综采工作面选型毕业设计Word格式文档下载.docx

1、液压支架一个步距。转载机是!%长的刮板输送机。它一端与工作面输送机机头相搭接，另一端骑在可伸缩带式输送机的机尾上，其作用是将刮板输送机运出的煤炭转移到带式输送机上，它可随工作面的推进进行整体移动。转载和常配置破碎机。可伸缩带式输送机是工作面运输巷中的运煤设备。通过其贮带装置，可调节输送机的长度。当工作面前进式或后退式回采时，能做到伸长或缩短。乳化液泵站是供给液压支架和其他液压装置压力液的动力设备。除以上设备外，上端巷道中还设有运送设备和材料的单吊车，或搬运绞车，以及在倾斜角度较大时防止采煤机下滑的液压安全绞车；下端巷道中设有供电移动变电站和配电点，以及刮板输送机和巷道转载机的监视、控制、通讯照

2、明的集中控制台。以上设备在工作中必须按照一定的生产过程协调地配合工作，才能发挥其应有的效能。第一章概述第二章采煤机选型第一节采煤机选型原则（!）适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、功率、牵引方式等主要参数选取合理，有较大的适用范围。）满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力；满足与刮板输送机和液压支架的匹配要求。（#）采煤机技术性能良好，工作可靠性高，各种保护功能完善。（$）采煤机使用、检修、维护方便。第二节采煤机类型及其适用条件在综采工作面使用的采煤机械，一般分为两大类，一类是刨煤机，一类是滚筒采煤机。一、刨煤机（一）刨煤机类型刨煤机是以刨头为工作机构

3、，采用刨削方式破煤的采煤机械。刨煤机可用在长壁采煤工作面，实现破煤、装煤和运煤。刨煤机类型很多，目前国内外使用的主要是静力刨，即刨刀靠锚链拉力对煤体施以静压力破煤。静力刨按其结构特点主要分为拖钩刨（图%&）、滑行刨（图%&）及拖钩&滑行刨（图%&）#类。）拖钩刨煤机是刨头以输送部中部槽为导轨，刨链通过在工作面底板上滑行的拖板拖动刨头工作的刨煤机。）滑行刨煤机是刨头以滑架为导轨，刨链在滑架内拖动刨头工作的刨煤机。第九篇煤矿综采机械设备选型图!$刨煤机类型拖钩刨；滑行刨；拖钩滑行刨煤刨；牵引链；掌板；千斤顶；滑架；+滑板（）拖钩滑行刨煤机是刨头以输送部中部槽为导轨，刨链通过在底滑板上滑行的拖板拖动

4、刨头工作的刨煤机。（二）刨煤机采煤工艺特点及适用条件刨煤机采煤截深小（一般为）,$*-），牵引速度高（#.,$#.-/-01），功率较小（一般为$.,$#.23）；只刨落煤壁压酥区表层，故刨落单位煤量能耗少；刨落煤的块度大，煤粉及煤尘量少，劳动条件好；刨煤机结构简单可靠，便于维修；司机不必跟机作业，可在平行内操作，故操作方便；刨头的截割高度在刨头运行过程中不能调节。刨煤机的适用条件是：煤层厚度在#-以下，倾角小于#*4，最好小于$*4。煤质为软和中硬以下（!5$67），可选用拖钩刨；中硬及中硬以上（!8#6）,（）应选用滑行刨；硬煤及特粘性煤不宜用刨煤机。#最好顶板不粘顶煤，若轻度粘顶，可人工

5、处理；要求煤层中硫化铁块度小，含量不多。或分布位置不影响刨煤机刨煤；夹石层厚度大于#.-不宜用刨煤机。$中等稳定以下顶板可用液压支架及时支护，要求底板平整，没有底鼓或超过94,$.4倾角的起伏不平；拖钩刨要求底板为中等硬度，不宜用于软底板，否则刨刀容易“啃$#（第二章采煤机选型底”；底板属泥岩、粘土砂岩等软底板应用滑行刨。煤层沿走向及倾斜方向无大的断层及褶曲现象；小断层落差小于!#$!%&时可用刨煤机，大于!时应做超前处理。二、滚筒采煤机（一）滚筒采煤机类型滚筒采煤机是以装有截割刀具并统水平轴线旋转的截割滚筒为工作机构的采煤机。滚筒采煤机的类型很多，按滚筒数目分类，有单滚筒和双滚筒采煤机；按行

