某煤礦綜采工作面設(shè)備選型設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u25871第一章盤區(qū)概況及地質(zhì)特征 2297371.1盤區(qū)概況 2143321.1.1交通位置 2178091.1.2礦區(qū)總體規(guī)劃及開發(fā)現(xiàn)狀 2195411.1.3地質(zhì)特征 2147041.2開采條件及煤層特征 2322831.2.1運(yùn)輸條件 270581.2.2電源條件 347241.2.3水源條件 3191811.2.4通信條件 3269681.2.5煤層特征 36405第二章綜采工作面設(shè)備選型設(shè)計(jì) 44832.1開采方式 4218982.1.1礦井地質(zhì)條件 435832.1.2工作制度 4286252.1.3服務(wù)年限 4308432.2滾筒采煤機(jī)的選型 494852.2.1采煤機(jī)參數(shù)確定 463542.2.2采煤機(jī)計(jì)算值參數(shù)匯總 6106252.2.3采煤機(jī)選型結(jié)果 7271802.3刮板輸送機(jī)的選型 9276402.3.1初選刮板輸送機(jī) 918842.3.2運(yùn)輸能力驗(yàn)算 10200392.3.3電機(jī)功率及運(yùn)行阻力驗(yàn)算 10317272.3.4刮板鏈強(qiáng)度計(jì)算 12170692.4中間液壓支架的選型 13149782.4.1架型的確定 13320652.4.2支架主要參數(shù)的確定 14191952.4.3支架性能的驗(yàn)算 1786622.5端頭支架的選型 1859792.6過渡支架的選型 19230362.7乳化液泵的選型 19133722.8噴霧泵站的選型 20盤區(qū)概況及地質(zhì)特征盤區(qū)概況交通位置郭家灣礦井在陜西神府礦區(qū)新民開采區(qū)西北部，在行政區(qū)的劃分上歸屬榆林市府谷縣大昌汗鄉(xiāng)。東距府谷縣65km；北距東勝(內(nèi)蒙)市175km；西距內(nèi)蒙古新街約45km。所以本礦井交通條件方便，煤炭運(yùn)輸便捷。礦區(qū)總體規(guī)劃及開發(fā)現(xiàn)狀隨著近年來陜西省政府加大地方小煤礦資源整合工作的開展，袁家梁、郭家灣兩井田范圍、資源儲(chǔ)量及周邊井田均發(fā)生了較大變化，加之準(zhǔn)神鐵路的紅紅鐵路修建，使井田外部建設(shè)條件發(fā)生了較大變化，若仍按原礦區(qū)總體規(guī)劃確定的兩個(gè)井田分別單獨(dú)建井，不但不能與變化后的井田資源條件及運(yùn)輸條件相適應(yīng)，而且由于單井規(guī)模小，地面設(shè)施重復(fù)建設(shè)，難以發(fā)揮集中生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。鑒于上述情況，從優(yōu)化資源開發(fā)角度出發(fā)，榆林神華能源有限責(zé)任公司提出了將上述兩個(gè)井田合并為一個(gè)井集中開發(fā)建設(shè)的思路。結(jié)合紅紅鐵路站場設(shè)置情況及地方小煤礦資源整合區(qū)的分布情況，初步分析研究認(rèn)為，總體規(guī)劃中的袁家梁礦井工業(yè)場地已被劃為資源整合后的蘆家梁小煤礦，僅能往南另選場址，加之郭家灣井田內(nèi)小煤礦的資源整合儲(chǔ)量減少較多、準(zhǔn)神鐵路的紅紅鐵路外運(yùn)通道的開建，合并袁家梁、郭家灣兩個(gè)井田為一個(gè)井田集中開發(fā)的建設(shè)方案從技術(shù)經(jīng)濟(jì)兩方面均是合理的，也是可行的。地質(zhì)特征郭家灣井田位置在陜北黃土高原的北邊，毛烏素沙漠的東邊，屬典型的黃土丘陵溝壑與風(fēng)沙地貌。開采條件及煤層特征運(yùn)輸條件郭家灣煤礦毗鄰神朔線、包神線、包西線、神延線、大秦線、京包線、西康線、隴海，到達(dá)東部各省沿海港口快捷，交通條件較為發(fā)達(dá)。因此，本礦井交通運(yùn)輸條件可靠。電源條件榆林神華能源有限責(zé)任公司郭家灣煤礦籌建處和榆林市供電公司簽訂了供電協(xié)議，礦井供電電源從楊旺塔l10kV變電站接取。因此，本礦井供電電源可靠。水源條件府谷縣惠泉水務(wù)有限責(zé)任公司已承諾給郭家灣礦井及選煤廠供水，完全可滿足該項(xiàng)目用水需求。因此，本礦井水源可靠。通信條件礦區(qū)專用通信網(wǎng)可以支局的方式接入榆林本地網(wǎng)，進(jìn)入國際、國內(nèi)自動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)通信按神華專網(wǎng)接入考慮，有線電視接入從神東新聞中心引出。因此，本礦井通信網(wǎng)絡(luò)可靠。煤層特征井田內(nèi)達(dá)到全區(qū)可采和局部可采的煤層共有7層，其中5-1的號(hào)煤層，傾角1°左右。