煤礦機(jī)電設(shè)備選型設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

煤礦機(jī)電設(shè)備選型設(shè)計(jì)函授站： 靖煤培訓(xùn)中心年 級(jí)： 2012 級(jí)專 業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)姓 名：西安科技大學(xué)任務(wù)書支護(hù)設(shè)備與采煤機(jī)選型設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：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)的說明書3、工作面綜采設(shè)備配套關(guān)系圖原始數(shù)據(jù)及條件：煤層厚度(M)截割煤層頂板條件工件面設(shè)計(jì)產(chǎn)HmaxHmin阻抗A傾角直接長度量（萬噸生產(chǎn)安排（N/mm）(°)老頂（M）/年）頂Ⅲ1、一年工作日按300天計(jì)算3.026010140602、實(shí)行四班工作制，三班采煤，一班準(zhǔn)備，自定3類級(jí)每天生產(chǎn)時(shí)間為18小時(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)輸部分要求：按液壓、采機(jī)部分所給的工作面生產(chǎn)能力Qc、工作面長度L、煤層傾角β、煤的散積容重γ等參數(shù)進(jìn)行工作面刮板輸送機(jī)選型計(jì)算。a.順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的選型（不計(jì)算，注意設(shè)備配套）。③b.順槽膠帶機(jī)的選型計(jì)算。amax=300mmL順槽=800~1400mβ順槽=00④采區(qū)上（下）山膠帶機(jī)選型計(jì)算。β煤層傾角（已知）L上（下）山長=600~1000m⑤大巷電機(jī)車運(yùn)輸選型計(jì)算若采區(qū)年產(chǎn)量≤120萬噸，則按東、西兩翼進(jìn)行選型計(jì)算（既認(rèn)為東、西兩翼各布置一個(gè)≤120萬噸的采區(qū)），東、西兩翼采區(qū)距井底車場的距離L=1200~2000m⑤按要求繪制運(yùn)輸系統(tǒng)圖提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)題目某礦礦井年產(chǎn)量為An(萬噸)，礦井深度Hs(米)，裝載高度Hz=18M，卸載高度Hx=18M，試選擇該礦主井雙箕斗提升設(shè)備。（散煤容重可取γ=0.9噸/M3或0.92噸/M3，單水平開采）。要求：1．進(jìn)行單繩纏繞式箕斗提升設(shè)備的選型計(jì)算。 （按說明書步驟進(jìn)行）2．畫出速度圖及力圖，提升機(jī)與井筒相對位置圖，提升機(jī)房設(shè)備布置圖。具體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：礦井年產(chǎn)量井深備注An(萬噸)（M）602802煤礦壓、通、排設(shè)備選型設(shè)計(jì)任務(wù)及參數(shù)一、排水設(shè)備選型設(shè)計(jì)已知條件：井深H（米），正常涌水量QZ（m3/h），最大涌水量QM（m3/h），每年正常涌水按320天計(jì)算，礦水中性，礦水密度ρ=1020kg/m3。各組參數(shù)如下：H=345；QZ＝560；QM＝1150要求：⒈按要求選用排水設(shè)備，給出排水系統(tǒng)簡圖（參 P102）。⒉繪出正常與最大涌水時(shí)，排水系統(tǒng)的工況變化曲線。二、通風(fēng)設(shè)備選型設(shè)計(jì)已知條件：礦井需要風(fēng)源風(fēng)量為：通風(fēng)容易期QY’（m3/s），通風(fēng)困難期QY”（m3/s），所需負(fù)壓：通風(fēng)容易期Pyst’（Pa），通風(fēng)困難期Pyst”（Pa），各組參數(shù)如下：QY’=75；QY”=83；Pyst’=2010；Pyst”=4100要求：⒈離心式風(fēng)機(jī)的類型特性選離心式風(fēng)機(jī)（參見P146，附圖16-8）。⒉利用2K-60型軸流式風(fēng)機(jī)的類型特性選軸流式風(fēng)機(jī)（參見P380，附圖30）。三、礦井壓力設(shè)備（學(xué)生自選參數(shù)）某礦空壓機(jī)供氣系統(tǒng)如圖所示：各管段的長度分別為（米）。AB=200；BC=205；BD=300；LM=CL=DE=EG=150；FI=130；KN=30；EH=KC=200；DF=FG=170。分工作面采用的鑿巖機(jī)為YT-30型（給了6組數(shù)據(jù)），風(fēng)鎬為G-7（給了6組數(shù)據(jù)），采用三班工作（1，2，3），各工作面工作臺(tái)數(shù)為：工作面鑿巖機(jī)（YT-30）風(fēng)鎬（G-7）工作班時(shí)M4213411243221、3K2124323214322、3G2324311324411、2H3431241423211、2I1213412314131、3J3123242413432、3N2221343122341、2要求：選空壓機(jī)型號(hào)及輸氣管網(wǎng)的直徑。（注意：上表數(shù)據(jù)可形成6Х6=36組數(shù)據(jù)，在選擇時(shí)每人選一組數(shù)據(jù)，切勿重復(fù)）3A 機(jī)站EM L G HC B DK NI JL圖.掘進(jìn)工作面網(wǎng)路圖供電設(shè)備選型設(shè)計(jì)題目根據(jù)采煤工作面設(shè)備選型， 采區(qū)上、下山及順槽運(yùn)輸設(shè)備選型情況做出一個(gè)采區(qū)供電方案設(shè)計(jì)。 主要包括：1．確定變壓器容量、型號(hào)、臺(tái)數(shù)2．采區(qū)供電系統(tǒng)擬定：電纜型號(hào)、長度和截面的確定，高低壓開關(guān)的選擇，繼電保護(hù)的整定計(jì)算。3．繪出采區(qū)供電系統(tǒng)接線圖，造采區(qū)供電設(shè)備表4目 錄第一部分 綜采工作面配套設(shè)備選型設(shè)計(jì) 6第一節(jié) “三機(jī)”的選型原則和裝備標(biāo)準(zhǔn) 6第二節(jié) 滾筒采煤機(jī)的選擇 8第三節(jié) 液壓支架的選型 14第四節(jié) 工作面可彎曲刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī) 19第五節(jié) 采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖 23第二部分 井下煤流運(yùn)輸系統(tǒng)各運(yùn)輸點(diǎn)的設(shè)備選型設(shè)計(jì) 26第一節(jié) 回采工作面運(yùn)輸機(jī)械的選擇設(shè)計(jì) 26第二節(jié) 采區(qū)順槽運(yùn)輸機(jī)械的選擇設(shè)計(jì) 30第三節(jié) 采區(qū)上下山運(yùn)輸吸輔助運(yùn)輸 33第四節(jié) 大巷電機(jī)車運(yùn)輸選型計(jì)算 35第五節(jié) 運(yùn)輸系統(tǒng)圖的繪制 37第三部分 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì) 37第一節(jié) 豎井單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì) 37第二節(jié) 提升機(jī)房的布置 56第四部分 礦井排水、通風(fēng)、壓氣等系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì) 56第一節(jié) 礦井排水設(shè)備 56第二節(jié) 礦井通風(fēng)設(shè)備 59第三節(jié) 礦井壓氣設(shè)備 63第五部分 采區(qū)供電設(shè)計(jì) 69第一節(jié) 概述 69第二節(jié) 采區(qū)移動(dòng)變電站的選擇 69第三節(jié) 電纜的選擇 71第四節(jié) 開關(guān)的選擇 76第五節(jié) 整定計(jì)算 77參考文獻(xiàn) 79結(jié)束語 80附圖 805第一部分 綜采工作面配套設(shè)備選型設(shè)計(jì)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。第一節(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。