6、走机构形式分类，有钢丝绳牵引、链牵引和无链牵引#种滚筒采煤机；按行走驱动装置的调速传动方式分类，有机械调速，液压调速和电气调速#种滚筒采煤机（通常简称机械牵引、液压牵引和电牵引采煤机）；按行走部布置位置分类，有内牵引和外牵引种滚筒采煤机；按机身与工作面输送机的配合导向方式分类，有骑槽式和爬底式种滚筒采煤机；按总体结构布置方式分类，有截割电动机纵向布置和横向布置种滚筒采煤机。尽管滚筒采煤机的结构形式很多，但其基本结构、组成大致是相同的，主要均由电动机、牵引部、对称分布的截割部减速箱、可调高的滚筒摇臂、螺旋滚筒、挡煤板、底托架、喷雾洒水装置和自行拖电缆装置等组成。双滚筒采煤机结构如图（）所示。图（

7、）双滚筒采煤机的组成*）螺旋滚筒；）摇臂；#）固定减速器；+）牵引部减速器；%）传动链轮；,）导向链轮；-）中间箱；.）电动机；（）底托架；*!）冷却喷雾装置；*）拖缆装置（二）滚筒采煤机主要工作参数采煤机的工作参数规定了滚筒采煤机的适用范围和主要技术性能。它们既是设计采煤机的主要依据，又是综采成套设备选型的依据。（*）采高采煤机的实际开采高度称为采高。采高的概念不同于煤层厚度。分层开采厚煤层，或有顶煤冒落，或有底煤残留时，煤层厚度就大于采高；反之，在薄煤层中，由于截割顶板*+第九篇煤矿综采机械设备选型或底板，采高也可能大于煤层厚度。考虑煤层厚度的变化、顶板下沉和浮煤等会使工作面高度缩小，因此

8、煤层（或分层）厚度不宜超过采煤机最大采高的!%#；不宜小于采煤机最小采高的&#$&#。采高对确定采煤机整体结构有决定性影响，它既规定了采煤机适用的煤层厚度，也是与支护设备配套的一个重要参数。双滚筒采煤机的采高范围主要决定于滚筒的直径，但也与采煤机的某些结构参数有关，如机身高度、摇臂长度及其摆动角度范围等。对于双滚筒采煤机，其最大采高一般不超过滚筒直径的倍。双滚筒采煤机的采高范围计算如图!（）所示。由图中可以得出，采煤机的最大采高!和最大下切深度的关系式为*#（$+%,-.!/01+（%,-./01（对于一定直径的滚筒，采煤机的采高范围是一定的。如果需要在较大范围内改变采高。则必须改变滚筒的直径

9、，必要时还需相应改变机身的高度（即改变底托架的高度）和改变摇臂长度及其摆角范围。（）双滚筒采煤机的采高范围#（机身上部距底板的距离；$（机身箱体厚度；%（摇臂回转中心到滚筒轴心的长度；/01（摇臂相对机身水平向上摆动的最大角度；/01（摇臂相对机身水平向下摆动的最大角度；（滚简直径在选用采煤机时，为了满足采高的要求，需要合理地选择滚筒直径和机身高度。（）截深采煤机截割机构（如滚筒）每次切入煤体内的深度称为截深。它决定工作面每次推进的步距，是决定采煤机装机功率和生产率的主要因素，也是支护设备配套的一个重要参数。截深与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及支架移架步距有关。在薄煤层中，由于工作条件困难，

10、采煤机牵引速度受到限制，为了保证适当的生产率，宜用较大的截深（可达23$&2/）；反之，在厚煤层中，由于受输送机能力和顶板易冒顶片帮条件的限制，宜用较小的截深。采煤机截深和支护设备的推移应相适应，以便于顶板控制。当用液压支架支护时，要%第二章采煤机选型求采煤机截深略小于液压支架的移架步距，保证采煤机每开采一个截深后液压支架可以推进一个步距。滚筒采煤机的截深一般小于!，多数采用#$%，大功率采煤机可取#$&左右。（）截割速度滚筒上截齿齿尖的圆周切线速度，称为截割速度。截割速度决定于截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径，对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。为了减少滚筒截割时产

