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文檔簡(jiǎn)介
1、礦 山 機(jī) 械 課 程 設(shè) 計(jì)綜采工作面配套設(shè)備選型設(shè)計(jì)(90萬(wàn)噸/年)專業(yè)班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:日期:河南理工大學(xué)I綜采工作面配套設(shè)備選型設(shè)計(jì)任務(wù)書(一)設(shè)計(jì)任務(wù)1)根據(jù)所給原始數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備配套選型的詳細(xì)計(jì)算2)編寫綜采設(shè)備配套選型設(shè)計(jì)的說(shuō)明書3)工作面綜采設(shè)備配套關(guān)系圖4)原始數(shù)據(jù)及條件煤層厚度(M)截割阻抗A(N/mm)煤層傾角(°)頂板條件工件面長(zhǎng)度(M)設(shè)計(jì)產(chǎn)量(萬(wàn)噸/年)生產(chǎn)安排HmaxHmin老頂直接頂2.8自定27528級(jí)2類120901、 一年工作日按300天計(jì)算2、 實(shí)行四班工作制,三班采煤,一班準(zhǔn)備,每天生產(chǎn)時(shí)間為18小時(shí)。(二)具體要求根據(jù)所給已知參數(shù),綜采工作面
2、配套設(shè)備選型設(shè)計(jì),并繪出綜采面配套設(shè)備關(guān)系圖; 1)裝訂順序如下:封面任務(wù)書目錄說(shuō)明書正文。2)圖紙折疊好裝入畢業(yè)設(shè)計(jì)專用袋內(nèi)。3)圖紙、說(shuō)明書必須手繪、手寫,且嚴(yán)禁圖紙、說(shuō)明書復(fù)印件或抄襲他人成果,發(fā)現(xiàn)雷同設(shè)計(jì)成績(jī)一律不及格。4)圖紙一律用3號(hào)圖紙繪制;說(shuō)明書用16開紙書寫,內(nèi)容應(yīng)在2030頁(yè)。目錄綜采工作面配套設(shè)備選型設(shè)計(jì)說(shuō)明書1第1節(jié)“三機(jī)”的選型原則和裝備標(biāo)準(zhǔn)1第2節(jié) 滾筒采煤機(jī)的選擇5第3節(jié) 液壓支架的選型12第4節(jié) 工作面可彎曲刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)18第5節(jié) 采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖22第6節(jié)選型設(shè)計(jì)結(jié)果匯總25參考文獻(xiàn)26結(jié) 束 語(yǔ)2728綜采工作面配套設(shè)備選型設(shè)
3、計(jì)說(shuō)明書綜采工作面的“三機(jī)”是指采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī),是綜采工作面的主要設(shè)備。其選型首先必須考慮配套關(guān)系,選型正確先進(jìn)、配套關(guān)系合理是提高綜采工作面生產(chǎn)能力、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件。第1節(jié)“三機(jī)”的選型原則和裝備標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)高產(chǎn)高效礦井是煤炭工業(yè)的發(fā)展方向,提高礦井機(jī)械化水平是發(fā)展高產(chǎn)高效的有效途徑。我國(guó)從70年開始經(jīng)過(guò)對(duì)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)不斷探索、引進(jìn)、消化、創(chuàng)新,使之有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,降塵、防塵、防火、防瓦斯積聚及提高采出率研究在“九五”期間取得重大進(jìn)展,裝備水平不斷提高。目前采煤機(jī)朝大功率、大截深、高速電牽引方向發(fā)展;運(yùn)輸設(shè)備朝大運(yùn)量、大功率、重型化、高強(qiáng)度、多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)、高自動(dòng)化方向
4、發(fā)展;液壓支架朝簡(jiǎn)單實(shí)用、高工作阻力、高強(qiáng)度、高可靠性方向發(fā)展,采用電液控制系統(tǒng),提高移架速度和安全性能。針對(duì)這種發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合本井田煤層傾角較大等實(shí)際情況,在工作面主要設(shè)備選型時(shí)考慮以下原則:一、采煤機(jī)的選型原則1、采煤機(jī)能適合的煤層地質(zhì)條件,其主要參數(shù)(采高、截深、功率、牽引方式)的選取要合理,并有較大的適用范圍。2、采煤機(jī)應(yīng)滿足工作面開采生產(chǎn)能力的要求,其生產(chǎn)能力要大于工作面設(shè)計(jì)能力。3、采煤機(jī)的技術(shù)性能良好,工作可靠,具有較完善的各種保護(hù)功能,便于使用和維護(hù)。采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力、采高、截深、截割速度、牽引速度、牽引力和功率等參數(shù)在選型時(shí)必須確定。實(shí)際生產(chǎn)能力主要取決于采高、截深、牽引
5、速度以及工作時(shí)間利用系數(shù)。采高由滾筒直徑、調(diào)高形式和搖臂擺角等決定。滾筒直徑是滾筒采煤機(jī)采高的主要調(diào)節(jié)變量,每種采煤機(jī)都有幾種滾筒直徑供選擇,滾筒直徑應(yīng)滿足最大采高及臥底量的要求。截深的選取與煤層厚度、煤質(zhì)軟硬、頂板巖性以及移架步距有關(guān)。截割速度是指滾筒截齒齒尖的圓周切線速度,由截割部傳動(dòng)比、滾筒轉(zhuǎn)速和滾筒直徑確定,對(duì)采煤機(jī)的功率消耗、裝煤效果、煤的塊度和煤塵大小等有直接影響。牽引速度的初選是通過(guò)滾筒最大切削厚度和液壓支架移架追機(jī)速度驗(yàn)算確定。牽引力是由外載荷決定的,其影響因素較多,如煤質(zhì)、采高、牽引速度、工作面傾角、機(jī)身自重及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和摩擦系數(shù)等,沒(méi)有準(zhǔn)確的計(jì)算公式,一般取采煤機(jī)電機(jī)功
