综采工作面配套.doc

综采工作面配套技术及设备状况研究摘要随着国民经济的不断发展，社会对能源的需要也在不断增加。煤炭在中国一次性能源消费结构中占70%以上，是国民经济中具有战略地位的基础工业。中国采煤业具有悠久的历史，但是随着现代工业的发展中国的采煤技术已落后于国外的发展水平。近年来，以美国、澳大利亚为代表的发达产煤国家一直在致力于矿井的现代化，矿井趋向于大型化、集约化，矿井生产已基本实现半自动化，正向全自动化发展。“九五”期间，兖矿集团承担的行业“九五”重点科技攻关“缓倾斜厚煤层高产高效综放开采成套装备与工艺研究”项目，已经取得了月产400368t、日产20169t，达到了年产400万t的生产水平。工作面生产能力虽获得了巨大的提高，但是与国际采矿业的发展水平和发展速度相比，我国的工作面及矿井生产能力仍然处于落后水平，需进一步提高工作面设备的自动化程度和可靠性。由于技术的落后使我们的煤炭产品在国际市场上的竞争力处于不利的地位，随着中国加入WTO，国外的大型煤炭企业必将对中国的煤炭市场形成强大的冲击。面对这样的景况如何保持煤炭行业高速、可持续的发展成为兖矿集团乃至全国煤炭行业首先面对的问题。1999年在国内煤炭总量供大于求，煤炭生产企业恶性竞争，煤炭价格持续低迷，外欠货款沉淀太多，煤炭工业经济形势严峻的形式下兖矿集团提出了以技术创新和管理创新图发展的战略思路，大胆的提出了以提高经济效益为中心，以矿井大型化、集中化、系统化为发展方向，实现煤炭生产的高效、安全和洁净开采通过对综放设备主要薄弱环节的重点攻关、配套设备的择优选型，总体配套协调设计，根据实际现状尽可能解决综放开采中存在的问题，最终形成一套符合综放工艺要求、配套性能好、自动化程度高的综放成套设备，使我国的综放开采技术在国际上继续保持领先地位，为综放开采技术的输出奠定坚实基础。我国综采工作面装备的现状，认为高效、安全综采设备的发展趋势是向大功率、高强度、高速度、高可靠性和机电一体化方向发展。我国综采设备虽可基本满足国内目前生产需要，但与国外先进采煤国家同类产品相比还有一定的差距。并对各种煤层的采煤工艺以及所需的设备进行研究分析。随着综采放顶煤技术的不断发展与完善，通过综采设备的发展和采煤方法的革新，我国矿井综采放顶煤的生产方式得到了长足发展，其产量得到大幅度的提高。因此，在现阶段加深对综采生产工艺过程及影响其生产效益因素的认识，进一步探讨综采工艺的增产增效措施具有一定的现实意义。阐述了高产工作面对供电和电气设备的要求、高产工作面供电及电气设备等问题。随着综采工作面的大型化，大功率异步电动机使用越来越广泛,设备起动对电网的冲击也日趋明显，影响了电网的供电质量。关键字：配套性能， 综采工作面，采煤工艺，采煤设备，采煤方式，供电，电气设备第一章 绪论1.1引言综采是利用大功率双滚筒采煤机进行落煤和装煤，配备大能力的可弯曲刮板输送机在工作面运煤，自移式液压支架支护顶板，在运输平巷内还有转载机和可伸缩带式输送机等配套装备，使采煤的五个工序全部实现机械化。采煤时，各设备相互配合协调动作，实现连续作业，达到高产、高效、安全、经济的生产效果我国是煤炭生产大国，随着近几年科学与经济事业的发展，煤炭产量也大幅度增加据中国煤炭工业协会所发布的2008年全国煤炭工业统计快报显示，2008年，我国煤炭产量完成27.16亿吨，同比增加1.93亿吨，同比增长7.65%。其中，山西、内蒙古、陕西等8个省区煤炭产量超过亿吨，神华集团、中煤能源、大同煤矿等35家大型煤炭企业产量超过1000万吨，神东等13个大型煤炭基地产量超过了20亿吨。当然，产量的增加是与综采工作面的机械设备所分不开的。而此次设计就是在原始数据的基础上选择综采工作面的各种机械设备，以达到高产，高效，安全，并且经济实用。也是让我们可以在以后的工作中更快进入工作状态，更好的投入到煤炭事业中。随着煤炭工业现代化的发展，采掘工作面机械化程度越来越高，机电设备的总装机容量和单机容量在不断增加，加快了工作面的推进速度，这就要求采取走向长度加长，从而使供电距离增大，给供电带来了新的问题，新的要求。因为供电电压等级一定时，输送的功率越大，电网的电压损失越大，电动机的端电压越低，这就影响用电设备的正常工作。