布尔台矿综采工作面设备配套设计

布尔台矿综采工作面设备配套设计前言毕业设计是本科专业培养计划中的最后一个，也是最关键、最重要的一个教学环节，学生独立思考、学习，毕业设计的效果直接影响培养的目标和学生就业以后在专业上的发展。煤炭是我国的主要能源，也是世界各国的主要能源。在一次能源生产和消费中占主导地位。我国正处在全面建设小康社会的现代化进程中，经济的发展对煤炭的需求快速增长。因此,新增煤炭生产能力成为目前迫切需要解决的问题。近20年以来,世界采煤技术发展很快,特别是90年代以来,随着工作面单生产水平的大幅提高,要求采煤工作面的“三机”(采煤机、液压支架、刮板运输机)必须向大功率、大运量、强力型、高可靠性和高产高效方向发展。综采设备选型是实现综合机械化采煤生产的一个重要环节,是实现综采工作面高产高效和安全生产的关键。综采设备包括滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、液压支架以及各种相对独立的机械合理地组合在一起，在工艺过程中协调工作、使采煤工作面的破、装、运、支、采空区处理全部工序实现机械化。为了充分发挥综采设备的最大生产能力并保证安全生产，必须对综采设备正确选型、合理布置、协调配套。综采设备选型的主要求是：能够满足综采设备的配套要求，使配套综采设备在采煤、支护和运输几个主要环节之间达到最佳的匹配效果，煤矿工作环境要求安全、协调、可靠地工作。 411. 概述1.1 井田概况 布尔台井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗（简称“伊旗” ）之东南，属布尔台乡管辖。其地理座标为：东经10949491100511，北纬392143 393053。布尔台井田为一多边形，东西长3.922.1km，南北宽2.216.9km。其面积为192.86km2。本井田位于鄂尔多斯高原之东部。井田内地形沿大柳塔、石圪台到伊旗阿镇公路（阿大公路）的梁部高，向北东、南西两侧变低。井田内海拔标高一般在1300m左右，最高标高为1421m，最低标高为1163m，最大高差达258m左右。井田内地形复杂，沟谷纵横，为典型的梁峁地形。全井田为侵蚀性丘陵地貌特征。由于受毛乌素沙漠的影响，本井田东北部多被风积沙覆盖，风积沙呈新月形沙丘、垄岗状沙丘、沙堆等风成地貌。除此而外其它沟谷山梁上也分布有大小不等的沙丘。 本井田无地震历史资料，据“中国地震烈度区划图”划分，井田地震烈度小于6度，地震动峰值加速度为0.05g，属弱震区。据了解本区近年来未发生过地震。 本区域大地构造单元属于鄂尔多斯台向斜，其轮廓为一极其平缓、开阔的不对称向斜，向斜轴部偏西，东翼较宽缓，西翼较陡。向斜四周构造复杂，内部构造简单。东胜煤田基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，岩层倾角13，褶皱断层不发育，但局部有小的波状起伏，无岩浆岩侵入，属构造简单型煤田。本井田可采煤层顶底板岩层的岩性主要为粉砂岩，砂质泥岩、泥岩、次为砂岩，厚度一般在26 m之间。砂岩大部分为泥质胶结，较疏松易碎，局部钙质胶结，较坚硬。泥岩与砂质泥岩遇水软化，软化系数一般小于0.75，为软化岩石。据邻区寸草塔一、二井田资料顶底板岩石的抗压强度大部分小于60Mpa（见表1-2-8），除4-1煤层底板、5-1煤层顶板，5-2煤层底板、6-2中煤层顶底板的部分岩石为坚硬岩石外，其余均为软弱半坚硬岩石，稳定性较差，在矿井开采时应重点防护。由于本区煤层顶底板岩石的强度较低，多为软弱半坚硬岩石。初步将本区工程地质类型划分为第三类层状岩类，工程地质条件中等简单型。1.2 井田开拓根据内蒙古自治区煤田地质局117勘探队2005年4月7日编制的内蒙古自治区东胜煤田布尔台井田煤炭资源储量核实报告，井田内共有10层可采煤层进行了资源储量估算,工业指标如下： 最低可采厚度0.80 m；原煤最高可采灰分40%；原煤最高可采硫分3%；原煤最低可采发热量17.0 MJ/kg。 矿井工作制度：矿井年工作日300d，每天三班作业，两班生产一班准备，每天净提升时间为14h。 矿井储量是决定矿井设计生产能力的基础因素之一。本井田内共有地质资源量3314.53Mt，工业资源量2824.89Mt，设计资源储量2655.50Mt，设计可采储量2035.94Mt，按20.0 Mt/a的生产能力，考虑1.3的储量备用系数，其服务年限为78.3a。 