【《李家壕煤矿综采工作面设备选型探析案例》5600字】

李家壕煤矿综采工作面设备选型分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u19816李家壕煤矿综采工作面设备选型分析案例 1189361.1采煤机的选型 2325021.1.1采煤机选型的原则 2308801.1.2滚筒直径 3142421.1.3滚筒的截深 3217031.1.4滚筒的转速 351931.1.5滚筒的截割速度 3247391.1.6采煤机的牵引速度 3112391.1.7采煤机的牵引力 316231.1.8采煤机的生产率 368521.1.9采煤机功率 4104821.1.10确定采煤机型号 5143261.2刮板机输送的选型 7190571.2.1初选刮板输送机 7204421.2.2运输能力的计算 8222151.2.3运行阻力的运算 9213651.2.4刮板链强度的验算 10256591.3液压支架的选型 11316421.3.1液压支架的选型原则 1167311.3.2支架高度 11202361.3.3支护强度和工作阻力 1240251.3.4初撑力 13155091.3.5移架力和推溜力 1316111.3.6确定液压支架型号 1385751.3.7支架布置台数 14274711.3.8工作面移架速度 14282321.4三机配套 15276661.4.1生产能力配套 1599261.4.2性能配套 15168641.4.3几何关系配套 1563021.4.4寿命配套 16161781.5乳化液泵站的选型 1687691.5.1乳化液泵站 16120641.5.2乳化液 18304791.6桥式转载机的选型 18249761.6.1桥式转载机的选型原则 18290071.6.2转载机确定 18209261.7破碎机的选型 19187121.7.1破碎机的确定 195221.8胶带输送机 20326131.8.1胶带输送机的选型 20161771.8.2输送能力与胶带宽度 2117681.8.3运行阻力的计算 22200611.8.4胶带悬垂度验算 24164771.8.5胶带强度验算 24257801.8.6牵引力与功率计算 25采煤机的选型采煤机选型的原则基本功能：足够的割煤、装煤能力；能调整高度；割煤的煤块度大；割煤时产生的煤尘比较少；可以自开缺口等。适应性：可以适应煤层的煤质、煤层的厚度、倾角及顶板的要求。性能：采煤机的性能应满足工作面设计要求。安全和劳动保护：采煤机须有内外喷雾系统，可以降低粉尘；机器应有完善的保护装置；电气设备须防爆。可靠性的经济性：采煤机是机械化采煤的关键设备，因此采煤机必须有良好的可靠性和经济性。滚筒直径滚筒直径D应该稍微大于最大采高的一半，即（2.1）式中：为最大采高，即D>2.0m,结合采煤机系列化标准，初步确定采煤机滚筒直径为2.3m。滚筒的截深滚筒一次切入煤壁内的深被称为截深。本设计采用0.8m。滚筒的转速一般认为滚筒转速为30～50r/min较适宜，本设计采用35r/min。滚筒的截割速度截齿齿尖所在的切线速度被称为截割速度。截割速度可用下式计算，即（2.2）式中vj——截割速度，m/min;D——滚筒直径，m;n——滚筒转速，r/min。则故本设计的滚筒的截割速度为4.21m/s，且符合要求。采煤机的牵引速度截煤时的运行速度被称为牵引速度。本设计中采煤机的最大牵引速度为8m/min。采煤机的牵引力牵引力是由外载荷决定的。本设计中采煤机的最大牵引力为800kN。采煤机的生产率理论生产率，也就是最大生产率，是指在稳定工况和最大参数条件下工作的生产率。理论生产率的计算公式为下式，即ρ（2.3）式中Qt——理论生产率，t/h;H——工作面平均采高，m;B——截深，m;——截煤时最大牵引速度，m/min;——煤的实体密度，则Qt=60×4×0.8×8×1.3=1997t/h实际平均生产率可按下式计算，即（2.4）式中：——辅助时间折算系数，一般取0.5～0.7;——停车时间折算系数，一般取0.6～0.65。则Q=0.6×0.6×1123=404t/h采煤机功率1、采煤机的装机功率采煤机的装机功率可由下式计算，即（2.5）式中B——截深，m;H——采高，m;vq——牵引速度，m/min;Hw——采煤单位能耗，MJ／ｍ３。