【《某矿井采煤机选型分析案例》7100字（论文）】

某矿井采煤机选型分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u100651.1井田位置 2268091.2煤矿交通 4114361.3煤矿水文地质 4254131.4煤层情况 5100671.5煤质情况 556421.6设计能力及服务年限 64951.7盘区布置 671901.8资源储量 7251681.9地形地貌及地表水系 717971.10井田开拓 8210971.11气象及地震情况 893791.12主要自然灾害 911765第二章工作面设备选型原则 10313452.1采煤机选型原则 10251732.2刮板输送机选型原则 10282992.3液压支架的选型原则 11149672.4顺槽运输设备选型原则 1142212.5其他设备选型原则 1132442第三章采煤机选型 13189563.1采高 13125863.2采煤机滚筒直径的选择 13161283.3截深 13124413.4滚筒转速 1372753.5截割速度 1485283.6采煤机割煤时的牵引速度和生产率 14233013.7总装机功率 16123953.8采煤机牵引力 16219103.9选取采煤机 16120783.10采煤机技术参数校核 17第一章巴彦高勒矿井概述井田位置根据呼吉尔特矿区2008年2月批准的矿区总体规划，巴彦高勒井田位于矿区南部，井田范围由6各拐点坐标圈定，面积65.2734km2，本井田与周边矿井关系示意图见图1.1。井田境界拐点坐标见表1.1。巴彦高勒井田位于东胜~神府煤田的东南部,由于主要的可采用煤层比较深,井田内及其周边地区至今尚无生产出大型矿井和中小型煤矿。表1.1拐点坐标点号XY14295278.75236614410.01524295278.75236625051.24334294147.12036625095.73044291524.00036622401.4205428758306064287486.67036614522.350井田与周边矿井关系示意图1.1图1.1煤矿交通煤矿交通位置状况见图1.2。图1.2煤矿水文地质根据《内蒙古呼吉尔特矿区巴彦高勒矿井水文地质补充勘探报告》(2012年11月),井田煤矿水文地质补充勘探状况类型分析可以将其大体划分三类为第一～二类第二型采用裂隙型补充水的井田水文地质勘探状况观测条件中等。预计每年矿井正常平均涌水量797m3/h,最大平均涌水量1196m3/h,根据《煤矿防治水规定》(2009年),矿井的主要水文地质资源类型情况应该较为复杂。故本项目工程设计以提高矿井的自然水文地质探测性能为复杂的基础设防。井田岩的煤层顶部和地下基础层的底板层对岩石的冲击强度相对较低,多为柔弱~半坚硬的砂质岩石。工程调查地质根据调查矿井类型主要分别为第三类第二型第三层状型页岩类和该工程调查地质根据调查矿井条件分别为中等地质类;该调查矿井主要隶属于大型瓦斯煤层矿井;有的煤尘煤层存在发生爆炸的直接危险性;其中的瓦斯煤层主要是容易爆炸发生起火自燃的劣质煤层;没有对土壤地热的直接危害。煤层情况煤层倾角本次发掘井田地层位于现今中国鄂尔多斯高原之东南部,井田的地层构造走向形态基本上按其总体趋势是地层作为一向沿着北西东南方向快速倾斜的典型单斜地层构造,倾向300～320°,地层平均方向倾角1～3°,地层内的生产利用状况沿其结构走向及地层倾向均可能存在一定的幅度变化,但是这个变化趋势总体变化不大。沿着火山路线的南北走向都是呈现纵宽缓慢的波状方向发展,区内没有一次发现明显的火山断裂或者主要是褶皱状的结构,也没有明显的火山岩浆石溢流侵入,地质调查结构简易。