由于本区勘探程度为详查，井田工业资源储量中推断资源量（333级）占总资源量的73.9%，折减量大。本区主采煤层赋存稳定，经进一步做地质工作后，矿井的推断资源量会升级为控制和探明资源量，设计可采储量会大大增加，矿井的服务年限会相应延长。 布尔台井田基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，倾角一般为13，褶皱、断层不发育，局部有小的波状起伏，无岩浆岩侵入，地质构造简单，煤层赋存较为稳定，水文地质条件简单，瓦斯含量低，可采煤层层数多，主采煤层厚度大，煤层结构简单，煤层顶底板岩性相对稳定，有利于大型采掘设备生产能力的发挥。 本井田内有可采煤层10层，煤层埋深80640m之间，煤层埋藏浅，各煤层的间距平均在30m以内。矿井采用主斜井、副平硐综合开拓方式，主井采用皮带运输，副井采用无轨胶轮车，运输能力大，系统简单，建井工期短，投资省、经济效益好，是建设特大型矿井的理想井田。 综上所述，设计认为本矿井资源丰富，外部建设条件好、煤质优良、销路好，开采技术条件优越，开拓系统简单，经济效益好，适于建设特大型矿井，矿井设计生产能力确定为20.0 Mt/a是适宜的。井田属高原侵蚀性丘陵地貌，大部分地区为低矮山丘，地面地形标高为11631421m，主采煤层赋存深度3-1煤在136483m之间，5-1煤在196561m之间。采用立井开拓运输环节多，井筒施工工艺复杂，对于高产高效特大型矿井来说，提升潜力有限；本井田煤层赋存较浅，辅助运输可采用无轨胶轮车连续运输，参照与本井田同处一个煤田的神东矿区建设千万吨级高产高效矿井经验，本矿井采用斜井平硐综合开拓方式。根据矿井的开拓布置、首采盘区选择及接替顺序、煤层分组情况、地面设备及煤层的赋存条件，设计对矿井的大巷层位选择依据多做煤巷、少做岩巷的原则进行。 一水平（2-2上、2-2中、3-1、3-2煤层）：一水平煤层的可采范围各煤层均不相同，可采储量占全井田可采储量的33.3%。2-2上煤层的可采区域集中在井田的西北部，可采储量占全井田可采储量的4.6%，占本水平可采储量的13.8%，2-2中煤层的可采区域分散在井田的西北部和西南部，可采储量占全井田可采储量的5.3%，占本水平可采储量的15.9%，3-1煤除井田的西北角和西南角局部不可采外，其它全区可采，可采储量占全井田可采储量的17.3%，占本水平可采储量的52.0%，3-2煤的可采区域集中在井田的西部，可采储量占全井田可采储量的6.1%，占本水平可采储量的18.3%。因此一水平的储量以3-1煤为主，接近本水平的一半储量，且仅3-1煤在首采盘区全区可采，2-2中煤零星可采，其余煤层均不可采，因此设计将一水平大巷布置在3-1煤层中。沿金烽寸草塔的东南部边界及本矿与万利寸草塔的边界布置一组水平大巷，到阿大公路的保护煤柱后沿煤柱布置。三条大巷为一组，分别为主运输大巷、辅助运输大巷和回风大巷，间距40m。 二水平（4-1、5-1、5-2煤层）：4-1、5-1煤层在井田内大部分是合并区，东部与西部是分岔区，东部分岔区特别是金烽寸草塔井田南部区域，4-1煤厚都在3.0m以上，而5-1煤厚基本都在2.8m以下，无法用大采高支架回采，因此二水平大巷布置在5-1煤中，但在东部分岔区过渡到4-1煤层中。 三水平（6-1中、6-2中、6-2下煤层）： 6-1中煤层仅井田东部小面积可采，6-2中煤层除井田西北部局部不可采外，基本全区可采，6-2下煤层仅井田西部可采，因此第三水平大巷东部布置在6-2中煤层中，西部过渡到6-2下煤层中。1.3 矿井运输根据矿井的开拓部署，矿井达产时装备三个综采工作面、五个连续采煤机工作面，其中一水平11盘区布置两个综采工作面，三个连续采煤机工作面，当11盘区第一个工作面开采完毕，移至一水平12盘区。一水平生产能力为10.00Mt/a；二水平布置一个综采工作面，生产能力10.00Mt/a。本井为水平大巷开拓，生产能力较大，出煤点集中，出煤连续。参照我国高产高效矿井煤炭运输使用现状和发展趋势，结合本井的特点，设计确定井下大巷煤炭运输方式采用带式输送机运输，这种方式可实现采掘工作面运出的煤炭直接转入大巷带式输送机，经主斜井带式输送机运至地面。本矿井主要可采煤层倾角为03，副平硐、盘区大巷等井下主要巷道和准备工程均沿煤层布置，副平硐和大巷及工作面顺槽坡度均不大于5，煤炭生产高度集中，采用大采高综合机械化采煤，综掘机掘进，锚喷支护；采、掘推进速度快，采掘工作面用人、用料量少，矸石量很少，使用采掘设备质量大，工作面搬家工作量大。