6、率消耗的1025。滾筒采煤機(jī)電機(jī)功率常用單齒比能耗法或類比法計(jì)算,然后參照生產(chǎn)任務(wù)及煤層硬度等因素確定。二、液壓支架的選型原則1、液壓支架的選型就是要確定支架類型(支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式)、支護(hù)阻力(初撐力和額定工作阻力)、支護(hù)強(qiáng)度與底板比壓以及支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)(立柱數(shù)目 最大最小高度、頂梁和底座韻尺寸及相對(duì)位置等)及閥組性能和操作方式等。2、選型依據(jù)是礦井采區(qū)、綜采工作面地質(zhì)說(shuō)明書。在選型之前,必須將所采工作面的煤層、頂?shù)装寮安蓞^(qū)的地質(zhì)條件全部查清。然后依據(jù)不同類級(jí)頂板選取架型。最后依據(jù)選型內(nèi)容結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有液壓支架的主要技術(shù)性能直接選定架型及其參數(shù)所對(duì)應(yīng)的支架型號(hào)。三、刮板輸送機(jī)的選型原則
7、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,一般取12倍。2、要根據(jù)刮板鏈的質(zhì)量情況確定鏈條數(shù)目,結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈子結(jié)構(gòu)型式。3、應(yīng)優(yōu)先選用雙電機(jī)雙機(jī)頭驅(qū)動(dòng)方式。4、應(yīng)優(yōu)先選用短機(jī)頭和短機(jī)尾。5、應(yīng)滿足采煤機(jī)的配合要求,如在機(jī)頭機(jī)尾安裝張緊、防滑裝置,靠煤壁一側(cè)設(shè)鏟煤板,靠采空區(qū)一側(cè)附設(shè)電纜槽等。在選型時(shí)要確定的刮板輸送機(jī)的參數(shù)主要包括輸送能力、電機(jī)功率和刮板鏈強(qiáng)度等。輸送能力要大于采煤機(jī)生產(chǎn)能力并有一定備用能力。電機(jī)功率主要根據(jù)工作面傾角、鋪設(shè)長(zhǎng)度及輸送量的大小等條件確定。刮板鏈的強(qiáng)度應(yīng)按惡劣工況和滿載工況進(jìn)行驗(yàn)算。四、“三機(jī)”的合理配套從采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)的選型原則中看
8、到,綜采設(shè)備的合理配套是很復(fù)雜的系統(tǒng)工程。1、滿足生產(chǎn)能力要求采煤機(jī)生產(chǎn)能力要與綜采工作面的生產(chǎn)任務(wù)相適應(yīng),工作面刮板輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)大于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力,液壓支架的移架速度應(yīng)與采煤機(jī)的牽引速度相適應(yīng),而乳化液泵站輸出壓力與流量應(yīng)滿足液壓支架初撐力及其動(dòng)作速度要求。2、滿足設(shè)備性能要求輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及附件必須與采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)相匹配,如采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、底托架及滑靴的結(jié)構(gòu),電纜及水管的拖移方法以及是否連鎖控制等。輸送機(jī)的中部槽應(yīng)與液壓支架的推移千斤頂連接裝置的間距和連接結(jié)構(gòu)相匹配。采煤機(jī)的采高范圍與支架的最大和最小結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng),而其截深應(yīng)與支架推移步距相適應(yīng)。五、滿足安全和工作方便
9、要求1、從安全角度出發(fā),工作面無(wú)立柱空間愈小愈好。2、為防止移架后支架前柱與電纜相碰和采煤機(jī)司機(jī)的人身安全,前柱與電纜槽之間必須留有間隙X=150240 mm。3、梁端距頂一般為150300 mm,用來(lái)防止?jié)L筒切割頂梁。4、推移千斤頂行程應(yīng)比采煤機(jī)截深大100200 mm 。5、保證過(guò)煤高度C>250300 mm,以便煤流順利從底托架下通過(guò)。6、過(guò)煤空間y最小值為90 mm至200250mm 之間,前者適于底板清理良好及采煤機(jī)機(jī)身短的場(chǎng)合。此外,當(dāng)煤層傾角大于16°時(shí)(大采高支架工作面傾角大于10°),輸送機(jī)必須設(shè)置防滑錨固裝置,而支架必須帶防倒防滑及調(diào)架裝置。六、實(shí)
10、際工作中如何做到選型正確先進(jìn)配套合理依據(jù)上述“三機(jī)”的選型原則及配套關(guān)系的分析可以看到,其選型工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、采礦學(xué)、機(jī)電和機(jī)制等多門學(xué)科,同時(shí)又是提高綜采工作面礦井效率和效益的前提所在。目前的選型設(shè)計(jì)還是以“經(jīng)驗(yàn)類比”為主,雖然基本上能夠滿足生產(chǎn)需要,但在某些環(huán)節(jié)上還存在著嚴(yán)重的不合理現(xiàn)象。如移架循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),不能滿足采煤機(jī)牽引速度的要求;有些選型設(shè)計(jì)參數(shù)是符合要求的,但在實(shí)際使用中無(wú)法達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)。如液壓支架初撐比一般為0508,而實(shí)際應(yīng)用中僅為025-04。這說(shuō)明,綜采工作面“三機(jī)”配套不能停留在簡(jiǎn)單的“經(jīng)驗(yàn)類比”上,而應(yīng)開發(fā)研制綜采設(shè)備選型的專家系統(tǒng),避免在
11、選型設(shè)計(jì)中受決策者個(gè)人偏見或感情色彩的影響。同時(shí)還要對(duì)系統(tǒng)中的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì),使其設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)得到統(tǒng)一。現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外高產(chǎn)高效綜采工作面裝備能力的配比關(guān)系主要是:刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)的功率配比應(yīng)為1:1,最好為1.21.4:1,這樣才能把輸送機(jī)的事故減少到最低限度。綜采設(shè)備的能力應(yīng)以工作面生產(chǎn)能力為基礎(chǔ),采煤機(jī)、工作面刮板輸送機(jī)、運(yùn)輸巷可伸縮帶式輸送機(jī)的生產(chǎn)能力一般按工作面生產(chǎn)能力分別乘以系數(shù)1.2、1.3、1.4來(lái)確定。需要說(shuō)明的是:上述各種配套關(guān)系不是唯一的。也就是說(shuō),采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)的選型完全可以用性能和能力相似的同類產(chǎn)品所代替。而在實(shí)際生產(chǎn)中,即使采用相同綜采