见表2.1，本设计取3表2.1各种工作机构的采煤单位能耗工作机构型式采煤单位能耗适用截割阻抗螺旋滚筒1.1~4.480~360鼓形滚筒1.5~3.0≤250立滚筒2.0~3.3150~290刨煤机2.5~4.380~240钻削式1.3~2.4150~290链式12~1880~360则2、采煤机的截割功率 3、采煤机的牵引和辅助功率采煤机牵引功率为辅助装置功率为确定采煤机型号通过采高，滚筒的半径，截深，生产率，电机功率，牵引速度，牵引力初步选择采煤机型号为MG700/1660-WD。详细参数见表2.2图2.1MG700/1660-WD型采煤机表2.2MG700/1660-WD型采煤机参数采煤机型号MG700/1660-WD采高/m2.3~4.6（Φ2.25滚筒）截深/m0.865适应倾角/（°）≤12滚筒直径/m2.25，2.5滚筒转速/（）29.7，33.7，38.1摇臂长度/mm2822摇臂摆动中心距/mm8636牵引力/kN938/532，809/460行走速度/（）0~12.5/22，0~14.5/25.5牵引形式电牵引（交）无链销轨链轨机面高度/mm1691最小卧底量/mm470灭尘方式内外喷雾装机功率/kW电压/V3300电流/A364A设计生产能力/（）2000主机质量/t90配套输送机SGZ1000/1400；SGZ1000/10501、采煤机的喷雾供水装置（2.6）式中：——耗水的量，L/min；——采煤机实际生产能力，t/min；q——单位耗水量，L/t。（2.7）式中：Q——采煤机的割煤能力，t/h；——理论连续工作的系数，一般取0.5~0.7；——实际工作系数，一般取0.6~0.65。求得：不同煤层条件下的单位耗水量见表2.3表2.3不同煤层条件下的单位耗水量采用喷雾的煤层条件单位耗水量q（L/t）无烟煤20~25层厚＜0.7m15~20烟煤层厚0.7~1.5m20~40层厚＞1.5m30~40求得：通过耗水量来选择喷雾泵。选择BPW-250/5.5喷雾泵。刮板机输送的选型初选刮板输送机初选为SGZ-1000/1400刮板输送机。图2.2SGZ-1000/1400型刮板输送机表2.4主要技术特征标准长度/m250中部槽规格/mm1500×1000×345输送能力/（t/h）2500刮板链形式中双链装机功率/2×700圆环链规格/mm刮板链速/（m/s）1.25~1.3圆环链强度/kN2220电机功率/kW2×700电压/V3300运输能力的计算刮板输送机的运输能力为（2.8）式中Q——输送机运输能力，t/h。则2500=3.6×q×1.3q=534kg/m且（2.9）（2.10）式中F——溜槽装煤最大截面积，m2；a——中部槽宽度，m；b——中部槽高度，m；α——煤的堆积角，一般取20~30°，本设计取25°ρ——煤的松散密度，计算时一般取1t/m3；φ——装满系数，本设计取0.8。则Q=3600×0.139×1×0.8×1.3=520.42t/h运行阻力的运算1、直线段运行阻力直线段运行阻力分别包括：a货载及刮板链在中部槽中移动的阻力；b倾斜运输时，货载及刮板链的自重分力。直线段运行阻力又分为重载段阻力和空载段阻力两部分，如下图所示。图2.3刮板输送机运行阻力计算图（2.11）（2.12）式中Wzh——重载段阻力，N；Wk——空载段阻力，N；——刮板链单位长度质量，kg/m；L——刮板输送机实际铺设长度，m；——货载、刮板链与中部槽间的阻力系数；则Wzh=9.8（367×0.6+90×0.3）200×0.998-9.8×458×240×0.052=436762NWk=9.8×240×90（0.3×0.998-0.052）=43641N2、曲线段运行阻力曲线段运行阻力主要包括：a、链绕两端链轮时链条弯曲附加阻力及轴承阻力；b、链条与链轮轮齿之间摩擦阻力；c、可弯曲刮板机在机身弯曲时附加阻力。3、总阻力（2.13）式中——刮板机的总阻力，N；——附加阻力系数，=1.1。则W0=1.1×1.1×（436762+43641）=581323N总阻力即为主动链轮的牵引力。3、电动机功率的计算（1）对于定点装煤的刮板输送机（2.14）式中P——电动机的轴功率，kW；——运输机的总牵引力，N；v——刮板链牵引速度，m/s；——传动装置的效率。