毕业设计（论文）-上湾矿综放工作面机电设备选型设计.doc

全套图纸加扣3012250582上湾矿综放工作面机电设备选型设计MECHANICAL AND ELECTRICAL EQUIPMENT TYPE SELECTION DESIGN OF FULL-MECHANIZED IN CAVING MINING FACE FOR SHANGWAN COAL MINE毕业设计（论文）共 112 页（其中：外文文献及译文10页） 图纸共2张 完成日期 2015年6月 答辩日期 2015年6月全套图纸加扣3012250582摘要通过对内蒙古上湾煤矿的调查研究，得出该煤矿的煤层厚度大，一次性采全高相对困难，若采用普通综和机械化开采开发会产生工作面采出率低，含矸率大等问题。为了解决上湾煤矿的生产要求。确定以综放开采的形式进行开发。本次设计的研究方法是首先通过煤矿的年产量确定日产量再通过采放比确定采煤机的生产能力，然后选择与之能够配套的相关设备。通过整理机械设备为选择相关电气设备做好基础。通过对这些设备有序的选择和整理来满足整个综合机械化开采的要求。通过选择各种机械设备及电气设备来满足适应上湾煤矿生产需求。保证煤层的稳定开采。同时掌握所选机电设备的选型原则、计算方法，以及各设备的性能特点。关键字：综放工作面；机械设备选型；电气设备选型；放顶煤液压支架 IAbstractThis graduation design is the bay mine mechanical and electrical equipment type selection design of full-mechanized caving mining face. Through investigation and study of Inner Mongolia bay on the coal mine, it is concluded that the coal seam thickness, one-time mining overall height is relatively difficult, if the ordinary ensemble and mechanized mining development will produce face extraction rate is low, the gangue content big problems. In order to solve the mine production requirements. Sure, in the form of comprehensive mechanized caving mining. The research methods of this design is first determined by coal production capacity of daily output by mining put than determine the production capacity of coal winning machine, and then choose to form a complete set of related equipment. By collating machinery basis for choosing related electrical equipment. Through the selection of these devices in order and arrange to meet the requirements of the comprehensive mechanized mining. By selecting a variety of mechanical equipment and electrical equipment to meet the needs to adapt to the bay on the coal mine production. Ensure