)煤層俗稱香煤位于山西組下部上距k8砂巖底36m左右下距k7細(xì)砂巖8m左右距太原組k6燧石灰?guī)r17m左右距9號(hào)煤層68m左右煤層厚636840m平均718m為厚煤層普遍含02層炭質(zhì)泥巖夾矸結(jié)構(gòu)簡單厚度大可采性

16、指數(shù)為1厚度變異系數(shù)66屬全區(qū)可采之穩(wěn)定煤層屬該礦井批采煤層目前正在開采采空區(qū)范圍位于井田中部中央盤區(qū)內(nèi)采空區(qū)面積約為12km229號(hào)煤層位于太原組中部上距3號(hào)煤層56757133m平均6800m厚度110187m平均146m結(jié)構(gòu)簡單無夾矸全區(qū)可采之穩(wěn)定煤層可采性指數(shù)為1厚度變異系數(shù)137屬一型314號(hào)煤層位于太原組下部上距9號(hào)煤層29024747m平均3718m厚度070095m平均082m結(jié)構(gòu)簡單無夾矸可采性指數(shù)062厚度變異系數(shù)362較穩(wěn)定局部可采415號(hào)煤層位于太原組下部該煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜夾矸薄厚不一但層位穩(wěn)定總體來看該煤層上部有一層夾矸具一定規(guī)律可進(jìn)行對比將其分為上下兩層15115151

17、號(hào)分層僅局部可采全區(qū)絕大部分不可采為不可采煤層個(gè)別鉆孔15煤層其間夾石較厚但無規(guī)律難以進(jìn)行對比15號(hào)煤層上距14號(hào)煤層平均1134m厚度0685m平均344m結(jié)構(gòu)復(fù)雜含夾矸04層可采性指數(shù)為093厚度變異系數(shù)326除補(bǔ)108號(hào)孔缺失外其它均達(dá)可采屬大部可采較穩(wěn)定煤層15 三號(hào)煤層頂?shù)装迩闆r頂板影響煤層冒放性的煤層頂板包含直接頂和老頂兩部分直接頂對頂煤壓裂無直接影響但直接頂能夠隨采隨冒并具有一定的厚度是綜放開采頂煤破碎冒落后順利放出的基本條件否則不利于頂煤回收因此無論從礦壓角度還是從頂煤放出率來考慮都希望直接頂?shù)淖钚『穸饶苓_(dá)到充滿采出煤厚的空間直接頂多為灰黑色泥巖部分為砂質(zhì)泥巖厚度為219783

18、m平均為501m老頂為灰白色中粒砂巖厚度3151023m平均為680m有時(shí)該層直接覆蓋于3號(hào)煤之上3號(hào)煤層頂板巖石力學(xué)性質(zhì)如下抗壓強(qiáng)度為151mpa抗剪強(qiáng)度為261 mpa抗拉強(qiáng)度為115mpa普式系數(shù)為151屬中等堅(jiān)固類巖層屬中硬頂板容易冒落且厚度適中底板多為砂質(zhì)泥巖局部為砂巖和泥巖灰黑色厚度215667m平均493m個(gè)別為炭質(zhì)泥巖厚度不足1m本礦開采3號(hào)煤層時(shí)初次來壓步距約30m周期來壓步距約12m在采煤工作面老頂初次來周期來壓時(shí)要求礦上技術(shù)負(fù)責(zé)人要親臨現(xiàn)場指揮增加特種支架確保支護(hù)可靠開采煤層3號(hào)煤層屬結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定型煤層煤層頂板屬中硬頂板且厚度適中容易冒落本礦井放頂煤工作面開采采用綜合機(jī)械