针对本矿井煤层赋存条件、开拓方式和开采特点，根据国内诸多矿井(特别是神东矿区)使用辅助运输系统的经验和实践情况，可研设计中对适宜本矿井连续辅助运输的防爆柴油机无轨胶轮车、防爆柴油机单轨吊机车、防爆柴油胶套轮齿轨卡轨机车等几种运输方式的比较，设计针对本矿井为近水平煤层，煤层赋存较浅、倾角小，副平硐及巷道的坡度均不大于5，采掘设备质量大(最大39t) ，采、掘推进速度快，要求工作面搬家倒面时间短的特点，推荐本矿井选用系统维护工作量少，运行速度快、能力大、效率高、成本低、灵活性强、不受中间环节的影响，能有效利用工时、提高工效及实现快速采掘的柴油机无轨胶轮车连续运输方式，担负全矿井除煤以外的所有辅助运输任务，同时满足整体运送液压支架等大型设备的要求。矿井辅助运输系统为：地面副平硐辅助运输大巷辅助运输顺槽采掘工作面。本系统为不转载无轨胶轮车连续运输系统。1.4 盘区布置及装备 采煤方法的选择应根据煤层赋存条件、开采技术条件、地面受保护的建（构）筑物的要求、机械化装备发展水平、矿井规模和经济效益等综合确定，选择与之相适应的先进的高产高效采煤方法。本井田计算储量的可采煤层达10层，主要可采煤层有2-2上、2-2中、3-1、3-2、5-1、5-2、6-2中、6-2下等8个煤层。井田构造及水文地质条件简单，对开采影响较小。矿井移交时，开采3-1、5-1煤，其它煤层的开采约在9年之后。故本设计主要对3-1、5-1煤的采煤方法进行选择，其它煤层根据今后的技术发展情况确定。设计确定3-1煤采用一次采全高长壁综合机械化开采，5-1煤采用大采高一次采全高长壁综合机械化开采。建设高产高效矿井是煤炭工业的发展方向，提高矿井机械化水平是发展高产高效的有效途径。我国从1970年开始经过对综合机械化采煤技术不断探索、引进、消化、创新，使之有了突飞猛进的发展，降尘、防尘、防火、防瓦斯积聚及提高采出率研究在“九五”期间取得重大进展，装备水平不断提高。目前采煤机朝大功率、大截深、高速电牵引方向发展；运输设备朝大运量、大功率、重型化、高强度、多点驱动、高自动化方向发展；液压支架朝简单实用、高工作阻力、高强度、高可靠性方向发展，采用电液控制系统，提高移架速度和安全性能，可实现远程控制。布尔台矿井作为世界一流特大型矿井，依照高技术、高质量、高效率、高效益的开发建设原则，其工作面装备需充分依靠科技进步，选择国内外先进的高产高效、性价比高、安全可靠的采、掘、装、运、支设备。针对上述要求，主要采掘设备全部引进方案装备工作面，这样才可以保证矿井的高产、高效及生产的可靠性。矿井移交投产时的盘区及工作面数量、布置应结合矿井设计生产能力、装备水平、煤层赋存条件等因素综合考虑。确保生产合理集中、接续合理，稳产高产。根据开拓布置，井田划分为三个水平，每个水平划分为七个盘区，一盘区、七盘区距离井筒最近，二、六盘区次之，三、四、五盘区最远。本矿井生产能力大，根据工作面生产能力分析，若投产时只移交一水平，必须在主采的3-1煤层中布置四个工作面才能保证矿井生产能力。由于3-1煤层部分区域上部赋存有2-2 上煤、2-2 中煤压茬，而2-2 上煤、2-2 中煤都是局部可采的薄及中厚煤层，分布区域不规则，工作面无法正常接续，因此，设计一、二水平同时开采，矿井移交时三个综采工作面分别布置在11、12、21三个盘区。因此，矿井移交时盘区数目为三个：11盘区、12盘区和21盘区，同时开采3-1煤和5-1煤，11 盘区位于一水平大巷组西北侧；12 盘区位于一水平大巷组西南侧；21 盘区位于二水平大巷组西北侧。由于3-1煤工作面位于5-1煤之上，煤层间距60m左右，为减少工作面间相互影响，提前解放5-1煤，矿井投产时在11盘区布置两个3-1煤工作面（3101和3102工作面），两个3-1煤工作面回采完成后，3101工作面转移至12盘区的3201工作面，3102工作面接着回采3103工作面，此时，5-1煤首采面5101及其接替工作面（5102）已被解放，可安装投产，故矿井达产时11盘区布置一个3-1煤工作面，12盘区布置一个3-1煤工作面，21盘区布置一个5-1煤工作面，3个综采工作面同时回采，矿井以“三综五连”的生产格局保证20Mt/a的生产能力。3101工作面和3102工作面作为3-1煤首采工作面，位于11盘区北部，设计煤厚从2.0m起采，工作面平均煤厚2.9m左右，平均采厚取2.8m，煤层倾角3，单个工作面设计产量4.5Mt/a以上。