特别是在大型综采工作面中，大功率电机以它强劲的动力大大提高了工作面的产量。但是由于电机功率的逐渐增大，它对整个电网的冲击就越来越明显，尤其是在煤矿井下使用的大部分为鼠笼型异步电动机，它的起动电流大，（一般为额定值的58倍，而起动转矩只为额定值的0.82倍）对电网冲击影响较大。 第二章 采煤机的选型1. 根据煤层厚度选择采煤机 根据开采技术要求，将煤层厚度分为三类：从最小开采厚度到1.3m为薄煤层，1.33.5m为中厚煤层，3.5m以上为厚煤层。 煤层的厚度决定着所需采煤机的最小采高、最大采高、机面高度、过煤高度、过机高度以及电动机功率大小。 采高在1.12.0m左右的采煤工作面，煤质中硬，应选用单滚筒采煤机；采高在1.32.5m时应选用双滚筒采煤机或单滚筒采煤机。2.根据力学性质选择采煤机械 煤的力学性质主要包括煤的硬度系数f，抗压强度、截割阻抗A，韧性、层力和节理的发育状况，夹石含量及分布等。这些因素关系到选择采煤机械的工作机构形式和采煤机械的功率大小。(1) 软煤 f=1.5,A3.0,A=240360N/mm 各种刨煤机最合适开采软煤，特别是脆性软煤；韧性中硬煤应选用中等功率的滚筒采煤机。滚筒式采煤机可截割各种硬度的煤。1.煤层倾角对对选择采煤机的影响 根据开采技术特点，将煤层分为三类：025度为缓倾斜煤层；2545度为倾斜煤层；4590度为急倾斜煤层。在从生产和使用角度三者是由不同厂家生产和提供，而且各自有自己独立的动力系统和控制系统，但三者在采煤过程中是不可分割的。在目前以人工操作为主要工作方式的情况下（机械化采煤），每台设备的动作可单独操作，并且是各自生产厂家都对其进行自动化技术的改造，如智能采煤、电液控制系统和刮板机在线监测系统等。这些技术都是站在单体设备本身的角度，而没有从工作面整体运行的模式上来思考。工作面要想连续高效的在无人值守的情况下自动化工作，以上任何一个设备都不能独立完成。其中一项的自动化水平的提高不会对工作面整体工作有任何影响，只有把它们看作综采机组的一个部件，通过一个总控中心对每一个环节进行精确定位、协调控制，才能使整个工作面像一台机器一样连贯自如、配合默契的工作，才能达到无人值守的目的。其实“无人工作面”或“自动化工作面”应该说是一个有人操作的可以自动行走、自动割煤、自动支护、自动装煤、自动运煤的一台大型机器，而操作人员不在机器上，而是在顺槽的操作列车上。所谓“无人”只是整个机器的每个部件无人单独操作而已。转载运输设备包括转载机、破碎机、皮带机和超前支护设备，是综采工作面的接续设备，主要完成煤炭的连续运输工作。因其与主采设备无直接连接，并可单独运动，所以可做为接续设备在控制中心与主采机组进行连锁控制，实现顺煤流起车、逆煤流留停车和紧急停车等功能。超前支护设备虽然也是靠液压进行行走控制，但控制过程和方式与工作面支架不尽相同，而且可以独立于工作面支架而单独行动。它的主要防护对象也是转载机和破碎机等，所以也把它做为转载运输设备的一部分来处理，转载运输设备与主采机组通过工作面控制中心进行连锁控制。 2.2.2 辅助设备一般是指设备到车上的所有动力保障设备 辅助设备包括动力中心、泵站、清水站等。动力中心是为整个工作面所有设备提供电力，控制中心可通过网络对其任何一个动作进行控制，并可读取每一路线的所有电气参数及开关状态。泵站是液压支架的动力源，可通过控制中心进行集中控制，完成自动配液、软化处理、压力检测、水位控制、泵组开停及各种保护。2.2.3 工作面控制中心是综采工作面由机械化向自动化过度的关键设备工作面控制中心是综采工作面由机械化向自动化过度的关键设备，包括工作面整体操作平台、主采机组机控制站、转载运输控制站、视频监测系统、通讯调度系统等。下文重点阐述。2.3 工作面控制中心可由五大系统组成2.3.1 主采机组机控制站主要是负责直接采煤设备的的控制，把采煤机、刮板机、工作面支架这三大组成部分当成一个整体设备进行控制。它可完成采煤工作的各采煤工艺的控制。取代智能采煤机中的智能化部分，如：记忆切割、煤岩分界识别等特殊功能。使采煤回归到原来的基本功能，主要完成牵引行走、割煤、喷雾和参数采集等功能。