東大煤礦12301綜采工作面設備選型
東大煤礦12301綜采工作面設備選型
滕州市東大礦業有限責任公司
東大煤礦
二零零九年十二月
目 錄
第一章 緒論···················································2
第一節 綜采工作面機械·······································2
第二節 綜采工作面參數·······································2
第二章 滾筒采煤機的選型···································2
第一節 對采煤機械的基本要求································2
第二節 采煤機的選擇原則·······························2
第三節 設計選用采煤機參數··································3
第四節 采煤機生產率的計算··································4
第五節 滾筒直徑與截深·······································4
第三章 支護設備的選型······································5
第一節 支護設備的用途和種類···························5
第二節 選型原則··············································5
第三節 支架選擇內容·········································6
第四節 綜采工作面適用支架··································6
第四章 輸送設備的配套選型································7
第一節 刮板輸送機的選擇···································7
第二節 轉載機的選擇········································7
第三節 可伸縮膠帶輸送機的選擇····························8
第一章 緒論
第一節 綜采工作面機械
綜采工作面配套設備由采煤機、支護設備、刮板輸送機等設備組成，綜采工作面設備配套的目的,首先在于總體配套是單機設計的依據,要解決成套設備各單機間的能力相互匹配和空間幾何關系的配套;其次在于使成套設備性能與采煤工藝間相互適應。因而總體配套又是采區設計和采煤工藝設計的依據。
采煤工作面中，采煤機、刮板運輸機和支護設備(液壓支架)等組成一個采煤機的有機整體來實現采煤工藝工序，他們在工作能力和結構尺寸的配套關系，直接影響采煤工藝的順利實施和設備能力的充分發揮。因此，為了正確的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，同時也要注意它們之間的配套性能。
第二節 綜采工作面參數
上工作面長：141m;傾角：00-50;煤層平均厚度：1.65m;頂板中等穩定;截割阻抗：A=160N/m;煤的堅硬度系數：f=1.3。下工作面長：165m;傾角：30-50;煤層平均厚度：1.65m;頂板中等穩定;截割阻抗：A=160N/m;煤的堅硬度系數：f=1.3。
第二章 滾筒采煤機的選型
第一節 對采煤機械的基本要求
1、對采煤機械的基本要求是高效、經濟、安全。具體要求是：
2、采煤機械的生產率應能滿足采煤工作面的產量要求
3、工作機構能在所給煤層力學特性(硬度、截割阻抗)的條件下正常截割、裝煤效果好、落煤塊度大、煤塵少、能耗低。
4、能調節才高，適應工作面煤層厚度變化;能自開缺口。
5、有足夠的牽引力和防滑、制動裝置，能在所給煤層傾角下安全生產;牽引速度能隨著工作面條件的變化而調節，其大小能滿足工作要求。
6、采煤機械的性能必須可靠，維持正常工作所必需的各種消耗(動力、液壓油、防滑油、易損件等)應較低。
第二節 采煤機的選擇原則
采煤機選型原則通常是要符合煤層賦存條件，滿足對生產能力的要求，以及與刮板輸送機和液壓支架的匹配要求。并結合以下四點依據，確定采煤機的選型：
1、根據煤層厚度選擇采煤機械
2、給出的設計參數中煤層平均厚度為1.65m，屬于薄煤層，可選用雙滾筒采煤機。
3、根據煤的力學性質選擇采煤機械
