共=NUM頁某煤礦采煤機的選型分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u8600某煤礦采煤機的選型分析案例 15076第一章前言 2175921.1課題意義、目的及來源 2228951.2課題目標 2108981.2.1采煤機選型 2145921.2.2液壓支架選型 3146241.2.3運輸設備選型 3255231.2.4綜采工作面設備總體配套目的 370561.2.5提升的目的 425577第二章采煤機的選型 4140822.1采煤機的發(fā)展史 413992.2采煤機的組成和分類 477542.2.1采煤機的組成 4299372.2.2采煤機的分類 6175462.3采煤機的采高 6302782.4采煤機的滾筒直徑 6281342.5采煤機的截深 7218142.6滾筒的轉速 757992.7采煤機最小設計生產率 716342.8采煤機在截割時的牽引速度及生產率 831942.9選擇采煤機 9第一章前言1.1課題意義、目的及來源在百年未有之大變局中，煤炭資源占有這舉足輕重的地位，因此煤炭的生產設備顯得尤為重要。在漫長的歷史長河中看,煤礦開采器械經歷了從單一到綜合的優(yōu)化,煤炭生產面中的五個主要工序由單一機械化改善到綜合機械化，從而實現了質的提升。掘進設備也日益成熟。液壓支架針對不同煤層所處的特殊環(huán)境不斷改善、升級，從而可以應對復雜的生產環(huán)境。性能優(yōu)良、效率高的輸送機可以在短時間內運輸大量的煤炭，從而保證采煤工作面以最大的效率工作。當前局勢下，大型的礦井所占比例愈來愈大,他們高產量、高效率的優(yōu)點推動著煤炭資源開采向更強更穩(wěn)更高效方向發(fā)展。通過本次設計可以對大學四年學習的知識點進行梳理、總結、運用。提高運用所學知識，結合實際完成課題的能力以及對編程軟件，繪圖軟件和建模軟件的實際操作。本課題來源屬于自擬課題。1.2課題目標1.2.1采煤機選型采煤機是綜采工作面的靈魂,采煤機由截割部、牽引部、電氣系統(tǒng)和附屬機構組成。首先采煤機械設備要做到高度合適，既可以把頂上的煤層全部開采，也可以把底部煤層全部開采，減少資源浪費；再者采煤機器的功率要大，將煤炭可以順利的切割、粉碎，從而方便裝煤和運輸；最后采煤的生產率要達標，這樣才可以保證礦山的生產能力。采煤設備中不同參數間接或直接形成一定的比例關系，例如,牽引速度受工作效率的影響。因此采煤機選型原則：1、采煤機器切割部分可以根據煤層厚度的增大或縮小不斷地進行調節(jié)高度保證資源的利用率；牽引部分在開采工作中應根據煤炭物理特性隨時改變前進速度，做到無級調速；2、裝載速度是一個承上啟下的關鍵數值，只有保證裝機效率，才可能滿足采煤的生產要求；3、煤炭開采設備技術性能優(yōu)良、安全保障完善；4、井下機器應當易檢修，易安裝，易搬運，所以采煤機應當可以拆成幾個簡易部分便于拆裝與檢修；5、可以抵御井下瓦斯、煤塵爆炸等潛在危險；6、需設置防滑裝置，防止采煤機自動下滑。1.2.2液壓支架選型液壓支架是用來支撐的機器。為了實現確保安全生產、推動輸送機和使支架自身向前移動的目的,必須要求液壓支架可以完成四大基本動作。液壓支架和采煤機械設備、運輸設備應形成無縫銜接做好承上啟下工作,才可以充分發(fā)揮其支撐煤層，保護安全的作用。因此液壓支架選型原則是，基本根據是底板性質、瓦斯涌出量、煤層條件和設備成本。