赤峰市某煤礦綜采工作中液壓支架的選型分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u28764赤峰市某煤礦綜采工作中液壓支架的選型分析案例 180041.1液壓支架的選型原則 1244371.2液壓支架工作原理 1259421.3液壓支架選擇 1145381.3.1架型的選擇 296911.3.2液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 392921.4轉(zhuǎn)載機(jī)的選型 592751.5破碎機(jī)選型 636121.6乳化液泵站的選擇 6166651.7噴霧泵的選擇 733761.8順槽膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì) 753661.8.1交代選型計(jì)算所需的已知條件 7102331.8.2輸送能力與輸送帶寬度校核 7257581.8.3運(yùn)行阻力，輸送帶張力計(jì)算 8121781.8.4輸送帶的懸重度和強(qiáng)度驗(yàn)算 10261791.8.5牽引力與功率計(jì)算 111.1液壓支架的選型原則（1）液壓支架的選型就是要確定支架類型、支護(hù)強(qiáng)度和操作方式等。REF_Ref31497\w\h3．（2）選型依據(jù)是礦井采區(qū)、綜采工作面地質(zhì)說明書。在選型之前，必須將所采工作面的煤層、頂?shù)装寮安蓞^(qū)的地質(zhì)條件全部查清。然后依據(jù)不同類級項(xiàng)板選取架型。最后結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有支架型號進(jìn)行選擇。1.2液壓支架工作原理通過乳化液泵站提供的高壓液體控制不同功能的液壓缸，實(shí)現(xiàn)液壓支架的各種動(dòng)作。1.3液壓支架選擇1.3.1架型的選擇支架的架型對于高產(chǎn)高效的實(shí)現(xiàn)，有著至關(guān)重要的作用。下表就是根據(jù)國內(nèi)外液壓支架的使用經(jīng)驗(yàn)，提出了各種頂板條件下適用的架型。圖1.3不同頂板的架型和支護(hù)強(qiáng)度選擇架型時(shí)，還要考慮下列因素。1.煤層厚度煤層厚度直接影響支架高度、工作阻力和支架的穩(wěn)定性。當(dāng)煤層厚度大于2.5~2.8m時(shí)，應(yīng)選用帶護(hù)幫裝置支架。當(dāng)煤層厚度變化較大時(shí),應(yīng)選用調(diào)高范圍大的支架。2.煤層傾角煤層傾角影響支架的穩(wěn)定性，當(dāng)傾角過大時(shí)還會出現(xiàn)傾倒、下滑等現(xiàn)象。當(dāng)煤層傾角為10°~15°時(shí),應(yīng)設(shè)防滑和調(diào)架裝置，當(dāng)傾角超過18°時(shí)，應(yīng)同時(shí)具有防滑防倒裝置。3.底板性質(zhì)底板的軟硬和平整性對支架的底座影響較大，選型時(shí)，底座對底板的接觸比壓應(yīng)小于底板的允許比壓。1.瓦斯涌出量對于瓦斯涌出量大的工作面，支架的通風(fēng)斷面應(yīng)滿足通風(fēng)的要求。5.地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、厚度變化較大，不宜采用液壓支架。選用天地科技股份有限公司，型號為ZZ6400/18/38型支撐掩護(hù)式液壓支架圖1.3ZZ6400/18/38型支撐掩護(hù)式液壓支架1.3.2液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定根據(jù)選擇選則在最大采高時(shí)，液壓支架應(yīng)能頂?shù)米?，最小采高時(shí)，支架能過得去，支架最大結(jié)構(gòu)高度Hmax和最小結(jié)構(gòu)高度Hmin，具體由下面經(jīng)驗(yàn)公式Hmax=hmax+a=3.5+0.3=3.8m（4-1）Hmin=hmin-S2-b-c=1.8-0.5=1.3m（4-2）式中Hmax--煤層最大厚度mHmin--煤層最小厚度ma--考慮偽頂，煤皮冒落后，支架仍有可靠的初撐力所需要的支撐高度的補(bǔ)償量，中厚煤層可取200mmS2--頂板最大下沉量選取150mmB--支架卸載前移時(shí)，立柱伸縮量選取100mmC--支架頂梁上存留的浮煤和碎石厚度選取50mm3.