12、設(shè)備的不同工作面或不同礦井,其實(shí)際生產(chǎn)能力和全員效率可能有較大差距,這主要是由于礦井的開采條件、組織管理水平存在著客觀的差距。如果客觀條件不具備,即使選擇生產(chǎn)能力很高的配套設(shè)備,也遠(yuǎn)不能達(dá)到提高生產(chǎn)能力的目的。高產(chǎn)高效綜采工作面的三機(jī)選型應(yīng)從實(shí)際出發(fā),因地制宜,具備什么檔次的開采條件,就選用相應(yīng)檔次的配套設(shè)備。新建礦和舊礦井的改造還應(yīng)區(qū)別對(duì)待,現(xiàn)有設(shè)備的充分利用也是不可忽視的問(wèn)題。綜采發(fā)展的原則不是要增加綜采工作面數(shù)量,而是應(yīng)該提高綜采工作面單產(chǎn),減少輔助作業(yè)環(huán)節(jié),提高集中生產(chǎn)化的程度。七、原始數(shù)據(jù)及條件煤層厚度(M)截割阻抗A(N/mm)煤層傾角(°)頂板條件工件面長(zhǎng)度(M)設(shè)計(jì)產(chǎn)
13、量(萬(wàn)噸/年)生產(chǎn)安排HmaxHmin老頂直接頂2.8自定1.827528級(jí)2類120903、 一年工作日按300天計(jì)算4、 實(shí)行四班工作制,三班采煤,一班準(zhǔn)備,每天生產(chǎn)時(shí)間為18小時(shí)。我國(guó)目前規(guī)定:采高大于1.1米時(shí),年產(chǎn)量為3050萬(wàn)噸時(shí),應(yīng)選擇綜采。因此根據(jù)以上提供的原始數(shù)據(jù)確定該采煤工作面應(yīng)該選用綜采配套工作面比較合適。第2節(jié) 滾筒采煤機(jī)的選擇正確選擇和使用采煤機(jī)是提高采煤工作面,生產(chǎn)能力的一項(xiàng)主要任務(wù),對(duì)采煤工作面的生產(chǎn)效率、能耗、安全等都具有重要影響,但采煤機(jī)選型涉及問(wèn)題較多,目前還缺乏一套完善的計(jì)算方法。它不僅與煤層的厚度,傾角及煤的物理機(jī)械性質(zhì)、地質(zhì)條件等有關(guān),還要考慮與支護(hù)設(shè)
14、備,運(yùn)輸設(shè)備之間配套關(guān)系,因此,在選型過(guò)程中要考慮多方面因素,綜合分析后去確定。一、采煤機(jī)性能參數(shù)的計(jì)算與決定 1、滾簡(jiǎn)直徑的選擇滾筒直徑大些對(duì)裝煤有利,但不宜過(guò)大并應(yīng)滿足采高的要求。雙滾筒采煤機(jī)滾簡(jiǎn)直徑應(yīng)大于最大采高的一半,一般可按D=(0.520.6) 選取,采高大時(shí)取小值D=0.52×2.8=1.46米,采高小時(shí)取大值D=0.6×2.8=1.68米。單滾筒采煤機(jī)滾筒直徑選擇時(shí)為了防止?jié)L筒在頂板下沉?xí)r被夾住而截割巖石,直徑D=-(0.10.2) =1.8-(010.2)=1.7/1.6米,采煤機(jī)的滾筒已經(jīng)系列化,可選用與計(jì)算值相近的標(biāo)準(zhǔn)滾筒,以降低制造成本。
15、 2、截深的選擇 滾筒截深是采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)截入煤璧的深度,是影響采煤機(jī)裝機(jī)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(截齒截割單位切屑厚度所對(duì)應(yīng)的截割阻力)大小,煤層厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性及采煤機(jī)穩(wěn)定性等。另外:為了管理頂板方便,截深應(yīng)等于液壓支架的推移步距。中厚煤層截深可取0.60.8米,若頂扳穩(wěn)定,截割阻抗小可適當(dāng)加大。厚煤層為了減輕煤壁片邦,減輕液壓支架載荷和避免煤從運(yùn)輸機(jī)溢出,截深宜小,可取0.5米左右。 薄煤層由于工人行走困難,牽引速度比較低。為了保證大的生產(chǎn)率截深可取0.81米。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)采煤機(jī),為了制造方便,大部分截深在0.6米左右,薄
16、煤層為1米左右。根據(jù)截?fù)?jù)阻抗為275牛頓/毫米,阻抗較大選用截距深度為0. 6米的截深。3、滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)截煤比能耗、裝載效果、粉塵大小都有很大影響,由截齒最大切屑厚度hmax公式可知,當(dāng)滾筒每條截線上的截齒數(shù)m,牽引速度V已定,轉(zhuǎn)速n愈高,切屑厚度愈小,煤塵產(chǎn)生量大,截割比能耗增大。另外,實(shí)踐表明,滾筒轉(zhuǎn)速過(guò)高,循環(huán)煤會(huì)增多,裝載效率降低,裝煤效果不好,所以,現(xiàn)代采煤機(jī),滾筒轉(zhuǎn)速出現(xiàn)降低的趨勢(shì),如英國(guó)AM500、日本DR100 100采煤機(jī),滾筒最低轉(zhuǎn)速分別為21.2轉(zhuǎn)/分和25轉(zhuǎn)/分。但滾筒轉(zhuǎn)速也不能太低,否則會(huì)在牽引速度不太高時(shí),出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。一般認(rèn)為滾筒轉(zhuǎn)速在3050轉(zhuǎn)/
17、分較為適宜,薄煤層小直徑滾筒由于裝煤能力差,為了提高生產(chǎn)率轉(zhuǎn)速可增大到60100轉(zhuǎn)/分。轉(zhuǎn)速及滾筒直徑經(jīng)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)率采煤機(jī)在采煤過(guò)程中,由于處理故障,檢查和更換刀具,日常維修,等侯支護(hù),處理片邦等,經(jīng)常出現(xiàn)停頓,采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)率比設(shè)計(jì)的理論生產(chǎn)率小的多,為了表明這些因素的影響,可用有效開動(dòng)率表示。有效開動(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,西德高產(chǎn)工作面有效開動(dòng)率可達(dá)51%,蘇聯(lián)高產(chǎn)綜采工作面可達(dá)50,我國(guó)根據(jù)有些典型工作面的推算大約在
