综采工作面设备选型

贵州青利集团王家营煤矿第1页（共35页）一、综放工作面的设备选型及工艺设计1、支护设备选型（1）工作面支架选型该工作面选用ZFS4800/18/32B型液压支架，该支架具体参数如下：高度（m）1.8～3.2工作阻力（KN）4800中心距（m）1.5支护强度（MPa）720初撑力（KN）4596.7工作压力（KN）31.5伸缩量（m）1.4伸缩比1.8长×宽（m）5.24×1.42顶梁长（㎜）43701)支护强度和工作阻力A、支架支护强度q=kHγ=8×3.0×27.44=658.6KN/m2＜700KN/m2B、工作阻力P=kHFγ=8×3.0×1.5×（4.37+0.3）×27.44=4613.2KN＜4800KN式中q——支架支护强度，KN/m2k——作用于支架上的顶板岩石系数，一般取5～8，8H——采高，mγ——顶板岩石密度，一般取2.8T/m3=27.44/m3F——支护面积，1.5×（4.37+0.3）㎡经校算，符合要求2)支架的初撑力支架的初撑力一般应等于或大于工作阻力的90％即：4613.21×90％=4151.89KN＜4596.7KN符合要求3)支架的调高范围支架最大结构高度H大=M大+S1=3.2+0.3=3.5mH小=M小+S2=1.8+0.35=2.15m贵州青利集团王家营煤矿第2页（共35页）式中S1——伪顶冒落的最大厚度一般取0.2-0.3m,0.3S2——顶板周期来压的最大下沉量，移架时支架的下降量和顶梁上、底座下的浮矸、浮煤厚度之和一般取0.25-0.35m,0.35mM大与M小——为最大、最小采高3.2m和1.8m4)支架的伸缩量和伸缩比支架的伸缩量S=H大-H小=3.5-2.15=1.35m＜1.4m支架的伸缩比m=H大/H小=3.5/2.15=1.63＜1.8符合要求5)工作面最小、最大控顶距工作面最小控顶距为L小=d+e=4370+300=4670㎜工作面最大控顶距为L大=d+e+s=4370+300+600=5330㎜式中d——支架顶梁长度，4370mme——梁端距，一般取200-400mm，300mms——采煤机截深，660mm6)支架数目的计算n=LA=1881.5=126（个）式中n——支架个数L——支护长度，mA——中心距，m根据验算，27号煤层可选用ZFS4800/18/32B型液压支架（2）单体液压支柱选型1)支柱规格的选择支柱最大高度Hmax=Mmax-b+c=2.8-0.07+0.10贵州青利集团王家营煤矿第3页（共35页）=2.83m式中Mmax——工作面开缺口处最大采高，取2.8mb——顶梁厚度，取0.07c——活柱的富裕行程，取0.1m支柱的最小高度：Hmin=MMIN-Δh-b+a=2.6-0.20-0.07+0.10=2.43m式中Mmin——工作面开缺口处最小采高，为2.6mΔh——顶板在最大控顶距下的平均最大下沉量，取0.2ma——支柱必须的卸载高度，取0.2m根据以上计算，本工作面选用DZ-32型单体液压支柱2)支护设计及压力计算A、顶板压力计算工作面顶板压力以下式估算P=(2-4)M×γ式中p——顶板压力，KN/m2M——工作面采高，取2.8mγ——顶板岩石密度，取2.8T/m3=27.44KN/m3P=4×2.8×27.44=307.33KN/m2B、计算单体液压支柱的实阻工作阻力Rs=Rb×hz×hb=289.1×0.8×0.8=185KN式中RS——支柱的实阻工作阻力，KNRB——支柱的额定工作阻力，取289.1kNhz——支柱的増阻系数，取0.8hb——支柱承载不均衡系数，取0.8C、支护数目的计算η=PRS=307.33185=1.66根/m2根据采煤机滚筒截深0.66m,因此A=SL贵州青利集团王家营煤矿第4页（共35页）=8.438.5=0.99m式中A——柱距，mS——最大顶距下每组支架支护工作面的顶板面积由N/η（N为每组支架有效支柱的根数，14根）算出S=14/1.66=8.43m2L——工作面最大控顶距但为了便于生产管理，把工作面的实际柱距为0.80mD、工作面实际支护密度ηs=148.5×0.80=2.06根/m2E、工作面实际支护强度PS=2.06×185=381.1Kn/m2307.33kN/m2由此可知PSP故所选的排、柱距是合理的。