3201工作面为3101工作面的接替面，位于12盘区的东部，开采条件与3101工作面相同；本设计选取3-1煤层基本全区可采，是井田主要可采煤层之一。煤层自然厚度05.85m，平均3.05m。资源储量利用厚度0.805.80m，平均2.30m，首采盘区平均厚度2.90。该煤层结构简单,一般含12层夹矸，且层位稳定。2. 采煤机选型2.1. 采煤机选型原则2.1.1. 根据煤的坚硬度选型滚筒式采煤机适于开采坚硬度系数f4的缓倾斜及急倾斜煤层，对f=2.54的中硬以上的煤层，应采用大功率采煤机。2.1.2. 根据煤层厚度选型采煤机的最小采高、最大采高、过煤高度、过机高度等都取决于煤层的厚度，煤层厚度可根据技术要求分为三类：a. 薄煤层 煤层厚度小于是1.3m。最小采高在0.650.8 m时，只能采用爬底板式采煤机；最小采高在通常情况下0.750.90 m.时，可选用骑溜式采煤机。b. 中厚煤层 煤层厚度为1.33.5m。开采这类煤层在技术上比较成熟，根据煤的坚硬度等因素可选择中等功率的采煤机，如MG340、MXA300/3.5、MG300W（2300）、MG200W（2200）等。c. 厚煤层 煤层厚阿度在3.5 m以上。由于大采高液压支架及采煤、运输设备的出现，厚煤层大采高一次采全高综采工作面取得了较好的经济指标。适用于大采高的采煤机应具有调斜功能，以适应大采高综采工作面地质及开采条件的变化以及俯采的要求，此外由于落煤块度较大，采煤机和输送机应有大块煤机械破碎装置，以保证采煤机和输送机的正常工作。适于煤层大采高一次全高的采煤机有MXA300/4.5、MXA600/4.5、MG300WG（600）、AM500等型采煤机，最大采高达4.5m。当采用厚煤层放顶煤综采工艺时，在长度大于60 m的长壁放顶煤工作面，采煤机选型与一般长壁工作面相同；但在短壁工作面，可选用正面截割的短工作面采煤机和侧面截割的短工作面采煤机两种机型。前者其滚筒轴线平行于工作面，致使顶底板由多个圆柱体相交而成为不平坦的表面，造成支架和输送机移动的困难，另外机身重心高，稳定性差。然而由于机身短、结构紧凑、操作维修方便，较为适于短工作面使用。侧面截割的MGD150NW采煤机则克服了上述缺点，该机摇臂在机身中间出轴，并可旋转270，机身短、工作平稳，装煤效果也很好。2.1.3. 根据煤层倾角选型煤层倾角分为三类：025为缓倾斜煤层2545为倾斜煤层；45以上为急倾斜煤层。骑溜子或以溜子支承导向的爬底板采煤机在倾角较大时还应考虑滑问题,在干燥条件下金属间的摩擦系数为0.240.26，相应的摩擦角为13.514.5,故煤层倾角大于10时,须设置防滑装置；在工作面潮湿的条件下，摩擦系数减小，倾角大于8时，就应备用防滑装置。普遍采用的防滑装置是固定在工作面回风巷内的同步绞车，当采煤机由下向上截割时液压绞车除了防止采煤机下滑外，还起到辅助牵引的作用；而当采煤机由上向下截割时，液压绞车的液压马达，以液压泵工况运行，产生阻止采煤机下滑的阻力矩，一旦采煤机下行超速时，限速装置切断电源，绞车自动抱闸。一般讲，同步绞车的牵引力应大于80100KN。2.2. 初选采煤机表2-1采高范围m倾角坚硬度f夹矸情况煤脆韧性直接顶级别老顶级别工作面长度L(m)地板允许比压q( kg/cm2)1.8m3.6m32Mpa根据表2-1和采煤机技术特征表，来确定采煤机型号，采煤机初选德国艾柯夫公司生产的6LS型电牵引采煤机。2.3. 滚筒2.3.1. 滚筒直径中厚煤层用双滚筒采煤机：滚筒直径应略大于最大采高的一半或根据两个滚筒的装煤量相等的原则来选取。即：有整理得： 式中：=螺旋滚筒装煤效率 即：；计算时取最大采高。且综采工作面双滚筒采煤机一般都是一次采全高，故滚筒直径D应稍大于最大采高之半，即。考虑该采煤机的实际配备系列的滚筒规格选取滚筒直径为；2.3.2. 滚筒截深根据综采技术手册中6LS型采煤机的技术参数，初选采煤机截深为。2.3.3. 滚筒叶片旋向根据综采技术手册对双滚筒采煤机滚筒转向的说明，如表-2表2-2转动方向图例说明反向对滚 煤尘较少，煤块不易抛出伤人，装煤口尺寸较小，适用于中厚煤层、滚筒直径较大的采煤机。正向对滚煤尘较多，碎煤易伤人，装煤口尺寸较大，适用于薄煤层、滚筒直径较小的采煤机。选取滚筒叶片旋向为反向对滚。2.3.4. 