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)化方向發(fā)展；液壓支架朝簡單實(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。針對這種發(fā)展趨勢，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)。4、一般取采煤機(jī)電機(jī)功率消耗的 10％～25％。滾筒采煤機(jī)電機(jī)功率常用單齒比能消耗法或類比法計(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)所對應(yīng)的支架型號(hào)。三、刮板輸送機(jī)的選型原則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，一般取 1．2倍。62、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。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要求1、從安全角度出發(fā)，工作面無立柱空間愈小愈好。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=150～240mm。3、梁端距一般為 150～300mm，用來防止?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 100～200mm。5、保證過煤高度 C>250～300mm，以便煤流順利從底托架下通過。6、過煤空間y最小值為90mm至200～250mm之間，前者適于底板清理良好及采煤機(jī)機(jī)身短的場合。此外，當(dāng)煤層傾角大于 160°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)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7是提高綜采工作面礦井效率和效益的前提所在。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。七、原始數(shù)據(jù)及條件煤層厚度(M)截割煤層頂板條件工件面設(shè)計(jì)產(chǎn)HmaxHmin阻抗A傾角老頂直接長度量（萬噸生產(chǎn)安排（N/mm）(°)頂（M）/年）自定Ⅲ3、一年工作日按300天計(jì)算260103類140604、實(shí)行四班工作制，三班采煤，一班準(zhǔn)3.0級(jí)1.6備，每天生產(chǎn)時(shí)間為18小時(shí)。我國目前規(guī)定：采高大于1.1米時(shí)年產(chǎn)量為30～50萬噸時(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。第二節(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)備，運(yùn)輸設(shè)備之間配套關(guān)系，因此，在選型過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、滾簡直徑D的選擇滾筒直徑大些對裝煤有利，但不宜過大．并應(yīng)滿足采高的要求。雙滾筒采煤機(jī)滾簡直徑應(yīng)大于最大采高 Hmax的一半，一般可按D=(0.52~0.6)Hmax選取，采高大時(shí)取小值 D=0.52×2.6=1.35米，采高小時(shí)取大值 D=0.6×2.6=1.56米。選取滾簡直徑1.6米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 0.6~0.8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8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 0.8～1米。國內(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，阻抗較大的截深。選用截割深度為0.6米3、滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度滾筒轉(zhuǎn)速對截煤比能耗、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。一般認(rèn)為滾筒轉(zhuǎn)速在30～50轉(zhuǎn)/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60~100轉(zhuǎn)/分。選用滾筒轉(zhuǎn)速在30～50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，我國根據(jù)有些典型工作面的推算大約在 0.15~0.35之間，一般可取 0.20。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=W24 k式中：W為采煤機(jī)工作面日平均產(chǎn)量噸 /日W=600000=2000噸/日300k——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。9則采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率Q=W=2000=417噸/時(shí)MIN0.2240.2245．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，①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=Qmin米/分HB60r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)平均采高米B——采煤機(jī)平均截深米R(shí)——煤的容重1.35噸/米3V1=Qmin417=3.3米/分HB=60r602.60.61.35②按截齒最大切削厚度決定的牽引速度V21000vHmax= 毫米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H1000v毫米=maxnm一般要求截齒的最大切削厚度應(yīng)小于截齒伸出齒座長度的70﹪，即h=70%h1maxmaxmnh=70%V=3.99米/分即V=21000③按液壓支架推移速度決定牽引速度為V考慮截割時(shí)牽引速度V，應(yīng)根據(jù)上述三方面3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)?，F(xiàn)選V=4.0米/分。6、采煤機(jī)裝機(jī)功率10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=Q3Hw式中：P——裝機(jī)功率，kW；Q——采煤機(jī)生產(chǎn)率，417t/h；Hw——比能耗，一般0.6～0.7，取0.7。經(jīng)計(jì)算本設(shè)計(jì)裝機(jī)功率為 292kW。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=AxHwB=240~3600.42=0.29—0.44（千瓦.小時(shí)/噸）A340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 2——5AX——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2—6得（240-360）牛頓/毫米單滾筒采煤機(jī)的所需電機(jī)功率N=Q Hwx千瓦k1 k2式中：Q——采煤機(jī)的生產(chǎn)率 噸/小時(shí)K 1——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 1K2——功率水平系數(shù)，與牽引速度調(diào)節(jié)方式，電機(jī)超載能力等因素有關(guān)按表2—7查得本設(shè)計(jì)選用電機(jī)超載能力為 2.0—2.2之間，牽引速度調(diào)節(jié)方式采用人工調(diào)節(jié)選取 0.8N=QHwx=2920.35=128千瓦k1k210.8雙滾筒采煤機(jī)的后滾筒截割比能耗 H1WX=K33HWXK3——表示后滾筒工作條件系數(shù)，由表 2—8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 0.811N=Q1k1（0.6HWX+0.4HWX）k2=292（0.630.35+0.430.830.35）10.8=118千瓦根據(jù)國產(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 100—200千瓦電機(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 0.5～1倍。