采矿工程专业矿山机械设计--河南理工.doc

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1、河南理工大学矿山机械课程设计班 级： 学 号： 姓 名： 日 期：原始资料已知：年产量为：120万吨矿井供电电压为:6KV散煤容量:0.94t/m实体容量：1.6t/m安息角：30煤层倾角10煤层厚度：3m工作面个数：1个工作面长度：150m年工作天数：300天日工作小时16h顶板较好，有夹石f=2-4试为该工作面选择采煤机，液压支架，刮板输送机等设备的型号。D1/21/2*H=1/2*3=1.5其中：H-最大高采H-平均煤层厚度3截深我国现在的采煤机截深均提统一采用0.63m截深。4采高在综采工作面中，中厚煤层一般要求一次采全高，故采高H为3m5牵引速度一般采煤机的最大牵引速度应该在10m/

2、min以下，根据采煤机的生产能力计算公式：Q=60HBVq则：Vq=Q/(60HB)=641/(60*6*0.63*1.6)=3.533m/min采煤机的选型一采煤机是综采面最主要的生产设备选型时首先考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求，以及液压支架和刮板输送机的匹配要求。1根据煤层的坚硬度选型有已知煤层硬度系数为f=2-4,且直接顶板完好，有夹石，故煤层与直接顶都属于中硬度的煤层和岩层。因此应选择大功率的采煤机。2根据煤层厚度选型因煤层平均厚度为三米，属于中厚煤层，又由于煤层属于中硬度的煤层，故应选采高位1.3-3.5米之间的大功率采煤机。3根据煤层的倾角选型应煤层倾角为10度，故煤层属于缓倾

3、斜煤层。二采煤机的基本参数1采煤机的生产率1） 采煤机的实际生产率因该矿年产量为120万吨，且年工作天数为300天，日工作时间为16小时，由此可以计算采煤机的实际功率为：Qm=1201000030016=250th2)采煤机的技术生产率不考虑在生产过程中，根据循环图表而进行的辅助工作且第一页进行更换截齿，开切口，检查机器和排除故障。 采煤机的技术生产率为： Qt=Qm/k1 其中： k1-采煤机技术上可能达到的连续工作系数 k1=0.5-0.7 则Qt=250/0.6 =416.7t/ 3)采煤机的最大生产率（生产能力） 不考虑工作中的所有类型的停机状况，即采煤机的理论生产率为： Q=Qt/k

4、2 其中：k2-采煤机在实际工作中的连续工作系数 k2=0.6-0.65 Q=Qt/k2 =416.7/0.65 =614t/h故应该选生产能力至少为641t/h的采煤机2滚筒直径 由于该矿的工作面为综采工作面，故应采用双辊筒的采煤机，一次采全高，且滚筒直径应大于最大采高的一半。 进行更换截齿，开切口，检查机器和排除故障。 采煤机的技术生产率为： Qt=Qm/k1 其中： k1-采煤机技术上可能达到的连续工作系数 k1=0.5-0.7 则Qt=250/0.6 =416.7t/ 3)采煤机的最大生产率（生产能力） 不考虑工作中的所有类型的停机状况，即采煤机的理论生产率为： Q=Qt/k2 其中：

5、k2-采煤机在实际工作中的连续工作系数 k2=0.6-0.65 Q=Qt/k2 =416.7/0.65 =614t/h故应该选生产能力至少为641t/h的采煤机2滚筒直径 由于该矿的工作面为综采工作面，故应采用双辊筒的采煤机，一次采全高，且滚筒直径应大于最大采高的一半。 Q理论生产率 H截深 实体煤层厚度 所以采煤机的最大牵引速度至少需要达到3.533m/min6,截深速度 截深速度的选取，应该根据不同煤质时的牵引速度选用，这里采煤机采用大滚筒，为减小截割速度，所以采用较低的滚动速度。7，装机功率 由于该煤层中矸石含量较少，采高不大，煤层中硬，故选用单电机。三，采煤机的型号 综上所述应该选择M

6、LS3170型双滚筒采煤机 该采煤机主要技术特征如下： 生产能力（t/h）: 670780 截深:(m) 0.63 采高(m)： 1.53+ 滚筒直径（mm）： 1350， 1600 滚筒速度（mm）： 50， 64.5，78 最大牵引力(KN): 200 牵引速度(m/min): 09.3 电动机型号： DMB170 转率（r/min）: 1760 电压（v） : 1140 功率（kw）: 170支护设备的选择一液压支架的型号选择1由采高的选择 采高为3米，应选用带护帮的装置的支撑掩护式支架。2由倾角的选择 倾角为10，不须采用防倒放滑的设备，但须常备类似的设备。3瓦斯含量的选择 瓦斯含量决