煤層處于底表下面10m～204m左右的位置，礦機(jī)的底板水平數(shù)據(jù)為+980m～+1170m。該礦井可實(shí)現(xiàn)84.58km2范圍內(nèi)的采煤。5-1上煤層間距0.80m～31m，平均12m。不粘煤是該井田內(nèi)的主要產(chǎn)出類型。一般不含夾矸，結(jié)構(gòu)簡單。綜采工作面設(shè)備選型設(shè)計(jì)開采方式綜采。礦井地質(zhì)條件礦井含有較低濃度的瓦斯，煤塵有爆炸性危險(xiǎn)。煤層的自燃傾向性類別為自燃～容易自燃。本盤區(qū)地溫正常，無熱害。工作制度設(shè)計(jì)礦井年工作日為330d，每天三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，日凈提升時(shí)間16h。服務(wù)年限31盤區(qū)內(nèi)5-1號(hào)煤工業(yè)儲(chǔ)量79.63Mt，可采儲(chǔ)量54.81Mt，按8.00Mt/a生產(chǎn)能力，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限按下式計(jì)算：T=Z式中:k—儲(chǔ)量備用系數(shù)，1.35；T=經(jīng)計(jì)算，服務(wù)年限為5.1a。滾筒采煤機(jī)的選型采煤機(jī)參數(shù)確定(一)采高的確定1、平均采高 H=M#式2.2 H=M=5.3m經(jīng)計(jì)算，平均采高為5.3m.2、最大采高 h h經(jīng)計(jì)算，最大采高為5.4m。采煤機(jī)主要參數(shù)的確定1、采煤機(jī)的滾筒直徑 D=αD=0.52×5.4=2.81m煤層厚度為5.3m，所以取直徑2.7m。2、截深選取截深為0.865m。3、滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度 vj=πDN60#式2.5根據(jù)經(jīng)驗(yàn)滾筒的轉(zhuǎn)速選擇為30r/min。v經(jīng)計(jì)算，截割速度為4.2m4、牽引速度 9.5/15.5,11/17,12/18。取牽引速度vqmax=9.5m/min5、生產(chǎn)率1)理論生產(chǎn)率為： Qt=60HBvqmaxρ#式2.6Qt=60×5.3×0.865×9.5×1.32=3449t/h經(jīng)計(jì)算，理論生產(chǎn)率為3449t/h。2)求實(shí)際生產(chǎn)率 Q=Q=0.7×0.65×3449=1569th經(jīng)計(jì)算，實(shí)際生產(chǎn)率為1569t/h。6、牽引力牽引力是由外載荷決定的。7、裝機(jī)功率1)預(yù)備的裝機(jī)功率計(jì)算如下 P0=60Bhmaxv式中：HWP經(jīng)計(jì)算，裝機(jī)功率為2414KW。2)截割功率截割功率占裝機(jī)功率的80%?85% Pj=0.8~0.85PP3)輔助牽引功率牽引功率計(jì)算如下 Pq=0.9×0.15P0#式2.10 Pq=0.9×0.15×2414=326KW4)輔助裝置功率為 Pf=0.1×0.05P5)采煤機(jī)的裝機(jī)功率計(jì)算 P=P=1931+326+12=2069KW采煤機(jī)計(jì)算值參數(shù)匯總表2.1采煤機(jī)計(jì)算值匯總表采煤機(jī)選型結(jié)果綜上所述，選取MG1000/2630-WD型采煤機(jī)滿足要求。表2.2MG1000/2630-WD采煤機(jī)參數(shù)表刮板輸送機(jī)的選型初選刮板輸送機(jī)理論生產(chǎn)率為： Qt=60HBvqmaxQ根據(jù)生產(chǎn)條件，初選SGZ1250/2400型刮板輸送機(jī)。表2.3SGZ1250/2400型刮板輸送機(jī)特征表運(yùn)輸能力驗(yàn)算QQ Q所以運(yùn)輸能力滿足使用要求。電機(jī)功率及運(yùn)行阻力驗(yàn)算電機(jī)功率：N=W0?VN=經(jīng)計(jì)算，電機(jī)功率為1389.8KW。W0=1.1?W=1.1×1.1×(1091016＋86298)=1424550N式中：WWzh=(98×0.35+734×0.4)×300×9.8×cos3+(98+734)×300×9.8×sin3 =1091016NW Wk'=q0?L?gW'?cos=86298N式中：q???按q?表2.4W值表2.5W'因?yàn)椴擅簷C(jī)騎在刮板輸送機(jī)上進(jìn)行切煤，所以采煤機(jī)和刮板機(jī)的位置是時(shí)刻變化的，這會(huì)造成裝煤的長度變化。也就導(dǎo)致電機(jī)負(fù)荷的變化。 Nmax Nmin=1.1×2?q0?L?=1.1×2×98×300×0.35?COS3×1.54102×0.9=379KW得出等效功率： N=1508KW電機(jī)容量： N=1810KW刮板鏈強(qiáng)度計(jì)算圖2.1刮板機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖(一)判斷最小張力點(diǎn)電機(jī)在兩端布置，向上運(yùn)輸時(shí)鏈與鏈輪的分離點(diǎn)的張力最小(1、3)。 n0=nA＋nB#式2.22式中：n0——電動(dòng)機(jī)總臺(tái)數(shù)；nAn由逐點(diǎn)計(jì)算法算得:F1﹣=1424550所以F3=Fmin。求得:

