采矿三机配套设计

前言

综采工作面采煤机，刮板输送机及液压支架的“三机”配套是整套综采设备的核心。采煤机和刮板输送机的生产能力应满足工作面产量要求，采煤机和液压支架调高范围要适应煤层厚度及变化范围，支架移架速度要跟得上采煤机的牵引速度。采煤机要依靠刮板输送机导向并在其上移动，刮板输送机依靠液压支架推移液压支架又靠输送机支承而移动，因此，为了实现综采工作面最大生产力和安全生产，采煤机，刮板输送机和液压支架之间在性能，结构，采面空间要求以及“三机”相互联接形式，强度和尺寸等方面，必须相互适应和匹配。

目录

前言 (1)

1工作面参考资料 (3)

2 采煤机选型 (3)

3 液压支架选型原则 (5)

4 刮板输送机选型原则 (11)

5 转载机选型原则 (13)

6 破碎机选型原则 (17)

7 配套关系 (19)

8 “三机”配套性能说明 (21)

后记 (23)

参考文献 (24)

1 工作面参考资料

1.1 煤层赋存情况

3301采煤工作面的走向长为300m ，倾向长860m(已是煤层的实际倾斜长)倾角为0

11，煤层坚硬系数为f=2～3。

该煤层为3号煤层，煤层走向为由东向西，煤层平均厚度为4m ，煤质中硬。

1.2 围岩的性质及其对采煤的影响

性质：煤层顶板无伪顶，直接顶为厚度8.0m 的粉砂岩，基本顶厚度为15m 厚度的粗砂岩。老顶初次来压强度为1.44，老顶周期来压步距为1.38。老顶分类为Ⅱ，直接顶级别为1，实测支护强度为0.59MPa 。煤层底板为中砂岩。

1.3 地质构造及水文地质情况

该采区地质构造简单，除左右边界有断层外，其它地方都没有，且没

有褶曲；采区正常涌水量为h m /1103

。

1.4 瓦斯、煤尘和自然发火期情况

采煤工作面瓦斯相对涌出量为t m /163

，没有煤与瓦斯突出危险；煤层

自然发火期为6个月，煤尘具有爆炸性，没有冲击地压危险性，控制通风速度和煤尘的消除

2 机械设备选型

2.1采煤机选型原则 (1) 功能方面

采煤机械主要完成采煤工艺的落煤和装煤这两道工序。因此，采煤机械的工作机构必须具有足够的落煤和装煤能力、采高能调节、能量消耗少、采落下的煤块度大、截煤过程中产生的煤尘少，能自开缺口等等。

(2) 适应性方面

采煤机械必须适应给定的煤层厚度、硬度、煤层倾角、围岩条件等等要求。

(3) 性能方面

采煤机械的性能应当满足工作面设计的要求。如采煤机械的生产率必须满足工作面产量要求，并具有足够的牵引力和牵引速度；截割速度应满足煤的块度和降低煤尘含量的要求；截深应满足控顶距及支架移动步距的要求等。

(4) 安全及劳动保护方面

采煤机要有喷雾降尘装置和完善的安全保护装置。如电动机恒功率自动调速、液压自动调速、高低压保护、回零保护、油温保护、冷却水保护等装置；电气设备必须防爆；当煤层倾角较大时，应有安全防滑设施等。

(5) 经济性和可靠性方面

采煤机械时采煤机械化的关键设备，它的维修费用在吨煤成本中所占比例相当大，因此，采煤机械必须有良好的经济性和可靠性，以保证安全、高效、经济的运行。

(6) 采煤机能适合的煤层地质条件,其主要参数

采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。

能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。滚筒直径是滚筒采煤机采高的

主要调节变量,每种采煤机都有几种滚筒直径供选择,滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度,由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定,对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。牵引力是由外载荷决定的,其影响因素较多,如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等,没有准确的计算公式,一般取采煤机电机功率消耗的10%～25%。滚筒采煤机电机功率常用单齿比能耗法或类比法计算,然后参照生产任务及煤层硬度等因素确定。

综上所述，由《综采技术手册》查得此工作面应采用MG170-WD型采煤机。此采煤机主要技术特征如下表所示。

MG170-WD型采煤机主要技术特征

技术特性性能单位

型号MG170-WD

采高 3.0-3.8 m

适应煤质硬度2-4 f

煤层倾角0-25 (°)

截深640 mm

滚筒直径 1.6 m

MG170-WD型采煤机主要技术特征（续）

牵引方式电牵引，无链牵引

牵引力400 kN 牵引速度0-20 m/min 链条规格齿销

滚筒中心距10326 mm 机面高度1905 mm 卧底量185 mm

电动机

型号DMB-170S

功率170 kW

台数 1 台

电压1140 V

耗水量/水压L/min/MPa 喷雾灭尘方式内外喷雾

控顶距2342 mm/t

最大不可拆卸件尺寸

3605⨯1241⨯450/2.9

4

mm 总重48.3 t 设计单位西安煤矿机械厂

制造厂西安煤矿机械厂

3 液压支架选型原则

液压支架的选型，其根本目的是使综采设备适用矿井和工作面的条件，投产后能做到高产，并为矿井的集中生产，优化管理和最佳经济效益提供条件，因此必须根据矿井的煤层，地质，技术和设备条件进行选择。

（1）液压支架架型的选型首先要适合于顶板条件。根据老顶的级别为Ⅱ级，直接顶级别为1级，定出所需架型为掩护式。

（2）煤层倾角＜100时，支架可不设防倒防滑装置。150～250时，排头支护应设防倒防滑装置，工作面中部输送机设防滑装置。＞250时排头支架设防盗防滑装置，工作面中部支架设底调千斤顶，工作面中部输送机设防滑装置。因此此采区倾角平均为100，故不用设防盗防滑装置。

（3）当煤层为软煤时，支架最大采高一般≤2.5m，中硬煤时，支架最大采高一般≤3.5 m，硬煤时，支架最大采高＜5 m。

（4）在同时允许选用几种支架时，应优先选用价格便宜的支架。

（5）特殊架型的选择可根据特殊架型中各节的适用条件进行选择。

综合上述，由《综采技术手册》查得此采区应选用ZY3500-25/47型液压支架。此液压支架主要技术特征表如下表所示。

ZY3500-25/47型液压支架主要技术特征表