支护设备与采煤机选型设计毕业设计.doc

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1、支护设备与采煤机选型设计毕业设计本次毕业设计给出的设计原始数据及条件是：煤层厚度3.7m，截割阻抗为235牛/毫米，煤层倾角为14，老顶级（周期来压明显，0.3N35，L2=2550（M），直接顶4类（属坚硬顶板，强度指数D120，直接顶初次跨落步距L125M，无直接顶层厚在25米以上，6D560800Kgf/cm，节理裂隙间距和分层度大于1米的整体岩层。）工作面长度为115M ，设计年产量为105万吨，一年工作日按300天计算，实行四班工作制，三班采煤，一班准备，每天生产18小时。第一部分 支护设备与采煤机选型设计第一节 机械化采煤工作面类型的确定随着采煤技术的不断发展，采煤机械化已经是采煤

2、行业的主流。机械化采煤产量高，效益好，煤炭储量损失少，但不同的地质条件下，要选择合适的机械化采煤配套设备，才能经济合算。 机械化采煤工作面，根据支护设备形式不同，可分为普通机械化采煤工作面和综合机械化采煤工作面，前者简称普采，后者简称综采。综采工作面主要设备为双滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架，机械化程度高、安全性好，生产效率产量高，但设备投资大，对煤层厚度、倾角、地质条件变化要求严格。普采工作面设备主要引诱滚筒采煤机、刮板输送机，金属摩檫支柱或单体液压支柱及金属铰接顶梁，设备投资小，在煤层厚度、倾角、地质条件变化交大时，适应性好，但它的机械化程度、安全，生产效率比较低。近年来随着采煤技术的发

3、展，大倾角煤层综采开采已经成为现实。当工作面的煤层厚度、倾角、地质条件、设计生产能力等已知时，采用那种类型的机械化采煤工作面，要通过经济、技术，安全等方面的分析论证。一般来说，煤层后，倾角小，煤层厚度变化小，地质条件比较稳定，没有大的断层，夹矸等，却工作面生产设计能力比较高，采用综采防顶煤比较经济合算。相反，当煤层厚度不大，但厚度倾角变化较大，工作面设计生产能力不是很高时，采用高档普采能更好适应煤层地质条件的变化，并能取得较好的经济效益。第二节 液压支架的选型设计一、 影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因素，主要有矿山地质条件，比如顶、底板的稳定性、煤层的厚度、煤层倾角，煤层赋存状况及瓦

4、斯含量等，其中以煤层及顶底板稳定性影响较大。1、 顶板稳定性：顶板稳定性直接影响支架的架型支护强度。顶板岩性的不同，决定支架的架型形式，岩层载荷和顶板的稳定性主要影响支架支护强度个顶梁的结构形式。一般来说，煤层顶板稳固平整，应选支护式支架；煤质松软、顶板破碎，应选用掩护式支架；而煤层顶板坚硬，则应选择支撑掩护式支架。2、 底板稳定性：底板岩石的组成，结构及岩石力学性质是支架选型不可忽略的另一重要条件。底板的稳定性，对支架的底座影响颇大。支架架型选取不当，会使支架陷入底板，导致移架困难。根据我国煤层底板岩石抗压强度。按下表选型：3、 煤层厚度；煤层厚度主要影响支架支护强度，煤层厚度越大支护强度应

5、越高，煤层厚度大小及变化情况，又决定着支架的结构高度和伸缩范围。（表一）岩 石松软粘土岩页岩（或松软煤）较软粘土岩页岩（或松软煤）一般粘土岩砂页岩、砂岩（或煤）抗压强度MPa2.02.04.0应选架型掩护式液压支架两柱支掩式掩护式支架支掩式支架支撑式及强力支撑四柱及强力支撑4、 煤层倾角：、煤层倾角主要影响支架的稳定性，煤层倾角大则易使支架倾倒、下滑等现象。必须采取防倒滑措施。5、 煤层的埋藏稳定性：实践证明：煤层埋藏越平稳，综采的效果越好。地质构造的性质对支架的使用好坏起决定性的影响。断层的落差如果太大，综采设备无法通过，断层的条数多，综采面搬家次数多。6、 煤层瓦斯含量：瓦斯含量大的煤层应

