工作面成套设备选型设计

采煤工作面成套设备的选型设计

第一部分 采煤机械的选型

1.采煤机械的选型原则

煤层賦存条件、地质构造、综采工作面设备配套尺寸及配套能力是确定采煤机械选型的主要因素。为了充分发挥采煤机械的效能，还要有相应的配套管理、维修和配套的采区生产环节。

在采煤机械选型中，应对煤层厚度、煤层倾角、煤层硬度、顶底板岩性、地质构造，以及采煤方法和工艺要求、技术经济效果、配套设备要求等因素进行综合分析，然后再确定选型原则。

（1）根据煤层厚度及采高要求选型

根据煤层厚度及采高选择采煤机械参考表

选型时，应考虑的其他要素：

（2）按煤层倾角大小选择采煤机械

煤层倾角的大小是采煤机牵引方式选择的一个重要因素。倾角越大，牵引力也越大，防滑问题也突出。因为链牵引采煤机的最大牵引力是按采煤机在煤层倾角16 条件下设计的；而无链牵引的采煤机，其最大牵引力按35 设计。无链牵引采煤机配有制动器时可用以倾斜、急倾斜煤层。根据煤层倾角可选用的采煤机械类型见下表：

原则上链牵引采煤机只能在 15°倾角的条件下使用，当倾角>15°时必需设置防滑安全装置，但也只能在倾角 25°时使用。

无链牵引采煤机因牵引力大，可用在倾角 55 的条件下。但应指出：一般无链液压牵引采煤机，只能用在倾角 35 的条件下，只有在牵引力大并设置有可靠的制动防滑装置的情况下，才允许在倾角35°-55°条件下使用。无链电牵引采煤机则分为几种情况：变压变频的交流电牵引采煤机，因下行时靠摩擦耗能制动，目前还只能在倾角 15 时使用；他激励磁直流电牵引采煤机，因可实现四象限运行，采煤机下行时电机可实现再生发电制动，所以可以用在倾角为45°-55°的条件下；而串激直流电牵引采煤机，因不能实现四象限运行，只能在倾角 30条件下工作。

从安全角度，除极薄煤层外，在小倾角工作面也应选用无链牵引方式，无链牵引是发展方向。

（3） 按煤质（包括夹矸）硬度选择采煤机械

煤（或夹矸）的硬度是选择采煤机械电动机功率的直接因素，对采煤机械的正常使用有直接影响。

煤岩的硬度通常用三种指标来衡量，即：（1）煤（岩）的坚固性系数f (又称坚硬度或普氏系数），它是衡量煤（岩）被碎难易程度的指标；（2）煤岩的单向抗压强度

压，它是煤抵抗单向压碎的能力；（3）煤的截割阻抗A(kN/cm),它是用标准刀具截割一单位厚度煤时刀具上的截割阻力值。根据煤质硬度选择采煤机械的情况见表4-9-4。 （4）按采煤工作面的生产能力要求选型

采煤机的生产能力应大于工作面的设计生产能力。采煤机的生产能力主要受采煤机牵引速度，以及移架速度、煤的输送能力和其他诸多因索的影响。液压牵引的采煤机，由于受到主泵压力、排量的限制，进一步提髙牵引速度和牵引力有一定困难，因此，只能满足般生产能力的要求。对于日产万吨煤的高产、高效工作面，要求采煤机的实际牵引速度达到10-12m/min，其设计牵引速度约为15m/min左右，这时可供选择的只有大功率（总功率达600 1000kW）的无链电牵引采煤机。根据煤硬度选择采煤机械表如下：

（5）按工作面采煤工艺要求选型

对薄及中厚煤层的单一长壁采煤工艺，一般可选用通用型滚筒采煤机；急倾斜特厚煤层水平分层的短壁工作面及放顶煤工作面，可以选用短机身采煤机。 2.采煤机械的主参数及其确定