the stability of coal seam mining. And know all kinds of mechanical equipment and electrical equipment selection method, understand the performance characteristics of the equipment. Key words: Fully-mechanized caving；Machinery and equipment type selection；Electri- cal equipment selection；The caving hydraulic support I目录前言11 矿区概述及井田地质特征21.1 上湾井田煤矿综述21.2 上湾某盘区开采条件21.2.1 上湾某盘区的煤层条件21.2.2 上湾某盘区的顶底板条件31.2.3 上湾某盘区工作面综述31.3 综放工作面主要设备选型原则41.3.1 放顶煤液压支架的选型原则41.3.2 采煤机的选型原则41.3.3 工作面前后部输送机的选型原则41.3.4 顺槽运输设备选型原则51.3.5 其他设备选型原则51.4 小结52 采煤机的选型62.1 对采煤机的基本要求62.1.1 影响采煤机选型的工作面地质因素62.1.2 采放比及工作面参数确定62.1.3 采煤机进刀方式的选择72.2 采煤机性能参数的选择和确定72.2.1 采煤机滚筒直径的选择72.2.2 截深的选择82.2.3 滚筒转速及截割速度82.2.4 采煤机最小设计生产率82.2.5 采煤机在截割时的牵引速度及生产率102.2.6 采煤机所需装机功率112.2.7 初选采煤机牵引力122.3 初选采煤机122.3.1 采煤机喷雾供水装置132.4 初选采煤机主要技术参数的校核152.4.1 采煤机最大采高的校核152.4.2 最小采高的校核152.4.3 卧底量校核152.4.4 采煤机最大牵引速度校核162.4.5 采煤机牵引力的估算172.5小结173 刮板输送机选型193.1 刮板输送机概述193.1.1刮板输送机的组成结构193.1.2 刮板输送机的工作原理193.1.3 刮板输送机的链型选择193.2 与采煤机配合的刮板机选型193.2.1 刮板输送机的运输能力计算193.2.2 初选前部刮板输送机203.2.3前部刮板输送机输送能力验算203.2.4前部刮板输送机运行阻力计算213.2.5 前部刮板输送机电动机功率233.2.6 前部刮板输送机刮板链强度验算243.2.7 前部刮板输送机弯曲段长度计算263.3 放顶煤刮板输送机的选择283.3.1综放工作面放顶煤循环时间的确定283.3.2 综放工作面放煤能力的确定293.3.3 刮板输送机运输能力计算293.3.4 初选后部刮板输送机303.3.5 后部刮板输送机输送能力验算303.3.6 后部刮板输送机运行阻力计算303.3.7 后部刮板输送机电动机功率313.3.8 后部刮板输送机刮板链强度验算323.4小结344 液压支架354.1 液压支架架型的确定354.1.1 放顶煤支架种类的选择354.1.2 顶板类型及其分类354.2 液压支架参数的确定374.2.1 支架高度确定374.2.2 支架的伸缩比确定384.2.3 顶梁长度的确定384.2.4顶梁宽度的确定394.2.5 底板的长度确定404.2.6 底座的宽度404.2.7 支架中心距404.2.8 支架移架步距404.2.9 支架强度和工作阻力404.2.10 初撑力确定424.2.11 移架阻力及推溜力424.3 初选液压支架型号424.4 性能验算424.4.1 底板比压校核434.4.2工作阻力（支架强度）初撑力验算434.4.3顶板覆盖率434.4.4 支架布置台数444.5 端头支架444.6小结455 顺槽转载机选型465.1 桥式转载机概述465.1.1 转载机的工作原理465.2 转载机选型计算465.2.1转载机运输能力计算465.2.2 