目錄 11.1采煤機(jī)的選型 11.2刮板輸送機(jī)的選型 61.3液壓支架的選型 111.4順槽轉(zhuǎn)載機(jī)選型 161.5膠帶輸送機(jī)的選型 181.6膠帶輸送機(jī)圓周力計(jì)算 191.1采煤機(jī)的選型1.1.1采煤機(jī)的選型原則采煤機(jī)性能參數(shù)的計(jì)算與決定下面是萬(wàn)利一礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力6Mt/a進(jìn)行三機(jī)配套設(shè)備選型的初步計(jì)算。煤層總厚在6.98m左右，工作面傾向長(zhǎng)度為260米，要求開(kāi)采厚度1.8～6.98m，平均采高5m，工作面地質(zhì)條件良好，煤層傾角為3°，工作面年產(chǎn)量6.0Mt/a。1.1.2采煤機(jī)的參數(shù)1.1.1.1滾筒直徑的選擇本礦采煤方法為一次采全高長(zhǎng)壁綜采工作面。故而選取滾筒采煤機(jī)，雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑＞大于的一半，通常是D=（0.52～0.6）：D=(0.52～0.6)×6.98=3.63～4.19(m)根據(jù)計(jì)算，設(shè)計(jì)取3.7m。1.1.1.2截深的選擇本次設(shè)計(jì)截深選擇是。1.1.1.3滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度滾筒轉(zhuǎn)速選的轉(zhuǎn)速高，煤塵量變大，循環(huán)煤變多，效率降低，截煤比能耗降低。依據(jù)實(shí)踐，通常采煤機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)速為25～40轉(zhuǎn)/分比較合適。這次設(shè)計(jì)取30轉(zhuǎn)/分。滾筒直徑為3.7m，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，故而計(jì)算截割速度：式中：——截割速度，m/s；D——滾筒直徑，m；n——滾筒轉(zhuǎn)速，r/min；1.1.1.4采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率由下式計(jì)算：式中：——采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，t/h，W——采煤工作面的日平均產(chǎn)量，6000000÷330=18181.82（t）0.85——采煤機(jī)有效開(kāi)動(dòng)率。則：1.1.1.5采煤機(jī)在截割時(shí)的牽引速度和生產(chǎn)率（1）牽引速度,式中：——采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，1188.35t/h；H——采煤機(jī)平均采高，5m；B——采煤機(jī)截深，0.865m；γ——煤的容重，1.35t/；（2）牽引速度，主要是根據(jù)截齒最大切削厚度來(lái)計(jì)算得出，則：上式中，取，轉(zhuǎn)/分。應(yīng)該＜截齒伸出齒座長(zhǎng)度的，依據(jù)采煤機(jī)取。則：（3）根據(jù)支架的推移速度來(lái)確定牽引速度截割時(shí)牽引速度應(yīng)＜,＞綜上所述，采煤機(jī)的牽引速度取V＝4.84m/min確定采煤機(jī)牽引速度之后，采煤機(jī)的生產(chǎn)率Q＝60·H·B·V·γ把以上計(jì)算結(jié)果帶入公式可得處采煤機(jī)的生產(chǎn)率：1.1.1.7采煤機(jī)的裝機(jī)功率（1）預(yù)計(jì)裝機(jī)功率采煤機(jī)的裝機(jī)功率：式中：——截深，0.865m；——最大采高，6.98m；——最大牽引速度，6.3m/min；——采煤機(jī)截煤的單位能耗，；一般取，取3。（2）截割功率=（0.8～0.85）=0.85×1901.87=1616.59kW（3）牽引和輔助功率：采煤機(jī)牽引消耗的功率要遠(yuǎn)＞，所以輔助功率忽略不計(jì)：=0.9×（0.15～0.2）=0.9×0.2×1901.87=341.34kW（4）輔助裝置功率：=0.1×（0.15～0.2）=0.1×0.2×1901.87=38.04kW（4）總裝機(jī)功率采煤機(jī)的實(shí)際裝機(jī)功率為：N=++=1616.59+341.34+38.04=1996.97kW1.1.1.8采煤機(jī)的牽引力經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：P=（1.1～1.3）N式中：P——牽引力，kN；N——采煤機(jī)裝機(jī)容量，kW。