礦井綜采工作面機電設(shè)備選型設(shè)計論文說明

1、. . . . 目 錄摘 要4第一章 礦井采區(qū)概況5 第一節(jié) 井田概括5位置5 二、地形地貌與地表水系5 三、構(gòu)造6 四、頂?shù)装鍘r性6 五、水源、電源6 六、煤質(zhì)特征7 七、瓦斯7 八、煤層7 九、地溫7 十、地質(zhì)勘探程度與存在的問題7第二章 機械部分選型設(shè)計9 第一節(jié) 綜采工作面三機配套選型設(shè)計9 （一）采煤機性能參數(shù)的計算與決定10 （三）初選采煤機主要技術(shù)參數(shù)的校核16 二、工作面刮板輸送機的選型設(shè)計18 （二）SGZ-880/800刮板輸送機的驗算20 三、液壓支架的選型設(shè)計24 （四）、順槽機的選擇28 五、破碎機選型31 六、乳化液泵站的選擇32 第二節(jié) 順槽膠帶輸送機的選型設(shè)計3

2、3.設(shè)計原始資料:33.膠帶輸送機的工作原理圖：33 一.膠帶輸送機的選擇34 二、輸送機輸送能力與輸送帶寬度的驗算34 三、計算輸送帶的運行阻力35空段直線段的運行阻力35輸送帶強度的驗算37 六、牽引力與電機功率計算37 第三節(jié) 掘進設(shè)備的選型38 一、工作面概述38 二、巷道斷面和支護形式39 四、掘進工作面?zhèn)€數(shù)和掘進機械配備確定39 五、EBH-132掘進機技術(shù)參數(shù)40 六、管線吊掛42 七、供風(fēng)系統(tǒng)42 八、電氣設(shè)備與電纜的型號的確定42 九、掘進工作面電氣設(shè)備管理制度45第三章 綜采供電部分選型設(shè)計46 第一節(jié) 擬定供電系統(tǒng)46一、綜采工作面供配電設(shè)備46 二、綜采工作面供電系統(tǒng)4

3、7 三、采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計表48 第二節(jié) 電纜的選擇49 一、選擇導(dǎo)線截面的一般原則49 二、高壓電纜的選擇49 三、高壓電纜的選擇演算51 四、低壓電纜的選擇驗算54 五、向刮板輸送機供電電纜的選擇58 （六）向帶式輸送機供電電纜選擇60 第三節(jié) 電氣設(shè)備的選擇62 一、高壓配電裝置的選擇62二、低壓配電裝置的選擇62 三、各設(shè)備對應(yīng)的配電裝置63設(shè)計參考資料64致65 摘 要本設(shè)計共三章，主要設(shè)計礦井綜采工作面 (采煤機、刮板輸送機、液壓支架、破碎機、機、輸送機、供電設(shè)備等) 機電設(shè)備選型設(shè)計。其中主要介紹了三機配套，綜采工作面布置與配套設(shè)備，通過各設(shè)備相互配合和協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤、

4、支護、頂板控制，與工作面巷道運輸?shù)壬a(chǎn)工序的全部機械化。以與介紹煤礦高、低壓供電設(shè)備。 本設(shè)計是結(jié)合在校所學(xué)課程，對提高自我工作能力和培養(yǎng)解決實際問題的綜合應(yīng)用。關(guān)鍵詞： 綜采工作面 機電設(shè)備 三機配套 供電設(shè)備AbstractThe design of a total of three chapters, the main design of mine fully mechanized working face (Shearer, scraper conveyor, hydraulic support, crushing machine, transfer machine, conveyor

5、, power supply equipment ) electrical and mechanical equipment design. Mainly introduced the three machine, fully mechanized mining working face layout and supporting equipment, various equipment through mutual cooperation and coordination, implementation coal, coal, coal, support, control, and work

6、ing face roadway transportation and production process in full mechanization. As well as the introduction of high, low voltage power supply equipment in coal mine.The design is a combination of courses, to improve self ability and cultivating the comprehensive application of solving practical proble

7、msKey words : fully mechanized coal faceelectrical and mechanical equipment three machine power supply equipment第一章 礦井采區(qū)概況1.1 第一節(jié) 井田概括位置 1 地理位置唐公溝礦井位于交通蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市區(qū)西北部，行政隸屬達拉特旗管轄。具體位于罕臺川之東，添爾漫溝之西一帶。其地理坐標(biāo)為：礦井東經(jīng)：10955041095618北緯： 395740 3958572、交通井田向西約7.5km至包神鐵路朝腦溝裝車站，向東7.5km至包府公路，向南8.0km至鄂爾多斯市區(qū)萬利鎮(zhèn)。萬利鎮(zhèn)