Fmin=2×2000=4000N各點(diǎn)張力計(jì)算FFFF最大張力點(diǎn)張力為：

F4=Fmax=1095016N#式2.25(三)刮板鏈強(qiáng)度校驗(yàn)

k=nλF求得：k=4.5≥4.2根據(jù)計(jì)算可以驗(yàn)證滿足要求。所以，SGZ1250/2400刮板機(jī)滿足要求。中間液壓支架的選型架型的確定根據(jù)郭家灣煤礦采高5.3m，穩(wěn)定性頂板可以根據(jù)表2.6確定架型為掩護(hù)式。表2.6適應(yīng)于不同類級(jí)頂板的架型和支護(hù)強(qiáng)度支架主要參數(shù)的確定(一)支護(hù)強(qiáng)度(工作阻力)郭家灣煤礦采高5.3m，頂板屬于不穩(wěn)定～穩(wěn)定型，頂板平均抗拉強(qiáng)度19.55Mpa。支護(hù)強(qiáng)度為選型的關(guān)鍵。經(jīng)驗(yàn)公式：q≥=5.3×2.5×1.6式中：q???液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度，〔q’???周期來壓明顯頂板：q=KHγ×1=6×5.3×2.5×103×10采取兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，所得結(jié)果接近，證明結(jié)果準(zhǔn)確。(二)梁端距和頂梁長度確定 b1=Δ+y+d+e?0.3H?tgα?c#式2.29=0.2＋2.2＋1＋0.6－0.3×5.3×0.364－0.34=3m y=F+G+J+V 式(2.30) =0.2＋1.25＋0.35＋0.4=2.2式中：F???鏟煤板寬度，一般取150～240mm；200mmH???采高，〔m〕；3.5mα???立柱傾角；20°c???梁端距，取340mm。 bb頂梁全長： l=b1+b2#式2.32l=3+1.5=4.5m(三)支架的有效工作阻力工作阻力影響因素為：支護(hù)強(qiáng)度、支護(hù)面積。 p=qF×103,kN#式=0.8×8.47×103式中：F???支架的支護(hù)面積，m2。按下式計(jì)算：F==(4.5＋0.34)×1.75=8.47(四)初撐力據(jù)資料，工作面為周期來壓強(qiáng)烈的頂板，初撐力應(yīng)不小于工作阻力的75%。 F初=P總75%#式2.35=6.8×(五)移架力、推溜力計(jì)算煤層厚度的大小直接決定移架力和推溜力的大小，因?yàn)槊汉?.3m，屬于厚煤層，所以移架力定為400kN。推溜力定為150kN。(六)支架高度及伸縮比支架高度由下式計(jì)算： Hmax=h大=5.6－0.1＋0.2=5.7mH=3.8－0.2－0.1－0,1=3.4m支架的伸縮比Ks KS=Hmax=5.7(七)底座的寬度及移架速度頂梁寬度選擇1.75m，所以底座寬度初選1.6m。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，底座中間槽子寬度為300~380mm。移架速度計(jì)算公式為：V=1.17×9.5=11.1m/min單位時(shí)間的移架數(shù)目為：N==11.1/1.75=7.4架/min經(jīng)計(jì)算，每分鐘移架數(shù)目為7.4架。(八)確定支架型號(hào)中間支架選擇ZY12000/28/64D型兩柱掩護(hù)式液壓支架，參數(shù)見表2.7。表2.7ZY12000/28/64D型掩護(hù)式液壓支架液壓支架型號(hào)ZY12000/28/64D支架形式雙柱掩護(hù)式移架步距(mm)865支撐高度(m)2.8~6.4中心距(m)1.75工作阻力(KN)12000初撐力(KN)10390支架支護(hù)強(qiáng)度1.27~1.31MPa對(duì)底板比壓(MPa)2.81適應(yīng)傾角(°)＜10質(zhì)量(kg)45900支架性能的驗(yàn)算(一)底板比壓1、最大比壓qq＞2.81×3×1.4=11.8kg/cm22、平均接觸比壓q=12000/(1.68×2.80)=2553kN表2.8頂?shù)装鍐屋S抗壓強(qiáng)度表經(jīng)計(jì)算，結(jié)果滿足要求。(二)頂板覆蓋率支架頂梁對(duì)支護(hù)面積的覆蓋率為 δ==1.65×4.865/(4.865＋0.34)×(1.65＋0.21)×100%=83.62%式中：δ???覆蓋率；L???頂梁長度C???梁端距K1δ???覆蓋率滿足要求經(jīng)計(jì)算，結(jié)果大于70%，滿足要求。(三)支架布置臺(tái)數(shù)n=300/1.75=