支架支護(hù)強(qiáng)度的確定1.支護(hù)強(qiáng)度q=kme×1（4-3）K--作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)一般選取5~8M--采高巖石密度選取2.5×103kg/m3則q=8×3.8×2.5×103×10的負(fù)五次方=0.76MPa此處取0.8MPa2.工作阻力工作面支護(hù)強(qiáng)度確定以后，支架工作阻由空頂面積確定。三機(jī)配套設(shè)備的斷面縱向則決定支護(hù)頂板的空頂面積通過以上的計(jì)算及論證，此次設(shè)計(jì)選用ZZ6400/18/38型支撐掩護(hù)式液壓支架，其主要數(shù)據(jù)見下表。表1.3液壓支架數(shù)據(jù)項(xiàng)目參數(shù)單位型式支撐掩護(hù)式液壓支架高度1800-3800mm中心距1500mm寬度4653mm初撐力7643-7797knP=28MPa工作阻力6400knP=38.5MPa支護(hù)強(qiáng)度平均0.86MPa底板比壓平均1.72MPa平拉，f=0.2適應(yīng)煤層傾角≤30°帶防倒防滑泵站壓力31.5MPa運(yùn)輸尺寸6640*1430*1800mm長x寬x高操縱方式本架支架重量20.453t1.4轉(zhuǎn)載機(jī)的選型轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇要注意與刮板機(jī)配套要求，即轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)輸力要稍大于工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力。因此轉(zhuǎn)載機(jī)選用成套設(shè)備中的選用配套的型號為SZZ800/315型順槽轉(zhuǎn)載機(jī)。參數(shù)如下設(shè)計(jì)長度50m輸送量1800t/h額定電壓1140v鏈速1.545m/s圖1.4SZZ800/315型順槽轉(zhuǎn)載機(jī)1.5破碎機(jī)選型破碎機(jī)與刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的落地段配套使用，其用途是將把大塊煤破碎到所要求的顆粒度，然后經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)均勻得送入帶式輸送機(jī)、本設(shè)計(jì)選用PLM200型的礦用錘式破碎機(jī)，功率為600kw，額定電壓1140V圖1.5PLM200型的礦用錘式破碎機(jī)1.6乳化液泵站的選擇乳化液泵站對采煤工作面至關(guān)重要，他是液壓支架的動(dòng)力源，乳化液泵站由乳化液泵，乳化液箱和其他附屬式設(shè)備，具有完善的控制，過濾及安全的保護(hù)功能。由于ZZ6400/18/38型液壓支架的泵站工作壓力為31.5MPa，則選取PRB125/31.5型乳化液泵站符合條件。技術(shù)參數(shù)如下表表1.8乳化液泵技術(shù)參數(shù)額定工作壓力37.5MPa額定流量400L/min泵主軸轉(zhuǎn)速1488r/min柱塞直徑40mm柱塞行程70mm電動(dòng)機(jī)功率250kw1.7噴霧泵的選擇選擇BPW315/10型噴霧泵電動(dòng)機(jī)功率75KW電壓等級1140V1.8順槽膠帶輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)1.8.1交代選型計(jì)算所需的已知條件1.設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率Qs=1143t/h2.運(yùn)輸距離L=1100m3.運(yùn)輸機(jī)安裝傾角0°1.貨載散松密度，對于煤為0.8~1.1t/m35.貨載在膠帶上的堆積角為30°6.物料中的最大塊度尺寸，300mm根據(jù)上述資料，初選順槽帶式輸送機(jī)型號為SSJ1000/2×160型1.8.2輸送能力與輸送帶寬度校核1.