综采工作面机电设备选型设计方案-文库吧

【正文】 于硬煤层。直接顶以中粒砂岩，粉砂岩，粗粒砂岩组成，f=6~9，直接顶厚度在10m以上。伪顶为泥岩，硬度f=2~4，~3m。底板主要是砂岩，局部区域存在较薄的泥岩层。 综放工作面主要设备选型原则 放顶煤液压支架的选型原则 放顶煤支架的选型满足使用更加先进的技术，尽可能减少经济成本，生产运行时安全可靠这三条基本原则。使用更加先进的技术，即所选用的放顶煤液压支架可以适应所要开采煤层的煤层厚度，能产生符合生产要求的的支护强度；以及符合放顶煤生产需求，实现机械化放顶煤的工艺要求；提高顶煤回收率，满足工作面高产高效需要，降低含矸率。尽可能减少经济成本，即支架在满足生产要求前提下，支架形式尽可能简易、轻量、低成本、低投入。生产运行时安全可靠，即放顶煤液压支架在使用过程中必须保证工人的生命安全和生产安全。 采煤机的选型原则采煤机选型应满足采煤机割煤高度要符合要求和割煤能力符合生产要求，采煤机生产能力不得小于采煤工作面理论生产能力。要对采煤层地质条件进行实地考察。采煤机能达到实际生产开采目标，工作平稳安全。割端部底煤，前部刮板输送机的端部能够处理，能够实现自动化开切眼。有满足生产的牵引速度，可以和前部刮板输送机进行牵引机构的配套。采煤机的截割部装备有随时可以进入工作状态的喷雾灭尘装置。能够单向割煤也能够实现双向割煤，割煤的效果好。当采下煤的块度大小超过标准时，可以考虑使用破煤装置。操纵系统完备合理，将手动控制、自动控制合理使用以便于控制采煤机正常生产，配置满足生产要求的采煤机保护机构。整机性能优良，能够安全高效的工作，有健全的保护机制，以达到采煤机长期使用和减少维修工作的目的。 工作面前后部输送机的选型原则前、后输送机的选型首先满足综放工作面采煤，放煤工作面的生产要求；可靠性高，寿命长，满足过煤能力400万t以上要求；输送机机头尽可能采用端卸式垂直布置，以满足取消过渡支架与端头液压支架配套要求；后部输送机有条件的可采用可伸缩机尾，并采用双速电机或软启动；为使前、后输送机的互换性强和简化设备管理，前、后输送机尽量选用同一型号的刮板输送机。对于双输送机放顶煤工作面，前部输送机的大小不但要满足生产能力的需要，而且其槽帮强度能承受液压支架的拉架力，后部输送机的输送能力能够输送放顶煤液压支架每小时放煤量。因此，刮板输送机的选型可以是各种各样的，并没有什么特殊的要求。为了减少输送机在工作面的端头支护面积，两部输送机的机头最好采用垂直布置方式，这样可以把机头放在顺槽里，增加工作面的支架数，使端头支护更加简易。 顺槽运输设备选型原则顺槽运输设备由桥式转载机、破碎机、可伸缩式带式输送机组成。选择这些设备为了保证工作面采煤生产率和放煤生产率的运输能力。达到采、放平行工作，实现高产高效生产目标。转载机的输送能力不得小于采煤机采煤能力与放顶煤液压支架的放煤能力之和。破碎机的破碎能力要能够破碎输送过程中块度不符要求的煤、岩。可伸缩带式输送机的运输能力不应小于转载机的运输能力。 其他设备选型原则乳化液泵站的选型要结合液压支架来进行选型，乳化液泵站的公称压力和公称流量能够提供液压支架符合正常工作的初撑力要求，移动变电站通过工作面机械设备的功率，功率因数等参数的计算进行选型，移动变电所的输出电压及容量满足工作面机械设备正常工作与生产要求。 小结本章详细介绍了上湾某盘区的煤层，顶底板等具体特点，各种设备选型的原则，为接下来选型计算提供必要帮助。 2 采煤机的选型本章进行采煤机的选型，确定采放比及工作面参数的确定，进刀方式的选择等。 