按表2—9查得250——300千牛。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，并通過配套設(shè)備表選擇輸送機(jī)。采煤機(jī)初選決定后，通過產(chǎn)品說明等有關(guān)資料得到采煤機(jī)高度、質(zhì)量、電機(jī)或減速箱高度，搖臂長度、擺角范圍等尺寸。并列表說明初選采煤機(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375kW左右，截深不小于600mm，采高1.6～2.6m，生產(chǎn)能力不小于 600T，牽引方式為鏈軌式或銷排式無鏈電牽引，牽引力不小于350kN，額定電壓1140V，頻率50Hz。根據(jù)以上分析結(jié)果，參照國內(nèi)外高產(chǎn)高效礦井工作面裝備情況，本設(shè)計(jì)工作面選用國產(chǎn)MG150/375-W型無鏈電牽引采煤機(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)功截割功率采高截深滾筒直徑牽引速度適應(yīng)煤層供電電壓率（kW）（kW）（m）（m）驅(qū)動(dòng)方式傾角（V）（m）（m/min）MG150/375-W375150321.6～2.60.6交流電11401.60～7≤25°牽引初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的校核1、最大采高的HMAx的校核HHD米=A-+Lsin+MAxmax22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12L——搖臂長度（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-H+Lsinmax+D2 2=1.25-0.6/2+1.695 3sin60+1.65/23.24米＞3米最大采高符合設(shè)計(jì)要求。、最小采高的校核H min＞A+h1+h2式中：h2——過機(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hmin＞A+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。、臥底量校核最大臥底量KMAX=A-H-sinβmax-D2 2式中：βmax搖臂向上擺動(dòng)最大角度KMAX=A-H-sinβmax-D2 21.25-0.23-sin-22-0.825=1.25-0.23+sin22-0.825=0.195米臥底量小于90——300毫米 滿足設(shè)計(jì)要求、采煤機(jī)最大截割速度的校核V1=Q米/分60HBr1Q——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13r——煤的實(shí)體容重 ，r=1.35噸/米3Q米/分V1=60HBr=

60060 2.5 0.6 1.35=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0.18k 1——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，估算為 0.7k 2——估算系數(shù) 因是初算，所以取 0.1k 3——側(cè)面導(dǎo)向力對牽引阻力影響系數(shù)，因煤層傾角為 23°，取0.07T=K2G+fd（cosa-k2+2k1）±Gsina 噸力=0.1322+0.1831.653（cos23-0.1+230.7）±223sin23=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。第三節(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素，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)14我國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松軟粘土巖 較軟粘土巖 一般粘土巖巖石頁巖（或松軟煤） 頁巖（或松軟煤） 砂頁巖、砂巖（或煤）抗壓強(qiáng)度 MPa ＜2.0 ＞2.0 ＞4.0掩護(hù)式液壓支架式 掩護(hù)式支架 支掩式及強(qiáng)力支撐應(yīng)選架型兩柱支掩式 支掩式支架 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，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應(yīng)采用通風(fēng)斷面大的支架。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，對液壓支架的選型一般沒有影響。直接頂位于偽頂之上，無偽頂時(shí)直接位于煤層之上，通常是在移架或回柱后隨即冒落，直接頂下部1.5～2米厚的巖石叫直接頂下位巖石，它對架型的選擇有決定性的影響。1、直接頂分類我國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)頁巖，粉砂巖屬于這類頂板。3)、穩(wěn)定頂板：難于冒落，需支架幫助切頂。154)、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步距L1(米)來決定。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1～1.5米以上，范圍占全工作面長度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：D D C1CZ式中： D——巖石的單向抗壓強(qiáng)度，公斤／厘米 2；C1——節(jié)理裂隙影響系數(shù)；CZ——分層厚度影響系數(shù)。D、C1、CZ值可查閱有關(guān)資料得到。根據(jù)D并參考L1直接頂類別的確定見表1-3。表1-3直接頂類別1234類別指標(biāo)不穩(wěn)定頂中等穩(wěn)定頂穩(wěn)定頂堅(jiān)硬頂板板板板主要指強(qiáng)度指數(shù)D≤3031～707l～120無直接頂層厚在2~5標(biāo)>120米以上，6D>參考指直接頂初次跨560800Kgf/cm2，節(jié)理≤S9～1819～2S>25裂隙間距和分層度大標(biāo)落步距L：（M）于1米的整體巖層。2、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來決定，再參考老頂初次來壓步距 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度。老頂周期來壓的強(qiáng)弱，對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，說明老頂周期來壓不明顯，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ⅠⅡⅢⅣ周期來壓不明顯明顯強(qiáng)烈極強(qiáng)烈0.3<N≤3～50.3<N≤3～5N<0.3指標(biāo)N>3～5Ll>50(M)Ll=25～50(M)Ll>50(M)N≤0.316Ll=25～50(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，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，后部有簡單的擋矸裝置，架間不撐緊，對頂板不密封，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，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，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ⅠⅡⅢⅣ直接頂類別12312312344支支掩掩支掩掩護(hù)式支撐撐掩護(hù)式掩護(hù)式采高<2.5m支撐式架型護(hù)護(hù)撐護(hù)支撐撐掩掩支撐支撐采高>2.5m支撐掩護(hù)式式式式掩護(hù)式式護(hù)護(hù)掩護(hù)式掩護(hù)式式式式支架支護(hù)301.33301.6330>2330結(jié)合深孔爆采高35(25)1.3335(25)1.6335>2335破，軟化頂強(qiáng)度11234(噸/米2)(米)45(35)1.3345(35)1.6345>2345板等措施處55(45)1.3355(45)1.6355>2355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2.5～2.8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）、煤層傾角在10～15°(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17的防滑防倒裝置）。