6、采用通风断面大的支架。液压支架架型选择是否合适，最终必然反映在经济效果上。应尽量做到安全、高效，而又能降低吨煤成本。支撑式液压支架虽然价格便宜，但使用性远不如掩护式和支撑掩护式液压支架优越。因此，在尽可能的情况下，应先考虑掩护式和支撑掩护式液压支架。另外，采矿技术，比如回采方式，工作面长度，采煤机械类型、生产环节等因素对液压支架的造型也有一定的影响。二、 煤层顶板及顶板分类与支架选型覆盖在煤层上的岩石，依次分为伪顶、直接顶、老顶，它们统称为煤层顶板。伪顶是紧贴在煤上极易冒落的教薄岩层，通常在煤层被采下后随即冒落，对液压支架的选型一般没有过大影响。直接顶位于伪顶之上，无伪顶时，直接位于煤层之上，

7、通常在移架或回柱后随即冒落，直接顶下部1.52米厚的岩石叫直接顶下位岩石，它对架型的选择有决定性的影响。1、 直接顶分类 我国将缓倾斜煤层回采工作面直接顶根据其稳定程度分为以下四类： 1）不稳定顶板：亦称为破碎顶板，它很容易冒落。冒落后岩石能基本充满采空区，一般为泥质页岩，还有再生顶板等。2）中等稳定顶板：强度教高，但有大量节理裂隙，局部较完整，冒落后不能充满采空区，一般在支护设备前移后随即冒落。砂质页属于这类顶板。3）稳定顶板：难于冒落，需支架帮助切顶。4）坚硬顶板：极难于冒落，采后需要强制放顶，砂岩，坚硬砂质页岩等属于这后两类。离后，直接顶冒落高度在11.5米以上，范围占全工作面长度1/2

8、以上时，初次切顶线距离开切眼煤壁之间距离。强度指数D可由下式求出 D=6DC1C2式中：6D岩石的单向抗压强度，公斤/厘米 C1节理裂隙影响系数C2分层厚度影响系数6D、C1、C2值可从采掘机械书中及有关资料得到。根据D并参考L1直接顶类别的确定见下表：（表二）类别指标1234不稳定 顶 板中等稳 定顶板稳定 顶板坚硬顶板主要指标强度系数D30317071120120无直接顶层厚在25米以上，6D560800Kgf/cm，节理裂隙间距和分层度大于1米的整体岩层参考指标直接顶初次跨落步距L1（M）89181925252、 老顶分级 老顶位于直接顶之上，顶板分级主要由直接顶厚度h与采高H之比来决定

9、，在参考老顶初次来压步距L2，N的意义是指冒落带充满采空区的程度，L2是指工作面初次切顶线到开切眼煤壁之间老顶悬露的长度。老顶初次来压的强弱，对确定支架的吨位即支护强度有决定性的作用，N越大L2越小，说明老顶周期来压不明显，作用在支架上的载荷小而稳定，支架的支护强度不需要太大，相反，N越小L2越大，老顶的周期来压就越强烈，作用在支架上的载荷就大切有冲击，支护的支架强度就要求高。根据N和L2直接顶可分为四级，如下表：（表三）级别周期来压不明显明显强烈极强烈指标N350.3N35，L2=2550（M）0.3N35，L250（M）N0.3L2=2550（M）N0.3L250（M）三、 液压支架的选型

10、液压支架的选型，包括选择支架的架型，支架的结构参数和支架强度的确定。1、 支架的选择：液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点不同，可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种基本形式。支撑式支架顶梁长，立柱多，切垂直支撑，工作阻力大，切顶能力强，通风断面大，后部有简单的挡矸石装置，架间不撑紧，对顶不密封。它适用于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显或强烈的老顶条件。掩护式支架有 宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的顶梁较短，支柱少切倾斜支撑，架间密封，支架工作阻力较小，切顶能力差，但由于顶梁较短控顶面积小，支护强度不一定小。它适用于不稳定和中等稳定直接顶条件。支撑掩护式支架兼有支撑和掩护式支架的结构