而计算量较大的智能控制功能，上交到主采机组控制站，由控制站结合运输机、支架的工作状况及具体位置，同时要结合当时的地质条件和瓦斯的变化情况进行协调控制。同时也取代了电液控制系统的部分高端控制要求：如。在主采机组控制站，可选择“远程”单体和“远程”自动操作，在“远程”单体模式下，用户可通过自动化集控计算机画面的手动控制按钮，实现支架控制系统的单架单功能控制、单步操作、手动成组操作，如支架立柱升、降；移架、推溜、侧护板伸；底调、平衡、支架小循环自动控制；成组支架降、移、升工作循环自动控制（成组自动控制，包括：成组自动推溜、成组自动降移升、成组自动支架前端辅助采煤机喷雾、成组自动移架喷雾）；在远程自动模式下，液压支架会跟随采煤机的运行而进行相应的移架、自动推溜操作、自动降-移-升、自动支架前端辅助采煤机喷雾。根据电液控制系统采集的工作面的各种参数，可在主采机组控制站的计算机上设置相关自动追机拉架、设定控制支架的推移步距、斜切进刀、调斜等工艺过程的参数调整和命令发布；在主采机控制中心的计算机上具有对支架控制系统的故障诊断、显示和报警功能。使电液控制系统回归到原始的执行机构的作用上，同时可保留一些常规操作。支架电液控制系统有“就地”和“远程”控制，在 “就地”模式下，可实现单台支架降、移、升工作，就地手动具有最高的优先权，就地手动时可以屏蔽掉远程控制命令。运输机的在线监测本来也是一个无实际应用作用的中间功能，也归入到主机控制中心。同时可对运输机进行自动调链和张紧的控制，还可引入变频驱动技术，实现自动力矩平衡控制。这样可使系统更加简单，同时监测到的数据还可直接用于主采机组的保护和控制。除上述主控功能外，主采机控制站还应具备视频采集控制和控制切换功能。使工作面的视频信号随采煤机的运动分屏地投射到控制中心，以便于操作人员观察现场情况。2.3.2 转载运输控制站主要负责转载机、破碎机、皮带机和超前支护支架的连锁和协调控制。并在工作面控制中心的协调下跟随主采机组的推进自动移动。同时采集所有设备的工作参数和超前支护的顶板参数。2.3.3视频监测系统主要完成工作面设备及顺槽设备的主要监控工作。根据需要分屏地反映到工作面操作平台上，供操作人员分析使用。要完成综采设备由人工跟机控制到控制中心集中控制的转变，必须解决工作面的可视化问题。这里要解决的重点问题有视频的传输问题和摄像头的防尘问题。由于采煤机移动工作的特点，采用移动无线视频比较好。要使整个工作面达到无线网络全覆盖，然后在液压支架和采煤机上安装摄像头，并可根据采煤机的位置控制摄像头交替工作，自动跟踪采煤机行走，以保证最佳的视频效果。防尘也是必须解决的关键问题之一。2.3.4通讯调度系统在工作面无线覆盖的基础上，为工作面所有空间提供无线全覆盖的无线通讯系统。使工作人员在工作面及两个的顺槽的任何一个位置都能进行移动通讯，保证整个工作队伍的通讯联络。2.3.5工作面整体操作平台是整个综采工作面的所有设备进行集中控制的平台。它可控制整个综采工作面所有设备，同时负责与地面调度进行信息联络，地面调度中心可能过光纤网络监视工作面的所有设备工作状态和各种参数。同时可进行视频监视和电话指挥，必要时可在地面对设备进行人工干预，以便处理紧急事故。2.4 综采无人工作面的系统框图及模型见系统示意图2.5 该构架下的自动化综采工作面的特点按上述构架所建立的自动化综采工作面有以下特点：1打破了综采工作面以机械设备为主的工作模式。目前所谓“自动化工作面”的研究均是在传统的“人工操作模式”下以某种机械设备为主进行扩展，其中一种方法是以电液控制系统为基础，采集采煤机的信息，以此扩展到工作面其他设备的控制；一种方法是以采煤机的智能化为基础再与电液控制控制系统相连进行自动控制。综采工作面是一个多设备、多系统相互融合和的复杂系统，设备与设备之间的动作相互交织，还要考虑地质条件变化等因素的影响。单一设备的控制系统从运算能力上其实是达不到的，只能是设备之间互相通信和联络，再通过各自的控制系统决策控制，这不仅影响了指令的执行时间，也容易出现逻辑错误。更何况机械设备厂家其技术特点都是以机械为主，自控的技术力量一般都不高，设备之间还存在相互竞争的因素，想达到协调一致的控制是不可能的。