选择转载机465.3 破碎机选型475.3.1 机械破碎的基本形式475.3.2 破碎机的参数475.4小结486 胶带输送机的选型496.1胶带输送机概述496.2 选择胶带输送机496.2.1胶带输送机的运输能力校验496.2.2 胶带输送机圆周力计算506.2.3 胶带输送机垂度的校核及各点张力的计算526.2.4 输送机胶带安全系数校核546.2.5 输送机功率计算546.3小结557 乳化液泵站的选型567.1 乳化液泵站的组成567.1.1 乳化液泵的特点567.1.2 乳化液箱的结构567.2 乳化液泵站的计算567.2.1 乳化液泵站压力的确定567.2.2 乳化液泵站流量的确定587.2.3 选择乳化液泵597.2.4乳化液泵的电机功率607.3 乳化液箱容积的验算607.4乳化液627.5 小结628 综放工作面通风系统及合理配风量确定638.1 综放工作面通风系统确定638.2 综放工作面合理通风参数及其配风量638.3小结649 综采工作面三机配套659.1 工作面三机生产能力配套659.2 工作面三机性能配套669.3 小结6610 井下供电设备选型6710.1 综放工作面设备选用6710.2 综放工作面供电系统负荷计算6710.2.1 电压等级6710.2.2 工作面移动变电站及配电点位置的确定6810.2.3 负荷统计6810.3 移动变电站容量选型及计算7010.4移动变电站高压配电装置选择7210.5 高压电缆选择及校验7310.6 低压电缆选择及校验8010.6.1 按长时最大负荷电流与机械强度初选低压电缆截面8010.6.2按允许电压损失校验或复选电缆截面8210.7 短路电流的计算8910.7.1 电源系统的电抗计算8910.7.2 高压电缆的阻抗计算8910.7.3 移动变电站的阻抗计算9110.7.4低压电缆的阻抗9110.7.5三相短路电流计算9210.8低压电缆热稳定校核9310.9 电磁起动器和低压保护箱选择9410.10 过电流保护装置的整定9510.11 小结9811.结论99致谢100参考文献101附录A102附录B106全套图纸加扣3012250582前言 我国厚及特厚煤碳储量与产量均占煤炭总储量40%以上。而我国长久以来均采用长壁分层开采法进行厚及特厚煤层的开采。然而长壁分层开采法存在很多弊端，例如巷道的掘进率高，生产成本大，工作面采出率低。而且工作面的粉尘量大。因此不利于开采厚煤层。上湾煤矿的煤层厚度大，若采用普通综采开发将会造成极大的资源浪费产生一系列问题。为了解决普通综采无法解决的问题，就引进了一种新的开采方式即是本次毕业设计所使用的开采方法。通过运用综放开采不仅可以解决以上问题，而且不论煤层厚度如何改变，都可以实现一次采全高的目标。本次毕业设计研究的主要内容为综放工作面的机电设备选型，通过对采煤机，放顶煤液压支架，前部刮板输送机，后部刮板输送机，放顶煤液压支架，转载机，破碎机，胶带输送机，乳化液泵站等机械设备以及移动变电站，高压电缆及低压电缆以及磁力启动器等设备的选型，掌握各种机械设备和电气设备的选型方法，了解各种机械和电气设备特点。将整个综放过程捋顺清楚。通过对各种机电设备的选型。使上湾煤矿满足综放开采的生产要求，同时进一步了解和掌握综放开采的工艺过程。1 矿区概述及井田地质特征1.1 上湾井田煤矿综述上湾煤矿是神华神东煤炭集团重要的生产矿井。上湾煤矿总面积达到61.8平方公里，煤炭储量12.3亿吨，可采储量8.3亿吨。煤质具有灰分含量低、硫元素含量低、磷元素含量低和发热量可观的特点。属于高挥发分长焰煤和不粘结煤，是优质动力、煤制油、化工和冶金用煤。 上湾煤矿在21世纪初建成投产，生产年限可达65年，员工近600人。投产8年后生产煤炭1300多万吨，矿井原煤生产效率158吨/工，回采工作面原煤生产效率859吨/工，创造了井工矿单井单面原煤生产效率最好水平。上湾井田1-2煤共划分为四个盘区，其中一盘区自2003年11月开始回采至今，仍有12106工作面在回采；二盘区自2006年5月开始回采至今；三盘区自2012年九月开始回采至今；四盘区属于新开盘区。