11、特点，顶梁较长，立柱较多，呈垂直或倾角较小倾斜支撑，故工作阻力大，切顶能力强，具有掩护梁架间密封，挡矸掩护性能好。她适用于稳定以下各类顶板，有取代支撑式支架的趋势，但它的结构复杂，重量较大，价格较高。当工作面直接顶的类别、老顶级别已经确定时，经过分析论证后可按下表选择支架形式：（表四）老顶级别直接顶类别1 2312312344架型掩护式掩护式支撑式掩护式支撑掩护式掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑式采高2.5m时支撑式采高2.5m时支撑掩护式支架支护强（吨/m）采高m12343035（25）45（35）55（45）1.3301.335（25）1.345（35）1.3

12、55（45）1.6301.6351.6451.655230235245255结合伸孔爆破软化顶板等措施处理采空区.单体支柱支护强度（吨/m）采高m1231525351.3151.3251.3351. 6151. 6251. 635按采空区处理方法确定使用上表时，还应注意以下因素：1）煤层厚度大于2.5米时，顶板有侧向推力时，一般不宜使用支撑式支架，煤层厚度在2.52.8米以上时，应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架，煤层厚度变化大时应使用调高范围比较大的双伸缩支柱。2）煤层倾角在1015 （支撑式支架取下限，掩护式取上限）以上时，支架应有可靠的防倒滑装置。3）底板强度，支架对底板的压力应小

13、于底板岩石允许的抗压强度。4）瓦斯含量，瓦斯涌出量大的工作面，应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。5）地质构造、断层发育、煤层厚度变化大，顶板允许暴露时间和面积为20分钟以下和58m时，暂不适宜采用综采设备。6）设备成本，能同时选用不同支架架型时，应优先选择经济实惠的支架。另外，上表中的支护强度是单位面积上的支撑力的大小，括号内的数字是掩护式支护强度，但允许有5的波动范围：1.3、1.6、2分别为、 级老顶比级老顶的增压倍数，级老顶由于地质条件变化较大，只给出最低限2，具体数字应根据实际情况确定。单体液压支柱的支护密度，可用表中的支护强度除以工作阻力计算。表中采高系最大采高。具体采高

14、下的支护强度可用插值法计算。根据本次设计要求：直接顶4类（属坚硬顶板，强度指数D120，直接顶初次跨落步距L125M，无直接顶层厚在25米以上，6D560800Kgf/cm，节理裂隙间距和分层度大于1米的整体岩层。）首先选定支撑掩护式支架。2、 液压支架结构参数的确定 液压支架结构参数，主要指液压支架的结构高度，它应能适应采高的要求。它根据煤层厚度（采高）和采区范围内地质条件的变化等因素来确定。其选择的原则是：在最大采高时，液压支架应能“顶得住”，在最小采高时，支架应能“过的去”。支架最大结构高度Hmax和最小结构高度Hmin，具体由下面经验公式计算：Hmax=hmax+a =3.7+0.2=

15、3.9（米）Hmin= hmin-S2-b-C =2.2-0.15-0.09-0.09=1.870（米）式中：hmax，hmin-煤层最大厚度和最小厚度（自定为2.5米），米a-考虑伪顶，煤壁冒落后，支架任有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量；中厚煤层可取200毫米，厚煤层可取300毫米，薄煤层适当减小； S2-顶板最大下沉量（一般取支架后立柱处顶板的下沉量。可借鉴邻近工作面的观测资料选取，若无这方面的资料。可按100200毫米选取，级老顶选大值，级老顶取小值； b-支架卸载前移时，立柱伸缩余量，煤层厚度大于1.2米时，取80100毫米；煤层厚度小于1.2米时，取3050毫米。 c-支架顶梁上

