三机配套选型

辽源职业技术学院

课程设计说明书题目：城西矿二采区放顶煤三级配套设计

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资源工程系·采煤教研室

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目录

第一章采区概述-----------------------------------4

第二章设备选型的程序------------------------------第二章设备选型-----------------------------------5

第一节采煤机选型------------------------------------5第二节液压支架的选型--------------------------------7第三节刮板输送机的选型------------------------------9

第一章采区概述

1、采区概况

珲春城西矿7#煤为全区可采，属稳定煤层，地质构造简单。以中厚煤层为主，本煤可采高度2.3～2.7m, 平均2.5m。勘探区内煤层厚度沿走向自北向南变薄，在倾向上由西向东变薄，且煤层厚度变化规律明显。结构较简单，层间距变化不大，自北向南稍有增大的趋势。煤层顶板以粗粒砂岩、粉砂岩为主，部分钻孔有伪顶，岩性为泥岩和碳质泥岩，底板为粉砂岩和细粒砂岩，局部见有碳质泥岩和伪底。矿井设计生产能力为4.0Mt／a。

2、煤层条件

该采区位于该矿第一水平，开采2号煤层，设计两个工作面，分别沿走向相对开采。两工作面长度为300m；第一采区长度为2100m.煤层平均倾角为20°，第二采区长度为2250m,截深为0.8m, 井田内煤层赋存稳定，煤层可采厚度2.3～2.7 m，平均2.5m，煤的密度为1.35t/m³地面无需保护地物，采空区全部采用自然垮落法。

3.采区煤层及其顶底板特征

煤层的自然发火期为16个月，煤层顶板无伪顶，直接顶为厚度7.0m的细沙岩，基本顶厚度为13m厚度的砾岩。煤层底板为石灰岩。

4.采区瓦斯、相对涌水量、煤质

采区瓦斯相对涌水量15mm³/t，正常涌水量100 m³/h煤尘具有爆炸性,煤质中硬。

第二章三机配套选型的程序

一、明确煤层赋存条件、生产条件及工作面产量要求

综合机械化采煤是一个多工序、多环节的采煤过程，工作面采煤、运煤及支护(包括端头及过渡支护)构成了综采最重要的几个环节。因此，这些环节上主要设备的功能、质量、生产效率与使用寿命是决定综采能否达到高产高效的关键，所以应依据煤层赋存及矿井选用可靠的具有良好使用效果的综采成套设备。为此在设备配套选型前应了解下列资料和要求。

(1)煤层赋存条件：煤层厚度(最大、最小和平均)；煤层倾角(最大、最小和平均)；开采深度(最大、最小和平均)；煤层硬度；煤层顶、底板的厚度、岩性及其分类；煤质和储量等。

(2)矿井地质及水文条件：地质构造复杂程度、断层、褶曲等；瓦斯含量；煤层自燃倾向性，煤尘爆炸危险程度；矿井尺寸及采区划分、采面长度、采高、推进长度等；水文地质条件(水源及涌水量等)。

(3)矿井能力及对工作面产量要求：矿井生产能力(万t／a)；矿井开采计划；矿井通风、排水、供水、供电、运煤、辅助运输等方式和能力；对工作面产量要

求(t／月，t／a)及年工作日数；分析确定可能的工作面生产能力及采煤参数。

二、采煤工作面三机配套选型

(一)分析围岩条件，提出对架型、支架参数和支架结构选择的要求液压支架选型涉及采面顶板分类，要根据综采工作面的矿压特性选定液压支架支护阻力，并要考虑煤层赋存条件对支架结构的要求。对于高产高效工作面液压支架的选型中，液压控制方式和系统的选择尤为关键，因为它决定着工作面推进速度，影响着工作面高产高效。综采工作面矿压特性随不同的采煤方法及顶板类、级而异，因而对支架选型有相应要求。

(1)1、2类直接顶与I、Ⅱ级基本顶综采工作面的基本顶来压步距小而稳定，强度较小、顶板岩石压力小且分布均匀，直接顶特别是端面不稳定，受移架影响严重。因而要求支架初撑力高，控制端面顶板能力强，护顶能力强，挡矸、护帮装置全，能快速从邻架操作移架，及时支护。

（2）3、4类直接顶与Ⅲ、Ⅳ级基本顶综采工作面基本顶来压步距大、强度高，顶板岩石压力大而且分布不均，直接顶稳定。要求支架支撑能力大、抗水平推力强、切顶性能好，在冲击压力下支架安全阀流量大。

（3）倾斜分层下行垮落长壁综采工作面的基本顶来压对各分层越向下越缓和，顶板压力分层越向下越小而不均，下分层支架易压死、歪斜倾倒，顶板易破碎，下分层移架和所需时间对顶板稳定性的影响大于上分层。因此，要求上、下分层支架应有区别。对于上分层，由于顶板为实体岩石，要求支架工作阻力较大；由于底板煤体强度较弱，则要求支架底座比压分布较均匀、接触比压较小；由于上分层要为下分层铺网，故要求支架设置铺网和洒水装置。对于下分层，由于顶板为破碎岩石，故要求支架工作阻力较小，并且除最下一个分层底板为岩层实体

外，其余各下分层均是煤层，因此也要求支架底座比压分布较均匀、接触比压较小。

(4)对于采煤工作面，随着采空区的距离，上覆岩层动压频繁，矿压显现强烈，支架应具有足够的支护阻力，必要时采区人工放顶；采煤支架要有相应的防片帮、漏顶装置，尽力保持支架稳定性，为此提高支架刚度是十分重要的。

(5)综采工作面仍有明显基本顶来压，有时还较强烈。因此，支架应有足够的工作阻力，按其煤层赋存条件应比普通综采工作面阻力提高一些为好。为防止采空区冒落的矸石渗入工作面影响煤质。以及顶板破碎架间掉矸伤人选择支架时应考虑选用带有侧护板和挡煤板的支撑式掩护液压支架及时支撑刚刚暴露的顶板；并采用带压移架、初撑力保持阀，以提高初撑力，减少顶煤早期下沉和断裂，尽力保持其稳定性，防止顶板下落。综采工作面顶板压力受多种因素影响，分布不均，因此它将导致支架和采面围岩工作状态不良。为使支架能可靠地工作，要求支架的结构件及其连接件都要有足够的强度和刚度。为了保证支架支撑安全性能及稳定性，要求维修人员每班必须对液压支架进行一次检查，发现问题及时处理避免因漏压卸压，压力不足等影响正常工作。保证快速移架。支架要有利于顶煤软化、降尘、防火，因此支架选型时要考虑注水、洒水、喷雾、等要求。

(6)液压支架控制方式有手动、液压及电液控制系统，我国多用手动控制。为了实现综采工作面高产高效，加快推进，我国试验并推广了KS2型液压支架手动快速移架系统。在铁法晓南煤矿试验，经测试实现单架降、移、升共用时间10．25S。兖州鲍店煤矿采用快速移架系统，并配置流量为200L／rain和315L／min的大流量乳化液泵，于2000年综放工作面实现年产351．37万t。开滦钱家营煤矿采用大流量系统并提高泵的流量至200L／min，加快了移架速度，1999年