1.2 上湾某盘区开采条件1.2.1 上湾某盘区的煤层条件统计分析了某盘区所有钻孔的煤层厚度见表1-1。表1-1某盘区所有钻孔的煤层厚度表Tab.1-1 Table of the panel of all drilling coal thickness钻孔号厚度/m埋深/m钻孔号厚度/m埋深/mR465.35262.64b1129.44212.25R487.05261.59b2799.39229.36R409279.2R139.16167.14R379.67276.25b2899.03156.36浅R79.86272.24R129.29194.24R419.7243.95R99.25168.54浅R19.68232R79.14127.6浅R37.912121689.2183.85RF359.22199.07R88.89180.54浅R59.76208.39b2129.2588.41H88.41201.22b1218.55161.92R109.21189.35b2837.95232.32b1209.62193.85b1138.03236.62R149.35262.97-平均厚度/m8.9平均埋深/m208.7由统计可见，某盘区1-2煤层厚度5.35m9.86m，平均8.9m，1-2煤层埋深平均208.7m。1.2.2 上湾某盘区的顶底板条件工作面区域内有4个钻孔。统计这4个钻孔的顶板情况，见表1-2。表1-2 工作面顶板情况统计表Tab.1-2 Table of the roof of statistical钻孔号顶板分类岩石名称厚度b212伪顶无无直接顶细砂岩7.49基本顶中粒砂岩15.11直接底泥岩1.64基本底粉砂岩1.77b121伪顶泥岩0.66直接顶粉砂岩13.62基本顶粗粒砂岩9.46直接底砂质粘土岩1.36基本底粗粒砂岩32.9b283伪顶泥岩2.52直接顶粗粒砂岩12.74基本顶细粒砂岩3.73直接底泥岩1基本底煤1.8b113伪顶泥岩0.84直接顶细粒砂岩1.66基本顶粉砂岩4.66直接底粉砂岩3.94基本底煤1.51.2.3 上湾某盘区工作面综述上湾煤矿1-2煤层某盘区工作面设计长度300m，推进长度5000m。煤层厚度5.35m9.86m，平均8.9m，煤层埋深208.7m。煤层硬度34属于硬煤层。直接顶以中粒砂岩，粉砂岩，粗粒砂岩组成，f=69，直接顶厚度在10m以上，平均厚度为13.8m。伪顶为泥岩，硬度f=24，厚度0.53m。底板主要是砂岩，局部区域存在较薄的泥岩层。 1.3 综放工作面主要设备选型原则1.3.1 放顶煤液压支架的选型原则 放顶煤支架的选型满足使用更加先进的技术，尽可能减少经济成本，生产运行时安全可靠这三条基本原则。使用更加先进的技术，即所选用的放顶煤液压支架可以适应所要开采煤层的煤层厚度，能产生符合生产要求的的支护强度；以及符合放顶煤生产需求，实现机械化放顶煤的工艺要求；提高顶煤回收率，满足工作面高产高效需要，降低含矸率。尽可能减少经济成本，即支架在满足生产要求前提下，支架形式尽可能简易、轻量、低成本、低投入。生产运行时安全可靠，即放顶煤液压支架在使用过程中必须保证工人的生命安全和生产安全。1.3.2 采煤机的选型原则采煤机选型应满足采煤机割煤高度要符合要求和割煤能力符合生产要求，采煤机生产能力不得小于采煤工作面理论生产能力。要对采煤层地质条件进行实地考察。采煤机能达到实际生产开采目标，工作平稳安全。割端部底煤，前部刮板输送机的端部能够处理，能够实现自动化开切眼。有满足生产的牵引速度，可以和前部刮板输送机进行牵引机构的配套。采煤机的截割部装备有随时可以进入工作状态的喷雾灭尘装置。能够单向割煤也能够实现双向割煤，割煤的效果好。当采下煤的块度大小超过标准时，可以考虑使用破煤装置。操纵系统完备合理，将手动控制、自动控制合理使用以便于控制采煤机正常生产，配置满足生产要求的采煤机保护机构。整机性能优良，能够安全高效的工作，有健全的保护机制，以达到采煤机长期使用和减少维修工作的目的。