綜合機械化採煤工作面
機械選型設計
（2011-2012學年第一學期）
班級：235435235
學號：235455
姓名：ryanbinghan
指導老師2222
2023年1月7日
第一章緒論1
第一節設計題目、任務和要求、設計條件1.1
第二節綜採工作面引數及選型原則1.2
第二章滾筒採煤機的選型2
第一節對採煤機械的基本要求2.1
第二節初選採煤機2.2
第三節設計選用採煤機引數2.3
第四節採煤機生產率的計算2.4
第五節滾筒直徑與截深2.5
第六節牽引力2.6
第三章支護裝置的選型3
第一節支護裝置的用途和種類3.1
第二節確定架型3.2
第三節支架選擇內容3.3
第四節支架型號的確定3.4
第五節效能驗算3.5
第四章輸送裝置的配套選型4
第一節刮板輸送機的選擇4.1
第二節**機的選擇4.2
第三節可伸縮膠帶輸送機的選擇4.3
第五章採煤裝置的配套效能5
第一章緒論
第一節設計題目、任務和要求、設計條件
設計題目：綜採工作面機械化裝置選型
設計的目的和要求：在指導老師的指導下，獨立完成所要完成的畢業設計全部內容。包括：
方案選擇；正確的進行分析計算；蒐集和查閱有關圖紙；根據課題設計需要進行必要的實驗、測試和經濟核算；繪製出符合國家標準的圖樣；編寫設計說明書；具體要求如下：
1.培養自己綜合應用所學理論知識和技能，分析和解決該設計專案的原理和方法，熟悉該設計專案的組成及編成。
2.培養自己懂得該設計專案工作所必須的全域性觀念、生產觀念和經濟觀念，樹立正確的設計思想和嚴肅認真的工作作風。
3.培養自己調查研究，查閱技術言文獻、資料、手冊，進行工程計算、圖樣繪製及編寫技術檔案的能力。
4.通過自己獨立完成設計來更深刻的了解並懂得以下內容：
綜採工作面配套裝置由採煤機、支護裝置、刮板輸送機等裝置組成.所謂綜採工作面配套裝置的選型含義,係指依據煤層賦存和礦井生產技術條件,可獲得良好使用效果而實際選用的綜採成套裝置。
綜採工作面裝置配套的目的,首先在於總體配套是單機設計的依據,要解決成套裝置各單機間的能力相互匹配和空間幾何關係的配套;其次在於使成套裝置效能與採煤工藝間相互適應。因而總體配套又是採區設計和採煤工藝設計的依據。
採煤工作面中，採煤機、刮板運輸機和支護裝置（液壓支架或單體支柱於頂樑）等組成乙個採煤機的有機整體來實現採煤工藝的哥哥工序，他們在工作能力和結構尺寸的配套關係，直接影響採煤工藝的順利實施和裝置能力的充分發揮。 因此，為了正確的選擇採煤機組各種裝置的形式，不僅要看它們各自能否滿足採煤工藝的要求，同時也要注意它們之間的配套效能，特別要把工作面「三機」——「採煤機、刮板輸送機、液壓支架」配套搞好，否則綜採生產將無法進行，勉強生產也獲得不了好效果。
第二節綜採工作面引數及選型基本原則
本次綜採工作面的基本引數選定為原始引數第一組：
工作面長：160m；傾角：20°；煤層平均厚度：2.5m；頂板中等穩定；截割阻抗：a=230n/m；煤的堅硬度係數：f=3.5。
選型基本原則：
綜採工作面三機配套方案：
綜採工作面的「三機」是指採煤機、液壓支架、刮板輸送機,是綜採工作面的主要裝置。其選型首先必須考慮配套關係,選型正確先進、配套關係合理是提高綜採工作面生產能力、實現高產高效的必要條件。
「三機」的基本選型原則：
a.採煤機的選型原則
(1)採煤機能適合的煤層地質條件,其主要引數(採高、截深、功率、牽引方式)的選取要合理,並有較大的適用範圍。
(2)採煤機應滿足工作面開採生產能力的要求,其生產能力要大於工作面設計能力。
(3)採煤機的技術效能良好,工作可靠,具有較完善的各種保護功能,便於使用和維護。
採煤機的實際生產能力、採高、截深、截割速度、牽引速度、牽引力和功率等引數在選型時必須確定。
實際生產能力主要取決於採高、截深、牽引速度以及工作時間利用係數。採高由滾筒直徑、調高形式和搖臂擺角等決定。滾筒直徑是滾筒採煤機採高的主要調節變數,每種採煤機都有幾種滾筒直徑供選擇,滾筒直徑應滿足最大採高及臥底量的要求。
