綜采工作面機械選型設計

1、. 華北科技學院平安工程學院課程設計 李國華PAGE ：.；PAGE - 18 - 華北科技學院平安工程學院課程設計 李國華 綜合機械化采煤任務面機械選型設計 2021-2021學年第一學期 班 級： 學 號：姓 名： 指點教師：20010年1月12日目 錄緒論2第一節(jié) 綜采任務面機械2第二節(jié) 綜采任務面參數(shù)2滾筒采煤機的選型3對采煤機械的根本要求3采煤機的選擇原那么3第三節(jié) 設計選用采煤機參數(shù)4第四節(jié) 采煤機消費率的計算6第五節(jié) 滾筒直徑與截深6支護設備的選型8第一節(jié) 支護設備的用途和種類8第二節(jié) 選型原那么8第三節(jié) 支架選擇內容9第四節(jié) 綜采任務面適用支架10保送設備的配套選型12第一節(jié)

2、刮板保送機的選擇12第二節(jié) 轉載機的選擇13第三節(jié) 可伸縮膠帶保送機的選擇13采煤設備的配套性能15 緒論第一節(jié) 綜采任務面機械綜采任務面配套設備由采煤機、支護設備、刮板保送機等設備組成.所謂綜采任務面配套設備的選型含義,系指根據(jù)煤層賦存和礦井消費技術條件,可獲得良好運用效果而實踐選用的綜采成套設備。綜采任務面設備配套的目的,首先在于總體配套是單機設計的根據(jù),要處理成套設備各單機間的才干相互匹配和空間幾何關系的配套;其次在于使成套設備性能與采煤工藝間相互順應。因此總體配套又是采區(qū)設計和采煤工藝設計的根據(jù)。采煤任務面中，采煤機、刮板運輸機和支護設備液壓支架或單體支柱于頂梁等組成一個采煤機的有機整

3、體來實現(xiàn)采煤工藝的哥哥工序，他們在任務才干和構造尺寸的配套關系，直接影響采煤工藝的順利實施和設備才干的充分發(fā)揚。因此，為了正確的選擇采煤機組各種設備的方式，不僅要看它們各自能否滿足采煤工藝的要求，同時也要留意它們之間的配套性能，特別要把任務面“三機“采煤機、刮板保送機、液壓支架配套搞好，否那么綜采消費將無法進展，勉強消費也獲得不了好效果。第二節(jié) 綜采任務面參數(shù)本次綜采任務面的根本參數(shù)選定為原始參數(shù)第四組：任務面長：320m；傾角：12；煤層平均厚度：2.5m；頂板中等穩(wěn)定；截割阻抗：A=230N/m；煤的鞏固度系數(shù)：f=3.5。第二章 滾筒采煤機的選型第一節(jié) 對采煤機械的根本要求對采煤機械的根

4、本要求是高效、經濟、平安。詳細要求是：采煤機械的消費率應能滿足采煤任務面的產量要求任務機構能在所給煤層力學特性硬度、截割阻抗的條件下正常截割、裝煤效果好、落煤塊度大、煤塵少、能耗低。能調理才高，順應任務面煤層厚度變化；能自開缺口。有足夠的牽引力和防滑、制動安裝，能在所給煤層傾角下平安消費；牽引速度能隨著任務面條件的變化而調理，其大小能滿足任務要求。 此，要求采煤機械的性能必需可靠，維持正常任務所必需的各種耗費動力、液壓油、防滑油、易損件等應較低。第二節(jié) 采煤機的選擇原那么 采煤機選型原那么通常是要符合煤層賦存條件，滿足對消費才干的要求，以及與刮板保送機和液壓支架的匹配要求。并結合以下四點根據(jù)，

5、確定采煤機的選型：根據(jù)煤層厚度選擇采煤機械給出的設計參數(shù)中煤層平均厚度為2.5m，屬于中厚煤層，可選用雙滾筒采煤機。根據(jù)煤的力學性質選擇采煤機械煤的力學性質主要包括煤的鞏固度系數(shù)f、抗壓強度、截割阻抗A、韌性、層理和節(jié)理的發(fā)育情況、夾石含量及分布等。這些要素關系到選擇采煤機械的任務機構方式和采煤機械的功率大小。根據(jù)煤的鞏固度系數(shù)f和截割阻抗A，將煤分為三類：軟煤f1.5，A180N/mm;中硬煤f1.53.0，A180240N/mm;硬煤f3.0，A240360 N/mm。各種刨煤機最適宜開采軟煤，特別是脆性軟煤；韌性中硬煤應選用中等功率的滾筒式采煤機；脆性總硬煤宜選用中等功率的滑行刨煤機；硬

