東大煤礦12301綜采工作面設(shè)備選型
東大煤礦12301綜采工作面設(shè)備選型
滕州市東大礦業(yè)有限責(zé)任公司
東大煤礦
二零零九年十二月
目 錄
第一章 緒論···················································2
第一節(jié) 綜采工作面機(jī)械·······································2
第二節(jié) 綜采工作面參數(shù)·······································2
第二章 滾筒采煤機(jī)的選型···································2
第一節(jié) 對采煤機(jī)械的基本要求································2
第二節(jié) 采煤機(jī)的選擇原則·······························2
第三節(jié) 設(shè)計(jì)選用采煤機(jī)參數(shù)··································3
第四節(jié) 采煤機(jī)生產(chǎn)率的計(jì)算··································4
第五節(jié) 滾筒直徑與截深·······································4
第三章 支護(hù)設(shè)備的選型······································5
第一節(jié) 支護(hù)設(shè)備的用途和種類···························5
第二節(jié) 選型原則··············································5
第三節(jié) 支架選擇內(nèi)容·········································6
第四節(jié) 綜采工作面適用支架··································6
第四章 輸送設(shè)備的配套選型································7
第一節(jié) 刮板輸送機(jī)的選擇···································7
第二節(jié) 轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇········································7
第三節(jié) 可伸縮膠帶輸送機(jī)的選擇····························8
第一章 緒論
第一節(jié) 綜采工作面機(jī)械
綜采工作面配套設(shè)備由采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、刮板輸送機(jī)等設(shè)備組成，綜采工作面設(shè)備配套的目的,首先在于總體配套是單機(jī)設(shè)計(jì)的依據(jù),要解決成套設(shè)備各單機(jī)間的能力相互匹配和空間幾何關(guān)系的配套;其次在于使成套設(shè)備性能與采煤工藝間相互適應(yīng)。因而總體配套又是采區(qū)設(shè)計(jì)和采煤工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)。
采煤工作面中，采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)和支護(hù)設(shè)備(液壓支架)等組成一個(gè)采煤機(jī)的有機(jī)整體來實(shí)現(xiàn)采煤工藝工序，他們在工作能力和結(jié)構(gòu)尺寸的配套關(guān)系，直接影響采煤工藝的順利實(shí)施和設(shè)備能力的充分發(fā)揮。因此，為了正確的選擇采煤機(jī)組各種設(shè)備的形式，不僅要看它們各自能否滿足采煤工藝的要求，同時(shí)也要注意它們之間的配套性能。
第二節(jié) 綜采工作面參數(shù)
上工作面長：141m;傾角：00-50;煤層平均厚度：1.65m;頂板中等穩(wěn)定;截割阻抗：A=160N/m;煤的堅(jiān)硬度系數(shù)：f=1.3。下工作面長：165m;傾角：30-50;煤層平均厚度：1.65m;頂板中等穩(wěn)定;截割阻抗：A=160N/m;煤的堅(jiān)硬度系數(shù)：f=1.3。
第二章 滾筒采煤機(jī)的選型
第一節(jié) 對采煤機(jī)械的基本要求
1、對采煤機(jī)械的基本要求是高效、經(jīng)濟(jì)、安全。具體要求是：
2、采煤機(jī)械的生產(chǎn)率應(yīng)能滿足采煤工作面的產(chǎn)量要求
3、工作機(jī)構(gòu)能在所給煤層力學(xué)特性(硬度、截割阻抗)的條件下正常截割、裝煤效果好、落煤塊度大、煤塵少、能耗低。
4、能調(diào)節(jié)才高，適應(yīng)工作面煤層厚度變化;能自開缺口。
5、有足夠的牽引力和防滑、制動(dòng)裝置，能在所給煤層傾角下安全生產(chǎn);牽引速度能隨著工作面條件的變化而調(diào)節(jié)，其大小能滿足工作要求。
6、采煤機(jī)械的性能必須可靠，維持正常工作所必需的各種消耗(動(dòng)力、液壓油、防滑油、易損件等)應(yīng)較低。
第二節(jié) 采煤機(jī)的選擇原則
采煤機(jī)選型原則通常是要符合煤層賦存條件，滿足對生產(chǎn)能力的要求，以及與刮板輸送機(jī)和液壓支架的匹配要求。并結(jié)合以下四點(diǎn)依據(jù)，確定采煤機(jī)的選型：
1、根據(jù)煤層厚度選擇采煤機(jī)械
2、給出的設(shè)計(jì)參數(shù)中煤層平均厚度為1.65m，屬于薄煤層，可選用雙滾筒采煤機(jī)。
3、根據(jù)煤的力學(xué)性質(zhì)選擇采煤機(jī)械
4、煤的力學(xué)性質(zhì)主要包括煤的堅(jiān)硬度系數(shù)f、抗壓強(qiáng)度、截割阻抗A、韌性、層理和節(jié)理的發(fā)育情況、夾石含量及分布等。這些因素關(guān)系到選擇采煤機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)形式和采煤機(jī)械的功率大小。
