ZZP9000-24-47-吉通能源公司宝尔呼顺煤矿支撑掩护式铺网液压支架设计方案

郑州四维机电设备制造有限公司0吉通能源公司宝尔呼顺煤矿综采工作面成套设备选型方案初步设计郑州四维机电设备制造有限公司2010年2月郑州四维机电设备制造有限公司11工作面地质条件煤层厚度：平均厚度9.0m煤层倾角：0°～8°煤的容重：1.35t/m3开采方法：分层铺网2首采工作面技术参数工作面长度：250m(煤对煤)工作面采高：4.5m走向长度：不小于1000m规划产量：3.0Mt/a顺槽尺寸：（回风顺槽）宽×高=4m×3.5m，（运输顺槽）宽×高=5.2m×3.5m3工作面经济指标的计算3.1工作面日进尺工作面年产按250万t/a，年工作日按300天计算，平均日产为10000t/d，工作面日进度为：S=K1×Q/（L×H×r×C）式中：S——工作面平均日进度；K1——生产不均衡系数，取K1=1.1Q——工作面日产量按10000t/d；L——工作面长度，250m(煤对煤)；H——平均采高，4.5m；r——煤体容量，1.35t/m3；C——工作面煤炭回收率，98%；所以，S=1.1×10000/(250×4.5×1.35×0.98)=7.39m日循环次数取10，则日进尺S=10×0.8=8m3.2采煤机开机率（1）采煤机的日切割总长度核算LJ=n×(L+2L1)郑州四维机电设备制造有限公司2LJ——采煤机切割总长度L——工作面煤壁间长度，250mn——日切割刀数，10刀L1——斜切进刀切割或返回长度30m故LJ=10×（250+2×30）=3100m（2）切割方式采用机头、机尾斜切进刀，双向割煤（3）采煤机切割速度的选择和开机率采煤机平均割煤速度取6m/min；生产劳动组织按“三八”制安排，即每班八小时，两班生产，一班准备、检修，生产总分钟为60×8×2=960min开机所需时间为3100/6=517min开机率为μ=517/960×100%=53.8%通过上述计算，在年工作日300天，年产300万吨的前提下，采煤机的开机率仅为53.8%，与我国相似工作面条件下开机率50～65%相比，开机率还是较低的，因此通过提高采煤机开机率还有很大增产潜力。4首采工作面设备选型4.1工作面设备总体配套总体思路根据宝尔呼顺煤矿发展规划，结合该矿煤层赋存的条件，在目前国内、外综采设备技术水平的基础上，其设备选型和总体配套中，遵循技术先进、设备可靠、能力有余、投资适度、立足国内、实现高产高效、低耗、安全的基本原则。因此，在总体配套上，设备配套生产能力满足年产300万吨。4.2采煤机选型(1)采煤机小时生产能力核算：Qh=StnKdQ式中Qh——采煤机平均小时生产能力，t/h；Qd——工作面日生产能力，10000t/d；K——生产不均衡系数，1.1；郑州四维机电设备制造有限公司3n——日生产班数，2个；t——每班工作小时，8h；S——工作面平均开机率，53.8%；代入后得Qh=538.0821.110000=1278t/h(2)采煤机平均牵引速度及最大牵引速度采煤机平均牵引速度为：VCP=11tN-60T)L-N(L式中N——工作面平均日循环数，10个；L——工作面长度，250m；L1——工作面机窝长度，30m；T——工作面平均开机时间，hT=日生产班次×每班工作时间×平均开机率=2×8×53.8%=8.6ht1——开机窝时间，取15分钟代入后得：VCP=5110-606.830)-(25010=6.0m/min采煤机最大截割牵引速度为：Vmax=KC×VCP式中：KC——采煤机不均匀系数，取KC=1.5故Vmax=1.5×6=9m/min(3)采煤机功率按采煤机单位能耗计算采煤机割煤功率：N=Kb×60×B×H×Vmax×HW式中：N——需要的采煤机功率Kb——备用系数，取Kb=1.1B——截深，0.8mH——首采面平均采高，4.5mVmax——最大截割牵引速度，9m/min郑州四维机电设备制造有限公司4HW——采煤机割煤单位能耗按相似煤层工作面所得经验：HW=0.55kW·h/m3代入后得N=1.1×60×0.8×4.5×9×0.55=1176kW根据以上计算的采煤机装机功率，推荐选用MG500/1180-WD双滚筒采煤机，总装机功率为1180KW。