滚筒截齿和截齿排列1） 截齿选用条件：1、 镐型截齿：适用于中硬或中硬以上，层理及节理比较发达或含有夹石的各种脆性煤层及煤层厚度不稳定，需割顶、割底的采煤面，但不适用于吃刀深度大、崩落角小、层理及节理不发达、粘而韧的煤层，也不适用于滚筒端圆盘上的角度齿。2、 切向菱形截齿：切向布置的截齿比径向布置镜象布置的截齿受力合理，可以减少截割阻力，它适用于软煤和中硬下煤层，具有块煤率高、煤尘少、截割效率高的特点，但不适用于复杂煤层和滚筒端圆盘上的角度齿。3、 径向截齿：它可用于不同煤层结构和不同硬度煤层的开采，特别适用于层理、节理不发达的无夹石或夹石很少的粘而韧性煤层，它可以很方便地在叶片及端圆盘上排列，因此，广泛用于各类采煤机上。2） 截齿排列原则：1. 单齿的切屑厚度应达到；2. 单齿的切屑断面积应达到；3. 由煤壁向采空区单齿的切屑断面积应逐步增加；4. 同一截线的各截齿的切屑断面积应近似相等；5. 端盘与叶片过渡区的单齿切屑断面积同左右相邻截线单齿的切屑断面积相比，不应相差太大，既应平缓过度；3） 初选截齿型号及参数：1. 截齿类型：镐形截齿；2. 截齿排列类型：交差（棋盘）配置；2.3.5. 滚筒转速类似滚筒直径一样，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。一般认为滚筒转速为3050r/min较适宜。目前滚筒转速有降低的趋势，最低转速为1520r/min。对薄煤层小直径滚筒，突出的问题是装煤，因此滚筒转速可提高到60100r/min。1 截割速度验算目前常用的截割速度=35m/s，最好在4m/s左右。过高将使煤尘增多，大大降低截齿的寿命。式中：-选定的滚筒直径（mm）； =1830mm -选定的滚筒转速（r/min）；=30r/min经计算： 满足要求。2 装煤验算 滚筒的装煤生产率应大于落煤生产率，这样才能避免滚筒不被煤堵塞，使采出的煤得以顺利输送（只验算前滚筒）。 滚筒的装煤生产率为： 滚筒应有的落煤生产率为： 由可以求得滚筒装煤而不被堵塞的临界转速： 式中：、-叶片外、内缘直径，m;最大切屑厚度： 168.8 mm截齿伸出长度： 186 mm叶片外缘直径：1458 mm叶片内缘直径：729 mm k-储备系数，径向截齿，切向截齿； m-同一截线上的截齿数； D-滚筒直径，m；n-滚筒转速，r/min；Z-叶片头数，一般23个；S-叶片螺距，m；-叶片厚度，m；-叶片外缘开角，；B-滚筒宽度，（mm）； -端盘截割宽度，（mm）；-装满系数，= 0.110.58； J-截深，m；J=0.762m-牵引速度m/min;工作牵引速度最大一般取=35m/min；H-采高（计算时取最大采高），m；H=3.6m-煤的松散系数， =1.51.7；-浮煤高度；有挡煤板时=00.05；无挡板时=（为考虑浮煤量系数），m；K-应有滚筒装出的煤量系数。对前滚筒K=D/H；对后滚筒K=1-。滚筒转速n应满足以下条件，使滚筒既不被煤堵塞，又不致抛过筒毂造成循环煤。式中： -临界转速，r/min;-防止碎煤抛过筒毂循环的转速，r/min。对于D=0.50.6m时， =80120r/min;对于D=1.82.0m时， =3040r/min。2.4. 电机功率1. 理论生产率式中： -理论生产率，；-工作面平均采高，m；-截深，m；-采煤机截割时最大牵引速度，；-煤的实体密度，取2. 实际生产率式中：-采煤机辅助工作时间（如调动机器、更换截齿、开切口、检查机器和排除故障等）折算系数，一般去取-停机时间（如处理输送机和支架的故障、处理顶底板事故等）折算系数，一般取2.5. 牵引力比能耗：-截割阻抗，取180-200；=200-工作面截割阻抗，取180-240；=200-对于的比能耗，取0.25；装机功率：-采煤机生产率，；=895-功率利用数，单机驱动时取1，分别驱动取0.8； =0.8-功率水平系数；=0.8-后滚筒工作条件系数；=0.6牵引力：-牵引力，； -装机功率，；= 2.6. 采煤机防滑设备 由于倾角小于三度，所以不用设置防滑装置。2.7. 采煤机允许最大牵引速度选择牵引速度时，考虑电动机功率，工作面要求生产能力、输送机运输能力及顶板条件，一般最大牵引速度为。高产、高效工作面的采煤机，最大牵引速度达。1. 保证滚筒工作时叶片不碰撞煤壁的条件 （mm）式中： -牵引速度，m/min；-滚筒转速，r/min；-每条截线上的齿数，一般取13；-滚筒的齿长若未知，可近似取刀型截齿=65100mm；镐型截齿=6080mm。