7、定支架通风断面的大小。二液压支架和单体液压支柱参数的确定1支护强度的计算q=KHg其中：Q-支护强度km/m3K-顶板岩层厚度系数对于中厚煤层一般取6-8H-采高-顶板岩层的密度g-重力加速度所以，可求出最大可能的支护强度和最小的支护强度Qmin=KH均pg=632.39.8=406KN/M2Qmin= KmaxH均pg=832.39.8=541KN/M2既要支架的支护范围至少为406541KN/M2的液压支架。2.初撑力3.支架高度 支架高度由选用的采高决定，为3M。4.支架的中心距与宽度 中心距与宽度与输送机有关。5.顶梁长度 与结构形式，支护方式，输送机的宽度，采煤机的尺寸有关。6.工作

8、阻力 液压支架的工作阻力计算公式为： F2=qA 其中： A-支架的支护面积7.支架高度的确定 （1）最小高度： Hmin=Mmin-S-g-e 其中：M-煤层的最小开采厚度S-液压支架后排立支柱处顶板的下沉量g-浮煤，浮矸的厚度e-移架时液压支架的最小回缩量（2）最大高度： Hmax=Mmax+(200300)8.调高比 中厚煤层支架的调高比一般为1.41.6三 选择液压支架 选择ZZ4000/17/15型支撑掩护式液压支架。 其主要技术特征： 支架高度mm 17003500 工作阻力KN 3920 初撑力KN 1844 支护强度pa 730000 中心距mm 1500 推溜力KN 142.

9、1 移架力KN 225.4泵站工作压力（mpa） 14.7 支架质量（kg） 10500 刮板运输机的选择一 选择挂板运输机1 计算运输生产率，即工作面的出煤量 Q=250t/h2 选择挂板运送机根据运输生产率的QS=250t/h，工作面的长度L=150m选用SGB-630/220行型挂板运送机。 其设计长度L=200m 输送能力Q=450t/h链速v=1mQS/s 链力破断力FP=610KN 刮板每米质量q=31.57kg/m 电动机功率p=2.1103运行的阻力牵引力及电动机的功率计算输送机上每米货载量q=QS/3.6(v vk/600) 代入数据得； Q=73.79 kg/m其中； -采

10、煤机与运输机方向相同是取“-”相反是取“+” 1）运行阻力 重段阻力 Wzh=g(qw+q1+w1)Lcos-g(q+q1)Lsin =10(73.80.7+31.570.47)150cos10 -10(73.8+31.57)150sin10 =57693N空短阻力WK=gq1L(w1cos+sin =1031.57+150(0.4cos10+sin10) =26877N2)总牵引力 Wo=1.1Wf(W2h+Wk) = 1.11.1(57693+26877) =1023303)电动机功率 最大轴功率 Pmax=wov/1000 =10233010/(10000.8) =127.9KW最小轴功

11、率1.1Wf2gqW1LVCOSPmin=- 1000 = 65.44KW 等效功率PD=0.6P2max+Pmax+Pmin+P2min = 98KW考虑到要有20%的备用功率，电动机设备的功率为 P=1.2Pd =1.2*98 = 117.6KWSGB-630/220型刮板输送机功率2110KW足够用。4刮板链接强度的验算 1）因为 W0NB/N0-WK=10230/2-26877 =243880 所以F3=FMIN2)各点张力的计算 F3=Fmin=2*3000=6000N F4=Fmin=F3+W2H=6000+57693=63693N F1=F4-W0/2=12428N 最大张力点张

12、力 F4=Fmax=63693N 3)刮板链接强度验算K=nFp/Fmax =16.34.2刮板链接强度足够 结论：工作面选用SGB-630/220型刮板运输机，在铺设长度160m的情况下，输送能力，电动机功率和刮板链接均满足要求。 采煤机设备的配套性能 总裁机组包括双辊筒采煤机，刮板运输机，液压支架，一般应满足如下要求：一 设备间空间尺寸的配套关系1 为保证安全作业，无立柱空间宽度R应尽可能小，一般为2m.。即： R=B+F+W+X+d/2 其中：F滚筒外侧与铲煤机间的间距mW挂板运输机宽度md支柱外径mX前排柱到电缆槽的间距2铲煤机与煤壁间距 F=1000mm2000mm以防采煤机位于输送机弯曲段时滚筒切割铲煤板二 设备主要参数的匹配 综采机组主要参数的匹配应满足两方面的要求： 1 生产率相互适应 2 移架速度适应采煤机的牵引速度 从开始采煤到开始移架的时间应满足 F0/BVqtnl q 其中： F0- 顶板允许暴露面积 B-采煤机截深 Vq- 采煤机的牵引速度 n- 同时移架支架数L- 支架中心居 移动支架的时间t应满足： 其中：L-工作面长度计算时部分数据未知，无法进行实际的计算，故只列出计算公式。