11、生的细煤和粉尘、增多大块煤，应降低滚筒转速。滚筒转速对滚筒截割和装载过程的影响都比较大，但是对粉尘生成和截齿使用寿命影响较大的是截割速度而不是滚筒转速。目前，滚筒采煤机的截割速度一般为（$）$#*+，少数机型只有,$*+左右。滚筒转速是设计截割部的一项重要参数，新型采煤机直径,$#左右的滚筒转速多为,）-#.*/0左右，直径小于!$#的滚筒转速可高达1#.*/0。（-）牵引速度采煤机截煤时，牵引速度越高，单位时间内的产煤量越大，但电动机的负荷和牵引力也相应增大。为使牵引速度与电动机负荷相适应，牵引速度应能随截割阻力的变化而变化。当截割阻力变小时，应加快牵引，以获得较大的切屑厚度，增加产量；当截

12、割阻力变大时，则应降速牵引，以减小切屑厚度，防止电动机过载，保证机器正常工作。为此，牵引速度应是无级的，至少是多级的，并且能随截割阻力的变化自动调速。目前，双滚筒采煤机的最大截割牵引速度可达!#）!,/0；有的采煤机最大牵引速度高达!1）,#截煤时，牵引速度一般不超过）%/0，而较大的牵引速度只用于调动机器和装煤。选择工作牵引速度时，首先应考虑采煤机的生产能力应与采区运输设备的运输能力相适应，以便使采下的煤能顺利地运出去；此外，还应考虑采煤机的负荷，以免机器过载。采煤机的生产能力!（单位：2*3）计算公式为4%#!5（6 7,7!）则牵引速度!（5单位：/0）公式为5 4%#式中采煤机采高，；

13、#采煤机截深，煤的密度，一般为!$,）!$-2*（。另外，选择牵引速度时还应考虑滚筒截齿的最大切削厚度。对于一定的滚筒转速和允许的截齿切削厚度，可用下面公式求出允许的工作牵引速度$%#式中&采煤机允许的截割切屑厚度，$滚筒每一截线上的截齿数；,%第九篇煤矿综采机械设备选型!滚筒转速。）牵引力牵引力是牵引部的另一个重要参数，是由外截荷决定的。影响采煤机牵引力的因素很多，如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机器自重及导向机构的结构和摩擦系数等，采煤机的工作条件又很不稳定，因而精确计算采煤机所需要的牵引力既不可能，也没必要。据统计，装机功率不超过#$%的有链牵引采煤机牵引力约为&（）$*），无链牵引

14、采煤机牵引力约装机功率超过）#$%，有链和无链牵引采煤机的牵引力分别约为&，。牵引力与牵引速度的关系为#+$,%!-式中$牵引阻力的不变分量，它取决于采煤机质量、倾角、摩擦系数及由结构引起的附加阻力状况；%系数，取决于煤质及压张程度。可见，牵引阻力与牵引速度呈直线关系，直线斜率取决于煤质，煤愈硬，斜率愈大。（.）生产能力由式（/00&）可知，采煤机理论生产能力为&1+.#（!-，按此式算出的理论生产能力受到输送机生产能力、工作面支护速度、牵引机构速度参数、截齿伸出长度、采煤机稳定性和瓦斯因素等的限制。从设备配套的角度说，输送机的设计生产能力不得小于采煤机理论生产能力，牵引速度和工作面支护速度以

15、及采煤机机身宽度和输送机溜槽宽度也应互相匹配。排除机械故障，调换滚筒和弧形挡煤板位置等端头作业，不能与机器工作平行进行的手工操作等，都会使采煤机停止工作。在循环作业时间中停机时间所占的比重，取决于采煤机的技术完善程度。由于工作面组织工作不完善，采煤机、液压支架和输送机的运行可能不协调；由于采区和全矿调度工作的原因，可能使工作面设备停机待命。这些因组织工作不善而损失的工作时间，有时超过因技术原因造成的损失。因此，采煤机的实际生产能力大大低于理论生产能力，可用开机率表示两者的比例关系。采煤机的生产能力主要取决于牵引速度，而牵引速度的提高就要求采煤机的装机功率和牵引力加大。（2）装机功率采煤机所装备

16、电动机的总功率，称为装机功率。装机功率越大。采煤机可采越坚硬的煤层，生产能力也越高。原煤炭工业部部颁标准314 0&/54规定采煤机电动功率系列为：#，&#，&2#，#，）#和）2!$%，目前由牵引采煤机装机功率已增大至&#$%。滚筒采煤机总消耗功率包括截煤功率6、装煤功率7和牵引功率）部分。对于双滚筒采煤机总功消耗功率为2第二章采煤机选型!%$!（滚筒截煤时消耗的功率!#）*）为#+,-滚筒总平均截割阻力，#；#截割速度，.+/；截割部总传动效率。滚筒装煤功率!%!#+,-滚筒装煤阻力，0。牵引部的功率消耗!1-2,-采煤机的总牵引阻力，#；牵引部总效率。式（）等式右边各项均受牵引速度的影响