二、采煤机的选型1、采煤机选型该工作面选用AM500/3.5系型号RDS500/730/003002型采煤机，其主要参数如下：采高（m）：2.2-3.5摇臂长度（mm）：2064机面高度（mm）：1480最大卧底量（mm）：200截深（mm）：660牵引力（kN）：529牵引速度（m/min）：0-5.5电动机：DMB-375S（1）理论生产率Qt=60HBVgρ=60×3×0.66×5.5×1.4=914.76式中Qt——理论生产率，t/hH——采高，mB——截深，mVg——给定工作面条件下可能的最大牵引速度，m/minρ——煤的实体密度，常取ρ=1.3-1.4,t/m（2）技术生产率贵州青利集团王家营煤矿第5页（共35页）Q=Qt×K1=914.76×0.6=548.86t/h式中Q——技术生产率，t/hK1——与采煤技术的可靠性和完备性有关的系数，一般K1=0.5-0.7,0.6（3）实际生产率Qm=Q×K2=548.86×0.6=329.3t/h27号煤层的计划日生产能力160.38t/h即Qm160.38t/h故所选的采煤机适用于该工作面三、刮板输送机的选型1、刮板输送机选型该工作面选用SGB-764/264型刮板输送机，其主要参数如下：设计长度(m)200出厂长度(m)150输送量(t/h)700刮板链速(m/s)1.12刮板链每米质量(kg)41.5中部槽高度(mm)222中部槽宽度(mm)764电动机额定功率(kw)2×132链环破断力(kN)6102、运输能力的计算F=½ab+½a½atanα´=1/2×0.764×0.22+1/2×0.764×1/2×0.764×0.577=0.16m2式中Q——溜槽装煤最大截面积，m2a——中部槽宽度，mb——中部槽高度，mα´——煤的堆积角，一般取20°-30°，取30°Q=3600Fρ´ΦV=3600×0.16×1×1×1.12=645.12t/h式中Q——刮板输送机的运输能力，t/hρ´——煤的松散密度，取ρ´=0.85t/m3-1t/m3,取1φ——装满系数，水平及向下运输取0.9-1,取1V——刮板链运行速度，m/s贵州青利集团王家营煤矿第6页（共35页）329.3Q700所以符合要求3、运行阻力的计算刮板输送机的实际运输能力为32.3t/hQ=3.6qVq=Q3.6V=329.33.6×1.12=81.67kg/m（1）直线段运行阻力Wzh=g(qw+q0w0)Lcosβ-g(q+q0)Lsinβ=10(81.67×0.8+41.5×0.35)188×0.95-10(81.67+41.5)×188×0.33=66215.49N=66.22kNWK=gLq0(w0cosβ+sinβ)=10×188×41.5(0.35×0.95+0.33)=51688.25N=51.69kN式中Wzh——重段阻力，kN；Wk——空段阻力，kN；q0——刮板链单位长度质量，kg/m；w——煤在溜槽中运行阻力系数，0.8；w0——刮板链在溜槽中运行阻力系数，0.35；（2）牵引力计算S1=Smin=2×(2000-3000)S1=2×3000=6000N=6kNS2=S1+Wk=6+51.69=57.69kNS3=1.07S2=1.07×57.69=61.73kNS4=S3+Wzh=61.73+66.22=127.95kNW0=1.1Wf(WK+Wzh)=1.1×1.1(51.69+66.22)=142.67KN式中Wf为附加阻力系数，取1.14、电动机功率计算（1）最大功率值P=W0V1000η贵州青利集团王家营煤矿第7页（共35页）=142