矿井综采工作面机电设备选型设计设计05945570

目 录摘 要4第一章 矿井采区概况5 第一节 井田概括5位置5 二、地形地貌及地表水系5 三、构造6 四、顶底板岩性6 五、水源、电源6 六、煤质特性7 七、瓦斯7 八、煤层7 九、地温7 十、地质勘探限度及存在的问题7第二章 机械部分选型设计9 第一节 综采工作面三机配套选型设计9 （一）采煤机性能参数的计算与决定10 （三）初选采煤机重要技术参数的校核16 二、工作面刮板输送机的选型设计18 （二）SGZ-880/800刮板输送机的验算20 三、液压支架的选型设计24 （四）、顺槽转载机的选择28 五、破碎机选型31 六、乳化液泵站的选择32 第二节 顺槽胶带输送机的选型设计33.设计原始资料:33.胶带输送机的工作原理图：33 一.胶带输送机的选择34 二、输送机输送能力与输送带宽度的验算34 三、计算输送带的运营阻力35空段直线段的运营阻力35输送带强度的验算37 六、牵引力及电机功率计算37 第三节 掘进设备的选型38 一、工作面概述38 二、巷道断面和支护形式39 四、掘进工作面个数和掘进机械配备拟定39 五、EBH-132掘进机技术参数40 六、管线吊挂42 七、供风系统42 八、电气设备及电缆的型号的拟定42 九、掘进工作面电气设备管理制度45第三章 综采供电部分选型设计46 第一节 拟定供电系统46一、综采工作面供配电设备46 二、综采工作面供电系统47 三、采区负荷登记表48 第二节 电缆的选择49 一、选择导线截面的一般原则49 二、高压电缆的选择49 三、高压电缆的选择演算51 四、低压电缆的选择验算54 五、向刮板输送机供电电缆的选择58 （六）向带式输送机供电电缆选择60 第三节 电气设备的选择62 一、高压配电装置的选择62二、低压配电装置的选择62 三、各设备相应的配电装置63设计参照资料64致谢65 摘 要本设计共三章，重要设计矿井综采工作面 (采煤机、刮板输送机、液压支架、破碎机、转载机、输送机、供电设备等) 机电设备选型设计。其中重要简介了三机配套，综采工作面布置及配套设备，通过各设备互相配合和协调动作，实现落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制，及工作面巷道运送等生产工序的所有机械化。以及简介煤矿高、低压供电设备。 本设计是结合在校所学课程，对提高自我工作能力和培养解决实际问题的综合应用。核心词： 综采工作面 机电设备 三机配套 供电设备AbstractThe design of a total of three chapters, the main design of mine fully mechanized working face (Shearer, scraper conveyor, hydraulic support, crushing machine, transfer machine, conveyor, power supply equipment ) electrical and mechanical equipment design. Mainly introduced the three machine, fully mechanized mining working face layout and supporting equipment, various equipment through mutual cooperation and coordination, implementation coal, coal, coal, support, control, and working face roadway transportation and production process in full mechanization. As well as the introduction of high, low voltage power supply equipment in coal mine.The design is a combination of courses, to improve self