【基于機(jī)械化采煤成套設(shè)備選型問(wèn)題的探析報(bào)告17000字（論文）】

基于機(jī)械化采煤成套設(shè)備選型問(wèn)題的分析報(bào)告目錄TOC\o"1-2"\h\u19789基于機(jī)械化采煤成套設(shè)備選型問(wèn)題的分析報(bào)告 196901.前言 1163752.綜合機(jī)械化采煤的影響因素分析 23842.1地質(zhì)構(gòu)造方面的影響 2234762.2煤層頂層底板的影響 2177612.3煤層厚度方面的影響 2249472.4煤炭斷層的影響 3317782.5煤層中瓦斯的影響 3124983機(jī)械化采煤工作面類(lèi)型的確定與論證 4205343.1機(jī)械化采煤工作面類(lèi)型的確定與論證 457943.2液壓支架的選型 4324533.3高檔普采工作面單體液壓支柱工作高度、支護(hù)強(qiáng)度及形式的選擇 7226793.4滾筒采煤機(jī)的選擇 71819采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)必須克服的牽引阻力T為 12121804礦山運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備選型設(shè)計(jì) 1387804.1刮板運(yùn)輸機(jī)的選型 13115634.2采區(qū)工作面運(yùn)輸巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇 14115624.3主要運(yùn)輸巷道運(yùn)輸設(shè)備的選型計(jì)算 14118505礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì) 23160695.1提升方式的確定及提升設(shè)備選型依據(jù) 23195043.最大班提升量 2314347（二）提升設(shè)備能力計(jì)算 2315615.2立井單繩纏繞式主井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì) 2415681（四）提升機(jī)標(biāo)準(zhǔn)速度、提升機(jī)減速器減速比及提升機(jī)型號(hào)的確定 3028999（五）電動(dòng)機(jī)的預(yù)選 3020586（六）確定提升機(jī)的實(shí)際最大提升速度 3127215（七）天輪的選擇 31153305.結(jié)論 3222997參考文獻(xiàn) 331.前言采礦作為煤礦企業(yè)中最核心部分，只有安全高效的綜合機(jī)械化開(kāi)采才能保證企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也是煤礦企業(yè)達(dá)到現(xiàn)代化的標(biāo)志。工作面的綜采設(shè)備改進(jìn)上需具有可靠性，而綜采設(shè)備進(jìn)行研發(fā)的關(guān)鍵是改進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)效率，提升設(shè)備生產(chǎn)能力，因此礦山機(jī)械在煤炭生產(chǎn)中占有非常重要的地位[1]。新中國(guó)自成立以來(lái)，特別是改革開(kāi)放30多年，我國(guó)的礦山在綜合機(jī)械化采煤設(shè)備及大型的掘進(jìn)設(shè)備的使用上越來(lái)越現(xiàn)代化，其中國(guó)有重點(diǎn)煤礦企業(yè)在機(jī)械化使用上大幅增長(zhǎng)，從改革開(kāi)放之初的30%提升到現(xiàn)在的80%以上，采煤過(guò)程中機(jī)械化的大幅使用不僅給煤炭企業(yè)提供了有效發(fā)展，還減輕了工人的的工作強(qiáng)度，保障工人的安全，降低成本的同時(shí)，還迅速提高我國(guó)的煤炭產(chǎn)量，促進(jìn)煤炭行業(yè)的整體發(fā)展。其中礦山機(jī)械類(lèi)型多，應(yīng)用廣，通常主要包括有采掘機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械和提升機(jī)械等。2.綜合機(jī)械化采煤的影響因素分析2.1地質(zhì)構(gòu)造方面的影響綜合機(jī)械化采煤技術(shù)受到多種方面因素的影響，地質(zhì)構(gòu)造是其中之一，不同的構(gòu)造對(duì)其產(chǎn)生的影響也存在著不同。在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中，倘若斷層的落差不同，正斷層明顯小于逆斷層；倘若指甲的最低高度比較低，通常的煤炭開(kāi)采設(shè)備將會(huì)受到阻礙，很難順利通過(guò)斷層；最后，倘若煤炭斷層面的傾斜角度較小，便會(huì)對(duì)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)產(chǎn)生很大程度上的影響[1]。多樣性是煤炭地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)，在進(jìn)行機(jī)械化采煤的前期需要對(duì)整個(gè)地質(zhì)構(gòu)造存在的規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)的剖析，在掌握了地質(zhì)構(gòu)造的同時(shí)在煤炭開(kāi)采中進(jìn)行綜合機(jī)械化技術(shù)的操作。2.2煤層頂層底板的影響在煤炭開(kāi)采過(guò)程中頂層的底板自身的穩(wěn)定性和冒落性，能夠?qū)C合機(jī)械化采煤技術(shù)的開(kāi)展產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。頂層底板的穩(wěn)定程度是進(jìn)行綜合采煤設(shè)備選擇的重要依據(jù)，能夠保證在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中工作人員的生命安全，在較為安全的環(huán)境中進(jìn)行生產(chǎn)。煤層頂層底板的穩(wěn)定性受到了煤炭層自身強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等因素的影響，同時(shí)影響到了綜合機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)的發(fā)揮。當(dāng)頂?shù)装鍍?nèi)部的巖石處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，對(duì)整個(gè)綜合機(jī)械化采煤的開(kāi)展帶來(lái)便利，從而降低了機(jī)械設(shè)備通過(guò)斷層的幾率。然而，倘若頂層的巖石非常堅(jiān)硬，巖石的整體性便呈現(xiàn)出較強(qiáng)的狀態(tài)，產(chǎn)生安全事故的可能性較小，因此，在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中采用綜合機(jī)械化技術(shù)，需要在前期注意一些事項(xiàng)。如圖1，煤層頂?shù)装逋怀鲲L(fēng)險(xiǎn)的研究圖。圖1煤層頂?shù)装逋怀鲲L(fēng)險(xiǎn)的研究圖2.3煤層厚度方面的影響煤炭在開(kāi)采的過(guò)程中主要是對(duì)煤層進(jìn)行探索，綜合機(jī)械化采煤的整體效率和開(kāi)采的質(zhì)量受到了煤層本身硬度、結(jié)構(gòu)、和厚度的嚴(yán)重影響。在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中針對(duì)煤炭層本身的特點(diǎn)，采用合適的方法進(jìn)行相關(guān)工作的開(kāi)展[2]。針對(duì)煤層比較薄的情況，工作人員在煤炭開(kāi)采過(guò)程中會(huì)受到空間的限制，機(jī)械化在惡劣的環(huán)境中應(yīng)用效果較低。與此同時(shí)，針對(duì)煤炭厚度變化較大的礦井來(lái)看，需要結(jié)合相關(guān)要素的考量，采用科學(xué)的方法在煤炭開(kāi)采的工作中實(shí)施綜合機(jī)械化技術(shù)。此外，對(duì)于煤炭開(kāi)采的機(jī)械設(shè)備選擇時(shí)，需要將煤層的類(lèi)型區(qū)分開(kāi)來(lái)，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，從而提升綜合機(jī)械化煤炭開(kāi)采的效率。2.4煤炭斷層的影響大中斷層和小中斷層是煤炭斷層的的主要類(lèi)型，在整個(gè)地質(zhì)探索過(guò)程中，大中斷層是煤炭開(kāi)采過(guò)程中的自然邊界。因此，在對(duì)煤炭開(kāi)采區(qū)域進(jìn)行開(kāi)采的前期，需要對(duì)斷層的性質(zhì)進(jìn)行良好的把握，能夠有效掌握斷層本身的方向及長(zhǎng)度，從而確定好煤炭開(kāi)采的區(qū)域范圍。小斷層一般情況下是綜合機(jī)械化煤炭開(kāi)采的重要影響因素，一旦綜合機(jī)械化采煤技術(shù)高于未完全斷開(kāi)的煤層時(shí)，煤層的頂層底板需要被切割，才能夠保證綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用。煤炭層頂層巖石的硬度較高，從而給煤炭開(kāi)采過(guò)程中的生產(chǎn)效率以及機(jī)械設(shè)備的壽命產(chǎn)生很大程度上的影響。