8、向南8.0km至區(qū)。區(qū)是自治區(qū)西部地區(qū)政治、經(jīng)濟、文化中心與交通樞紐之重要城市，交通干線四通八達，公路、鐵路形成網(wǎng)絡(luò)，交通條件便利。二、地形地貌與地表水系礦區(qū)位于煤田區(qū)域性分水嶺“梁”之北側(cè)，區(qū)域性地形特征為南高北低，礦區(qū)南北向的獨貴溝梁是礦區(qū)的天然分水嶺，最高點位于礦區(qū)西南部邊界處，海拔標(biāo)高為+1422.8m，最低點位于礦區(qū)東北邊界處的添爾漫溝底，標(biāo)高為+1340.6m，最形標(biāo)高差為82.2m，一般高差為50m左礦區(qū)區(qū)域?qū)俑咴治g性丘陵地貌特征，地形縱橫切割，形成梁峁、溝谷。基巖裸露，植被稀少。礦區(qū)中部形成的南北向獨貴溝梁為區(qū)一小型天然分水嶺，西部溝谷水由東向西流入罕臺川，向北注入黃河。東部

9、溝谷水由西向東流入添爾漫溝，添爾漫溝水由南向北匯入罕臺川后注入黃河。均為間歇性流水，只在豐雨期間形成短暫洪流。三、構(gòu)造 唐公溝煤礦煤層最大厚度4m，煤層傾角5，煤層截割阻抗A375N/mm，頂板巖性：老頂為級，直接頂為2類，工作面設(shè)計長度為150m，設(shè)計年產(chǎn)量為500萬t/a；掘進長度為2000m；運輸順槽長度為2000m；掘進工作面傾角為3；原煤密度為1.3t/m。本礦煤層賦存條件較好，煤層為進水平煤層，煤層厚度適中，為4m，井型為大中型礦井，設(shè)計能力為500萬t/a，直接頂為2類中等穩(wěn)定頂板，老頂為類頂板，周期來壓強烈，要求工作面支護強度較大。煤層發(fā)育有寬緩的波狀起伏，煤田未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖體

10、侵入，地質(zhì)構(gòu)造屬簡單類型。四、頂?shù)装鍘r性 本區(qū)各可采煤層頂?shù)装鍘r石的巖性多為粉砂或砂質(zhì)泥巖，局部為細(xì)粒砂巖。根據(jù)地質(zhì)資料和礦井生產(chǎn)經(jīng)驗，頂板較破碎。五、水源、電源本區(qū)氣候干旱，無長年穩(wěn)定地表水體，地下水源也比較貧乏。地下松散巖類孔隙潛水含水巖組在各大溝谷中富水性較強，可作為小型水源地。本礦井現(xiàn)有1座6kV變電所，兩回6kV電源，一回引自罕臺35kV變電所(主變?nèi)萘繛?800kVA)，導(dǎo)線為YJV22-6kV,3120mm2,185m, 已運行；另一回6kV電源線路引自萬利一礦35kV變電所，導(dǎo)線為LGJ-120/9km，尚未運行。本礦井目前裝設(shè)3臺250kVA，6/0.4kV變壓器。井田與周邊

11、電力供應(yīng)充足，礦井又引進兩回10kV線路，形成雙回路供電，供電條件可靠。六、煤質(zhì)特征礦區(qū)煤呈黑色，條痕褐黑黑褐色，弱瀝青至強瀝青光澤，均一或條帶狀結(jié)構(gòu)，階梯狀、參差狀斷口，鏡、亮煤富集帶可見貝殼狀斷口、眼球狀斷口，層狀構(gòu)造，生裂隙較發(fā)育，常有方解石與黃鐵礦薄膜充填，燃點280C左右，燃燒試驗為劇燃，殘灰為粉狀，灰白灰黃色。摩氏硬度2左右。礦區(qū)各煤層煤巖組分均為暗煤、絲炭為主，亮煤、鏡煤以薄條帶或透鏡體夾于其中，由于區(qū)煤的化學(xué)反應(yīng)性好，抗碎強度高，熱穩(wěn)定性好，可做氣化用煤，但由于區(qū)煤層的灰熔點偏低，易結(jié)渣，故在利用時應(yīng)注意。七、瓦斯根據(jù)詳查報告對各可采煤層瓦斯成分的測定成果，煤層CH4含量很低，

12、為00.01ml/g燃，自然瓦斯成分中可燃?xì)夂繛? 0.46%，均為二氧化碳氮氣帶，均屬瓦斯風(fēng)化帶，故礦區(qū)煤層屬低沼氣煤層。八、煤層影響煤塵爆炸的主要因素是煤的揮發(fā)分產(chǎn)率，礦區(qū)煤層的干燥無灰基，揮發(fā)分產(chǎn)率均較高，在34%以上，據(jù)原詳查報告所采生產(chǎn)大樣測試結(jié)果可知，火焰長度均大于400mm，抑制爆炸的最低巖粉量為70%，故區(qū)煤層煤塵均有爆炸性。根據(jù)詳查報告測定結(jié)果：煤的著火溫度300左右，還原樣與氧化樣燃點差T13在2539，屬易自燃煤。九、地溫?fù)?jù)詳查報告中對全區(qū)3個鉆孔的測試：320m井溫最大19.7，最小地溫變化梯度1.7/100m，最溫梯度3.3/100m，平均地溫變化梯度3/100m，