ability and cultivating the comprehensive application of solving practical problemsKey words : fully mechanized coal face electrical and mechanical equipment three machine power supply equipment第一章 矿井采区概况 1.1 第一节 井田概括位置 1 地理位置 唐公沟矿井位于内交通蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区西北部，行政从属达拉特旗管辖。具体位于罕台川之东，添尔漫沟之西一带。其地理坐标为：矿井东经：10955041095618北纬： 395740 3958572、交通井田向西约7.5km至包神铁路朝脑沟装车站，向东7.5km至包府公路，向南8.0km至鄂尔多斯市东胜区万利镇。万利镇向南8.0km至东胜区。东胜区是内蒙古自治区西部地区政治、经济、文化中心及交通枢纽之重要都市，交通干线四通八达，公路、铁路形成网络，交通条件便利。二、地形地貌及地表水系矿区位于东胜煤田区域性分水岭“东胜梁”之北侧，区域性地形特性为南高北低，矿区内南北向的独贵沟梁是矿区内的天然分水岭，最高点位于矿区西南部边界处，海拔标高为+1422.8m，最低点位于矿区东北边界处的添尔漫沟底，标高为+1340.6m，最大地形标高差为82.2m，一般高差为50m左 矿区区域属高原侵蚀性丘陵地貌特性，地形纵横切割，形成梁峁、沟谷。基岩裸露，植被稀少。矿区内中部形成的南北向独贵沟梁为区内一小型天然分水岭，西部沟谷水由东向西流入罕台川，向北注入黄河。东部沟谷水由西向东流入添尔漫沟，添尔漫沟水由南向北汇入罕台川后注入黄河。均为间歇性流水，只在丰雨期间形成短暂洪流。 三、构造 唐公沟煤矿煤层最大厚度4m，煤层倾角5，煤层截割阻抗A375N/mm，顶板岩性：老顶为级，直接顶为2类，工作面设计长度为150m，设计年产量为500万t/a；掘进长度为m；运送顺槽长度为m；掘进工作面倾角为3；原煤密度为1.3t/m。本矿煤层赋存条件较好，煤层为进水平煤层，煤层厚度适中，为4m，井型为大中型矿井，设计能力为500万t/a，直接顶为2类中档稳定顶板，老顶为类顶板，周期来压强烈，规定工作面支护强度较大。煤层发育有宽缓的波状起伏，煤田内未发既有岩浆岩体侵入，地质构造属简朴类型。四、顶底板岩性 本区各可采煤层顶底板岩石的岩性多为粉砂或砂质泥岩，局部为细粒砂岩。根据地质资料和矿井生产经验，顶板较破碎。五、水源、电源本区气候干旱，无长年稳定地表水体，地下水源也比较贫乏。地下松散岩类孔隙潜水含水岩组在各大沟谷中富水性较强，可作为小型水源地。本矿井既有1座6kV变电所，两回6kV电源，一回引自罕台35kV变电所(主变容量为1800kVA)，导线为YJV22-6kV,3120mm2,185m, 已运营；另一回6kV电源线路引自万利一矿35kV变电所，导线为LGJ-120/9km，尚未运营。本矿井目前装设3台250kVA，6/0.4kV变压器。井田及周边电力供应充足，矿井又引进两回10kV线路，形成双回路供电，供电条件可靠。六、煤质特性矿区内煤呈黑色，条痕褐黑黑褐色，弱沥青至强沥青光泽，均一或条带状构造，阶梯状、参差状断口，镜、亮煤富集带可见贝壳状断口、眼球状断口，层状构造，内生裂隙较发育，常有方解石及黄铁矿薄膜充填，燃点280C左右，燃烧实验为剧燃，残灰为粉状，灰白灰黄色。摩氏硬度2左右。矿区内各煤层煤岩组分均为暗煤、丝炭为主，亮煤、镜煤以薄条带或透镜体夹于其中，由于区内煤的化学反映性好，抗碎强度高，热稳定性好，可做气化用煤，但由于区内煤层的灰熔点偏低，易结渣，故在运用时应注意。七、瓦斯根据详查报告对各可采煤层瓦斯成分的测定成果，煤层CH4含量很低，为00.01ml/g燃，自然瓦斯成分中可燃气含量为0 0.46%，均为二氧化碳氮气带，均属瓦斯风化带，故矿区内煤层属低沼气煤层。八、煤层影响煤尘爆炸的重要因素是煤的挥发分产率，矿区内煤层的干燥无灰基，挥发分产率均较高，在34%以上，据原详查报告所采生产大样测试成果可知，火焰长度均不小于400mm，克制爆炸的最低岩粉量为70%，故区内煤层煤尘均有爆炸性。