然而，綜合機(jī)械化采煤技術(shù)在工作中對(duì)底板進(jìn)行了標(biāo)高之后，將會(huì)給后期的工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，倘若不能進(jìn)行對(duì)煤層進(jìn)行詳細(xì)的預(yù)測(cè)，將會(huì)給整個(gè)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生阻礙，從而影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[3]。此外，在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中，斷層走向與工作的范圍之間存在的聯(lián)系減小，對(duì)斷層開(kāi)采的難度將會(huì)有所增加。煤炭開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)的小斷層，很容易造成破碎帶的產(chǎn)生，地質(zhì)條件非常的差，煤炭頂層辦穩(wěn)定性的施工情況，很容易在開(kāi)采的過(guò)程中發(fā)生冒落的現(xiàn)象，將會(huì)給煤炭開(kāi)采人員造成生命威脅，嚴(yán)重的將對(duì)導(dǎo)致工作人員的傷亡。2.5煤層中瓦斯的影響隨著綜合機(jī)械化采煤技術(shù)水平的不斷提升，被推廣到更多的開(kāi)采領(lǐng)域，然而由于綜合機(jī)械化采煤技術(shù)有著很大的強(qiáng)度，很容易帶來(lái)瓦斯的涌出量，從而出現(xiàn)瓦斯排放不暢的現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了煤炭開(kāi)采生產(chǎn)力的提升。因此，在綜合機(jī)械化采煤技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，作為開(kāi)采人員需要對(duì)瓦斯的分布區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的探究，針對(duì)瓦斯涌出的煤層進(jìn)行鉆孔抽瓦斯的方法，對(duì)瓦斯的涌出量有著詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，從而采取有效的措施予以解決，做好后期的治理工作。煤炭開(kāi)采工作的開(kāi)展由于受到諸多因素的影響，作為開(kāi)采的工作人員需要加強(qiáng)對(duì)自身的嚴(yán)格要求。3機(jī)械化采煤工作面類(lèi)型的確定與論證3.1機(jī)械化采煤工作面類(lèi)型的確定與論證3.1.1采掘機(jī)械采掘機(jī)械根據(jù)作用不同，有以下采煤機(jī)械、掘進(jìn)機(jī)械、裝載機(jī)械和液壓支護(hù)設(shè)備[2]。采煤機(jī)械常用在采煤工作面上，將完成落煤、裝煤機(jī)械化進(jìn)程。常有類(lèi)型：（1）滾筒式采煤機(jī)；（2）連續(xù)采煤機(jī)。掘進(jìn)機(jī)械常用于開(kāi)鑿巷道，根據(jù)巷道中掘進(jìn)方法不同大型掘進(jìn)機(jī)械可分為鑿巖臺(tái)機(jī)和掘進(jìn)機(jī)。裝載機(jī)械是將破落的煤或巖石裝入礦車(chē)或巷道運(yùn)輸機(jī)，達(dá)到機(jī)械化裝載。常見(jiàn)類(lèi)型有：（1）鏟斗裝載機(jī)；（2）耙斗裝載機(jī)。液壓支護(hù)設(shè)備針對(duì)采煤工作面頂板支撐及管理，維護(hù)工作的正?？臻g并保護(hù)采煤區(qū)工作面上的裝備和人員安全。支護(hù)類(lèi)型有：（1）液壓支架；（2）單體支柱。3.1.2運(yùn)輸和提升機(jī)械礦山運(yùn)輸和提升機(jī)械，在運(yùn)輸煤炭、材料、矸石等設(shè)備和工作人員運(yùn)送任務(wù)。運(yùn)輸提升系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，是煤礦生產(chǎn)的“動(dòng)脈”，根據(jù)設(shè)備安裝的位置不同可分為提升機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械；根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行的動(dòng)作方式進(jìn)行分類(lèi)，有連續(xù)動(dòng)作式以及周期動(dòng)作式運(yùn)輸設(shè)備兩種；根據(jù)用途的不同分為主要和輔助設(shè)備運(yùn)輸。提升機(jī)械用途主要分為礦井和采區(qū)兩種。周期動(dòng)作式的運(yùn)輸機(jī)械，它主要利用提升機(jī)或者絞車(chē)上滾筒的鋼絲繩拉伸容器，用于井筒或巷道內(nèi)往返通行，以完成煤炭、矸石及人員升降等任務(wù)[3]。運(yùn)輸機(jī)械常用在水平或者傾斜的巷道中運(yùn)輸煤炭或者起到輔助作用。連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸機(jī)械常用于啟動(dòng)設(shè)備，以便連續(xù)地進(jìn)行貨載運(yùn)輸，其類(lèi)型有：（1）輸送機(jī)；（2）無(wú)極繩運(yùn)輸機(jī)械。連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸設(shè)備是以連續(xù)的方式運(yùn)送貨載。周期動(dòng)作式機(jī)械是以一定的循環(huán)方式周期的運(yùn)送貨載，在運(yùn)輸中需經(jīng)?？刂破溥\(yùn)動(dòng)方向。常有類(lèi)型：（1）電機(jī)車(chē)運(yùn)輸機(jī)械；（2）有極繩運(yùn)輸機(jī)械；（3）單軌吊車(chē)；（4）卡軌車(chē)。3.2液壓支架的選型支架的選型應(yīng)考慮到其支護(hù)強(qiáng)度與工作面處礦壓是否相適應(yīng)，其支架的架型結(jié)構(gòu)是否與所在的煤層條件相互適應(yīng)，其支架的支護(hù)斷面是否與工作面通風(fēng)要求適應(yīng)，以及該液壓支架是否與采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備相互匹配。液壓支架根據(jù)對(duì)頂板的支護(hù)方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，支架架型主要有三種基本形式，為支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式[4]。（1）支撐式支架的頂梁長(zhǎng)、立柱多且垂直支撐、工作阻力大、切頂能力強(qiáng)、通風(fēng)斷面大、后部有簡(jiǎn)單的擋矸裝置，架間不撐緊，對(duì)頂板不密封。它主要適用在穩(wěn)定或堅(jiān)硬的直接頂以及周期來(lái)壓特點(diǎn)明顯或強(qiáng)烈的老頂條件。（2）掩護(hù)式支架具有較寬的掩護(hù)梁，以便擋住采空區(qū)冒落的矸石，它具有頂梁比較短，支柱少且傾斜支撐的特點(diǎn)。該支架架間密封，支架工作阻力較小，切頂能力差，但由于頂梁較短控頂面積小，支護(hù)強(qiáng)度不一定小。它適用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定的直接頂條件。（3）支撐掩護(hù)式支架即有支撐式又有掩護(hù)式支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，頂梁較長(zhǎng)，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(qiáng)，具有掩護(hù)梁架間密封，擋矸掩護(hù)性能好。它適用于穩(wěn)定以下各類(lèi)頂板，有取代支撐式支架的趨勢(shì)，但它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量較大，價(jià)格高。3.2.1煤層頂板及其分類(lèi)覆蓋在煤層上的巖石稱(chēng)為頂板，依次分為偽頂、直接頂和老頂。煤層下的巖層稱(chēng)為底板。頂板和底板統(tǒng)稱(chēng)為煤層圍巖[5]。偽頂是緊貼煤層的極易冒落的較薄巖層，暴露后隨即跨落，一般不影響支護(hù)設(shè)備的使用。偽頂之上（無(wú)偽頂時(shí)緊貼煤層）的一層或幾層巖層是直接頂，具有一定的穩(wěn)定性，常在回柱或移架時(shí)冒落。直接頂下部2.5～2m厚的巖層叫直接頂下位巖層，其穩(wěn)定性對(duì)液壓支架的選型有決定性的影響。老頂位于直接頂上方，該巖層厚而堅(jiān)硬，常以很大面積懸露在采空區(qū)而不跨落，它的來(lái)壓強(qiáng)度影響直接頂?shù)姆€(wěn)定性，對(duì)支架的載荷和可縮量都有直接的影響。強(qiáng)度指數(shù)D作為直接頂分類(lèi)的主要指標(biāo)，參考直接頂初次跨落步距L1來(lái)決定[6]。老頂位于直接頂之上，頂板分級(jí)主要由直接頂厚度∑h與采高H之比值N來(lái)決定，再參考老頂初次來(lái)壓步距L2，N的意義是指冒落帶充滿采空區(qū)的程度，L2是指工作面初次切頂線到開(kāi)切眼煤壁之間老頂懸露的長(zhǎng)度。根據(jù)N、L2，我國(guó)將老頂分為四級(jí)（見(jiàn)表3-1）。