煤礦用液壓支架選型報告

2021-07-22 18:32:51 字數 4970 閱讀 9832

第一節井田概況

1)、首採面地質構造情況:

首採面布置在井田的南翼上部,地質構造比較簡單,煤層厚度變化較大,在切眼處k22鑽孔揭露的9煤厚度為2.05m,在鄰近停採線處的煤層厚度約為6.3m。

首採面可採儲量至少為120萬噸。

在首採面南翼,運輸巷將會揭露fk20逆斷層,落差0~5m;在切眼附近揭露f3逆斷層,落差110~150m。其餘地質構造簡單,三維地質勘探無構造。

首採面9#煤層堅固性係數f(平均值)1.05

埋深在100公尺左右。

煤層具有自然傾向。

9煤層為中高灰分,低硫~中硫、難選、高揮發分、高發熱量。煤質牌號為1/3jm。

9煤頂板級別為ⅲ~ⅱ,屬很堅固岩石;

9煤級別為ⅶ~ⅵa,屬比較軟岩石;

9煤底板級別為ⅵ~ⅴa,屬中等堅固岩石

2)、頂、底板條件—厚度、硬度、岩層性質、抗壓強度等

9煤結構複雜,含夾矸4~18層,一般為4~9層,夾矸岩性多為粘土巖、泥岩或炭質泥岩。頂板岩性為中細砂岩及砂質泥岩,其中粘土質含量較高,底板岩性為砂質泥岩或砂質粘土巖。下距10號煤層0.

40~8.63m,平均間距2.40m。

9煤結構複雜,含夾矸4~18層,一般為4~9層,夾矸岩性多為粘土巖、泥岩或炭質泥岩。頂板岩性為中細砂岩及砂質泥岩,其中粘土質含量較高,底板岩性為砂質泥岩或砂質粘土巖。下距10號煤層0.

40~8.63m,平均間距2.40m。

3)、水文地質條件——湧水量、瓦斯含量、地壓、地熱等

水文地質情況:

庫里火沙兔井田的直接充水含水層以孔隙含水層為主,裂隙含水層次之,直接充水含水層的富水性弱,補給條件、逕流條件均較差,直接充水含水層單位湧水量q<0.1l/s.m。

井田內斷層發育,但千里山、莫里、f2、f3、f6逆斷層的導水性均弱。區內無地表水體,水文地質邊界較簡單。因此,井田水文地質勘查型別為第一~二類,第一~二型,即孔隙~裂隙充水的、水文地質條件簡單~中等的礦床。

首採面為低瓦斯。

4)、採工藝及工作面引數(工作面布置情況)

首採面回風巷及運輸巷分別自副斜井一中、二中車場開口。工作面自三岔口至切眼,回風巷長度為1455m(可採長度為1251m,井筒留取50m保護煤柱),運輸巷長度為1424m,切眼長度斜距176m。

切眼傾斜長度為176m,與順槽之間的夾角為60°,偽傾角回採。切眼的傾角在22~35°之間(初設中提供地層產狀較陡,傾角一般25~40°),平均25°左右。

首採面順槽均採用直牆三心拱,採用錨網支護,b×h=4200×3200mm。順槽的施工坡度在0~6°

5)、工作面產量為120萬噸,首採面採用綜放裝置回採,皮帶

第二節工作面配置與技術效能指標

一、工作面裝置選型及配套

1.原則

工作面綜採裝置的配套和選型直接關係工作面綜採裝置的有效發揮和可靠性,關係工作面年產目標的實現。工作面綜採裝置的配套選型主要從以下幾方面入手。

①採用國內外近年來新研製開發並經工業性生產檢驗的技術先進、效能優良的新型裝備,使公司綜採裝置達到國際先進水平。

②通過合理選型和正確配套,選用大功率採煤機,大功率、大運量輸送機,大工作阻力、高可靠性的液壓支架,保證整個系統的高效能和高可靠性。

③提高綜採裝置的配套能力與生產協調性。綜採面的配套裝置必須適應與滿足高產高效的需要,以工作面裝置能力為基礎,形成一條配套生產能力由工作面向外的「喇叭口」煤流系統,用綜採裝置的協調性來保證工作面快速推進的需要。

2.工作面基本引數

首採工作面設計長度 176 m:(裝置能力應能滿足工作面長度200m)

採高: 2.05-2.8 m;

走向長度: 1252 m(首採面);

生產能力: 1,200,000 t/面.年

年生產日: 300天

工作面生產能力估算

a)割一刀煤產量

式中:qg——割一刀煤產量,t;

l——工作面長度,取176m;

bg——採煤機截深,o.63m;

hg———採煤機平均割煤高度,2.8m;

γ——煤容重,1.4t/m3;

kg——採煤機割煤**率,取0.95;

=176×0.63×2.8×1.4×0.95=413t

b)放一次頂煤產量

式中:qt——放一次頂煤產量,t;

bf——放煤步距,取0.63m;

hf——平均放煤高度,取2.0m;

kf——平均放煤**率,取o.75;

則: =176×0.63×2.0×1.4×0.75=233t

c) 迴圈產量

d)工作面年產量

工作面採用「三八制」作業制,二班生產、一班檢修(檢修班割一刀煤),每班工作四個迴圈,即割四刀煤,放四次煤,每天工作8個迴圈,每年300天工作日,年產量可保證150萬噸。

q=8×300×646=1550400t

3.採煤機選型

1)選型原則

採煤機選型應依據煤層賦存條件和工作面引數,生產能力能夠達到綜放工作面設計年產120萬t的要求,並滿足與刮板運輸機、液壓支架相配套。

當採高與截深一定時,工作面生產能力即取決於採煤機的牽引速度或裝機功率。因此,選擇採煤機時,根據煤層地質條件、採高、截深、牽引速度和功率進行選型,同時採煤機應能滿足並實現工作面兩端斜切進刀自開缺口的要求,優先選用具有工況監測監控功能的電牽引採煤機。 採用「三八」制,每班割三刀煤,三個放煤迴圈可以滿足設計年產量。

2)主要引數選擇

(1)採煤機滾筒的選擇

根據工作面最大採高3.0m,,要求採煤機選擇雙滾筒,可以雙向割煤,並可以自開缺口。滾筒直徑一般為採高的0.