根据详查报告测定成果：煤的着火温度300左右，还原样与氧化样燃点差T13在2539，属易自燃煤。九、地温据详查报告中对全区3个钻孔的测试：320m井温最大19.7，最小地温变化梯度1.7/100m，最大地温梯度3.3/100m，平均地温变化梯度3/100m，本区无地温异常，属地温正常区，区内井下采煤无地热危害。十、地质勘探限度及存在的问题由于唐公沟矿目前井田范畴较小，资源量有限，勘探限度不高，总地质储量约111.15Mt，其中D级储量约48.47 Mt，占总地质储量的43.6%。因此，建议业主加大勘探限度，使低档储量转化为高档储量，同步进一步加强周边资源的整合力度，扩大井田范畴，增长矿井的服务年限和生产能力。井田已开采近年，因此后期开采过程中也许会有采空区积水泄入，矿井在建设和生产过程中应注意收集有关资料，并运用设计配备的探水钻，做好探放水工作，并坚持“有疑必探，先探后掘”的防治水原则。本矿井为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性，煤层容易自燃。地质资料有关煤层有关开采技术条件的部分参数为初期测试的成果，矿井在建设和生产过程中要注意收集有关资料并按照有关规程规范规定补充相应的技术参数测试和鉴定，及时根据鉴定成果采用切实可行的措施避免事故的发生。矿井设计的重要根据为内蒙古自治区东胜煤田万利矿区唐公沟煤矿资源储量复核报告和矿井实际生产状况资料。但该报告重点是对井田煤炭资源储量进行复核，对水文地质条件以及开采技术条件的地质工作和描述尚显局限性，因此矿井在建设和生产过程中应注重地质资料的收集整顿工作，并根据地质条件的变化状况及时调节生产及安全措施。如矿井井下涌水量有增大趋势时，应及时扩建井底排水系统；如煤层发火趋于严重时，要及时提高注氮系统的能力等安全措施。根据本矿工作面条件及国内目前采煤措施的类型及设备配套状况，设计拟定工作面的措施为综采煤层走向长壁采煤法一次采全高.单击此处键入英文核心词（自定义3-5个），内容应当与中文相似 第二章 机械部分选型设计由于综采设备机型日益增多，各机型又有各自不同的优势，根据煤层赋存条件，工作面生产能力及设备新旧接替的规定，常常采用国产和引进设备交叉互配使用，而国产设备间的多种匹配是必然的，不同采煤机、输送机和液压支架可配套成多种合理的成套设备。但只有选型合理、配套恰当，才干获得良好的使用效果。因此，要使综采工作面“三机”（采煤机、刮板输送机和液压支架）都能发挥最大的生产能力，就必须在性能参数，构造参数，工作面空间尺寸以及互相联接的形式、强度和尺寸等方面互相匹配。三机配套原理图如下： 第一节 综采工作面三机配套选型设计 滚筒式采煤机是目前国内外采煤机械的重要类型，目前已经研发和生产出诸多类型，她与刨煤机相比有许多长处：采高范畴大，对多种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶板条件，尚有助于实现综采设备的配套和自动控制。因而，在国内外煤田开采领域，双滚筒采煤机得到了广泛的应用，现代滚筒式采煤机应具有如下特性：（1）装机功率能满足采煤生产率规定；（2）截割机构能适应每层厚度变化而可靠工作，牵引机构能在工作过程中随时根据需要变化牵引速度，并能实现无级调速，以适应煤质硬度变化正常发挥机器效能；（3）机身所占空间尽量小，对薄煤层采煤机尤为重要；（4）可拆成几种独立的部件，以便入井和运送，也便于拆装和检修；（5）所有电器设备都具有防爆性能，能在有煤尘瓦斯爆炸危险的工作面内安全工作；（6）电机传动装置和牵引部等具有超负荷安全保护装置；（7）具有防滑装置，以防采煤机沿煤层倾向自动下滑；（8)具有内外喷雾灭尘装置； (9）工作稳定可靠，操作简便，操作手把和按钮尽量集中，平常维护工作量小而容易。采煤机选型原则：适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、牵引速度等参数选用合理，有较大的实用范畴；满足工作面开采生产能力规定，采煤机实际生产能力要不小于工作面设计生产能力10%20%；与液压支架和刮板输送机相匹配。