综合机械化采煤工作面配套设备选型设计(王春林)

综合机械采煤工作面配套机械选型设计

班级：矿山机电五长班

姓名：王春礼

2011年05月07日

目录

一、采煤机械的基本要求------------------------------------3

二、采煤工作面有关资料------------------------------------3

三、采煤机----------------------------------------------------3

四、液压支架-------------------------------------------------9

五、刮板运输机---------------------------------------------14

六、转载机--------------------------------------------------16

七、胶带输送机---------------------------------------------17

八、采煤工作面综采设备布置图--------------18

一、采煤机械的基本要求

对采煤机械的基本要求是高效、经济、安全。具体要求为：

（1）采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求。

（2）工作机构能在所给煤层力学特性（硬度、截割阻抗）的条件下正常截割；装煤效果好；落煤块度大、煤尘、能耗低。

（3）能调节采高，适应工作面煤层厚度变化；能自开缺口。

（4）有足够的牵引力和良好的防滑、制动装置，能在所给煤层倾角下安全生产；牵引速度能随工作条件变化而调节，其大小能满足工作要求。

（5）有可靠的喷雾降尘装置和完善的安全保护装置，电气设备必须能够防爆。

（6）采煤机械是机采工作面的关键设备，它的维护费用在吨煤成本中所占比例相当大。因此，要求采煤机械的性能必须可靠，维持正常工作所必需的各种消耗（动力、液压油、润滑油、易损失等）应较低。

二、采煤工作面有关资料

1. 工作面长度200m;

2. 倾角：40度;

3. 煤层平均厚度：

4.5m;

4. 顶板中等稳定;

5. A=230N/mm f=3.5.

三、采煤机

1..根据煤层厚度选择采煤机

根据开采技术要求,将煤层厚度分为三类:从最小开采厚度至1.3m为薄煤层,1.3~3.5m为中厚煤层,3.5m以上为厚煤层.

煤层的厚度决定着所需采煤机的最小采高,最大采高,机面高度,过煤高度,过机高度以及电动机功率大小.

采高在1.1~2.0m左右的采煤工作面,煤质中硬,应选用单滚筒采煤机;采高在1.3~2.5m时应选用双滚筒采煤机或单滚筒采煤机.

2.根据力学性质选择采煤机械

煤的力学性质主要包括煤的坚硬度系数f,抗压强度,截割阻抗A,韧性,层理和节理的发育状况,夹石含量及分布等.这些因素关系到选择采煤机械的工作机构形式和采煤机械的功率大小.

根据煤的坚硬度系数f和截割阻抗A,将煤分为三类

（1）软煤----f<=1.5,A<180N/mm

（2）中硬煤----f=1.5~30,A=180~240N/mm

（3）硬煤----f>=3.0,A=240~360N/mm

各种刨煤机最合适开采软煤,特别是脆性软煤;韧性中硬煤应选用中等功

率的滚筒式采煤机;脆性中硬煤宜选用中等功率的滑行刨煤机;硬煤必须选用

大功率的滚筒式采煤机.滚筒式采煤机可截割各种硬度的煤.

1.煤层倾角对选择采煤机的影响

根据开采技术特点,将煤层倾角分为三类:0~25度为缓倾斜煤层;25~45度

为倾斜煤层;45~90度为急倾斜煤层.

倾角小于12度的煤层,对机械化开采最为有利,一般不考虑采煤机械的防

滑问题.

在工作面干燥的条件下,金属对金属的摩擦系数为0.23~0.30,相应的摩擦

角为13~17度.因此倾角大于12度时,骑溜子工作的采煤机和以输送机支撑和

导向的爬底板采煤机,必须带防滑装置.

在工作面潮湿的条件下,摩擦系数要降低,倾角大于8度时就得备有防滑

装置.

无链牵引采煤机,由于具有可靠的制动装置,牵引力又大,故可用到倾角

40~50度的工作面.

煤与底板的摩擦系数一般为0.7~0.8,相应的摩擦角为36~40度,故煤层倾

角大于40度时,煤可沿底板自溜下滑,而不必安装输送机.但实际上,为了使煤

流沿着要求的安全方向运输,并且无链牵引的采煤机也需要为之导向,故在倾

角大于40度的工作面条件下,仍配备工作面输送机.

2.顶底板性质对选择采煤机械的影响

顶底板性质主要影响顶底板管理方法和支护设备的选择,因此,选择采煤

机时应同时考虑选择何种支护设备.例如,对于不稳定顶板,控顶距应当尽量小,

应选用窄机身采煤机和能超前支护的支架;若底版松软,则不宜选用拖钩式刨

煤机,底板支撑式爬底板采煤机和混合支撑式爬底板采煤机,而应选用靠输送

机支撑和导向的滑行刨,悬臂支撑式爬底板采煤机,骑溜子工作的滚筒式采煤

机和对底板接触比压小的支架.

3.采煤机参数选择

（一）采煤机的生产率

1.理论生产率

它是采煤机的最大生产率,是在所给工作条件下,以最大参数运行时的

生产率,其计算公式为:

Q t=60HBv q r

式中，H为工作面的平均采高，m；vq为在所过工作面条件下可能的最大工作牵引速度，m/min；r为煤的实体密度，一般为1.3～1.4t/m3。

采煤机的理论生产率是选择与采煤机配套的工作面输送机,转载机，带式输送机生产能力的依据。一般工作面输送机的生产率应略大于采煤机的理论生产率。

采煤机的截深B、工作面的采高H和煤的实体密度r都是一定的，故理论生产率Q主要取决于采煤机的工作牵引速度v q的大小。采煤机司机应当根据工作面的具体条件随时调节牵引速度，以尽可能大的v q值割煤。但同时必须注意，v q值的增大要受到采煤机电动机装机功率、滚筒装煤能力以及移架速度等多方面因素的限制：工作牵引速度过大，会造成电动机过载；碎煤在滚筒中的循环煤量增多，会使装煤效果变差；移架速度跟不上采煤机割煤，会造成顶板冒落。

2. 技术生产率

它是指除去采煤机必要的辅助工作（如调动机器，检查机器，更换截齿，自开缺口等）和排除故障所占用的时间外的生产率。其计算公式为：

Q=Q t*K1

式中，K1为采煤机技术上的可靠性和完备性有关的系数，一般为0.5～0.7。

3．实际生产率

它是采煤机工作面每小时的实际产量，其计算公式为：

Q m=Q*K2

式中，K2为考虑由于工作面其他配套设备的影响（如采区运输系统衔接不良，输送机和支护设备出现故障等），处理顶底板事故，劳动组织不周等原因造成的采煤机被迫停机所占用时间的系数，一般为0.6～0.65。

采煤机的实际生产率应当满足工作面的计划日产能力的要求。（二）滚筒直径和截深

滚筒直径是指到截齿齿尖的直径。滚筒直径大小应按煤层厚度来选择。

薄煤层双滚筒采煤机其滚筒直径是指到截齿齿尖的直径应按下式选取

D=H min-(0.1～0.3) m

式中，H min为煤层最小厚度，m。减去（0.1～0.3）m是考虑到割煤后的顶板下沉量，防止采煤机返回装煤时因顶板下沉导致滚筒割支架顶梁。

中厚煤层单滚筒采煤机其滚筒直径为：

D=（0.5～0.6）H max

式中：H max为煤层最大厚度