17、，所以该式可改写成如下形式-$!式中!采煤机空载消耗功率，其值取决于工作机构的形式、结构和传动效率；$系数，取决于煤的性质及压张程度、截割工况及截割参数、截齿几何形状及磨损程度等因素。上式表明，采煤机的功率消耗与牵引速度成正比，并且在其他条件不变时，煤质愈硬，直线的斜率愈大。工程上，一般采用单位比能耗法来确定采煤机的消耗功率（单位：）*），即：1-%&34 5 1采高，.；3采煤单位能耗（比能耗），67+.4，它是一个综合性指标，一方面它反映采煤机技术完善程度，另一方面又反映开采煤层的力学性质，煤质越坚硬，比能耗越高。考虑到功率储备，采煤机的装机功率（单位：）*）一般为8!（,59,54）!式

18、中,59,54功率储备系数。（三）滚筒采煤机特点及适用条件滚筒采煤机与刨煤机相比，其特点是：采高范围大，牵引速度调节范围大、功率大，机械强度高，可自开切口，保护功能完善，工作可靠，操作方便，附属装置配套。,:第九篇煤矿综采机械设备选型滚筒采煤机的适用条件为：采高在!#$%&$之间。可开采不同硬度（!（&）的煤层。煤层为中等硬度（!）*+%,$）时，宜采用中等功率的采煤机；煤层为中等硬度以上及粘煤（!-,$%&）时，宜采用大功率采煤机。#可用于缓倾斜或急倾斜煤层，一般采煤机可用于!.%/$.，无链牵引采煤机最大可达&.%$&.。$可用于有一定地质构造的煤层，落差小于煤层厚度一半的断层，陷落柱长轴

19、在,!%/!之内。*,0第二章采煤机选型第三章液压支架造型第一节液压支架选型原则、依据及内容一、液压支架选型原则）支护强度应与工作面矿压相适应。支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和基本顶岩层移动产生的压力，将空顶区的顶底板移近量控制到最小程度。）支架结构应与煤层赋存条件相适应。（#）支护断面应与通风要求相适应，保证有足够的风量通过，而且风速不得超过煤矿安全规程的有关规定。（$）液压支架应与采煤机、刮板输送机等设备相匹配。支架的宽度应与刮板输送机中部槽长度相一致，推移千斤顶的行程应较采煤机截深大!%&%，支架沿工作面的移架速度应能跟上采煤机的工作牵引速，移架速度还应满足生产指标的要求，支架的梁端

20、距应为#（%左右。二、液压支架选型依据及内容）选型依据支架选型前必须将工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全面查清、探明，编出综采采区、综采工作面地质说明书。）选型内容选择支架时，要确定下述内容：支架类型，如支撑掩护式或掩护式；立柱根数；支护阻力，包括初撑力、额定工作阻力；支架结构高度，包括最大和最小高度；顶梁和底座的结构形式、尺寸及其相对位置；对防滑、防倒、防片帮、调架、移架、端面维护等装置的要求；操作方式、阀组性能等。第二节液压支架结构、架型、主要参数及适用条件液压支架是一种以液压为动力实现升降，前移等运动，用于支撑和维护顶板，提供安#%第九篇煤矿综采机械设备选型全作业空间的支护设备。目前

21、我国使用的液压支架种类很多，由于其结构部件及组合方式不同而形成不同的种类。一、液压支架的结构液压支架的基本部件包括顶梁、立柱、底座、掩护梁、推移装置、护帮板等，如图!$液压支架结构简图顶梁；立柱；底座；掩护梁；推移装置；护帮装置；活动侧护板；连杆（$）顶梁直接与顶板接触，传递支撑力并起护顶作用的承载构件。液压支架的顶梁有分为前、后梁的铰接顶梁及整体顶梁两种。为有效地支护端面顶板，又设置有前探梁。伸缩梁及折叠梁等多种辅助顶梁。（%）立柱支撑在底座和顶梁或掩护梁之间调节支架高度并承载的液压缸。一般采用能升降活柱的双作用立柱，可分单伸缩、双伸缩两种，可根据要求的伸缩量占立柱总长之比来选用，其伸缩调高