影响采煤机选型的重要因素：煤层的力学特性、厚度和倾角，工作面生产能力。（一）采煤机性能参数的计算与决定1.采煤机直径的选择根据目前国内采煤机生产现状及使用状况，设计选用双滚筒采煤机。双滚筒采煤机滚筒直径应不小于最大采高hmax的一半，一般可按D=（0.520.6）hmax选用，采高大时取小值，采高小时取大值。目前双滚筒采煤机的滚筒直径也已经系列化，因此滚筒直径的选用选用和原则直径相近的数值。D=(0.520.6)4=2.082.4(m) 设计取2.3m。2.截深的选择截深的选择，受煤层厚度、煤质软硬、煤层倾角、顶板岩性、顶板稳定性、截割阻抗、及液压支架的推移步距影响。在薄煤层中，由于工作条件困难，采煤机牵引速度受到限制，为了保证合适的生产率，宜用较大的截深（可达0.81.0m）；反之在厚煤层中，由于受输送机能力和顶板易冒顶片帮条件的限制，宜用较小的截深，因此设计选用截深为0.8m。3.滚筒转速及截割速度滚筒转速的选择，直接影响截煤比能耗、装载效果、粉尘大小等。转速过高，不仅煤尘产生量大，且循环煤增多，转载效率减少，截煤比能耗减少。根据实践经验，一般觉得采煤机滚筒的转速应控制在3050转/分较为合适。滚筒转速是设计截割部的一项重要参数，新型采煤机直径2.0m左右的滚筒转速为2540r/min左右，由于直径越大滚筒转速越小，因此设计取35转/分。滚筒直径为2.3m，转速为35转/分，则根据式V=Dn/60可计算出截割速度为4.21米/秒。式中：V-截割速度，m/s; D-滚筒直径，m; n-滚筒转速，r/min.4.采煤机最小设计生产率采煤机最小设计生产率与采煤机有效开机率有关。虽然综合机械化开采在国内中厚煤层一次采全高工作面的应用已经成熟，机械设备的生产加工技术也比较完善，设备可靠性也大大提高，但采煤工作面煤层潜在的变数及机械设备的检修等的多种因素均影响采煤机有效开机率，国内平均水平在0.60.8左右。设计取正常开机率为65。采煤机最小设计生产率由下式计算： 式中： Qh-采煤机最小设计生产率，t/h; Q-规定的工作面年产量，500万吨； D-年生产天数，330d; f-能力富裕系数，1.40； N-日作业班数，1班； M-每日检修班数，1班； t-每班工作时数，6h; k-开机率，0.65。 则：Qh =500101.40 /330(4-1)60.65=1813t/h5.采煤机在截割时的牵引速度及生产率采煤机截割时牵引速度的高下，直接决定采煤机的生产效率及所需电机功率，由于滚筒装煤能力，运送机生产效率，支护设备推移速度等因素的影响，采煤机在截割时的牵引速度比空调时低得多，采煤机牵引速度在零到某个值范畴内变化，选择截煤机时的牵引速度，要根据下述几种方面因素，综合考虑。（1）根据采煤机最小设计生产率Qmin决定的牵引速度 =式中：-采煤机的平均截割牵引速度，m/min; Qh-采煤机可实现设计生产率，1813t/h； H-采煤机平均采高，4m； B-采煤机截深，0.8m； -煤的容重，1.30t/m3； C-工作面回采率，0.93； K-有效割煤时间运用率，0.85。则： =9.189m/min（2）根据截齿最大切削厚度决定的牵引速度采煤机截割过程中，是滚筒以一定的转速n，同步又以一定的牵引速度V2沿工作面移动，切削厚度呈月牙规律变化，如果滚筒一条截线上安装的截齿数为m，则截齿最大的切削厚度hmax在月牙中部，可用下式求出。 mm上式中，m一般取6，n根据上面的计算取35转/分。一般来说，hmax应不不小于截齿伸出齿座长度的70，根据国产采煤机的实际状况，取50mm。则： m/min式中：hmax-截齿在齿座上伸出长度的70，取50mm。则：（3）按液压支架的推移速度决定牵引速度一般讲支架的推移速度应不小于采煤机的牵引速度较好，这样可保证采煤机安全生产。截割时牵引速度V应根据上述三方面状况综合分析后拟定，其最大值应等于或不小于V1，但应不不小于V2，并与V3协调，使采煤机既能满足工作面生产能力的规定，又可避免齿座或叶片参与截割，并能保证采煤机安全生产。