16、存溜的浮煤和碎矸石厚度，一般取50100毫米。 3、支架支护强度的确定 支架支护强度q:支架单位支护面积上的支撑力。它是衡量液压支架性能的一个重要参数，可有下列方法确定： 1）按经验公式计估算： q=KHR=73.92.3=62.79(T/)式中：K-作用于支架上的定板岩石厚度系数，我国取68。本设计7。H-最大采高，米R-岩石容重，一般取2.3 T/2）根据顶板条件和煤层厚度，直接由表四查取。对上述两种算出的结果取最大值。根据本次设计给出的顶板条件（老顶级；煤层最大厚度3.7米；直接顶4类。）可有上表查得所需支架的支护强度为：71.5T/62.792 T/，故选支护强度应大于71.5T/。4

17、、选择液压支架的型号 由上面计算出的支架最大和最小结构高度和支护强度的数值，从液压支架产品目录中选择合适的液压支架型号，并列出支架规格和主要技术参数表如下：型号：BC480-22/42 架型：双伸缩立柱支撑掩护式高度：2.24.2米 宽度：1.411.59初撑力： 4080 kN 工作阻力：4800kN支护强度：0.85MPa 对地比压：1.73MPa适应坡度：15 质量：12.78吨操作方式：本架操作 适应顶板：老顶、级；直接顶2、3类液压支架工作阻力的计算： 根据P=7mcos吨/m2 式中：P直接顶及老顶来压时的支护强度，吨/m2； 7采高倍数； m采高为3.7m； 直接顶岩石容重，取2

18、.3吨/m3； 煤层倾角14。 故支架承受载荷 P=(6-8)3.72.3cos14=49.543-66.058（吨/m2）BC480-22/42型支架支撑面积为5.925m2，支架所受的最大工作阻力F=(49.543-66.058)5.925=417.63-349.777吨，而BC480-22/42型支架的额定工作阻力4800KN，即约480吨，故所用支架能够满足支护要求。第三节 单体液压支柱工作高度，支护强度及形式的选择1、支柱最大工作高度Hmax及最小工作高度Hmin的计算Hmax=hmax-c =3.7-0.096 (米)Hmin=hmin-s-c-a=2.2-0.15-0.096-0

19、.08=1.874 (米)式中：hmax、hmin-煤层最大，最小采高c-顶梁高度，取96毫米s-最大空顶距处，顶板下沉量，可参阅液压支架方法选择。a-支柱卸载高度，取80毫米。 2、单体液压支柱工作阻力及支护密度 单体液压支柱的工作阻力：内注式及外注式随油缸直径及支撑高度不同，其额定工作阻力有25吨/柱，30吨/柱及35/柱具体参数可查有关资料。 支护密度：根据表四单体液压支柱的支护强度（根据插值法求的采高未3.7米时的最大支护强度为56.117吨/米）除以工作阻力可求出每平方米所需的支柱数。根据本设计给出的参数选择其额定工作阻力为25吨/柱的，所以在每平方米所需的支柱数为：56.11725

20、=2根3、单体液压支柱型式及铰接顶梁的选择根据供液方式不同可分为内注式和外注式。外注式结构简单，重量和制造成本内注式低，伸缩比大，但需配备液压泵和供液管路，适宜于中厚煤层。内注式重量大，制造成本高，但不需要配备液压泵及供液管路，灵活性大，在薄煤层中使用方便。单体液压支柱铰接顶梁长度，应按采煤机截深整数倍选取，以便顶板管理。根据所给地质条件及有关参数选用DZ外注式单体液压支柱及HDJA-1200铰接顶梁。第四节 滚筒采煤机的选择一、采煤机性能参数的计算与决定1、滚筒直径的选择滚筒大些对装煤有利，但不宜过大，并应满足采高的要求。双滚筒采煤机滚筒直径应大于最大采高hmax的一半，一般可按D=（0.5

21、20.6）hmax选取，采高大时取小值，采高小时取大值。故次，根据本设计最大采高3.7米，可的如选择双滚筒采煤机的话，其滚筒直径应为：D0.523.7米，即D1.924米。单滚筒采煤机滚筒直径选择时，为了防止滚筒在顶板下沉时被夹住而截割岩石，直径D= hmin-（0.10.2）采煤机的滚筒已经系列化，可选用与计算值相近的标准滚筒，一降低制造成本。故次，根据本设计最小采高1.870米，如选择单滚筒采煤机的话，其滚筒直径应为：D=2.2-（0.10.2），即D=2.12.0米。2、截深的选择滚筒截深是采煤机工作机构截入煤壁的深度，是影响采煤机装机功率的主要因素。决定截深时应充分考虑煤层的压张效应，