表3-1老頂分級(jí)分級(jí)指標(biāo)ⅠⅡⅢⅣ周期來(lái)壓顯現(xiàn)不明顯明顯強(qiáng)烈極強(qiáng)烈冒落帶充滿采空區(qū)的程度N和初次來(lái)壓步距L2/mN＞3～50.3＜N≤3～50.3＜N≤3～5L2＞50N≤0.3L2=25～50N≤0.3，L2＞50其中單體液壓支柱柱排距1.0m，切頂墩柱布置在最后一排柱子之間，柱距3.0m；運(yùn)輸機(jī)頭、機(jī)尾需超前處理1.0m，傾斜長(zhǎng)度2m，支護(hù)常用最小控頂距四組對(duì)柱22支護(hù)，最大控頂距時(shí)221支護(hù)，柱距1.0m，排距1.0m。工作面刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾必須打好兩棵壓柱。轉(zhuǎn)載機(jī)尾后使用切頂墩柱，不需打壓柱，但要蓋好護(hù)板[7]。對(duì)于工作面頂板管理，支護(hù)范圍從切頂排到煤壁向外20m，支雙排與巷道煤幫相距不大于0.3m，對(duì)于工作面上的運(yùn)輸機(jī)頭、機(jī)尾的最外部支柱和巷道內(nèi)超前的支柱間的距離不大于1.0m，超前支護(hù)柱之間距離為1.0m。中巷里超前煤壁到切頂排需要加支一排，上、中、下巷的超前支護(hù)切頂排處的支柱需要與工作面保持切頂排對(duì)齊，中巷的超前支護(hù)切頂排支柱（或切頂支架）需要保持與滯后工作面的切頂排對(duì)齊。巷道中在超前支護(hù)20m范圍內(nèi)，若遇到頂板出現(xiàn)破碎或者二合頂扶棚相支護(hù)。工作面上的過(guò)配電峒室需要加支護(hù)的布局為均勻布設(shè)6棵單體支柱；巷道內(nèi)遇到絞車(chē)窩以及車(chē)場(chǎng)斷面增大的時(shí)，超前支護(hù)需要加支護(hù)一排，柱間距離1.0米。在采煤工作面的中巷轉(zhuǎn)載輸送機(jī)的機(jī)尾處需要采用SQD－3200型號(hào)的切頂支架進(jìn)行頂板支護(hù)，該支架轉(zhuǎn)動(dòng)方式是隨轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)行自移。一字型叢柱：軌道巷的切頂排需要每四棵單體叢柱進(jìn)行一次循環(huán)。按照要求每個(gè)支柱都必須穿鞋，排在一起的支柱需要用2#鋼絲繩通過(guò)繩卡進(jìn)行穿接，初撐力不低于90KN。超前支護(hù)的范圍內(nèi)巷道的高度不應(yīng)低于1.6m。如圖3-1所示。圖3-1工作面支護(hù)系統(tǒng)示意圖3.3高檔普采工作面單體液壓支柱工作高度、支護(hù)強(qiáng)度及形式的選擇工作面試驗(yàn)ZDB2400-06-12A型薄煤層液壓支架，該液壓支架具有支護(hù)效果好，較大程度上減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，和液壓支柱相比，工人作業(yè)地點(diǎn)更安全。工作面采用單體液壓支柱、墩柱、1.8m“π”型鋼梁、和木板棚支護(hù)頂板。工作面支護(hù)選用DZ12、DZ10、DZ08和DZ06型單體液壓支柱和SQD-1200型雙伸縮墩柱[8]，巷道超前支護(hù)選用DZG-2200、DZG-2500型單體液壓支柱，支柱型號(hào)、數(shù)量見(jiàn)表3-2。表3-2支護(hù)設(shè)備型號(hào)及數(shù)量表支柱型號(hào)DZ12-30/100DZ10-30/100DZ08-30/100DZ06-30/100SQD-1200DZG-2200DZG-25001.8mπ鋼梁數(shù)量2001800200200802005070(注表中數(shù)量已含備用量)3.4滾筒采煤機(jī)的選擇3.4.1滾筒式采煤機(jī)概述滾筒式采煤機(jī)目前主要有單滾筒和雙滾筒兩大類(lèi)型。普通機(jī)械化采煤工作面，高檔普通機(jī)械化采煤工作面，大多采用搖臂調(diào)高的單滾筒采煤機(jī)或雙滾筒采煤機(jī)，而綜合機(jī)械化采煤工作面均采用雙滾筒采煤機(jī)[9-10]。滾筒式采煤機(jī)類(lèi)型較多，但其基本組成部分大體相同[11-12]。一般由電動(dòng)機(jī)、截割部、牽引部以及附屬裝置等部分組成。采煤機(jī)性能參數(shù)的計(jì)算與決定：（1）滾筒直徑滾筒直徑大些對(duì)裝煤有利，但不宜過(guò)大，應(yīng)滿足采高的要求。為滿足生產(chǎn)能力的需求，估選雙滾筒采煤機(jī)。雙滾筒采煤機(jī)滾筒直徑應(yīng)大于采高h(yuǎn)max的一半，一般可按D=（0.56～0.6)hmax選取，采高大時(shí)取小值，采高小時(shí)取大值。因此，D=0.56，hmax=2.22m式中：D-采煤機(jī)滾筒直徑0.56m，hmax-工作面采高2.22m。（2）截深滾筒截深指的是采煤機(jī)器在工作時(shí)將機(jī)器截入煤壁的深度，是影響采煤機(jī)裝煤功率及生產(chǎn)率的主要因素。決定截深時(shí)應(yīng)充分考慮煤層的壓張效應(yīng)，截割阻抗的大小，煤層的厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性及采煤機(jī)穩(wěn)定性等。另外，便于方便對(duì)頂板進(jìn)行管理，截深需等于液壓支架的推移步距。中厚的煤層截深應(yīng)取0.6～0.8m，考慮到有些頂板穩(wěn)定，可以適當(dāng)將截割阻抗小加大。厚煤層處為了方便截取，考慮到要減輕煤壁片幫以及液壓支架的載荷和防止煤從運(yùn)輸機(jī)中溢出，考慮到截深宜小，應(yīng)取0.5m左右。薄煤層考慮到工人行走較難，因此牽引速度低。應(yīng)取0.8～1m以保證最大的生產(chǎn)率。其中國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的采煤機(jī)，常常設(shè)置截深為0.6m左右，薄煤層的截深為1m左右。考慮到該工作面是中厚煤層，其煤層的頂板穩(wěn)定，截割阻抗力A為260NT/mm，煤層頌角為22°，估選取截深為0.6m為宜。（3）滾筒轉(zhuǎn)速及截深速度：滾筒轉(zhuǎn)速一般認(rèn)為滾筒轉(zhuǎn)速在30～50轉(zhuǎn)/分較為適宜。估選取滾筒轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分。轉(zhuǎn)速及滾筒直徑確定后，截齒截割速度也就定了，一般控制在4米/秒左右較好。（4）采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率：采煤中，若由于采煤機(jī)出現(xiàn)故障處理、檢查和機(jī)器更換刀具，還有機(jī)器進(jìn)行的日常維修，等候支護(hù)，處理片幫等，考慮到在采煤過(guò)程中機(jī)器需要經(jīng)常停頓，因此采煤機(jī)器的實(shí)際生產(chǎn)率比理論生產(chǎn)率小很多，考慮到去除這些因素的影響為有效開(kāi)動(dòng)率。有效開(kāi)動(dòng)率是指采煤機(jī)在一天或一班內(nèi)有效工作時(shí)間與一天或一班占有時(shí)間的比值，它綜合反映了設(shè)備可靠性，選型及組織管理水平，工人技術(shù)熟練程度等。我國(guó)根據(jù)有些典型工作面的推算大約在0.15～0.35之間，一般可取0.2。當(dāng)采煤工作面生產(chǎn)能力已定，其每小時(shí)的平均產(chǎn)量就是所需采煤機(jī)的最小實(shí)際生產(chǎn)率，考慮到有效開(kāi)動(dòng)率，則采煤機(jī)按工作面生產(chǎn)能力要求的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率Qmin為Qmin=W/(24×0.2)=2666/(24×0.2)=555噸/時(shí)式中：W--采煤工作面的日平均產(chǎn)量，噸/日,80萬(wàn)噸/300天（5）采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度及生產(chǎn)率：采煤機(jī)器截割時(shí)考慮到牽引速度不同，決定了采煤機(jī)器的生產(chǎn)率和在工作中所需的電機(jī)功率，考慮到滾筒的裝煤能力，運(yùn)輸機(jī)器的生產(chǎn)率，支護(hù)設(shè)備的推移速度等因素的影響，因此在截割時(shí)采煤機(jī)器的牽引速度比平時(shí)低。采煤機(jī)器的牽引速度的范圍從零開(kāi)始，截割時(shí)選擇不同的牽引速度，要根據(jù)下述幾方面因素，綜合考慮：①根據(jù)采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率Qmin決定的牽引速度V1V1=Qmin/(80·H·B·r)=555/(80×3.7×0.6×1.35)=2.314≈2.3m/min式中：Qmin--采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，t/h；H--采煤機(jī)平均采高，m；B--采煤機(jī)截深，m；r--煤的容重，1.35t/m2。②按截齒最大切屑厚度決定的牽引速度V2采煤機(jī)截割過(guò)程，是滾筒以一定的轉(zhuǎn)速n，同時(shí)又以一定的牽引速度V沿工作面移動(dòng)，切屑厚度呈月牙規(guī)律變化，如果滾筒一條截線上安裝的截齒數(shù)為m，則截齒最大的切屑厚度hmax在月牙形中部，可用下式求出hmax=100V/（m·n)mm從上式可知當(dāng)n、m決定后，hmax與牽引速度V成正比，V越大hmax越大，當(dāng)hmax大于齒座上截齒伸出的長(zhǎng)度，使齒座及螺旋葉片也參與截割，則截割阻力及功率劇增，齒座受到磨損。