3）、底板強(qiáng)度、支架對底板比壓應(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5~8m2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，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)范圍：1.3，1.6，2分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ級(jí)老頂和 1級(jí)老頂?shù)脑鰤罕稊?shù)，Ⅳ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)范國內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定。其選擇的原則是：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“過得去”。支架最大結(jié)構(gòu)高度 Hmax和最小結(jié)構(gòu)高度 Hmin，具體由下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：HmaxHmaxa=3+0.2=3.2（m）HminhminSbc=1.8-0.15-0.1-0.1=1.45(m)式中： Hmax，Hmin——煤層最大厚度和最小厚度， m（已知）；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(bǔ)償量；中厚煤層可取 200mm，厚煤層可取300mm；薄煤層適當(dāng)減小；S——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資料選取，若無這方面資料，可按 100~200mm選取，I級(jí)老頂取大值，Ⅳ級(jí)老頂取小值；b——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80~100mm；c——支架頂粱上存留的浮煤和碎矸石厚度，一般取50~100mm。3、支架支護(hù)強(qiáng)度的確定 ．支架支護(hù)強(qiáng)度Q：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；181)按經(jīng)驗(yàn)公式估算KHR832.3＝55.2(t/m2)式中：K——作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)， 日本取5，蘇聯(lián)取6—9；英國取5—7；我國中厚煤層取 6—8；——最大采高，m；R——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）。支撐掩護(hù)式支架具有支撐效率高，切頂能力強(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)ZF3800/16/32型支撐掩護(hù)式液壓支架 參數(shù)名稱工作底板比泵站整體運(yùn)高度中心距寬度支護(hù)適應(yīng)操縱重量初撐力壓(前壓力輸尺寸主要mm阻力強(qiáng)度tmkN端)MPamm傾角方式技術(shù)kNMPa參數(shù)MPa1.41～3136～3600～0.70～0.45～5250×14本架1.6～3.21.5131.58323641180.721.9625≤30°10×1700控制第四節(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)《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》附表 2-11 表中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)長度：200m 出廠長度：150m19輸送能力：QC=400噸/小時(shí)刮板鏈速度:0.92m/s電機(jī)功率：2*90KW鏈條形式：中雙鏈1、對所選刮板輸送機(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??V2式中F------ 運(yùn)行物料的斷面積 m?------ 物料的散碎密度 kg/m3?------- 裝滿系數(shù)，按表 1-1查出下運(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=0.94m2(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??V=3.630.9430.883130.92=2.74kg/s≈986噸/小時(shí)由于Q＞QC，所以輸送機(jī)滿足運(yùn)輸要求。2、運(yùn)行阻力計(jì)算⑴重段直線段的總阻力Wzh=（qω+q1ω1）*L*g*cos-(q+q1)*L*gsin式中：q—中部槽單位長度貨載質(zhì)量kg/m\q=Q/3.6*v=831/3.6*5.7=40.5kgcq—刮板鏈單位長度質(zhì)量，由 SGD-630/180PB型刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)查得：1q1=57kg/mω=0.7 ω’=0.4由《礦山機(jī)械》表 2-5-5查得l 110m =18 為已知故：Wzh=(q*ω+q1*ω1)*L*g*cos -(q+q1)*L*gsin=(40.5*0.7+57*0.47)*110*10cos18 =24543(N)⑵空段直線段的總阻力：Wi=q1Lg(ω’cos18+sin18)=57*110*10*(0.4*cod18 +sin18)=43227.8N⑶總的運(yùn)行阻力:w=1.2(wzh+wK)=81325N0203、刮板鏈張力的計(jì)算⑴判斷最小張力點(diǎn)的位置，對雙機(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)為最小張力點(diǎn)，如圖zh k⑵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=03S=S+W4 3 hS1=S4+0.06S4=1.06S4=1.06*43227.8=45821.5S=S+W =45821.5+24543=70364.5(N)2 1 zk4、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 :Nd=1/ 3* N2max Nmax*Nmin*N2minNmax=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=1.2V—刮板鏈運(yùn)行速度 取V=1m/s—傳動(dòng)裝置的總效率 取0.85W—刮板輸送機(jī)牽引力Nmin=1.1*2*q*w1*l *g*cos18 *1/1000*0.85=1.1*2*40.5*0.47*110*0.9511*1*10/1000*0.85=51.5(KW)則： N =1/ 3* 992 99*51.5 51.52=76KWd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)算預(yù)緊力21T =1/4(S' +S' +S+S)=39889NY 1 Y 1式中：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 NY 1S' 、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 NY 1緊鏈力T T+L*q *g*ω cos0 1 139889 1105710 0.4 cos18 63742N=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 2*Sd /1.2 Smas 2 0.9 850000/1.2 70510.5 18.08 3.5式中：N——刮板鏈的安全系數(shù)——鏈條的破斷拉力ds ——刮板鏈最大靜張力max——雙鏈不均勻系數(shù)，中雙鏈取 0.9經(jīng)以上計(jì)算得知，所選刮板輸送機(jī)在給定條件下能適用。