综采工作面机械选型设计

1、12301 综采工作面设备选型滕州市东大矿业有限责任公司东大煤矿二零零九年十二月目录第一章绪论2第一节综采工作面机械2第二节 综采工作面参数2第二章滚筒采煤机的选型2第一节对采煤机械的基本要求2第二节采煤机的选择原则2第三节设计选用采煤机参数3第四节采煤机生产率的计算4第五节滚筒直径与截深4第三章支护设备的选型5第一节支护设备的用途和种类5第二节选型原则5第三节 支架选择内容6第四节 综采工作面适用支架6第四章输送设备的配套选型7第一节 刮板输送机的选择7第二节 转载机的选择7第三节 可伸缩胶带输送机的选择8第一章 绪论第一节 综采工作面机械综采工作面配套设备由采煤机、支护设备、刮板输送机等设

2、备组成，综采工作面设备配套的 目的，首先在于总体配套是单机设计的依据，要解决成套设备各单机间的能力相互匹配和空间几 何关系的配套；其次在于使成套设备性能与采煤工艺间相互适应。因而总体配套又是采区设计和 采煤工艺设计的依据。采煤工作面中 , 采煤机、刮板运输机和支护设备（液压支架 ）等组成一个采煤机的有机整体来 实现采煤工艺工序，他们在工作能力和结构尺寸的配套关系 , 直接影响采煤工艺的顺利实施和设备 能力的充分发挥。因此，为了正确的选择采煤机组各种设备的形式，不仅要看它们各自能否满足 采煤工艺的要求，同时也要注意它们之间的配套性能。第二节 综采工作面参数上工作面长：141m倾角：00-50;煤

3、层平均厚度：1.65m；顶板中等稳定；截割阻抗：A=160N/m； 煤的坚硬度系数：f=1 o 3.下工作面长：165m倾角：30-50;煤层平均厚度：1.65m；顶板中等稳定； 截割阻抗：A=160N/m煤的坚硬度系数：f=1 o 3o第二章 滚筒采煤机的选型第一节 对采煤机械的基本要求1、对采煤机械的基本要求是高效、经济、安全。具体要求是：2、采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求3、工作机构能在所给煤层力学特性（硬度、截割阻抗 ）的条件下正常截割、装煤效果好、落 煤块度大、煤尘少、能耗低。4、能调节才高，适应工作面煤层厚度变化；能自开缺口 .5、有足够的牵引力和防滑、制动装置，能在

4、所给煤层倾角下安全生产；牵引速度能随着工作面条件的变化而调节，其大小能满足工作要求。6、采煤机械的性能必须可靠，维持正常工作所必需的各种消耗（动力、液压油、防滑油、 易损件等）应较低 .第二节 采煤机的选择原则采煤机选型原则通常是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。并结合以下四点依据 , 确定采煤机的选型：1、根据煤层厚度选择采煤机械2、给出的设计参数中煤层平均厚度为1.65m,属于薄煤层，可选用双滚筒采煤机.3、根据煤的力学性质选择采煤机械4、煤的力学性质主要包括煤的坚硬度系数 f、抗压强度、截割阻抗 A、韧性、层理和节理的 发育情况、夹石含量及分

5、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。根据煤的坚硬度系数f和截割阻抗A,将煤分为三类：软煤f < 1.5,A v 180N/mm中硬煤f = 1。53.0 , A= 180240N/mm;硬煤f > 3.0 , A= 240360 N/mm 各种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刨煤机 ; 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。设计参数中 A=160N/m、 f=1 。3,属于软煤 , 因此,滚筒采煤机宜选用中等功率 . 煤层倾角对选择采煤

6、机械的影响。根据开采技术特点将煤层倾角分为三类：0° 25°为缓倾斜煤层； 25° 45°为倾斜煤层；45° 90°为急倾斜煤层。倾角小于 12°的煤层,对机械化开采最为有利,一般不必考虑采煤机的防滑问题.因此,本次选用采煤机不用设置防滑装置。第三节 设计选用采煤机参数综上所述,可选用无锡盛达机械有限公司生产的MG150/345-W系列双滚筒采煤机。MG150/345-W理采煤机为液压牵引双滚筒采煤机，它与SGZ630/220型刮板输送机、ZY3000/09/20 型液压支架等组成综采设备配套, 适用于高产高效综合机械化开采