1.3.3 工作面前后部输送机的选型原则前、后输送机的选型首先满足综放工作面采煤，放煤工作面的生产要求；可靠性高，寿命长，满足过煤能力400万t以上要求；输送机机头尽可能采用端卸式垂直布置，以满足取消过渡支架与端头液压支架配套要求；后部输送机有条件的可采用可伸缩机尾，并采用双速电机或软启动；为使前、后输送机的互换性强和简化设备管理，前、后输送机尽量选用同一型号的刮板输送机。对于双输送机放顶煤工作面，前部输送机的大小不但要满足生产能力的需要，而且其槽帮强度能承受液压支架的拉架力，后部输送机的输送能力能够输送放顶煤液压支架每小时放煤量。因此，刮板输送机的选型可以是各种各样的，并没有什么特殊的要求。为了减少输送机在工作面的端头支护面积，两部输送机的机头最好采用垂直布置方式，这样可以把机头放在顺槽里，增加工作面的支架数，使端头支护更加简易。1.3.4 顺槽运输设备选型原则顺槽运输设备由桥式转载机、破碎机、可伸缩式带式输送机组成。选择这些设备为了保证工作面采煤生产率和放煤生产率的运输能力。达到采、放平行工作，实现高产高效生产目标。转载机的输送能力不得小于采煤机采煤能力与放顶煤液压支架的放煤能力之和。破碎机的破碎能力要能够破碎输送过程中块度不符要求的煤、岩。可伸缩带式输送机的运输能力不应小于转载机的运输能力。1.3.5 其他设备选型原则乳化液泵站的选型要结合液压支架来进行选型，乳化液泵站的公称压力和公称流量能够提供液压支架符合正常工作的初撑力要求，移动变电站通过工作面机械设备的功率，功率因数等参数的计算进行选型，移动变电所的输出电压及容量满足工作面机械设备正常工作与生产要求。1.4 小结本章详细介绍了上湾某盘区的煤层，顶底板等具体特点，各种设备选型的原则，为接下来选型计算提供必要帮助。 2 采煤机的选型本章进行采煤机的选型，确定采放比及工作面参数的确定，进刀方式的选择等。2.1 对采煤机的基本要求2.1.1 影响采煤机选型的工作面地质因素采煤工作面的生产能力主要取决于采煤机的机械落煤能力，因此，根据不同煤层条件，正确选择采煤机械，对提高工作面产量，节约能耗和安全生产十分重要。采煤机要符合煤层赋存条件，满足对生产能力的要求，以及与刮板输送机和液压支架的匹配要求。给出的设计条件中煤层平均厚度为8.9m，属于厚煤层，可选用双滚筒采煤机。根据煤的坚硬度系数f和截割阻抗A，将煤分为三类见表2-1。2-1 煤的种类划分表 Tab.2-1 Table of the types of coal partition 煤种软媒中硬煤硬煤煤炭坚固性f1.5f=1.53.0f3.0截割阻抗A180N/mmA=180240N/mmA=240360N/mm 各种采煤机最适合开采软煤，特别是脆性软煤；韧性中硬煤应选用中等功率的滚筒式采煤机；脆性总硬煤宜选用中等功率的滑行采煤机；硬煤必须选用大功率的滚筒式采煤机。滚筒式采煤机可以截割各种硬度的煤。设计条件中f=34，属于硬煤，因此，滚筒采煤机宜选用大功率采煤机。上湾煤矿1-2煤层某盘区为缓倾斜特厚煤层（煤层倾角15）本次选用采煤机不需要设置防滑设备。2.1.2 采放比及工作面参数确定对于一次采全厚放顶煤采煤法来说，采高确定以后放顶煤高度即为煤层厚度与采高之差。如此说来，一次放顶煤高度的界限有多少呢？前些年大家认为厚的煤层采全高的厚度为520m，煤层厚度超过20m时采用分层放顶煤的方法开采。其实，法国布朗齐煤矿已经打破这一界限，一次采全高的高度已达33m。当然，放顶煤的高度与煤层硬度，节理发育状况，煤层结构，夹矸的层数及硬度等因素有直接的关系。综放工作面采放比（采高与放顶煤高度之比）根据煤层厚度不同可在1：11：3之间。急倾斜水平分层综放工作面的分层厚度视煤层厚度和顶煤冒放行而定，一般为812m。工作面采高一般为2.5m。上湾煤矿某盘区的煤层倾角为15设计平均采高为3.5m(3.33.7），放顶煤高度5.4m，采放比为1：1.543。回采工作面高度为8.9m，设计平均采高为3.5m(3.33.7），放顶煤高度5.4m，采放比为1：1.543。工作面长度300m，设计年产量为1667万t/a。