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1、毕 业 设 计（机电一体化专业）二00七年十一月五日目 录第一章 支护设备与采煤机选型设计 1第一节 机械化采煤工作面类型的确定与论证 1第二节 液压支架的选型 1第三节 滚筒式采煤机和选型 4第二章 矿山运输机械选型设计12第一节 回采工作面运输机械的选型设计12第二节 采区顺槽运输机械的选型设计18第三节 采区下山运输及辅助运输25第四节 主要运输巷道运输30第三章 矿井提升设备的选型设计37第一节 主井单绳缠绕式主提升设备选型设计37第四章 矿井排水、通风、压气设备选型设计45第一节 矿井排水设备50第二节 矿井通风设备57第三节 矿井压气设备65第五章 井下供电72第一章 支护设备与采
2、型设计已知：矿井年产量80万吨； 煤层厚度：3.3M ； 截割阻抗：365牛顿/毫米； 顶板条件级 2类 ； 工作面长度：125M ； 煤层倾角；8。第一节 机械化采煤工作面类型的确定与论证根据已知条件，煤层厚度M，符合目前我国综采工作面采高大于2米的规定；年产量80万吨；顶板条件是老顶级周期来压明显、直接顶2类中等稳定顶板。故采用综合机械化采煤工作面。主要设备为：双滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架。第二节 液压支架的选型一、影响液压支架选型的因素：1、煤层厚度 厚度超过、顶板有水平推力，厚度在以上时支架应带护帮。2、煤层倾角当倾角大于10-15时，带有防滑装置的支架；当倾角大于18时，应选用
3、同时带有防滑、防倒和调架装置的支架。由已知条件此工作面无需以上装置。3、底板稳定性应使支架底座对底板的比压小于底板的许用比压。4、顶板稳定性顶板稳定性直接影响支架的 架型支护强度 。此工作面顶板条件是级 2类可选支撑掩护式。 5、地质构造 对于断层十分发育、煤层厚度变化过大、顶板的允许暴露面积小于5-8、允许暴露时间20min以下的工作面，暂不宜使用液压支架。此工作面不符合上述条件应选用适合液压支架。 6、煤层瓦斯含量对瓦斯涌出量大的工作面，若顶板条件允许，应优先选用断面大的支撑式或支撑掩护式支架。7、在顶板条件允许的调件下，应优先选用价格便宜的支架。二、煤层顶板及顶板分类：根据已知条件及设计
4、指导表22及表23得：直接顶为中等稳定顶板，强度指数D70，直接顶初次跨落步距L118M；老顶级周期来压明显。三、 液压支架的选型1、 架型选择根据已知条件、综合以上影响液压支架选型的因素结合表24及支架的受力分析选用支撑掩护式液压支架。其特点是：顶梁长、立柱较多、且垂直或倾角较小倾斜支撑、工作阻力大、切顶能力强、具有掩护梁架间密闭,挡矸掩护性能好。适用于稳定以下各类顶板。2、 液压支架结构参数的确定最大结构高度 Hhmax+a 米最小结构高度 H2-米式中：煤层最大和最小厚度；米a 考虑伪顶，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量；中厚煤层取.，厚煤层取.。薄煤层适当减小，本
5、次设计取S2顶板最大下沉量，本次设计取。支架卸载前移时，立柱伸缩量，煤层厚度大于时取米；煤层厚度小于米，本次设计取。C支架顶梁上存留的浮煤和碎矸厚度，一般取米。本次设计取。所以H+0.3=3.6米 H=5米3、 支架支护强度的确定：(1)按经验公式估算： =K*H*R式中：K作用于支架顶板岩石厚度系数，一般取5；H最大采高 ，米；R岩石容重，取吨/米3。所以吨/米3。（2）直接查表选取：根据顶板条件和煤层厚度，直接由表24中查取，查表得为1.3*35=45.5吨/米3。选取最大值吨/米3。4、 选择液压支架型号：根据上面计算的支架最大和最小结构高度和支架强度的数值，查液压支架产品目录附表6，选
6、择的支架为型号：ZY35 其技术特征如下：架型：四柱支掩式 初撑力：千牛工作阻力：4000千牛 支架高度：1.7支架中心距： 支护面积：外型尺寸：1.598*3.5 泵站压力：20兆帕适应坡度30推移千斤顶：推力：145.7KN 侧(护) 推千斤顶：推力：75 KN 拉力：231KN 拉力：51.5 KN 行程：700 行程：170第三节 滚筒式采煤机的选择一、 采煤机性能参数的计算与决定1、 滚筒直径的选择：滚筒直径大些对装煤有力 ，但不宜过大，并应满足采高的要求。双滚筒采煤机滚筒直径应大于采高的一半 一般按下式计算。 取系数=0.55 则D=0.55*3.6=米。2、 截深的选择： 滚筒截