為了避免以上情況的發(fā)生，一般要求截齒的最大切屑厚度應(yīng)小于截齒伸出齒座長(zhǎng)度的70%，按上述要求，采煤機(jī)的牽引速度為V2V2=(m·n·h'max)/1000=(2×50×50)/1000=5m/min式中：h'max--截齒在齒座上伸出長(zhǎng)度的70%（mm）國(guó)產(chǎn)徑向截齒，大約為44～55mm。本文中取50mm。③按液壓支架推移速度決定牽引V3一般講支架的推移速度應(yīng)大于采煤機(jī)的牽引速度較好，這樣可保證采煤機(jī)安全生產(chǎn)。截割時(shí)牽引速度V，根據(jù)上述三個(gè)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相協(xié)調(diào)，使采煤機(jī)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(jī)安全生產(chǎn)。估選采煤機(jī)的牽引速度V為4米/分。采煤機(jī)截割牽引速度V決定后，采煤機(jī)的生產(chǎn)率Q為Q=60·H·B·V·r=80×3.7×0.6×4×1.35=959.04t/h式中符號(hào)意義同前。（6）采煤機(jī)所需電機(jī)功率由于采煤機(jī)在截割和裝載過(guò)程中，受到很多因素的影響，所需電機(jī)功率大小，很難用理論方法精確計(jì)算，常采用類(lèi)比法或比能耗法來(lái)估算。采用比能耗法估算電機(jī)功率，是根據(jù)采煤面生產(chǎn)率和比能耗實(shí)驗(yàn)資料來(lái)確定，如果比能耗確定合適，計(jì)算值就比較合理。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)采煤機(jī)電機(jī)功率已系列化，有以下幾種：100、150、170、（170×2）、200、300、（300×2）千瓦。該采煤機(jī)所需的電機(jī)功率選取為300千瓦。（7）索引力采煤機(jī)的牽引力主要取決于煤質(zhì)、采高、牽引速度、煤層頌角、機(jī)器質(zhì)量、導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)及磨擦力等，精確計(jì)算也很困難。根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表2-9可查得該采煤機(jī)的牽引力為300千牛為宜。3.4.2初選采煤機(jī)及其配套設(shè)備根據(jù)采高、滾筒直徑、截深、生產(chǎn)率、電機(jī)功率、牽引力及牽引速度等初選采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)等配套設(shè)備型號(hào)為ZC8-ZY35型，如下表3-3所示。表3-3初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目型號(hào)采高滾筒直徑截深滾筒轉(zhuǎn)速截深速度生產(chǎn)率牽引速度電機(jī)功率牽引力參數(shù)MXA-300/3.53m1.8m0.6m50轉(zhuǎn)/分4m/s583.2t/h4m/min300kw300KN3.4.3初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的校核：（1）最大采高h(yuǎn)max的校核hmax=A-H/2+Lsinamax+D/2=1.605-0.6/2+1.6×sin62.5+1.8/2=4.225m式中：A--采煤機(jī)高度（機(jī)身上平面至底板之距離），米；H--采煤機(jī)截割部減速箱高度，一般等于電機(jī)高度，米；L--搖臂長(zhǎng)度（搖臂擺動(dòng)中心至滾筒中心距離），米；amax--搖臂向上擺動(dòng)最大角度；D--滾筒直徑，m。上式計(jì)算結(jié)果表明，最大采高滿足采高的要求。（2）最小采高的校核hmin>A+h1+h2>1.605+0.6+0.4=2.605>2.5m式中：h1--支架頂梁高度，米；h2--過(guò)機(jī)高度，一般不應(yīng)小于0.1～0.25m，取0.4m。上式計(jì)算結(jié)果表明，最小采高滿足要求。（3）臥底量校核Kmax=A-H/2-sin?max-D/2=1.605-0.6-sin-17.5-1.8/2=0.195m=195mm式中：Kmax--采煤機(jī)最大臥底量，毫米；?max--搖臂向下擺動(dòng)最大角度，度。上式計(jì)算結(jié)果表明，最大臥底量在規(guī)定值之內(nèi)（一般為90mm～300mm，以適應(yīng)底板起伏不平和能截割運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭處三角煤帶），滿足要求。（4）采煤機(jī)最大截割速度的校核運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)、液壓支架在結(jié)構(gòu)性能之間有相應(yīng)的配套要求。運(yùn)輸機(jī)的生產(chǎn)能力一般應(yīng)略大于采煤機(jī)的生產(chǎn)率，以便把煤及時(shí)運(yùn)走，不出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，根據(jù)些此原則，可把運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力看成是采煤機(jī)的最大生產(chǎn)率，此時(shí)采煤機(jī)截割時(shí)的最大牽引速度V'為V'=Q'/（105·H·B·r)=730/(105×3×0.6×1.35)=2.86米/分式中：Q'--運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力，噸/小時(shí)；H--平均采高，米；B--采煤機(jī)截深，米；r--煤的實(shí)體容重，r=1.35噸/米2。上式計(jì)算的V'值大于前面決定的截割牽引速度V值，滿足要求。（5）牽引阻力的估算采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)必須克服的牽引阻力T為T(mén)=K1G+fD(cosa-K2+2K3)-Gsina=0.8×0.73+0.18×1.8×(cos22-0.2+2×0.15)-0.73×sin22=0.643噸/力式中：f--磨擦系數(shù)取決于采煤機(jī)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)表面狀況和濕度及采煤機(jī)運(yùn)動(dòng)速度等。平均可取0.18；K1--經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，估算時(shí)可取0.6～0.8；K2--估算系數(shù)，初步估算時(shí)可取0～0.2；K3--側(cè)面導(dǎo)向反力對(duì)牽引阻力影響系數(shù)，取0.15；G--刮板運(yùn)輸機(jī)中部槽寬度，米；a--煤層傾角，度。4礦山運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備選型設(shè)計(jì)4.1刮板運(yùn)輸機(jī)的選型工作面采用采用走向長(zhǎng)壁后退式開(kāi)采方法,炮采工藝，全部垮落法管理頂板。①工藝流程：采用煤電鉆打眼，爆破落煤，擋煤板擋煤，帶鏟板的刮板運(yùn)輸機(jī)裝煤的生產(chǎn)工藝如圖4-1。②裝煤落煤方式：普掘工作面配備ZY-24型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)打眼，P-60B和P-30B型耙斗裝巖機(jī)裝巖，大巷掘進(jìn)工作面采用電機(jī)車(chē)牽引3t礦車(chē)運(yùn)送矸石、材料和設(shè)備。采區(qū)內(nèi)普掘工作面采用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)矸；半煤巖掘進(jìn)機(jī)工作面配備EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，配SSJ800/40×2可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)矸，材料和設(shè)備采用上山無(wú)極繩鎖車(chē)和調(diào)度絞車(chē)牽引1.5t礦車(chē)運(yùn)輸。噴漿機(jī)選用PC-5B型。圖4-1礦井運(yùn)輸系統(tǒng)示意圖③刮板輸送機(jī)：每組對(duì)拉工作面，每個(gè)單面各裝備一部SGZ-630/110型可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)（帶鏟煤板和擋煤板）；工作面采用單體液壓支柱、墩柱、1.8m“π”型鋼梁、和木板棚支護(hù)頂板，支護(hù)設(shè)備型號(hào)為DZ12、DZ10、DZ08和DZ06型單體液壓支柱和SQD-1200型雙伸縮墩柱，單體液壓支柱柱排距1.0m；切頂墩柱布置在最后一排柱子之間，柱距3.0m。工作面采用MSZ-1.2煤電鉆打眼。放炮落煤后，由切頂墩柱移溜千斤頂（YQ-100A）推移刮板運(yùn)輸機(jī)完成工作面煤的擋、鏟、裝、運(yùn)工序。4.2采區(qū)工作面運(yùn)輸巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇主運(yùn)輸設(shè)備有如下三個(gè)方面：（1）皮帶順槽輸送機(jī)一部型號(hào)：SSJ―800/2×75，鋪設(shè)長(zhǎng)度：815m，輸送量：400t/h，帶速：2m/s，功率：2×75kW，電壓：660V。