7、,可用与煤层厚度 0.952.25m 倾角小于 35°,煤层中硬或中硬以下的煤层综采。MG150/345-W型液压牵引采煤机为多电机横向布置液压无链牵引采煤机，该煤机总功率 345Kw截割功率2* 150KW采用液压无极调速系统来控制采煤机牵引速度。此煤机结构简单、可 靠，尺寸小,大大降低了采煤机的机身高度，适于薄煤层开采.MG150/345- W型液压牵引采煤机技术特征见下表1:表1 米煤机技术特征表型号额定功率额定电压牵引方式牵引功率截割功率MG150/300 W345kW1140V液压牵引45 kW150kWX2采咼范围喷雾方式滚筒直径截深牵引电机截割电机0.95 2。 25m

8、内外喷雾© 1250mm0。63mYBQYS2 45YBCS2 150外型尺寸供水压力滚筒转速截割速度牵引速度额定转速10。66 X。8X1.2m4。0MPa63.37r/mi n4.15m/s0 6m/ min1455r/min第四节 采煤机生产率的计算由采煤机可得，理论生产率 Qt 60HBvq =60X 1.65 X 0。63X 6X 1。35=505.2t/h ,式中 Q理论生产率，t/h;H 工作面平均才高，m;B -滚筒有效截深,m ;Vq -在给定条件下可能的最大牵引速度，m/mi n;煤的密度，一般为 1。31.4, t/m3。技术生产率 Q QtK1 =505.2

9、X 0.6=303。12t/h ,式中Qt -技术生产率，t/h;K 1采煤机技术上可能达到的连续工作系数，一般为 0。50。7式中为0.6;实际生产率 Qm QK2=303。12X 0.625=189。45t/h式中 Qm 实际生产率，t/h ；K2 采煤机在实际工作中的连续工作系数，一般为0。60。65，式中为0。625。第五节滚筒直径与截深1. 滚筒直径综米工作面双滚筒米煤机一般都是一次米全高，故滚筒直径D应稍大于最大米高之半，即D= $ 12502/1H max式中 D-滚筒直径，m；Hmax最大采高之 ,m.2. 截深截深即滚筒宽度，是指滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离 , 即一次截

10、割的深度。薄煤层采 煤机，由于牵引速度较低，为保持足够高的生产力，截深一般在 0。60.63m。第三章 支护设备的选择第一节 支护设备的用途和种类在回采工作面中 , 为了保护工作面内机器和人员的安全生产，要对顶板进行支撑和管理，以 防止工作面空间的顶板冒落。因此，回采工作面使用掩护式综采液压支架，与采煤机和工作面输 送机组成 “综采”设备 .液压支架是以高压液体为动力，由金属构件和若干液压元件组成。它使支架的支撑、切顶、 移架和输送机推移等工序全部实现了机械化 . 因而大大地改善了回采工作面的工作条件、 降低了人 们的劳动强度，有效地增加了摇动安全性，使工作面的产量和效率得到了很大的提高，并为

11、工作 面的自动化创造了条件 .第二节 选型原则1、煤层厚度根据我矿煤层赋存的特点，当煤层厚度在 12。8m以下时应选用掩护式支架。2、煤层倾角煤层倾角在 0°10°时， 支架应有防滑和调架装置。3、底版强度支架底座对底板的接触比压应小于底板的允许比压，允许比压与底板的岩石性质有关, 对于泥岩底板，其值一般为1.11。4Mpa,。接触比压与具体支架有关，选型时应验算接触比压值。4、瓦斯涌出量 对于瓦斯涌出量大的工作面，应优先选用通风断面大的支撑式和支撑掩护式支架。5、地质构造断层十分发育、煤层厚度变化大、顶板允许暴露面积和时间分别在 58m和20min以下时， 暂不宜采用综采