19、化采煤工藝頂板管理采用全部跨落法管理16 三號(hào)煤層情況 三號(hào)煤層的厚度為638840m平均厚度為718為厚煤層普遍含02層炭質(zhì)泥巖夾矸結(jié)構(gòu)簡單厚度大可采指數(shù)為1厚度變異系數(shù)為66屬全區(qū)可采穩(wěn)定煤層煤層間距為36757133m平均間距為680m夾石總厚為01105m目前三號(hào)煤層可采儲(chǔ)量為3812mt煤類為貧煤或瘦煤會(huì)分為1956揮發(fā)分為1498硫分為04水分為081發(fā)熱量為35932mjkg煤的容重為146t每立方米煤層屬于較軟煤層內(nèi)生裂隙較發(fā)育抗壓強(qiáng)度151mpa有利于頂煤的冒放工作面煤層厚度平均733m含矸厚5cm煤層中單層夾矸厚度不大于030m巖石硬度系數(shù)小于3頂煤中夾矸厚度占煤層厚度的比

20、例小于1015時(shí)頂煤冒放性好否則應(yīng)采取預(yù)破碎措施3號(hào)煤層結(jié)構(gòu)簡單含1層夾矸夾矸薄且大部分位于煤層中下部因此3號(hào)煤層結(jié)構(gòu)對放頂煤無不利影響 煤田走向長度為1014km傾斜寬度為496km井田面積為229517km2回采工作面長度為198m回采工作面年推進(jìn)杜維1188m礦井年生產(chǎn)能力為220萬噸日產(chǎn)量為66667t礦井采用一工一備一掘進(jìn)的工作制度年工作日為330天采用四 六工作制即三班生產(chǎn)一般檢修維護(hù)每天凈提升時(shí)間為16t 第二部分 采煤工藝方法的確定21 冒放性分析1采煤工藝根據(jù)地質(zhì)條件和煤層賦存情況工作面生產(chǎn)能力開采技術(shù)條件以及通風(fēng)安全礦井生產(chǎn)能力回收率等諸多因素考慮3號(hào)煤層工作面采用走向長壁

21、綜采放頂煤的采煤工藝全部垮落法管理頂板2機(jī)采高度及放煤厚度增大機(jī)采高度縮小采放比可以提高工作面采出率但需增加液壓支架的重量同時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備和機(jī)道上方頂煤和煤壁的穩(wěn)定性采高越大越易發(fā)生片幫結(jié)合本礦井煤層厚度實(shí)際開采經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)管理水平確定工作面開采高度為30m放煤厚度433m采放比為1144符合煤礦安全規(guī)程采放比小于13的規(guī)定3采放高度比它對頂煤冒放性的影響反映在兩方面一是采面支架的反復(fù)支撐對頂煤的破碎作用現(xiàn)場觀測表明放頂煤工作面支架對頂煤的破碎作用范圍一般僅限于支架上方2m左右再向上則所受影響很小因此頂煤厚度越大頂煤的冒放性越差二是采放高度比影響著破碎頂煤冒落空間頂煤只有充分破碎冒落時(shí)才有利于其

22、回收2303工作面煤層厚平均733m含矸厚5cm采高為30m采放比為l144較適于頂煤的放出經(jīng)冒放性分析3號(hào)煤層具有較好的冒放性不需人工強(qiáng)制放22 放煤步距和采煤機(jī)截深的確定放煤步距就是相鄰兩次放落頂煤的間隔距離放煤步距是確定工作面采出率和含矸率的重要因素放煤步距過大過小都將造成回采率的下降或含矸率的提高根據(jù)放煤橢球體理論合理的放煤步距應(yīng)該是與頂煤放落橢球體短軸半徑和放煤高度相匹配使煤矸石和采空區(qū)矸石同時(shí)達(dá)到放煤口達(dá)到丟煤最少含矸率最低根據(jù)礦井生產(chǎn)實(shí)踐確定2303工作面采煤機(jī)選用mgty30073011d截深為06m放煤步距為06m采用割一刀放一次頂煤的一采一放采煤工藝 1放煤步距放煤步距是相