13、本區(qū)無地溫異常，屬地溫正常區(qū)，區(qū)井下采煤無地?zé)嵛：?。十、地質(zhì)勘探程度與存在的問題由于唐公溝礦目前井田圍較小，資源量有限，勘探程度不高，總地質(zhì)儲量約111.15Mt，其中D級儲量約48.47 Mt，占總地質(zhì)儲量的43.6%。因此，建議業(yè)主加大勘探程度，使低級儲量轉(zhuǎn)化為高級儲量，同時進一步加強周邊資源的整合力度，擴大井田圍，增加礦井的服務(wù)年限和生產(chǎn)能力。井田已開采多年，因此后期開采過程中可能會有采空區(qū)積水泄入，礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中應(yīng)注意收集有關(guān)資料，并利用設(shè)計配備的探水鉆，做好探放水工作，并堅持“有疑必探，先探后掘”的防治水原則。本礦井為低瓦斯礦井，煤塵具有爆炸危險性，煤層容易自燃。地質(zhì)資料關(guān)于

14、煤層相關(guān)開采技術(shù)條件的部分參數(shù)為早期測試的結(jié)果，礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中要注意收集相關(guān)資料并按照有關(guān)規(guī)程規(guī)要求補充相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)測試和鑒定，與時根據(jù)鑒定結(jié)果采取切實可行的措施防止事故的發(fā)生。礦井設(shè)計的主要依據(jù)為自治區(qū)煤田萬利礦區(qū)唐公溝煤礦資源儲量復(fù)核報告和礦井實際生產(chǎn)情況資料。但該報告重點是對井田煤炭資源儲量進行復(fù)核，對水文地質(zhì)條件以與開采技術(shù)條件的地質(zhì)工作和描述尚顯不足，所以礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中應(yīng)重視地質(zhì)資料的收集整理工作，并根據(jù)地質(zhì)條件的變化情況與時調(diào)整生產(chǎn)與安全措施。如礦井井下涌水量有增大趨勢時，應(yīng)與時擴建井底排水系統(tǒng)；如煤層發(fā)火趨于嚴(yán)重時，要與時提高注氮系統(tǒng)的能力等安全措施。根據(jù)本礦工

15、作面條件與我國目前采煤方法的類型與設(shè)備配套情況，設(shè)計確定工作面的方法為綜采煤層走向長壁采煤法一次采全高.66 / 66第二章 機械部分選型設(shè)計由于綜采設(shè)備機型日益增多，各機型又有各自不同的優(yōu)勢，根據(jù)煤層賦存條件，工作面生產(chǎn)能力與設(shè)備新舊接替的要求，經(jīng)常采用國產(chǎn)和引進設(shè)備交叉互配使用，而國產(chǎn)設(shè)備間的多種匹配是必然的，不同采煤機、輸送機和液壓支架可配套成多種合理的成套設(shè)備。但只有選型合理、配套恰當(dāng)，才能獲得良好的使用效果。因此，要使綜采工作面“三機”（采煤機、刮板輸送機和液壓支架）都能發(fā)揮最大的生產(chǎn)能力，就必須在性能參數(shù)，結(jié)構(gòu)參數(shù)，工作面空間尺寸以與相互聯(lián)接的形式、強度和尺寸等方面互相匹配。三機配

16、套原理圖如下： 第一節(jié) 綜采工作面三機配套選型設(shè)計 滾筒式采煤機是目前國外采煤機械的主要類型，現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)和生產(chǎn)出很多類型，她與刨煤機相比有許多優(yōu)點：采高圍大，對各種煤層適應(yīng)性強，能截割硬煤，并能適應(yīng)較復(fù)雜的頂板條件，還有利于實現(xiàn)綜采設(shè)備的配套和自動控制。因而，在國外煤田開采領(lǐng)域，雙滾筒采煤機得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代滾筒式采煤機應(yīng)具有如下特征：（1）裝機功率能滿足采煤生產(chǎn)率要求；（2）截割機構(gòu)能適應(yīng)每層厚度變化而可靠工作，牽引機構(gòu)能在工作過程中隨時根據(jù)需要改變牽引速度，并能實現(xiàn)無級調(diào)速，以適應(yīng)煤質(zhì)硬度變化正常發(fā)揮機器效能；（3）機身所占空間盡量小，對薄煤層采煤機尤為重要；（4）可拆成幾個獨立的部

17、件，以便入井和運輸，也便于拆裝和檢修；（5）所有電器設(shè)備都具有防爆性能，能在有煤塵瓦斯爆炸危險的工作面安全工作；（6）電機傳動裝置和牽引部等具有超負(fù)荷安全保護裝置；（7）具有防滑裝置，以防采煤機沿煤層傾向自動下滑；（8)具有外噴霧滅塵裝置； (9）工作穩(wěn)定可靠，操作簡便，操作手把和按鈕盡量集中，日常維護工作量小而容易。采煤機選型原則：適合特定的煤層地質(zhì)條件，并且采煤機采高、截深、牽引速度等參數(shù)選取合理，有較大的實用圍；滿足工作面開采生產(chǎn)能力要求，采煤機實際生產(chǎn)能力要大于工作面設(shè)計生產(chǎn)能力10%20%；與液壓支架和刮板輸送機相匹配。影響采煤機選型的主要因素：煤層的力學(xué)特性、厚度和傾角，工作面生產(chǎn)