671×1.121000×90%=177.55Kw式中P——电动机的轴功率，最大功率值，Kw；W0——输送机的总牵引力，N；V——刮板链牵引速度，m/s；η——传动装置的效率，90%；（2）最小功率Pmin=2(1.1ωfq0Lω0cosβ)Vg1000η=2(1.1×1.1×41.5×188×0.35×0.95)×1.12×101000×90%=78.12KN（3）等效功率Pd=0.6Pmax2+PmaxPmin+Pmax2=0.6(177.55)2+177.55×78.12+(78.12)2=128.62kw5、刮板链强度验算K=NλSpSmax=2×0.85×610127.95=8.14.2Smax=S4式中k——刮板链抗拉强度安全系数N——链条数，取2λ——两条链子分配不均匀系数，取0.85SP——链条破断力，kNSmax——刮板链实际承受的最大张力值，kN贵州青利集团王家营煤矿第8页（共35页）四、胶带输送机的选型1、胶带输送机选型该工作面选用SSJ1200/M(A)型胶带输送机，其主要参数如下：输送量：1200t/h带宽：1200mm带速：3.15m/s最大输送长度：1500mm储带长度：100mm主电机功率：3×160kw围包角：450º-454º2、输送能力与胶带宽度计算（1）输送能力Q带=KB2Vρ´C=458×(1.2)2×3.15×1×1=2077.49t/h式中Q带——带式输送机输送能力，t/hK——货载断面系数，458B——带宽，mV——带式输送机运行速度，m/sρ´——煤的松散密度，0.8-1t/m3C——输送机倾角系数，取1Q带Q刮符合要求（2）胶带宽度如给定使用地点设计运输生产率为A，则A=Q刮=645.12t/h,则满足设计运输生产率要求的最小胶带宽度为B=AKVρ′C=645.12485×3.15×1×1=0.67m对于未过筛的松散货载B=2amax+2001200=2×500+200B=3.3ap+2001200=3.3×300+200式中amax——货载最大块度的横向尺寸，500mmap——货载平均块度的横向尺寸，300mm经验算，符合要求3、运行阻力的计算（1）、直线段运行阻力贵州青利集团王家营煤矿第9页（共35页）qg′=Gg′Lg′=251.5=16.67kg/mqg″=Gg″Lg″=203=6.67kg/mq=Q刮3.6V=645.123.6×3.15=56.89kg/mqd=1.1B(δi+δ1+δ2)=1.1×1.2(2×8+3+1)=26.4kg/mWzh=g(q+qd+qg´)Lω´cosβ±g(q+qd)Lsimβ=10×(56.89+26.4+16.67)×879×0.06×1±0=52718.90Wk=g(qd+qg″)Lω″cosβ±gqdLsimβ=10×(26.4+6.67)×879×0.056×1±0=16278.38式中qg′——折算到每米长度上的上托辊转动部分的质量，kg/mqg″——折算到每米长度上的下托辊转动部分的质量，kg/mGg′——分别为每组上托辊转动部分质量，kgGg″——分别为每组下托辊转动部分质量，kgLg′——上托辊间距，取1.5mLg″——下托辊间距，取3mq——每米长胶带上的货载质量,kg/mqd——每米长胶自身质量，kg/mWzh——胶带在重段的运行阻力，NWk——胶带在空段的运行阻力，Nβ——输送机的倾角，00L——输送机长度，879mω′——槽形托辊阻力系数，0.06ω″——平形托辊阻力系数，0.056B——胶带宽度，mi——胶带帆布间层数，8δ——一层帆布的厚度，2mm贵州青利集团王家营煤矿第10页（共35页）δ1——胶带上保护层厚度，3mmδ2——胶带下保护层厚度，1mm（2）曲线段运行阻力S2=S1+WKS3=S2+W2-3S4=S3+WzhS4=S1+Wzh+WK+W2-3W2-3=0.07S2S4=(1+eµɑ-1m′)=S1+(1+10.5-11.2)=8.9