23、鄰兩循環(huán)放煤之間工作面向前推進(jìn)的距離最佳的放煤步距應(yīng)是頂煤垮落后能從放煤口全部放出的距離合理的放煤步距與頂煤厚度破碎塊度松散程度放煤口的位置及頂煤冒落時(shí)的垮落角等多種因素有關(guān)根據(jù)近年來放頂煤生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)取放煤步距為06m 2放煤方式根據(jù)3號(hào)煤層的賦存條件頂?shù)装鍘r性根據(jù)本礦井其他綜放工作面的成功經(jīng)驗(yàn)確定2303工作面的放煤方式為多人分段單輪放煤方式通過收尾梁使頂煤落入后溜中直到見矸后伸出尾梁停止放煤為了減少頂板周期來壓對收尾的影響在收尾期間應(yīng)加強(qiáng)礦壓觀測保證收尾工作順利完成參照本礦井生產(chǎn)實(shí)際情況初步確定2303工作面末采放煤在距離停采線12m范圍內(nèi)停止放煤在生產(chǎn)中也可根據(jù)采煤工作面的具體條件在頂

24、板條件允許的前提下調(diào)整放煤的距離23進(jìn)刀方式的選擇由于工作面長度較長采煤機(jī)進(jìn)刀方式采用端部斜切進(jìn)刀的方法工藝過程下端頭進(jìn)刀上行割煤裝煤移架移前溜上端頭進(jìn)刀下行割煤裝煤移前溜放頂煤移后溜采煤機(jī)采用上下端頭斜切進(jìn)刀進(jìn)刀長度25m左右移架滯后采煤機(jī)后滾筒3-5m追機(jī)作業(yè)滯后移架10-15m推移前部輸送機(jī)輸送機(jī)彎曲長度不小于15m推移步距06m采煤機(jī)下行割煤完成后再放頂煤以免兩工序相互影響放煤在工作面處于最小控頂距的條件下進(jìn)行放煤方式為單輪間隔低位放煤當(dāng)矸石量占放出物的13時(shí)即停止放煤遇到大塊煤不易放出時(shí)反復(fù)伸縮插板小幅度上下擺動(dòng)尾梁使底煤破碎后順利放出放完頂煤后滯后支架10-15m推移后部輸送機(jī)彎曲

25、段長度不小于15m采煤機(jī)的割煤方式采煤機(jī)雙向割煤往返兩刀的割煤方式其生產(chǎn)工藝過程為雙向割煤方式的主要特點(diǎn)是采煤機(jī)沿工作面前后滾筒同時(shí)割煤上行下行割煤厚度30m并同時(shí)完成推移輸送機(jī)支架等一個(gè)采煤循環(huán)的全過程采煤機(jī)沿工作面上下行割煤裝煤完成一個(gè)采煤循環(huán)采煤機(jī)的進(jìn)刀方式端部斜切式進(jìn)刀法如圖所示其進(jìn)刀過程為當(dāng)采煤機(jī)割煤至工作面端頭時(shí)其后的輸送機(jī)槽已移近煤壁采煤機(jī)機(jī)身處尚留有一段下部煤調(diào)換滾筒位置前滾筒降下后滾筒升起然后沿輸送機(jī)彎曲段返向割入煤壁直到采煤機(jī)機(jī)身進(jìn)輸送機(jī)直線段為止這時(shí)采煤機(jī)已向煤壁推進(jìn)了一個(gè)截深然后將輸送機(jī)移直再調(diào)換兩滾筒的上下位置采煤機(jī)重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處再次調(diào)換上下滾筒位置采煤機(jī)

