華北科技學院礦山機械課程設計綜合機械采煤工作面配套機械選型設計姓名：學號：專業班級：指導教師： 一二0—二年一月四日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一篇緒論 1\o"CurrentDocument"第二篇綜采工作面機械選型 2\o"CurrentDocument"第一章采煤機械的選型 3\o"CurrentDocument"一、 采煤機的選型原則 3\o"CurrentDocument"二、 采煤機的選型 3\o"CurrentDocument"三、 滾筒直徑與截深 5\o"CurrentDocument"四、 牽引速度 5\o"CurrentDocument"五、 采煤機生產率的計算 5\o"CurrentDocument"第二章支護設備的選型 9\o"CurrentDocument"一、 支護設備的選型原則 9\o"CurrentDocument"二、 支護設備的選型 10\o"CurrentDocument"三、 液壓支架參數的確定 11第三章輸送設備的配套性能 14一、 刮板輸送機與采煤機及支架的配套原則 14\o"CurrentDocument"二、 刮板運輸機的選型 15第四章轉載機的選型 16一、 設備主要空間尺寸的配套關系 17\o"CurrentDocument"二、 設備主要參數的匹配 17\o"CurrentDocument"第三篇參考文獻 18\o"CurrentDocument"第四篇課程設計總結 19第一篇緒論對于采礦工程專業的學生，對于綜采工作面的機械設備選型，是必須掌握的知識及能力。本課程設計主要針對《礦山機械與液壓傳動》課程，同時必須和《采煤方法》的知識相結合，在給定的工作面的具體條件的情況下（或自己假定工作面的地質條件），制定科學合理高產高效安全可行采煤操作規程，這項工作是采煤工程技術人員必須具備的素質。由于操作規程和地質條件影響“三機”的結構以及性能要求，所以，二者密不可分。具體要求是：在給定（或自己假定）的采面地質條件的基礎上，學生根據相關的設計規范、法規，對該工作面采用綜合機械化采煤方法制定安全操作規程，并對所用的機械設備進行科學合理的計算選型，對于自移式液壓支架不僅要選擇架型，還要初步確定其基本參數主要部件的結構以及其它特殊要求。書寫選型設計說明書，說明書應書寫工整、章節層次分明；圖標規范、計算準確。采煤工作面中，采煤機、刮板輸送機和支護設備（液壓支架或單體支柱與頂梁）等組成一個稱為采煤機的有機整體來實現采煤工藝的各個工序，它們在工作能力和結構尺寸的配套關系，直接影響到采煤工藝的順利實施和設備能力的充分發揮。因此，為了正確地選擇采煤機組各種設備的形式，不僅要看它們各自能否滿足采煤工藝的要求，同時要注意它們之間的配套性能。第二篇綜采工作面機械選型綜采機械設備選型的重點是工作面“三機”選型，“三機”指的是采煤機、液壓支架、刮板輸送機，是綜采工作面的主要設備。其選型首先必須考慮配套關系，選型正確先進、配套關系合理是提高綜采工作面生產能力、實現高產高效的必要條件。第一章采煤機械的選型一、 采煤機的選型原則采煤機能適合的煤層地質條件，其主要參數（采高、截深、功率、牽引方式）的選取要合理，并有較大的適用范圍。采煤機應滿足工作面開采生產能力的要求，其生產能力要大于工作面設計能力。采煤機的技術性能良好，工作可靠，具有較完善的各種保護功能，便于使用和維護。二、 采煤機的選型采煤機的實際生產能力、采高、截深、截割速度、牽引速度、牽引力和功率等參數在選型時必須確定。實際生產能力主要取決于采高、截深、牽引速度以及工作時間利用系數。采高由滾筒直徑、調高形式和搖臂擺角等決定。滾筒直徑是滾筒采煤機采高的主要調節變量，每種采煤機都有幾種滾筒直徑供選擇，滾筒直徑應滿足最大采高及臥底量的要求。截深的選取與煤層厚度、煤質軟硬、頂板巖性以及移架步距有關。截割速度是指滾筒截齒尖的圓周切線速度，由截剖部傳動比、滾筒轉速和滾筒直徑確定，對采煤機的功率消耗、裝煤效果、煤的塊度和煤塵大小等有直接影響。牽引速度的初選是通過滾筒最大切削厚度和液壓支架移架追機速度驗算確定。牽引力是由外載荷決定的，其影響因素較多，如煤質、采高、牽引速度、工作面傾角、機身自重及導向機構的結構和摩擦系數等。