二、轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 2-11（a）中可知：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1200輸送能力2000輸送能力(t/h)2200(t/h)(t/h)裝機(jī)功率315×2裝機(jī)功率(kW)315裝機(jī)功率200(kW)(kW)鏈速1.03設(shè)計(jì)長度50出口粒度300～150(m)(m)(mm)22供電電壓刮板鏈型式 中雙鏈 3300/1140 供電電壓(V) 3300/1140(V)供電電壓3300/1140(V)中部槽規(guī)格1500×780×290(mm(L×W×H))第五節(jié)采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖通過計(jì)算或參考有關(guān)圖冊資料，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。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）Mmax A A3/2 L sin m D/2圖1-1 采煤機(jī)尺寸示意圖Mmax：采煤機(jī)最大采高，m； m：搖臂向上的最大擺角，°；A：機(jī)面高度，m；A3：機(jī)身高度，m；L：搖臂長度，m；D：滾筒直徑，m；采煤機(jī)最大與最小采高之比為 1.6～2.0之間；2、采高與支架高度關(guān)系Hmax Mmax S1 hHmin MmaxS2a23Hmax,Mmax：支架的最大最小高度，S1、S2：分別為前后柱處的頂板最大下沉量；h：支架支撐高度富裕量，一般為 200左右；a：支柱伸縮余量，一般為 50左右；3、Hmin D S2 a4、如下圖所示，支架支撐高度 H與采煤機(jī)機(jī)面高度 A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， Y，通常，Y 200mm，用下式計(jì)算：Y Hmin (A )式中： ——梁的厚度；若機(jī)面高度A過大，大于Hmax，則煤層變薄時(shí)，支架不能放下來，只能割頂或底板巖石；若機(jī)面高度 A過小，采煤機(jī)的過煤空間（E值）小，不利于煤流通過。5、采煤機(jī)的下切量 x（圖3-37）：x A A3/2 Lsin m D/2：搖臂向下的最大擺角，ｏ；計(jì)算的數(shù)值一般為負(fù)數(shù)才是向下切割的深度，x一般為150～200左右。6、A2 Mmax (A3/2 Lsin m D/2 A1)A2：采煤機(jī)底托架高度； A1：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)身距離過小，裝煤效果不好。二、橫向尺寸配套1、機(jī)道寬度就是無立柱空頂寬度 R，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 e，視情況而定。2、人行道寬度M 700mm，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T一般為150～350mm，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 100～200mm。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、通風(fēng)等。241、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)既不過載又能夠發(fā)揮運(yùn)輸潛力，根據(jù)實(shí)際測量的運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際運(yùn)輸能力Qy，按下式計(jì)算采煤機(jī)的牽引速度 vcvc

QyK 60MBCM,B, ：工作面的采高、截深、煤的密度；K：考慮到運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行條件差所考慮的系數(shù)，一般取1.1～1.15；：工作面采出率3、液壓支架液壓支架移架方式與生產(chǎn)能力相適應(yīng)。（1）、液壓支架的性能達(dá)到：有效支護(hù)頂板，能夠快速移設(shè)；（2）、頂板穩(wěn)定性好的條件，采用單架依次順序式；（3）、頂板穩(wěn)定性差的條件，采用分段作業(yè)或分段追機(jī)作業(yè)方式。分段時(shí)，工作面最多不能超過三段。4）、工作面的生產(chǎn)能力與順槽、采區(qū)上下山、車場的運(yùn)輸能力、供風(fēng)量的能力均應(yīng)該相適應(yīng)。二、綜采工作面配套設(shè)備關(guān)系圖（附圖 1）25第二部分 井下煤流運(yùn)輸系統(tǒng)各運(yùn)輸點(diǎn)的設(shè)備選型設(shè)計(jì)第一節(jié) 回采工作面運(yùn)輸機(jī)械的選擇設(shè)計(jì)在回采工作面，使用刮板輸送機(jī)。在綜采工作面，選擇刮板輸送機(jī)時(shí)，應(yīng)注意其與采煤機(jī)和液壓支架的配套要求。工作面刮板輸送機(jī)和采煤機(jī)的配套要求是：1、刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力必須與采煤機(jī)或刨煤機(jī)的運(yùn)輸能力相匹配，即應(yīng)使刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力大于或等于采煤機(jī)或刨煤機(jī)的生產(chǎn)能力；2、刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)型式及附件必須能密切與采煤機(jī)結(jié)構(gòu)相配套。刮板輸送機(jī)與液壓支架的配套要求是1、刮板輸送機(jī)的型號(hào)及溜槽結(jié)構(gòu)要與液壓支架的架型相匹配。2、刮板輸送機(jī)的溜槽長度要與液壓支架的寬度相匹配。3、刮板輸送機(jī)溜槽與液壓支架的推溜千斤頂連接裝置的間距和配合結(jié)構(gòu)要匹配。在一般情況下，刮板輸送機(jī)的技術(shù)特征中給出了下列參數(shù)， 輸送能力Q、出廠長度L、鋪設(shè)傾角β、電機(jī)功率N等參數(shù)。當(dāng)工作地點(diǎn)的情況與上述參數(shù)相符時(shí)，據(jù)刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表選出一臺(tái)刮板輸送機(jī)即可。但當(dāng)工作地點(diǎn)的傾角和長度與技術(shù)特征不相符時(shí)，必須通過計(jì)算，才能確定所選刮板輸送機(jī)能否用于該工作地點(diǎn)。一、刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容1、刮板渝送機(jī)運(yùn)輸能力計(jì)算；2、刮扳輸送機(jī)運(yùn)行阻力計(jì)算；3、刮板輸送機(jī)刮板鏈張力計(jì)算；4、刮扳輸送機(jī)牽引力及電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算；5、刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力計(jì)算；6、刮板鏈強(qiáng)度計(jì)算二、原始資料按液壓、采機(jī)部分所給的工作面生產(chǎn)能力 Qc=417t/h、工作面長度L=140m、煤層傾角=10°、煤的散積容重γ=1.35kg/m3等參數(shù)進(jìn)行工作面刮板輸送機(jī)選型計(jì)算。具體設(shè)備選型如下：1、初定設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)運(yùn)距及運(yùn)量，初定帶寬 B=1200mm，帶速V=3.15m/s。上托輥間距ao=1.2m，下托輥間距au=3.0m，上下托輥輥徑 133mm，軸承型號(hào)為4G306，輥徑d=30mm。262、由帶速、帶寬驗(yàn)算輸送能力Q 3.6Svk式中：k——傾斜系數(shù)，k=0.98；S——輸送帶上物料的最大橫截面，S=0.1900㎡；v——輸送機(jī)的帶速，帶速不變，v=3.15m/s；ρ——物料松散密度，ρ=900kg/m3；Q 3.6 0.190 3.55 0.98 900 2142t/h>154t/h，滿足要求。