（2）皮帶順槽轉(zhuǎn)載機(jī)一部型號(hào)：SZZ―730/75，鋪設(shè)長(zhǎng)度：35m，輸送量：600t/h，鏈速：1.31m/s功率：75kW，電壓：660/1140V。（3）采煤工作面刮板輸送機(jī)二部型號(hào)：SGZ―630/110，鋪設(shè)長(zhǎng)度：110、100m，輸送量：200t/h，鏈速：0.53m/s，功率：110kW，電壓：660/1140V。輔助運(yùn)輸設(shè)備有軌道順槽無(wú)極繩絞車(chē)二臺(tái)，型號(hào)：SQ－1.2×55泵站選用乳化液泵選用型號(hào)MRBZ-125/31.5二臺(tái)，二泵兩箱，上下順槽各一泵一箱，泵箱為配套設(shè)備，主要技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)：MRBZ-125/31.5，公稱(chēng)流量：125L/min，公稱(chēng)壓力:31.5Mpa，功率：75kW。煤電鉆共需12部，型號(hào)：MZ-12，功率：1.2kW回柱絞車(chē)共需2部，型號(hào)：JH-8功率：7.5kW4.3主要運(yùn)輸巷道運(yùn)輸設(shè)備的選型計(jì)算一般主要運(yùn)輸巷道應(yīng)首先考慮使用電機(jī)車(chē)運(yùn)輸,而且盡可能先考慮使用架線式電機(jī)車(chē)。在大型礦井中，主要運(yùn)輸巷道也可以考慮采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，但是輔助運(yùn)輸還是需要鋪設(shè)軌道用機(jī)車(chē)運(yùn)輸。一、電機(jī)車(chē)運(yùn)輸計(jì)算的主要內(nèi)容1、機(jī)車(chē)類(lèi)型及其粘著質(zhì)量的選擇；2、列車(chē)組成計(jì)算；3、確定全礦電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)。此外，對(duì)于架線式電機(jī)車(chē)還有牽引網(wǎng)絡(luò)和牽引變流所的計(jì)算等。對(duì)蓄電池式電機(jī)車(chē)，還有變流設(shè)備與充電室的有關(guān)計(jì)算。二、機(jī)車(chē)類(lèi)型及粘著質(zhì)量的選擇合理選擇電機(jī)車(chē)類(lèi)型，是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。要解決這個(gè)問(wèn)題，需要考慮一系列因素。其中最重要的是運(yùn)輸生產(chǎn)率。在一般條件下，可根據(jù)已知的年產(chǎn)量和瓦斯等級(jí)、運(yùn)輸距離等，參照表4-1選擇電機(jī)車(chē)的類(lèi)型及粘著質(zhì)量。表4-1電機(jī)車(chē)的類(lèi)型及粘著質(zhì)量選擇表礦井年產(chǎn)量An/萬(wàn)t機(jī)車(chē)粘著質(zhì)量/t配用礦車(chē)/t架線式蓄電池式15～303～71～80～130～607～101～81～390～1808～1483～5＞18014～208～125在選定電機(jī)車(chē)型號(hào)及礦車(chē)噸位后，即可進(jìn)行列車(chē)的組成計(jì)算。三、列車(chē)的組成計(jì)算列車(chē)組成計(jì)算，就是確定一臺(tái)機(jī)車(chē)所能牽引的車(chē)組重力，并以此定出車(chē)組的礦車(chē)數(shù)目。電機(jī)車(chē)牽引的車(chē)組重力，通常按列車(chē)啟動(dòng)時(shí)的粘著條件、列車(chē)制動(dòng)條件和牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件來(lái)計(jì)算確定。（一）按粘著力條件計(jì)算（4-1）式中：P—機(jī)車(chē)質(zhì)量，t；G—每輛礦車(chē)裝載貨載質(zhì)量,t；G0—每輛礦車(chē)質(zhì)量,t；ψ—粘著系數(shù)，取ψ=0.24；—重列車(chē)起動(dòng)的阻力系數(shù),可查表4-2；表4-2列車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù)礦車(chē)裝載貨載質(zhì)量/t列車(chē)運(yùn)行列車(chē)起動(dòng)ωZhωk10.0090.0110.01350.016530.0070.0090.01050.013550.0060.0070.0090.012n1—按列車(chē)啟動(dòng)時(shí)的粘著條件計(jì)算出的車(chē)組礦車(chē)數(shù)；ip—軌道的平均坡度，沒(méi)有特別指明時(shí)可取ip=0.003；a—列車(chē)起動(dòng)的加速度，一般取0.04m/s2；（二）按牽引電機(jī)溫升條件計(jì)算（4-2）式中：n2—按滿足牽引電動(dòng)機(jī)溫升條件計(jì)算出的車(chē)組礦車(chē)數(shù)；Fch—機(jī)車(chē)牽引電機(jī)的長(zhǎng)時(shí)牽引力，N；α—調(diào)車(chē)系數(shù)，運(yùn)距小于1000m取1.4；運(yùn)距為1000～2000m取1.25；運(yùn)距大于2000m取1.15；ωzh—重列車(chē)運(yùn)行時(shí)的阻力系數(shù),可查表4-2；id—等阻坡度，一般id=0.002。P—機(jī)車(chē)的質(zhì)量，t；τ—相對(duì)運(yùn)行時(shí)間,用下式計(jì)算T—列車(chē)往返一次的時(shí)間，min；T=tzh+tktzh、tk—分別為重、空列車(chē)時(shí)的運(yùn)行時(shí)間，min；θ—列車(chē)往返一個(gè)循環(huán)中的休止時(shí)間，一般取18～22min；重、空車(chē)的運(yùn)行時(shí)間此處暫取為（4-3）式中Lp—加權(quán)平均運(yùn)距，km，應(yīng)按該水平各分支運(yùn)距計(jì)算（4-4）L1、L2、····Ln-分別為第一、第二...第n條運(yùn)輸分支的運(yùn)距；A1、A2、····An-分別為第一、第二...第n條運(yùn)輸分支的班產(chǎn)量；—長(zhǎng)時(shí)速度，km/h；0.75——考慮列車(chē)運(yùn)行中降速運(yùn)行區(qū)段所乘的系數(shù)。（三）按制動(dòng)條件計(jì)算（4-5）式中n3--滿足制動(dòng)條件的列車(chē)最多礦車(chē)數(shù)；--制動(dòng)狀態(tài)的粘著系數(shù)，=0.17；B--制動(dòng)減速度，m/s2，用下式計(jì)算（4-6）式中--機(jī)車(chē)長(zhǎng)時(shí)制運(yùn)行速度，km/h；LT--制動(dòng)距離m，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：列車(chē)制動(dòng)距離，運(yùn)送物料時(shí)不得超過(guò)40m，運(yùn)送人員時(shí)不得超過(guò)20m。（四）列車(chē)中礦車(chē)數(shù)量的確定根據(jù)以上三個(gè)條件確定的礦車(chē)數(shù)（計(jì)算值應(yīng)取整），取其中的最小值才能同時(shí)滿足三者要求，即n=min（n1，n2，n3）。四、列車(chē)組成驗(yàn)算按上述方法確定了車(chē)組中的礦車(chē)數(shù),還要驗(yàn)算實(shí)際的電機(jī)溫升和列車(chē)的制動(dòng)距離。（一）電動(dòng)機(jī)溫升驗(yàn)算在驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)按一臺(tái)電機(jī)計(jì)算。重車(chē)下坡運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定牽引力為（4-7）空車(chē)上坡運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定牽引力為（4-8）式中Fzh--重車(chē)下坡運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定牽引力，N；Fk--空車(chē)上坡運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定牽引力，N；n--列車(chē)實(shí)際礦車(chē)數(shù)；ωzh、ωk--分別為重、空列車(chē)運(yùn)行阻力系數(shù),可查表4-2；Ip--軌道的平均坡度，沒(méi)有特別指明時(shí)可取ip=0.003；每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的牽引力為 （4-9）（4-10）式中nd--電機(jī)車(chē)上牽引電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)。根據(jù)、值，從牽引電動(dòng)機(jī)的特性曲線中可查得每一臺(tái)電動(dòng)機(jī)重、空列車(chē)運(yùn)行時(shí)的電流值、及牽引速度、，由此可求得重、空列車(chē)運(yùn)行所時(shí)間為（4-12）（4-13）式中Lm--運(yùn)輸線路中最長(zhǎng)距離，km。