22、截割阻抗（截齿截割单位切屑厚度所对应的截割阻力）大小，煤层厚度、倾角、顶板稳定性及采煤机稳定性等。另外，为了管理顶板方便，截深应等于液压支架的的推移步距。中厚煤层截深可取0.60.8米，若顶板稳定，截割阻抗小可适当加大；厚煤层为了减轻煤壁片帮，减轻液压支架载荷和避免煤从运输机溢出，截深宜小，可取0.5米左右；薄煤层由于工人行走困难，牵引速度比较低，为了保证大的生产率截割深度可取0.81.0米。注：国内生产的采煤机截深大部分为0.6米左右，薄煤层为1米左右。3、滚筒的转速及截割速度滚筒转速对截煤比能耗、装载效果、粉尘大小都有很大影响。由截齿最大切屑hmax公式：Hmax=1000V/（m.n）可

23、知，当滚筒每条截线上的截齿数m，牵引速度V已定，转速n愈高，切屑厚度愈小，煤尘产生量大，截割比能耗增大。另外，实践证明，滚筒转速过高，循环煤会增多，装载效率降低，装煤效果不好，所以，现代采煤机，滚筒转速出现降低的趋势。但不能太低，否则会在牵引速度不太高时，出现堵塞现象。一般认为滚筒转速在3050转/分较为适宜，薄煤层可为60100转/分。4、采煤机最小设计生产率采煤机在采煤过程中，由于处理故障，检查和更换刀具，日常维修，等候支护，处理片帮等，经常出现停顿，采煤机实际生产率比设计理论生产率小的多，为了表明这些因素的影响，可用有效开动率表示，是指采煤机在一天或一班内有效工作时间与一天或一班占有时间

24、的比值。我国根据有些典型工作面的推算大约在0.150.35之间，一般取0.20。当采煤工作面生产能力已定，其每小时的平均产量就是所需采煤机的最小实际生产率，考虑到有效开动率，则采煤机按工作面生产能力要求的最小设计生产率Qmin为： Qmin=W/（240.2）吨/时 式中：W-采煤工作面的日平均产量，吨/日本次设计给出了设计年产量为105万吨，一年工作日按300天计算，实行四班工作制，三班采煤，一班准备，每天生产18小时。可得：W=105万吨（30018）小时=1944.4吨/小时Qmin=W/（240.2）=1944.4/（240.2）=405.0吨/时5、 采煤机截割时的牵引速度及生产率采

25、煤机截割时牵引速度的高低，直接决定采煤机的生产率及所需电机功率，由于滚筒装每能力，运输机生产率，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的多。采煤机牵引速度在零到某个值范围内变化，选择载割时的牵引速度，要根据下述几方面的因素，综合考虑。1）根据采煤机最小生产率Qmin决定牵引速度V1：V1=Qmin/（60.H.B.r）米/分式中：Qmin-采煤机最小生产率，吨/时 H-采煤机平均采高，米 B-菜煤机截深，米 r-煤的容重，1.35吨/米V1=Qmin/（60.H.B.r）米/分=405.0/（603.250.61.35） =2.564（米/分）2）按截齿最大切屑厚度决

26、定牵引速度V2采煤机截割过程，是滚筒以一定的转速n，同时又以一定的牵引速度V沿工作面移动，切屑厚度月牙规律变化，如果滚筒一条截线上安装的截齿数为m，则截齿最大切屑厚度hmax在月牙形中部，可用下式求出：hmax=1000V/m.n =10003.5/（250） =35（毫米）式中：V-牵引速度，3.5米/分 m-截齿数，取2 n-转速，50转/分从可知，当n、m决定后，hmax与牵引速度V成正比，当hmax大于齿座上截齿伸出的长度，使齿座及螺旋叶片也参与截割，则截割阻力及功率剧增，齿座受到磨损。为了避免上述情况的发生，一般要求截齿的最大切屑厚度应小于截齿伸出齿座长度的70，按上述要求，采煤机的