按照煤的最大粒度較核膠帶寬度B 2dmax 200 2 300 200 800mm式中：dmax——煤的最大粒度，mm。由此可以看出，帶式輸送機(jī)的帶速、帶寬能滿足輸送能力的要求。3、驅(qū)動(dòng)力和所需傳動(dòng)功率計(jì)算驅(qū)動(dòng)圓周力：Fu=C2FH+FS1+FS2+FSt式中：C=1.064；附加阻力系數(shù)；F=fLg(q+q+(2qB+q)cosδ)；輸送機(jī)的主要阻力；HRORUGnqRO'38.13qRO=ao1.220.33kg/m，承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；qRU=nqRU'118.356.12kg/m，回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；aU3f——模擬摩擦系數(shù)，f=0.03；L——輸送機(jī)水平長度，L=1430m；H——物料提升高度，H=100m。δ——輸送機(jī)在運(yùn)行方向的傾斜角； δ=0~5°。g——重力加速度；g=9.81m/s2暫定膠帶為PVG2500S整芯難燃型膠帶，其中qB=26.4kg/m，每米長輸送帶的質(zhì)量；Q1200105.82kg/m，每米長輸送物料的質(zhì)量；qG=3.6v3.63.15υ——輸送帶速度；υ=3.15m/s；經(jīng)計(jì)算，F(xiàn)H=77887N。27FS1=Fε+Fgl；主要特種阻力；Fε=Cεμ0Ln(qB+qG)gcosδcosε；托輥前傾的摩擦阻力；Cε——槽形系數(shù)；Cε=0.430——托輥和輸送帶間的摩擦系數(shù)；μ0=0.3Ln——裝有前傾托輥的輸送機(jī)長度；Ln=1430mε——托輥前傾角度；ε=1°30’其它符號(hào)同前。經(jīng)計(jì)算， Fε=5766Nu2I2glFgl=V；導(dǎo)料槽欄板的摩擦阻力；2b122——物料與導(dǎo)料槽間的摩擦系數(shù)；μ2=0.7b1——導(dǎo)料槽兩欄板間寬度；b1=0.73ml——導(dǎo)料槽欄板長度；l=3.0mIv——輸送能力；Iv=Q12000.37m3/s；3.63.6x900其它符號(hào)同前。經(jīng)計(jì)算，F(xiàn)gl=481NFS1=5766+481=6247N。FS2=Apμ3；輸送帶清掃器摩擦阻力；A——清掃器與輸送帶接觸面積；A=0.012+0.018=0.03㎡P——清掃器與輸送帶的壓力；P=10x104μ3——清掃器與輸送帶間的摩擦系數(shù)； μ3=0.7經(jīng)計(jì)算，F(xiàn)S2=2100N。FSt=qGgH；傾斜阻力符號(hào)同前，經(jīng)計(jì)算， FSt=103810N。驅(qū)動(dòng)圓周力：1.064x77887+6247+2100+103810=195029N=195kN。傳動(dòng)功率計(jì)算：傳動(dòng)滾筒軸功率 PA=Fu v 614.25kW。4、輸送機(jī)膠帶張力的計(jì)算在進(jìn)行膠帶張力計(jì)算時(shí)，暫不考慮儲(chǔ)帶裝置帶來的阻力、特種阻力和附加特種阻力。28計(jì)算簡圖見圖4-1-1。輸送機(jī)正常運(yùn)行，必須滿足以下兩個(gè)條件：1）滿足輸送帶下垂度要求為了限制輸送帶在兩組承載托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任意一點(diǎn)的張力必須大于最小張力Fmin。承載分支：FminaoqBqGg8h/amax19.5kN回程分支：FminauqBg9.7kN8h/amaxh/a）max—輸送帶許用的最大垂度，（h/a）max=0.01；其它符號(hào)同前。2）輸送帶不打滑輸送帶不打滑條件為：F2(S1)minFumaxeu11式中：Fumax=KAFu=1.5x195=292.5kN；本輸送機(jī)采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)，功率配比1:1，α1、α2分別為驅(qū)動(dòng)滾筒的圍包角，φ1°，φ2°；μ為輸送帶與傳動(dòng)滾筒的摩擦系數(shù)，uφuφ1uφ=180μ=0.30。e=2102=3x2.56=7.68則：F2(S1)min43.79kN各特性點(diǎn)張力計(jì)算：S1=43.79kNS2=1.04xS1=45.54kNS3=S2+fLg(qRu+qB)-qBhg=33.33kNS4=1.04S3=34.66kNS5=S4+fLg(qRO+(qB+qG)cosδ)+qBHg+FSt++FS1=234.8kN輸送帶最大張力為：Fmax=Fu+S1=238.8kN根據(jù)以上計(jì)算可知，輸送機(jī)膠帶的最大張力 Smax=238.8kN。膠帶的安全系數(shù) n=12.56，所以選用PVG2500S整芯難燃型膠帶滿足設(shè)計(jì)要求。5、電機(jī)功率的計(jì)算及驅(qū)動(dòng)裝置選型電機(jī)功率計(jì)算：29PM=PA/η=767.8kW。選用電機(jī)型號(hào)YB450S3-4，400kW，兩臺(tái)，驅(qū)動(dòng)方式采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)。該帶式輸送機(jī)輸送距離長，提升高度高、輸送量大、功率大，其驅(qū)動(dòng)裝置必須采用軟啟動(dòng)，消除硬啟動(dòng)的危險(xiǎn)，使帶式輸送機(jī)具有良好的啟動(dòng)技術(shù)性能，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。經(jīng)方案比選后，設(shè)計(jì)選用進(jìn)口的 CST可控啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提高本膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行可靠性。 CST型號(hào)為630KS，速比為31.5，共兩臺(tái)。因此1煤工作面可伸縮帶式輸送機(jī)的型號(hào)為 SSJ1200/2x400，儲(chǔ)帶長度為 120m。拉緊裝置選用 SZL型可伸縮帶式輸送機(jī)液壓自動(dòng)拉緊裝置，型號(hào)為SZL-1200/130，液壓泵站電機(jī)功率為 4kW，慢速絞車功率為 5.5kW。工作面運(yùn)輸順槽帶式輸送機(jī)基本參數(shù)詳見表2-1。表2-1工作面運(yùn)輸順槽帶式輸送機(jī)基本參數(shù)表輸送帶強(qiáng)設(shè)計(jì)順槽裝機(jī)供電型號(hào)帶寬帶速傾角功率驅(qū)動(dòng)臺(tái)數(shù)能力(N/mm)長度電壓(mm)(m/s)(°)(kW)裝置(t/h)(m)(V)SSJ1200/21200120025003.1514300~5400X210kVCST630kS1臺(tái)3400第二節(jié) 采區(qū)順槽運(yùn)輸機(jī)械的選擇設(shè)計(jì)對炮采工作面的順槽運(yùn)輸，一般采用多臺(tái)刮板輸送機(jī)串聯(lián)運(yùn)輸，若產(chǎn)量較大且順槽巷道較直時(shí)，可采用繩架吊掛式帶式輸送機(jī)，但需要配一臺(tái)轉(zhuǎn)載機(jī)或一臺(tái)轉(zhuǎn)載機(jī)和一臺(tái)可伸縮帶式輸送機(jī)。刮板輸送機(jī)選型計(jì)算與第一節(jié)同，對綜采工作面的順槽運(yùn)輸，一般采用轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)和繩架吊掛式帶式輸送機(jī)。一、轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇選擇轉(zhuǎn)載機(jī)時(shí)，要注意與工作面刮板輸送機(jī)的配套要求。即①轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)輸能力要稍大于工作面刮板輸機(jī)的運(yùn)輸能力；②順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)尾與工作面輸送機(jī)的連接處要配套；③順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的零部件與工作面刮板輸送機(jī)的零部件應(yīng)盡可能通用。在選擇轉(zhuǎn)載機(jī)時(shí)，只要滿足上述要求，可不作驗(yàn)算。