帶式輸送機(jī)的輸送能力為Q=KB2VeC（4-4）式中：B——輸送帶寬度為1200K——貨載斷面系數(shù)，查表2-3和2-4。K=458V——輸送機(jī)的帶速V=3.15m/sE——物料的松散密度，0.9t/m3C——輸送機(jī)的傾角系數(shù)，水平運(yùn)輸C=1則Q=458×1.22×3.15×0.9×1=1870t/hQ＞Qs所以輸送機(jī)的選擇滿足運(yùn)輸要求。2.輸送帶的寬度驗(yàn)證物料最大塊為300mm，則輸送帶的寬度應(yīng)滿足下式B≥3.3amax+200=3.3×300+200=1130mm設(shè)計(jì)帶寬1200，滿足運(yùn)輸要求。1.8.3運(yùn)行阻力，輸送帶張力計(jì)算1.運(yùn)行阻力的計(jì)算重段直線段的運(yùn)行阻力Wzh＝（q＋qd＋）Lgcosβ±（q＋qd）Lgsinβ（4-5）＝（101＋31.7＋6.0）×1100×0.95＝144942（N）式中：Wzh——重段運(yùn)行阻力，Nq——單位長度輸送帶上物料的重量，kg/mq＝Qc/3.6v=1143/3.6x3.15=101kg/mqd——單位長度輸送帶的重量，查表31.68kg/mL——輸送機(jī)鋪設(shè)長度，1100mω＇——輸送帶沿重段運(yùn)行的阻力系數(shù)，查表取0.03——重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，經(jīng)計(jì)算取6kg/m（2）空段直線段的運(yùn)行阻力Wk＝（qd＋）Lgcosβ±qdsinβ（4-6）＝（31.7＋6.0）×1100×9.8×0.28＝11379.4N式中：——空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量，經(jīng)計(jì)算取6kg/m——輸送帶沿空段運(yùn)行時(shí)的阻力系數(shù)，查表取0.0252輸送帶張力的計(jì)算（1）用逐點(diǎn)計(jì)算法找出S1與S4的關(guān)系，按摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)條件找到S1，S4的關(guān)系因?yàn)榘茨ゲ赁D(zhuǎn)動(dòng)條件找出 S1S4關(guān)系:S2=S1+WKS3=S2+W2－3S4=S3+Wzh所以S4=S1+Wzh+WK+W2－3W2－3＝0.07S2=0.07(S1＋WK)S4=S1＋Wzh+WK+0.07(S1＋WK)＝1.07S1＋Wzh+1.07WK2.按磨擦轉(zhuǎn)動(dòng)條件找出 S1與S4關(guān)系:（4-7）式中：C0——摩擦力備用系數(shù)，取1.2μ0——輸送帶與滾筒之間的摩擦因子，取0.2θ——圍包角，取240°S1=2*3000由表2-8得：＝2.31即S4=2.1S1解聯(lián)立方程，求得S1=147397NS4=309534NS2=147397NS3=256871N1.8.4輸送帶的懸重度和強(qiáng)度驗(yàn)算1.懸重度的驗(yàn)算1、垂度驗(yàn)算重段膠帶允許最小張力為;Sminzh=5(q+qd)gcosβ（4-8）=5×(101+31.7)×1.2×10cosβ=2149.7N2.強(qiáng)度驗(yàn)算鋼絲芯輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算（4-9）式中：P——為每毫米寬鋼絲繩芯輸送帶的拉斷力，N/mm鋼絲繩芯輸送帶安全系數(shù)要求不小于7則1200×2000/309534=7.75≥71.8.5牽引力與功率計(jì)算1.驅(qū)動(dòng)滾筒牽引力W0=S4－S1＋0.03(S4＋S1)（4-10）＝309534－147397＋0.03(309534＋147397)＝175845N2.電動(dòng)機(jī)功率：N＝式中:P——電動(dòng)機(jī)功率KWW0——驅(qū)動(dòng)滾筒牽引力NV——輸送帶運(yùn)行速度m/sK——功率備用系數(shù)，K=1.15～1.20通過上述計(jì)算，說明所選帶式輸送機(jī)的電機(jī)容