18、能力。（一）采煤機性能參數(shù)的計算與決定1.采煤機直徑的選擇根據(jù)目前我煤機生產(chǎn)現(xiàn)狀與使用情況，設(shè)計選用雙滾筒采煤機。雙滾筒采煤機滾筒直徑應(yīng)大于最大采高h(yuǎn)max的一半，一般可按D=（0.520.6）hmax選取，采高大時取小值，采高小時取大值。目前雙滾筒采煤機的滾筒直徑也已經(jīng)系列化，所以滾筒直徑的選取選取和標(biāo)準(zhǔn)直徑相近的數(shù)值。D=(0.520.6)4=2.082.4(m) 設(shè)計取2.3m。2.截深的選擇截深的選擇，受煤層厚度、煤質(zhì)軟硬、煤層傾角、頂板巖性、頂板穩(wěn)定性、截割阻抗、與液壓支架的推移步距影響。在薄煤層中，由于工作條件困難，采煤機牽引速度受到限制，為了保證適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)率，宜用較大的截深（可達

19、0.81.0m）；反之在厚煤層中，由于受輸送機能力和頂板易冒頂片幫條件的限制，宜用較小的截深，所以設(shè)計選取截深為0.8m。3.滾筒轉(zhuǎn)速與截割速度滾筒轉(zhuǎn)速的選擇，直接影響截煤比能耗、裝載效果、粉塵大小等。轉(zhuǎn)速過高，不僅煤塵產(chǎn)生量大，且循環(huán)煤增多，效率降低，截煤比能耗降低。根據(jù)實踐經(jīng)驗，一般認(rèn)為采煤機滾筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在3050轉(zhuǎn)/分較為適宜。滾筒轉(zhuǎn)速是設(shè)計截割部的一項重要參數(shù)，新型采煤機直徑2.0m左右的滾筒轉(zhuǎn)速為2540r/min左右，因為直徑越大滾筒轉(zhuǎn)速越小，所以設(shè)計取35轉(zhuǎn)/分。滾筒直徑為2.3m，轉(zhuǎn)速為35轉(zhuǎn)/分，則根據(jù)式V=Dn/60可計算出截割速度為4.21米/秒。式中：V-截割速度，

20、m/s; D-滾筒直徑，m;n-滾筒轉(zhuǎn)速，r/min.4.采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率與采煤機有效開機率有關(guān)。雖然綜合機械化開采在我國中厚煤層一次采全高工作面的應(yīng)用已經(jīng)成熟，機械設(shè)備的生產(chǎn)加工技術(shù)也比較完善，設(shè)備可靠性也大大提高，但采煤工作面煤層潛在的變數(shù)與機械設(shè)備的檢修等的各種因素均影響采煤機有效開機率，我國平均水平在0.60.8左右。設(shè)計取正常開機率為65。采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率由下式計算：式中： Qh-采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率，t/h; Q-要求的工作面年產(chǎn)量，500萬噸； D-年生產(chǎn)天數(shù)，330d; f-能力富裕系數(shù)，1.40； N-日作業(yè)班數(shù)，1班； M-每日檢修班數(shù)，1班；

21、t-每班工作時數(shù)，6h; k-開機率，0.65。 則：Qh =500101.40 /330(4-1)60.65=1813t/h5.采煤機在截割時的牽引速度與生產(chǎn)率采煤機截割時牽引速度的高低，直接決定采煤機的生產(chǎn)效率與所需電機功率，由于滾筒裝煤能力，運輸機生產(chǎn)效率，支護設(shè)備推移速度等因素的影響，采煤機在截割時的牽引速度比空調(diào)時低得多，采煤機牽引速度在零到某個值圍變化，選擇截煤機時的牽引速度，要根據(jù)下述幾個方面因素，綜合考慮。（1）根據(jù)采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率Qmin決定的牽引速度=式中：-采煤機的平均截割牽引速度，m/min; Qh-采煤機可實現(xiàn)設(shè)計生產(chǎn)率，1813t/h； H-采煤機平均采高，4m

22、； B-采煤機截深，0.8m；-煤的容重，1.30t/m3； C-工作面回采率，0.93； K-有效割煤時間利用率，0.85。則： =9.189m/min（2）根據(jù)截齒最大切削厚度決定的牽引速度采煤機截割過程中，是滾筒以一定的轉(zhuǎn)速n，同時又以一定的牽引速度V2沿工作面移動，切削厚度呈月牙規(guī)律變化，如果滾筒一條截線上安裝的截齒數(shù)為m，則截齒最大的切削厚度hmax在月牙中部，可用下式求出。 mm上式中，m一般取6，n根據(jù)上面的計算取35轉(zhuǎn)/分。一般來說，hmax應(yīng)小于截齒伸出齒座長度的70，根據(jù)國產(chǎn)采煤機的實際情況，取50mm。則： m/min式中：hmax-截齒在齒座上伸出長度的70，取50mm

23、。則：（3）按液壓支架的推移速度決定牽引速度一般講支架的推移速度應(yīng)大于采煤機的牽引速度較好，這樣可保證采煤機安全生產(chǎn)。截割時牽引速度V應(yīng)根據(jù)上述三方面情況綜合分析后確定，其最大值應(yīng)等于或大于V1，但應(yīng)小于V2，并與V3協(xié)調(diào)，使采煤機既能滿足工作面生產(chǎn)能力的要求，又可避免齒座或葉片參與截割，并能保證采煤機安全生產(chǎn)。綜上所述，采煤機的牽引速度取V9.2m/min(4)采煤機生產(chǎn)率的確定采煤機的牽引速度確定后，則采煤機的理論生產(chǎn)率Q為：Q60HBV t/h將上述確定的直帶入公式求得采煤機的理論生產(chǎn)率為： Q6040.89.21.32296.32（t/h）實際平均生產(chǎn)率要與配套運輸設(shè)備的運輸能力相適，