、--分別為重、空列車(chē)的運(yùn)行速度，km/h；0.75——考慮列車(chē)運(yùn)行中降速運(yùn)行區(qū)段所乘的系數(shù)。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的等效電流為（4-14）等效電流應(yīng)滿足下式要求（4-15）如果Idx＞Ich則需減少車(chē)組中礦車(chē)數(shù)，并重新進(jìn)行計(jì)算，直到滿足要求為止。（二）制動(dòng)距離驗(yàn)算式（4-5）中的b值是根據(jù)式（4-6）求得的，當(dāng)以n臺(tái)礦車(chē)與電機(jī)車(chē)組成列車(chē)時(shí)，其實(shí)際的速度與減速度發(fā)生了變化，故應(yīng)驗(yàn)算制動(dòng)距離。由于井下坡度變化不大，一般仍按平均坡度計(jì)算。制動(dòng)時(shí)的減速度為（4-16）式中b-制動(dòng)時(shí)的減速度，m/s2；-制動(dòng)狀態(tài)的粘著系數(shù)，=0.17。實(shí)際制動(dòng)距離為（4-17）計(jì)算出的制動(dòng)距離應(yīng)滿足《煤礦安全規(guī)程》要求，否則，可采用限制列車(chē)速度或減少列車(chē)中的礦車(chē)數(shù)等措施解決。五、電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)的確定全礦電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)的確定，按下述步驟計(jì)算（1）一臺(tái)電機(jī)車(chē)在一個(gè)班內(nèi)能往返運(yùn)行的次數(shù)Z1（4-18）式中Tb--電機(jī)車(chē)每班工作小時(shí)數(shù)h，不運(yùn)送人員時(shí)Tb=7h/班；運(yùn)送人員時(shí)Tb=7.5h/班；列車(chē)在加權(quán)平均運(yùn)距上往返一次的純運(yùn)行時(shí)間，min。（4-19）（2）每班需要運(yùn)送煤矸的列車(chē)數(shù)Zb（4-20）式中K1--運(yùn)輸不均勻系數(shù)，一般K1=1.25,綜采時(shí)K1=1.35；K4矸石系數(shù)，按實(shí)際矸石量取值，即（4-21）Ab--每班運(yùn)煤量，t/班；n--車(chē)組中的礦車(chē)數(shù)；G--每輛礦車(chē)裝載貨載質(zhì)量，t；（3）每班運(yùn)送人員所需列車(chē)數(shù)根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定：“長(zhǎng)度超過(guò)1.5km的主要運(yùn)輸平巷，上下班時(shí)應(yīng)采用機(jī)械運(yùn)送人員”，若運(yùn)距大于1.5km且礦井為兩翼開(kāi)采時(shí)，一般取每班每翼運(yùn)人一次，即取Zr=2次/班；運(yùn)距小于1.5km時(shí)，Zr=0。（4）每班所需運(yùn)行的總次數(shù)（4-21）（5）確定所需工作電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)（4-22）（6）確定礦井電機(jī)車(chē)總臺(tái)數(shù)（4-23）式中Nb--備用電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)，按工作電機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)的25%計(jì)算，取Nb=0.25N0≥1臺(tái)。本章所用的圖、表如下：表4-3國(guó)產(chǎn)刮板輸送機(jī)典型機(jī)型的技術(shù)特征型號(hào)主要參數(shù)SGB-620/40SSGB-630/150C（SGB-630/150B）SGB-730/320SGB-764/320（SGB-764/320）SGZC-764/320SGZ-880/80SGZ-880/2*400(西北煤機(jī)一廠)SGZ-1000/1050設(shè)計(jì)長(zhǎng)度m1601500.8624.5641001500.43/0.3824.5642002500.86824.442007000.9339.73920070011225.4442009000.9532.67725015001138.2525015001237.12525020001.2537952運(yùn)輸量t/h鏈速m.減速器速比動(dòng)機(jī)型號(hào)DSB-4040*2380/6601450DBYD-40/2240/22380/6601475DSB-7575*26601480YSB-160160*2660/11401480KBY-132132*211401470YSBS-160/80160/80*211401475/738400*21140740/1480400*21140-525*23300738/1486額定功率/kw額定電壓/v額定轉(zhuǎn)速/r.min-1軸器型號(hào)額定功率/kw工作液體充液量/LYL-400Aa40難燃液8.1對(duì)輪聯(lián)軸器40--YL-450A75難燃液12.6TV562160難烯液17.1YL-500X1Q132難烯液16.2爪型彈性160--彈性聯(lián)軸器--摩擦限矩偶合器-板鏈型式規(guī)格/mm鏈環(huán)破斷力/kN邊雙18×64-241050018.6邊雙18×64-241050018.6邊雙18×64-241050018.6單中30×108-11130-42.2邊雙22×86-261060041.5中雙26×94-285010057.1中雙34×126-21450160-中雙34×126-21450180-中雙38×137-21810--部槽長(zhǎng)×寬×高/緊鏈方式整機(jī)質(zhì)量/1磨擦25.6摩擦17.6摩擦82.6（93.8）閘盤(pán)140液壓馬達(dá)/閘盤(pán)158液壓馬達(dá)180閘盤(pán)-閘盤(pán)-液壓馬達(dá)與可伸縮機(jī)尾配合表4-4刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)型號(hào)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度（m）輸送能力（t/h）刮板鏈速（m/s）減速器速比中間電動(dòng)機(jī)閘環(huán)鏈刮板間距（mm）刮板鏈型式緊鏈方式卸載方式中部槽結(jié)構(gòu)型式型號(hào)功率電壓（V）規(guī)格（mm）破斷力（kN）SGB420/22150600.8251:23.7471200×420×150JDSB-2222380/660Φ14×50250800邊雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGB620/40T1501500.861:23.3641500×620×180DSB-4040660/1140Φ18×64410500邊雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGB620/802001500.861:23.3641500×620×180DSB-402×40660/1140Φ18×64410500邊雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGB430/1502002500.8681:24.441250×630×1901500×630×190YBS-75B2×75660/1140Φ18×644101024邊雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGB630/22018045011:25.5261250×630×2221500×630×222YBS-1102×110660/1140Φ22×866101032邊雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGD63025.5261250×630×2221500×630×222YBS-752×75660/1140Φ26×92850920中單鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGD630/22018045011:25.5261250×630×2221500×630×222YBS-1102×110660/1140Φ26×92850920中單鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGD630/220（鑄）18045011:25.5261250×630×2641500×630×264YBS-1102×110660/1140Φ26×92850920中單鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGZ630/26418045011:25.5261250×630×2221500×630×222YBS-1322×132660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底-4SGZ630/264（鑄）18045011:25.5261250×630×2701500×630×270YBS-1322×132660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接封底SGZ730/2641806501.071:311500×730×222YBS-1322×132660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGZ730/264（鑄）1806501.071:311500×730×270YBS-1322×132660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接封底SGZ730/3201806501.071:311500×730×222YBS-1602×160660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGZ730/320（鑄）1806501.071:311500×730×270YBS-1602×160660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接封底SGZ764/2642008001.11:28.91500×764×222YBS-1322×132660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGZ764/264（鑄）2008001.11:28.91500×764×300YBS-1322×132660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接封底SGZ760/3202008001.11:28.91500×764×222YBS-1602×160660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGZ764/320（鑄）2008001.11:28.91500×764×300YBS-1602×160660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接封底SGZ764/4002008001.11:28.91500×764×222YBS-2002×200660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接不封底SGZ764/400（鑄）2008001.11:28.91500×764×300YBS-2002×200660/1140Φ26×92850920中雙鏈摩擦緊鏈端卸式焊接封底表4-5刮板輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)系列型號(hào)輸送量（t/h）設(shè)計(jì)長(zhǎng)度（m）裝機(jī)功率（kW）中部槽寬（mm）刮板鏈型式結(jié)構(gòu)型式SGB420/22608022400邊雙鏈軋制SGB620/40雙鏈軋制SGB630/150C2501502×75602邊雙鏈軋制/整體鑄焊630系列4501502×（90-132）590單/邊雙/中雙軋制/整體鑄焊730系列6002002×（90-200）680單/邊雙/中雙軋制/整體鑄焊764系列700-10002002×（134-315）724邊雙/中雙軋制/整體鑄焊830系列12002002×（250-315）780中雙鏈整體鑄焊880（800）系列15002502×（315-400）800中雙鏈整體鑄焊900系列18002502×（315-400）900中雙鏈整體鑄焊1000系列20002502×（375-7001000中雙鏈整體鑄焊30003003×7001200系列25003002×（375-700）1200中雙鏈整體鑄焊35004003×（700-1000）5礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)5.1提升方式的確定及提升設(shè)備選型依據(jù)5.1.1主井及混合井主提能力校核根據(jù)煤礦生產(chǎn)能力核定說(shuō)明書(shū)，按照250天/年、16h/天的工作制，該礦主井的提升能力為220萬(wàn)t/a。主井與混合井提升系統(tǒng)改造后，主井的提升能力為163萬(wàn)t/a，混合井主提能力為318萬(wàn)t/a。設(shè)計(jì)小槽煤全部由混合井主提提升，按照300天/a的工作制度和100萬(wàn)t/a的小槽煤提升量，混合井主提每天提升小槽煤的時(shí)間為8.48h；按照350天/年的工作制度和100萬(wàn)t/a的小槽煤提升量，混合井主提每天提升小槽煤的時(shí)間為7.27h。5.1.2副井及混合井副提能力校核選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（一）校核根據(jù)1.提升設(shè)備：混合井副提設(shè)備為4L-3400/1250型四繩摩擦輪提升機(jī)，裝備一款一窄3t礦車(chē)雙層二車(chē)多繩罐籠，配套電機(jī)功率為1250KW，Vmax=8.5m/s。2.井口標(biāo)高：-147m井底標(biāo)高：-432m3.最大班提升量降送工人540人；提升工人230人；升降其他人員按升降工人時(shí)間的20%；矸石160車(chē)；坑木8車(chē)；水泥、沙子、石子38車(chē)；設(shè)備2鉤；保健車(chē)3鉤；炸藥2鉤；350m水平升降液壓支架6鉤。（二）提升設(shè)備能力計(jì)算最大班輔助提升凈作業(yè)時(shí)間平衡表見(jiàn)表3.1。表3.1最大班輔助提升凈作業(yè)時(shí)間平衡表提升內(nèi)容最大班提升量每次提升量提升次數(shù)純提升時(shí)間（s）休止時(shí)間（s）循環(huán)時(shí)間（s）總時(shí)間（s）降送人員540人75人8次74.5655129.561036.48提升人員230人75人3次74.5655129.56388.68升降其他人20%753次74.5655129.56388.68矸石160車(chē)2車(chē)4次74.5636110.568844.8坑木8車(chē)2車(chē)4次74.5660134.56538.24水泥等38車(chē)2車(chē)19次74.5660134.562556.64設(shè)備2次2次74.5660134.56269.12保健車(chē)3次3次74.5660134.56403.68炸藥2次2次74.56120194.56389.12液壓支架6次6次74.56120194.561167.36總作業(yè)時(shí)間14664.12s=4.073h工人下井時(shí)間1036.48s=17.3min根據(jù)以上計(jì)算，結(jié)果如下：1.最大班工人下井時(shí)間為17.3min，小于40min；2.最大班作業(yè)時(shí)間為4.073h，小于5h；3.根據(jù)混合井副提設(shè)備選型計(jì)算結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，該提升設(shè)備能夠運(yùn)送井下最大部件，即液壓支架。因此，混合井副提設(shè)備能力滿足要求。5.2立井單繩纏繞式主井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)5.2.1提升容器的選擇立井提升容器主要是箕斗和罐籠。在做方案設(shè)計(jì)時(shí)，可采用經(jīng)濟(jì)提升速度的方法。一般認(rèn)為經(jīng)濟(jì)的提升速度為：（5-1）式中--提升高度（m）；一般情況下取中間值進(jìn)行計(jì)算，即；對(duì)于箕斗提升（5-2）式中--礦井深度；--卸載高度，箕斗提升可取15～25m；罐籠提升可取為0；--裝載高度，箕斗提升可取18～25m；罐籠提升可取為0；根據(jù)經(jīng)濟(jì)提升速度，可估算經(jīng)濟(jì)提升時(shí)間：（5-3）式中--提升加、減速度(開(kāi)始可假定加、減速度相等)，對(duì)罐籠可暫取為0.7～0.75m/s2；對(duì)箕斗可暫取為0.8m/s2；--容器爬行階段附加時(shí)間，對(duì)罐籠可暫取為5s；對(duì)箕斗可暫取為10s；--容器裝卸載休止時(shí)間，可暫取為10s；一次經(jīng)濟(jì)提升質(zhì)量為：（5-4）式中--礦井年產(chǎn)量（噸/年）；--提升富裕系數(shù)，對(duì)第一水平要求≥1.2；C--提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉(cāng)C=1.15；無(wú)井底煤倉(cāng)C=1.2；t--日工作小時(shí)數(shù)，取14h；b--年工作日，取300天；根據(jù)計(jì)算所得，從表3.2立井單繩箕斗規(guī)格表中選取一次提升質(zhì)量與之相近的標(biāo)準(zhǔn)箕斗；寫(xiě)出所選箕斗的型號(hào)，容器質(zhì)量（kg）,有效容積(m3)及兩箕斗在井筒中的中心矩S（m）等參數(shù)。實(shí)際一次提升質(zhì)量Q（噸）為：Q=V（5-5）式中V--箕斗的有效容積，m3；--貨載的散集密度；t/m3。箕斗選定后因?qū)嶋H提升質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)提升質(zhì)量一般情況下不相等，所以要按實(shí)際提升質(zhì)量Q，重新計(jì)算一下完成生產(chǎn)任務(wù)所需要的最大一次提升循環(huán)時(shí)間：（5-6）表3.2立井單繩箕斗規(guī)格表型號(hào)JL—3JL—4JL—6JL—8名義裝載質(zhì)量（t）有效容積（m3）提升鋼絲繩直徑（mm)33.33144.43766.64388.843鋼絲繩罐道直徑（mm)32～50根據(jù)安全系數(shù)確定數(shù)量4剛性罐道規(guī)格380N/m鋼軌數(shù)量2箕斗質(zhì)量（t）最大終端負(fù)荷質(zhì)量（t）最大提升高度（m）箕斗總高（mm）箕斗中心距（mm）適用井筒直徑（m）3.88500778018304.54.49.5650865018304.55.012700945018704.5或55.514.5500925021005適應(yīng)提升機(jī)型號(hào)2JK—2.52JK—2.52JK—32JK—3.52JK—32JK—3.5由此可估算出完成生產(chǎn)任務(wù)所需提升速度的最小值：（3—7）可作為選擇提升速度的依據(jù)，實(shí)際提升速度應(yīng)根據(jù)實(shí)際所選提升機(jī)直徑、減速器減速比、提升電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速計(jì)算。