1.2.3運輸設備選型刮板輸送機是連續(xù)運輸煤炭的機器。他的承載裝置是中部槽，牽引構件為刮鏈板。在掘進開采的工作面，煤炭經過切削、粉碎一系列過程來到了輸送設備的頭部，在滑動摩擦力的作用下，帶鏈不斷地向前移動，帶動碎煤離開地下，前往洗煤廠加工。刮板輸送機的最低要求是運輸潛能大于采煤設備的最大生產能力。在90°煤炭拐角的傳輸方法有兩種：一個是上下高度差，將煤炭直接落在下面帶式輸送機上面，需要的機器很少；另一個是運用轉載機，連接刮板輸送機和帶式輸送機從而進行90°運輸。帶式運輸機是將煤炭運出工作面的最后一步，需要根據煤炭生產量、環(huán)境等綜合考慮。1.2.4綜采工作面設備總體配套目的綜采面的選型不僅要根據生產要求、礦井的布局特點、環(huán)境的特殊性等多方面要求選取采煤設備，也要根據其配合選取支護、運輸設備，從而達到效率高，可靠性高，安全系數高的配合選取標準。1.2.5提升的目的提升不僅僅是將煤炭運出井下，也承擔著矸石，人員的運輸。合理的選擇、使用和維護設備，對礦井有序、安全、高效的工作有著重要的意義。第二章采煤機的選型2.1采煤機的發(fā)展史采煤機的出現結束了人工掘進的原始工作方式。在時代的發(fā)展中，采煤機不斷地做大、做強，引發(fā)一場煤炭行業(yè)的“工業(yè)革命”。表2.1采煤機的發(fā)展歷程時間功能及特點20世紀40年代初截鏈截落煤的生產方式改變了以往的生產方式，但仍具有生產效率低，不具有自動化等缺點。20世紀50年代初滾筒式正式投入使用，可以完成落煤，裝煤一系列連續(xù)動作。20世紀60年代多個國家的工程師對采煤機構做出了史無前例的改進。主要變動是圓筒形截割滾筒取代了螺旋葉片式截煤滾筒的地位；提高了對煤層不同環(huán)境條件的普適性。70年代開采設備向功能多，自動化方向發(fā)展，功能越來越完善。并且配備了自我檢測，危險預警、遠程操縱的能力。2.2采煤機的組成和分類2.2.1采煤機的組成采煤機大致可以分為四個部分：牽引部、截割部、附屬裝置和電氣系統(tǒng)。組成及其作用下表2.2。表2.2采煤機的組成部分及其作用名稱組成作用電氣系統(tǒng)電動機及其外殼和裝有各種電器元件的中間箱電流通過此處的電纜傳遞給采煤機械各個部分，帶動其運轉，即采煤機器的動力源。牽引部牽引機構、牽引傳動裝置引導采煤設備按要求沿規(guī)劃的路線移動并且為采煤機提供過載保護截割部附件、搖臂齒輪箱、滾筒落煤、碎煤與裝煤附屬裝置擋煤板、供水噴霧冷卻裝置、調斜、調高、電纜拖拽裝置及底托板與上面進行配合協(xié)調，形成工作主體圖2.1雙滾筒采煤機組成部分2.2.2采煤機的分類采煤機可以根據調高方式、滾筒數量和牽引機構設置等進行分類，詳見下表2.3。表2.3采煤機的分類分類條件種類調高方式機身調高搖臂調高式、搖臂調高式、固定滾筒式采煤機滾筒數量單滾筒、雙滾筒牽引機構設置外牽引采煤機和內牽引采煤機煤層使用條件近水平煤層(<8°)、緩傾斜煤層（8°~25°）、中斜煤層（25°~45°）以及急傾斜煤層（>45°）截割電動機布置方式縱向布置、橫向布置2.3采煤機的采高采煤機器運行時實際的切削煤體的高度就是采高。當有頂部的煤墜落、底層的煤殘存時，煤體底部到頂部的距離大于采高；反之，在煤全部采完的同時，采煤機器沒有得到完全的伸展，煤體底部至頂部的長度小于采高。本次設計中平均采高為2.5m。2.4采煤機的滾筒直徑滾筒直徑公式為：式（2.1）=1.3~1.5m其中D——滾筒直徑；h——采高。