6、煤必需選用大功率的滾筒式采煤機。滾筒式采煤機可以截割各種硬度的煤。設計參數(shù)中A=230N/m、f=3.5，屬于偏硬一些的中硬煤，因此，滾筒采煤機宜選用中等偏大功率。煤層傾角對選擇采煤機械的影響。根據(jù)開采技術特點將煤層傾角分為三類：025為緩傾斜煤層；2545為傾斜煤層；4590為急傾斜煤層。傾角小于12的煤層，對機械化開采最為有利，普通不用思索采煤機的防滑問題。因此，本次選用采煤機不用設置防滑安裝。頂?shù)装逍再|對選擇采煤機械的影響。頂?shù)装逍再|主要影響頂板管理方法和支護設備的選擇，因此，選擇采煤機時應同時思索選擇何種支護設備。例如，對于不穩(wěn)定頂板，控頂距該當盡量小，應選用窄機身采煤機和能超前支護的

7、支架；假設底板松軟，那么不宜選用拖鉤式刨煤機、底板支撐式爬底板采煤機和混合支撐式爬底板采煤機，而應選用靠保送機支撐和導向的滑行刨、懸臂支撐式爬底板采煤機、騎溜子任務的滾筒式采煤機和對底板接觸比壓小的支架。第三節(jié) 設計選用采煤機參數(shù)綜上所述，可選用MG400/920-WD系列采煤機，該采煤機的外觀、簡介以及根本參數(shù)如下：MG400/920-WD型交流電牽引采煤機是國產功率最大的電牽引采煤機，它與SGZ880/880-W型刮板保送機、BC7D400-GWD-17/35型液壓支架等組成綜采設備配套，適用于高產高效綜合機械化開采，可用與煤層厚度24m傾角小于18，煤層硬或中硬的煤層綜采。該行走機采用交

8、流變頻調速，用擺線輪-銷軌無鏈機構牽引。采煤機操作點設置在機身中間及兩端，可直接操作按鈕或把手，也可用無線電發(fā)射器隨機操作。MG400/920-WD型采煤機是左右滾筒、左右擺臂減速箱、左右截割電動機、大框架、行走部箱、左右調高泵站、冷卻噴霧系統(tǒng)。電控箱、變頻器、變壓器及各種輔助安裝等組成。主要特點是：截割部電動機橫向布置在搖臂上，搖臂和機身銜接沒有動力傳送，取消了螺旋傘齒輪傳動和構造復雜的通軸，使機身長度縮短。一切的截割反力、調高油缸支撐反力和牽引的反作用力均由大框架接受，而電控箱、左右調高泵站等均不受外力，不僅外形尺寸減小，而且可靠性提高。用來支撐、安裝各部件的托架采用框架構造，取代了傳統(tǒng)采

9、煤機的平板式托架。大框架由三段組成，它們之間用強度液壓螺栓副聯(lián)接，構造簡單、強度大、可靠性高且便于拆裝。每個主要部件都是可以單獨從大框架中由老塘側或煤壁側抽出，不用拆東其他部件，固改換共方便，易于維修。采用交流變頻調、擺線輪-銷軌無鏈機構牽引機構系統(tǒng)，體積小、調速范圍大、牽引速度和牽引力大、缺點少，能順應高產高效任務面的要求。調高液壓系統(tǒng)采用集成閥塊，管路少、維修方便。行走箱為獨立的箱體，配套多種槽寬的保送機時，只需選用行走箱及改動煤側壁的滑靴即可，而主機不變。變頻器設置在行當內，冷卻條件好，能防止因振動而帶來的不良影響，提高了可靠性。各動力部件都由單獨電動機驅動，可減少相互間的復雜傳動關系，