24、用下式計算： Q=KKQ式中：K-采煤機輔助工作時間（如: 調(diào)動機器、更換截齒、開切口、檢查機器和排除故障等）折算系數(shù)，一般取0.7； K-停機時間（如：處理輸送機和支架的故障，處理頂板事故等）折算系數(shù)，一般取0.65。則： Q= KKQ=0.70.652296.32=1044.8（t/h）6.采煤機裝機功率裝機功率包括截割電動機、牽引電動機、破碎電動機、液壓泵電動機和機載增壓噴霧泵電動機等電機功率總和。裝機功率由下式估算：P=QH=18130.7=1269.1(kw)式中：P-裝機功率，kw； Q-采煤機的生產(chǎn)率，1813t/h; H-比能耗，一般0.60.7，取0.7。7.采煤機的牽引力根

25、據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，采煤機牽引力一般為其裝機功率數(shù)值的0.51倍。（二）初選采煤機與配套設(shè)備根據(jù)采高，滾筒直徑，截深，生產(chǎn)率，裝機功率，牽引力與牽引速度，初步選擇采煤機型號為MG650/1480-WD，查閱相關(guān)資料與之配套的刮板輸送機型號為SGZ880/800。采煤機的主要技術(shù)參數(shù)如下：1、采高圍： 2.04.34m2、機面高度： 1615mm3、過煤高度： 685mm4、最大臥底量： 440mm5、煤質(zhì)硬度： 硬或中硬6、適應(yīng)工作面傾角： 0157、適應(yīng)工作面走向傾角： 088、供電電壓：3300V9、供電頻率：50Hz10、總裝機功率：1480Kw11、截割電機功率： 650Kw212、牽引電機功

26、率：75Kw213、泵站電機功率：30Kw14、滾筒直徑： 2300mm15、滾筒截深： 800mm16、滾筒轉(zhuǎn)速： 29.7r.p.m17、搖臂回轉(zhuǎn)中心距： 8120mm18、牽引力： 750450KN19、牽引速度： 09.415.6m/min20、主機重量： 約70t21、牽引型式： 交流變頻調(diào)速， 銷排無鏈，節(jié)距147mm22、滅塵方式 外噴霧23、拖電纜方式 自動拖纜24、主機外形尺寸 1500024951570mm25、最大計算生產(chǎn)能力 2650t/h26、最佳配套運輸機型號 SGZ880/8001.1.1 （三）初選采煤機主要技術(shù)參數(shù)的校核1.最大采高的校核本設(shè)計最大采高h(yuǎn)max

27、為4m，滾筒直徑D為2.3m，因本采煤機無底托架，12.最小采高的校核采煤工作面最小采高h(yuǎn)min應(yīng)大于采煤機高度A，支架頂梁高度h1，過機高度h2，（頂梁與采煤機機身上平面之間的距離）三項之和，即采煤機與支護設(shè)備應(yīng)能通過煤層變薄帶，滾筒不割巖石。hminAh1h2式中：h1-支架頂梁高度，0.33mh2-過機高度，不應(yīng)小于0.10.25m，取0.15m，則：hmin1.620.0330.15=2.10m工作面最小采高2.3m，選型滿足最小采高的要求。3.臥底量校核最大臥底量Kmax按下式計算： Kmax-A式中，max-搖臂向下擺動最大角度，20則：Kmax=415.6（mm）查表得MG650

28、/1480-WD采煤機最大臥底量440mm，計算值小于實際值，滿足要求。4.工作面生產(chǎn)能力的校核工作面長度150m,采煤機截深為0.8m，采煤機開機率為65%，采煤機平均割煤速度按9.2m/min，則每刀割煤所需時間：（150+250）/9.2=27.17min,取27min。每日三班生產(chǎn)，一班檢修，每日有效工作時間6=702min;每日進刀702/27=26刀；工作面年推進度：26=6864m;工作面生產(chǎn)能力按下式計算：Q=IMLrCK式中：Q-工作面生產(chǎn)能力，t/h； I-工作面長度，150m; M-工作面采高，4m; L-年推進度，6864m; r-沒的實體容重，1.3t/m; C-工作

29、面回采率，93%； K-掘進煤，一般取1+5%。則：Q=1505.23Mt/a經(jīng)計算，工作面年產(chǎn)量為5.23Mt/a，此礦井滿足年產(chǎn)500萬噸的要求。5.采煤機最大截割速度的校核運輸機、采煤機、液壓支架在結(jié)構(gòu)性能之間有相應(yīng)的配套要求。運輸機的生產(chǎn)能力一般應(yīng)略大于采煤機的生產(chǎn)率，以便把煤與時運走，不出現(xiàn)堆煤現(xiàn)象。根據(jù)此原則，可把運輸機的運輸能力看成采煤機的最大生產(chǎn)率，此時采煤機截割的最大牽引速度為：式中：-運輸機的運輸能力，2650t/h H-平均采高，4m B-采煤機截深，0.8m-煤的實體容重，1.3t/m3則：設(shè)計選取得截割牽引速度為9.2m/min，計算值大于選取值，滿足要求。6.采煤機