此次設計所選擇的原始條件如下表：工作面長度煤層傾角煤層平均厚度頂板穩定程度煤層堅硬度系數fA180米35度3米中等穩定3.5300N/mm根據煤層堅硬度選型由上表知，本次設計條件是煤層堅硬度系數f=3.5,A=300N/mm，屬堅硬以上的煤層，故而必須選用大功率采煤機。根據煤層厚度選型由于煤層厚度為3米，屬中厚煤層，開采這類煤層在技術上比較成熟，根據煤的堅硬度等因素可選用的大功率采煤機型號，如MG340、MXA—300/3.5、MG300—W（2x300）、MG—200（2x200）等。根據煤層傾角選型由于表中煤層傾角大于10°，屬于傾斜煤層，所選采煤機必須增設防滑裝置，以防止生產過程中意外事故的發生。滾筒直徑與截深中厚煤層綜采工作面采用雙滾筒采煤機，一般都是一次采全高，即上行或下行各進行一刀，各完成一個循環，故滾筒直徑稍大于最大米高一半：D>H-1/2=3/2=1.5m又由于滾筒直徑已經系列化，此處選用D=1.6m。截深即滾筒寬度，是指滾筒外緣到端盤外側截齒齒尖的距離，即一次截割的深度。一般為0.6或0.63m，此次設計取0.6。牽引速度牽引速度是米煤機的一個重要參數，它直接決定了機器的生產能力。隨著裝機容量的加大，米煤機牽引速度已達8?10m/min，此次設計取8.2m/min（電牽引情況下）。米煤機生產率的計算1、理論生產率在給定條件下，以最大參數連續運行時的生產率成為理論生產率，理論生產率Qt的計算公式為Qt=60HBvqP式中 H一工作面平均采高m；B一為滾筒有效截深，m；vq一為在所給工作面條件下可能的最大工作牽引速，m/min；P一為煤的實體 密度，取1.3?1.4t/m3。故Qt=60HBvqP=60x3x0.6x8.2x1.35=1195.6t/h2、 技術生產率考慮根據循環圖表而進行的輔助工作，如更換截齒、開切口、檢查機器和排除故障所花費時間后的生產率稱為技術生產率，技術生產率Q的計算公式為Q=Qtki式中 k］一采煤機技術上可能達到的連續工作系數，一般k1=0.5-0.7故Q=QtKi=0.6x1195.6=717.4t/h3、 實際生產率實際使用中，考慮了工作中發生的所有類型的停機狀況，如處理輸送機和支架的故障、處理頂底板事故等。實際生產率Qm的計算公式為Qm=Qk2式中 k2一采煤機在實際工作中的連續工作系數，一般k2=0.6-0.65故Qm=717.4x0.60=430.4t/h綜合以上采煤機的選型的主要要點，且滾筒式采煤機的采高范圍大，對各種每層適應性強，能切割硬煤，并能適應較復雜的頂底板條件，因而此處選擇滾筒式采煤機。其主要參數（采高、截深、功率、牽引方式的選取要合理，并有較大的適用范圍；采煤機應滿足工作面開采生產能力的要求，其生產能力要大于工作面設計能力；采煤機的技術性能良好，工作可靠，具有較完善的各種保護功能，便于使用和維護。確定選擇如下圖所示的MG300/730---WD型雙滾筒采煤機。MG300/730—WD型雙液筒采煤機采煤機

MG300/730---WD型雙滾筒采煤機主機技術參數及配套設備米高（m）：2.1?3.8 2.1?4.1截深（m）：0.63;0.8適應傾角：滾筒直徑（m）：滾筒轉數（r/min）：搖臂長度（mm）：搖臂擺動中心距（mm）：液壓牽引W40° 電牽引W15°(35°)1.6;1.8;2.042;40;35;2921606220牽引力（KN）：550;450牽引速度（m/min）：牽引型式：機面高度（mm）：液壓牽引 0?5.4;0?6.6電牽引 0?7.1;0?8.7電液互換無鏈銷軌1460臥底量（mm）：滅塵方試：264;364;464內外噴霧裝機功率（KW）：電壓（V）：2X200+902X200+2X45+202X300+902X250+90 2X300+2X45+202X250+2X 2X300+2X45+ 2X400+9045+20 20+552X300+2X50+301140機重（T）：45輸送機：SGZ730/320SGZ764/400SGZ830/630支架：ZY35等第二章支護設備的選型綜采裝備選型的重點是工作面“三機選型，其中液壓支架是核心。而液壓支架選型實質上是研究支架與圍巖相互作用關系。