10、通用性、互換性加強。附表同種類型采煤機對比表【1】MG400/920-WDMG400/985-WD該機的構造布置與MG400/985WD型采煤機根本一樣，取消了破碎機構。其主要技術參數(shù)也一樣，不同之處是：1.供電電壓V : 3300；2.牽引電機型號 ：YBQYS50比985多5KW；3.截割電機型號：YBCS4400；4.泵電機型號 ：YBRB20； 5.總裝機功率KW：920；其中兩個截割電機2400KW，兩個牽引電機250KW，一個泵電機20KW，總裝機功率240025020=920KW6.主電纜型號 ：UGFP37012544一根外徑657.最大不可裝配的部件為電控箱，其尺寸和分量分別

11、為：長寬高MM： 29000925分量T： 9.58.兩滾筒程度中心距M：10.69.兩搖臂回轉中心距M：6.4810.兩行走輪跨距 M：4.85與MG400/985-WD采煤機的不同特點為：1.交流變頻調速系統(tǒng)采用瑞士ABB公司消費的ACS600系列變頻器，或美國的WOLKMANM9000系列變頻器。2.整機拖一根37012544外徑65的主電纜，所用電壓等級全部在3300V以下。3.該機設有應急功能：當主控系統(tǒng)出現(xiàn)缺點不能正常任務時，可將正常/應急開關置于應急位置，切 斷主控系統(tǒng)，同時輔助控制系統(tǒng)投入任務。這時操作站只能完成搖臂的開降功能，開停牽援用變頻 控制盤控制。4.該機可安裝啞鈴銷，

12、可徹底處理螺絲松動問題。1.采 高M：1.93.75配2M滾筒)；2.順應傾角：15 ；3.煤質硬度 : F4； 4.機面高度M： 1.5；5.過煤高度M： 0.655 ； 6.機 重T： 557.牽引速度(M/MIN)：7.12/12 8.69/14.2；8.牽 引 力KN： 620/360 506/304；9.截 深M： 0.63 0.8；10.滾筒直徑 M： 1.6 1.8 2.0；11.電 壓V： 1140；12.臥 底 量 M： 0.3260.5261.6M滾筒為0.326 、2.0M滾筒為0.526；13.滾筒程度中心距M： 10.2； 14.搖臂回轉中心距M： 6.08；15.最

13、大消費才干 T/H： 2033；16.牽 引 形 式 ： 機載交流變頻調速銷排式或鏈軌式無鏈牽引；17.調高泵型號： A2F28RP4 泵電機型號： YBRB18.5；18.截割電機型號： YBCS2400； 19.牽引電機型號： YBQYS45；20.主電纜型號：UCEP312012546兩根；21.配套開關型號： DQZBH400/1140兩臺；22.供水管型號：KJR38100/L； 電纜夾型號： C型； 23.最大不可裝配部件是電控箱，其尺寸及分量為： 長寬高MM： 25000890；24.分量T： 7.8 裝機 功率 KW： 985其中兩個截割電機2400KW，兩個牽引電機245KW

14、，一個破碎電機75KW，一個泵電機18.5KW，合計24002457518.5985KW25.配套運輸機： SGZC880/800；SGZ880/800 ；26.超級鏈軌2000英國；27.LW11200800/600英國第四節(jié) 采煤機消費率的計算由采煤機可得，實際消費率=602.50.637.121.35=908.33t/h，式中 實際消費率，t/h； 任務面平均才高，m； 滾筒有效截深，m； 在給定條件下能夠的最大牽引速度，m/min； 煤的密度，普通為1.31.4，t/m3。技術消費率=908.330.6=545.00t/h，式中 技術消費率，t/h； 1采煤機技術上能夠到達的延續(xù)任務系

15、數(shù)，普通為0.50.7，式中為0.6；實踐消費率=545.000.625=340.63t/h式中 實踐消費率，t/h； 采煤機在實踐任務中的延續(xù)任務系數(shù)，普通為0.60.65，式中為0.625。第五節(jié) 滾筒直徑與截深滾筒直徑單滾筒采煤機一次采全高或薄煤層雙滾筒采煤機：D=Hmin0.10.3Hmin=A-h/2+L sinmin+D/2中厚煤層運用的單滾筒采煤機：D=0.550.6HmaxHmax= A-h/2+L sinmax+D/2式中 A用戶在選定機面高度，m；D滾筒直徑，m；H電動機高度，m；L采煤機搖臂長度，m；max搖臂向上最大；min最小擺角。綜采任務面雙滾筒采煤機普通都是一次采