所以要想使整个工作面达到“自动化采煤”的目的，必须打破以机械设备为中心的“机械化采煤”的工作方式。2打破了以设备生产厂家为单元的独立控制思路。要实现自动化采煤，必须达到多设备协调统一的控制，打破生产厂家的壁垒。这样既可以提高工作面的整体性，又可以降低对单体设备控制的技术要求。因为，对于单体设备来说，智能化水平再高，也无法解决工作面所有设备的协调工作，对工作面的自动化运行不会有任何影响。3确立了以自动化技术为主导的“主采机组”的整体控制方案。由于综采工作面的复杂性，必须把工作面相互连接的所有设备看成一个大型的可行走的采煤机组。其中的采煤机、支架、刮板机不论设备的体积有多大、数量有多多、功能有多强都是主采机组的一个部件，任何一个动作都要在协调其他部件、同时考虑工作面环境变化的情况下执行。4通过无线网络全覆盖，使工作面的视频监视功能得到加强，同时也解决了语音通话的问题。更重要的是在特殊情况下可以在工作面可视的距离内任何一点进行遥控操作。无线网络还可以作为数据和控制信号的备用通道，使我们的控制系统的传输达到双通道互为备用，大大提高系统可靠性。2.6 此框架下的自动化工作面能达到什么效果在以上控制方案实施后，可实现四级监控，三级控制：1可在地面调度室监控工作面所有设备的工作过程、工作状态和相关数据。通过视频观擦采煤机行走、割煤、摇臂调高卧底的动作过程；观察液压支架的升-降-移的工作过程、转载运输设备、超前支护设备的工作和移动过程。并可进行语音通话，实施语言指挥；在特殊紧急情况下，还可以直接干预停机。2可在顺槽设备列车上（工作面控制中心）进行“远程自动控制” 和“远程手动控制”。 “远程自动控制” 就是在工作面条件允许的情况下实现全自动采煤，采煤机可实现记忆切割，根据示范刀切割数据进行自动巡航、调高、卧底、加速和减速；实现斜切进刀、磨三角等功能。支架可以实现跟机拉架、调斜、成组拉架等动作。“远程手动控制”就是在工作面地质条件不好的情况下，在控制中心的计算机上通过视频观察对单体设备进行点动控制。3在远程操作出现问题是，工作人员还可以拿手持遥控器在可视范围内进行人工操作。4除了上述自动化的工作之外，采煤机和支架还保留各自的本机操作功能，在特殊情况需要人员现场处理时，工人可在机器旁进行单机、单功能操作。第三章 综采工作面机械设备的选型3.1 液压支架的选型3.1.1 液压支架的组成液压支架一般由顶梁、底座、立柱、推移装置、操纵控制装置和其他辅助装置组成。3.1.2 液压支架的工作原理液压支架在工作过程中，不仅要能够可靠地支撑顶板，而且能随着回采工作面的推进向前移动。液压支架必须具备升、降、推、移四个基本动作3.1.3 支撑式支架由于结构和移架方式的不同，支撑式支架又分为垛式支架和节式支架（注：节式支架因稳定性差，现已基本淘汰。）支撑式支架特点：呈框型结构；顶梁较长，一般都带有前探梁，其长度多在4m左右；立柱多，一般为46根，且垂直顶梁支撑；支架后部有简单的挡矸装置；一般设有立柱复位装置以承受指向煤壁方向的不大的水平推力。这类支架支撑力大，支撑力作用点靠近支架后部，切顶能力强；作业空间和通风断面较大。缺点是由于顶梁与底座仅通过立柱连在一起，抵抗水平载荷的能力较差，不能带压移架，支架间不接触、不密封，矸石容易窜入工作空间。由上可知，支撑式支架适用于直接顶稳定以上、老顶有明显强烈周期来压，且水平力小的顶板条件3.1.4 掩护式支架由于立柱支撑位置不同，掩护式支架分为间接撑顶和直接撑顶掩护式支架特点：又一个坚实的掩护梁将作业空间与采空区隔绝；掩护梁下端一般用前、后连杆与底座相连，组成所谓的四连杆机构，以保持梁端距基本不变且承受水平推力；立柱数目少，只有一排（一般为2根，也有用1根立柱的），且倾斜支撑，以增大支架的调高范围；架间则是通过活动侧护板互相靠拢，实现实现架间密封；通常顶梁较短一般为3.0m左右。缺点是支撑力小，切顶能力弱，工作空间和通风断面较小。由上可知：掩护式指甲适用于支护松散破碎的不稳定或中等稳定顶板条件。3.1.5支撑掩护式支架根据立柱的布置方式和支撑位置不同，分为H型、V型、P型、X型。