煤矿设计基本公式及参数

煤矿设计基本公式及参数（机电类）一、采煤机选型计算基本公式1、采煤机平均牵引速度工作面每进一刀按下式计算：2?=??x??x??x??式中：??——工作面一刀产量（t/刀）；GB/T51169—2016);B ——采煤机截深（m）,GB/T51169—2016);h ——平均割煤厚度（m）；L ——工作面长度；C ——工作面煤的回收率（为，取0.95;丫一一煤的实体密度（t/??3）。2r2=工作面日进刀数由下式计算：?一?n= 330x??X??式中：n——采煤机日进刀数（刀）；?军一一工作面年设计产量（t/刀）；B ——机采煤厚占总煤厚的百分比（ %;330 ——年工作天数；K ——不均衡系数，0.9〜0.95;??——工作面一刀产量（t/刀）。n=采煤机平均牵引速度按下式计算：??（??-??,??=[（??■??-?）?x60]?式中：???--正常条件下割煤时采煤机平均牵引速度（ m/min）;n ——采煤机日进刀数（刀）；L ——工作面长度；??——进刀长度（m）,取30m；T ——工作面生产班时间；?1?——每循环进刀时间（h）;K——采煤机开机率。??2、采煤机平均生产能力计算????=60x??x??x???x??x??式中：？3?——正常条件下采煤机平均生产能力（t/h）;H——工作面煤层平均采高（m）;B——采煤机滚筒截深（m）;??-―正常条件下割煤时采煤机平均牵引速度（ m/min）;一一一煤的实体密度（t/??3）;C——工作面回采率。????=

采煤机设计最大生产能力计算??）????=???x???式中： ???????——采煤机设计最大生产能力（? t/h）；????——采煤机平均生产能力（ t/h）；???--采煤机割煤不均衡系数（1.2〜1.5）。采煤机装机功率计算P=60x???x??x??x????????x????式中：P——采煤机装机功率（kw）；???备用系数，取1.3〜1.5;B——采煤机滚筒截深（ m）；H——工作面煤层平均采高（ m）；———煤层容重；???——采煤机单位能耗，取（0.6~0.8）（kw-h）/t;???????——采煤机最大割煤速度（? m/min）；???-―采煤机割煤不均衡系数（1.2〜1.5）;V——采煤机平均割煤速度（m/min）。P=二、高档普采工作面液压支柱设备选型1、支柱的型号选择计算（1）确定顶板下沉重S=r]XMXL式中:S——工作面顶板最大下沉量平均值（ m）；———下沉系数；M——工作面平均采高；L——工作面最大、最小控顶距的平均值;S=2）确定规格根据《煤炭工业矿井采掘设备配备标准》（ GB/T51169-2016）的规定，单位液压支柱规格按下式选择:???????>???????>??????????-???3????????????-???-??-??TOC\o"1-5"\h\z式中： Hmax——支架最大支护高度， m；Hmin——支架最小支护高度， m；Mmax——煤层最大厚度， m；Mmin ——煤 层 最 小 厚 度 ， 取m；a——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；中厚煤层取 200mm；—顶 板最 大 下 沉 量 ， 取 160mm；b 支架卸载前移时，立柱伸缩余量，煤层厚度大于1.2m时取80〜100mm,本次设计取100mm；c——支架顶梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，取 100mm。支架支护强度的确定根据经验公式估算：q=K,H,R式中：q——支架支护强度，t/m2,K 作用于支架上的顶板岩石厚度系数，我国取6〜8,设计取8，H— — 最 大 采 高 ， 2.9m，R— — 岩 石 容 重 ， 一般取 2.3t/m3。则：q=8X2.9X2.3=53.36t/m2三、矿井风量计算按《煤矿安全规程》（ 2004）规定，矿井达到设计生产能力时需要的风量，按下列要求分别计算，并取最大值。1、按井下同时工作的最多人数计算Q矿井=4NK矿通式中N——井下同时工作的最多人数，人；K矿通 ——矿井通风系统，包括矿井内部漏风系数和配风不均匀系数，取K矿通=1.25；Q矿井一一按井下同时工作的最多人数计算的通风量。