Selectionoflargedipanglefully-mechanizedfaceequipment摘要說(shuō)明書(shū)主要針對(duì)鶴崗峻德礦大傾角厚煤層綜采工作面進(jìn)行設(shè)備選型的探討。該工作面長(zhǎng)度160m，煤層平均厚度11m，傾角35°~40°，年產(chǎn)量35.1萬(wàn)噸，日產(chǎn)2100噸，“四六”工作制，三班生產(chǎn)，一班檢修，每天凈提升時(shí)間為16小時(shí)。依據(jù)該工作面地質(zhì)情況和煤層賦存條件并結(jié)合近年來(lái)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，工作面煤層傾角平均為37°，煤層平均厚度為11m，變化在8~12m之間，該工作面適合采用單一走向長(zhǎng)壁采煤，多水平分層開(kāi)采，全部頂板垮落法管理頂板，進(jìn)刀方式采用單向割煤，由上向下割煤方式。作面“三機(jī)”是指采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)，是整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的核心，各設(shè)備間的合理配套是設(shè)備發(fā)揮最大的生產(chǎn)潛能的必須條件，這關(guān)系到整個(gè)礦井能否實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)。該說(shuō)明書(shū)涵蓋了工作面采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)的選型以及配套合理性分析。關(guān)鍵詞：綜采工作面；采煤機(jī)；液壓支架；刮板輸送機(jī)；合理配套

ABSTRACTManualsaimedprimarilyatHeganginJundeminehighinclinedfullymechanizedfaceinthickcoalseamwithdiscussiononequipmentselection.Lengthintheface160m,theaveragethicknessofcoalseam11M,angle35°~40°,annualoutputof35.1milliontons,Nissan2100Tonsof"46"worksystem,three-shiftproduction,maintenance,nettimeforeveryday16Hours.Basedonthegeologyandpreservativeconditionsofcoalseamfaceandcombinedwithactualexperienceinproductioninrecentyears,workingfacecoalseamdipangleanaverageof37°,averagethicknessofcoalseam11M,8~12mbetweenthesuitableforsingleworkingfaceinlongwallmining,Horizontalslicing,allroofcavinglawofroof,entrybyone-waycoalcutting,cuttingcoalfromtoptobottom."Three"referstocoalmining,hydraulic,scraperconveyor,arethecoreofthewholemineproductionsystem,reasonablematchingbetweenthevariousdevicesareconditionsnecessarytomaximizetheproductivepotentialofequipment,whetherthisrelatestothewholeminerealizehighproductionandhighefficiencyinproduction.Thisspecificationcoversthefacecoalwinningmachine,hydraulic,selectionandmatchinganalysisofrationalityofscraperconveyor.Keywords:Fullymechanizedworkingface;Thecoalminingmachine;Hydraulicsupport；Scraperconveyor;Supporting

