陈培阳采煤机选型

● 煤矿设计生产能力为60万吨/年。 ● 矿井设计服务年限30年。

● 煤层情况：厚2.00~3.00m ，平均2.6m ，属不稳定局部可采煤层。

● 其他煤层为不可采煤层，井田构造简单，总体为一向斜构造，5号煤层顶板位老顶III

级，直接顶3类，局部为细砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩。煤层层瓦斯含量低，为低瓦斯矿井，属易自燃煤层，煤尘具有爆炸危险。

● 井田内水文地质条件简单 ，矿井正常涌水量Q H =113m ³/h ；矿井最大涌水量Q m =208m

³/h 。

提升方法为主斜井皮带提升运煤，副立井绞车提升罐笼，井口卸载点至井底煤

仓斜长： L=140m ，提升垂高253.7m 。井筒倾角： δ=10°； 回风立井，采用分区式通风

煤矿设计产能为0.6Mt/a ，设计服务年限为30年（矿井服务年限按式1.1计算）。该矿的工作制度为：年工作日为300d ，采用“四六”工作制，每天三班生产，一班检修准备，日净提升时间18h 。

煤层绝对瓦斯涌出量为0.46m ³/min ，相对瓦斯涌出量为0.83m ³/t ；二氧化碳绝对涌出量为0.53m ³/min ，二氧化碳相对涌出量为0.95m ³/t ，为低瓦斯矿井。矿井正常涌水量2712m ³/d ，最大涌水量4992m ³/d ，持续时间70d ，涌水为中性，水温为15℃，重度为10006N ／m ³。煤层自燃倾向性为自燃。

矿井服务年限按下式计算: k Z T AK

=

式中：

T —矿井服务年限，a ；

z

K

—矿井设计可采储量，50.85Mt

A —矿井设计生产能力，0.6Mt/a ； K —储量备用系数，取1.4。 经计算,本矿井服务年限为30a 。

根据地质构造，煤层的稳定性及其开采条件，具体分析适用于各种采煤设备的块段及储量，

说明采煤方法的选择及其依据

采区开采5号煤层，煤层赋存及开采技术条件如下：

一、5号煤层厚2.00～3.00m，平均2.6m，含0-1层夹矸，结构简单，属不稳定局部可采煤层。

二、煤层倾角一般为10°，属近水平煤层。

三、顶板为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩。井田内5号煤层中部不可采，可采区域大部为高灰煤。

四、煤层瓦斯含量低，为低瓦斯矿井，属于易自燃煤层。

五、井田内水文地质条件简单。

2.1.2 采煤方法的选择

根据矿井开拓部署，分析地质钻孔资料，结合矿井采掘设备情况和生产管理水平，设计推荐5号煤采用走向（倾斜）长壁采煤法，综采一次采全高回采工艺，全部垮落法管理顶板。

2.1.3 工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型原则

综采工作面的采、装、运、支工序全部采用机械化。

从目前综采的发展趋势，设计安全高效的综采面要求加大工作面的长度，加大截深，选用能切割硬煤的采煤机，提高采煤的截割速度，相应要求提高移架速度，与大运量的重型可弯曲刮板输送机相匹配，加强端头支护，采用长距离顺槽胶带输送机。针对上述要求，对于综采系统设计考虑了以下原则：

①机械设备的选择首先满足技术先进，生产可靠，提高综采设备的开机率，达到安全高效。同时各设备间要相互配套，保证运输畅通，并增加运输环节的缓冲能力，以期达到采运平衡，最大限度地发挥综采优势。

②为综采工作面创造快速连续开采的条件，加大工作面推进长度，减少搬家次数，并保证快速搬家。同时做到采准工作快，增大巷道断面特别是顺槽断面，采用掘进机掘进，利用顶板完整，煤层比较坚硬的条件，采用树脂锚杆支护，以提高掘进速度，保证工作面的接替要求。

③对辅助运输系统，要求系统简单、环节少，把工作人员及材料快速方便地运送至工

作地点，作为提高工作面生产能力的一个重要因素考虑，并在巷道布置上加以保证。

综采工作面总体配套设计包含以下内容：

①成套设备生产能力、技术参数的配套计算和校核；

②根据设备特点对工作面长度和巷道断面进行参数优化；

③工作面成套设备的合理布置。

由于进口设备价格昂贵，后期维护成本高，而国产设备目前已能够满足厚煤层综采工作面的要求，并且在国内很多矿井得到应用，因此本次设计工作面设备中液压支架(电液控制系统进口)、刮板输送机立足国产，为了满足进度的要求，采煤机也选用国产设备。

2.2 采煤机选型

2.2.1 采煤机选型原则：

1.适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、牵引速度等参数选取合理，有较大的适用范围。

2.满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力10%～20%。

3.与液压支架和刮板输送机相匹配。影响采煤机选型的主要因素是煤层的力学特性，厚度和倾角，工作面生产能力。

采煤机选型

一、采煤机选型

1、滚筒直径的选择

根据目前我国采煤机生产现状及使用情况，设计选用双滚筒采煤机。

双滚筒采煤机滚筒直径应大于最大采高h m a x的一半，一般可按D=（0.52～0.6）h m a x选取，采高大时取小值，采高小时取大值。目前双滚筒采煤机的滚筒直径也已经系列化，所以滚筒直径的选取选取和标准直径相近的数值。

D=0.52³2.9=1.508(m)

根据计算，设计取 1.6m。

2、截深的选择

截深的选择，受煤层厚度、倾角、顶板稳定性、截割阻抗、及液压支架的推移步距影响。中厚煤层一般选取0.6m ～0.8m ，同时考虑到我国生产的采煤机大部分截深在0.6m 左右，设计选取截深为0.6m 。

3、滚筒转速及截割速度

滚筒转速的选择，直接影响截煤比能耗、装载效果、粉尘大小等。转速过高，不仅煤尘产生量大，且循环煤增多，转载效率降低，截煤比能耗降低。根据实践经验，一般认为采煤机滚筒的转速应控制在30～50转/分较为适宜。设计取45转/分。

滚筒直径为 1.6m ，转速为45转/分，则可计算出截割速度为 3.768米/秒。

4、 采煤机在截割时的牵引速度及生产率

采煤机截割时牵引速度的高低，直接决定采煤机的生产效率及所需电机功率，由于滚筒装煤能力，运输机生产效率，支护设备推移速度等因素的影响，采煤机在截割时的牵引速度比空调时低得多，采煤机牵引速度在零到某个值范围内变化，选择截煤机时的牵引速度，要根据下述几个方面因素，综合考虑。

1）根据采煤机最小设计生产率Q m i n 决定的牵引速度V 1,

γ

···60min

1B H Q V =

m/min

式中：Q m i n ——采煤机最小设计生产率，260.4t/h ， H ——采煤机平均采高，2.65m ， B ——采煤机截深，0.6m γ——煤的容重，1.35t/m 3

min)

/(02.235

.16.065.2604

.260···60min 1m B H Q V =⨯⨯⨯==

γ 2）根据截齿最大切削厚度决定的牵引速度V 2，

采煤机截割过程中，是滚筒以一定的转速n ，同时又以一定的牵引速度V 2沿工作面移动，切削厚度呈月牙规律变化，如果滚筒一条截线上安装的