2、按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算Q矿井=（Z2Q采+W2Q掘+W2Q碉+W2Q其它）乂K矿通TOC\o"1-5"\h\z式中：EQ采——采煤工作面实际需要风量总和， m3/sI2Q掘——掘进工作面实际需要风量总和， m3/sZJQ碉——胴室实际需要风量的总和， m3/s汇Q其它一一矿井除了采煤、掘进胴室等地点外的其它巷道需要进风量的总和， m3/s。（1）采煤工作面实际需要风量，按矿井各个采煤工作面实际需要风量的总和计算：

①按工作面温度与适宜风速计算Q采iV采［SKl式中Q采i——第i个采煤工作面实际需要的风量， m/s;V采i 第i个工作面适宜的风速， m/s,取1.09m/sKL——采面长度系数，取1.3;S采i——采煤工作面断面积，按 8m2②按瓦斯涌出量计算Q采i=100g瓦iK采涌i式中400mr^480m以上3000t计算,g瓦ig400mr^480m以上3000t计算,g瓦i为N2和CO带(相当于1级瓦斯矿井)，所采瓦斯样皆在此带 CH4为零。按采面日产量最大=0m>minK采涌i——采面瓦斯涌出不均衡系数，取1.5;Q采i=100X1.5X0=0m3/min③按人数计算实际需要风量Q采i=4Nim3/min式中Ni——第i个采煤工作面同时最多工作人数，人四、矿井通风负压(1)矿井通风负压采用下列公式进行计算：h=a.P.L.Q2/S3式中：a——矿井井巷通风阻力系数；P——巷道净周长，m;L——井巷长度，m；S 井巷净断面， m2;Q 通过井巷的风量， m3/s。(2)矿井通风等积孔计算矿井通风等积孔采用下式计算：0.38QAh/9.8TOC\o"1-5"\h\z式中：A——矿井等积孔， m2；h——矿井通风负压，Pa；Q——矿井风量， m3/s.五、回采工作面机械运输设计、回采工作面生产能力 Qc（t/h）Qc=60,h，b・丫,V式中： h— — 回 采 平 均 高 度 ， m；b— — 滚 筒 截 深 ， m；丫一一原煤谷重，1.35t/m；V— — 采 煤 机 牵 引 速 度 ， m/min。、刮板输送机的铺设长度L（m）设计工作面长度为110m，刮板铺设长度为110m。3、刮板输送机的铺设倾角（3）煤 层 倾 角 为 6°，刮 板输送 机的铺设倾角最大按6°考虑。4、物料的散碎密度（丫）物 料 散 碎 密 度为 0.9 t/m3。刮板输送机的运输能力为Q=3.6F丫©（V-Vc/60）式中：F——运行物料的断面积，经过SGZ764-320型刮板的运行物料断面积为0.28m2丫 物料的散碎密度，0.9t/m3V— —刮板链速，1.1m/sVc——采煤机牵引速度，4m/min少——装满系数，查表可知，当3为6°时，取0.8则： Q— —刮板输送机的运输能力t/h。所选刮板输送机适合。（1）重段直线段的总阻力WZh=（q-co+qi・31）LgcosB—（q+qi）Lgsin3118092N式中：q——中部槽单位长度货载质量，kg/mq=Q/3.6V=749/3.6X1.1=189kg/m,q1——刮板链单位长度质量，18.8kg/mco——物料在溜槽中运行阻力系数，取0.731——刮板链在溜槽内移行的阻力系数，取0.3L— —刮 板 输 送 机 的 铺 设 长 度 ， 110m3——刮板输送机的铺设倾角，6°。空段 直线 段 的 总 阻 力Wk=qi•L•g(3icos3±sin3)上 述 式中 ，“＋ ”、 “－ ”的 选取 ，该 段向 上运行时去“＋”，向下运行时取”经计算，Wk=N弯曲段运行阻力工作面刮板输送机在推溜时，机身产生蛇形弯曲，由此产生的附加阻力为①重段弯曲段的附加阻力WZhw=0.1WZh=N式中： Wzhw——重段弯曲段附加阻力，N②空段弯曲段附加阻力Wkw=0.1Wk,No③刮板链绕经从动链轮处的阻力WC=(0.05〜0.07)Sy，=640N式中 ： Sy＇—— 刮板 链 在从 动链 轮 处的 阻 力 ， N④刮板链绕经主动链轮时的阻力WZ= (0.03〜0. 05) ( Sy+ Si) = 656N式中 ： Sy＇—— 刮板 链 在主 动链 轮 相遇 点 的 张 力 ， 10665N—刮板链在主动链轮分离点的张力， 11198N。总的牵引力 W0可按下式计算