支撑掩护式支架是在垛式支架和掩护式支架的基础上发展起来的一种架型。它保留了垛式支架支撑力大、切顶性能好、工作空间宽敞的优点，采用双排立柱支撑；同时又吸取了掩护式支架挡矸掩护性能好，抗水平力强，结构稳定的长处。而且，采用坚实的掩护梁及侧护板，将工作空间与采空区完全隔开；并用前、后连杆连接掩护梁和底座，组成四连杆机构，使梁端距几乎不变，防止了架前漏矸。这类支架适用范围很广，可用各种顶板条件，尤其适用于中等稳定以上的顶板和大采高。其缺点是结构复杂、质量大、价格较贵。综上所述，初步选择掩护式液压支架，并选用ZY5000/18/41二柱掩护式液压支架。3.1.6液压支架结构参数的确定根据选择原则：在最大采高时，液压支架应能“顶得住”，最小采高时，支架能“过得去”支架最大结构高度Hmax和最小结构高度Hmin，具体由下面经验公式计算：Hmax hmaxa 3.9 0.2 4.1（m）Hmin hminS2bC2.1 0.15 0.1 0.05 1.8（m）式中： hmax煤层最大厚度；mhmin煤层最小厚度；ma考虑伪顶，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量；中厚煤层可取200mmS2顶板最大下沉量；选取150mmb支架卸载前移时，立柱伸缩量；选取100mmC支架顶梁上存留的浮煤和碎矸石厚度；选取50mm。3.2.1采煤机的选型3.2.1采煤机的发展史20世纪40年代初，英国和前苏联相继研制出了链式采煤机，这种采煤机是通过截链截落煤，在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具，其工作效率低。同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机。50年代初，英国和德国相继研制出了滚筒式采煤机，在这种采煤机上安装有截煤滚筒，这是一种圆筒形部件，其上安装有截齿，用截煤滚筒实现落煤和装煤。这种采煤机与可弯曲输送机配套，奠定了煤炭开采机械化的基础。这种采煤机的主要缺点有二点：其一是截煤滚筒的高度不能在使用中调整，对煤层厚度及其变化适应性差；其二是截煤滚筒的装煤效果不佳，限制了采煤机生产率的提高。进入60年代，英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出革命性改进。其一是截煤滚筒可以在使用中调整其高度，完全解决对煤层赋存条件的适应性；其二是把圆筒形截割滚筒改进成螺旋叶片式截煤滚筒，即螺旋滚筒，极大地提高了装煤效果。这两项关键的改进是滚筒式采煤机称为现代化采煤机械的基础。可调高螺旋滚筒采煤机或刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套，构成综合机械化采煤设备，使煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展阶段。从此，综合机械化采煤设备成为各国地下开采煤矿的发展方向。自70年代以来，综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向发展，其性能日臻完善，生产率和可靠性进一步提高。工矿自动检测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上的到应用。3.2.2我国采煤机的发展展望依靠科技进步，推进技术创新，开发高产高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技发展的主攻方向，根据世界采煤机发展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我国采煤机应在以下方面进行攻关研究，尽快赶上世界水平。由于目前煤矿井下广泛使用的采煤机械主要有滚筒式采煤机和刨煤机两种，因此需先选择机种。以下是滚筒式采煤机和刨煤机的主要特点以及使用环境，并由此确定机种。详见下表表3-1 刨煤机与滚筒采煤机的对比 条件刨煤机滚筒采煤机煤层厚度一般2m，尤其适应薄和极薄煤层。