综采工作面机械选型设计

华北科技学院安全工程学院课程设计李国华综合机械化采煤工作面机械选型设计（2010-2011学年第一学期）班级：学号：姓名：指导老师：20010年1月12日华北科技学院安全工程学院课程设计李国华-1-目录第一章绪论···················································2第一节综采工作面机械·······································2第二节综采工作面参数·······································2第二章滚筒采煤机的选型····································3第一节对采煤机械的基本要求································3第二节采煤机的选择原则·······························3第三节设计选用采煤机参数···································4第四节采煤机生产率的计算···································6第五节滚筒直径与截深·······································6第三章支护设备的选型······································8第一节支护设备的用途和种类···························8第二节选型原则··············································8第三节支架选择内容·········································9第四节综采工作面适用支架··································10第四章输送设备的配套选型································12第一节刮板输送机的选择···································12第二节转载机的选择········································13第三节可伸缩胶带输送机的选择····························13第五章采煤设备的配套性能································15华北科技学院安全工程学院课程设计李国华-2-第一章绪论第一节综采工作面机械综采工作面配套设备由采煤机、支护设备、刮板输送机等设备组成.所谓综采工作面配套设备的选型含义,系指依据煤层赋存和矿井生产技术条件,可获得良好使用效果而实际选用的综采成套设备。综采工作面设备配套的目的,首先在于总体配套是单机设计的依据,要解决成套设备各单机间的能力相互匹配和空间几何关系的配套;其次在于使成套设备性能与采煤工艺间相互适应。因而总体配套又是采区设计和采煤工艺设计的依据。采煤工作面中，采煤机、刮板运输机和支护设备（液压支架或单体支柱于顶梁）等组成一个采煤机的有机整体来实现采煤工艺的哥哥工序，他们在工作能力和结构尺寸的配套关系，直接影响采煤工艺的顺利实施和设备能力的充分发挥。因此，为了正确的选择采煤机组各种设备的形式，不仅要看它们各自能否满足采煤工艺的要求，同时也要注意它们之间的配套性能，特别要把工作面“三机”——“采煤机、刮板输送机、液压支架”配套搞好，否则综采生产将无法进行，勉强生产也获得不了好效果。第二节综采工作面参数本次综采工作面的基本参数选定为原始参数第四组：工作面长：320m；倾角：12°；煤层平均厚度：2.5m；顶板中等稳定；截割阻抗：A=230N/m；煤的坚硬度系数：f=3.5。华北科技学院安全工程学院课程设计李国华-3-第二章滚筒采煤机的选型第一节对采煤机械的基本要求对采煤机械的基本要求是高效、经济、安全。具体要求是：1.采煤机械的生产率应能满足采煤工作面的产量要求2.工作机构能在所给煤层力学特性（硬度、截割阻抗）的条件下正常截割、装煤效果好、落煤块度大、煤尘少、能耗低。3.能调节才高，适应工作面煤层厚度变化；能自开缺口。4.有足够的牵引力和防滑、制动装置，能在所给煤层倾角下安全生产；牵引速度能随着工作面条件的变化而调节，其大小能满足工作要求。5.此，要求采煤机械的性能必须可靠，维持正常工作所必需的各种消耗（动力、液压油、防滑油、易损件等）应较低。第二节采煤机的选择原则采煤机选型原则通常是要符合煤层赋存条件，满足对生产能力的要求，以及与刮板输送机和液压支架的匹配要求。并结合以下四点依据，确定采煤机的选型：1.根据煤层厚度选择采煤机械给出的设计参数中煤层平均厚度为2.5m，属于中厚煤层，可选用双滚筒采煤机。2.根据煤的力学性质选择采煤机械煤的力学性质主要包括煤的坚硬度系数f、抗压强度、截割阻抗A、韧性、层理和节理的发育情况、夹石含量及分布等。这些因素关系到选择采煤机械的工作机构形式和采煤机械的功率大小。3.根据煤的坚硬度系数f和截割阻抗A，将煤分为三类：a.软煤——f≤1.5，A＜180N/mm;b.中硬煤——f＝1.5～3.0，A＝180～240N/mm;c.硬煤——f≥3.0，A＝240～360N/mm。各种刨煤机最适合开采软煤，特别是脆性软煤；韧性中硬煤应选用中等功率的滚筒式采煤机；脆性总硬煤宜选用中等功率的滑行刨煤机；硬煤必须选用大功率的滚筒式采煤机。滚筒式采煤机可以截割各种硬度的煤。设计参数中A=230N/m、f=3.5，属于偏硬一些的中硬煤，因此，滚筒采煤机宜选用中等偏大功率。4.煤层倾角对选择采煤机械的影响。根据开采技术特点将煤层倾角分为三类：0°～25°为缓倾斜煤层；25°～45°为倾斜煤层；45°～90°为急倾斜煤层。倾角小于12°的煤层，对机械化开采最为有利，一般不必考虑采煤机的防滑问题。因此，本次选用采煤机不用设置防滑装置。5.顶底板性质对选择采煤机械的影响。