55~0.6倍,推薦滾筒直徑d=ф1700mm,可根據情況對滾筒進行調換。

(2)採煤機牽引速度的選擇

工作面進刀方式採取端部斜切進刀雙向割煤方式,往返一次割兩刀,計為兩個迴圈,每個迴圈的割煤時間為往返兩個迴圈的平均數。採煤機的牽引速度應與支架迴圈動作協調。

迴圈往返一次的時間為:

t=2×(tx+th+td+tg)+txd+tsd+2tfd

tx=(ll+l2)/vx

th=(l1+l2)/vh

td=(ll+l2)/vd

tg=[l-(l1+l 2)]/vg

式中:t——往返一次迴圈時間,min

tx——斜切進刀時間,min

th——返回割三角煤時間,min

td——排程返回時間,min

tg——割煤時間,min

txd——下端頭作業影響時間,取txd=25min

tsd——上端頭作業影響時間,取tsd=25min

tfd——上下端放煤影響時間,取tfd =30min

l1——兩滾筒迴轉中心距離,暫取l1=12m

l2——刮板輸送機彎曲段長度,取l2=30m

vx——斜切進刀速度,取vx=3m/min

vh——返回割三角煤速度,取vh=4m/min

vd——排程返回速度,取vd=4m/min

vg——採煤機平均割煤速度,取vg=3m/min

則: tx=(12+30)/3=10.7min

th=(12+30)/4=8min

td=(12+30)/3=8min

tg=[176-(12+30)]/3=48min

t=2×(10.7+8+8+48)+25+25+2×30=259min

則,平均每刀迴圈用時約130min。

可以看出,在放頂煤工作面,當採煤機牽引速度大於3m/min時,即使考慮中間架放頂煤影響時間,保證每天割八刀煤是***的。

根據煤層地質條件及生產技術條件,選取採煤機牽引速度。經以上詳細計算表明,要實現預定產量,工作面長度176m,採煤機的牽引速度應不小於3m/min,考慮非正常生產因素,要有一定的富裕度。

(3)採煤機功率的選擇

採煤機功率按下列經驗公式計算:

n=(60×b×h×v×hw)/3.6

式中:n—採煤機所需功率,kw;

b—採煤機的截深,取0.63m;

h—採煤機最大割煤最大高度(採高),3.0m;

v—採煤機的平均切割速度,取3m/min;

hw—能耗係數,取值範圍為3.0~3.5。

n =(60×b×h×v×hw)/3.6

=(60×0.63×3.0×3×3.5)/3.6=331(kw)。

根據以上計算,所需採煤機的截割功率為375kw,但考慮到採煤機的功率選擇應有一定的富裕度,選擇採煤機的截割功率為500 kw

3)採煤機選型

採煤機的發展趨勢是以電牽引逐步取代液壓牽引,向多電機、大功率、機電一體化方向發展,即提高了截割牽引速度和截深,大幅度提高單產,又增強了執行可靠行,且操作簡易、安全、維修方便。目前電牽引採煤機裝機功率已達2210kw,牽引速度已達28m/min。先進的電牽引採煤機裝備了以微型計算機為核心的電控系統,採用先進的資訊處理技術和感測技術,實現機電一體化,順槽集中控制。

能夠對採煤機的執行工況及各種技術引數資訊進行採集、處理、顯示、儲存和傳輸,可通過程式設計軟體對採煤機進行全面控制、監測和保護(如過載、過熱、漏電、供水水壓和流量、誤操作等),以及實現採煤機電氣系統的自動調節、截割電動機功率自動平衡和機械故障自動查尋、診斷等多種功能。

根據工作面生產能力要求和國內外電牽引採煤機比較,為保證工作面的高產高效,選用電牽引採煤機,建議型號為mgty200/500-1.1d。

4.工作面前部刮板運輸機的選型

1)選型原則

選擇前刮板輸送機的主要原則是以採煤機最大生產能力為基數,保證工作面運煤能力和運輸裝置的可靠性和耐用性,兼顧裝置啟動、保護和控制效能。主要有以下幾個方面:

a.輸送量應與採煤機最大生產能力相適應,並且有一定備用能力。

b.結合煤質硬度、塊度、運量選擇結構型式(單鏈、雙邊鏈、雙中鏈等)、煤質較硬、塊度較大時優先選用雙邊鏈;煤質較軟時可選用單鏈或雙中心鏈。

c.輸送機溜槽的結構選擇鑄焊結合高強度溜槽,一般優先選用封底式。封底式阻力小,主要用於底板較鬆軟條件。

d.為了配合滾筒採煤機白開切口,應優先選用短機頭和短機尾,但機頭架和機尾架中板的公升角不宜過大,以減少通過壓鏈塊時的能耗。

2)工作面前部刮板運輸機運煤能力計算

a)工作面採煤機割煤能力

qg=60bg.hg.v.γ煤.kg

採煤工作面液壓支架的選型

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