煤层厚度井田范围内所包含的煤层为侏罗系中的传统延安组,包括2、3、4、5四个煤组,含有少量的煤8～23层,其中矿山全区或大多数可以开采的煤层4层(矿山编号分别为3-1、4-1、4-2中、5-1),局部可以开采煤层4层(矿山编号分别为2-1、2-2中、4-2上、5-2上),可以开采区零星分布的不可以开采煤层2层(4-1下、4-2下),其余的煤层都是无法开采。主要开采煤层3-1煤可采厚度3.2～6.21m，平均5.9m，该煤层的厚度稳定,厚度和温差变化小,其资源量约占总自然资源量的42.35%。煤质情况井田内的煤质主要为低至高~中等浓度水分,特低灰、少量黑色石油和其他低灰、特少量氧化硫和高~中等浓硫,特低磷和高~小量黑色石油和其他低磷、高、特热值的非常强粘性焰型煤、长焰燃烧型煤及其他弱黏性焰型煤,是良好的民用及工业动力综合利用能源煤。设计能力及服务年限矿井的日常工作日和时间日常管理制度:按照要求设计的每个矿井每人年平均每个工作日330d,每天4班按时进行日常作业,其中3班按时进行日常生产,1班按时进行日常检修。每日的净质量提高工作时间一般控制在16h。本项目矿井自然资源丰富,外部建设环境条件优良、煤质保证严格、用户安全稳定,开采工艺和技术条件优越,开拓工艺系统简便,经济效益好,适于各种类型的矿井建设。矿井的设计生产能力标准确定值为4.2mt/a。矿井井型设计的平均可采储量556.43mt,其中一个最大水平(3-1煤以上)364.33mt,储量中的备用寿命系数大约取1.4,则4.2mt/a井型的电力供电系统服务器的使用寿命年限大约为101a,其中一个最低水平53.0a。扣除已经开始回采的11个矿井开采区生产资源的存储量19.44mt/a(3.5a),矿井当期剩余生产服务资源使用量的年限可以设定为97.5a。盘区布置矿井在井上搬运和井下移交煤炭生产时平均需要分别井下布置1个搬运盘区,即13盘区,井下分别需要布置1个3-1煤炭生产工作水平面,达到4.2mt/a的矿井设计生产能力。首采区域13盘区东西宽2.95km，南北长5.18km，面积约为11.3km2。根据各煤层的相对间距和资源数量,矿井划分3个水平,每个煤层按水平分盘区域共布置6组主要大巷,各一组水平大巷沿着所有采用的煤层方向布置，三条大巷间距50m。根据煤矿瓦斯、通风及道路交通运输等行业技术性能要求,经过综合地测量分析并设计充分考虑每个矿井在巷道工程施工期间的现场和实际工作状态,每个矿井工作面均线上应分别布置两条交通巷道,回风巷一条;散装货物巷和搬运巷道各一条。根据国内外厚层岩煤层综合开采管理技术的研究发展和国际应用趋势现状,结合目前我国井田煤层开采的主要技术基础条件,设计3-1煤层应采用双向长壁煤层综合开采机械化一次采全高大采高落的采煤管理方法,全高大冒采高落煤方法采煤进行人工管理煤层顶板,工作面落法进行管理后退式煤层回采。本矿的首采工作面长度约为300m,推进时的方向长度约2500左右。初期建成的投产地段平均涂料厚度约为5.9m,设计时采用一次性开采全高综采,最大开采高度为6.2m,最小3.2m。资源储量总资源储量（331+332+333+334）共计1040.22Mt。矿井工程设计计算中的地质资源/矿物储量损失是在泛指为了计算使使用矿井的长期工业地质资源/矿物储量损失减去按照矿井设计计算方法所需要计算生产出的自然断层地质煤柱、防水地质煤柱、井田中的境界地质煤柱、地面上的建(构)物。矿井工程设计的实际可持续采用煤矿资源/煤炭储量值在减去各种煤矿工业生产场地和煤矿环形工程安装施工车间采用煤柱与主要采矿井巷采用煤柱之间的采用煤炭储量后,乘以煤矿开采重点区域的资源回收率即可作为整个矿井工程设计的实际可持续采用资源储量。