二、帶式輸送機(jī)的選型計(jì)算帶式輸送機(jī)選型計(jì)算時(shí)，所需的原始資料有：①帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)長度 L，m；②帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角 β，30③順槽的運(yùn)輸生產(chǎn)率 Q，t/h；④物料的散碎密度 γ，kg/m3，⑤物料中最大塊度的長尺寸 amax，mm；⑥物料的動(dòng)堆積角 ρ。知道上述資料后，首先按表 2-1至表2-6選擇帶式輸送機(jī)，然后按下述步驟進(jìn)行計(jì)算。1、牽引力計(jì)算1）運(yùn)輸最大件Fdj=(Gdj+GP+G0)(0.02cosβmax+sinβmax)+μqRL式中:Gdj——最大牽引重量， Gdj=20000kgGP——平板車質(zhì)量， GP=2000kg；G0——梭車自重， G0=1800kg；βmax——運(yùn)行線路最大坡度，βmax=6°；μ——鋼絲繩阻力系數(shù)，μ=0.25；qR——單位長度鋼絲繩的重量，qR=1.78kg/m；L——運(yùn)輸距離，L=1500m；則F=((20000+2000+1800)3(0.023cos6°+sin6°)+0.2531.47394832)39.8=35848(N)2）運(yùn)輸人員Fr=(Grc+Gr+G0)(0.02cosβmax+sinβmax)+μqRL式中:Grc——人車質(zhì)量， Grc=2630kg；Gr——載人質(zhì)量， Gr=2315375kg；其它參數(shù)同上。Fr=((232630+2315375+1800)3(0.023cos6°+sin6°)+0.2531.47394832)39.8=18180(N)3）運(yùn)輸物料Fw=(G+Gz+G0)(0.02cosβmax+sinβmax)+μqRL式中:G—一次運(yùn)送物料質(zhì)量， G=432700kg；Gz——礦車質(zhì)量， Gz=43980kg；其它參數(shù)同上。Fw=((432700+43980+1800)3(0.023cos6°+sin6°)+0.2531.47394832)39.8=26971(N)31從牽引力計(jì)算結(jié)果看，絞車牽引力不得低于 37288N，考慮到1煤后期軌道運(yùn)輸巷可達(dá)1500m左右，所以在此巷道需配置一套 SQ—1200/75型順槽連續(xù)牽引車。2、功率驗(yàn)算FdjVdj358481.0Ndj0.85=41.2(kW)1000式中：η=0.85為絞車傳動(dòng)效率，Vdj=1.0m/s為梭車牽引支架速度。功率備用系數(shù)K=75/N=75/41.2=1.78>1.1。NwFwV269711.7=53.9(kW)0.851000式中：η=0.85為絞車傳動(dòng)效率，V=1.7m/s為梭車牽引人車和其它車輛的速度。功率備用系數(shù)k=75/N=75/53.9=1.39>1.1，滿足使用要求。3、鋼絲繩強(qiáng)度驗(yàn)算運(yùn)送人員時(shí)通過鋼絲繩最大牽引力和初張力，可根據(jù)下式驗(yàn)算鋼絲繩強(qiáng)度：QZ251.3m=8.98SmaxSc18.189.8式中: m——鋼絲繩安全系數(shù)；QZ——鋼絲繩破斷拉力總和， kN；Smax——鋼絲繩最大牽引力， kN；SC——鋼絲繩張力初選值， kN運(yùn)送人員時(shí)鋼絲繩許用安全系數(shù)為：[n]=6.5-0.001LE=6.5-0.0013948=5.552但不能小于6。式中，LE——由絞車至尾輪的鋼絲繩長度， LE=948m；∵ n>6>[n] ∴ 牽引鋼絲繩強(qiáng)度合格。運(yùn)送支架時(shí)通過鋼絲繩最大牽引力和初張力，可根據(jù)下式驗(yàn)算鋼絲繩強(qiáng)度：QZ251.3m=5.5SmaxSc35.8489.8式中: m——鋼絲繩安全系數(shù)；QZ——鋼絲繩破斷拉力總和， kN；Smax——鋼絲繩最大牽引力， kN；SC——鋼絲繩張力初選值， kN而鋼絲繩許用安全系數(shù)（運(yùn)送物料時(shí)）為 :[n]=5-0.001LE=5-0.0013948=4.05232式中，LE——由絞車至尾輪的鋼絲繩長度， LE=948m；∵ n>[n] ∴ 牽引鋼絲繩強(qiáng)度合格。4、鋼絲繩張力計(jì)算S1（eμα－1）根據(jù)歐拉公式S4－S1=——————n式中：n——摩擦力備用系數(shù)，可取 n=1.1～1.2；μ——鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)輪間的摩擦系數(shù)，可取 μ=0.14（不得大于0.25）；α——鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)輪上的總圍抱角；而已知鋼絲繩最大靜張力： S4=35848(N)S42n 3584831.15則S1=————— =————————— =1884(N)n+eμα-1 1.15+e0.1433.532π-15、主要技術(shù)參數(shù)絞車電機(jī) 1140V， 75kW牽引速度 1.0～1.7m/s牽引力 60kN滾筒直徑 1200mm鋼絲繩規(guī)格 20NAT6*19S+FC1570ZS最大儲(chǔ)繩量 1000m適用傾角 6°人車外形尺寸(長3寬3高 mm) 480031350314686、運(yùn)輸量的計(jì)算在此巷道配置2輛15人座的人車，系統(tǒng)運(yùn)輸一趟可以分別牽引 4輛礦車或牽引2輛人車，滿足運(yùn)輸量要求需運(yùn)輸 3趟，運(yùn)人 1趟，運(yùn)料 2趟。運(yùn)輸一趟的時(shí)間為948/1.7/60=9.3min，首尾摘掛鉤時(shí)間均按10min考慮，共計(jì)19.3min，一個(gè)往返為38.6min，運(yùn)送28人和6車材料、設(shè)備等僅需1.93h。第三節(jié) 采區(qū)上下山運(yùn)輸及輔助運(yùn)輸一、采區(qū)上下山運(yùn)輸1、采區(qū)上下山運(yùn)輸設(shè)備的選擇對于服務(wù)于一個(gè)回采工作面的采區(qū)上下山或者運(yùn)輸生產(chǎn)率不大的采區(qū)上下山，可以考33慮采用多臺(tái)刮板輸送機(jī)串聯(lián)運(yùn)輸。服務(wù)于多個(gè)回采工作面的集中上下山多采用帶式輸送機(jī)。2、采區(qū)上下山運(yùn)輸機(jī)械的選型計(jì)算使用綜采的采區(qū)，在運(yùn)輸順槽帶式輸送機(jī)旁鋪設(shè)軌道用 2.5噸防爆型蓄電池式電機(jī)車，或者采用單軌吊運(yùn)輸材料和設(shè)備。回風(fēng)巷道一般鋪設(shè)軌道，用人力推送礦車、材料車和平板車，也可使用調(diào)度絞車。若距離長、運(yùn)輸量大時(shí)，可采用 2.5噸防爆型蓄池式電機(jī)車．表 3-1為調(diào)度絞車技術(shù)特征表。采區(qū)上下山輔助運(yùn)輸可用下述設(shè)備，有極繩運(yùn)輸和鋼絲繩牽引的單軌吊車等。二、有極繩運(yùn)輸?shù)幕居?jì)算1、已知條件：年運(yùn)量： Q年=0.45Mt/年皮帶長度： L=480m，α=5°～10°運(yùn)輸不平衡系數(shù)： K=1.4年工作制： 300天/年，16小時(shí)/天。2、計(jì)算皮帶計(jì)算小時(shí)運(yùn)量 QQ=150t/h帶速：v=2m/s。帶寬：B=800mm傳動(dòng)滾筒功率計(jì)算：01h2QLh34=（0.0233-531503N=（kLv+k+0.00273QH）kk472.732+10.89310472.7+0.002733150383.35）31.1531=（21.75+7.7+34）31.15=73KW電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：N=KN0/η=1.4373/0.9=114KW輸送帶最大張力計(jì)算：按不打滑條件計(jì)算：Smax=k5N0/v=153373/2=5585kg按垂度條件計(jì)算：Smax=k6γ+k7H+k8N0=57031+12383.35+73324=3322kg輸送帶安全系數(shù)計(jì)算：m=GxB/Smax=750380/5585=10.7 安全3、設(shè)備選型：34根據(jù)實(shí)際情況選擇：電動(dòng)機(jī)YB315M2—4， N=160KW，一臺(tái)。減速器的選擇：選擇傳動(dòng)滾筒D=800mm則傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速n傳：n傳=(60310003v)/(3.14D)×=47.77則減速器傳動(dòng)比 i=1500/47.77=31.4取i=31.5皮帶運(yùn)輸速度v=150033.143800/（6031000331.5）=2.039m/s滿足要求。