18、0.150.35之間,一般可取0.20。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= 式中:W為采煤機(jī)工作面日平均產(chǎn)量噸/日,W=3000噸/日;k有效開動(dòng)率。上式有效開動(dòng)率取0.2,充分考慮使采煤機(jī)有增產(chǎn)潛力,當(dāng)有效開動(dòng)率能進(jìn)一步提高,采煤仍有富裕能力,使工作面生產(chǎn)能力得到提高。則采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率:QMIN=625噸/時(shí) 5采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度 采煤機(jī)截割時(shí)牽引速度的高低,直接決定采煤機(jī)的生產(chǎn)率及所需電機(jī)功率,由于滾筒裝煤能力,運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)率,支護(hù)設(shè)備
19、推移速度等因素的影響,采煤機(jī)在截割時(shí)的牽引速度比空調(diào)時(shí)低的多。采煤機(jī)牽引速度在零到某個(gè)值范圍內(nèi)變化,選擇截割時(shí)的牽引速度,要根據(jù)幾方面因素,綜合考慮。因此,根據(jù)采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率Qmin決定牽引速度V1V1=米/分式中:Qmin 采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率 噸/時(shí)H 采煤機(jī)平均采高,2.25 米B采煤機(jī)平均截深, 0.6 米R(shí)煤的容重, 1.35噸/米3V1=5.71米/分按截齒最大切削厚度決定的牽引速度V2Hmax=毫米式中:Hmax截齒最大的切削厚度 毫米V牽引速度 米/分m滾筒一條截線上安裝的截齒數(shù) 個(gè)n滾筒的轉(zhuǎn)速 Hmax=毫米 一般要求截齒的最大切削厚度應(yīng)小于截齒伸出齒座長(zhǎng)度的70,即h
20、1max=70%hmax 即V2=70%V=3.99米/分按液壓支架推移速度決定牽引速度為V3考慮截割時(shí)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,并于V3相協(xié)調(diào)。使采煤機(jī)能夠滿足工作面生產(chǎn)能力的要求,有可避免齒座或葉片參與截割,保證采煤機(jī)安全生產(chǎn)。現(xiàn)選V=4.0米/分。6、采煤機(jī)裝機(jī)功率裝機(jī)功率包括截割電動(dòng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)、破碎電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)、機(jī)載增壓噴霧泵電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)功率總和。裝機(jī)功率由下式估算:P=Q×Hw式中:P裝機(jī)功率,kW;Q采煤機(jī)生產(chǎn)率,625t/h;Hw比能耗,一般0.60.7,取0.7。經(jīng)計(jì)算本設(shè)計(jì)裝機(jī)功率為437.
21、5kW。7、采煤機(jī)所需電機(jī)功率采煤機(jī)的比能耗HWB=0.42(千瓦.小時(shí)/噸)所選采煤機(jī)的比能耗HWX=0.290.44(千瓦.小時(shí)/噸)式中:HWX被截割煤的比能耗HWB基準(zhǔn)煤的比能耗查閱參考表25AX被截割煤層的截割阻抗 牛頓/毫米A基準(zhǔn)煤的截割阻抗 查表26得(240-360) 牛頓/毫米單滾筒采煤機(jī)的所需電機(jī)功率N=千瓦式中:Q采煤機(jī)的生產(chǎn)率 噸/小時(shí) K1功率利用系數(shù),本設(shè)計(jì)選用一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)取1 K2功率水平系數(shù),與牽引速度調(diào)節(jié)方式,電機(jī)超載能力。因素有關(guān)按表27查得本設(shè)計(jì)選用電機(jī)超載能力為2.02.2之間,牽引速度調(diào)節(jié)方式采用人工調(diào)節(jié)選取0.8。N = =192千瓦雙滾筒采煤機(jī)的
22、后滾筒截割比能耗H1WX=K3×HWX K3表示后滾筒工作條件系數(shù),由表28選取后滾筒開采煤層的下部向著前滾筒截割自由面的方向選取0.8。 N= (0.6HWX+0.4H1WX) =(0.6×0.35+0.4×0.8×0.35) =176千瓦根據(jù)國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)電機(jī)功率系列化的情況,本設(shè)計(jì)選用最接近的200300千瓦電機(jī)即可。8、采煤機(jī)所需牽引力據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),采煤機(jī)牽引力一般為其裝機(jī)功率數(shù)值的0.51倍。按表29查得250300千牛。二、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).然后和初選的支護(hù)設(shè)備一起。查
23、閱煤炭科學(xué)院等編制的采煤機(jī)械化成套設(shè)備參考資料一覽表見附錄(該表僅供選型時(shí)參考,不作硬性規(guī)定,用戶可按實(shí)際情況自行組合改裝),盡可能與表中提供的成套設(shè)備吻含,以節(jié)約費(fèi)用,并通過(guò)配套設(shè)備表選擇輸送機(jī)。采煤機(jī)初選決定后,通過(guò)產(chǎn)品說(shuō)明等有關(guān)資料得到采煤機(jī)高度、質(zhì)量、電機(jī)或減速箱高度,搖臂長(zhǎng)度、擺角范圍等尺寸。并列表說(shuō)明初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)。確定采煤工作面采煤機(jī)的主要參數(shù)如下:裝機(jī)功率101kW左右,截深不小于800mm,采高2.24.5m,生產(chǎn)能力不小于1.44Mt/a,牽引方式為鏈軌式或銷排式無(wú)鏈電牽引,牽引力不小于100kN,額定電壓3300V,頻率50Hz。根據(jù)分析結(jié)果,參照國(guó)內(nèi)外高產(chǎn)高效礦