则刮板链强度的验算图2.4传动装置的布置方式图（1）判断最小张力点因为所以F3=Fmin。(2)各点张力计算F3=Fmin=2×3000=6000NF4=F3+Wzh=6000+436762=442762NF1=F4-W0/2=442762-290662=152100N最大张力点张力F4=Fmax=442762N刮板链强度验算（2.15）式中：——刮板链抗拉强度安全系数；n——链条数，单链n=1，双链n=2；——不均匀系数，取0.85；——1条链的破断力，N；——实际承受的最大张力值。所以选用型刮板机，在工作面长度240m的情况下，输送能力，电动机功率和刮板输送机强度均满足要求。液压支架的选型液压支架的选型原则液压支护强度应与工作面矿压相互适应；液压支架结构应与煤层赋存条件相互适应；液压支架的支护断面应该与通风要求相互适应；液压支架应该与采煤机、刮板输送机等设备相互匹配。支架高度支架最高结构高度为（2.16）支架最小结构高度为式中：Hmax、Hmin——煤层最大、最小采高，mm；——伪顶冒落最大厚度，本设计取300mm；——本设计取300mm。支架的伸缩比，即Ks=Hmax/Hmin（2.17）支护强度和工作阻力按一下经验公式计算，即（2.18）式中——作用于支架上的顶板岩石厚度系数，本设计取8。M——采高，m；——岩石密度，一般取2.5×103kg/m3。则支架支撑顶板的有效工作阻力为（2.19）（2.20）式中F——支架支护面积，；L——支架顶梁长度，m；取3.2mC——梁端距，m；取0.25m。A——支架中心距，m；则Q=0.8×3.45×1.5×103=4140kN支架立柱的总工作阻力P总为（2.21）式中η——支撑掩护式支架取η=80％左右。则初撑力对不稳定和中等稳定的顶板，为了维护机道上方的顶板，应取较高的初撑力，约为工作阻力的80%；则初撑力为3312×80%=2650kN移架力和推溜力本设计移架力取200kN，推溜力取150kN。确定液压支架型号本设计确定选型支撑掩护式液压支架。表2.5主要技术特征支架型式：四柱直接撑顶支架工作阻力：5800kN支架高度：2200~4300mm支架支护强度：0.84MPa支架宽度：1400~1600mm支架中心距：1500mm支架初撑力：5236kN图2.5ZZ5800/22/43型支撑掩护式液压支架支架布置台数（2.22）式中：n——支架布置台数；L——工作面长度，m；A——一台支架支护宽度，m,通常为1.5m。则

工作面移架速度（2.23）式中：——移架速度，m/mim；——不平衡系数，一般取1.17~1.22——采煤机牵引速度。则三机配套为了实现工作面最大的生产能力和安全，采煤机、刮板输送机和液压支架必须在性能参数、结构参数、工作面空间尺寸和形式等方面相互匹配协调，互联部件的强度和尺寸，以确保其适用性。此外，还应根据工作面的生产条件对综采工作面的辅助设备进行选配。生产能力配套采煤机的实际生产力（404t/h）<刮板运输机的实际生产力（520.42t/h）采煤机的牵引速度（4.21m/min）<工作面移架的速度（5.05m/min)性能配套1、采煤机底托架与输送机槽相互匹配。2、采煤机的摇臂与输送机的机头机尾和自开切口相互匹配。3、液压支架的性能与采煤机的牵引速度相互匹配。几何关系配套横断面配套尺寸如图2.6所示。无立柱宽度为：式中：——截深，mm；——煤壁与j之间所留间隙，一般=100～200mm；——支架前柱与输送机电缆槽之间的间隙，一般≥200～400mm；——压液支架前柱倾斜时的水平投影值，mm；——输送机宽度，mm，；——铲煤板宽度，一般，一150～240mm；——输送机中槽宽度，mm，由输送机型号确定；——电缆槽和导向槽的宽度，一般=360mm。图2.6综采工作面设备配套横断面图支架前柱到梁端的顶梁悬臂长度L为：式中：——梁端到煤壁的距离。支架最小高度H为：式中：A——采煤机机身高度，输送机高度和采煤机底托架高度h之和；C——机身上部空间的高度，mm；T——支架顶梁高度，mm。寿命配套寿命匹配是指工作面内各设备的检修周期应接近。高产量和高效率要求各种设备，特别是主要设备必须处于良好的运行状态。如果在工作面生产过程中，更换设备进行大修或“带病”作业，必然会影响高产高效的实现，也会对设备造成损坏。