机械毕业设计1671支护设备与采煤机选型设计

毕业设计

支护设备与采煤机的选型设计

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支护设备与采煤机的选型设计的主要内容包括：综采工作面液压支架的选型、综采工作面采煤机械的选型、综采工作面刮板输送机的选型。液压支架结构参数与支护强度的确认，采煤机生产率以及电机功率的验算，采高、卧底量与最大截割速度的校核，刮板机与各种辅助设备的验算。本次设计是根据原始数据来选择综采工作面的采煤设备以保证综采工作面的高产、高效和安全，并结合我国国情，做到技术经济指标上先进合理、安全可靠。

关键词：液压支架采煤机刮板运输机

绪言 (4)

第一节机械化采煤工作面类型的确定与论证 (5)

第二节液压支架的选型设计 (6)

第三节单体液压支柱工作高度，支护强度及型式的选择 (14)

第四节滚筒采煤机的选型 (15)

第五节采煤机、支护设备、输送机配套关系图 (20)

绪言

一、设计意义

我国是煤炭生产大国，随着近几年科学与经济事业的发展，煤炭产量也大幅度增加据中国煤炭工业协会所发布的《2008年全国煤炭工业统计快报》显示，2008年，我国煤炭产量完成27.16亿吨，同比增加1.93亿吨，同比增长7.65%。其中，山西、内蒙古、陕西等8个省区煤炭产量超过亿吨，神华集团、中煤能源、大同煤矿等35家大型煤炭企业产量超过1000万吨，神东等13个大型煤炭基地产量超过了20亿吨。当然，产量的增加是与综采工作面的机械设备所分不开的。而此次设计就是在原始数据的基础上选择综采工作面的各种机械设备，以达到高产，高效，安全，并且经济实用。也是让我们可以在以后的工作中更快的进入工作状态，更好的投入到煤炭事业中。

二、设计题目参数

选择设计任务书上的序号13题。

1、煤层厚度h max=3.0m，h min由设计人员自定为2.0m

截割阻抗A=340牛顿/毫米，煤层倾角23°

顶板条件：老顶Ш级直接顶4类

工作面设计长度130M，设计年产量90万吨

2、生产安排

⑴、一年工作日按300天计算；

⑵、实行四班工作制，三班采煤，一班准备，每天生产时间为18小时。

第一节机械化采煤工作面类型的确定与论证

机械化采煤工作面，根据支护设备型式不同。可分为普通机械化采煤工作面(简称普采)及综合机械化采煤工作面(简称综采)。综采工作面主要设备为双滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架，综采工作面机械化程度高、安全、生产率高，国内不少综采工诈面年产量超过100万吨．但它的设备投资大，对煤层厚度、倾角、地质条件变化要求严格．普采工作面主要设备为滚筒采煤机、刮板机输送机、金属摩擦支柱或单体液压支住及金属铰接顶梁。(采用单体液压支往、金属铰接顶粱的工作面亦称高档普采工作面)。普采工作面设备投资小，在煤层厚度、倾角、地质条件变化较大时，适应性好，但它的机械化程度、安全、生产率比综采低。

当工作面的煤层厚度、倾角、地质条件，设计生产能力等已知时，究竟采用那种类型的机械化

采煤工作面，应经过经济技术方面认真分析，论证后再去确定，一般讲当工作面内煤层厚度较厚，煤层倾角及煤层厚度变化不大，地质条件比较稳定，没有大的断层，夹矸等，工作面没计生产能力又比较高．采用综采比较好，相反，当煤层厚度不大．但厚度、倾角变化较大，工作面设计生产能力不很高时，采用高档普采能更好的适应煤层地质条件的变化，并能取得较好的经济效益．我国目前规定普采年生产量为20～30万吨。综采；当采高大于2米，年产量为50～80万吨，采高1.1米时年产量为30～50万吨。

由于工作面内煤层厚度教厚，煤层倾角及煤层厚度变化不大，且地质条件比较稳定，而且没有大的断层、夹矸等出现。设计年产量为90万吨/年，应该选用综采配套工作面比较合适。

第二节液压支架的选型设计

一、影响液压支架选型的因素

影响液压支架选型的因滚．主要是矿山地质条件，如顶、底板稳定性、煤层厚度、煤层倾角、煤层赋存状况及瓦斯含量等，其中以煤层及顶，底扳稳定性影响最大。

1、顶板稳定性

顶板稳定性直接影响支架的架型支护强度，顶板岩性的不同。决定支架的架型的型式，岩层载荷和顶板的稳定性主要影响支架支护强度和顶梁的结构型式。一般讲：煤层顶板稳固平整，应选用支撑式支架；煤质松软、顶板破碎煤层，应选用掩护式支架；而煤层顶板坚硬。则应选用支撑掩护式支架。

本设计顶板的稳定性比较大。而且煤层顶板坚硬，可选择支撑掩护式支架。

2、底板稳定性

底板岩石的组成．结构及岩石力学性质是支架选型不可忽视的另一重要条件．底板的稳定性．对支架底座影响颇大．支架架型选取不当，会使支架陷入底板，使移架困难。根据我国煤层底板岩石抗压强度。建议按表1-1选型。

表1-1 不同底板条件下选用的架型

本设计地板稳定性为一般粘土岩或半煤岩，应选用强力支撑支架，才能保证安全。

3、煤层厚度

煤层厚度主要影响支架支护强度，煤层厚度越大支护强度应越高，煤层厚度大小及变化情况，又决定着支架的结构高度和伸缩范围。

本设计煤层厚度为h max=3.0m，h min=2.0m。

4、煤层倾角

煤层倾角主要影响支架稳定性，煤层倾角大则易使支架发生倾倒、下滑等现象。必须采取防倒防滑措施。

本设计煤层倾角23°。

5、煤层埋藏稳定性：

实践证明：煤层埋藏越平稳，综采的效果越好。断层及其性质对支架的使用好坏起决定性的影响。若断层落差大，综采设备通不过，断层条数多，综采面搬家次数多。

本设计煤层掩埋的稳定性好，很少有断层。

6、煤层瓦斯含量：

瓦斯含量大的煤层应采用通风断面大的支架。

液压支架架型选择是否合适，最终必然反映到经济效果上。应尽量做到安全、高效，而又能降低吨煤成本。支撑式液压支架虽然价格便宜，但使用性能远不如掩护式和支撑掩护式液压支架优越。因此：在可能情况下，应优先选用掩护式和支撑掩护式两种架型。

本设计煤层瓦斯含量不大，属低瓦斯矿井。

除矿山地质条件外，采矿技术条件，如回采方式，采面长度，采煤机械类型、生产环节等因素对液压支架的造型也有一定的影响。

综合上述的条件，可选用支撑掩护式支架。