则有：= m/min =0.01 m/min2. 根据滚筒截取协调性的条件即：（见前二、5）可得： = m/min =47.9 m/min=，-在不考虑其它限制条件时（如：移架速度、运输机运输能力、装机功率及牵引力等）允许的最大牵引速度即短时允许最大工作牵引速度。2.8. 采煤机喷雾供水装置 喷雾冷却系统用来为电动机、电控箱提供冷却水，使滚筒喷雾降尘及供灭火喷头用水，查阅综采技术手册知，6LS型采煤机喷雾冷却系统进水口水压应不小于1.4Mpa，但亦不得大于6Mpa。规定冷却水量为：截割电动机；牵引电动机，电控箱，喷雾水量为：每个喷嘴耗水，每个滚筒上有40个喷嘴，两个滚筒上80个喷嘴耗水约，系统耗水量为。3. 刮板输送机的选型3.1. 选型原始数据 采煤机生产能力：322T/h； 工作面长度：300m； 安装倾角：3； 煤的松散密度：900kg/m； 采煤机牵引速度：4m/min；3.2. 初选型号选取型号为SGB630/220型刮板输送机，具体参数如下： 长度：300m； 输送量：450T/h； 刮板链速：1.01m/s； 链条形式：边双链； 刮板链破断力：610KN; 刮板链每米质量：31.57kg/m；3.3. 参数确定3.3.1. 输送能力验算输送能力满足要求；3.3.2. 电动机功率验算A. 重段阻力B. 空段阻力 C. 牵引力（考虑可弯曲段影响）D. 电动机功率 考虑的富余量，则选取两台200KW电动机；3.3.3. 刮板链强度验算因为，所以刮板链3点的张力最小，令，则3.3.4. 安全校核上式中：采煤机生产能力，（）；刮板输送机输送能力，（）；链速，()；采煤机牵引速度，（）；阻力系数；阻力系数；传动效率；减速器传动效率；液力偶合器传动效率；货载每米质量，（）；空段阻力，（）；重段阻力，（）；牵引力，（）；刮板链绕过两端链轮时的附加阻力系数；输送机水平弯曲时附加阻力系数；边双链不均匀系数；电动机功率，（）；实际功率，（）；最大张力，（）；圆环破断力，（）；安全系数； 经计算满足要求；4. 液压支架选型4.1. 液压支架选型原则液压支架的选型，根本目的是使综采设备适应矿井和工作面的条件，投产后能做到高产、高效、安全，并为矿井的集中生产、优化管理和最佳经济效益提供条件，因此必须根据矿井的煤层、地质、技术和设备条件进行选择。1. 液压支架架型的选择首先要适合于顶板条件。2. 当煤层厚度超过1.5m时，顶板有侧向推力或水平推力时，应选用抗扭能力强的支架，一般不宜选用支撑式支架。3. 当煤层厚度达到2.52.8m以上时，需要选择有护帮装置的掩护式支架或支撑掩护式支架，煤层厚度变化大时，应选择调高范围较大的掩护式双伸缩立柱的支架，4. 应使支架对底板的比压不超过底板允许的抗压强度，在底板较软的情况下，应选用有抬底装置的支架或插腿掩护式支架。5. 煤层倾角25时，排头支架设防倒防滑装置，工作面中部支架设低调千斤顶，工作面中部输送机设防滑装置。6. 对瓦斯涌出量大的工作面，应符合保安规程的要求，并优先选用通风面积大的支撑式或支撑掩护式支架。7. 当煤层为软媒时，支架最大采高一般2.5m，中硬煤时，支架最大采高一般3.5m，硬煤时支架最大采高5m.8. 在同时允许选用几种架型时，应优先选用价格便宜的支架。9. 断层十分发育，煤层变化过大，顶板的允许暴露面积在58，时间在20min以上时，暂不宜采用综采。10. 特殊架型的选择可根据特殊架型中各节的适用条件进行选择。4.2. 液压支架的参数确定4.2.1. 支护强度和工作阻力1) 支架支护强度 2) 工作阻力 式中：支架支护强度，;作用在支架上的顶板岩石系数，一般取58；=6；H采高，m；H=3.6m；顶板岩石密度，一般取；F支护面积，（）；4.2.2. 支架的初撑力支架的初撑力一般应等于或大于工作阻力的90%，由于顶底板条件稳定液压支架的初撑力一般应工作阻力的60%70%即：满足要求；4.2.3. 支架的调高范围1）、支架最大高度：考虑到顶板有伪顶冒落或可能局部冒落，支架的最大高度应是煤层的最大开采高度再加200300mm即： 3.8m式中：煤层开采最大厚度，m；2）、支架最小高度： 式中：煤层开采最小高度，（m）；顶板周期来压的最大下沉量，移架时支架的下降量和顶梁上、底座下的浮矸、浮煤厚度值和一般取0.250.35m；4.2.4. 支架的伸缩量和伸缩比1) 支架的伸缩量 2) 支架的伸缩比4.2.5. 