因此，液壓支架選型涉及采面頂板分類，要根據綜采工作面的礦壓特性選定液壓支架支護阻力，并要考慮煤層賦有條件對支架結構的要求進行選型。正確選擇支架的架型，對于提高綜采工作面的產量和效率，充分發揮綜采設計的效能，實現高產高效，是一個很重要的因素。一、支護設備的選型原則1、 液壓支架的選型就是要確定支架類型（支撐式、掩護式、支撐掩護式）、支護阻力（初撐力和額定工作阻力）、支護強度與底板比壓以及支架的結構參數（立柱數目、最大最小高度、頂梁和底座的尺寸及相對位置等）及閥組性能和操作方式等。2、 選型依據是礦井采區、綜采工作面地質說明書。在選型之前，必須將所采工作面的煤層、頂底板及采區的地質條件全部查清。然后依據不同類級頂板選取架型。最后依據選型內容結合國內現有液壓支架的主要技術性能直接選定架型及其參數所對應的支架型號3、 總的來說，架選型應使支護強度與采面礦壓相適應，支架結構與煤層賦存條件相適應，支護斷面與通風要求相適應,液壓支架與采煤機、輸送機等設備相匹配。二、支護設備的選型依據煤層厚度煤層厚度直接影響到支架的高度和工作阻力以及穩定性。設計煤層厚度H=3米，應選用選用抗水平推力強且帶護幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架。依據煤層傾角煤層傾角主要影響支架的穩定行，傾角30°，支架易發生傾倒、下滑，故應采用同時具有防滑、防倒功能的支架。地板條件底板隨支架的全部載荷，對支架的底座影響較大，底板的軟硬和平整性，基本上決定了支架底座的結構和支承面積。選型時，要驗算底座對底板的接觸比壓，其值要小于底板的允許比壓（對于砂巖底板，允許比壓為1.96?2.16Mpa，軟底板為0.98Mpa左右）。瓦斯涌出量對于瓦斯涌出量大的工作面，支架通風斷面要滿足通風要求，選型時進行驗算。地質構造地質構造十分復雜，煤層厚度變化又較大，頂板允許暴露面積和時間分別在5-8m2和20min以下時，暫不宜采用液壓支架。考慮設備成本在滿足要求的前提下，在地質條件允許的情況下，液壓支架選擇范圍較大，且使用數量較多，此時應優先考慮經濟型的液壓支架，以降低企業成本在管理上做好液壓支架的日常檢修和維護，可大大減少使用過程中的維檢資金，爭取最大的經濟效益綜合以上個條件，煤層厚度超過2.5m時，煤壁和懸頂部分頂板可能在礦壓作用或采煤機割煤時振動而引起的垮落，需要選用帶有護幫裝置的液壓支架，一般多采用四柱式支撐掩護式支架，故此次設計初步選用支撐掩護式支架，三、液壓支架參數的確定支護強度和工作阻力支護強度q=KHYx10-5=7.5x3x2.3x103x10-5=0.52MPa此處取q=0.6MPa工作阻力工作面支護強度確定以后，支架工作阻力主要取決于支護頂板的控頂面積。支架控頂面積主要與工作面“三機”配套設備的斷面縱向尺寸有關。工作阻力：FNP?Bc?L/0.95=0.6X1.5X4.2/0.95=3979kN式中 P為綜采工作面支護強度L為支架中心距。取L=1.5m：Bc為控頂距，取Bc=4.2m；支撐效率，取=0.95。對以上計算結果考慮一定富裕量，工作阻力取4600kN。初撐力初撐力大小對支架的支護性能和成本都有很大影響。較大的初撐力能使支架較快達到工作阻力，減慢頂板的早期下沉速度，增加頂板的穩定性，但對乳化液泵站和液壓元件的耐壓要求也將提高。支架初撐力的大小由立柱的缸徑、數量和泵站壓力所決定，支架的初撐力一般控制在70?85%。根據該礦井的煤層賦存條件，認為支架初撐力為75%比較適宜，則初撐力P初與工作阻力P阻有以下關系式：P初二P阻X75%=4600X75%=3450kN支架高度的確定根據此次設計最大采高確定在3.2m,在最大采高支架保留200-300mm行程，保證支架發揮正常支護作用.選取支架的最大結構高度3.5m。支架最低結構高度應滿足最低采高時頂板下沉、采煤機和運輸機配套及運輸要求。根據目前成熟的架型以及立柱液壓行程（即支架伸縮比）的數值.液壓支架最小結構高度確定為2.7m。支架中心距的確定支架中心距是指相鄰支架中心之間的距離，現液壓支架中心距有3種：1.75m、1.5m、1.25m。考慮到支架的穩定性及便于刮板輸送機的配套聯接.確定支架中心距為1.5m。支架移架步距的確定根據此次設計的煤層賦存條件和國內采掘機械技術發展現狀，工作面截深確定為0.8m。支架推移千斤頂行程確定為0.96m。通過以上的計算及論證，此次設計選用內蒙古北方重工集團的ZZX4000-17/35型液壓支架，其主要技術參數見下表：