則該皮帶運(yùn)輸機(jī)主要參數(shù)為：電動(dòng)機(jī)： YB315SM2—4 N=160KW 一臺(tái)減速器： DCY355—31.5 一臺(tái)整體帶芯阻燃膠帶：800SB=800mm L=1000m第四節(jié) 大巷電機(jī)車運(yùn)輸選型計(jì)算一、原始資料若采區(qū)年產(chǎn)量≤120萬噸，則按東、西兩翼進(jìn)行選型計(jì)算（既認(rèn)為東、西兩翼各布置一個(gè)≤120萬噸的采區(qū)），東、西兩翼采區(qū)距井底車場的距離 L=1200~2000m。二、選擇電機(jī)車的粘著質(zhì)量新建礦井的電機(jī)車枯著質(zhì)量按表 2-1選取?，F(xiàn)有礦井增產(chǎn)挖潛時(shí)，一般選用與現(xiàn)有電機(jī)車型號(hào)相同的電機(jī)車．表2-1 電機(jī)車粘著質(zhì)量選擇表礦井年產(chǎn)量A架線式蓄電池式配套礦車（萬t）（t）（t）（t）A≤607及以上8及以上1及以下A≤1207~1083三、列車組成計(jì)算列車組成計(jì)算1、運(yùn)矸計(jì)算：①按電機(jī)車（重車上坡）的牽引力組成列車35nP(10001)=9(10000.241)q0qWbWrWa0.971.712.7544.4=34.8（輛）取2０輛②按電機(jī)車的制動(dòng)能力（下坡）校核列車組成F空Pnq0(WbemWr)9200.97(10.54)nm1=411.8kgF重Pn（q0q)(WbLWr)920(0.971.7)(8.54)nm1=357.3kg查9ｔ礦用一般型低污染柴油機(jī)車牽引特性曲線（整車）em＝14ｋｍ／ｈ=3.89m/sL＝14.5ｋｍ／ｈ=4.03m/s后期列車運(yùn)行時(shí)間（一個(gè)循環(huán)）tem＝ 60 LP ＝ 60 4.5＝25.7(min)0.75 Vem 0.7514tL＝60LP＝604.5＝24.8(min)0.75VL0.7514.5Ｔ1＝tem＋tL＋t調(diào)車＝65.5(min)機(jī)車的制動(dòng)能力（下坡）校核列車組成55Vb2=554.032Lbr=1709170PWbLWr94PQ920(0.971.7)=37.5m<40m滿足要求井下輔助運(yùn)輸（運(yùn)矸）經(jīng)計(jì)算每臺(tái)9ｔ礦用一般型低污染柴油機(jī)車（9ｔ）牽引20輛1.5ｔ固定式礦車，能夠滿足制動(dòng)距離的要求。③每班運(yùn)輸（運(yùn)矸石）所需電機(jī)車臺(tái)數(shù)后期：每班產(chǎn)矸量：200t運(yùn)矸石：ＮＳ2＝KQS'(1.33LP(11)tt)nQTSVemVL＝1.35200(1.334.5(11)0.25)201.771414.5＝1.24臺(tái)取2臺(tái)；加1臺(tái)備用共計(jì)：3臺(tái)結(jié)論：經(jīng)計(jì)算每臺(tái)礦用一般型低污染柴油機(jī)車（9ｔ）牽引20輛1.5ｔ固定式礦車，能夠滿足制動(dòng)距離的要求；選用三臺(tái)JX60KY－9／900礦用一般型低污染柴油機(jī)車，二臺(tái)36工作，一臺(tái)備用，能夠滿足井下大巷輔助運(yùn)輸?shù)男枰?。第五?jié) 運(yùn)輸系統(tǒng)圖的繪制用簡圖繪出全礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)圖，圖中應(yīng)標(biāo)出各地點(diǎn)使用的運(yùn)輸設(shè)備類型，臺(tái)數(shù)，運(yùn)輸距離和運(yùn)輸生產(chǎn)率。見附圖2。第三部分 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)提升設(shè)備選型計(jì)算時(shí)應(yīng)掌握下列資料：1、礦井生產(chǎn)能力及年運(yùn)輸矸石量，后者可根據(jù)礦井巖石巷道工程多少而定，一般為礦井年出煤量的10～30%；2、井下最大班工作人員數(shù)、設(shè)備材料入井率；3、煤質(zhì)、煤的自然安息角，煤矸散體容重等；4、礦車的種類、規(guī)格等；5、礦井工作制度、礦井開拓方式、水平高度及最終水平高度、水平產(chǎn)量等。本部分主要設(shè)計(jì)已知資料：某礦礦井年產(chǎn)量為 An(萬噸)，礦井深度Hs(米)，裝載高度Hz=18M，卸載高度Hx=18M，試選擇該礦主井雙箕斗提升設(shè)備。（散煤容重可取γ=0.9噸/M3或0.92噸/M3，單水平開采）。礦井年產(chǎn)量井深A(yù)n(萬噸)備注（M）60280本部分主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、進(jìn)行單繩纏繞式箕斗提升設(shè)備的選型計(jì)算。2、畫出速度圖及力圖，提升機(jī)與井筒相對位置圖，提升機(jī)房設(shè)備布置圖。第一節(jié) 豎井單繩纏繞式箕斗提升系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)一、提升容器的選擇立井提升容器選擇箕斗。箕斗提升質(zhì)量小，占井筒斷面小，裝卸載快，提升能力大，電動(dòng)機(jī)功率小，提升效率高，自動(dòng)化程度高。方案設(shè)計(jì)，采用經(jīng)濟(jì)提升速度的方法。取中間值進(jìn)行計(jì)算，即 Uj 0.4H；對于箕斗提升 H HS HXHZ （m）；式中 HS——礦井深度；依選題取 280米；HX——卸載高度，依選題取 18米；37HZ——裝載高度，依選題取 18米Uj 0.4 H=0.4Х17.78=7.11根據(jù)經(jīng)濟(jì)提升速度，可估算經(jīng)濟(jì)提升時(shí)間：TjUjHauUj式中 a——提升加、減速度(開始可假定加、減速度相等)箕斗可暫取為0.8m/s2；u——容器爬行階段附加時(shí)間，箕斗可暫取為；10s——容器裝卸載休止時(shí)間，可暫取為10s；TjUjHu=8.89+39.38+10+10=68.27saUj一次經(jīng)濟(jì)提升質(zhì)量為：QjCafAnTj(噸)3600bt式中An——礦井年產(chǎn)量（600000噸/年）；af——提升富裕系數(shù)取1.2；C——提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉??；C=1.15t——日工作小時(shí)數(shù)，取18小時(shí)；b——年工作日，取300天；QjCafAnTj=1.15Х1.2Х600000Х68.27/(3600Х18Х300)=2.91(噸)3600bt根據(jù)計(jì)算所得Qj，從表3—1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；寫出所選箕斗的型號(hào)為JL—3，容器質(zhì)量3800（kg）,有效容積3.3(m3)及兩箕斗在井筒中的中心矩S=1.83（m）等參數(shù)。實(shí)際一次提升質(zhì)量Q（噸）為：Q=V式中V——箕斗的有效容積，3.3m3；——貨載的散集密度；0.92t/m3。Q=VХt=3.3.92=3.038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TX：TX3600btQ=70.4sCafAn由此可估算出完成生產(chǎn)任務(wù)所需提升速度的最小值V：aTXua2Txu24aHV2=[0.83（70.4-10-10）-27.01]/2=13.31（m/s）二、提升鋼絲繩的選擇立井單繩纏繞式提升一般選用 6319的鋼絲繩，鋼絲繩品種選定后，具體確定鋼絲繩的直徑和型號(hào)參數(shù)。提升鋼絲繩的選擇按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，應(yīng)采用最大靜載荷來進(jìn)行計(jì)算并考慮一定的安全系數(shù)。各種提升設(shè)備用的鋼絲繩，懸掛時(shí)的安全系數(shù)，必須符合下列規(guī)定：專用于升降物料的7.2-0.0005 HC；以上各式中 HC——鋼絲繩懸垂長度；對于立井單繩纏繞式提升鋼絲繩懸垂長度：HC Hj HS HZ=33+280+18=331m式中 Hj——井架高度，m；箕斗提升33m;安全系數(shù)=7.2-0.00053331=7.0345=7.03可計(jì)算單繩纏繞式提升鋼絲繩每米重力 p：(QQZ)gp(N/m)0.11BHCma式中QZ