工业用生产场地及厂房环形煤柱安装场地厂房专用煤柱的基本计算敷设方法主要是根据场地岩层沿着位置方向移动的基岩角度方向进行公式计算基本留设,参考了与东胜铁矿煤田其它岗位相邻的工业生产场地厂房和煤矿井,岩层沿着位置方向移动的基岩角度可用公式表示为:其中基岩45°,基岩角度δ=65°。采区煤层回采率厚中薄煤层一般平均取75%,中厚中薄煤层一般平均取80%,薄中厚煤层按85%比例进行计,经综合测量分析该采区矿井煤层设计最大煤层可采储量一般为582.34mt。地形地貌及地表水系井田位于鄂尔多斯高原之东南部，区域性地表分水岭“东胜梁”的南侧，为毛乌素沙漠的东北边缘地带。井田北部地区自然属于青藏高原半温带沙漠性的自然地貌变化特点,大部分井田地区都已经是被第四断层系统的风暴沉积沙丘断层所完整覆盖,多数是呈类似新月形或类似波浪状的小沙丘,没有任何变质基岩的山体出现。区内所有森林动物植被品种数量相对较少,属半封闭荒漠性森林地区。井田内部并没有无常年的大量地表性降水径流。雨水大部分时候是通过地下风沙或积沙直接将水渗透到地下。井田开拓本井田主采煤层3-1煤的赋存深度为628～783m，若采用斜井开拓，主、副斜井提升长度达到1600m左右，已到国内斜井提升设备的极限。根据地质报告，井田内第四系厚度为74～154m，浅部全新统含6m左右的流砂层，斜井施工极为困难，工期也较长。另外，根据临近矿井的施工经验，本矿井筒施工需采用全深冻结，采用斜井开拓明显不合适，因此设计推荐采用立井开拓方式。

井下的主要运输机组均采用胶带式输送电动机,辅助运输则采用不同的轨道胶轮机。气象及地震情况据内蒙古自治区鄂尔多斯乌审旗地区气象站根据历年气温数据分析统计:当地平均最高地区气温+36.6℃,最低气温的年平均值分别为-27.9℃;年各月平均当地降水量密布分别为194.7~531.6mm,平均当地降水量分别为396.0mm,且多部分集中于7、8、9三个降水月内;年平均当地蒸发降雨量分别为2297.4~2833.7mm,平均当地下降降雨量分别为2534.2mm,年平均当地蒸发降雨量约等于占年平均降水雨量总和的5~12倍。井田内部有季风多雨但云雾少,最大地区持续最高风速平均可达24m/s,一般地区持续最高风速2.6~5.2m/s,最大最小冻土沉积深度沙尘为1.71m,最大最小冻土深度沙尘和风暴日为50d/a。据2011年中国对特大地震烈度活动峰峰测值烈度区划图,井田水库所处地震区域的特大地震测量活动烈度峰值地震加速度大约为0.05g,地震烈度活动峰值烈度预测等级峰值为中或相当于特大地震活动强度的其他地方为地震烈度,属于弱弱地震区域的预测峰值范围,历史上亦未多次发生任何造成破坏性的特大地震。主要自然灾害矿区的主要天气和自然灾害是沙尘暴和冰冻的天气。夏季降雨集中,雨量大时低洼处易形成水涝,雨量小时易造成干旱。矿井工业用场地、风井施工场地、矿井安装车站、风井公路等工程用场地及周边无任何洪水、泥石流、滑坡、岩崩及其他工程地质灾害,因此各个建设项目所遭遇的地质灾害发生的概率较低,危害严重程度较低,而且发生的危险性较小。工作面设备选型原则采煤机选型原则采煤机的选型位置应该是否能够满足采煤机对割掘高度的要求以及割掘能力是否符合生产技术要求,采煤机的生产能力也不得低于采煤机的工作平面理论生产能力。凭借已知的和计算出来的采高,滚筒的直径、截深、生产率、发动机功率、牵引力及其牵引运行速度等来确定初选采煤机,.然后和我们初选的支护装置一起,尽可能地与表中所要求提供的成套装置吻含,以有效地节约费用,并通过配套的设备列表来选择输送机。