22、方式又分液压式及机械式。（#）底座直接与底板接触传递支撑力并用于支托立柱和其他部件的承载构件。为防止支柱压入底板及适应底板的不平程度，液压支架的底座有：底鞋、分底座、门形底座、整体刚性底$#$第三章液压支架造型座等多种类型。）掩护梁连接顶梁和底座（或连杆），承受支架水平力和垮落顶板岩石压力，防止采空区冒落矸石进入支架的构件。掩护梁与底座的连结方式一般有单铰及双铰（即四连杆连接）两种形式。）推移装置多数支架的推移装置连接于支架和输送机之间，既能移架，同时又能推输送机，少数则有独立的移架装置和推输送机装置。推移装置按结构形式分为框架式、导向推杆式和直接作用式等。（#）护帮板在支架前方顶住煤壁，防止

23、片帮的板状构件，用于易片帮的煤层，常见的有下垂式、单铰上摆式和四连杆上摆式等。二、液压支架的架型液压支架的架型一般按支架与围岩相互作用的特点分$种类型，即：支撑式、掩护式及支撑掩护式，目前主要发展后两种。（一）支撑式支架在结构上没有掩护梁，支柱直接通过顶梁对顶板起支撑作用的支架称为支撑式支架。它又有节式及垛式两种。（%）节式支架是立柱位于条状顶梁下（可分前、后梁）呈框式布置的支撑式支架。图&$（所示为第九篇煤矿综采机械设备选型在结构上没有掩护梁，支柱直接通过顶梁对顶板起支撑作用的支架称为支撑式支架由主、副两个框架组成的节式支架，每个框架有两根立柱。其顶梁一般为铰接式或刚性铰接式；底为刚性底靴，

24、前后用弹簧板连接。两个框架之间用移架缸连接，主架与缸体相连副架与活塞杆相连，使主、副架交替前移，不需与输送机相连。同时为保证支架稳定性，两节之间也可用弹簧板连接，也可在两节间安装调架缸。滑移顶梁液压支架是一种最简单的节式支架。其特点是顶梁分前、后梁，由位于梁间的移架缸相互推拉前进。$所示为）*+%,（型滑移顶梁液压支架，质量为./0，由前、后顶梁、前探梁，推移千斤顶和外注式单体柱组成，左右顶梁用挠性四连杆机构连接。为挡矸需要也可安装尾柱。它可与采煤机、输送机配套使用。如用于放顶煤开采，则前、后输送机之间可用推移装置相连，相互推拉移动。节式自移支架的优点是：结构较简单，尤其是滑移顶梁支架的立柱可

25、用一般的单体液压支柱；支架的质量较轻，滑移顶梁支架的质量每架仅1./0，最大部件的质量为%/0，故便于搬运，拆装；#支架顶梁窄，较灵活，调架较容易。节式自移支架的缺点是：支架的侧向稳定性差，且架间空隙大，顶板容易漏矸，因此通常要铺设顶网以防止漏矸，使材料消耗增加及工艺复杂；支架的底座面积较小，在软%$（底的工作面使用时，常易压入底板；当煤层倾角过大，采高大于!#$时，即使增加调架千斤顶，也难于保证移架时支架的正常位态；滑移顶梁支架的前、后梁间靠弹簧板相连移架时容易损坏，为了减少移架时卸载面积，通常要减少支架间距，支架挡矸情况不良；支架顶梁较长，顶板在同一地点经受的反复支撑次数较多。图%&节式支

26、架铰接顶梁；支柱；）&移架缸；*&阀座；+&弹簧钢带；,&主架；副架滑移顶梁液压支架前梁；后梁；弹簧（第三章液压支架造型（!）垛式支架是在发展液压支架时早期使用的液压支架，目前使用甚少，它是支架中根以上立柱位于同一矩形顶梁下呈垛状布置的支撑式支架。垛式支架的顶梁有整体刚性式及前、后梁铰接式，底座也有整体刚性式或分底座，中间用过桥连接，支架后面用挡矸帘式挡矸板与采空区隔离，液压立柱一般有复位装置。支架一般通过移架缸与输送机相连。其典型结构如图#$%$所示。为适应顶板起伏及增强对端面顶板的支撑，垛式支架的顶梁一般分前、后梁，四柱垛式支架的前梁下一般无立柱，由前梁液压缸支撑前梁，且能在一定范围内上下摆动，以适应顶板的变化。六柱或五柱垛式支架的前梁下有立柱支撑，支架顶梁的受力较均匀，但由于控顶距大，设备成本高，故只有极少数薄煤层为满足通风和