26、沿工作面向右正常割煤直到工作另一端向下運(yùn)行一個(gè)機(jī)長將前滾筒放下然后向下割煤裝煤直至下順槽第三部分工作面三機(jī)選型31綜放工作面配套設(shè)備懸著原則1必須與開采煤層的地質(zhì)條件相適應(yīng)2能滿足工作面生產(chǎn)能力的需要3設(shè)備結(jié)構(gòu)性能和主要技術(shù)才是必須相互匹配4綜采設(shè)備選型配套設(shè)備英語礦井的煤炭運(yùn)輸通風(fēng)輔助運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)能力相適應(yīng)5配套設(shè)備的整體可靠性與生產(chǎn)能力相適應(yīng)32 采煤機(jī)1采煤機(jī)選型原則1適合特定的煤層地質(zhì)條件并且采煤機(jī)截深截割高度功率計(jì)牽引方式等主要參數(shù)選取合理有較大的適用范圍2滿足工作面生產(chǎn)能力要求3采煤機(jī)技術(shù)性能良好工作可靠度高保護(hù)功能完善4采煤機(jī)使用檢修維護(hù)方便2選取采煤機(jī)時(shí)考慮的因素1煤層的硬度2煤

27、層的厚度3煤層的傾角4頂?shù)装逍再|(zhì)3 選型計(jì)算由工作面的原始數(shù)據(jù)知道2303工作面的年產(chǎn)量是22mt年工作日為330天日產(chǎn)量為66667td采煤機(jī)選擇應(yīng)與工作面生產(chǎn)能力相適應(yīng)采用采煤機(jī)的平均割煤速度為基本參數(shù)采煤機(jī)采用雙滾筒電牽引采煤機(jī)采用端部斜切進(jìn)刀方式雙向割煤采煤機(jī)平均落煤能力可采用以下公式計(jì)算式中qm采煤機(jī)落煤能力th a工作面日產(chǎn)量6667td b采煤機(jī)滾筒截深06m c工作面回收率取97 l工作面長度198m ls刮板輸送機(jī)彎曲段長度30m lm采煤機(jī)兩滾筒中心距取18m k采煤機(jī)日開機(jī)率根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取60 h采煤機(jī)割煤高30 mhf放頂煤厚度平均取43mlf工作面頂煤長度188mcf放頂

28、煤回收率取86 煤的容重146tm3 td采煤機(jī)反向時(shí)間取5min代入數(shù)據(jù)得335th2采煤機(jī)平均割煤速度 根據(jù)采煤機(jī)的平均生產(chǎn)能力計(jì)算采煤機(jī)的平均割煤素的公式如下式中vc采煤機(jī)平均割煤速度mmin其它參數(shù)意義同前代入數(shù)據(jù)得 212mmin由于采煤機(jī)在采煤過程中煤層的賦存情況并不是固定不變的所以采煤機(jī)的實(shí)際落煤量和割煤速度是隨機(jī)的因此在選擇采煤機(jī)時(shí)采煤機(jī)的最大速度較平均速度應(yīng)有一定的富裕量采煤機(jī)的最大割煤速度vkvc式中k采煤機(jī)不均衡系數(shù)取14v14×212297mmin采煤機(jī)的最大割煤能力qkcqkc-采煤機(jī)不均衡系數(shù)取14代入數(shù)據(jù)得qkcq14×335469th采煤機(jī)截

29、割功率n60bhvnaxhw式中n采煤機(jī)截割功率kw hw采煤機(jī)能耗指數(shù)取076kwhm3 b采煤機(jī)得截深取06m h采煤機(jī)的截割高度取30m hw采煤機(jī)能耗系數(shù)取值276 n60×06×3×297×076245kw根據(jù)以上計(jì)算考慮煤層厚度夾矸情況并利用礦方現(xiàn)有設(shè)備采煤機(jī)型號(hào)利用mgty30073011d電牽引采煤機(jī)截割滾筒電機(jī)功率為2×3001滾筒2搖臂減速器3固定減速器4電動(dòng)機(jī)5牽引部6底托架其技術(shù)特征如下表內(nèi)容參數(shù)型號(hào)mgty30073011d采高范圍m2035供電源電壓v1140機(jī)面高度m1580適應(yīng)煤層傾角25°適應(yīng)煤層硬度

