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1、第一章 支护设备与采型设计已知：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3.3M，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2.5m、顶板有水平推力，厚度在2.5m-2.8m以上时支架应带护帮。2、煤层倾角当倾角大于10-
2、15时，带有防滑装置的支架；当倾角大于18时，应选用同时带有防滑、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
3、宜的支架。二、煤层顶板及顶板分类：根据已知条件及设计指导表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
4、补偿量；中厚煤层取0.2米.，厚煤层取0.3米.。薄煤层适当减小，本次设计取0.3米S2顶板最大下沉量，一般取0.1-0.2米，本次设计取0.15米。支架卸载前移时，立柱伸缩量，煤层厚度大于1.2米时取0.08-0.1米；煤层厚度小于1.2米时，取0.03-0.05米，本次设计取0.1米。C支架顶梁上存留的浮煤和碎矸厚度，一般取0.05-0.1米。本次设计取0.05米。所以H=3.3+0.3=3.6米 H=2.05-0.15-0.1-0.05=1.75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2
5、.5吨/米3。所以=3.3*2.5*5=41.25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=45.5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：3141.6千牛工作阻力：4000千牛 支架高度：1.73.5米支架中心距：1.5米 支护面积：5.45平方米外型尺寸：1.598*3.5 泵站压力：20兆帕对地比压1.73兆帕 质 量：10.5吨适应坡度30推移千斤顶：推力：14
6、5.7KN 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=1.98米。2、 截深的选择： 滚筒截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 。 对于中厚煤层可取0.60.8米，国内采煤机一般0.6米。3、 滚筒转速及截割速度式中：截齿最大
7、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 =3.14*1.98*40/60=4.14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=800000/3002666.7吨/日 0.2小时开动率则： =26666.7/24*0.2555.56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，555.56吨/时 H采煤机平均采高2.5米 B采煤机的截深0.6米 煤的容重，取1.35吨/米3则： V1=555.56/60*2.5*0.6*1.35=4.57米/秒
8、(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=4.57米/秒则采煤机的生产率Q为 Q=60BHV =60*0.6*2.5*4.57*1.35=555.26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：=360*0.42/365=0.41双滚筒
9、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=0.8 则： *K3=0.41*0.8=0.328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功率水平系数取0.95所以：1 =555.26*（0.6*0.41+0.4*0.328）/1*0.95=220.47(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
10、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）采煤机的主要参数列于下表：采煤机型号MXA300/3.5生产能力708吨/时采高23.5米倾角040度硬度=24滚筒直径1.8米截深0.625米筒速3.5 3.12米/秒主油泵ZB2125油马达ZM2125电动机DMB300S灭尘方式内外喷雾质量400.3吨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=1.60
11、5米 H采煤机截割部减速箱高度，一般等于电机高度。查表210 H=0.6米 L摇臂长度（摇臂摆动中心距离）。查表210 L=1.6米 D滚筒直径。1.8米 摇臂向上摆动最大角度则： =1.605-0.6/2+1.6*+1.8/2=3.6245米3.3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 =1.605-0.6/2-0.3007-1.8/2 =0.104米按所选采煤机配套图卧底量为0.194米,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
12、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，2.5米 采煤机截深,0.6米 煤的容重,1.35吨/米3=555.26/60*2.5*0.6*1.35=4.57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：摩擦系数取决于采煤机导向机构表面状况和湿度及采煤机运动速度等，取0.18 经验系数,取0.60.8 估算系数，取00.2 侧面导向反力对牵引阻力影响系数,取0.15则： 吨力 =0.1*10.5+1.8*0.18(0.829-0.1+2*0.15)+10.5*0.5592 =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MXA-300/3.5300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-764/1321