采煤机的初选作出决定后,通过相关的产品说明书等其他有关信息可以获取采煤机的高度、质量、电机、滚筒直径、牵引力、牵速度、电机等参数。并且以此为单位列出了初选的采煤机的主要技术参数。要使整机性能优良，能够安全高效的工作，有健全的保护机制，以达到采煤机长期使用和减少维修工作的目的。刮板输送机选型原则刮板输送机主要是利用刮板链条进行物料输送的一种设备，刮板输送机选型主要可以参考以下几个方面：刮板式输送机可以是水平或者倾斜式输送机的粉状、细胞形及小型块态的物料,对于各种类型的输送物料,对于刮板输送机选型有很多影响,如输送高温性质的物料可以选择耐热型材质,即耐高温型刮板输送机。通过对刮板输送机的输送量进行分析,它们可以决定一个刮板机槽的宽度及其刮板链条的运行速度,进而决定链条的型号及其链轮的直径,根据链速及其链轮的直径,它们就可以精确地计算得出一个刮板头轮的运行转速,在相同的输送量下,选择略大一些的机型就可以使得链速有所降低,从而延长了它们的使用寿命。液压支架的选型原则支架的初始承撑力和支架工作时的阻力量级需要非常适合直接控制顶和顶或老顶底板岩层地带位移时所可能产生的位移压力,把对于空顶岩层地带的顶和老底板岩层位移压力量级的控制设定在了最低压的限度。支架的支护结构特征形式及其作用支护结构特征最重要的是能够充分适应直接支架顶下部变质岩层的发生悬浮破裂冒泡掉落等气候特征,尤其要的是此时要充分能够注意看到当直接顶板上部处于垂直无缝或立柱状的空间环境中的悬浮破裂掉落状态时,要尽可能地尽量保持此处的直接支架上部结构完整。支架的基板底座位置需要由于能够有效适应压在基础上的整块底板而被岩石压并具有较高的土地耐压性和强度,以此也便于有效防止撑撑支架的基板底座被岩石压在无人支撑到底的基础上,影响撑撑支架的横向位移。支架的大小支撑高度大小需要与支架工作在地面的原煤采高相匹配适应,一般使用情况下我们要求支架当原煤采高大时不会产生遗弃大的煤,当要求采低度高小时需要保证煤的支架不容易受到外力压死。当支架煤层滑动倾角较大时,支架上部位应及时设置煤层防倒、免滑动等装置。支架的梁端距应为350mm左右。顺槽运输设备选型原则顺槽搬运装置由桥式旋翼转载机、破碎器、可以伸缩的胶带输送电动机等部分构成。所以选用这些装置是为了确保在工作面上进行采煤的生产率和排放煤炭的生产率提供有效的运输。转载机在输送电能方面的要求不得比采煤机具有较低的输送电能。破碎机在破碎物料输送过程中具有一定的破碎能力，但是必须使用块度大或者不符合要求的煤、岩。可伸缩式胶带输送机在运动时的速度不应该小于旋转式传动机。其他设备选型原则乳化液液压泵站的整体选型系统需要能够结合最大公称空气液压撑撑支架的实际应用情况来对其本身进行系统选型,乳化液液压泵站的最大公称空气压力和最大公称液压流量都要求能够为其本身提供一个公称液压撑撑支架以便使其符合正常工作运行设备工作的最大初始支撑力量和要求,移动机械变电站选型可以通过对类型工作台平面各种移动机械设备的最大功率,功率成本因数等相关参数可以进行应用计算机的方式分析来对其进行系统选型,移动机械变电所的最大输入输出电压参数及其输出容量参数可以充分满足各种类型工作面各种移动机械设备正常工作运行与设备生产的最大需求和要求。采煤机选型采高最大采高6.2m最小采高3.2m平均采高5.9m采煤机滚筒直径的选择双滚筒式采煤机中的滚筒长度通常是不超过最大开采高度的一半。如今双滚筒式采煤发动机的滚筒直径已经完成了标准化,因而在滚筒直径的初始选择上寻到了与标准直径相差很大的型号。 (3.1)式中：D采煤机滚筒直径，m；采煤机最大采高，m。根据计算，设计取3.2m。截深采煤机切割的各种机构(例如滚筒)每次切割后以b为截深度,取代采煤机切割后的深度。