30、f4裝機(jī)總功率kw730搖臂長度mm2164搖臂擺角上擺角度°309下擺角度°232滾筒的轉(zhuǎn)速rmin327截割速度ms31滾筒直徑mm1800滾筒截深mm800搖臂回轉(zhuǎn)中心距mm8155滾筒最大中心距mm12483主架長度mm8405牽引方式交流變頻無極調(diào)速鏈輪銷排式無鏈牽引mgty30073011d采煤機(jī)型號(hào)含義m煤機(jī)g滾筒ty太原300截割功率300kw730裝機(jī)總功率11電壓等級1140vd電牽引工作面日推進(jìn)度為式中s工作面日進(jìn)度m q工作面日產(chǎn)量6667td l工作面長度198m m工作面平均采高取733m 煤的容重146tm3c工作面回采率取97工作面循環(huán)進(jìn)尺為

31、06m日循環(huán)數(shù)n為取工作面日循環(huán)數(shù)為6個(gè)工作面日進(jìn)度36m年進(jìn)度為1188m33刮板輸送機(jī)的選型 1 刮板輸送機(jī)選型原則 1刮板輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)大于采煤機(jī)的最大生產(chǎn)能力一般可取11倍 2要根據(jù)刮板鏈的符合情況確定鏈條數(shù)目根據(jù)給定煤質(zhì)硬度選擇鏈條結(jié)構(gòu)形式煤質(zhì)較硬塊度較大時(shí)優(yōu)先選用邊雙鏈煤質(zhì)腳軟時(shí)可選用單鏈或雙中鏈 3輸送機(jī)中部槽的結(jié)構(gòu)一般選用開底式封底式主要用于較軟的底板條件下中部槽寬度尺寸盡可能選用通用尺寸并考慮能與采煤機(jī)托架和行走機(jī)構(gòu)尺寸相匹配 4傳動(dòng)裝置的布置方式電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)和鋪設(shè)長度方面通常選用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)一般四臺(tái)2 刮板輸送機(jī)選型計(jì)算采煤機(jī)相配套對于前刮板輸送機(jī)輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)不低于采

32、煤機(jī)的最大割煤能力后刮板輸送機(jī)在選擇時(shí)前后刮板輸送機(jī)之間的配套取決于采煤工作面的采放比三號(hào)煤層的平均厚度為733m采煤機(jī)的切割高度為30m放煤高度為433m采放高度比為1144后刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)與放煤能力相適應(yīng)根據(jù)采放平行作業(yè)的要求工作面平均放頂煤速度為式中vf工作面平均放頂煤速度mminlf工作面放頂煤區(qū)段長度198ml工作面的長度188mls刮板輸送機(jī)變曲段長度35mlm采煤機(jī)兩滾筒中心距取18mtd采煤機(jī)的反向時(shí)間取50mintdt工作面端頭作業(yè)時(shí)間取400mint1工作面放頂煤輔助工序時(shí)間取300minvc采煤機(jī)最大割煤速度297mmin則155 mmin工作面平均放頂煤能力為q

33、f60hfbcf1cgvf式中qf工作面平均放頂煤能力thhf放頂煤高度433mb采煤機(jī)滾筒截深06mcf放頂煤的回收率取86煤的容重146tm3cg放頂煤的含矸率取86vf工作面平均放頂煤速度155mmin則qf60×433×06×086×146×101×155334th后刮板輸送機(jī)能力為qhkfkyqf式中q工作面平均放頂煤能力thkf工作面放頂煤不均勻系數(shù)取13ky運(yùn)輸方向及傾角修正系數(shù)取12qh13×12×334521th根據(jù)上述計(jì)算考慮設(shè)備的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度維修管理企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備等因素工作面前后刮板輸送機(jī)型號(hào)都