內蒙古北方重工集團ZZX4000-17/35型液壓支架主要技術參數支架形式型號煤層傾角（°）支護高度（m）初撐力（KN）工作阻力（KN）支護強度（Mpa）質量（kg）支撐掩護式ZZX4000-17/35<35°1.7-3.5351040000.73-0.7813889附圖:

第三章輸送設備的配套性能一、刮板輸送機與采煤機及支架的配套原則由工作面的預期年產量或日產量參照輸送機的設計輸送能力確定大致的輸送機型號范圍。輸送機的輸送能力應大于采煤機的生產能力。工作面的實際鋪設長度通常應小于輸送機的設計長度。但要注意的是，輸送機的輸送能力是工作面長度和傾角的函數，當工作面長度或傾角變化時，應對輸送能力進行調整。輸送機的中部槽高度應與開采條件相適應。較薄煤層和普通機械化開采應選用高度較矮的中部槽，高產高效綜合機械化開采一般不受中部槽高度的限制。工作面煤炭的可采儲量應與輸送機的壽命相適應。中雙鏈輸送機較邊雙鏈輸送機具有更高的運行可靠性，盡量不采用單鏈輸送機。性能相同（相近）的輸送機建議選擇圓環鏈規格較大的輸送機，可大幅度減少圓環鏈斷鏈事故的頻次。現代輸送機選型傾向于具有較大的功率儲備。刮板運輸機的選型由以上原則，選用如下圖所示的SGZ-830/630刮板輸送機SGZ-830/630刮板輸送機SGZ-830/630刮板輸送機技術參數值樊號FSGZIOOO/17LOP泌匕土成時IF9GZS30/264^SGD時0/264宙設計長建，25Om2'土山!??：2JLU1-2UJn--'^LUm-輸送最#22ODt/h^N「十/柞而"Jfnt/h.心「十W舌1板鏈速度■'L.3ii/sP1.「.m，M1-n.說，0.SSn/s*21電動機型號17BSD-S55/43DPYESD-3麒16口JTB嘴-prmuYSB-133YSB-132電動機功率W2XE5EE^蠢315FW。2K200^2X1U初；>13?EW電壓q33OOV+I3^0/LM3V630/1L<07-660/1110V6濾114074弱：w35.<32:1口36.菖7:E弗.HF口39.737:W中部槽規格廠L760^1000^36S1600^830X300h-1600：<730^275^1600^630^2221500^630>:=222h機頭嬲M金達麓麒培尾他鋤MB」瞬溪境伸璀機尾口回邱鏈規格1盟F46緊表連。時（第15頁密g心3C：0S'刮板何距十1OaOn-ui^11DJ3mm+lL1OinjiH-11DSOmii^雄形式」中雙鏈，中雙鏈「頃打中單.q第四章轉載機的選型根據采煤機、液壓支架、刮板輸送機類型及其參數確定轉載機型號，此次設計選用如下圖所示的SZZ1000/160(200)型轉載SZZ1000/160(200)型轉載機主要技術參數轉載機StageloadSZZ1000/160(200)SZZ1000/375輸送能力Outputcapacity2200t/h3000t/h設計長度Designlength28m70m裝機功率Power160(200)KW單速電機singlespeedmotor375KW雙速電機doublespeedmotor額定電壓Ratedvoltage1140V3300v(1140)鏈速Chainspeed1.83m/s1.8m/s刮板鏈型式Flightbartype中雙鏈twin-boardchdistanceain鏈距fightbar200mm鏈條規格Chainsize由34*126加強鏈superchain鏈條破斷負荷Chainbreakingload1850KN中部槽規格linepan3000(1500)*1000*750mm爬坡角度| || 10°C第五章采煤設備的配套性能一、設備主要空間尺寸的配套關系如圖6—1所示，為綜采工作面采煤機組的配套尺寸關系二、設備主要參數的匹配綜采機組主要參數的匹配應滿足兩方面的要求：一是生產率相適應；二是移架速度適應采煤機的牽引速度。1、 生產率相適應要求采煤機、刮板輸送機、轉載機、破碎機和伸縮膠帶輸送機組成的生產系統中，每一后者的生產率要