工作面最小最大控顶距1) 工作面最小控顶距为： 2) 工作面最大控顶距为： 式中：支架顶梁长度，；梁端距一般取200400；采煤机截深，；4.2.6. 支架数目的计算 式中：支架个数；工作面长度，（m）；（m）支架中心距，（m）；（m）5. 胶带输送机选型5.1. 选型原则5.1.1. 带式输送机的输送能力应稍大于桥式转载机的输送能力,一般为1.2倍。5.1.2. 根据巷道倾斜情况选择水平带式输送机或上、下运式带式输送机。5.1.3. 根据需要选用双向或一般带式输送机。5.1.4. 带式输送机铺设长度应和巷道长度一致。当一台输送机长度不够时，可串联多台使用，靠近转载机的一台选用可伸缩式，另一台选用不可伸缩式，当前一台缩完后，将其伸缩储带拉紧装置和可移动机尾受料部装在后一台带式输送机上。5.1.5. 带式输送机的传动装置应优先选用单电机传动。当单电机功率不够时，可考虑采用双电机或三电机传动，为了使各电机功率分配趋于均匀，应选用带液力偶合器的传动装置。5.1.6. 储带仓的储带长度应符合输送带单元长度、单元长度不小于100m。5.1.7. 拉紧装置的结构形式应优先选用有自动拉紧（可调拉紧力），以保证输送带具有合适的拉紧力。5.1.8. 带式输送机必须装备有跑偏、打滑、煤位、烟雾、断带和撕带等机械电气安全保护装置。5.1.9. 输送机必须使用阻燃带，其安全性能应符合MT147-92的规定. 非金属材料的零件的安全性能应符合MT112-85的规定.5.1.10. 输送机机尾受料部的长度和结构形式应与转载机拱身部重叠长度及行走部结构形式相匹配.5.1.11. 输送机机身的结构，要考虑巷道顶底板条件，对于无淋水或底板无渗水、底板无鼓底的巷道，应选用钢架落地式，否则应选用吊挂式。5.2. 初始数据表4-1输送能力（t/h）综采工作面长度（m）煤的松散密度（t/m）煤层倾角（）胶带输送机长度（m）胶带机安装倾角（）7563009002265025.3. 参数计算5.3.1. 带速的确定带速V根据带宽和被运物料性质确定，我国带速已经标准化，具体选取可参考表3-19，由表3-19初步选定带速为3m/s。5.3.2. 带宽的确定 带宽B的确定，按给定条件，Q=756t/h；=900kg/m；V=3m/s，查表3-18，得K=1，物料断面积A为：按槽角=35，堆积角=10，查表3-17，取带宽B=1000mm。5.3.3. 圆周力的确定 查表3-22，得f=0.03;查表3-23得：11kg, 11kg取托辊间距：1.2m, 3m, 则9.2kg/m =3.7kg/m查表3-7 得47.1kg/m则：70kg/m5.3.4. 主要阻力1) 特种主要阻力式中：特种主要阻力，（N）；槽型角系数，=0.43；承载托辊与输送带间的摩擦因数，一般取0.30.4；=0.3输送机长度，（m）；=2650m输送机安装倾角，（）；=2托辊的前倾角，（）；=22) 特种附加阻力式中：特种附加阻力，（N）；输送带和清扫器的接触面积，（）；=0.077输送带和清扫器的接触压力，一般取；=清扫器与输送带间的摩擦因数，一般取0.50.7；=0.6输送带宽度（m）；B=1m犁式卸料 器的阻力系数，一般为；3) 倾斜阻力式中：倾斜阻力，（N）；每米胶带货载质量，（）；=70胶带机长度，（m）；=2650m4) 牵引力（圆周力）式中：附加阻力系数；=1.04模拟摩擦因数；=0.03；重力加速度，（）；5.3.5. 各点张力计算式中：欧拉系数；=5.35；摩擦力备用系数，；围包角，（）；5.3.6. 校核垂度 通过 通过式中： 5.3.7. 校核胶带安全系数通过；式中：胶带安全系数；钢丝绳芯胶带m=10胶带带芯强度，（）；5.3.8. 电机功率的确定式中：电动机功率，（KW）；带速，（m/s）；=3m/s传动效；=0.95.3.9. 拉紧力的计算综上选取型号为BBA630-1000型胶带输送机；6. 其它设备选型6.1. 破碎机选型6.1.1. 选型原则1) 破碎机的破碎能力要满足生产要求。2) 破碎机的最大入料粒度要小于该破碎机所规定的数值。3) 破碎机所能破碎块煤的硬度要高于块煤实际硬度。4) 破碎机外形尺寸要符合工作面运输巷断面尺寸的要求。6.1.2. 初选型号根据破碎机的选型原则，初步选取破碎机型号为，我，LPS-1000型轮式破碎机。6.1.3. 参数校核由于轮式破碎机的破碎能力都在1000t/h以上，基本上满足我国当前综采工作面的需要，不需要再做校核。6.2. 单轨吊车选型6.2.1. 