16、全高，故滾筒直徑D應稍大于最大采高之半，即：D2/1Hmax式中 D滾筒直徑，m； Hmax最大采高之，m。截深截深即滾筒寬度，是指滾筒外緣到端盤外側截齒齒尖的間隔 ，即一次截割的深度。中厚和厚煤層采煤機常用0.6或0.63m；薄煤層采煤機，由于牽引速度較低，為堅持足夠高的消費力，截深普通在0.711.0m。支護設備的選擇支護設備的用途和種類在回采任務面中，為了維護任務面內機器和人員的平安消費，要對頂板進展支撐和管理，以防止任務面空間的頂板冒落?；夭扇蝿彰孢\用的運用的支護設備有金屬摩擦支柱、單體液壓支柱和自移式液壓支架。它們與采煤機和任務面保送機分別組成“普采、“高檔普采和“綜采設備。液壓支架

17、是以高壓液體為動力，由金屬構件和假設干液壓元件組成。它使支架的支撐、切頂、移架和保送機推移等工序全部實現(xiàn)了機械化。因此大大地改善了回采任務面的任務條件、降低了人們的勞動強度，有效地添加了搖動平安性，使任務面的產量和效率得到了很大的提高，并為任務面的自動化發(fā)明了條件。但液壓指教對煤層的地質條件要求較高，初期投資較大。第二節(jié) 選型原那么正確選擇支架的架型，對于提高綜采任務面的產量和效率，充分發(fā)揚綜采設計的效能，實現(xiàn)高產高效，是一個很重要的要素。在詳細選擇架型的時，首先要思索煤耗層的頂板條件，它是選擇支架架型的根據(jù)。煤層厚度根據(jù)我國煤層賦存的特點，當厚度超越2.5m、頂板有程度推力時，應選用抗程度力

18、強的支架，普通不宜選用支撐式支架。當煤層厚度在2.52.8m以上時應選用帶護幫安裝的掩護式或支撐掩護式支架。當煤層厚度變化較大時，應選用調高范圍大的支架。煤層傾角煤層傾角在1015以上時， 支架應有防滑和調架安裝； 當傾角超越18時，應同時具有防滑和防倒安裝。底版強度支架底座對底板的接觸比壓應小于底板的允許比壓，允許比壓與底板的巖石性質有關，對于砂巖底板，其值普通為1.962.16Mpa，軟底板為0.98Mpa左右。接觸比壓與詳細支架有關，選型時應驗算接觸比壓值。瓦斯涌出量對于瓦斯涌出量大的任務面，應優(yōu)先選用通風斷面大的支撐式和支撐掩護式支架。地質構造斷層非常發(fā)育、煤層厚度變化大、頂板允許暴露

19、面積和時間分別在58m和20min以下時，暫不宜采用綜采設備。設備本錢能同時允許運用幾種架型時,應優(yōu)先選用價錢廉價的支架.在普通情況下,支撐式支架最輕,造價也最廉價.而支撐掩護式支架最重最貴.此外,對于對于特定的開采要求,應選用特種支架.如厚煤層分層開采時選用鋪網支架,冒落法開采時選用放頂煤支架,任務面端頭支護選用端頭支架,等等.第三節(jié) 支架選擇內容液壓支架的任務原理和過程升架: 支配手動換向閥,使得液壓油進入缸體下腔,上腔回油,立柱逐漸上升(初撐階段),處于增阻階段。增阻階段,下腔壓力上升,不斷到達平安閥調定壓力。降架: (為推移架做預備)支配手把,立柱上腔進壓力油,下腔回油(液控單向閥),

20、立柱下移。移架：支配手動閥，溜子為支點，移架，然后緊接著升架。推溜：支架為支點，推溜。圖：支架任務特性曲線初撐力Pc初撐力大小對支架的支護性能和本錢都有很大影響。較大的初撐力能使支架較快到達任務阻力，減慢頂板的早期下沉速度，添加頂板的穩(wěn)定性，但對乳化液泵站和液壓元件的耐壓要求也將提高。普通取初撐力為0.60.8倍的任務阻力。在此我們取0.8倍的任務阻力計算如下：20830.81666.4kN。任務阻力P有效任務阻力與支架任務阻力的比值,稱為支架的支撐效率.;在思索了支撐效率后,所需每架立柱的總任務阻力P應為:P=Q/ (MPa)移架力和推溜力移架力與支架構造、質量、煤層厚度、頂板性質等有關。第