生产安排，一年工作日为330天，按“四六制”组织生产，三班生产一班检修，每天生产时间为18个小时。2.1.3 采煤机进刀方式的选择根据工作面生产能力要求，需要确定采煤机的平均落煤能力。高产高效综放工作面采煤机的进刀方式主要有两种：端部斜切进到双向割煤和端部斜切进刀单向割煤方式。由于双向割煤仍存在割煤与放煤互相干扰的问题。尤其是在工作面两端采煤机斜切进刀时，需要等待推移机头完成以后才能进行斜切，采煤机的换向次数多，时间较长。而且当放煤作业没有完成之前，采煤机无法进行下一刀的斜切进刀。依旧存在着影响工作面的产量和效率低下的问题。尤其是在工作面端头支护和推移输送机机头作业比较繁重的形势下影响就更为严重了。对于这种放顶煤形式，这种工艺的两个放煤循环时间间隔较短，不利于顶煤的充分垮落，对提高顶煤回收率不利1。端面斜进刀单向割煤，此工艺割煤和放煤可以完全地平行作业，互不干扰，相互不等待。采煤机割完一刀煤后不管放煤作业是否结束，立即返向跑空刀清浮煤。采煤机清理浮煤到达端头时，输送机的机头已经推向煤壁，可立即进行斜切进刀。端头作业对割煤和放煤没有影响。选择端部进刀单向割煤。2.2 采煤机性能参数的选择和确定2.2.1 采煤机滚筒直径的选择根据目前我国采煤机生产现状及使用情况，设计选用双滚筒采煤机。双滚筒采煤机的滚筒直径应大于最大采高hmax的一半。目前双滚筒采煤机滚筒的直径也已经系列化，所以滚筒直径的选取选取和标准直径相近的数值。 (2-1)式中：D-采煤机滚筒直径，m；-采煤机最大采高，m。求得：D=0.573.7=2.109m根据计算，设计取2.2m。2.2.2 截深的选择采煤机截割机构(如滚筒)每次切入煤体内的深度B为截深。它决定着工作面每次推进的步距，是决定采煤机的装机功率和生产率的主要因素，也是支护设备配套的一个重要参数。截深与煤层厚度，煤质软硬，顶板岩性以及支架移架步距有关2。在薄煤层中，因为工作条件艰苦，采煤机牵引速度受到限制，为了保证适当的生产率，宜用较大的截深，选择截深0.8m。2.2.3 滚筒转速及截割速度类似滚筒直径一样，现代滚筒采煤机，每种型号有几种滚筒转速供选择。采煤机滚筒转速的选择要兼顾截煤及装煤两种工艺，以适应不同的煤质情况。实际的采煤机基本已匹配好的，大直径滚筒选用低档转速，小直径滚筒选用高档转速3。一般认为滚筒转速为3050r/min较适宜。为提高生产率转速可达到60100r/min取滚筒转速为n=60r/min，根据公式2-2算出截割时的速度 (2-2) 式中：-采煤机截割速度，m/s； -选定的滚筒直径，m，取D=2.2m；-选定的滚筒转速，r/min，取n=40r/min。求得： m/s2.2.4 采煤机最小设计生产率采煤机最小设计生产率与采煤机有效开动率有关。虽然综合机械化开采在我国中厚煤层一次采全高工作面的应用已经成熟，机械设备的生产加工技术也比较完善，设备可靠性也大大提高，但采煤工作面煤层潜在的变数及机械设备的检修等的各种因素均影响采煤机有效开动率。 由于采用放顶煤采煤法，煤层厚度为8.9m，根据液压支架和采煤机配套要求，确定机采采高为3.5m，即放煤高度为8.9-3.5=5.4m，采放比3.5:5.4=1:1.543。根据公式2-3，2-4求采煤机的日产量。 (2-3)式中：-工作面日产量，t；-年生产天数，d，取=330d； -年生产量，t/a。求得: t/d (2-4)式中：-采煤机工作面的日产量，t；-采放比。 求得： t/d采煤机最小设计生产率： (2-5)式中： Qmin-采煤机最小设计生产能力，t/h；-采煤工作面的日产量，19865.6t；-采煤机有效开动率,取g=0.878。求得： t/h2.2.5 采煤机在截割时的牵引速度及生产率采煤机截割时牵引速度的高低，直接决定采煤机的生产效率及所需电机功率，由于滚筒装煤能力，运输机生产效率，支护设备推移速度等因素的影响4。采煤机牵引速度在零到某个值范围内变化，选择采煤机的牵引速度，要根据下述几个方面因素，综合考虑。