综上所述，采煤机的牵引速度取V9.2m/min(4)采煤机生产率的拟定采煤机的牵引速度拟定后，则采煤机的理论生产率Q为： Q60HBV t/h将上述拟定的直带入公式求得采煤机的理论生产率为： Q6040.89.21.32296.32（t/h）实际平均生产率要与配套运送设备的运送能力相适，用下式计算： Q=KKQ式中：K-采煤机辅助工作时间（如: 调动机器、更换截齿、开切口、检查机器和排除故障等）折算系数，一般取0.7； K-停机时间（如：解决输送机和支架的故障，解决顶板事故等）折算系数，一般取0.65。则： Q= KKQ=0.70.652296.32=1044.8（t/h）6.采煤机装机功率装机功率涉及截割电动机、牵引电动机、破碎电动机、液压泵电动机和机载增压喷雾泵电动机等电机功率总和。装机功率由下式估算：P=QH=18130.7=1269.1(kw)式中：P-装机功率，kw； Q-采煤机的生产率，1813t/h; H-比能耗，一般0.60.7，取0.7。7.采煤机的牵引力根据经验记录，采煤机牵引力一般为其装机功率数值的0.51倍。（二）初选采煤机及配套设备根据采高，滚筒直径，截深，生产率，装机功率，牵引力及牵引速度，初步选择采煤机型号为MG650/1480-WD，查阅有关资料与之配套的刮板输送机型号为SGZ880/800。采煤机的重要技术参数如下：1、采高范畴： 2.04.34m2、机面高度： 1615mm3、过煤高度： 685mm4、最大卧底量： 440mm5、煤质硬度： 硬或中硬6、适应工作面倾角： 0157、适应工作面走向倾角： 088、供电电压：3300V9、供电频率：50Hz10、总装机功率：1480Kw11、截割电机功率： 650Kw212、牵引电机功率：75Kw213、泵站电机功率：30Kw14、滚筒直径： 2300mm15、滚筒截深： 800mm16、滚筒转速： 29.7r.p.m17、摇臂回转中心距： 8120mm18、牵引力： 750450KN19、牵引速度： 09.415.6m/min20、主机重量： 约70t21、牵引型式： 交流变频调速， 销排无链，节距147mm22、灭尘方式 内外喷雾23、拖电缆方式 自动拖缆24、主机外形尺寸 70mm25、最大计算生产能力 2650t/h26、最佳配套运送机型号 SGZ880/8001.1.1 （三）初选采煤机重要技术参数的校核1.最大采高的校核本设计最大采高hmax为4m，滚筒直径D为2.3m，因本采煤机无底托架，12.最小采高的校核采煤工作面最小采高hmin应不小于采煤机高度A，支架顶梁高度h1，过机高度h2，（顶梁与采煤机机身上平面之间的距离）三项之和，即采煤机与支护设备应能通过煤层变薄带，滚筒不割岩石。 hminAh1h2式中：h1-支架顶梁高度，0.33mh2-过机高度，不应不不小于0.10.25m，取0.15m，则：hmin1.620.0330.15=2.10m工作面最小采高2.3m，选型满足最小采高的规定。3.卧底量校核最大卧底量Kmax按下式计算： Kmax-A式中，max-摇臂向下摆动最大角度，20则：Kmax=415.6（mm）查表得MG650/1480-WD采煤机最大卧底量440mm，计算值不不小于实际值，满足规定。4.工作面生产能力的校核工作面长度150m,采煤机截深为0.8m，采煤机开机率为65%，采煤机平均割煤速度按9.2m/min，则每刀割煤所需时间：（150+250）/9.2=27.17min,取27min。每日三班生产，一班检修，每日有效工作时间6=702min;每日进刀702/27=26刀；工作面年推动度：26=6864m;工作面生产能力按下式计算：Q=IMLrCK式中：Q-工作面生产能力，t/h； I-工作面长度，150m; M-工作面采高，4m; L-年推动度，6864m; r-没的实体容重，1.3t/m; C-工作面回采率，93%； K-掘进煤，一般取1+5%。则：Q=1505.23Mt/a经计算，工作面年产量为5.23Mt/a，此矿井满足年产500万吨的规定。5.采煤机最大截割速度的校核运送机、采煤机、液压支架在构造性能之间有相应的配套规定。运送机的生产能力一般应略不小于采煤机的生产率，以便把煤及时运走，不浮现堆煤现象。