4、煤的力學性質主要包括煤的堅硬度系數f、抗壓強度、截割阻抗A、韌性、層理和節理的發育情況、夾石含量及分布等。這些因素關系到選擇采煤機械的工作機構形式和采煤機械的功率大小。
根據煤的堅硬度系數f和截割阻抗A，將煤分為三類：
軟煤——f≤1.5，A<180N/mm;
中硬煤——f=1.5～3.0，A=180～240N/mm;
硬煤——f≥3.0，A=240～360 N/mm。
各種煤機最適合開采軟煤，特別是脆性軟煤;韌性中硬煤應選用中等功率的滾筒式采煤機;脆性總硬煤宜選用中等功率的滑行刨煤機;硬煤必須選用大功率的滾筒式采煤機。滾筒式采煤機可以截割各種硬度的煤。
設計參數中A=160N/m、f=1.3，屬于軟煤，因此，滾筒采煤機宜選用中等功率。
煤層傾角對選擇采煤機械的影響。
根據開采技術特點將煤層傾角分為三類：0°～25°為緩傾斜煤層;25°～45°為傾斜煤層;45°～90°為急傾斜煤層。
傾角小于12°的煤層，對機械化開采最為有利，一般不必考慮采煤機的防滑問題。因此，本次選用采煤機不用設置防滑裝置。
第三節 設計選用采煤機參數
綜上所述，可選用無錫盛達機械有限公司生產的MG150/345-W系列雙滾筒采煤機。MG150/345-W型采煤機為液壓牽引雙滾筒采煤機，它與SGZ630/220型刮板輸送機、ZY3000/09/20型液壓支架等組成綜采設備配套，適用于高產高效綜合機械化開采，可用與煤層厚度0.95～2.25m傾角小于35°，煤層中硬或中硬以下的煤層綜采。
MG150/345-W型液壓牽引采煤機為多電機橫向布置液壓無鏈牽引采煤機，該煤機總功率345Kw，截割功率2*150Kw，采用液壓無極調速系統來控制采煤機牽引速度。此煤機結構簡單、可靠，尺寸小，大大降低了采煤機的機身高度，適于薄煤層開采。MG150/345-W型液壓牽引采煤機技術特征見下表1：
第五節 滾筒直徑與截深
1. 滾筒直徑
綜采工作面雙滾筒采煤機一般都是一次采全高，故滾筒直徑D應稍大于最大采高之半，即：
D=φ1250>2/1Hmax
式中 D——滾筒直徑，m;
Hmax——最大采高之，m。
2. 截深
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。薄煤層采煤機，由于牽引速度較低，為保持足夠高的生產力，截深一般在0.6～0.63m。
第三章 支護設備的選擇
第一節 支護設備的用途和種類
在回采工作面中，為了保護工作面內機器和人員的安全生產，要對頂板進行支撐和管理，以防止工作面空間的頂板冒落。因此，回采工作面使用掩護式綜采液壓支架，與采煤機和工作面輸送機組成 “綜采”設備。
液壓支架是以高壓液體為動力，由金屬構件和若干液壓元件組成。它使支架的支撐、切頂、移架和輸送機推移等工序全部實現了機械化。因而大大地改善了回采工作面的工作條件、降低了人們的勞動強度，有效地增加了搖動安全性，使工作面的產量和效率得到了很大的提高，并為工作面的自動化創造了條件。
第二節 選型原則
1、煤層厚度
根據我礦煤層賦存的特點，當煤層厚度在1～2.8m以下時應選用掩護式支架。
2、煤層傾角
煤層傾角在0°～10°時， 支架應有防滑和調架裝置。
3、底版強度
支架底座對底板的接觸比壓應小于底板的允許比壓，允許比壓與底板的巖石性質有關，對于泥巖底板，其值一般為1.1～1.4Mpa，。接觸比壓與具體支架有關，選型時應驗算接觸比壓值。
4、瓦斯涌出量
對于瓦斯涌出量大的工作面，應優先選用通風斷面大的支撐式和支撐掩護式支架。
5、地質構造
斷層十分發育、煤層厚度變化大、頂板允許暴露面積和時間分別在5～8m和20min以下時，暫不宜采用綜采設備。
6、設備成本
能同時允許使用幾種架型時,應優先選用價格便宜的支架.在一般情況下,支撐式支架最輕,造價也最便宜，而支撐掩護式支架最重最貴。
此外,對于對于特定的開采要求,應選用特種支架,冒落法開采時選用放頂煤支架,工作面端頭支護選用端頭支架,等等。
第三節 支架選擇內容
1、初撐力Pc
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。
一般取初撐力為0.6～0.8倍的工作阻力。在此我們取0.8倍的工作阻力計算如下：3000×0.8=2400kN。
2、工作阻力P
有效工作阻力與支架工作阻力的比值,稱為支架的支撐效率η.;在考慮了支撐效率后,所需每架立柱的總工作阻力P應為:P=Q/η (MPa)
3、移架力和推溜力
移架力與支架結構、質量、煤層厚度、頂板性質等有關。
第四節 綜采工作面適用支架