1）根据采煤机最小设计生产率决定的牵引速度V1 (2-6)式中：-采煤机牵引速度，m/s；Qmin-采煤机最小设计生产能力，t/h，取Qmin=1257t/h；H-采煤机平均采高，m，取H=3.5m；B-采煤机截深，m，取B=0.8m；-煤的容重，t/m3取=1.47t/m3。求得： =5.09m/s 2）根据截齿最大切削厚度决定的牵引速度V2采煤机截割过程中，是滚筒以一定的转速n，同时又以一定的牵引速度V2沿工作面移动，切削厚度呈月牙规律变化，如果滚筒一条截线上安装的截齿数为m，则截齿最大的切削厚度hmax在月牙中部，可用下式求出5。m一般取3，n根据计算取40转/分。hmax应小于截齿伸出齿座长度的70，根据国产采煤机的实际情况，取50mm。 (2-7)式中： -截齿最大切削厚度决定的牵引速度,m/min； hmax-截齿在齿座上伸出长度的70，mm，取50mm；m-截齿数。 m/min3）按液压支架的推移速度决定牵引速度V3截割时牵引速度V应根据上述三方面情况综合分析后确定，其最大值应等于或大于V1，但应小于V2，并与V3协调，使采煤机既能满足生产能力的要求，又可避免齿座或叶片参与截割，并能保证采煤机安全生产6。综上所述，采煤机的牵引速度取V5.5m/min。采煤机的牵引速度确定后，则采煤机的生产能力Q为 (2-8)式中参数含义同上。将上述确定的值带入公式求得采煤机的生产能力为 =1358.28t/h2.2.6 采煤机所需装机功率由于采煤机在截割和装载过程中，受到很多因素的影响，所需电机功率大小，很难用理论方法精确计算，常采用比能耗法来估算。采用比能耗法估算电机功率，是根据采煤机生产率和比能耗（截割单位体积煤所消耗电功率）试验资料来确定。本设计煤层截割阻抗为AX300N/mm，根据下述公式可求得采煤机截割时的比能耗HX (2-8)式中： HX-煤层截割比能耗，kWh/t；AX-煤层截割阻抗，N/mm，取Ax=300N/mm；A-基准煤截割阻抗，N/mm，取A=190 N/mm；HB-基准煤比能耗，当牵引速度为5.5m/min时，基准煤比能耗为0.4kWh/t。 求得： kWh/t由于采煤机为双滚筒采煤机，后滚筒的截割比能耗。 (2-9)式中： K3-后滚筒工作条件系数，根据采煤机割煤方式，取0.8。求得： kWh/t采煤机所需电机功率为： (2-10)式中： K1-功率利用系数，采煤机用两台电机驱动，取0.9；K2-功率水平系数，取0.95。则： kW根据计算结果选择装机功率大于920kW的采煤机。2.2.7 初选采煤机牵引力牵引力是牵引部的另一个重要参数，是由外载荷决定的。影响采煤机牵引力的因素很多，如煤质，采高，牵引速度，工作倾角，机器自重及导向机构的结构和摩擦系数等。采煤机的工作条件很不稳定，因而精确计算采煤机所需要的牵引力既不可能，也没必要。因此初选采煤机牵引力为600KN。2.3 初选采煤机通过采高，滚筒直径，截深，生产率，电机功率，及牵引速度，牵引力初步选择采煤机型号为MG400/985-WD。详细参数见表2-2。表2-2 采煤机参数表Tab.2-2 Table of Coal winning machine parameter采煤机型号MG400/985-WD采高（m）2.14.0截深（m）0.8适应倾角15滚筒直径（m）1.6；1.8；2.0；2.2滚筒转速（r/min）29；35；40摇臂长度（mm）2109摇臂摆动的中心距6080牵引力（KN）620/360 506/304牵引速度（m/min）07.12 08.69机面高度（mm）15051570卧底量（mm)326；426；526装机功率（kW)985电压(V)1140机重（t）552.3.1 采煤机喷雾供水装置采煤机喷雾系统中，喷咀数量选择应使一定水压下的总流量等于计算耗水量 (2-11)式中： -耗水的量，L/min； -采煤机实际生产能力，t/min；-单位耗水量，L/t。 值对于具体的工作面，可按采煤机最大实际生产能力Qm (2-12)式中： Q-采煤机的割煤能力，t/h；-采煤机技术上可能达到的连续工作系数，一般=0.50.7；-采煤机在实际工作中的连续工作系数，一般=0.60.65。