則：P=1.1×1996.97=2196.67kN依據(jù)以上計(jì)算，確定采煤機(jī)的主要參數(shù)為：總裝機(jī)功率1，截深不小于，采高（換滾筒），生產(chǎn)能力不應(yīng)＜，牽引方式是銷排式無(wú)鏈電牽引，牽引力為，額定電壓是。1.1.3初選采煤機(jī)及其配套設(shè)備采煤機(jī)技術(shù)特征見(jiàn)下表1.1。表1.1MG1000/2550-GWD型交流電牽引采煤機(jī)技術(shù)特征名稱數(shù)據(jù)單位1.最大設(shè)計(jì)能力4500t/h1.采高3.2~7.1m3.裝機(jī)功率2×1000+2×150+2×50+150=2550kw4.供電電壓3300v5.滾筒直徑φ3000，φ3200，φ3600mm6.截割功率2×1000kw7.牽引功率2×150kw8.泵站功率2×50kw9.截深800，1000mm10.牽引力1360/680kn11.牽引速度0~11.5~23m/min11.滅塵方式內(nèi)外噴霧13.拖電纜方式自動(dòng)拖纜14.主機(jī)外形尺寸18500×2950×3153mm15.主機(jī)重量165t16.最大不可拆卸尺寸3220×2520×1100mm17.最大不可拆卸重量≤20t18.配套運(yùn)輸機(jī)槽寬≥1000mm19.機(jī)面高度3150mm20.煤層傾角≤15°21.搖臂擺角62，-17°圖為MG1000/2550-GWD型無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)。1.2刮板輸送機(jī)的選型1.1.1刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率設(shè)計(jì)生產(chǎn)率是指運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)需要運(yùn)出的貨載的質(zhì)量，設(shè)計(jì)生產(chǎn)率的計(jì)算公式為h——煤層厚度，6.98m；b——截深，0.865m；——牽引速度，6.3m/s；;——煤的實(shí)體密度，1.35；1.1.2刮板輸送機(jī)的選型根據(jù)A=3081t/h,選用SGZ1250/2400型刮板輸送機(jī)。表1.2SGZ1250/2400型刮板輸送機(jī)的參數(shù)名稱數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度350m運(yùn)輸能力3750t/h裝機(jī)功率刮板鏈速1.54m/s電機(jī)型號(hào)HXW78電機(jī)功率1200kW電機(jī)電壓3300V減速器型號(hào)XP-KPL-75減速器功率2000kW速比1：33中部槽形式整體鑄焊封底式溜槽結(jié)構(gòu)長(zhǎng)×內(nèi)寬×高1750*1250*367mm中部連接方式啞鈴組件刮板鏈形式中心雙鏈緊湊鏈規(guī)格緊湊鏈刮板鏈中心距280mm刮板鏈單位長(zhǎng)度質(zhì)量72kg/m刮板鏈破斷力2900kN卸載方式交叉?zhèn)刃毒o鏈方式伸縮機(jī)尾輔助緊鏈和液壓馬達(dá)緊鏈1.1.3運(yùn)行阻力、牽引力和功率的計(jì)算重段運(yùn)行阻力式中q——輸送機(jī)單位長(zhǎng)度上貨載質(zhì)量，;——刮板鏈運(yùn)行速度，m/s。圖1.1空段運(yùn)行阻力式中——刮板輸送機(jī)的有載分支基本運(yùn)行阻力（N）；L——刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度260（m）；g——重力加速度，取g=10m/s2；β——刮板輸送機(jī)傾角1.5（?）；q——刮板輸送機(jī)每米長(zhǎng)度物料的質(zhì)量；——刮板鏈條每米長(zhǎng)度的質(zhì)量；——刮板鏈在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù)0.7；——煤在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù)0.35。