根据此原则，可把运送机的运送能力当作采煤机的最大生产率，此时采煤机截割的最大牵引速度为： 式中：-运送机的运送能力，2650t/h H-平均采高，4m B-采煤机截深，0.8m -煤的实体容重，1.3t/m3则：设计选获得截割牵引速度为9.2m/min，计算值不小于选用值，满足规定。6.采煤机牵引力的估算采煤机移动时必须克服的牵引阻力T为：TK2GfD（cosK22K3）Gsin式中：f-摩擦系数，取平均值0.18;D-截割阻抗，375N/mm;K1-经验系数，取0.7;K2-估算系数，取0.2;K3-侧面导向反力对牵引阻力影响系数，导向板在采空区侧布置，煤层倾角为5，取0.402。当向上牵引时，取正号；向下牵引时，取负号。则：T=308.75KN,T=186.73KN所选采煤机牵引力满足规定。1.1.2 二、工作面刮板输送机的选型设计刮板输送机选型原则：刮板输送机的运送能力应不小于采煤机最大生产能力，一般取1.2倍；要根据刮板链的负荷拟定链条数目，结合煤质硬度选择链子构造型式；应优先选用双电机双机头驱动方式；应优先选用短机头和短机尾；应满足采煤机的配合规定。（一）设计原始资料1.回采工作面生产能力Q Qc60hBV式中：h-回采平均高度，4m; B-滚筒截深，0.8m; -原煤容重，1.3t/m; V-采煤机牵引速度，9.2m/min。则：Q6040.81.39.2=2296.32（t/h ）实际生产率： Q=KKQ式中：K- 辅助工作时间折算系数，取0.7； K-停机折算系数，取0.65。则：Q= KKQ=0.650.72296.32=1044.8t/h由采煤机型号拟定最佳配套刮板输送机的型号为SGZ-880/800。技术参数如下：1、设计长度： 250m2、运送量： 1500t/h3、链速： 1.1m/s4、减速器速比： 38.255、电动机型号 DSB-406、额定功率 400kw27、额定电压： 1140V8、额定转速： 740/1480r/min9、刮板链形式： 中双10、规格： 34126-2（mm）11、链环破断力： 1450KN12、链条中心距： 160mm 13、每米质量： 65kg14、长宽高: (mm)15、水平可弯角度: 116、垂直可弯角度： 32、刮板输送机的铺设长度L（m）设计工作面长度为150m，刮板铺设长度为150m。3、刮板输送机的铺设倾角（）煤层倾角为5，刮板输送机的铺设倾角最大按5考虑。1.1.3 （二）SGZ-880/800刮板输送机的验算1.验算运送能力刮板输送机的运送能力为： Q3600FV式中：F-运营物料的断面积，通过SGZ880-800型刮板的运营物料断面积为0.43m2 -煤的散碎密度，计算时一般取0.9t/m3 -装满系数，查表得0.9 V-刮板链运营速度，1.1m/s则：Q36000.430.90.91.1=1379.268t/hQs1044.8 t/h所选刮板输送机适合。2.运营阻力计算（1）重段的总阻力Wzh（qq11）Lgcos（qq1）Lgsin式中：q-中部槽单位长度货载质量，kg/m; q1000F10000.430.9=387kg/m; q1-刮板链单位长度质量，65kg/m;-物料在中部槽中运营阻力系数，取0.7；1-刮板链在中部槽内运营的阻力系数，取0.3；L-刮板输送机的铺设长度，150m；-刮板输送机的铺设倾角，5。则：Wzh（qq11）Lgcos（qq1）Lgsin =（387 =367354N（2）空段的总阻力 Wkq1Lg（1cos+sin）上述式中，“”、“”的选用，该段向上运营时去“”，向下运营时取“”经计算，Wk36884N（3）最小张力点的的拟定与张力的计算按逐点计算法得： S=S+W S=S+W因双电机驱动，故：S S，S S运营阻力：W=1.2（W+ W）按上下端平均分肩负载,上下链轮应给出的牵引力为： P=P=0.6（W+ W）则：S - S=0.6（W+ W）与上式联立方程得：S- S=0.6 W-0.4 W因: (0.6 W-0.4 W)0, S S即沿倾斜向下运煤“3”点的张力最小。为了限制刮板链垂度，保证链条与链轮正常啮合平稳运营，刮板链每条链子最小张力点得张力，一般可取3000N，可由紧链装置来提供。 