适用条件1) 适用各类围岩的巷道，特别是在有底鼓变形的巷道中使用更能显示其优越性。2) 适用于U型钢和矿工钢支护的巷道及用锚杆支护的巷道，不许用于木支护的巷道，如用锚杆吊挂单轨，则必须是双锚杆，每根锚杆的锚固力必须大于60KN。3) 自驱动的单轨吊车既适用于个采区巷道分散运输，又适用于全矿井连续不转载的直达运输，特别是以平硐开拓的矿井或坡度小于12度的斜井开拓的矿井可以实现从地面到料厂、人员候车点、设备装车点直达工作面的不转载连续运输。4) 单轨吊车一般是用于采区巷道，不超过两千米为宜，绳牵引单轨吊车可以用于坡度小于45的巷道。柴油机车驱动的单轨吊车可以用于坡度小于25度的巷道，由于随坡度的增大运输效率急剧降低，因此最好用于小于12度的巷道为好。蓄电池单轨吊车适用于坡度小于十度的巷道。5) 适用于水平曲率半径不小于四米，垂直曲率半径不小于十米的巷道。6.2.2. 初选型号根据单轨吊车选型原则和适用条件，初选单轨吊车型号为FND-90型的柴油机单轨吊车。6.3. 乳化液泵站选型6.3.1. 选型原则1) 乳化液泵的压力2) 乳化液泵的流量6.3.2. 参数计算1) 乳化液泵压力的确定 式中：乳化液泵的压力，；立柱初撑力，；立柱缸体内经，；2) 乳化液泵流量的确定 式中：立柱活柱腔的环形面积，计算公式如下：立柱缸内径，m；立柱活柱外径，m；降架距离，m；移架千斤顶移架时的作用面积。千斤顶缸内径，m；活塞杆外径，m；移架距离，m；立柱活塞腔面积升架距离，m；采煤机牵引速度，；支架中心距，m；3) 电动机功率式中： 选用乳化液泵的工作压力，kg/cm2；选用乳化液泵的流量，L/min；乳化液泵的总效率，0.70.8。6.3.3. 乳化液箱选型箱体存液，； 三分钟流量，；回液内径，；=3.2工作面长度，；=30000立柱缸径，；=20工作面厚度变化，；=180支架立柱数；=4综上可知，需选用两个RX-1000型乳化液箱；6.3.4. 乳化液选型 液压支架一般用乳化液作工作介质，它是由水和乳化油按不同比例配制而成乳白色液体，国内外的液压支架多用水包油型乳化液油包水型乳化液（w/o）：乳化油含量为1540。6.3.5. 乳化液泵站选型根据乳化液泵站的选型原则及参数，选取型号为RB160/25型乳化液泵站。6.4. 转载机选型6.4.1. 选型原则1. 转载机的输送能力应与工作面刮板输送机的能力相适应。2. 转载机布置形式和机尾部结构应与刮板输送机卸煤端结构以及同一巷道内的设备布置操作要求相适应。3. 转载机机头布置及其作业高度、机尾长度均应与巷道受动压后的净断面及其维护条件相适应。4. 转载机零部件应与刮板输送机零部件有最佳的通用性。6.4.2. 初选转载机型号；根据转载机的选型原则，初选装载机型号为：SZB730-75；6.4.3. 参数计算1. 溜槽断面校核 式中：转载机输送能力，t/h；转载机载货横断面积，；转载机刮板链速，；煤的散集容重，；煤的装满系数，；2. 电动机功率的校核 式中：电动机功率备用系数，；刮板链绕过两端刮板链时的附加阻力系数，；转载机爬坡段弯曲时附加阻力系数，；货载每米重力，；按下式计算：刮板链每米重力，；、转载机水平段长度，；转载机爬坡段长度，；按下式计算：货载在溜槽中运行阻力系数，=0.7；刮板链在在溜槽中运行阻力系数，=0.35；爬坡段倾角，（）；链速，；传动效率；按下式计算：减速器传动效率，；液力偶合器传动效率；重力加速度；7. 配套验算7.1. 三机尺寸配套截深，；=762煤壁与铲煤板之间的距离，；输送机宽度，；铲煤板宽度，；=200输送机中部槽宽度，；=630电缆槽和导向槽宽度，；=360前柱与电缆槽之间的距离，=；=300立柱斜柱产生的水平增距，；=800前柱到梁端的长度，；支架梁端到煤壁的距离，； 采煤机机身高度、输送机告诉和采煤机底托架高度h（自输送机中部槽计算起）之和，但底托架高度要保证过煤高度；采煤机机身上部的空间高度；此空间高度一是为了司机便于观察和操作，是为了留有顶板下沉量，以便采煤机能顺利通过；支架顶梁厚度；7.2. 三机生产能力配套7.2.1. 工作面小时生产率工作面小时生产能力，；工作面日生产能力，；日作业班数；每日检修班数；生产不均衡系数，；每班工作时数；时间利用系数，目前一般为；7.2.2. 核算采煤机生产率式中： -理论生产率，；-工作面平均采高，m；-截深，m；-采煤机截割时最大牵引速度，；-煤的实体密度，取7.2.3. 核算工作面刮板输送机可实现的生产能