21、四節(jié) 綜采任務面適用支架根據(jù)設計參數(shù)，可以求出支護的強度q：=0.5Mpa式中 作用于支架上的頂板巖石系數(shù)，普通取58。頂板條件好、周期來壓不明顯是時取下限，否那么取上限； 采高，m； 頂板巖石密度，普通為2.3103kg/m3；故綜合各方面要素，選用ZZ4400/15/32型支撐掩護式支架，該支架的外觀如以下圖和參數(shù)如下表3-3：圖：ZZ4400/15/32型支撐掩護式支架 HYPERLINK skj.cc/newEbiz1/EbizPortalFG/portal/html/ProductInfoExhibit.html?ProductInfoExhibit_ProductID=c373e9

22、0f3287dec18fea6d02cdeec85f&ProductInfoExhibit_isRefreshParent=false l # 表：ZZ4400/15/32型支撐掩護式支架主要技術特征序號工程單位數(shù)值1支架最小/最大高度mm1500/32002支架中心距mm15003支護強度Mpa0.8054對地板比壓Mpa1.95支架初撐力kN39466任務阻力kN44007操作方式/本架8泵站壓力Mpa31.59推移步距mm60010支架尺寸mm52201430450011支架分量Kg12.775第四章 保送設備的選用刮板保送機的選擇刮板保送機承當著直接從采煤任務面運煤的艱巨義務，因此，刮

23、板保送機選擇的適宜與否，直接影響著煤炭的運輸與消費。選擇刮板保送機要思索以下內容：1、刮板保送機與采煤機的配套。要求刮板保送機的保送才干不小于采煤機的實際消費率；要求刮板保送機的構造方式必需與采煤機構造相配套。2、刮板保送機與液壓支架相配套原那么。要求刮板保送機的構造方式要與液壓支架架型相匹配；要求刮板保送機的溜槽長度要與液壓支架的中心距相匹配；刮板保送機溜槽與支架推移千斤頂銜接安裝的間距和構造匹配。綜合思索，可選用山東礦機集團消費的SGZ880/800型保送機。保送機如以下圖4-1和技術參數(shù)如下表4-1：圖：SGZ880/800型保送機外形圖表4-1 SGZ880/800型保送機主要技術參數(shù)

24、型號保送量設計長度鏈速電機功率鏈條規(guī)格中部槽規(guī)格t/hmm/sKwmm長寬高SGZ880/80015002001.1400234261503800331本系列產品主要適用于緩傾斜中 厚及厚煤層長臂式綜采任務面，可與相應的采煤機、液壓支架配套運用。具有任務可靠，構造簡單、適用性強等特點。 轉載機的選擇轉載機必需滿足消費率大于刮板保送機的消費率，小于膠帶保送機的消費率。設計中選用的是山東礦機集團消費的SZZ1200/400型轉載機。以下是轉載機外觀如以下圖和技術參數(shù)如下表：圖：SZZ1200/400型轉載機外形圖表：SZZ1200/400型轉載機主要技術參數(shù)型號保送量設計長度電機功率鏈速鏈條規(guī)格中

25、部槽規(guī)格(t/h)(m)(kw)(m/s)mm(長寬高)SZZ1200/400箱式3500604001.8138-C內寬1200 可伸縮膠帶保送機的選擇圖：DSJ120/200/3250型膠帶保送機同裝載機的選型方式類似，可伸縮膠帶保送機的選用必需滿足膠帶保送機的保送才干大于轉載機的消費率。設計中選用山東礦機集團消費的DSJ120/200/3250型膠帶保送機，該帶式保送機外觀如上圖和參數(shù)如下表：表：DSJ120/200/3250型膠帶保送機技術參數(shù)工程技術參數(shù)運量1200t/h運距800m帶寬1000mm帶速3.5m/s傾角5電機功率3250Kw傳動滾筒直徑830mm托輥直徑133mm機頭外

26、形尺寸寬高13301880mm總重147.1產品型號槽寬(mm)保送量(t/h)設計長度(m)裝機功率(kW)鏈速(m/s)鏈條規(guī)格(mm)鏈條破斷負荷(kN)中部槽規(guī)格(mm)(長寬高)SGB630/1506302502002750.86818644021500630190SGB630/150(鑄)6302502202750.86818644021500602215SGD630/1806304001802900.9226928501500630222SGB630/180630400180290122866101500630222SGD630/22063045018021101.0726928501