综合采煤机械选型设计

第一篇绪论

对于采矿工程专业的学生,对于综采工作面的机械设备选型，是必须掌握的知识及能力。具体条件及要求是：在给定的采面地质条件的基础上，根据相关的设计规范、法规，对该工作面采用综合机械化采煤方法所用的机械设备进行合理、科学的计算选型。撰写选型设计说明书。

采煤工作面中，采煤机、刮板运输机和支护设备（液压支架或单体支柱与顶梁）等组成一个称为采煤机的有机整体来实现采煤工艺的各个工序，它们在工作能力和结构尺寸的配套关系，直接影响到采煤工艺的顺利实施和设备能力的充分发挥。因此，为了正确地选择采煤机组各种设备的形式，不仅要看它们能否满足采煤工艺的要求，同时要注意它们之间的配套性能。

本次设计选取的原始参数为：

工作面长度：300米；煤层倾角：12；煤层平均厚度：4米；顶板条件：中等稳定；A=300N/mm；f=3.5 。

第二篇综采工作面机械选型设计

第一章滚筒采煤机的选用

机械化采煤工作面的生产能力主要取决于采煤机的落煤、装煤能力；而落煤、装煤能力又与煤层的地质条件和机器自身的性能、参数、整体结构有关。因此，根据地质条件正确选择采煤机械，对于充分发挥机器能力、提高工作面产量、降低能耗、安全生产有

着十分主要的意义。

一、采煤机的选型

通常是要符合煤层赋存条件，满足对生产能力的要求，以及与刮板输送机和液压支架的匹配要求。需根据以下几方面确定采煤机的型号：

1.根据煤层坚硬度选型

本次设计煤层坚硬度系数f=3.5,A=300N/mm，属坚硬煤层；倾角12°属缓倾斜煤层，须选用大功率双滚筒式采煤机。

2.根据煤层厚度选型

煤层厚度为4米，属中厚煤层，可选用的采煤机型号有MG400/920-WD、MG400/930-QWD、MG300—W、MG450/1030-WD等。

3.根据煤层倾角选型

煤层倾角大于10°，须增设防滑装置。

二、生产率计算

1.理论生产率 Q t =60HBv qρ

=60×4×0.63×7.96×1.3

=1564.6 t/h

H ━是工作面平均采高m；

B ━为滚筒有效截深，m；

v q ━为在所给工作面条件下可能的最大工作牵引速，m/min；

ρ━为煤的实体密度，取 1.3－

1.4t/m3 。

2.技术生产率 Q= Q t K1 =0.7 x1564.6=1095.2t/h；

K1━采煤技术上可能达到的连续工作系数，一般取K1=0.6—0.7

3.实际生产率 Q m =Q K2 =1095.2×0.65=711.9t/h。

K2─采煤机在实际工作中的连续工作系数，一般取，K2 =0.6－0.65

三.滚筒直径与截深

中厚煤层综采工作面采用双滚筒采煤机，一次采全高，即上行或下行各进行一刀，各完成一个循环，故滚筒直径稍大于最大采高一半：

D≥H×1/2=2m

又由于滚筒直径已经系列化，此处选用D=2m。

截深即滚筒宽度，是指滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离，即一次截割的深度。中厚和厚煤层采煤机常用0.63m。

此外，采煤机的截深应应当与液压支架的退役步据相同，与金属铰接顶梁长度成整倍数。

四.牵引速度

一般采煤机牵引速度在切割时在8m/min一下，空载时为最快为12m/min。

五．综上，拟采用MG400/920---WD型采煤机。MG400/920---WD型采煤机是我国自行研制的大功率采煤机，以下为上海创力集团股份有限公司设产的该型号采煤机。如图

MG400/920-WD系列采煤机—技术参数

第二章支护设备的选型

正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。

一、选型原则：

支架选型应使支护强度与采面矿压相适应,支架结构与煤层赋存条件相适应,支护断面与通风要求相适应,液压支架与采煤机、输送机等设备相匹配。

二、选型依据：

1.依据煤层厚度

煤层厚度直接影响到支架的高度和工作阻力以及稳定性。设计煤层厚度为4米，应选用选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。

2.依据煤层倾角

煤层倾角主要影响支架的稳定行，倾角12°，支架易发生倾倒、下滑，故应采用同时具有防滑、防倒功能的支架。

3.底板条件

底板随支架的全部载荷，在支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支撑面积。选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压（对于砂岩底板，允许比压为1.96-2.16Mpa，软底板为0.98Mpa左右。）

4.瓦斯涌出量

对于瓦斯涌出量大的工作面，支架通风断面要满足通风要求，选型时进行验算。

5.地质构造

地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在5~8m2和20min以下时，暂不宜采用液压支架。

6.考虑设备成本

在满足要求的前提下应选用价格便宜的支架

三、液压支架或单体支柱参数的确定

1.支护强度和工作阻力

（1）支护强度q=kHr×10-5=8×4×2.3×103×10-5 =0.74Mpa

K—作用于支架的顶板岩石系数，一般取5-8

H—采高，m

r—顶板岩石密度，一般取0.5-0.7Mpa （2）工作阻力 Fz=qA=7860KN

2.初撑力

初撑力大小对支架的支护性能和成本都有很大影响。较大的初撑力能使支架较快达到工作阻力，减慢顶板的早期下沉速度，增加顶板的稳定性，但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求也将提高。

一般取初撑力为0.6～0.8倍的工作阻力。

F1=0.8x7860=6288KN。

3. 工作阻力

有效工作阻力与支架工作阻力的比值,称为支架的支撑效率η.;支撑式支架的η=100%，支掩护式和支撑掩护式支架取η=80%左右，在考虑了支撑效率后,所需每架立柱的总工作阻力P应为:P=F Z/η=7860/0.8=9825KN

4. 移架力和推溜力

移架力与支架结构、质量、煤层厚度、顶板性质等有关。一般薄煤层支架的移架力为100-150kN，中厚煤层支架为150-300 kN，厚煤层支架为300-400 kN；