27、牵引速度为： V2=m.n. hmax/1000 =25044/1000 =4.4（米/分）式中：n-滚筒转速 取n=50转/分；m-截齿数 取m=2hmax-截齿在齿座上伸出长度的70（毫米）国产经向截齿。大约为4455毫米。切向截齿大约为4152毫米。煤坚硬度f及截割阻抗大时去小值。3）按液压支架推移速度决定牵引速度V3一般讲支架的推移速度应大于采煤机的牵引速度较好，这样可保证采煤机安全生产。截割时牵引速度V，应根据上述三方面情况综合分析后确定，其最大值应等于或大于V1，但应小于V2，并与V3相协调，取3.5米/分，使采煤机既能满足工作面生产能力的要求，又可避免齿座或叶片参与截割，并能保证

28、采煤机安全生产。采煤机截割牵引速度V决定后，采煤机的生产率Q为：Q=60.H.B.V.r 吨/时 =603.250.63.51.35 =552.825（吨/时）式中符号意义同前。6、采煤机所需电机功率由于采煤机在截割和装载过程中，受到很多因素的影响，所需电机功率大小，很难用理论方法精确计算出来，常采用类比法或比能耗法估算电机功率，是根据采煤机生产率和比能耗（截割单位体积煤所消耗的功率，如果比能耗确定适当，计算值就比较合理。取截割阻抗A=180200牛/毫米的煤为基准煤，当采煤机以不同的牵引速度截割时，包括牵引部及辅助液压系统在内，其比能耗的估算如下表：螺旋滚筒采煤机比能耗HB （表五)牵引速度

29、（米/分）23456HB（千瓦时/吨）0.500.440.420.400.38（表六）煤层截割阻抗牛/毫米磨蚀性系数P毫米/千米坚硬夹杂物含量脆韧性采煤机械选型级别类别一级脆性煤层1类（极软）601201000脆性采高小于1.5米十优先选用刨煤机只含软夹矸2类（软）100200含软的泥质页岩夹矸细碎硬夹杂物含量0.5韧性3类（中硬）120180脆性二级脆性韧性煤层4类（超中硬）180240200300细碎硬夹杂物含量1韧性滚筒采煤机60120细碎硬夹杂物含量2.5韧性1201805类（硬）180240300400细碎硬夹杂物含量2.5韧性韧性240300三级脆性煤层6类（极硬）24036045

30、0500砂质页岩砂岩或结团硬夹杂物含量2.5断面积1000cm的大块夹杂物含量2.55韧性需先爆破或注高压水把煤层松动后，才能选用滚筒采煤机1802407类（特硬）不论600硬夹矸和大块结团杂物含量为810 如果截割的煤层，其截割阻抗不同上述基准值，可按下式计算比能耗值：Hx=(Ax. HB)/A =(180240)0.43/235 =0.3290.439（千瓦时/吨）式中Ax-被截割的煤层阻抗，由表六选得为：180240牛/毫米A-截割阻抗，设计所给原始数据为：235牛/毫米HB-基准煤的比能耗值，由采煤机牵引速度3.5米/分结合表五可的其值为0.43千瓦时/吨注；煤层硬度可分为软煤（f1.

31、5）;中硬煤（f=1.53）；硬煤（f3）。单滚筒采煤机所需电机功率 N=（QHx）（K1 K2）千瓦=552.825（0.3290.439）(0.81.0)=227.3303.363（千瓦）式中：Q-采煤机生产率 根据上述计算可知为：552.825吨/时 K1-功率利用系数，用一台电机驱动时取1，两台电机分别驱动时取0.8 K2-功率水平系数，与牵引速度调节方式，电机超载能力等因素有关，可按表七选取，超载能力是指最大转距Mmax与额定转距MH的比值。双滚筒采煤机，前滚筒与后滚筒截割条件不同，前滚筒截割时，煤层只有面向采空区一个自由面，后滚筒截割时，前滚筒已截割出第二个自由面，若以Hx表示前滚