30、牽引力的估算采煤機移動時必須克服的牽引阻力T為：TK2GfD（cosK22K3）Gsin式中：f-摩擦系數(shù)，取平均值0.18;D-截割阻抗，375N/mm;K1-經(jīng)驗系數(shù)，取0.7;K2-估算系數(shù)，取0.2;K3-側(cè)面導(dǎo)向反力對牽引阻力影響系數(shù)，導(dǎo)向板在采空區(qū)側(cè)布置，煤層傾角為5，取0.402。當(dāng)向上牽引時，取正號；向下牽引時，取負(fù)號。則：T=308.75KN,T=186.73KN所選采煤機牽引力滿足要求。1.1.2 二、工作面刮板輸送機的選型設(shè)計刮板輸送機選型原則：刮板輸送機的運輸能力應(yīng)大于采煤機最大生產(chǎn)能力，一般取1.2倍；要根據(jù)刮板鏈的負(fù)荷確定鏈條數(shù)目，結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈子結(jié)構(gòu)型式；應(yīng)優(yōu)

31、先選用雙電機雙機頭驅(qū)動方式；應(yīng)優(yōu)先選用短機頭和短機尾；應(yīng)滿足采煤機的配合要求。（一）設(shè)計原始資料1.回采工作面生產(chǎn)能力Q Qc60hBV式中：h-回采平均高度，4m; B-滾筒截深，0.8m;-原煤容重，1.3t/m; V-采煤機牽引速度，9.2m/min。則：Q6040.81.39.2=2296.32（t/h ）實際生產(chǎn)率： Q=KKQ式中：K- 輔助工作時間折算系數(shù)，取0.7； K-停機折算系數(shù)，取0.65。則：Q= KKQ=0.650.72296.32=1044.8t/h由采煤機型號確定最佳配套刮板輸送機的型號為SGZ-880/800。技術(shù)參數(shù)如下：1、設(shè)計長度： 250m2、運輸量：

32、1500t/h3、鏈速： 1.1m/s4、減速器速比： 38.255、電動機型號 DSB-406、額定功率 400kw27、額定電壓： 1140V8、額定轉(zhuǎn)速： 740/1480r/min9、刮板鏈形式： 中雙10、規(guī)格： 34126-2（mm）11、鏈環(huán)破斷力： 1450KN12、鏈條中心距： 160mm 13、每米質(zhì)量： 65kg14、長寬高: 1500800344(mm)15、水平可彎角度: 116、垂直可彎角度： 32、刮板輸送機的鋪設(shè)長度L（m）設(shè)計工作面長度為150m，刮板鋪設(shè)長度為150m。3、刮板輸送機的鋪設(shè)傾角（）煤層傾角為5，刮板輸送機的鋪設(shè)傾角最大按5考慮。1.1.3 （

33、二）SGZ-880/800刮板輸送機的驗算1.驗算運輸能力刮板輸送機的運輸能力為： Q3600FV式中：F-運行物料的斷面積，經(jīng)過SGZ880-800型刮板的運行物料斷面積為0.43m2-煤的散碎密度，計算時一般取0.9t/m3-裝滿系數(shù)，查表得0.9 V-刮板鏈運行速度，1.1m/s則：Q36000.430.90.91.1=1379.268t/hQs1044.8 t/h所選刮板輸送機適合。2.運行阻力計算（1）重段的總阻力Wzh（qq11）Lgcos（qq1）Lgsin式中：q-中部槽單位長度貨載質(zhì)量，kg/m; q1000F10000.430.9=387kg/m; q1-刮板鏈單位長度質(zhì)量

34、，65kg/m;-物料在中部槽中運行阻力系數(shù)，取0.7；1-刮板鏈在中部槽運行的阻力系數(shù)，取0.3；L-刮板輸送機的鋪設(shè)長度，150m；-刮板輸送機的鋪設(shè)傾角，5。則：Wzh（qq11）Lgcos（qq1）Lgsin =（387 =367354N（2）空段的總阻力 Wkq1Lg（1cos+sin）上述式中，“”、“”的選取，該段向上運行時去“”，向下運行時取“”經(jīng)計算，Wk36884N（3）最小力點的的確定與力的計算按逐點計算法得： S=S+W S=S+W因雙電機驅(qū)動，故：S S，S S運行阻力：W=1.2（W+ W）按上下端平均分擔(dān)負(fù)載,上下鏈輪應(yīng)給出的牽引力為： P=P=0.6（W+ W）

35、則：S - S=0.6（W+ W）與上式聯(lián)立方程得：S- S=0.6 W-0.4 W因: (0.6 W-0.4 W)0, S S即沿傾斜向下運煤“3”點的力最小。為了限制刮板鏈垂度，保證鏈條與鏈輪正常嚙合平穩(wěn)運行，刮板鏈每條鏈子最小力點得力，一般可取20003000N，可由緊鏈裝置來提供。 S=S=22500=5000N其他點的力： S= S+ W=5000+367354=372354 N S= S-0.6（W+ W）=372354-242542.8=129811.2 N S= S+ W=129811.2+36884=166695.2 N3.牽引力與電動機功率計算設(shè)計為機采工作面，刮板輸送機的