當前采煤機器滾筒D系列化，分別是m、m、m、m、m、m、m、m、m。最后取1.4m。2.5采煤機的截深截深是采煤機械切入煤體的長度。在開采時，每一次切削煤體的厚度都是由這個參數決定的，通俗講他決定了整套采煤設備的前進速度。當然，他也受煤炭的物理特性、支架移動速度、開采環(huán)境的影響。如果環(huán)境制約了行走速度，那么為了顧及產能就需要提高該參數；如果在較厚的開采面中，運輸的能力受到限制，生產過多會導致煤的堆積和妨礙交通，此時應該采用較小數值的參數；如果該參數大于支架移動速度，將會導致出現在采煤器械外漏于無支護的巖石下面，造成安全隱患。滾筒式采煤機械設備的截深基本上在1m之內，基本上采用0.6m，對于任務量比較大的采煤設備可以取0.8m左右。本次初步選用采煤機截深0.6m。2.6滾筒的轉速滾筒的轉速與其直徑有著密不可分的關系，如下表：表2.4滾筒轉速與直徑之間的關系滾筒直徑（m）滾筒轉速（m/min）1.8m~2m30m/min~40m/min0.5m~1.6m80m/min~120m/min通過公式：式（2.2）=0.0366（m/s）式中D——選定的滾筒直徑1.4m；n——選定的滾筒n=50r/min。通過計算可以得出截割速度為3.66m/min2.7采煤機最小設計生產率在復雜的井下工作環(huán)境中計算生產效率，考慮到環(huán)境產生的影響，也要扣除檢修、維修等意外情況的發(fā)生，因此生產的效率很難達到理想狀態(tài)，需要引入有效開動率。當前有效開動率在40％左右。所以本次設計取開動率為40％。采煤機最小設計生產率計算公式如下：式（2.3）

=104.17（t/h）式中；W——采煤工作面的日平均產量，300000÷300=1000（t）；0.4——采煤機有效開動率。2.8采煤機在截割時的牽引速度及生產率采煤機械設備在截割時的行走速度，受采煤設備的電機效率影響。顧及到采煤機器的前進速度、碎煤的運輸速度、支撐防護速度的綜合影響，這時的行走速度會低于空載時的速度。因此選擇截煤機時的牽引速度，要根據Qmin、hmax和液壓支架的牽引速度三個方面綜合考慮。（1）采煤機中最小設計生產中決定的牽引速度式（2.4）=0.85（m/min）其中B——采煤機截深，0.6m；；H——采煤機平均采高，2.5m；γ——煤的容重，1.35t/m（2）由最大切削厚度決定的牽引速度V2采煤機做截割運動時，滾筒以固定的轉速n，以固定數值的牽引速度V2順著工作面前進。假設滾筒一條軌道上安裝截齒數目為m，那么截齒最大的切削厚度hmax在月牙中部，列式為：式（2.5）上式中m一般取3；n取50n/min。根據采煤機的具體數據得hmax=45mm。則式（2.5）可化為：式（2.6）=6.75（m/min）（3）根據液壓支架的推移速度決定的牽引速度V3基本上，采煤機器的行走速度比支架推移速度慢時可以做到生產能力提升和生產安全可靠性提高。截割時的行走速度應根據Qmin、hmax和液壓支架的行走速度多方面考慮。因此，：并與協(xié)調，這樣才可以使采煤機既能滿足安全、高效的生產。綜上所述，取采煤機的牽引速度取Vj＝4m/min。采煤機的生產率Q為：式（2.7）=486（t/h）2.9選擇采煤機根據上述計算的數據以及礦山的環(huán)境，選擇采煤機型號為MG160/375-W，其具體數據詳見下表2.4。表2.4MG160/375?W的主要參數類型技術特征MG160/375?W采高（m）1.4?3.0滾筒直徑（mm）1250，1400，16