截深的選取與煤層厚度、煤質軟硬、頂板岩性以及移架步距有關。截割速度是指滾筒截齒齒尖的圓周切線速度,由截割部傳動比、滾筒轉速和滾筒直徑確定,對採煤機的功率消耗、裝煤效果、煤的塊度和煤塵大小等有直接影響。牽引速度的初選是通過滾筒最大切削厚度和液壓支架移架追機速度驗算確定。
牽引力是由外載荷決定的,其影響因素較多,如煤質、採高、牽引速度、工作面傾角、機身自重及導向機構的結構和摩擦係數等,沒有準確的計算公式,一般取採煤機電機功率消耗的10%~25%。滾筒採煤機電機功率常用單齒比能耗法或模擬法計算,然後參照生產任務及煤層硬度等因素確定。
b.液壓支架的選型原則
(1)液壓支架的選型就是要確定支架型別(支撐式、掩護式、支撐掩護式)、支護阻力(初撐力和額定工作阻力)、支護強度與底板比壓以及支架的結構引數(立柱數目、最大最小高度、頂樑和底座的尺寸及相對位置等)及閥組效能和操作方式等。
(2)選型依據是礦井採區、綜採工作面地質說明書。在選型之前,必須將所採工作面的煤層、頂底板及採區的地質條件全部查清。然後依據不同類級頂板選取架型。
最後依據選型內容結合國內現有液壓支架的主要技術效能直接選定架型及其引數所對應的支架型號。
c.刮板輸送機的選型原則
(1)刮板輸送機的輸送能力應大於採煤機的最大生產能力,一般取1.2倍。
(2)要根據刮板鏈的質量情況確定鏈條數目,結合煤質硬度選擇鍊子結構型式。
(3)應優先選用雙電機雙機頭驅動方式。
(4)應優先選用短機頭和短機尾。
(5)應滿足採煤機的配合要求,如在機頭機尾安裝張緊、防滑裝置,靠煤壁一側設鏟煤板,靠採空區一側附設電纜槽等。在選型時要確定的刮板輸送機的引數主要包括輸送能力、電機功率和刮板鏈強度等。輸送能力要大於採煤機生產能力並有一定備用能力。
電機功率主要根據工作面傾角、鋪設長度及輸送量的大小等條件確定。刮板鏈的強度應按惡劣工況和滿載工況進行驗算。
綜上所述，選型的基本原則就是：
在滿足生產能力要求採煤機生產能力要與綜採工作面的生產任務相適應,工作面刮板輸送機的輸送能力應大於採煤機的生產能力,液壓支架的移架速度應與採煤機的牽引速度相適應,而乳化液幫浦站輸出壓力與流量應滿足液壓支架初撐力及其動作速度要求。
同時滿足裝置效能要求輸送機的結構形式及附件必須與採煤機的結構相匹配,如採煤機的牽引機構、行走機構、底托架及滑靴的結構,電纜及水管的拖移方法以及是否連鎖控制等。輸送機的中部槽應與液壓支架的推移千斤頂連線裝置的間距和連線結構相匹配。採煤機的採高範圍與支架的最大和最小結構尺寸相適應,而其截深應與支架推移步距相適應。
詳見下圖：
液壓支架、採煤機、刮板輸送機幾何關係示意圖
其計算公式為:
r=b+e+w+x+d/2 （1-1）
式中 r———無立柱空間寬度,mm
b———截深,mm
e———鏟煤板空距,規定為50～100 mm
w———輸送機寬度,mm
x———前柱與電纜槽間距,mm
d———前柱外徑,mm
w=f+g+j+v （1-2）
式中 f———鏟煤板寬度,150～240 mm
g———中部槽寬度,mm
j———導向槽寬度,mm
v———電纜槽寬度,mm
第二章滾筒採煤機的選型
第一節對採煤機械的基本要求
對採煤機械的基本要求是高效、經濟、安全。具體要求是：
1.採煤機械的生產率應能滿足採煤工作面的產量要求
2.工作機構能在所給煤層力學特性（硬度、截割阻抗）的條件下正常截割、裝煤效果好、落煤塊度大、煤塵少、能耗低。
3.能調節才高，適應工作面煤層厚度變化；能自開缺口。
4.有足夠的牽引力和防滑、制動裝置，能在所給煤層傾角下安全生產；牽引速度能隨著工作面條件的變化而調節，其大小能滿足工作要求。
5. 此，要求採煤機械的效能必須可靠，維持正常工作所必需的各種消耗（動力、液壓油、防滑油、易損件等）應較低。
第二節初選採煤機
採煤機選型原則通常是要符合煤層賦存條件，滿足對生產能力的要求，以及與刮板輸送機和液壓支架的匹配要求。並結合以下四點依據，確定採煤機的選型：
1. 根據煤層厚度選擇採煤機械
給出的設計引數中煤層平均厚度為2.5m，屬於中厚煤層，可選用雙滾筒採煤機。
2. 根據煤的力學性質選擇採煤機械
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