考慮曲線段阻力及彎曲段的附加阻力，則總牽引力式中——刮板鏈條繞上頭部、尾部鏈輪回轉(zhuǎn)時(shí)的附加阻力系數(shù)1.21按照兩端布置傳動(dòng)方式計(jì)算，確定最小張力點(diǎn)的位置，之后根據(jù)逐點(diǎn)計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。式中——電動(dòng)機(jī)總臺(tái)數(shù)；——表示一段的電動(dòng)機(jī)總臺(tái)數(shù)。故而最小張力點(diǎn)在點(diǎn)。為了限制刮板鏈垂度從而保證鏈條于鏈輪正常嚙合平穩(wěn)運(yùn)行，刮板鏈每條鏈子最小張力點(diǎn)的張力，一般可取，可由拉緊裝置提供。電動(dòng)機(jī)軸上的總功率考慮到20%的備用功率，取電動(dòng)機(jī)的功率備用系數(shù),故而1.1.4鏈子強(qiáng)度驗(yàn)算鏈子強(qiáng)度系數(shù)其中——兩條鏈子負(fù)荷不均勻分配系數(shù)，模鍛鏈，圓環(huán)鏈；——一條刮板鏈的破斷力，N；——刮板鏈抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)。1.3液壓支架的選型1.3.1液壓支架選型原則（1）支護(hù)強(qiáng)度必須大于綜采工作面礦壓；（2）支架結(jié)構(gòu)與礦井井下的賦存條件相匹配；（3）支護(hù)的斷面要能滿足礦井通風(fēng)需要。1.3.2液壓支架選型計(jì)算1.3.1.1液壓支架類型的選擇1.支架高度由于要求煤層的開(kāi)采厚度為2800～6980mm，得出：式中：Hmax——支架最大支護(hù)高度，mm，Hmin——支架最小支護(hù)高度，mm，Mmax——煤層最大厚度，6980mm，Mmin——煤層最小厚度，2800mm，S1——大采高支架取220mm，S2——大采高支架取600mm。經(jīng)計(jì)算，支架伸縮比：1.支護(hù)強(qiáng)度按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式中，q——支架承受的荷載，MPa；M——采高；ρ——頂板巖石密度，一般取1.5×kg/；K——取K=7。預(yù)選液壓支架根據(jù)支架高度和支護(hù)強(qiáng)度，預(yù)選掩護(hù)式液壓支架ZY15000/33/72D。表1.3掩護(hù)式液壓支架ZY15000/33/72D的參數(shù)名稱參數(shù)額定工作阻力15000kN中心距2050mm支架最大支護(hù)高度7200mm支架最下支護(hù)高度3300mm支護(hù)強(qiáng)度1.24～1.30MPa初撐力12370kN額定壓力31.5MPa支架重量68t支護(hù)寬度1880～2130mm底座比壓1.5～1.7MPa支架推移步距865mm操縱方式電液控制頂梁長(zhǎng)度：式中——鏟煤板鏟尖部與煤壁之間的距離，取。式中F——鏟煤板寬度，??；G——中部槽寬，350mm；J——導(dǎo)向槽寬度，mm；V——電纜槽寬，估算350～450mm；d——超前移架時(shí)＞截深，滯后移架時(shí)取0；e——人行道的寬度，不小于0.6米，高度不應(yīng)該小魚(yú)仙倌采高H的70%；H——采高，m；——立柱傾角；c——梁端距，取250～350mm；a——a>300mm；——一般，較厚煤層布置人行道；——由結(jié)構(gòu)而定，一般為300～500mm。頂梁全長(zhǎng)工作阻力支架支撐頂板的有效工作阻力為初選支架時(shí)可取80%左右，因此有效工作阻力12333.83kN<掩護(hù)式液壓支架ZY15000/33/72D的工作阻力15000kN，因此預(yù)選的掩護(hù)式液壓支架ZY15000/33/72D滿足要求。初撐力：一般計(jì)算中，初撐力依據(jù)工作阻力的倍取，故而初撐力為推溜力與移架力移動(dòng)力與支架的架重、結(jié)構(gòu)、頂板性質(zhì)和煤層厚度有關(guān)。厚煤層移動(dòng)力一般為，滑動(dòng)力一般為。架數(shù)確定該型號(hào)的液壓支架的寬度為1950mm，工作面長(zhǎng)度為260m，需要布置127臺(tái)液壓支架。