36、總牽引力為： W01.2 (WzhWk) 1.2(367354+36884) =485085.6N P即上下端電機功率分別為： P=P=333.5KW考慮到采區(qū)的電壓降，雙機頭驅(qū)動電機負(fù)荷不可能均勻，以與難以計算的額外阻力，需要考慮1520%的備用量。 P=333.51.15=383.5KW400KW由計算知，所選刮板輸送機的電機功率滿足要求。4.刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力計算（略）刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力，以保證鏈條與鏈輪的正常嚙合平穩(wěn)運行為宜，每條鏈子一般按20003000N考慮。5.驗算刮板鏈的強度刮板輸送機刮板鏈的安全系數(shù)為: K4.2式中：K-刮板鏈抗拉強度安全系數(shù)； n-鏈條數(shù)，單鏈1，

37、雙鏈2，取n=2；-兩條鏈子 負(fù)荷分配不均勻系數(shù)，單鏈=1，雙鏈=0.85； S-一條刮板鏈的破斷力，1450000N； S-刮板鏈實際承受的最大力值； S=S=372354N則： K=6.624.2計算出的安全系數(shù)滿足K4.2,說明鏈子的強度滿足要求。1.1.4 三、液壓支架的選型設(shè)計液壓支架選型原則：支護強度與工作面礦壓相適應(yīng)；支架結(jié)構(gòu)與煤層賦存條件相適應(yīng)；支護斷面與通風(fēng)要求相適應(yīng)。（一）影響液壓支架選型的因素影響液壓支架選型的因素，主要考慮煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性，煤層厚度、傾角賦存狀況與瓦斯含量等情況，其中以煤層與頂、底板穩(wěn)定性影響較大。本礦煤層厚度4m，傾角5，煤層賦存條件較好。本礦工作面煤

38、層直接頂為2類頂板，屬中等穩(wěn)定頂板，強度較高，強度指數(shù)在3170kg/cm2之間，發(fā)育大量節(jié)理裂隙，隨采隨落。本礦工作面老頂為級頂板，周期來壓強烈，對支架支護強度的要求較高。（二）液壓支架的選型1.架型的選擇液壓支架根據(jù)對頂板的支護方式和結(jié)構(gòu)特點不同，可分為支撐式、掩護式、支撐掩護式三種基本型式。支撐式支架頂梁長，立柱多，且垂直支撐，工作阻力大，切頂能力強，通風(fēng)斷面大，后部有簡單的擋矸裝置，架間不撐緊，對頂板不密封，它適應(yīng)于穩(wěn)定或堅硬以上直接頂和周期來壓明顯和強烈的老頂條件。掩護式支架有寬大的掩護梁可擋住采空區(qū)冒落的矸石，它的頂梁較短，支柱少且傾斜支撐，架間密封，支架工作阻力較小，切頂能力差，

39、但由于頂梁較短，控頂面積小，支護強度不一定小，它使用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定直接頂條件。支撐掩護式支架兼有上述兩種支架的結(jié)構(gòu)特點，頂梁較長，立柱較多，呈垂直或傾角較小傾斜支撐，故工作阻力大，切頂能力強，具有掩護梁架間密封，擋矸掩護性能好，它使用于穩(wěn)定以下各類頂板，有取代支撐式支架的趨勢，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量較大，價錢相對較高。由于本工作面的直接頂類別與老頂級別均以確定，所以可直接根據(jù)“適應(yīng)不同類級頂板的架型與支護強度表”直接選擇。根據(jù)表中給定的架型選擇標(biāo)準(zhǔn)，確定本工作面的支架類型為支撐掩護式。雖然該支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但該類型支架技術(shù)成熟，安全性高，工作性能穩(wěn)定，對不同地質(zhì)條件的煤層適應(yīng)性強，應(yīng)用廣

40、泛。2.液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 Hmaxhmaxa HminhminS2bC式中：Hmax-支架最大支護高度，m； Hmin-支架最小支護高度，m；hmax-煤層最大厚度，4m； h-煤層最小厚度，取3.5m; a-考慮偽頂，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撐力所需要的支 撐高度的補償量；中厚煤層取300mm; S2-頂板最大下沉量，取300mm;b-支架卸載前移時，立柱伸縮余量，煤層厚度大于1.2m時取 80100mm，本次設(shè)計取100mm; c-支架頂梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，取100mm。則： Hmax40.34.3m H3.50.3-0.1-0.1=3m3.支架支護強度的確定（1）根據(jù)經(jīng)驗

41、公式估算：qKHR式中：q支架支護強度，t/m2; K作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，我國取58，設(shè)計取7; H最大采高，4m; R巖石容重，一般取2.5t/m3。則： q742.5=70 t/m3(2)直接查表選取根據(jù)頂板條件與煤層厚度，直接查表可知:支架支護強度為：82 t/m2據(jù)以上計算與查表選取，確定支架支護強度為82t/m2。4.選擇液壓支架型號根據(jù)支架結(jié)構(gòu)參數(shù)與支護強度，設(shè)計選取支架型號為ZZ5200/22/42型。該支架技術(shù)參數(shù)如下：工作阻力： 5200kN支架高度： 22004200底板比壓： 1.58MPa支護強度： 0.82MPa推溜力： 223KN拉架力： 410KN5.