關(guān)于選擇見(jiàn)提升機(jī)及提升電動(dòng)機(jī)的選擇部分。5.2.2提升鋼絲繩的選擇立井單繩纏繞式提升一般選用6×19的鋼絲繩，如條件許可的情況可以使用正常或者異型股鋼絲繩進(jìn)行接觸。選定其品種后，根據(jù)鋼絲繩的直徑和型號(hào)參數(shù)進(jìn)行具體確定。提升使用的鋼絲繩需要按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，需要按照最大靜載荷進(jìn)行計(jì)算并且需要考慮鋼絲繩提升的安全系數(shù)。在不同的提升機(jī)器上使用鋼絲繩時(shí)，需考慮懸掛時(shí)鋼絲繩的安全系數(shù)，需符合以下規(guī)定：（1）用于專(zhuān)職人員升降的，不得低于9；（2）同時(shí)用于人員升降和物料使用，在人員升降時(shí)不得低于9，在物料升降時(shí)不得低于7.5；（3）用于專(zhuān)職物料升降的，不得低于6.5；（4）使用多繩的提升設(shè)備中，考慮鋼絲繩間的摩擦，用于專(zhuān)職人員升降的，不得低于9.2-0.0005；滿足人員升降或同時(shí)滿足人員和物料升降用的，人員升降時(shí)不得低于9.2-0.0005，物料升降時(shí)不得低于8.2-0.0005；用于專(zhuān)職物料升降為的7.2-0.0005；以上各式中—鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度；對(duì)于立井單繩纏繞式提升鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度：（5-8）式中—井架高度，m；在井架高度尚未精確確定前，可近似選取為：罐籠提升，15～25m;箕斗提升30～35m；可按式（5-9）計(jì)算單繩纏繞式提升鋼絲繩每米重力：（5-9）式中QZ--容器質(zhì)量kg；Q--次提升質(zhì)量kg；--鋼絲繩中鋼絲的抗拉強(qiáng)度（Mpa=Ｎ／m2）；提升鋼絲繩可取為1550Mpa（新國(guó)標(biāo)1570）或1700Mpa(新國(guó)標(biāo)1670)。計(jì)算出鋼絲繩每米重力后，可從表3.2鋼絲繩規(guī)格表中選每米重力稍大于的鋼絲繩，并查出該繩全部鋼絲破斷力之和（N）及其它參數(shù)?？砂词剑?-10）驗(yàn)算選定鋼絲繩的實(shí)際安全系數(shù)（5-10）若不小于規(guī)程規(guī)定，則此繩可用，寫(xiě)出鋼絲繩標(biāo)號(hào)：還要查出鋼絲繩的每米重力p，鋼絲直徑；若不滿足規(guī)程規(guī)定，則需重選鋼絲繩?？稍龃箐摻z繩直徑或加大，重新驗(yàn)算直到滿足要求為止。需注意根據(jù)新國(guó)標(biāo)GB8919—2006重要用途鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)，目前新出廠鋼絲繩力學(xué)性能參數(shù)表中給出的是鋼絲繩最小破斷拉力（KN），而鋼絲繩最小破斷拉力與鋼絲繩全部鋼絲破斷力之和不同，二者之間可按GB8919—2006給出的系數(shù)換算。鋼絲繩最小全部鋼絲破斷力之和=鋼絲繩最小破斷拉力×換算系數(shù)部分類(lèi)型鋼絲繩的換算系數(shù)如下表5-3所示：表5-3鋼絲繩類(lèi)別6×76×196×3718×76V×19換算系數(shù)1.1341.2141.2261.2831.1775.2.3礦井提升機(jī)和天輪的選擇礦井提升機(jī)的滾筒直徑為D，是提升機(jī)計(jì)算和選擇的主要依據(jù)。針對(duì)滾筒直徑的選擇具有原則是在滾筒上被鋼絲繩纏繞時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)大的彎曲應(yīng)力以保證其承載能力和使用壽命。根據(jù)我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，礦井提升機(jī)的滾筒直徑在確定時(shí)需要考慮鋼絲繩直徑、鋼絲直徑的相互關(guān)系如下：對(duì)于地面使用的提升機(jī)（5-11）對(duì)于井下使用的提升機(jī)（5-12）式中D--滾筒直徑，mm；d--鋼絲繩直徑，mm，--鋼絲繩中最粗的鋼絲直徑，mm；其值可在鋼絲繩規(guī)格表5-3中查取。根據(jù)計(jì)算值選取標(biāo)準(zhǔn)的滾筒直徑。（二）提升機(jī)的最大靜張力和最大靜張力差的計(jì)算礦井提升機(jī)的許用最大靜張力和許用最大靜張力差是按照提升機(jī)相關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)出的，在選用時(shí)，應(yīng)使實(shí)際負(fù)荷所造成的最大靜張力和最大靜張力差小于或等于許用和，為保提升機(jī)進(jìn)行正常工作。（5-13）（5-14）根據(jù)上面計(jì)算的D、、值再進(jìn)行寬度驗(yàn)算。（三）提升機(jī)滾筒寬度的驗(yàn)算初步選擇提升機(jī)之后后，由于已知滾筒的標(biāo)準(zhǔn)寬度，然后根據(jù)工作時(shí)纏繞鋼絲繩所需的實(shí)際寬度進(jìn)行驗(yàn)算。工作時(shí)所需的滾筒寬度應(yīng)容納以下幾部分長(zhǎng)度的鋼絲繩：（1）提升高度H。（2）鋼絲繩的試驗(yàn)長(zhǎng)度是根據(jù)我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，用于人員升降或人員和物料升降所用鋼絲繩，規(guī)定從懸掛開(kāi)始，每隔半年進(jìn)行1次試驗(yàn)；用于專(zhuān)職物料升降得鋼絲繩，規(guī)定從懸掛開(kāi)始，每過(guò)1年試驗(yàn)1次，以后每隔6個(gè)月試驗(yàn)1次。試驗(yàn)時(shí)每次剁掉5m考慮到繩的壽命是三年，規(guī)定試驗(yàn)的繩長(zhǎng)為30m。（3）滾筒的表面需保持三圈繩不動(dòng)（稱(chēng)摩擦圈），以便減少繩與滾筒固定的拉力。（4）多層纏繞時(shí)，上層到下層段鋼絲繩每季需錯(cuò)動(dòng)1/4圈，根據(jù)繩子的使用年限，一般取錯(cuò)動(dòng)圈n′＝2-4圈。（5）纏繞在滾筒圓周表面上相鄰兩繩圈間隙寬度＝2-3mm。計(jì)算時(shí)，通常當(dāng)滾筒直徑為3mm以上時(shí)，?。?mm計(jì)算，其余取＝2mm計(jì)算。滾筒的實(shí)際容繩寬度由可以下公式求出：?jiǎn)螡L筒或者雙滾筒提升機(jī)，單層纏繞時(shí)，每個(gè)滾筒的實(shí)際容繩寬度為（5-15）滾筒的實(shí)際寬度為B，若B′≤B則繩在滾筒上可纏繞單層；若B≤B′≤2B則繩在滾筒上需纏繞兩層。單滾筒或者雙滾筒提升機(jī)，多層纏繞時(shí)，滾筒的實(shí)際容繩寬度為：（5-16）單滾筒提升機(jī)作雙鉤提升時(shí)，滾筒的實(shí)際容繩寬度為（5-17）式中—提升機(jī)所需的滾筒纏繩寬度，mm； —單滾筒提升機(jī)作雙鉤提升時(shí)，纏繞和下放鋼絲繩間應(yīng)留圈數(shù)，≥2圈； —多層經(jīng)文緯武時(shí)平均纏繞直徑，即（5-18） —纏繞層數(shù)。若纏繞層數(shù)超過(guò)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，則需改選直徑較大的提升機(jī)。并重新驗(yàn)算滾筒寬度，直到纏繞層數(shù)滿足要求為止。（四）提升機(jī)標(biāo)準(zhǔn)速度、提升機(jī)減速器減速比及提升機(jī)型號(hào)的確定同一滾筒直徑和寬度的提升機(jī)可選配幾種不同減速比的減速器，同不同額定轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)配套可獲得多種提升速度，因此需綜合考慮各種因素的影響。按下式（5-19）。（5-19）計(jì)算出所選提升機(jī)在配不同轉(zhuǎn)速的電機(jī)和不同減速比時(shí)的提升速度填入下表，其中減速比i取值應(yīng)與提升機(jī)規(guī)格表中i相對(duì)應(yīng)，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為近似值與實(shí)際值相差不大。（五）電動(dòng)機(jī)的預(yù)選根據(jù)對(duì)提升設(shè)備的動(dòng)力學(xué)計(jì)算，可通過(guò)該計(jì)算預(yù)選出提升電動(dòng)機(jī)。當(dāng)該機(jī)器的功率大于200kw選用高壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，我國(guó)新建礦井一律采用6000V的額定電壓等級(jí)。初步選定的提升電動(dòng)機(jī)依據(jù)是：電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)數(shù)及電壓等級(jí)三個(gè)