臺(tái)式中L——工作面長(zhǎng)度，m；A——液壓支架中心距，m。1.4順槽轉(zhuǎn)載機(jī)選型1.4.1轉(zhuǎn)載機(jī)概述轉(zhuǎn)載機(jī)安裝在綜采工作面的順槽內(nèi)，主要作用是把刮板機(jī)破碎機(jī)上的煤，轉(zhuǎn)運(yùn)到膠帶輸送機(jī)上。1.4.2轉(zhuǎn)載機(jī)選型1.4.1.1轉(zhuǎn)載機(jī)選型原則（1）選擇轉(zhuǎn)載機(jī)時(shí)，運(yùn)輸能力要比刮板機(jī)的輸送能力大；（2）轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾得和刮板輸送機(jī)連接處相匹配；1.4.1.2選擇轉(zhuǎn)載機(jī)依據(jù)以上原則，初選SZZ1350/525型順槽轉(zhuǎn)載機(jī)，進(jìn)行溜槽斷面和電動(dòng)機(jī)功率的校核；轉(zhuǎn)載機(jī)溜槽斷面校核同刮板輸送機(jī)基本吻合，經(jīng)效驗(yàn)SZZ1350/525型裝載機(jī)滿足要求。設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度為；鏈速：輸送能力為;電動(dòng)機(jī)的功率。參數(shù)見(jiàn)表2-4表2-4轉(zhuǎn)載機(jī)具體參數(shù)表 名稱參數(shù)單位運(yùn)輸能力4000t/h供貨長(zhǎng)度33m電動(dòng)機(jī)功率525/262kW鏈速1.78m/s上升坡度8度供電電壓3300V減速器變速比1:21鏈環(huán)規(guī)格38×126mm電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1485/748r/min額定電流151/100A連接處水平可彎曲角度±1度園環(huán)鏈破斷負(fù)荷1810kN鏈間距500mm刮板間距756mm緊鏈形式伸縮機(jī)頭輔助緊鏈和液壓馬達(dá)緊鏈伸縮機(jī)頭有效行程300mm1.4.3破碎機(jī)選型1.4.3.1機(jī)械破碎的基本形式物料破碎方法分為兩種，分為機(jī)械破碎法和非機(jī)械破碎法。機(jī)械破碎是破碎機(jī)械的工作部件直接作用于物料上，讓煤炭?jī)?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)它的強(qiáng)度極限從而到導(dǎo)致的破碎現(xiàn)象。非機(jī)械破碎法包括熱應(yīng)力方法，磁電應(yīng)力方法，化學(xué)方法和核能方法等。機(jī)械破碎法是最古老的礦物破碎方法，盡管機(jī)械零件磨損嚴(yán)重，且破碎產(chǎn)物顆粒組成質(zhì)量不是很好，但由于其工作可靠及成本低，迄今為止仍是礦物破碎應(yīng)用最廣泛的方法。1.4.3.1破碎機(jī)的參數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送能力為4000t/h，選擇相配套的PLM4000輪式破碎機(jī)。該破碎機(jī)的具體參數(shù)見(jiàn)下表：表2-5破碎機(jī)具體參數(shù)表名稱參數(shù)單位型式輪式破碎能力4000t/h最大輸入塊度1350×1000mm排出粒度400以下（可調(diào)）mm主軸轉(zhuǎn)速419r/min錘頭數(shù)10個(gè)錘頭沖擊速度21.9m/s尺寸長(zhǎng)×寬×高4510×3680×1935mm電動(dòng)機(jī)功率400kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1485r/m電壓3300kW1.5膠帶輸送機(jī)的選型1.5.1膠帶輸送機(jī)概述可伸縮膠帶輸送機(jī)承擔(dān)著工作面下是順槽的主要運(yùn)煤任務(wù)。它具有其他膠帶輸送機(jī)沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，可以和工作面一同推進(jìn)，伸縮靈活。這種膠帶輸送機(jī)同樣能在掘進(jìn)工作面進(jìn)行正常工作。這種膠帶輸送機(jī)有個(gè)特別的儲(chǔ)帶機(jī)構(gòu)。