但厚度变化不能太大可用于0.654.5m煤层，厚度1m时可用爬底板采煤机，一般中厚煤层宜用大功率双滚筒采煤机煤质硬度软及中硬一下（截割阻力系数A1.8kN/cm），一般用滑行刨A=1.82.4kN/cm用中等功率采煤机A2.43kN/cm 用大功率采煤机夹矸情况夹矸厚度0.2m硫化铁块度小，分不小且位置不影响刨煤根据夹矸的多少和强度选择采煤机功率和刀齿顶板及粘顶顶板为中等稳定以下时应及时支护，要求不粘顶影响不大底板要求平整，无大起伏。中影地板可用脱钩刨 软底板宜用滑行刨形象不大断层构造尽量少，断层落差0.30.5m,否则应超前处理影响程度取决于断层处矸石的可切割性一般比刨煤机的适应性好块煤和粉尘块煤多，粉尘少煤块少，粉尘大操作结构简单，操作方便，不必跟机，比较适应 急倾斜等条件机构较复杂，需要跟机操作根据对比，且因为是综采，所以选择滚筒式采煤机。而滚筒式采煤机又分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机，所以根据以下对比来确定选用那种滚筒采煤机。表3-2 单滚筒采煤机与双滚筒采煤机的对比机型特点单滚筒采煤机只能单向采煤，生产率低，需人工开缺口，采高受到限制，极其稳定性差双滚筒采煤机可一次采全高，可以双向采煤，适应煤层厚度的变化，可以自开缺口，极其稳定性好通过对比，可以选定为双滚筒采煤机。3.3 工作面刮板输送机的选型3.3.1 给定条件采机部分所给的工作面生产能力Qc944.64t/h、工作面长度L190m、煤层倾角200、煤的散积容重1.2t/m3等参数进行工作面刮板输送机选型。3.3.2选择原则：1） 刮板运输机的运输能力刮板运输机的运输能力必须大于或等于采煤机的运输能力；2） 刮板运输机的结构型式刮板运输机的结构型式及附件必须能密切与采煤机结构相配套；3） 刮板运输机与支架配套：刮板运输机的型号及溜槽结构要与液压支架的架型相匹配；刮板运输机的溜槽长度与液压支架的宽度相匹配；刮板运输机的溜槽与液压支架的推溜千顶连接装置的间距和配合结构要匹配；3.3.3选型结论根据以上原则，以煤炭科学院等编制的采煤机械化成套设备参考资料一览表，选择成套设备，并通过配套设备表选择输送机型号为SGZ-830/500刮板输送机。其主要技术参数见下表表3-3 SGZ-830/500型刮板输送机主要规格与技术性能出厂长度m设计长度m输送量t/h刮板链速m/s减速器速比电动机型0227.218DSB-250电动机功率KW电机电压V电机转速r/min液力联轴器型号联轴器功率KW中部槽长宽高mm2250330014751500780300刮板链型式规链格mm链环破坏拉力KN刮板间距mm每米重量kg双中链230108-C8509723.3.4 刮板输送机的验算1）验算运输能力Q 3.6F 3.60.38012000.8 1251.94 (t/h)式中：装满系数，初按5100取0.8V刮板链速度；m/sVC采煤机的牵引速度；m/min煤的散碎密度；kg/m3；F运行物料的断面积，m3；F0.150.830.545(0.9370.545-0.270.27tg300 )0.380(m3) 因刮板输送机的运输能力1251.94t/h大于采煤机的生产能力944.64t/h，故能满足要求。2） 运行阻力的计算重段直线段的总阻力Wzh (qqll)Lgcos-(qql)Lgsin(257.250.748.250.3)1909.81cos150-(257.2548.25) 1909.81sin150202888.59（N）式中：q中部槽单位长度货载质量，kg/m；q257.25 (kg/m)物料在溜槽中的运行阻力系数，查表取0.7ql刮板链单位长度质量，kg/m；ql 48.25 kg/ml刮板链在溜槽中的运行阻力系数，取l 0.3L刮板输送机的铺设长度，190m；刮板输送机的铺设倾角。暂按15考虑。