34、選用 sgz-764500型運(yùn)輸能力900th電機(jī)功率為2×250kw另外應(yīng)該考慮在前刮板輸送機(jī)的前側(cè)加裝產(chǎn)煤板以便把底板浮煤掉入刮板輸送機(jī)中避免浮煤的堆積影響運(yùn)輸機(jī)的移動(dòng)和損壞零部件提高運(yùn)行的可靠性同時(shí)在后刮板輸送機(jī)后側(cè)可以拖一個(gè)皮帶機(jī)以提高放頂煤回收率1機(jī)架擋板2機(jī)頭傳動(dòng)部3機(jī)尾傳動(dòng)部4刮板鏈5中部槽6過度槽7過度鏟板8推技術(shù)特征表 內(nèi)容 參數(shù)型號(hào)szg-764500設(shè)計(jì)長度210m輸送量900th裝機(jī)功率2×250kw 電動(dòng)機(jī)型號(hào)ybss250電壓114v 功率250kw刮板鏈速11ms減速器型號(hào)ms3h90dcsew速比135刮板鏈型式中雙鏈圓環(huán)鏈規(guī)格30×

35、;108c圓環(huán)鏈最小破斷負(fù)荷1130kn 中部槽規(guī)格1500×724×275mm形式整體鑄焊封底式溜槽鏈接形式啞鈴鏈接鏈接形式閘盤緊鏈szg-764500型刮板運(yùn)輸機(jī)的含義s輸送機(jī)z中雙鏈g刮板764中部溜槽寬度500裝機(jī)功率34 支護(hù)設(shè)備液壓支架選型液壓支架選型準(zhǔn)則 1液壓支架選型必須考慮的主要地質(zhì)和采礦條件 直接頂穩(wěn)定性類型 基本頂級別及相應(yīng)礦壓參數(shù)初次和周期來壓步距來壓時(shí)載荷直接頂厚度 底板類別及相應(yīng)力學(xué)參數(shù) 截高煤層強(qiáng)度節(jié)理方向煤層厚度變化 煤層傾角和工作面推進(jìn)方向 瓦斯等級和必要通風(fēng)斷面等 一般選型順序 根據(jù)直接頂基本頂?shù)装孱愋统醪竭x定基本架型 考慮上述諸因素選定

36、具體結(jié)構(gòu)包括頂梁底座側(cè)護(hù)結(jié)構(gòu)等 根據(jù)提供的地質(zhì)條件和礦壓顯現(xiàn)參數(shù)計(jì)算支架必需的支護(hù)強(qiáng)度和相應(yīng)額定工作阻力 考慮頂?shù)装搴畬訔l件驗(yàn)算支架對底板比壓或載荷強(qiáng)度 本礦井首采的3號(hào)煤層直接頂板的巖性為砂質(zhì)泥巖頂板易管理該頂板屬于級2類按照緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類mt554-1996對支護(hù)的有關(guān)規(guī)定以及其它礦相似條件的高產(chǎn)高效放頂煤工作面的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合國內(nèi)外支架發(fā)展現(xiàn)狀確定采用支撐掩護(hù)式液壓支架3號(hào)煤層為綜采放頂煤開采其中采煤機(jī)割煤高度3m設(shè)計(jì)確定支架的最大采高應(yīng)在36m以上最小高度以滿足運(yùn)輸要求為宜根據(jù)目前國內(nèi)綜放工作面觀測結(jié)果支架承受的壓力一般不大于分層開采時(shí)頂分層的壓力而且基本頂來壓也有所降低兩者

37、基本相差不大 支架支護(hù)強(qiáng)度的計(jì)算支撐高度的確定h大 m s式中 h大 最大支撐高度mm 采煤機(jī)割煤高度30m s 偽頂和浮煤冒落高度02mh大 30232m根據(jù)回歸經(jīng)驗(yàn)公式qh9768km0212式中qh支護(hù)強(qiáng)度pak備用系數(shù)13m煤層最大高度取733m2頂板巖石容重取26knm3qh 9768km02129768×13×733021×26518pa05mpa根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)回歸計(jì)算放頂煤支架的支護(hù)強(qiáng)度為05mpa按估算法確定支架支護(hù)強(qiáng)度支架支護(hù)強(qiáng)度按下列計(jì)算gkdg冒g頂式中g(shù)支架支護(hù)強(qiáng)度knm2kd動(dòng)載系數(shù)取15g冒冒落帶自重應(yīng)力g冒r1hm工作面采高3m巖石初期