目錄TOC\o"1-3"\h\u1礦井概況 適應(yīng)不同等級(jí)頂板的架型老頂級(jí)別ⅠⅡⅢⅣ直接頂類(lèi)別12212312344支架類(lèi)型掩護(hù)式掩護(hù)式支撐式掩護(hù)式掩護(hù)或支掩式支撐式支撐掩護(hù)式支撐掩護(hù)式支撐或支掩式支撐或支掩式支撐式采高小于2.5m時(shí)支撐掩護(hù)式采高大于2.5m時(shí)5.2液壓支架型號(hào)的確定頂板分類(lèi)屬Ⅱ類(lèi)?；卷攣?lái)壓明顯，直接頂中等穩(wěn)定。初選支架為ZZ4800/18/38型支撐掩護(hù)式液壓支架（表5-2列出支架的主要技術(shù)參數(shù)）。根據(jù)力學(xué)分析可知：液壓支架的初撐和工作狀態(tài)穩(wěn)定性均優(yōu)于自由狀態(tài)，支架下滑和傾倒主要發(fā)生在降架移架時(shí)；支架的高度和寬度對(duì)下滑無(wú)影響，支架的高度（h）和寬度（b）對(duì)傾倒有影響，b/h值愈大，支架愈不容易傾倒；在工作狀態(tài)，隨支架重量增加，下滑和傾倒加??；摩擦系數(shù)（μ）愈大，支架愈不容易下滑。依據(jù)上述分析，基本支架選擇寬型頂梁和底座，較大缸徑立柱的液壓支架；采用整體頂梁，雙活大伸縮側(cè)護(hù)板，加大側(cè)推和調(diào)底千斤頂直徑；使用高強(qiáng)度板材，盡量減輕支架重量；選用帶有凹凸防滑面的頂梁和底座，控制和減少推移桿的自由度；控制支架高度，降低支架重心，提高單個(gè)支架穩(wěn)定性；配大流量閥，實(shí)現(xiàn)快速移架。表5-2ZZ4800/18/38型支架技術(shù)參數(shù)參數(shù)ZZ4800/18/38支護(hù)強(qiáng)度0.83MPa初撐力3524kN工作阻力4800kN泵站壓力315MPa支架高度1800~3800mm支架寬度1410~1580mm支架中心距1500mm對(duì)地板比壓0.7/2.0MPa額定供液壓力31.4MPa移動(dòng)步距800mm支架重量16t操作方式手動(dòng)本架5.3液壓支架的驗(yàn)算1.工作阻力支架支撐頂板的有效工作阻力為（5-1）式中：F——工作阻力，kN；P——頂板所需支護(hù)強(qiáng)度，取大值0.54MPa；L——支架頂梁寬度，1.45m；C——梁端距，0.4m；A——支架中心距，1.5m。代入數(shù)據(jù)得：對(duì)于撐掩護(hù)式支架，由于受到立柱傾斜的影響，支架的支工作阻力小于立柱總的工作阻力，一般按80％支撐效率計(jì)算。因此工作阻力滿足要求。2.初撐力初撐力對(duì)支架的支護(hù)性能和成本有很大影響，較大的初撐力能使支架較快的達(dá)到工作阻力，減慢頂板早期下沉，增加頂板穩(wěn)定性，但對(duì)泵站和液壓元件要求較高，一般取0.6~0.8倍的工作阻力，即初撐力滿足要求。3.移架力和推溜力移架力與支架的結(jié)構(gòu)、重量、煤層厚度、頂板性質(zhì)等有關(guān)。對(duì)于中厚煤層支架移架力一般為150~300kN，推溜力100~150kN。4.支架高度的確定支架的最大結(jié)構(gòu)高度按下式計(jì)算（5-2）式中：——支架的最大結(jié)構(gòu)高度，m；——采煤機(jī)割煤高度，m；S——考慮偽頂和浮煤冒落的最大厚度，m。代入數(shù)據(jù)得：因此支架的最大結(jié)構(gòu)高度應(yīng)在2.7m以上5.支護(hù)強(qiáng)度頂板所需的支護(hù)強(qiáng)度主要取決于煤層的厚度和頂板的等級(jí)，除按標(biāo)準(zhǔn)選取外，還可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算（5-3）式中：P——支護(hù)強(qiáng)度，MPa；K——頂板巖石厚度系數(shù)，一般取5~8；M——機(jī)采高度，m；ρ——巖石密度，t/。代入數(shù)據(jù)得：依據(jù)前面兩個(gè)參數(shù)=2.7m，P=0.3375~0.54MPa企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備結(jié)合個(gè)參數(shù)，初選支架為ZZ4800/18/38四柱支撐掩護(hù)式液壓支架。其最大高度3.8m，支護(hù)強(qiáng)度0.75MPa，滿足前面參數(shù)要求。ZZ4800/18/38型支架采用整體頂梁加鉸接前梁帶伸縮梁和護(hù)幫板，增大了有效支護(hù)面積，防止頂板冒空，能有效地承受周期來(lái)壓時(shí)的礦山壓力，具有較強(qiáng)的接頂性能。主頂梁相對(duì)稍短，其支撐力合力主要集中在前力柱附近。鉸接前梁采用兩根Ф160mm千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)，前端力大，能有效地支撐頂板，減小或防止頂板下沉和離層，有利于保持前梁上方頂板的完整，適應(yīng)破碎頂板的特性。