24、井工作面裝備情況,本設(shè)計(jì)工作面選用國(guó)產(chǎn)MG400/920-QWD型無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)。采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1-1。表1-1 采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)表采煤機(jī)型號(hào)總裝機(jī)功率(kW)截割功率(kW)采高(m)截深(m)滾筒直徑(m)驅(qū)動(dòng)方式牽引速度(m/min)適應(yīng)煤層傾角供電電壓(V)MG400/920-QWD144400×22.04.00.81.8交流電牽引014.545°3300初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的校核 1、最大采高的HMAx的校核 HMAx=A-+Lsinmax+ 米式中:A采煤機(jī)高度 (機(jī)身上平面至底板之間距離) 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
25、(搖臂擺動(dòng)中心到滾筒中心距離) 米amax搖臂向上擺動(dòng)最大角度D滾筒直徑 米 HMAx=A-+Lsinmax+ =1.25-0.6/2+1.695×sin60+1.65/2 = 3.24米3米最大采高符合設(shè)計(jì)要求。 2、最小采高的校核 HminA+h1+h2式中:h2過(guò)機(jī)高度不應(yīng)小于0.15米h1支架或交接頂梁高度取0.1 米h minA+h1+h2=1.25+0.1+0.15=1.50米2.0米最小采高符合設(shè)計(jì)要求。 3、臥底量校核最大臥底量KMAX=A-sinmax-式中:max搖臂向上擺動(dòng)最大角度KMAX=A-sinmax- =1.25-0.23- sin-22-0.825 =
26、1.25-0.23+ sin22-0.825 =0.195米臥底量小于90300毫米 滿足設(shè)計(jì)要求 4、采煤機(jī)最大截割速度的校核V1= 米/分 Q1運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力 400 噸/小時(shí)H平均采高 2.5米B采煤機(jī)截深 0.6 米r煤的實(shí)體容重 ,r=1.35噸/米3 V1= 米/分 =4.935米/分4.0米/分的截割牽引速度,本設(shè)計(jì)選擇符合要求。5、牽引阻力估算采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)必須克服的牽引阻力T為T=K2G+fd(cosa-k2+2k1)±Gsina 噸力式中:f磨檫系數(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 平均取0.18 k1經(jīng)驗(yàn)系數(shù),估算為0.7 k2估算系數(shù) 因是
27、初算,所以取0.1 k3側(cè)面導(dǎo)向力對(duì)牽引阻力影響系數(shù),因煤層傾角為23°,取0.07T=K2G+fd(cosa-k2+2k1)±Gsina 噸力=0.1×22+0.18×1.65×(cos23-0.1 +2×0.7)±22×sin23=2.8595±8.596=11.4555噸力,=5.7365噸力及上行時(shí)牽引力為11.4555噸力,下行時(shí)牽引力反向大小為5.7365噸力。第3節(jié) 液壓支架的選型一、影響液壓支架選型的因素影響液壓支架選型的因滾主要是礦山地質(zhì)條件,如頂、底板穩(wěn)定性、煤層厚度、煤層傾角、煤層賦
28、存狀況及瓦斯含量等,其中以煤層及頂,底扳穩(wěn)定性影響最大。1、頂板穩(wěn)定性頂板穩(wěn)定性直接影響支架的架型支護(hù)強(qiáng)度,頂板巖性的不同決定支架的架型的型式,巖層載荷和頂板的穩(wěn)定性主要影響支架支護(hù)強(qiáng)度和頂梁的結(jié)構(gòu)型式。一般講:煤層頂板穩(wěn)固平整,應(yīng)選用支撐式支架;煤質(zhì)松軟、頂板破碎煤層,應(yīng)選用掩護(hù)式支架;而煤層頂板堅(jiān)硬。則應(yīng)選用支撐掩護(hù)式支架。2、底板穩(wěn)定性底板巖石的組成結(jié)構(gòu)及巖石力學(xué)性質(zhì)是支架選型不可忽視的另一重要條件底板的穩(wěn)定性對(duì)支架底座影響頗大支架架型選取不當(dāng),會(huì)使支架陷入底板,使移架困難。根據(jù)我國(guó)煤層底板巖石抗壓強(qiáng)度。建議按表1-2選型。表1-2 不同底板條件下選用的架型巖石松軟粘土巖頁(yè)巖(或松軟煤)
29、較軟粘土巖頁(yè)巖(或松軟煤)一般粘土巖砂頁(yè)巖、砂巖(或煤)抗壓強(qiáng)度MPa2.02.04.0應(yīng)選架型掩護(hù)式液壓支架式兩柱支掩式掩護(hù)式支架支掩式支架支掩式及強(qiáng)力支撐四柱及強(qiáng)力支撐3、煤層厚度煤層厚度主要影響支架支護(hù)強(qiáng)度,煤層厚度越大支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)越高,煤層厚度大小及變化情況,又決定著支架的結(jié)構(gòu)高度和伸縮范圍。4、煤層傾角煤層傾角主要影響支架穩(wěn)定性,煤層傾角大則易使支架發(fā)生傾倒、下滑等現(xiàn)象。必須采取防倒防滑措施。5、煤層埋藏穩(wěn)定性實(shí)踐證明:煤層埋藏越平穩(wěn),綜采的效果越好。斷層及其性質(zhì)對(duì)支架的使用好壞起決定性的影響。若斷層落差大,綜采設(shè)備通不過(guò),斷層條數(shù)多,綜采面搬家次數(shù)多。6、煤層瓦斯含量瓦斯含量大的煤層
30、應(yīng)采用通風(fēng)斷面大的支架。液壓支架架型選擇是否合適,最終必然反映到經(jīng)濟(jì)效果上。應(yīng)盡量做到安全、高效,而又能降低噸煤成本。支撐式液壓支架雖然價(jià)格便宜,但使用性能遠(yuǎn)不如掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式液壓支架優(yōu)越。因此:在可能情況下,應(yīng)優(yōu)先選用掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式兩種架型。除礦山地質(zhì)條件外,采礦技術(shù)條件,如回采方式,采面長(zhǎng)度,采煤機(jī)械類型、生產(chǎn)環(huán)節(jié)等因素對(duì)液壓支架的造型也有一定的影響。二、煤層頂板及頂板分類覆蓋在煤層上的巖石,依次分為偽頂、直接頂、老頂,它們統(tǒng)稱為煤層的頂板。偽頂是緊貼在煤上極易冒落的較薄巖層,通常在煤層被采下后隨即冒落,對(duì)液壓支架的選型一般沒(méi)有影響。直接頂位于偽頂之上,無(wú)偽頂時(shí)直接位于煤層之上,通