W0=1.21(WZh+Wk)(1)判断最小张力点的位置设计选取双机头驱动，按两端布置传动装置分析，Wk-1/2W0<0,则1点为最小张力点。(2)用逐点计算法求各点张力通常从最小张力点开始计算。计算简图如下：S产SminS2=S1+WhS3=S2-W0S4=S1+Wk设计为机采工作面，刮板输送机的总牵引力为W0=1.21(WZh+Wk)Nmax=WoV10001529711.1 210.4kW10000.8Nmax=WoV10001529711.1 210.4kW10000.8Nminq°L0cosvg18.81100.3cos61.19.84134130.820.1kWNd=0.6■，Nmax2NmaxNminNNd=0.6考虑20%的备用功率，取电机功率备用系数为k，=1.2,则：N=1.2Nd=159.24kW由计算知，所选刮板输送机的电机功率满足要求。刮板链的预紧力和紧链力，以保证链条与链轮的正常啮合平稳运行为宜，一般按2000〜3000N考虑。刮板输送机刮板链的安全系数为=7.812s।/J*max式中：n 刮板链安全系数，Sd——一条链的破断力，N;Smax 刮板链的最大净张力，N;入 双链负荷不均匀系数，取0.96。计算出的安全系数必须满足：n>3.5经计算，n为xx,说明链子的强度满足。2.2采区运输顺槽运输机械的选择设计1、转载机的运输能力要稍大于工作面刮板输送机的运输能力；2、顺槽转载机的机尾与工作面刮板输送机的连接处要配套；3、顺槽转载机的零部件与工作面的刮板输送机的零部件尽可能通用。根据上述选择原则及工作面刮板输送机的运输能力等，选择转载机型号为：SZB730/110型。其技术参数如下表：SZB730/110型刮板转载机的技术参数型号标准长度(m)链速(m/s)园链环(mm输送量(t/h)中部槽规格(mni)SZB730/110251.07())22X86-c7001500x730x222设计原始资料：带式输送机的铺设长度，800m带式输送机的铺设倾角，0°顺槽设计运输生产率，Qc515t/h物料的松散密度，0.9t/m3物料中的最大块度尺寸，300mm物料堆积角，30°根据上述资料，初选顺槽带式输送机型号为：DSJ100/80/160型可伸缩带式输送机。其技术参数如下：型号运量(t/h)运距(m)带速(m/s)电机功率(kW)倾角(0)则：则：e 2.31WkWk=(qd+qg)Lgcos3±qdsin3DSJ100/80/160100010002.5160±51、验算带式输送机的运输能力和带宽带式输送机的运输能力用下式计算：Q=kB2v丫式中：B 输送带的宽度，1mk 物料断面系数，查表取458v 输送机的带速，2.5m/s丫——物料松散密度，0.9t/m3C 倾角系数，1Q 带式输送机的运输能力t/h。Q>Qc,输送机的选择满足运输的要求。输送带的宽度验证：物料最大块度为300mm,则输送带的宽度应满足下式：B>2X300+200mm=800mm设计带宽1000mm,满足运输要求。(1)重段直线段的运行阻力：WZh=(q+qd+qg)Lgcos3±(q+qd)Lgsin3式中：WZh——重段运行阻力，Nq 单位长度输送带上物料的重量，kg/mq=Qc/3.6,kg/mqd 单位长度输送带的重量，查表23.1kg/mL——输送机铺设长度，700m3/——输送带沿重段运行的阻力系数，查表取0.04qg——重段单位长度上分布的托辐旋转部件的质量，经计算取15.75kg/m(2)空段直线段的运行阻力式中：qg——空段单位长度上分布的托辊旋转部分的质量，经计算取 xx，kg/m——输送带沿空段运行时的阻力系数，查表取0.035( 3)曲线段运行阻力在进行张力计算时，滚筒处阻力计算如下：绕出改向滚筒的输送带张力为式中： S1— —绕出改向滚筒的输出带张力，NSy— —绕入 改 向 滚 筒 的 输送带张力，NTOC\o"1-5"\h\zk— —张力 增 大 系 数 ，传动滚筒处阻力为：WC=(0.03〜0.05) (