42、工作阻力的校核支架支撐頂板的有效工作阻力為： Q=9F式中：F-支架支護面積，； F=(L+C)(B+K)=6.15 L-支架頂梁長度，3.8m; C-梁端距，0.3m； B-支架頂梁寬度，1.2m; K-架間距，0.3m。即：Q=9F=706.15=430.5（噸力）（三）單體液壓支柱工作高度，支護強度與型式的選擇1支柱最大工作高度Hmax與最小工作高度Hmin的計算 Hmaxhmaxc Hminhminsca式中: Hmax支柱最大工作高度，m; Hmin支柱最小工作高度，m; hmax，hmin煤層最大最小采高，分別為4m，3.5m; c頂梁高度，100mm; s最大控頂距處頂板頂板下沉

43、量，300mm; a支柱卸載高度，80mm。則： Hmax40.1=3.9（m） Hmin3.50.30.10.08=3.02（m）2.單體液壓支柱的工作阻力與支護密度單體液壓支柱的工作阻力選取DZ-25型，即工作阻力為25kN。單體液壓支柱的支護密度確定如下：按照4m采高，進行選取支護強度為： 742.5=70(噸/米2)即0.70MPa。支護密度：7025=2.8（根/m2）3.單體液壓支柱型式與鉸接頂梁的選擇單體液壓支柱的型式分為注式與外注式。根據(jù)注式和外注式的使用條件，本設(shè)計選用外注式單體液壓支柱。外注式單體液壓支柱重量相對較小，制造成本低，伸縮比大，適用于中厚煤層之中。鉸接頂梁的選擇

44、：根據(jù)采煤機截深，取0.8m，鉸接頂梁的長度取截深的整數(shù)倍。1.1.5 （四）、順槽機的選擇 機安裝在采煤機工作面下順槽，是將工作面運出的煤到膠帶輸送機上的中間設(shè)備，同時輸送機伸縮時減少輸送帶的拆裝次數(shù)。橋式裝載機實際是一種結(jié)構(gòu)特殊的短刮板輸送，其傳動系統(tǒng)和驅(qū)動裝置與刮板輸送機一樣。主要特點是機身有一段懸橋結(jié)構(gòu)，用來與可伸縮膠帶輸送機搭接，當(dāng)工作面刮板輸送機向煤壁推移后，機亦沿順槽方向整體移動相應(yīng)的距離。當(dāng)裝載機移動到搭接的極限位置時，膠帶輸送機縮短，以使裝載機仞可逐漸前移。1.選擇原則（1）機的運輸能力要稍大于工作面刮板輸送機的運輸能力；（2）順槽機的機尾與工作面刮板輸送機的連接處要配套；

45、（3）順槽機的零部件與工作面的刮板輸送機的零部件盡可能通用2.機選擇驗算依據(jù)以上原則，初選SZZ900/315型順槽機，進行溜槽斷面和電動機功率的校核；機溜槽斷面校核同刮板輸送機基本吻合，經(jīng)效驗SZZ900/315型裝載機滿足要求。機的技術(shù)特征：型號： SZZ900/315標(biāo)準(zhǔn)長度： 45m鏈速： 1.8m/s圓環(huán)鏈： 34126輸送量： 2200t/h1.1.6 五、破碎機選型在機械化采煤工作面中，破碎機安裝在刮板機的落地段，并與之連為一體配套使用，其用途是將工作面采下的大塊煤破碎到所要求的顆粒度，然后經(jīng)機均勻地送入帶式輸送機，以滿足帶式輸送機對煤塊度的要求，避免輸送過程中，因煤塊自滾，導(dǎo)致

46、砸傷輸送帶與輸送機翻車，大塊煤堵塞煤倉漏煤嘴等現(xiàn)象。破碎機的類型較多，使用時按物料的物理性質(zhì)、粒度、生產(chǎn)量、用途等進行選擇，對于機械化采煤工作面，與機配套使用的破碎機有顎式破碎機和錘式破碎機兩大類。顎式破碎機的生產(chǎn)能力較低，只適宜破碎中等硬度的煤，錘式破碎機生產(chǎn)能力大，可破碎普氏硬度f4.5的硬煤，與重型機配套使用的一般為錘式破碎機。本設(shè)計選用PCM110型的礦用錘式破碎機，功率為110KW，額定電壓為1140V。1.1.7 六、乳化液泵站的選擇乳化液泵站是采煤工作面的一種重要的設(shè)備，它是液壓支架和外注式單體液壓支柱的動力源，乳化液泵端站由乳化液泵，乳化液箱和其他附屬設(shè)備組成，具有完善的控制，過濾與安全保護功能。（一）、乳化液泵站的初選結(jié)合乳化液壓支架與相關(guān)液壓系統(tǒng)的參數(shù)，初選XRB2B-80/200 型乳化液泵站。（二）、乳化液泵站的參數(shù)計算從泵的工作原理可知，其流量取決于工作容積變化的大小，比與柱塞在單位時間變化的次數(shù)，而理論流量為： Q=式中：D-柱塞直徑，mm；