对采煤机的基本要求 影响采煤机选型的工作面地质因素采矿生产面的生产能力基本依赖于采煤机的落煤能力。于是，对于不同煤层条件，正确选择采矿机械，对提升产量，降低能耗和安全生产有极大的影响。采煤机能够满足煤炭开采条件，满足生产能力的要求，与刮板输送机和液压支架搭配时能够正常工作。根据煤的坚硬度系数f和截割阻抗A，将煤分为三类见表21。21 煤的种类划分表 Table of the types of coal partition 煤种软媒中硬煤硬煤煤炭坚固性f≤f=~f≥截割阻抗A180N/mmA=180~240N/mmA=240~360N/mm 绝大多数采煤机能够采取煤质松软的煤，尤其针对脆性软煤；煤质比较硬的煤使用功率中等的滚筒采煤机；大功率的滚筒采煤机适合开发硬煤。，属于厚煤层，宜使用双滚筒采煤机。上湾矿某盘区f=3~4，是硬煤，选择大功率的采煤机。上湾煤矿某盘区为缓倾斜特厚煤层（煤层倾角1~5176。）本次选用采煤机不需要设置防滑设备。 采放比及工作面参数确定放顶煤高度为煤层平均厚度与采高的差值。如果深入思考，我们不禁要问放顶煤高度到底可以达到多大呢？几年前专家预测厚煤层一次采全高厚度大约5~20m，煤层厚度超过20m时只能分层放顶煤。其实法国布朗齐煤矿率先突破专家预测的瓶颈，一次采全高的高度超过30m。综放工作面采高与放顶煤高度之比凭借煤层厚度变化可在1：1~1：3之间。上湾煤矿某盘区的煤层倾角为1~5176。(~），采放比为1：。，(~），采放比为1：。工作面长度300m，设计年产量为1667万t/a。生产安排，一年工作日为330天，按“四六制”组织生产，三班工作一班检修，每天工作时间为18个小时。 采煤机进刀方式的选择综放工作面采煤机的进刀方式大致分两类：端部斜切进刀双向割煤和端部斜切进刀单向割煤。由于双向割煤依然产生割煤与放煤彼此影响的缺陷。采煤机的换向频繁，浪费时间。而且在放煤工序没有结束之前，采煤机不能开始下一轮的斜切进刀。导致工作面的产量减工作效率降低。尤其是在工作面端头支护和推移输送机机头作业比较繁重的形势下影响就更为严重了[1]。端部斜切进刀双向割煤的两个放煤循环时间间隔短，无法使顶煤充分垮落，很难提高顶煤回收率。而端面斜进刀单向割煤割煤工序和放煤工序可以同时工作，彼此不干涉，没有等待时间。采煤机割完一刀煤后无需等待放煤工序完成，马上反向跑空刀清浮煤。采煤机清除浮煤来达端头时，输送机的机头完成推移到煤壁的工序，能马上进行斜切进刀。因此选择端部进刀单向割煤。 采煤机性能参数的选择和确定 采煤机滚筒直径的选择双滚筒采煤机的滚筒直径通常不小于最大采高的一半。如今双滚筒采煤机滚筒直径完成标准化，因此滚筒直径的初选值找与标准直径差不多的型号。 (21)式中：D采煤机滚筒直径，m；采煤机最大采高，m。求得：D==根据计算。 截深的选择采煤机截割机构(如滚筒)每次切入煤体内的深度B为截深。它决定着工作面每次推进的步距，是决定采煤机的装机功率和生产率的主要因素，也是支护设备配套的一个重要参数[2]。为了满足采煤工作面的生产需求，使用较大的截深。 滚筒转速及截割速度和滚筒直径相类似，如今的滚筒采煤机，每种类型都可以选择几种滚筒转速。现在的采煤机转速达到一个共识，大直径滚筒选用低档转速，小直径滚筒选用高档转速[3]。通常选择滚筒转速为30~50r/min最合适。为提高生产率转速可达到60~100r/min。取滚筒转速为n=40r/min，根据公式22算出截割速度。 (22) 式中：采煤机截割速度，m/s； 选定的滚筒直径，m，取D=；选定的滚筒转速，r/min，取n=40r/min。求得： m/s 采煤机最小设计生产率 由于采用放顶煤采煤法，根据液压支架和采煤机配套要求，=，:=1:。根据公式23，24求采煤机的日产量。 (23)式中：工作面日产量，t；年生产天数，d，取=330d； 年生产量，t/a。求得: t/d (24)式中：采煤机工作面的日产量，t；采放比。 求得： t/d采煤机最小设计生产率： (25)式中： Qmin采煤机最小设计生产能力，t/h；采煤工作面的日产量，；采煤机有效开动率,取g=。求得： t/h 采煤机在截割时的牵引速度及生产率采煤机割煤时的牵引速度的快慢，直接影响采煤机的工作效率和装机功率[4]。因为滚筒截煤水平，输送机运煤能力，液压支架推移速度等方面的影响。选择采煤机的牵引速度，通过分析以下几个部分内容，全面考虑。1）根据采煤机最小设计生产率确定牵引速度V1 (26)式中：采煤机牵引速度，m/s；Qmin采煤机最小设计生产能力，t/h，取Qmin=1257t/h；H采煤机平均采高，m，取H=；B采煤机截深，m，取B=；煤的容重，t/m3取=。求得： = 2）按照截齿最大切削厚度确定牵引速度V2采煤机进行割煤工序时，滚筒通过选用的转速n，结合选择的牵引速度V2沿工作面移动。滚筒在一条截线上安装的截齿数为m，则截齿最大的切削厚度h’max在月牙中部[5]。可用下式求出。 (27)式中： 截齿最大切削厚度决定的牵引速度,m/min； h’max截齿最大切削厚度，mm，取50mm；m截齿数，一般取3。 m/min3）按照液压支架的推移速度决定牵引速度V3截割时牵引速度V要结合以上三方面情况全面考虑后确定。最大值应不小于V1，可不该大于V2，要和V3搭配，让采煤机不仅可以完成生产要求，也能够减少齿座或叶片进行截割，还可以保证采煤机安全生产[6]。通过全面分析，采煤机的牵引速度取V＝。采煤机的生产能力Q为 (28)式中参数含义同上。 = 采煤机所需装机功率因为采煤机在割煤和运载过程中，有不同因素的影响，所以所需电机功率，很难用理论方法精确计算，于是使用比能耗法来估算。上湾矿某盘区煤层截割阻抗为AX＝300N/mm，可求得采煤机割煤过程中的比能耗HωX (29)式中： HωX煤层截割比能耗，kWh/t；AX煤层截割阻抗，N/mm，取Ax=300N/mm；A基准煤截割阻抗，N/mm，取A=190 N/mm；HωB基准煤比能耗，h/t。 求得： kWh/t因为采煤机是双滚筒采煤机，后滚筒的截割比能耗。 (210)式中： K3后滚筒工作条件系数。求得： kWh/t采煤机所需电机功率为： (211)式中： K1功率利用系数，采煤机用两台电机驱动，；K2功率水平系数。则： kW根据计算结果选择装机功率大于920kW的采煤机。 初选采煤机牵引力牵引力是牵引部的不可缺少的参数。左右采煤机牵引力大小的原因不少，像煤的属性，采高，牵引速度，煤层倾角，采煤机重量等。由于采煤机的工作环境变化大，所以精确计算采煤机牵引力难度极大，也没必要。因此初选采煤机牵引力为600KN。 初选采煤机通过采高，滚筒直径，截深，生产率，电机功率，及牵引速度，牵引力初步选择采煤机型号为MG400/985WD。详细参数见表22。表22 采煤机参数表 Table of Coal winning machine parameter采煤机型号MG400/985WD采高（m）~截深（m）适应倾角≤15176。滚筒直径（m）；；；滚筒转速