38、碎脹系數(shù)12r1上覆巖層容重26mtm3g冒10×26000260000nm3g頂頂煤自重應(yīng)力g頂mdr2433×146×1000×9861954nm2md放頂煤厚度146mg15×26000061954048pa根據(jù)估算法計(jì)算支架支護(hù)強(qiáng)度為049mpa通過上述兩種方法計(jì)算取其最大者為05mpa即要求所選液壓支架支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)不低于05mpa的頂板荷載按估算法確定支架支護(hù)強(qiáng)度支架支護(hù)強(qiáng)度按下列計(jì)算gkdg冒g頂式中g(shù)支架支護(hù)強(qiáng)度knm2kd動(dòng)載系數(shù)取15g冒冒落帶自重應(yīng)力g冒r1hm工作面采高3m巖石初期碎脹系數(shù)12r1上覆巖層容重26mtm3g冒

39、10×26000260000nm3g頂頂煤自重應(yīng)力g頂mdr2433×146×1000×9861954nm2md放頂煤厚度146mg15×26000061954048pa根據(jù)估算法計(jì)算支架支護(hù)強(qiáng)度為049mpa通過上述兩種方法計(jì)算取其最大者為05mpa即要求所選液壓支架支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)不低于05mpa的頂板荷載支架的工作阻力p1p1qhlca4056kn式中qh05mpl支架頂梁長為44mc梁端距為04ma支架中心距為15m支架的初撐力p2p2075×p127kn根據(jù)支架支護(hù)強(qiáng)度的計(jì)算及上面的論述借鑒國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)選用低位放頂煤液壓支架型號(hào)

40、為zf54001732其支護(hù)強(qiáng)度為068mpa050mpa符合要求也能適應(yīng)3號(hào)煤層最大厚度時(shí)頂板載荷對支架阻力的要求技術(shù)特征見下表支撐掩護(hù)式液壓支架技術(shù)特征 內(nèi)容參數(shù)型號(hào)zf5400-17-32支護(hù)強(qiáng)度068mpa初撐力5316kn工作阻力6644kn泵站壓力35mpa支架高度17003200mm支架寬度14201590mm支架中心距1500mm對底板比壓2097mpazf5400-17-32液壓支架型號(hào)含義z支架f放頂煤5400工作阻力5400kn17支架最低高度17dm33支架最大高度33dm 按照要求選擇過渡支架為zf56002033支撐掩護(hù)式低位放頂煤過渡支架反四連桿 主要參數(shù) 支架最

41、大高度3300mm支架最低高度1700mm 第四部分 順槽設(shè)備選型41 膠帶輸送機(jī)選型膠帶輸送機(jī)選型原則2選型計(jì)算給定條件2303運(yùn)輸巷運(yùn)煤巷長為1500m 設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率為q800th初選320kw運(yùn)輸機(jī)1000s型煤礦礦用阻燃輸送帶帶寬b1m帶速v2ms總包角473°825弧度上下托輥間距分別為lg15m lg3m驗(yàn)算1計(jì)算并驗(yàn)算膠帶的寬度帶的最小寬度b1 049式中b1設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力的輸送帶寬度 q 設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力800th k 物料斷面系數(shù)0458v 輸送帶運(yùn)行速度2ms 貨載散集寬度1tm3 c 運(yùn)輸機(jī)傾角系數(shù)1對帶寬進(jìn)行塊度校核b2a2002×4002001000mma物料的最大塊度400m所以帶寬滿足要求膠帶運(yùn)行阻力計(jì)算膠帶每米長度上貨載的質(zhì)量q11111kgm換算到每米長度上的上下承載回程托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量