求得： =0.60.61358.28=489t/h在几种煤层条件下的单位耗水量见表2-3。求得： =8.1535=285.25L/min表2-3 不同煤层单位耗水量表Tab.2-3 Table of different units of coal seam water scale 采用喷雾的煤层条件单位耗水量 L/t无烟煤2025烟煤层厚0.7m1520层厚0.71.5m2040层厚1.5m3040通过计算耗水量来选择喷雾泵。选择BPW-320/6.3M喷雾泵。具体参数见表2-4。表2-4 喷雾泵参数表Tab.2-4 Table of the spray pump parameters名 称数 据单位公称压力6.3MPa公称流量320L/min曲轴转速562r/min柱塞直径63mm柱塞行程66mm柱塞数目3电机功率45kW外形尺寸2050915850mm安全阀出厂调定压力7.56MPa卸载阀出厂调定压力6.3MPa工作介质清洁中性水2.4 初选采煤机主要技术参数的校核2.4.1 采煤机最大采高的校核 (2-13)式中： -采煤机最大采高，m； A-机面高度，m，取A=1.57m；H-采煤机截割部电动机高度，m，H=0.45m；L-摇臂长度，m，取L=2.109m；-摇臂向上摆动的极限高度，=42；D-滚筒直径，m，D=2.2m。求得： m3.7m 采煤机最大采高符合生产要求。2.4.2 最小采高的校核采煤最小采高hmin应大于采煤机高度A，支架顶梁高度，过机高度三项之和，即采煤机与支护设备应能通过煤层变薄带，滚筒不割岩石。 (2-14)式中： -采煤机最小采高，m； h1-支架顶梁高度，0.33m； h2-过机高度，不应小于0.10.25m，取0.15m。求得： 1.570.0330.15=1.753m 工作面最小采高3.3m，选型满足最小采高的要求。2.4.3 卧底量校核最大卧底量按下式计算： (2-15) 式中: -摇臂向下摆动最大角度，21。求得： 0.225+1.57=0.511mm采煤机卧底量0.3260.526mm，符合要求。2.4.4 采煤机最大牵引速度校核运输机、采煤机、液压支架在结构性能之间有相应的配套要求。运输机的生产能力一般应略大于采煤机的生产率。根据此原则，把刮板运输机的运输能力看成采煤机的最大生产能力。采煤机截割的最大牵引速度。 (2-16)式中： -运输机输输能力；H-平均采高，3.5m；B-采煤机截深，0.8m；-煤的实体容重，1.47t/m3。刮板输送机的运输能力用下式计算。 (2-17)式中： -刮板输送机的运输能力；-煤的容量，1.47t/m3；-截深，m；-装载不均匀系数，一般取1.5；-采煤机和运输机同向运输时的修正系数； -运输倾角和运输方向的系数。见表2-5。表2-5 运输倾角和运输方向的系数表Tab.2-5Table of the coefficient of transportation Angle and direction运输情况水平运输倾角510倾角10以上向下向上向下向上10.91.30.71.5求得： =605.53.50.81.471.51.050.9=1925.4t/h则： m/min设计选取得截割牵引速度为5.09m/min，计算结果满足要求。2.4.5 采煤机牵引力的估算采煤机牵引力是牵引部的另一个重要参数，是由外载荷决定的。它影响采煤机牵引力的因素很多，如煤质，采高，牵引速度，工作面倾角，机器自重及导向机构的结构和摩擦系数等。采煤机的工作条件很不稳定，因而精确计算采煤机所需要的牵引力既不可能，也没必要。采煤机移动时需要克服的牵引阻力T用下式计算。 (2-18)式中： F-摩擦系数，取平均值0.18；G-采煤机自重，KN；-煤层倾角；K1-经验系数，取0.7；K2-估算系数，取0.2；K3-侧面导向的反力对牵引阻力影响系数，煤层倾角为15，取0.4。 求得： T=0.7550+0.18550(cos3-0.2+20.4)+550sin3=572KN600KN2.5小结本章通过对采煤机的各种参数的计算与确定，最终选择了