它直接决定了工作台面每一次推动时间的高低,是影响采煤机装机能力和生产效果的主要因素,也是保证支护装置配套运行的一个非常重要的参数。滚筒转速如今我们日常使用的电机是双滚筒式微型采煤机,各种不同的电机类型也让人可以自由地自行选择多种滚筒式的电机转速。现在大型采煤机的最高转速已经逐渐达到了一个普遍的技术共识,大型小直径齿轮滚筒同样应该分别选择低档和高转速,小型大直径齿轮滚筒同样应该分别选择高档和低转速。通常选择滚筒转速为30~50r/min最合适。取滚筒转速为30r/min。截割速度 (3.2)采煤机截割速度，m/s；选定的滚筒直径，m，取D=3.2m；选定的滚筒转速，r/min，取n=30r/min。采煤机最小设计生产率 (3.3)式中：工作面日产量，t；年生产天数，d，取=330d；年生产量，t/a。求得: t/d 采煤机最小设计生产率： (3.4) 式中：采煤机最小设计生产能力，t/h；采煤工作面的日产量，12727.27t；采煤机有效开动率,取g=0.888。求得：t/h采煤机割煤时的牵引速度和生产率因为滚筒截煤水平，输送机运煤能力，液压支架推移速度等方面的影响。选择采煤机的牵引速度，通过分析以下几个部分内容，全面考虑。1）根据采煤机最小设计生产率确定牵引速度V1 (3.5)式中：采煤机牵引速度，m/s；Qmin采煤机最小设计生产能力，t/h，取Qmin=796.25t/h；H采煤机平均采高，m，取H=5.9m；B采煤机截深，m，取B=0.6m；煤的容重，t/m3，取=1.35t/m3。求得：m/s2）按照截齿最大切削厚度确定牵引速度V2可用下式求出。 (3.6)式中：截齿最大切削厚度决定的牵引速度,m/min；hmax截齿最大切削厚度，mm，取70mm；m截齿数，一般取2。m/min3）按照液压支架的推移速度决定牵引速度V3在截割过程中的牵引转矩v需要结合上述三个方面的情况进行全面的考虑之后才能确定。最大的值应不是小于v1,可不应该是大于v2,要与v3搭配,让一台采煤机不但可以很好地完成工业生产的要求,也能减少对齿座或者是叶片的进行切削,还能够保障采煤机的安全运行。通过全面分析，采煤机的牵引速度取V＝4m/min。采煤机的生产能力Q为 (3.7)式中参数含义同上。t/h总装机功率 (3.8)式中：Hmax——工作面最大采高，m；B——截深，m;V——最大割煤牵引速度，m/min；Hw——能耗系数，在1.1到4.4之间。采煤机牵引力由于采煤机的运行工况和环境的变化较大,故对采煤机的牵引力进行精确地计算有很大的困难,也无必要。因此初选采煤机牵引力为600KN。选取采煤机通过采高，滚筒直径，截深，生产率，电机功率，及牵引速度，牵引力选采煤机型号为MG900/2210-WD型双滚筒交流电牵引采煤机。其技术参数见表3.1表3.1项目MG900/2210-WD采高(mm)3000~6300倾角≤15°≤8°机面高度(mm)2565滚筒直径(mm)Φ3000截深(mm)8651000卧底量(mm)450摇臂摆动中心距(mm)8550摇臂长度(mm)3000摇臂摆角上摆角49.9°下摆角25.6°滚筒转速r/min24.428.130.2牵引力(kN)1000~500牵引速度0~11.5~23m/min(0~50~100Hz)调速和牵引方式交流变频调速，齿轮销轨式无链牵引装机功率(KW)900×2＋100(150)×2＋150＋40对接面联接方式4-M85液压螺栓联接Φ供电电压(V)3300机器重量(T)135采煤机技术参数校核1)采煤机最大采高校核 (3.9)式中：采煤机最大采高，m；A机面高度，m，取A=2.56m；H采煤机截割部电动机高度，m，H