6“三機(jī)”配套合理性分析目前，我國(guó)的機(jī)械化綜采設(shè)備一般只適用于煤層傾角小于15°的緩傾斜煤層條件。隨著煤炭開(kāi)采的時(shí)間和開(kāi)采強(qiáng)度的不斷擴(kuò)大，在全球范圍內(nèi)，可供現(xiàn)有的綜采機(jī)械化設(shè)備開(kāi)采的煤層不斷減少，大傾角綜合機(jī)械化采煤技術(shù)逐漸成為煤炭行業(yè)世界性研究的課題。一些開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)和地質(zhì)條件較復(fù)雜的礦井，隨著開(kāi)采強(qiáng)度和年限的增加，滿足常規(guī)綜采開(kāi)采條件的工作面儲(chǔ)量逐漸減少甚至枯竭，遺留的塊段、煤柱等儲(chǔ)量中，大傾角復(fù)雜地質(zhì)條件的較多。研究在大傾角復(fù)雜地質(zhì)條件下的安全高效綜放開(kāi)采技術(shù)，并使其取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果對(duì)拓寬綜采工藝的適用范圍、發(fā)揮綜放開(kāi)采潛力，提高礦井機(jī)械化開(kāi)采水平、經(jīng)濟(jì)效益和煤炭采出率有重要意義。我國(guó)大傾角厚煤層儲(chǔ)量豐富、分布面廣。大傾角煤層開(kāi)采目前的發(fā)展水平遠(yuǎn)低于緩傾斜煤層，存在著一系列沒(méi)有解決的基本技術(shù)難題，因而研究大傾角煤層的開(kāi)采方法，既非常必要，又十分迫切。大傾角機(jī)械化開(kāi)采工作面的要求為：1.工作面支架穩(wěn)定性高，高阻力，降低支架重量；2.端頭支架以高強(qiáng)度和較大噸位為控制指標(biāo)，使其成為排頭支架穩(wěn)定的基礎(chǔ)3.刮板輸送機(jī)具有強(qiáng)度高，密封良好；4.采煤機(jī)以加大牽引力和制動(dòng)能力，具有良好的防滑性能，提高裝煤能力。6.1“三機(jī)”配套幾何關(guān)系輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及附件必須與采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)相匹配，如采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、底托架及滑靴的結(jié)構(gòu)，電纜及水管的拖移方法以及是否連鎖控制等。輸送機(jī)的中部槽應(yīng)與液壓支架的推移千斤頂連接裝置的間距和連接結(jié)構(gòu)相匹配。采煤機(jī)的采高范圍與支架的最大和最小結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng)，而其截深應(yīng)與支架推移步距相適應(yīng)。詳見(jiàn)附圖2。表6-1工作面設(shè)備配備表序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備型號(hào)單位數(shù)量1采煤機(jī)KWB-3RDVW臺(tái)12液壓支架ZZ4800/38/18架1243刮板輸送機(jī)SGZ-730/320架14裝載機(jī)格羅蒂-67B架25可伸縮帶式輸送機(jī)DSP-1080/1000臺(tái)16乳化液泵站KB-125/320臺(tái)17液壓絞車(chē)KBH-5臺(tái)1圖6-1綜采工作面設(shè)備配套橫斷面其計(jì)算公式為：（6-1）式中：R———無(wú)立柱空間寬度，mm；B———截深，600mm；E———鏟煤板空距，規(guī)定為50~100mm；W———輸送機(jī)寬度，mm；X———前柱與電纜槽間距，200mm；d———前柱外徑，40mm。（6-2）式中：F———鏟煤板寬度，200mm；G———中部槽寬度，730mm；J———導(dǎo)向槽寬度，200mm；V———電纜槽寬度，250mm。代入上式得：代入（6-1）式得：6.2“三機(jī)”性能配套綜采工作面三機(jī)性能必須相互配套，才能使設(shè)備發(fā)揮其最大生產(chǎn)潛能，提高生產(chǎn)效率。配套的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：1.采煤機(jī)搖臂與輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾的匹配，能夠自開(kāi)切口并割透煤壁。2.采煤機(jī)牽引速度與支架性能的匹配3.采煤機(jī)的底托架要與刮板輸送機(jī)的中部槽結(jié)構(gòu)尺寸匹配，這樣采煤機(jī)才能夠順暢牽引，正常割煤。采煤機(jī)的理論生產(chǎn)能力為，刮板輸送機(jī)的最大輸送能力為,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。6.3“三機(jī)”生產(chǎn)能力配套工作面年產(chǎn)量決定了工作面小時(shí)生產(chǎn)能力，工作面小時(shí)生產(chǎn)能力又決定了采煤機(jī)的生產(chǎn)能力。對(duì)于“三機(jī)”而言，工作面輸送機(jī)的運(yùn)煤能力必須大于采煤機(jī)生產(chǎn)能力，液壓支架的移架速度應(yīng)大于采煤機(jī)的工作速度，這樣才能保證采煤機(jī)割下來(lái)的煤及時(shí)向外運(yùn)輸，保證采煤機(jī)安全正常工作。6.4“三機(jī)”壽命配套“三機(jī)”壽命配套是指綜采工作面各單機(jī)設(shè)備的大修周期應(yīng)該相互接近。安全高效要求工作面各種設(shè)備，特別是主要設(shè)備必須處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果在工作面生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備交替更換進(jìn)行大修或“帶病”運(yùn)轉(zhuǎn)，則必然影響安全高效的實(shí)現(xiàn)，也會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。衡量造成工作面“三機(jī)”壽命的配套性需要有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這既是壽命配套選型的需要，也是提高設(shè)備可靠程度的需要。我國(guó)目前造成“三機(jī)”壽命配套尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但一般要求設(shè)備產(chǎn)煤1Mt以上大修一次。國(guó)外有些安全高效造成設(shè)備的大修周期已達(dá)到3.5Mt以上大修一次。在工作面同時(shí)裝備有國(guó)產(chǎn)設(shè)備和引進(jìn)設(shè)備時(shí)，更應(yīng)注意設(shè)備壽命的配套問(wèn)題，以便充分發(fā)揮綜采設(shè)備的整體效能。該綜采工作面“三機(jī)”在壽命上滿足要求。

參考文獻(xiàn)..

結(jié)束語(yǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次較為全面的設(shè)計(jì)實(shí)踐，它為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具有極其重大的教育和實(shí)踐意義。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，