32、筒截割比能耗，后滚筒截割比能耗Hx为：HxK3Hx （0.8，0.7，1.0，0.9）（0.3290.439） 0.2630.351，0.2300.307，0.3290.439，0.2960.386式中K3-后滚筒工作条件系数，从表八选取（表七）电机Mmax/MH牵引速度调节方式自动调速人工调速2.02.22.22.42.42.60.90.951.00.80.850.9（表八）滚筒转向后滚筒开采煤层部位下部上部向着前滚筒截割自由面逆着前滚筒截割自由面0.81.00.70.9如果滚筒直径按最大采高60选取时，双滚筒采煤机所需电机功率为：NQ(0.6H Hx +0.4 Hx )(K1K2)552.

33、8250.1970.263(0.1050.140，0.0920.123，0.1320.176，0.1180.154)(0.81.0)552.825(0.3020.337，0.2890.320，0.3290.373，0.3150.351) (0.3680.403，0.3550.386，0.395 0.439，0.3810.417)(208.691232.878，199.708221.130，227.349257.755217.675242.552) (254.299278.485，245.316266.738，272.957303.363, 263.283288.160) 我们选择双滚筒采煤机的

34、电功率为：257.755303.363千瓦7、牵引力采煤机的牵引力主要取决于媒质、采高、牵引速度、煤层倾角、机器质量，导向装置结构及摩檫力等，很难精确计算，可根据（表九）初选：（表九）采煤机的电功率牵引力50100150200300100100120150180200220250300根据采煤机电机功率选择了牵引力为250300千牛。二、初选采煤机及配套设备根据上述算得的采高、滚筒直径、截深、生产率、电机功率、牵引力及牵引速度等初选采煤机为：MXA-300/4.5。然后和初选的液压支护设备一起，查阅煤炭科学院等编制的采煤机械化成套设备参考资料一览表见附录，尽可能与表中提供的成套设备吻合，以节约

35、费用，并通过配套设备表选择输送机。MXA-300/4.5型采煤机：采煤机高度为1.905米；电机高度为0.6米；摇臂长度为2.230米；摆角为62301730。三、初选采煤机主要技术参数的校核1、最大采高hmax的校核Hmax=A-H/2+Lsinamax+D/2 =1.905-0.6/2+2.230sin6230+2/2 =4.284（米）式中：A-采煤机高度（机身上平面至底板之间的距离），米 H-采煤机截割部减速箱高度，一般等于电机高度，米 L-摇臂长度（摇臂向上摆动最大角度），米 D-滚筒直径，米根据本次设计所给出的原始数据最大煤层厚度为3.7米，MXA-300/4.5型采煤机完全满足工

36、作面最大采高要求。根据工作面最大采高hmax及滚筒直径D，可以计算出采煤机高度A及所需底托架高度B可由下式计算：Ahmax+H/2-(Lsinamax+D/2) 4.284+0.3-2.978 1.606(米)BA-H-S 1.606-0.6-0.22 0.786(米)式中：hmax-最大采高，米 H-采煤机截割部减速箱高度，一般等于电机高度，米 L-摇臂长度（摇臂向上摆动最大角度），米 D-滚筒直径，米 S-运输机槽帮高度，米采用不同高度的底托架可使采煤机得到不同的机面高度及采高范围。2、最小采高的校核采煤工作面最小采高hmin应大于采煤机高度A支架或铰接顶梁高度h1,过机高度h2（顶梁与采

37、煤机机身上平面直接距离）三项尺寸之和，即采煤机与支护设备应能通过煤层变薄带，滚筒不截割岩石。HminA+ h1+ h2Hmin1.905+0.138+0.2Hmin2.243(米)注：过机高度不应小于0.10.25米，机身短，浮煤清扫干净取小值。MXA-300/4.5型采煤机机身较大，故取0.2米。3、卧底量校核最大卧底量Kmax为：KmaxA-H/2-sinmax-D/2 1.905-0.3- sin22-1 0.230(米)式中：A-采煤机高度（机身上平面至底板之间的距离），米 H-采煤机截割部减速箱高度，一般等于电机高度，米 max-摇臂向下摆动最大角度 D-滚筒直径，米采煤机卧底量一般