31、常是在移架或回柱后隨即冒落,直接頂下部1.52米厚的巖石叫直接頂下位巖石,它對(duì)架型的選擇有決定性的影響。1、直接頂分類我國(guó)將緩傾斜煤層回采工作面直接頂根據(jù)其穩(wěn)定程度分為四類1)、不穩(wěn)定頂板:也稱破碎頂板,這類頂板很易冒落。冒落后巖石能基本充滿采空區(qū)。泥質(zhì)頁(yè)巖,再生頂板等屬于這類頂板。2)、中等穩(wěn)定頂板:強(qiáng)度較高,但有大量節(jié)理裂隙,局部較完整,冒落后不能充滿采空區(qū),一般在支護(hù)設(shè)備前移后隨即冒落。砂質(zhì)頁(yè)巖,粉砂巖屬予這類頂板。3)、穩(wěn)定頂板:難于冒落,需支架幫助切頂。4)、堅(jiān)硬頂板:極難于冒落,采后需強(qiáng)制放頂,砂巖,堅(jiān)硬砂質(zhì)頁(yè)巖等屬于這后兩類。直接頂分類的主要指標(biāo)是強(qiáng)度指數(shù)D,并參考直接頂初次跨落
32、步距L1(米)來(lái)決定。直接頂初次跨落步距Ll是指工作面推進(jìn)一定距離后,直接頂冒落高度在11.5米以上,范圍占全工作面長(zhǎng)度1/2以上時(shí),初次切頂線距開切眼煤壁之間距離。強(qiáng)度指數(shù)D可由下式求出:式中:巖石的單向抗壓強(qiáng)度,公斤厘米2;節(jié)理裂隙影響系數(shù);分層厚度影響系數(shù)。、值可查閱有關(guān)資料得到。根據(jù)D并參考直接頂類別的確定見表1-3。表1-3 直接頂類別類別指標(biāo)1234不穩(wěn)定頂板中等穩(wěn)定頂板穩(wěn)定頂板堅(jiān)硬頂板主要指標(biāo)強(qiáng)度指數(shù)D3031707l120>120無(wú)直接頂層厚在25米以上,6D> 560800Kgf/cm2,節(jié)理裂隙間距和分層度大于1米的整體巖層。參考指標(biāo)直接頂初次跨落步距L:(M)
33、S918192S>252、老頂分級(jí)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切眼煤壁之間老頂懸露的長(zhǎng)度。老頂周期來(lái)壓的強(qiáng)弱,對(duì)確定支架的噸位即支護(hù)強(qiáng)度有決定性影響,N越大L2越小,說(shuō)明老頂周期來(lái)壓不明顯,作用在支架上的載荷小而穩(wěn)定,支架的支護(hù)強(qiáng)度不需要很大,相反,N越小,L2越大,老頂周期來(lái)壓就越強(qiáng)烈,作用在支架上的載荷就越大且有沖擊,支架的支護(hù)強(qiáng)度就要求比較高。根據(jù)N和L2值老頂被分為四級(jí)。見表1-4。表1-4 老頂分級(jí)級(jí)別周期來(lái)壓不明顯明顯強(qiáng)烈極強(qiáng)烈指標(biāo)N
34、>350.3<N35Ll=2550(M)0.3<N35Ll>50(M)N0.3Ll=2550(M)N<0.3Ll>50(M)三、液壓支架的選型 液壓支的選型,包括選擇支架的架型,支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)和支架強(qiáng)度的確定。1、架型的選擇液壓支架根據(jù)對(duì)頂板的支護(hù)方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同,可分為支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式三種基本型式。支撐式支架頂粱長(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,它適用于穩(wěn)定或堅(jiān)硬以上直接頂和周期來(lái)壓明顯或強(qiáng)烈的老頂條件。掩護(hù)式支架有寬大的掩護(hù)梁可擋住采空區(qū)冒落的矸石,它的頂梁較短,支柱少且
35、傾斜支撐,架間密封,支架工作阻力較小,切頂能力差,但由于頂粱較短控頂面積小,支護(hù)強(qiáng)度不一定小,它適用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定直接頂條件。支撐掩護(hù)式支架兼有支撐式和掩護(hù)式支架結(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。它適用穩(wěn)定以下各類頂板,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)錢較高。當(dāng)工作面直接頂類別,老頂級(jí)別已確定經(jīng)過(guò)分析論證后,可按表1-5選擇支架型式。表1-5 適應(yīng)不同類級(jí)頂板的架型及支護(hù)強(qiáng)度老頂級(jí)別直接頂類別12312312344架 型掩護(hù)式掩護(hù)式支撐式掩護(hù)式掩護(hù)式支撐掩護(hù)式支撐
36、式支撐掩護(hù)式支撐掩護(hù)式掩護(hù)式支撐掩護(hù)式掩護(hù)式支撐掩護(hù)式采高<2.5m支撐式采高>2.5m支撐掩護(hù)式支架支護(hù)強(qiáng)度(噸/米2)采高(米)112343035(25)45(35)55(45)1.3×301.3×35(25)1.3×45(35)1.3×55(45)1.6×301.6×351.6×451.6×55>2×30>2×35>2×45>2×55結(jié)合深孔爆破,軟化頂板等措施處理采空區(qū)使用表1-5時(shí),還應(yīng)注意下列因素:1)、煤層厚度大于2.5米,頂
37、板有側(cè)向推力時(shí),一般不宜采用支撐式支架,煤層厚度在2.52.8米以上時(shí),應(yīng)選用帶護(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)采用調(diào)高范圍大的雙伸縮支柱。2)、煤層煩角在101 5°(支撐式支架取下限,掩護(hù)式取上限)以上時(shí),支架應(yīng)有可靠的防滑防倒裝置。3)、底板強(qiáng)度、支架對(duì)底板比壓應(yīng)小于底板巖石允許抗壓強(qiáng)度。4)、瓦斯含量,瓦斯涌出量大的工作面,應(yīng)優(yōu)先選用通風(fēng)斷面大的支撐式或支撐掩護(hù)式支架。5)、地質(zhì)構(gòu)造、斷層發(fā)育、煤層厚度變化大,頂板允許暴露時(shí)間和面積分別為20分鐘以下和58m2時(shí),暫不宜采用綜采設(shè)備。6)、設(shè)備成本,能同時(shí)允許選用不同架型時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格便宜的支架。另外,
38、表2-4中的支護(hù)強(qiáng)度是指單位面積上的支撐力大小,括號(hào)內(nèi)數(shù)字是掩護(hù)式支護(hù)強(qiáng)度;但允許有5的波動(dòng)范:1.3,1.6,2分別為、級(jí)老頂比1級(jí)老頂?shù)脑鰤罕稊?shù),級(jí)老頂由于地質(zhì)條件變化較大,只給出最低限2,具體數(shù)字應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定,單體液壓支柱的支護(hù)密度,可用表中的支護(hù)強(qiáng)度除以工作阻力計(jì)算。表中采高系最大采高,具體采高下的支護(hù)強(qiáng)度可用插值法計(jì)算。2、液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定液壓支架的結(jié)構(gòu)參數(shù),主要指液壓支架的結(jié)構(gòu)高度,液壓支架的結(jié)構(gòu)高度,應(yīng)能適應(yīng)采高的要求。它根據(jù)煤層厚度(或采高)和采區(qū)范國(guó)內(nèi)地質(zhì)條的變化等因素來(lái)確定。其選擇的原則時(shí):在最大采高時(shí),液壓支架應(yīng)能“頂?shù)米 ?,在最小采高時(shí),支架能“過(guò)得去”。支