采煤机的主参数包括：生产能力.滚筒直径和截深、机面高度、采高、调高范围、卧底量、牵引速度、牵引力、截割速度、装机功率等。 （1）采煤机的生产能力

采煤机的生产能力分为理论生产能力和实际生产能力，即采煤机每小时的产煤量。 1) 理论生产能力（最大生产能力）

理论生产能力Qt等于：

Qt 60HB q (t/h) (1)

式中:H―采髙，m；

B-有效截深，m；

q-定条件下最大可能的牵引速度（牵引速度受采煤机电动机装机功率的制

约〉；

-煤实体密度，一般取1.3 1.4t/m

Qm

3

2) 实际生产能力

K，Qt(t/h) (2)

式中：K—采煤机的总时间利用系数，按下式计算：

t1

K t1 t2 t3 t4

，

(3)

t1-采煤机的有效开机时间,min；

t2-割一刀煤消耗的辅助时间，min ；

t3- 割一刀煤所需的消除故障时间，min；

t4-因技术和劳动组织原因引起的采煤机停机时间，min；

可见，采煤机的实际生产能力取决于技术和劳动组织因素。在机器选型时要参照以上公式结合实际情况分析后确定。 （2）滚筒度B

从上式知，有效截深影响采煤机生产能力，因此合理选择滚筒宽度很重要。

目前综采多数截深采用0.6m因此所选滚筒宽度B=630mm。薄煤层及大功率采煤机也可根据实际情况增大到800-1000mm。当顶板条件较差时，也可减小到B=500mm。

目前国际上大功率采煤有加大滚筒宽度到1000mm趋势，以提髙生产能力。 （3）滚筒直径D

滚筒直径应根据工作面煤层厚度及其采高来选择。对于薄煤层双滚筒采煤机或一次采全髙的单滚筒采煤机，滚筒直径按下式选取：

.1 D Hmi n(0

0.3m)() (4)

式中 Hmin-最小层厚，m。

0.1 0.3-考虑到割煤后顶板的下沉量，以防止采煤机返回装煤时滚筒截割顶梁。中厚煤层用的单滚筒采煤机，其滚筒直径为

D (0. 55

H0a.x6m) ( ) (5) m

式中Hmax最大煤层厚度，m。

双滚筒采煤机的滚筒直径经验数据应是最大采髙的3/5，当采高在2.2m 以下时比例增大，或者根据两个滚筒的装煤量相等的原则来选取。

设滚筒直径D与采髙H之比为a，螺旋滚筒的装煤效率为 ，则上滚筒截割煤的厚度为

D H,下滚筒截割煤的厚度为H D (1 )H,下滚筒除了要装所割下的厚度为H-D的煤外，还要负担上滚筒留下的当量厚度为(1 )aH的煤。因此，根据两个滚筒装煤量相等，有：

H (1 )H (1 ) H

式中将

1

1＋

代人上式，得相应的a值为：对小直径滚筒，a=0.59～0.63;对大直径滚筒，

螺旋滚筒装煤效率。对小直径滚筒0.6～0.7；对大直径滾筒，0.7～0.8。

a=0.56～0.59。因此，滚筒直径为: D aH

在没有弧形挡煤板的条件下，为了提离装煤率，小直径滚筒的a值取大值。滚筒直径系列尺寸可参阅本篇第一章第一节。

（4）机面高度、卧底量、采高及调高范围

根据采高范围，配置不同的底托架及输送机，选用不同的机面高度。采高与采煤机尺寸关系如图1所示。采煤机机面高度选定后，可按下列公式确定采煤机暈大、最小采高及卧底量。

图 1 采高采煤机尺寸关系

hD

最大采高： Hmax A Lsin max （8）

22hD

最小采高： Hmin A Lsin min （9）

22hD

最大卧底量： Kmax A Lsin max （10）

22hD

最小卧底量： Kmi （11） A Lsi n nmi n

22

式中：A——机面高度；

h——电动机高度； L——摇臂长度；

max、 min—摇臂向上最大倾角、最小倾角；

max、 min—摇臂向下最大倾角、最小倾角；

薄煤层机面髙度，根据采髙、顶梁厚度，还要考虑过机断面余量，一般 …… 此处隐藏：2461字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……