12、设备。6、设备成本能同时允许使用几种架型时，应优先选用价格便宜的支架。在一般情况下 , 支撑式支架最轻 ,造价也最便宜，而支撑掩护式支架最重最贵此外，对于对于特定的开采要求，应选用特种支架，冒落法开采时选用放顶煤支架，工作面端 头支护选用端头支架，等等第三节支架选择内容1、初撑力Pc初撑力大小对支架的支护性能和成本都有很大影响。较大的初撑力能使支架较快达到工作阻 力，减慢顶板的早期下沉速度，增加顶板的稳定性，但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求也将一般取初撑力为0。60。8倍的工作阻力.在此我们取0。8倍的工作阻力计算如下：3000X0.8 = 2400kN=2、工作阻力P有效工作阻力与支架工作

13、阻力的比值，称为支架的支撑效率n .;在考虑了支撑效率后，所需每架立柱的总工作阻力 P应为：P=Q/n （MPa）3、移架力和推溜力移架力与支架结构、质量、煤层厚度、顶板性质等有关。第四节综采工作面适用支架根据设计参数，可以求出支护的强度 q：q K,H g=0.26Mpa式中 K1 作用于支架上的顶板岩石系数，一般取5&顶板条件好、周期来压不明显是时取下限，否则取上限；H采高,m;顶板岩石密度,一般为2。3X 103kg/m3;故综合各方面因素，选用ZY3000/09/20型掩护式综采液压支架，工作面共需支架 203架 液压支架技术特征见表2所示。表2：支架技术特征表型号适应煤层倾角

14、（。）支架最小/最大高度（mm ）支架中心距（mm）支护强度（MPa）ZY3000/09/20< 10900/200015000。 460。 50型 式推移步距（mm ）支架最小/最大宽度（mm ）支架初撑力（kN）操作方式两柱掩护式6001420/15902617邻架控制支架重量（kg）支架运输尺寸（mm）对底板平均比压（MPa ）支架工作阻力（kN ）泵站压力（MPa）90004700X1420X 9001。11。 4 ( f=0.2)300031.5第四章 输送设备的选用第一节刮板输送机的选择刮板输送机承担着直接从采煤工作面运煤的艰巨任务，因此，刮板输送机选择的合适与否， 直接影响

15、着煤炭的运输与生产.选择刮板输送机要考虑以下内容：1、刮板输送机与采煤机的配套。要求刮板输送机的输送能力不小于采煤机的理论生产率； 要求刮板输送机的结构形式必须与采煤机结构相配套。2、刮板输送机与液压支架相配套原则。要求刮板输送机的结构形式要与液压支架架型相匹配；要求刮板输送机的溜槽长度要与液压支架的中心距相匹配；刮板输送机溜槽与支架推移千斤顶连接装置的间距和结构匹配。综合考虑，可选用张家口恒盛煤矿机械有限公司生产的SGZ630/220型输送机。输送机技术参数如表3:表3SGZ-630 / 220型刮板输送机技术特征表输送量链速电动机型号额定功率电压电机转速450t/h0。85m/sYDB 3

16、0/55 - 8/4110kWX21140/ 660V1470r/mi n刮板链形式每条链破断拉力链条规格刮板间距中部槽尺寸双链圆环链>410kN© 20X 64mm1000mm1500X630X220mm本系列产品主要适用于缓倾斜薄煤层及中厚煤层长臂式综采工作面，可与相应的采煤机、液压支架配套使用。具有工作可靠，结构简单、适用性强等特点。第二节转载机的选择转载机必须满足生产率大于采煤机的生产率，小于胶带输送机的生产率。设计中选用张家口恒盛煤机有限公司生产的 SGB630/55BS型转载机。以下是技术参数如表4:表4 SGB 630/55B型刮板输送机技术特征表输送量链速电动机型号额定功率电压电机转速200t/h0。86m/sDSB 5555kWX2380 / 660V1470r/min刮板链形式每条链破断拉力链条规格刮板间距中部槽尺寸双链圆环链>350kN© 18X 64mm1024mm1500X530X190mm第三节胶带输送机的选择胶