7、深是采煤机截入煤壁的深度，是影响采煤机装机功率及生产率的主要因素。为管理顶板方便，截深应等于液压支架的推移步距 。，国内采煤机一般。3、 滚筒转速及截割速度式中：截齿最大切屑厚度 V牵引速度 滚筒上的截齿数，一般取=2 滚筒转速，一般取=40转/分 *40/60=米/秒4、 采煤机最小设计生产率 式中：W采煤工作面的日平均产量，吨/日 W=800000/300吨/日 小时开动率则： /24*0.2吨/时5、 采煤机截割时的牵引速度及生产率（1） 根据采煤机最小设计生产率决定牵引速度V1 V1=式中：采煤机最小设计生产率，吨/时 H采煤机平均采高 B采煤机的截深 3则： V1=555.56/60
8、*2.5*0.6*1.35=米/秒(2)按截齿最大切屑厚度决定的牵引速度V2 V2=式中：截齿在齿座上伸出长度的70%，大约4455毫米，取=50毫米 =2 =40转/分 则： V2=2*40*50/1000=4米/秒（3）按液压支架推移速度决定牵引V3截割时的牵引速度V,其最大值应等于或大于V1并于V3相协调,取V= V1=米/秒则采煤机的生产率Q为 Q=60BHV吨/时6、 采煤机所需电功率采用比能耗值，根据设计指导表25查得 ， 根据已知条件A=365牛/毫米 。 由 式中：被截割煤层的截割阻抗，按表26确定 则：双滚筒采煤机,前滚筒与后滚筒截割条件不同,前滚筒截割时,煤层只有面向采空区
9、一个自由面,后滚筒截割时,前滚筒已截出第二个自由面,若以表示前滚筒截割比能耗,后滚筒的截割比能耗为： *K3式中：K3后滚筒工作条件系数，可由表28选取：得K3 则： *K3滚筒直径按最大采高60%选取,双滚筒采煤机所需电机功率为 1式中：K 1功率利用系数取1 K2所以：1 *（=(KW)7、 牵引力采煤机的牵引力主要取决于煤质、采高、煤层倾角、机器质量、导向装置结构及摩擦力等，按表29选取。采煤机电机功率按300kw计算，则采煤机牵引力N=250300千牛二、 初选采煤机及其配套设备根据采高、截深、生产率、电机功率、牵引力及牵引速度等初选采煤机（课本P126国产采煤机的技术特征）采煤机的主
10、要参数列于下表：采煤机型号MXA生产能力708吨/时采高2倾角040度硬度=24滚筒直径截深筒速3.5 /秒主油泵ZB2125油马达ZM2125电动机DMB300S灭尘方式内外喷雾质量生产厂西安煤机厂三、 初选采煤机主要技术参数的校核1、 最大采高的校核 式中：A采煤机高度（机身上平面至底板之距离），米。查表210 A= H采煤机截割部减速箱高度，一般等于电机高度。查表210 H= L摇臂长度（摇臂摆动中心距离）。查表210 L= D滚筒直径。 摇臂向上摆动最大角度则： =1.605-0.6/2+1.6*米根据以上计算不符合最大采高要求,所以必须得改变摆角最大为2、 卧底量的校核最大卧底量 =
11、按所选采煤机配套图卧底量为,则最大向下摆角应调整为3、 采煤机最大截割速度的校核运输机、采煤机、液压支架在结构性能之间有相应的配套要求。运输机的生产能力一般应略大于采煤机的生产率，以便把煤及时运走，不出现堆积现象，根据此原则，可把运输机的运输能力看成是采煤机的最大生产率，此时采煤机截割时的最大牵引速度为 =式中：运输机的运输能力，吨/时 平均采高， 采煤机截深, 3=555.26/60*2.5*0.6*1.35=米/秒4、 牵引阻力的估算采煤机移动时必须克服的牵引阻力T为 吨力式中： 估算系数，取0 则： 吨力 =5.87(吨力)第四节 综合采煤机械化成套设备综合技术特征表：项目设备名称类别ZC8-ZY35型成套设备为：规格型号设备容量KW单位数量单重(公斤)工作面支架ZY35架7410500采煤机300台140300刮板输送机SGZ-764/264w2*160台1166000单体支柱DZ根20140顺槽转载机SZZ-764/132132台141000带式输送机DSP1080/1000160台193500破碎机LSP-1000台 112000乳化液泵XRB2B-80/20055台1947乳化液泵箱XRXTA台1500端头端头液压支架D1ZY35z 225000单体液压支柱DZ根40电气设备移动变电站台