38、为90300毫米，以适应底板起伏不平和能截割运输机机头处三角煤带。4、采煤机最大截割速度的校核运输机、采煤机、液压支架在结构性能之间有相应的配套要求。运输机的生产能力一般应略大于采煤机的生产率，以便把煤及时运走，不出现堆积现象，根据此原则，可把运输机的运顺能力看成是采煤机的最大生产能率，此时采煤机截割时的最大牵引速度V为：VQ/(60.H.B.r) 900/（603.100.61.35） 5.974(米/分）式中：H-采煤机平均采高，3.10米 B-菜煤机截深，0.6米 r-煤的容重，1.35吨/米 V应大于前面决定的截割牵引速度V3.9米/分，计算结果符合此要采煤机移动时必须克服的牵引阻力T

39、为： TK1G+fD(cosa- K2+ K3)Gsina 0.748.30.182（0.960.1+0.045）48.8（0.259） (9.920-12.639)(9.92012.639) 2.71922.559(吨力)式中：D-滚筒直径为2米a-煤层倾角15G-采煤机重量48.3tf-摩擦系数，取0.18 K1-经验系数，取0.60.8 K2-估算系数，初步估算时可取00.2K3-侧面导向反力对牵引阻力影响系数，主要取决于牵引链或无链牵引轨道的位置及煤层倾角大小。当在采空区侧布置，煤层倾角为0时取0.040.05，35时取0.050.10。当在煤壁侧布置，煤层倾角为0时取0.120.19

40、，35时取0.150.21。上述最后一项，当向上牵引时，取正号，向下牵引时取负号。上述几项计算结果满足所选采煤机的性能，也能满足采煤工作面的基本要求。MXA-300/4.5型采煤机技术特征如下：（表十）MXA-300/4.5型采煤机生产能力(t/h)适用条件截割部电机灭尘方式外形尺寸(mm)质量(t)976采高(m)倾角()硬度滚筒直径(m)截深(m)筒速(m/s)型号功率转速r/min内外喷雾1271723421905483电压234.50102420.6253.9DMB-300S300.230014701140牵引部生产厂家主油泵油马达牵引速度m/min牵引力KN调速方式保护方式西安煤机厂

41、型号流量L/ min压力MPa型号扭矩N.m转速r/min08.34.15210液压液压ZB2-12527520ZM2-1253541958综上所述，选择ZC3-BC42型综合机械化成套设备，完全可以满足设计要求。这套设备的技术特征如下：液压支架型号：BC480-22/42采煤机型号：MXA-300/4.5刮板输送机型号：SGZ-764/264采高：2.54.0米 截深：0.6米 倾角：15 煤质硬度（f）23刮板输送机铺设长度：150米适合工作面走向长度应800米适合顶板条件：老顶、级，直接顶1、2类支架初撑力：402吨力 支架工阻力：480顿力底板比压：17.26公斤力/厘米支架支护强度：

42、85.1吨力/米泵站工作压力：350公斤力/厘米a) 采煤机、支护设备、输送机配套关系图通过计算或参考有关图册资料，给制采煤机、支护设备及输送机配套关系图。采煤机、液压支架和输送机组成的综采设备，有严格的配套要求，各单项设备的先进性能，只有在搞好配套关系的基础上才能发挥出来。如果所选各项设备合理，但与配套设备表中推荐的配套设备又不吻合。可按实际情况自行改装和组合。此时，支架前柱到煤壁的无立柱空间宽度L由下面几部分组成。第二部分 矿山运输机械选型设计设计要求：1、按液压、采机部分所给的工作面生产能力Qc、工作面长度、煤层倾角、煤的散碎密度r等参数进行工作面刮板输送机选型计算。2、顺槽转载机的选型计算，注意设备配套；顺槽胶带机选型计算（amax=300mm L顺