儲(chǔ)帶機(jī)構(gòu)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)來(lái)進(jìn)行伸長(zhǎng)收縮。1.5.2選擇膠帶輸送機(jī)根據(jù)運(yùn)輸生產(chǎn)率≥3081t/h，輸送長(zhǎng)度，選擇型可伸縮膠帶輸送機(jī)。帶速，帶寬，輸送能力。電動(dòng)機(jī)功率。1.5.1.1膠帶輸送機(jī)的運(yùn)輸能力校驗(yàn)1）按輸送能力計(jì)算（2-5-1）式中:B——輸送帶的寬度，1.6m；Υ——帶速，m/s，υ=4.5m/s；Ρ——煤松散密度：ρ=900kg/m3；K——物料的斷面系數(shù)，動(dòng)堆積角30°，取K=458；C——輸送機(jī)傾角系數(shù)，取c=1（膠帶機(jī)傾角0°）；Q——輸送能力。根據(jù)輸送機(jī)的運(yùn)輸能力來(lái)取，Q=3500t/h。求得：m2）按塊度要求計(jì)算（2-5-2）式中：a——煤的最大的塊度，a=400mm。求得：B≥1000mm計(jì)算可知帶寬B=1600mm，滿足使用條件。其實(shí)際運(yùn)輸能力：t/h>3500t/h1.6膠帶輸送機(jī)圓周力計(jì)算1.6.1膠帶輸送機(jī)圓周力計(jì)算（2-5-4）根據(jù)式（2-5-3），（2-5-4）得：式中:C——附加阻力系數(shù)，L取3000m取C=1.01；f——模擬摩擦系數(shù)，取f=0.022（槽角35°重段帶與托輥間）;L——-輸送機(jī)長(zhǎng)度，取L=3000m；——圓周驅(qū)動(dòng)力，N;——特種的附加阻力，N;——特種的附加阻力，N;——每米長(zhǎng)輸送機(jī)的質(zhì)量，kg/m；——每米長(zhǎng)輸送物料的質(zhì)量，kg/m；托輥每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，kg/m。1）承載和回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量計(jì)算kg/m（6-5）kg/m（6-6）式中：G1、G2——承載、回程分支托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，G1=49.5kg，G2=42kg；ao、au——承載、回程分支托輥間距，取ao=1.5m，au=3m。2）每米輸送帶的質(zhì)量該膠帶輸送機(jī)選用型號(hào)為阻燃NN-500尼龍帆布芯膠帶8層，縱向拉斷強(qiáng)度是500N/mm·層，則（6-7）kg/m式中：δ——帆布芯每層厚度，取δ=1.55mm；δ1——層膠厚度，取δ1=4.5mm；δ2——下層膠厚度，取δ2=3.0mm；i——帆布芯層數(shù)，取8層；γ——帆布芯每層質(zhì)量，γ=1.95kg/m2；γ1——上層膠質(zhì)量，γ1=5.1kg/m2；γ2——下層膠質(zhì)量，γ2=3.4kg/m2。求得：整體拉伸強(qiáng)度σB=8×500=4000N/mm，qB=51.7kg/m。3）每米貨物質(zhì)量：kg/m（6-8）4）傾斜阻力Fst的計(jì)算：（6-9）N5）主要特種阻力Fs1計(jì)算：Fs1=Fsa+Fsb（6-10）a托輥前傾摩擦阻力Fsa：重載段為等長(zhǎng)三托輥，前傾角ε=1°25′（6-11）N式中：——槽形系數(shù)，槽角為時(shí)，??；——托輥與輸送帶間的摩擦系數(shù)，取，?。籐ε——輸送機(jī)長(zhǎng)度（裝有前傾托輥），Lε=3000m。b導(dǎo)料槽的摩擦阻力Fsb：不設(shè)導(dǎo)料槽時(shí)，F(xiàn)sb=06）附加的特種阻力Fs2：Fs2=Fsc+Fsda清掃器的摩擦阻力Fsc：Fsc=A·p·μ3式中：A——1個(gè)清掃器與膠帶接觸面積，取A1=0.016、A2=0.024；——清掃器和膠帶之間的壓力，取p=5×104N/m2；μ3——-清掃器和輸送帶間的摩擦系數(shù)，一般μ3=0.5～0.7，取μ3=0.5；機(jī)頭部清掃器阻力：Fsc1=A1·p·μ3=0.016×5×104×0.5=400N空段的清掃器阻力：Fsc2=A2·p·μ3=0.024×5×104×0.5=600Nb卸料器的摩擦阻力Fsd：不設(shè)導(dǎo)料槽時(shí)，F(xiàn)sd=0Fs2=Fsc1+Fsc2+Fsd=400+600+0=1000N求得：N