（4）MG500/1180-WD采煤机主要参数及特点主要技术参数：型号MG500/1180-WD采高m2.1～4.6截深m0.8适应倾角(0)≤35°滚筒直径m2.5滚筒转速r/min35摇臂长度mm2879（直摇臂）摇臂摆动中心距mm8245牵引力kN800牵引速度m/min0～10.1牵引型式电牵引(交)无链销轨机面高度mm1569最小卧底量mm241灭尘方式内外喷雾装机功率kw2×500+2×75+30电压V3300设计生产能力t/h2800最大不可拆卸件尺寸mm3000×1680×1320机重t62主要技术特点：◆用于煤层厚度2.1-4.6m煤层开采◆机载交流变频调速，齿轮销轨行走郑州四维机电设备制造有限公司5◆设备运行状态的监测、检测及有关参数的中文显示◆具备完善的保护及故障诊断、记忆功能◆具备适应现代化矿井所需的远程通讯传输接口◆可实现自动调高，三机联动◆机载操作站操作和无线电离机遥控操作◆截割部电机装有离合装置和弹性扭矩轴，提高了安全性◆左、右滚筒可实现同时调高动作◆机身各部件之间采用液压拉杆和高强度螺栓连接◆装机功率大，具备较强的割硬煤、夹矸和过断层能力4.3刮板输送机选型（1）输送机能力核算原则：运输能力≥采煤机最大落煤能力即：Qm≥Ky×Kv×Kc×Qh式中：Qm——刮板输送机运输能力，t/h；Qh——采煤机平均小时生产能力，t/h；Kc——生产不均衡系数，可取1.2；Kv——考虑采煤机与刮板机逆向运动时的修正系数，取Kv＝1.05；Ky——运输方向及倾角系数（见下表），工作面向下运煤，取Ky＝0.9运输方向不同工作面倾角的Ky值0°～10°10°向上1.31.5向下0.90.7则：Qm＝1.2×1.05×0.9×1278＝1449t/h（2）刮板输送机技术参数为满足生产能力，根据我国现行成熟的机型，现可选用SGZ1000/1400型整体铸焊式中双链刮板输送机，其主要技术参数如下：型号SGZ1000/1400卸载方式交叉侧卸式输送量（t/h）2200设计长度（m）250郑州四维机电设备制造有限公司6驱动功率（kW）2×700电压（V）3300中部槽（长×宽×高mm）1750×1000×352刮板链型式中双链刮板链规格(mm)2×Φ42×146溜槽结构形式铸焊封底牵引方式销轨4.4顺槽转载机选型（1）转载机生产能力核算转载机应能满足综采面刮板输送机的卸载要求，其生产能力按下面公式计算：Qn≥KN×Qm式中：KN为不均衡系数，取1.2Qm——刮板机运输能力，1449t/h；代入后，Qn=1.2×1449=1738.8t/h；（2）转载机技术参数按转载机运输能力要求，选择SZZ1000/315，其主要技术参数为：型号SZZ1000/400设计长度（m）50～60输送量（t/h）2600刮板链速（m/s）1.75功率（kW）315额定电压（V）1140刮板链型式中双链圆环链规格（mm）2-Φ34×126型式整体箱形焊接结构郑州四维机电设备制造有限公司74.5破碎机选型选用PLM3000型破碎机轮式连续破碎机，其主要参数如下：型号PLM3000通过能力(t/h)3000最大输入块度（㎜）长度不限×1000×1000最大排出粒度（㎜）＜300传动型式电动机+液力耦合器+减速器+锤轴电动机功率(kW)250额定电压（V）11404.6乳化液泵站选型由于工作面为大采高工作面，泵站的选型应能满足支架立柱的及时供液、快速卸载及推移千斤顶的快速推溜、拉架，故选用大流量乳化液泵站BRW400/31.5，技术参数如下型号：BRW400/31.5公称流量（L/min）400公称压力（MPa）31.5电机功率（KW）250电机转速（r/min）1480电压（V）1140柱塞行