乳化液泵站的选型本设计初选XRB2B型乳化液泵站。乳化液泵站表2.6主要技术特征额定工作压力/MPa34.3额定工作流量/L·min-180柱塞直径/mm32曲轴转速/r·min-1517工作介质乳化液电动机功率/kW75质量/kg1090图2.7XRB2B型乳化液泵站1、泵站工作压力（2.24）式中：——泵站工作压力，MPa；Pm——据立柱初撑力和千斤顶所推算出的最大压力，MPa；——压力损失的系数，可取1.1~1.2，本设计取1.1。则pb≥16.7×1.1=18.3734.3MPa>18.37MPa，符合。2、泵站流量（2.25）式中：——乳化液泵站的流量；——全部立柱和千斤顶同时动作的流量，L；——采煤机最大工作牵引速度，m/min；——支架中心距，m；——管路漏损系数，=1.1~1.3，本设计取1.1。则Qb≥1.1×(12.67)×5.3=73.980>73.9,符合。乳化液液压支架用乳化液作为工作介质，它是由水和乳化油按不同比例制成的乳白色液体，水包油型乳化液：乳化油含量为3～5％。桥式转载机的选型桥式转载机的选型原则1、转载机输送能力大于刮板机，为此多采用增大溜槽断面、增大链速或缩短刮板间距等措施。2、转载机传动装置均匀分布在机头、应根据运量和运距较大时，可选用双电机传动。其传动装置应尽量与工作面刮板输送机相同，以便使用。3、转载机机尾部与输送机的连接处要相互配套。4、转载机的机头安装在行走小车上，行走小车的结构及轨距应与可伸缩胶带输送机机尾部相互匹配。5、转载机桥体要与可伸缩胶带机机尾受煤部的重叠长度相互匹配。6、转载机的零件应该和刮板机工用，以方便备件供应和保养。转载机确定本设计选用的是SZZ800/315型转载机。表2.8主要技术特征设计长度50m（不包括破碎机长度）输送量2000t/h刮板链速1.54m/s爬坡角度10°电动机型号YBSD-315/160-4/8Y功率315kW额定电压1140V转速1480/740/r/min减速器型式圆锥/行星传动传动比1：24.225刮板链型式中双链圆环链规格34*126-C刮板链中心距200mm图2.9SZZ800/315型转载机破碎机的选型破碎机的确定根据转载机的输送能力为2000t/h，选择相配套的PLM2000轮式破碎机。表2.9破碎机的具体参数名称参数单位型式轮式破碎能力2000t/h最大入口粒度1000×900mm出口粒度210~300mm传动形式电动机+液力耦合器+减速器破碎轴转419r/min锤头数8破碎刀齿齿顶圆线速22.8m/s破碎槽内宽800mm灭尘形式外喷雾尺寸（长×宽×高）3850×2673×1613mm电动机功率160KW电动机转速1475r/min额定电压1140V喷雾水压＜6MPa图2.10PLM2000轮式破碎机胶带输送机胶带输送机的选型初步选用DSJ140/250/3×400型可伸缩胶带输送机，表2.10主要参数输送量/（t/h）2500带速/（m/s）3.15储带长度/m100围包角/°450~454带宽/mm1200最大输送长度/m2000主电动机功率/kW3×400图2.11DSJ140/250/3×400型可伸缩胶带输送机输送能力与胶带宽度1.输送能力（2.26）式中：——带式输送机输送能力，t/hKm——货载断面系数，取Km=300B——带宽，mV——带式输送机运行速度，m/sρ′——煤的松散密度，1.3/m³C——输送机倾角系数，取1>Q刮符合要求。2.胶带宽度假如给定的使用地点的设计运输生产率为A，则令Q=A，则满足设计运输生产率要求的最小输送带宽度为1.2m>0.64m,符合要求。对于未过筛的松散货载B≥2amax+200mm对于经过筛分后的松散货载B≥3.3ap+200mm式中————货载最大块度的横向尺寸，取500mm；——货载平均块度的横向尺寸，取300mm。则1200≥2×500+2001200≥3.3×300+200经验算，带宽符合要求。运行阻力的计算直线段运行阻力式中：——折算到每米长度上的上托辊转动部分的质量，kg/m——折算到每米长度下托辊转动部分的质量，kg/m——分别为每组上托辊转动部分质量，kg——分别为每组下托辊转动部分质量，kg——上托辊间距，取1.5m——下托辊间距，