前言一、概述
1.1設計題目、條件、任務及相關資料
1.1.1設計題目和條件
1.1.2任務和相關資料
1.2選型的基本原則
1.2.1採煤機
1.2.2運輸機
1.2.3液壓支架
二、採煤機的選型
2.1初選採煤機
2.1.1根據煤的堅硬度選型
2.1.2根據煤層厚度選型
2.1.3根據煤層傾角選型
2.2滾筒
2.2.1滾筒直徑的確定
2.2.2滾筒截深
2.3採煤機的生產率
2.3.1理論生產率
2.3.2技術生產率
2.3.3實際生產率
2.4採煤機的牽引力和允許的最大牽引速度
2.4.1牽引力
2.4.2最大牽引速度
2.5防滑裝置
三、液壓支架的選型
3.1確定架型
3.2主要引數計算和支架型號的確定
3.2.1支護強度和工作阻力
3.2.2初撐力
3.2.3支架高度
3.2.4頂樑長度
3.2.5確定支架型號
3.3支架布置台數
四、輸送機的選型
4.1.刮板輸送機的選用原則
4.2運輸能力的驗算
4.3刮板輸送機電機功率的驗算
五、乳化液幫浦站的選型
5.1乳化液幫浦
5.2乳化液幫浦的電機功率
5.3乳化液
參考文獻總結
工作面長度：350公尺；傾角：40度；煤層平均厚度：4.5公尺；頂板中等穩定；a=230n/mm f=3.5.
煤的力學性質主要包括煤的堅硬度係數f,抗壓強度,截割阻抗a,韌性,層理和節理的發育狀況,夾石含量及分布等.這些因素關係到選擇採煤機械的工作機構形式和採煤機械的功率大小.
根據煤的堅硬度係數f和截割阻抗a,將煤分為三類
（1） 軟煤----f<=1.5,a<180n/mm
（2） 中硬煤----f=1.5~30,a=180~240n/mm
（3） 硬煤----f>=3.0,a=240~360n/mm
各種刨宜選用中等功率的滑行刨煤機;硬煤必須選用大功率的滾筒式採煤機.滾筒式採煤機可截割各種硬度的煤.煤機最合適開採軟煤,特別是脆性軟煤;韌性中硬煤應選用中等功率的滾筒式採煤機;脆性中硬煤
根據開採技術要求,將煤層厚度分為三類:從最小開採厚度至1.3m為薄煤層,1.3~3.5m為中厚煤層,3.5m以上為厚煤層.
煤層的厚度決定著所需採煤機的最小採高,最大採高,機面高度,過煤高度,過機高度以及電動機功率大小.
採高在1.1~2.0m左右的採煤工作面,煤質中硬,應選用單滾筒採煤機;採高在1.3~2.5m時應選用雙滾筒採煤機或單滾筒採煤機.
根據開採技術特點,將煤層傾角分為三類:0~25度為緩傾斜煤層;25~45度為傾斜煤層;45~90度為急傾斜煤層.
傾角小於12度的煤層,對機械化開採最為有利,一般不考慮採煤機械的防滑問題.
在工作面乾燥的條件下,金屬對金屬的摩擦係數為0.23~0.30,相應的摩擦角為13~17度.
因此傾角大於12度時,騎溜子工作的採煤機和以輸送機支撐和導向的爬底板採煤機,必須帶防滑裝置.
在工作面潮濕的條件下,摩擦係數要降低,傾角大於8度時就得備有防滑裝置.
無鏈牽引採煤機,由於具有可靠的制動裝置,牽引力又大,故可用到傾角40~50度的工作面.
煤與底板的摩擦係數一般為0.7~0.8,相應的摩擦角為36~40度,故煤層傾角大於40度時,煤可沿底板自溜下滑,而不必安裝輸送機.
但實際上,為了使煤流沿著要求的安全方向運輸,並且無鏈牽引的採煤機也需要為之導向,故在傾角大於40度的工作面條件下,仍配備工作面輸送機.