程（mm）80柱塞直径（mm）56mm柱塞数目5液箱容积（mm）2500L外形尺寸（mm）3350×1600×14954.7喷雾泵站选型考虑到工作面不长，喷雾泵站可选用BPW315/10，技术参数如下：型号BPW320/10公称压力（MPa）10公称流量（L/min）315L/min曲轴转速（r/min）547郑州四维机电设备制造有限公司8柱塞直径（mm）63柱塞行程（mm）66电机功率（KW）75电机转速（r/min）1480工作介质清洁中性水外形尺寸（mm）2050×915×8505首采工作面液压支架选型5.1基本架选型（1）支架高度的确定根据宝尔呼顺煤矿的煤层地质条件，采用分层铺网开采，分层厚度为4.5m，因此确定采煤高度为4.5m；按煤炭行业标准“液压支架设计规范”（MT/T556-1996）的规定：大采高支架的最大高度应等于最大使用高度加200～400mm。Hmax=H＋(0.2～0.4)考虑到支架的经济性，以及便于矿方搬家倒面，支架的最大高度确定为4.7m。根据立柱的伸缩比以及矿上的运输条件，支架的最低高度定为2.4m。（2）支架强度的确定根据采高估算法计算顶板的直接压强：5108HP＝8×4.5×2.4×10-2＝0.86MPa式中H—平均采高；—岩石密度，2.4×103kg/m3；由于宝尔呼顺煤矿为浅埋深，且工作面为大采高工作面，根据国内浅埋深煤矿的开采经验，确定支架的支护强度应达到1.0MPa以上。（3）工作阻力的确定根据以往的设计经验以及宝尔呼顺煤矿的配套条件，支护强度要达到1.0MPa以上，支架需要选用280mm双伸缩立柱，支架中心距应为1.75m。确定支架的支护强度之后，即可根据支架的控顶范围和支架的结构型式，确定支架的工作阻力。P=（LK+LD）×B×p/（η1×η2）×103=（457+4589）×1750×0.86/(0.95×0.95)×103＝8415kN/架郑州四维机电设备制造有限公司9式中：B—架间距B＝1750mm；η1—支护效率，支撑护式支架取η1＝0.95η2—安全阀波动系数η2＝0.95p—顶板直接压强0.86MPaLK—控顶距457mmLD—顶梁长度4589mm结合国内成熟架型系列，工作阻力定为9000kN，经过初步配套计算，支架的支护强度为1.03～1.08MPa(f=0.2)根据我国的成熟架型系列，综合考虑认为支架选用280mm立柱，中心距1.75m，支架工作阻力定为9000kN，则基本架定为ZZP9000/24/47。（4）基本架的主要技术参数1）支架参数型式：四柱支撑掩护式铺网中部支架型号：ZZP9000/24/47初撑力：7756kN（P=31.5MPa）工作阻力：9000kN（P=36.5MPa）高度：2400～4700mm宽度：1650～1850mm中心距：1750mm支护强度：1.03～1.08MPa底板比压：1.93MPa(平均)泵站压力：31.5MPa流量：400L/min适应倾角：≤15º推移行程900mm操纵方式：本架控制重量（以设计图纸为准）：～34.5吨2）立柱：双伸缩2根缸径：Φ280/Φ200柱径：Φ260/Φ170郑州四维机电设备制造有限公司10行程：2300mm初撑力：1939kN工作阻力：2250kN（P=36.5Mpa）3）推移千斤顶：1根缸径/杆径：Φ180/Φ120行程900mm推溜力/拉架力：445/801kN4）伸缩梁千斤顶：2根缸径/杆径：Φ100/Φ70行程：800mm推力/拉力：247/126kN工作阻力：287/146kN（P=36.5MPa）5）一级护帮千斤顶：1根缸径/杆径Φ160/Φ105mm行程500mm推力/拉力633kN（P=31.5MPa）工作阻力733kN（P=36.5MPa）6）二级护帮千斤顶：1根缸径/杆径Φ80/Φ60mm行程175mm推力/拉力158kN（P=31.5MPa）工作阻力183kN（P=36.5MPa）7）侧推千斤顶：4根缸径/杆径：Φ80/Φ60行程