39、架最大結(jié)構(gòu)高度和最小結(jié)構(gòu)高度,具體由下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:=2.8+0.2 =3.0(m)=1.8-0.15-0.1-0.1 =1.45(m)式中: ,煤層最大厚度和最小厚度,m(已知);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(bǔ)償量;中厚煤層可取200mm,厚煤層可取300mm;薄煤層適當(dāng)減小;頂板最大下沉量(一般取支架后排立柱處頂板的下沉量,可借鑒鄰近工作面的觀測(cè)資料選取,若無(wú)這方面資辯,可按100200mm選取,I級(jí)老頂取大值,級(jí)老頂取小值;支架卸載前移時(shí),立柱伸縮余量,煤層厚度大于1.2m時(shí),取80100mm;支架頂粱上存留的浮煤和碎矸石厚度,一般取50100mm。3、支
40、架支護(hù)強(qiáng)度的確定 支架支護(hù)強(qiáng)度:支架單位支護(hù)面積上的支撐力。它是衡量液壓支架性能的一個(gè)重要參數(shù),可由下列方法確定;1)按經(jīng)驗(yàn)公式估算52(t/m2)式中:作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù),日本取5,蘇聯(lián)取69;英國(guó)取57;我國(guó)中厚煤層取68;最大采高,m;巖石容重,一般取2.3t/m3。2)直接查表選取根據(jù)頂板條件和煤層厚度,直接由表2-4中查取。根據(jù)頂板條件和煤層厚度選取支架支撐掩護(hù)式滿足工作面支護(hù)強(qiáng)度。4、選擇液壓支架型號(hào)由上面計(jì)算出的支架最大和最小結(jié)構(gòu)高度和支護(hù)強(qiáng)度的數(shù)值,從液壓支架產(chǎn)品目錄中選擇合適液壓支架的型號(hào),并列出支架規(guī)格和主要技術(shù)參數(shù)表(表1-6)。支撐掩
41、護(hù)式支架該機(jī)具有支撐效率高,切頂換能力強(qiáng),支架穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。采用分體頂梁鉸接前梁形式,切頂效果好,便于運(yùn)輸。采用前后雙連桿形式,可減少支架重量改善底板比壓的平均分布和前端比壓。表1-6 支架規(guī)格和主要技術(shù)參數(shù)表型號(hào)名稱ZZ4000/18/39型支撐掩護(hù)式液壓支架高度主要技術(shù)參數(shù)高度m中心距m寬度m初撐力kN工作阻力kN支護(hù)強(qiáng)度MPa底板比壓(前端)MPa泵站壓力MPa整體運(yùn)輸尺寸mm適應(yīng)傾角操縱方式重量t1.83.91.51.411.5831363236399041180.700.720.451.96254250×1410×180030°本架控制13.55
42、60; 第4節(jié) 工作面可彎曲刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)一、刮板機(jī)的選擇由于煤層厚度僅為3.0米,采用綜采一次采全高,所以只選取前部刮板機(jī)。根據(jù)有資料可直接查出工作面配套設(shè)備的型號(hào)為SGD-630/180PB型刮板輸送機(jī)。其技術(shù)特征如下:設(shè)計(jì)長(zhǎng)度:200 m 出廠長(zhǎng)度:150 cm輸送能力:QC =400噸/小時(shí)刮板鏈速度:0.92 m/s電機(jī)功率:2*90 KW鏈條形式:中雙鏈1、對(duì)所選刮板輸送機(jī)的驗(yàn)算運(yùn)輸能力刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力為:Q=3.6F ØV式中F-運(yùn)行物料的斷面積 m2 -物料的散碎密度 kg/ m3Ø-裝滿系數(shù),按表1-1查出
43、下運(yùn)時(shí)取0.9-1V-刮板鏈速度由于該工作面年產(chǎn)115萬(wàn)噸,平均每班生產(chǎn)原煤869噸,所以不需要加擋煤板,因此F=1/2H*B=0.94 m2(按裝滿為矩形估算) 物料的散碎密度按我礦的值取為1.32/1.5=0.88所以Q=3.6F ØV=3.6×0.94×0.88×1×0.92=2.74kg/s986噸/小時(shí)由于QQC ,所以輸送機(jī)滿足運(yùn)輸要求。2、運(yùn)行阻力計(jì)算重段直線段的總阻力 W=(q+q)*L*g*cos-(q+q)*L*gsin式中:q中部槽單位長(zhǎng)度貨載質(zhì)量kg/mq=Q/3.6*v=831/3.6*5.7=40.5kgq刮板鏈單位
44、長(zhǎng)度質(zhì)量,由SGD-630/180PB型刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)查得:q=57kg/m=0.7 =0.4由礦山機(jī)械表2-5-5查得 =18 為已知故:W=(q*+q*)*L*g*cos-(q+q)*L*gsin=(40.5*0.7+57*0.47)*110*10cos18=24543(N)空段直線段的總阻力:Wi=qLg(cos18+sin18)=57*110*10*(0.4*cod18+sin18)=43227.8N總的運(yùn)行阻力: w=1.2(w+w)=81325N3、刮板鏈張力的計(jì)算判斷最小張力點(diǎn)的位置,對(duì)雙機(jī)頭驅(qū)動(dòng),最小張力點(diǎn)的位置用下面方法判斷:若0.6W-0.4W<0,則3點(diǎn)為最小張
45、力點(diǎn),如圖用逐點(diǎn)推算法求各點(diǎn)張力從最小張力點(diǎn)開始計(jì)算,以上圖為例,已判定刮板輸送機(jī)的最小張力點(diǎn)在1點(diǎn)。取最小張力為:S=0 S=S+W S=S+0.06S=1.06S=1.06*43227.8=45821.5S=S+W=45821.5+24543=70364.5(N)4、牽引力及電機(jī)功率的計(jì)算機(jī)采工作面刮板輸送機(jī)的等效功率:N=1/*N=K*W*V/1000*=1.2*70364.5*1/1000*0.85=99KW式中:K 電動(dòng)機(jī)的備用系數(shù) 取K=1.2 V刮板鏈運(yùn)行速度 取V=1m/s 傳動(dòng)裝置的總效率 取0.85 W 刮板輸送機(jī)牽引力 N=1.1*2*q*w* *g*cos18*1/10