顶底板性质主要影响顶板管理方法和支护设备的选择，因此，选择采煤机时应同时考虑选择何种支护设备。例如，对于不稳定顶板，控顶距应当尽量小，应选用窄机身采煤机和能超前支护的支架；若底板松软，则不宜选用拖钩式刨煤机、底板支撑式爬底板采煤机和混合支撑式爬底板采煤机，而应选用靠输送机支撑和导向的滑行刨、悬臂支撑式爬底板采煤机、骑溜子工作的滚筒式采煤机和对底板接触比压小的支架。第三节设计选用采煤机参数华北科技学院安全工程学院课程设计李国华-4-综上所述，可选用MG400/920-WD系列采煤机，该采煤机的外观、简介以及基本参数如下：MG400/920-WD型交流电牵引采煤机是国产功率最大的电牵引采煤机，它与SGZ880/880-W型刮板输送机、BC7D400-GWD-17/35型液压支架等组成综采设备配套，适用于高产高效综合机械化开采，可用与煤层厚度2～4m倾角小于18°，煤层硬或中硬的煤层综采。该行走机采用交流变频调速，用摆线轮-销轨无链机构牵引。采煤机操作点设置在机身中间及两端，可直接操作按钮或把手，也可用无线电发射器随机操作。MG400/920-WD型采煤机是左右滚筒、左右摆臂减速箱、左右截割电动机、大框架、行走部箱、左右调高泵站、冷却喷雾系统。电控箱、变频器、变压器及各种辅助装置等组成。主要特点是：1.截割部电动机横向布置在摇臂上，摇臂和机身连接没有动力传递，取消了螺旋伞齿轮传动和结构复杂的通轴，使机身长度缩短。2.所有的截割反力、调高油缸支撑反力和牵引的反作用力均由大框架承受，而电控箱、左右调高泵站等均不受外力，不仅外形尺寸减小，而且可靠性提高。3.用来支撑、安装各部件的托架采用框架结构，取代了传统采煤机的平板式托架。大框架由三段组成，它们之间用强度液压螺栓副联接，结构简华北科技学院安全工程学院课程设计李国华-5-单、强度大、可靠性高且便于拆装。4.每个主要部件都是可以单独从大框架中由老塘侧或煤壁侧抽出，不必拆东其他部件，固更换共方便，易于维修。5.采用交流变频调、摆线轮-销轨无链机构牵引机构系统，体积小、调速范围大、牵引速度和牵引力大、故障少，能适应高产高效工作面的要求。6.调高液压系统采用集成阀块，管路少、维修方便。7.行走箱为独立的箱体，配套多种槽宽的输送机时，只需选用行走箱及改变煤侧壁的滑靴即可，而主机不变。8.变频器设置在行当内，冷却条件好，能防止因振动而带来的不良影响，提高了可靠性。9.各动力部件都由单独电动机驱动，可减少相互间的复杂传动关系，通用性、互换性增强。附表同种类型采煤机对比表【1】MG400/920-WDMG400/985-WD该机的结构布置与MG400/985—WD型采煤机基本相同，取消了破碎机构。其主要技术参数也相同，不同之处是：1.供电电压（V）:3300；2.牵引电机型号：YBQYS—50（比985多5KW）；3.截割电机型号：YBCS4—400；4.泵电机型号：YBRB—20；5.总装机功率（KW）：920；（其中两个截割电机2×400KW，两个牵引电机2×50KW，一个泵电机20KW，总装机功率2×400＋2×50＋20=920KW）6.主电缆型号：UGFP3×70＋1×25＋4×4（一根外径￠65）7.最大不可拆卸的部件为电控箱，其尺寸和重量分别为：长×宽×高（MM）：2900×1380×925重量（T）：9.58.两滚筒水平中心距（M）：10.69.两摇臂回转中心距（M）：6.4810.两行走轮跨距（M）：4.85与MG400/985-WD采煤机的不同特点为：1.交流变频调速系统采用瑞士ABB公司生产的ACS600系列变频器，或美国的WOLKMANM9000系列变频器。2.整机拖一根3×70＋1×25＋4×4外径￠65的主电缆，所用电压等级全1.采高（M）：1.9～3.75（配￠2M滚筒)；2.适应倾角（°）：≤15；3.煤质硬度:F≤4；4.机面高度（M）：1.5；5.过煤高度（M）：0.655；6.机重（T）：557.牵引速度(M/MIN)：7.12/128.69/14.2；8.牵引力（KN）：620/360506/304；9.截深（M）：0.630.8；10.滚筒直径（M）：￠1.6￠1.8￠2.0；11.电压（V）：1140；12.卧底量（M）：0.326～0.526（￠1.6M滚筒为0.326、￠2.0M滚筒为0.526）；13.滚筒水平中心距（M）：10.2；14.摇臂回转中心距（M）：6.08；15.最大生产能力（T/H）：2033；16.牵引形式：机载交流变频调速销排式或链轨式无链牵引；17.调高泵型号：A2F28RP4泵电机型号：YBRB—18.5；18.截割电机型号：YBCS2—400；19.牵引电机型号：YBQYS—45；20.主电缆型号：UCEP3×120＋1×25＋4×6（两根）；21.配套开关型号：DQZBH—400/1140（两台）；华北科技学院安全工程学院课程设计李国华-6-部在3300V以下。3.该机设有应急功能：当主控系统出现故障不能正常工作时，可将正常/应急开关置于应急位置，切断主控系统，同时辅助控制系统投入工作。这时操作站只能完成摇臂的开降功能，开停牵引用变频控制盘控制。4.该机可安装哑铃销，可彻底解决螺丝松动问题。22.供水管型号：KJR38～100/L；电缆夹型号：C型；23.最大不可拆卸部件是电控箱，其尺寸及重量为：长×宽×高（MM）：2500×1380×890；24.重量（T）：7.8装机功率（KW）：985（其中两个截割电机2×400KW，两个牵引电机2×45KW，一个破碎电机75KW，一个泵电机18.5KW，共计2×400＋2×45＋75＋18.5≈985KW）25.配套运输机：SGZC880/800；SGZ880/800；26.超级链轨2000（英国）；27.LW11200—800/600（英国）第四节采煤机生产率的计算由采煤机可得，理论生产率qtHBvQ60=60×2.5×0.63×7.12×1.35=908.33t/h，式中Q——理论生产率，t