截深是指滾筒外緣到端盤外側截齒齒尖的距離，即一次截割深度。
選擇架型主要根據頂板條件,但同時還應考慮下列因素:
(1)煤層厚度
根據我國煤層賦存的特點,當厚度超過2.5m,頂板有水平推力時,應選用抗水平強的支架,一般不宜選用支撐式支架.當煤層厚度在2.
5~2.8m以上時,應選用帶護幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架.當煤層厚度變化較大時,應選用調高範圍大的支架
2)煤層傾角
煤層傾角在10~15度以上時,支架應有防滑和調架裝置,當傾角超過18度時,應同時具有防滑和防倒裝置.
(3)底板強度
支架底座的對底板接觸比壓應小於底板的允許比壓,允許比壓與底板的岩石性質有關,對於砂岩底板,其值一般為1.96~2.16mpa,軟底板為0.
98mpa左右.接觸比壓與具體支架有關,選型時應驗算接觸比壓值.
(4)瓦斯湧出量
對於瓦斯湧出量大的工作面,應優先選用通風斷面大的支撐式和支撐掩護式支架.
(5)位址構造
斷層十分發育,煤層厚度變化大,頂板允許暴露面積和時間在5~8平方公尺和20min以下時,暫不宜採用綜採裝置.
(6)裝置成本
能同時允許使用幾種架型時,應優先選用**便宜的支架.在一般情況下,支撐式支架最輕,造價也最便宜.而支撐掩護式支架最重最貴.
此外,對於對於特定的開採要求,應選用特種支架.如厚煤層分層開採時選用鋪網支架,冒落法開採時選用放頂煤支架,工作面端頭支護選用端頭支架,等等
頂板所需的支護強度取決於頂板的等級和煤層厚度,他可按以下公式確定:
q=khρgx0.00001(mpa)
式中,k為作用於支架上的頂板岩石厚度係數,一般去5~8;h為採高,m;ρ為岩石強度,一般取2500kg每立方公尺;g為重力加速度，取10m/s2。
支架支撐頂板的有效工作阻力q=qfx1000(kn)式中,f為一支架的支護面積,按下列公式計算：
f=(l+c)x(b+k)單位平方公尺
式中,l為支架頂樑長度,m;c為樑端距,m;b為支架頂樑寬度,m;k為架間距,m.
有效工作阻力與支架工作阻力的比值,稱為支架的支撐效率η.支撐式支架的支撐效率為100%;掩護式和支撐掩護式支架,由於頂樑與掩護梁鉸接,立柱又斜撐,故支撐效率總是小於1,初選支架時可取80%左右.在考慮了支撐效率後,所需每架立柱的總工作阻力p應為:
p=q/η(mpa)
初撐力大小對支架的支護效能和成本都有很大的影響.較大的初撐力能使支架較快達到工作阻力,減慢頂板的早期下沉速度,增加頂板的穩定性,但對乳化液幫浦站和液壓元件的耐壓要求也將提高.一般取初撐力為0.
6~0.8倍的工作阻力.
支架最大結構高度hzmax=mmax+s1(m)支架最小結構高度hzmin=mmin-s2(m)
式中,mmax,mmin為分別為煤層最大,最小採高,m;s1為偽頂冒落的最大厚度,一般取0.2~0.3m;s2為頂板在週期來壓時的最大下沉量,移架時支架的下降量,頂樑上及底座下的浮矸厚度之和,一般為0.
25~0.35m.
支架伸縮比
k2=hzmax/hzmin
k2反映了支架對煤層厚度變化的適應能力。其值越大，支架對煤層厚度變化的適應能力就越大。單伸縮立柱的支架，k2不超過1.
6；若k2大於1.6，需加機械加長段或採用雙伸縮立柱。通常薄煤層支架的k2值為2.
5～3.0；中厚煤層支架k2值為1.4～1.
6。頂樑長度
頂樑長度與支架的結構形式、支護方式、輸送機寬度和採煤機的結構尺寸有關。
⑴輸送能力不小於採煤機的理論生產率
⑵結構形式必須與採煤機結構相配套；
⑶結構形式必須與液壓支架架型相匹配；
⑷溜槽長度要與液壓支架的中心相匹配；
⑸溜槽與支架推移千斤頂連線裝置的間距和結構相匹配。
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