空段直线段的总阻力Wk qlLg(lcossin)48.251909.81(0.3cos150sin150)49337.04（N）弯曲段运行阻力 段弯曲段的附加阻力Wzhw 0.1Wzh0.1202888.5920288.86（N）空段弯曲段的附加阻力Wkw 0.1Wk0.149337.044933.70（N）3） 刮板链张力的计算判断最小的张力点的位置0.6Wzh-0.4Wk0.6202888.59-0.449337.04101998.33 (N)0故1点的张力最小。用逐点计算法求各点张力,因最小张力点在1点,取SminS10 NS10 NS4S1WzhWzhw0202888.5920288.86223177.45（N）S5S4-0.6(WzhWk)223177.45-0.6(202888.5949337.04)71842.07（N）S8 S5WkWkw71842.0749337.044933.70126112.81（N）最大张力点在4处，故Smax S4223177.454） 牵引力及电机功率的计算Nd 0.5771 0.5771430.35(kw)式中Nd等效功率，kw；Nmax刮板输送机满负荷时，所需电机最大功率，kw；Nmax 389.12(kw)P1.21(Wzh Wk)1.21(202888.5949337.04)305193.44（N）Nmin刮板输送机空载时，电机最小功率，kw考虑双电机时过负荷、不平衡和电机功率因数等因数,实际应配电机的功率为N1.15Nd1.15430.35494.90(kw)实际配用电动机功率为500kw(2250kw),大于计算值符合要求。5） 刮板链的预紧力和紧链计算预紧力刮板链的预紧力为To 0.25（Sy SlSySl）0.25(223177.4571842.07126112.810)105283.08（N）式中：Sy、 Sl分别为刮板链在从动链轮相遇点和分离点的张力,N；Sy、Sl分别为刮板链在主动链轮相遇点和分离点的张力,N；紧链力在紧链操作时，给刮板链施加的紧链力为TToLqlgl0.5EAlje/L 105283.0819048.259.810.30.52107 10.620.55/190163005.13（N）式中：E刮板链的弹性模量，N/cm2，取E2107 N/cm2A刮板链的横断面积，cm2 ；A10.62 cm2lje多拉伸段的长度，m；取lje 0.55 m6） 验算刮板输送机的安全系数n6.65式中：n刮板链的安全系数；Sd一条链的破断拉力，N；Sd850000N；Smax刮板链的最大静张力，N，双链负荷不均匀系数，中双链取0.95因n3.5故能满足要求。3.4 转载机的选择选择转载机要考虑它与工作面刮板输送机和顺槽伸缩胶带输送机之间的配套1）转载机的输送能力不得低于刮板输送机的输送能力。2）在保证输送能力的前提下，尽量选用与刮板输送机相同的传动装置和零部件，尽量做到通用。3）转载机机尾与刮板输送机连接处的配套，现有搭接式和非搭接式两种。无论哪种结构都必须保证刮板输送机头有一定卸载高度，以避免底链回煤。4）在煤质较硬、大块煤多而采煤机又不带破碎装置时，应在转载机中部地段配置破碎机。结论：通过计算，初步选取ZY5000/18/41 型二柱掩护式液压支架，MG400/920-3.3D滚筒式采煤机，SGZ-830/500刮板输送机，SZZ-830/200转载机， MRB-200/31.5C乳化液泵，XRXTA乳化液泵箱， XPB-320/6.3噴雾泵站等配套。3.5 三机主要技术特征3.5.1 液压支架的主要技术特征（见附录1）3.5.2 MG400/920-3.3D电牵引双滚筒采煤机的主要技术特征（见附录2）3.5.3 SGZ-830/500刮板运输机的主要技术特征（见附录3）3.5.4 SZZ-830/200转载机的主要技术特征（见附录4）3.6 确定工作面移变容量、台数方案本工作面采用MG400/920-3.3D型采煤机组为综采采煤，SGZ830/500为工作面输送机,SZZ830/200为顺槽转载机,电压统一为3300V,为保证供电质量和安全，根据采区巷道布置，按需用系数法计算变压器容量和台数。3.6.1 采区移动变电站（3300V）容量及台数的确定SB1 Pe Kx Kc / cospj 16200.741/0.71712.57（KVA）式中：pe移变供电设备额定功率之和 pe920500200