46、00*0.85 =1.1*2*40.5*0.47*110*0.9511*1*10/1000*0.85 =51.5(KW)則: N=1/*=76KW實(shí)際配用電機(jī)功率為: N=1.15*76=88KW5、刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力計(jì)算(1) 預(yù)緊力 T=1/4(S+S+S+S)=39889N式中:草藥S、S分別為刮板鏈在主動(dòng)鏈輪相遇點(diǎn)和分離點(diǎn)的張力N S 、S分別為刮板鏈在從動(dòng)鏈輪相遇點(diǎn)和分離點(diǎn)的張力N(2) 緊鏈力TT+L*q*g*6、刮板鏈的強(qiáng)度 雙鏈刮板輸送機(jī)刮板鏈的安全系數(shù)為:N 刮板鏈的安全系數(shù)s條鏈條的破斷拉力式中: 刮板鏈最大靜張力 雙鏈不均勻系數(shù),中雙鏈取經(jīng)以上計(jì)算得知,所選刮板輸送機(jī)
47、在給定條件下能適用。二、轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇根據(jù)有關(guān)資料:該綜采面選擇SZZ830/315成套系列;轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)能力應(yīng)大于刮板輸送機(jī)能力。由于轉(zhuǎn)載機(jī)也是刮板輸送機(jī),驗(yàn)算過(guò)程與以上刮板輸送機(jī)相同。經(jīng)驗(yàn)算所選轉(zhuǎn)載機(jī)在給定條件下能適用。設(shè)計(jì)選用國(guó)產(chǎn)SGZ830/630型刮板輸送機(jī)、SZZ830/315轉(zhuǎn)載機(jī)、PCM200破碎機(jī)。上述設(shè)備設(shè)計(jì)要求關(guān)鍵部件引進(jìn),技術(shù)參數(shù)見表1-7。表1-7 刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)刮板輸送機(jī)SGZ830/630轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ830/315破碎機(jī)PCM200輸送能力(t/h)1200輸送能力(t/h)2000輸送能力(t/h)2200裝機(jī)功率(kW)315×2
48、裝機(jī)功率(kW)315裝機(jī)功率(kW)200鏈速(m)1.03設(shè)計(jì)長(zhǎng)度(m)50出口粒度(mm)300150刮板鏈型式中雙鏈供電電壓(V)3300/1140供電電壓(V)3300/1140供電電壓(V)3300/1140中部槽規(guī)格(mm(L×W×H)1500×780×290第5節(jié) 采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖通過(guò)計(jì)算或參考有關(guān)圖冊(cè)資料,給制采煤機(jī),支護(hù)設(shè)備及輸送機(jī)配套關(guān)系圖。采煤機(jī)、液壓支架和輸送機(jī)組成的綜采設(shè)備,有嚴(yán)格的配套要求。各單項(xiàng)設(shè)備的先進(jìn)性能只有在搞好配套關(guān)系的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮出來(lái)。一、尺寸配套(一)高度配套采高與支架支護(hù)高度應(yīng)適應(yīng)。采用不
49、同高度的底托架,可以適應(yīng)不同的采高。1、采煤機(jī)尺寸(圖1-1)圖1-1采煤機(jī)尺寸示意圖:采煤機(jī)最大采高,m;:搖臂向上的最大擺角,°;:機(jī)面高度,m;:機(jī)身高度,m;:搖臂長(zhǎng)度,m;:滾筒直徑,m;采煤機(jī)最大與最小采高之比為1.62.0之間;2、采高與支架高度關(guān)系:支架的最大最小高度,、:分別為前后柱處的頂板最大下沉量;:支架支撐高度富裕量,一般為200左右;:支柱伸縮余量,一般為50左右;3、4、如下圖所示,支架支撐高度與采煤機(jī)機(jī)面高度之間關(guān)系,當(dāng)采煤機(jī)處于最小高度時(shí),機(jī)面至梁底面有富余,通常,用下式計(jì)算:式中:梁的厚度;若機(jī)面高度過(guò)大,大于,則煤層變薄時(shí),支架不能放下來(lái),只能割頂
50、或底板巖石;若機(jī)面高度過(guò)小,采煤機(jī)的過(guò)煤空間(值)小,不利于煤流通過(guò)。5、采煤機(jī)的下切量(圖3-37):能夠:搖臂向下的最大擺角,;計(jì)算的數(shù)值一般為負(fù)數(shù)才是向下切割的深度,一般為150200左右。6、:采煤機(jī)底托架高度;:運(yùn)輸機(jī)機(jī)槽高度;7、搖臂升角越大,采高越大,但當(dāng)角度太大時(shí),使?jié)L筒中心距機(jī)身距離過(guò)小,裝煤效果不好。二、橫向尺寸配套1、機(jī)道寬度就是無(wú)立柱空定寬度,及時(shí)支護(hù)包括一個(gè)截深,采煤機(jī)與運(yùn)輸機(jī)的中心線偏離一定的距離,視情況而定。2、人行道寬度,位置可在兩立柱之間,也可在前柱與輸送機(jī)之間。3、端面距一般為,采高小時(shí)取下限,大時(shí)取上限;4、移架千斤頂?shù)男谐叹嚯x比截深大。(三)、能力配套采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、皮帶、轉(zhuǎn)載機(jī)、上山、煤倉(cāng)、通風(fēng)等。1、采煤機(jī)采煤機(jī)選擇的依據(jù)主要是采高、煤的硬度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育程度。確定的參數(shù)為采高、牽引速度、電機(jī)功率。截深可以定做。2、輸送機(jī):(1)、尺寸與采煤機(jī)嚴(yán)格配套;(2)、機(jī)槽等部件的強(qiáng)度與采煤機(jī)的重量和運(yùn)行特點(diǎn)相適應(yīng);(3)、能力與采煤機(jī)的相適應(yīng);(4)、尺寸與液壓支架的結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng),合理配套;輸送機(jī)的運(yùn)輸能力與鋪設(shè)長(zhǎng)度、電機(jī)功率、煤層傾角、機(jī)槽和刮板鏈的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)等因素有關(guān)。為使輸送機(jī)既不過(guò)載又能夠發(fā)揮運(yùn)輸潛力,根據(jù)實(shí)際測(cè)量的運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際運(yùn)輸能力,按下式計(jì)算采煤機(jī)的牽引速度
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