根據(jù)煤的堅(jiān)硬度系數(shù)f和截割阻抗A，將煤分為三類：
軟煤——f≤1.5，A<180N/mm;
中硬煤——f=1.5～3.0，A=180～240N/mm;
硬煤——f≥3.0，A=240～360 N/mm。
各種煤機(jī)最適合開采軟煤，特別是脆性軟煤;韌性中硬煤應(yīng)選用中等功率的滾筒式采煤機(jī);脆性總硬煤宜選用中等功率的滑行刨煤機(jī);硬煤必須選用大功率的滾筒式采煤機(jī)。滾筒式采煤機(jī)可以截割各種硬度的煤。
設(shè)計(jì)參數(shù)中A=160N/m、f=1.3，屬于軟煤，因此，滾筒采煤機(jī)宜選用中等功率。
煤層傾角對選擇采煤機(jī)械的影響。
根據(jù)開采技術(shù)特點(diǎn)將煤層傾角分為三類：0°～25°為緩傾斜煤層;25°～45°為傾斜煤層;45°～90°為急傾斜煤層。
傾角小于12°的煤層，對機(jī)械化開采最為有利，一般不必考慮采煤機(jī)的防滑問題。因此，本次選用采煤機(jī)不用設(shè)置防滑裝置。
第三節(jié) 設(shè)計(jì)選用采煤機(jī)參數(shù)
綜上所述，可選用無錫盛達(dá)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的MG150/345-W系列雙滾筒采煤機(jī)。MG150/345-W型采煤機(jī)為液壓牽引雙滾筒采煤機(jī)，它與SGZ630/220型刮板輸送機(jī)、ZY3000/09/20型液壓支架等組成綜采設(shè)備配套，適用于高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化開采，可用與煤層厚度0.95～2.25m傾角小于35°，煤層中硬或中硬以下的煤層綜采。
MG150/345-W型液壓牽引采煤機(jī)為多電機(jī)橫向布置液壓無鏈牽引采煤機(jī)，該煤機(jī)總功率345Kw，截割功率2*150Kw，采用液壓無極調(diào)速系統(tǒng)來控制采煤機(jī)牽引速度。此煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、可靠，尺寸小，大大降低了采煤機(jī)的機(jī)身高度，適于薄煤層開采。MG150/345-W型液壓牽引采煤機(jī)技術(shù)特征見下表1：
第五節(jié) 滾筒直徑與截深
1. 滾筒直徑
綜采工作面雙滾筒采煤機(jī)一般都是一次采全高，故滾筒直徑D應(yīng)稍大于最大采高之半，即：
D=φ1250>2/1Hmax
式中 D——滾筒直徑，m;
Hmax——最大采高之，m。
2. 截深
截深即滾筒寬度，是指滾筒外緣到端盤外側(cè)截齒齒尖的距離，即一次截割的深度。薄煤層采煤機(jī)，由于牽引速度較低，為保持足夠高的生產(chǎn)力，截深一般在0.6～0.63m。
第三章 支護(hù)設(shè)備的選擇
第一節(jié) 支護(hù)設(shè)備的用途和種類
在回采工作面中，為了保護(hù)工作面內(nèi)機(jī)器和人員的安全生產(chǎn)，要對頂板進(jìn)行支撐和管理，以防止工作面空間的頂板冒落。因此，回采工作面使用掩護(hù)式綜采液壓支架，與采煤機(jī)和工作面輸送機(jī)組成 “綜采”設(shè)備。
液壓支架是以高壓液體為動(dòng)力，由金屬構(gòu)件和若干液壓元件組成。它使支架的支撐、切頂、移架和輸送機(jī)推移等工序全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。因而大大地改善了回采工作面的工作條件、降低了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效地增加了搖動(dòng)安全性，使工作面的產(chǎn)量和效率得到了很大的提高，并為工作面的自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。
第二節(jié) 選型原則
1、煤層厚度
根據(jù)我礦煤層賦存的特點(diǎn)，當(dāng)煤層厚度在1～2.8m以下時(shí)應(yīng)選用掩護(hù)式支架。
2、煤層傾角
煤層傾角在0°～10°時(shí)， 支架應(yīng)有防滑和調(diào)架裝置。
3、底版強(qiáng)度
支架底座對底板的接觸比壓應(yīng)小于底板的允許比壓，允許比壓與底板的巖石性質(zhì)有關(guān)，對于泥巖底板，其值一般為1.1～1.4Mpa，。接觸比壓與具體支架有關(guān)，選型時(shí)應(yīng)驗(yàn)算接觸比壓值。
4、瓦斯涌出量
對于瓦斯涌出量大的工作面，應(yīng)優(yōu)先選用通風(fēng)斷面大的支撐式和支撐掩護(hù)式支架。
5、地質(zhì)構(gòu)造
斷層十分發(fā)育、煤層厚度變化大、頂板允許暴露面積和時(shí)間分別在5～8m和20min以下時(shí)，暫不宜采用綜采設(shè)備。
6、設(shè)備成本
能同時(shí)允許使用幾種架型時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格便宜的支架.在一般情況下,支撐式支架最輕,造價(jià)也最便宜，而支撐掩護(hù)式支架最重最貴。
此外,對于對于特定的開采要求,應(yīng)選用特種支架,冒落法開采時(shí)選用放頂煤支架,工作面端頭支護(hù)選用端頭支架,等等。
第三節(jié) 支架選擇內(nèi)容
1、初撐力Pc
初撐力大小對支架的支護(hù)性能和成本都有很大影響。較大的初撐力能使支架較快達(dá)到工作阻力，減慢頂板的早期下沉速度，增加頂板的穩(wěn)定性，但對乳化液泵站和液壓元件的耐壓要求也將提高。
一般取初撐力為0.6～0.8倍的工作阻力。在此我們?nèi)?.8倍的工作阻力計(jì)算如下：3000×0.8=2400kN。
2、工作阻力P
有效工作阻力與支架工作阻力的比值,稱為支架的支撐效率η.;在考慮了支撐效率后,所需每架立柱的總工作阻力P應(yīng)為:P=Q/η (MPa)
3、移架力和推溜力
移架力與支架結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、煤層厚度、頂板性質(zhì)等有關(guān)。
第四節(jié) 綜采工作面適用支架