S=S=22500=5000N其她点的张力： S= S+ W=5000+367354=372354 N S= S-0.6（W+ W）=37.8=129811.2 N S= S+ W=129811.2+36884=166695.2 N3.牵引力及电动机功率计算设计为机采工作面，刮板输送机的总牵引力为： W01.2 (WzhWk) 1.2(367354+36884) =485085.6N P即上下端电机功率分别为： P=P=333.5KW考虑到采区的电压降，双机头驱动电机负荷不也许均匀，以及难以计算的额外阻力，需要考虑1520%的备用量。 P=333.51.15=383.5KW400KW由计算知，所选刮板输送机的电机功率满足规定。4.刮板链的预紧力和紧链力计算（略）刮板链的预紧力和紧链力，以保证链条与链轮的正常啮合平稳运营为宜，每条链子一般按3000N考虑。5.验算刮板链的强度刮板输送机刮板链的安全系数为: K4.2式中：K-刮板链抗拉强度安全系数； n-链条数，单链1，双链2，取n=2； -两条链子 负荷分派不均匀系数，单链=1，双链=0.85； S-一条刮板链的破断力，1450000N； S-刮板链实际承受的最大张力值； S=S=372354N则： K=6.624.2计算出的安全系数满足K4.2,阐明链子的强度满足规定。1.1.4 三、液压支架的选型设计液压支架选型原则：支护强度与工作面矿压相适应；支架构造与煤层赋存条件相适应；支护断面与通风规定相适应。（一）影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因素，重要考虑煤层顶底板稳定性，煤层厚度、倾角赋存状况及瓦斯含量等状况，其中以煤层及顶、底板稳定性影响较大。本矿煤层厚度4m，倾角5，煤层赋存条件较好。本矿工作面煤层直接顶为2类顶板，属中档稳定顶板，强度较高，强度指数在3170kg/cm2之间，发育大量节理裂隙，随采随落。本矿工作面老顶为级顶板，周期来压强烈，对支架支护强度的规定较高。（二）液压支架的选型1.架型的选择液压支架根据对顶板的支护方式和构造特点不同，可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种基本型式。支撑式支架顶梁长，立柱多，且垂直支撑，工作阻力大，切顶能力强，通风断面大，后部有简朴的挡矸装置，架间不撑紧，对顶板不密封，它适应于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显和强烈的老顶条件。掩护式支架有宽敞的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的顶梁较短，支柱少且倾斜支撑，架间密封，支架工作阻力较小，切顶能力差，但由于顶梁较短，控顶面积小，支护强度不一定小，它使用于不稳定和中档稳定直接顶条件。支撑掩护式支架兼有上述两种支架的构造特点，顶梁较长，立柱较多，呈垂直或倾角较小倾斜支撑，故工作阻力大，切顶能力强，具有掩护梁架间密封，挡矸掩护性能好，它使用于稳定如下各类顶板，有取代支撑式支架的趋势，但构造复杂，重量较大，价钱相对较高。由于本工作面的直接顶类别及老顶级别均以拟定，因此可直接根据“适应不同类级顶板的架型及支护强度表”直接选择。根据表中给定的架型选择原则，拟定本工作面的支架类型为支撑掩护式。虽然该支架构造复杂，成本较高，但该类型支架技术成熟，安全性高，工作性能稳定，对不同地质条件的煤层适应性强，应用广泛。2.液压支架构造参数的拟定 Hmaxhmaxa HminhminS2bC式中：Hmax-支架最大支护高度，m； Hmin-支架最小支护高度，m； hmax-煤层最大厚度，4m； h-煤层最小厚度，取3.5m; a-考虑伪顶，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撑力所需要的支 撑高度的补偿量；中厚煤层取300mm; S2-顶板最大下沉量，取300mm; b-支架卸载前移时，立柱伸缩余量，煤层厚度不小于1.2m时取 80100mm，本次设计取100mm; c-支架顶梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，取100mm。则： Hmax40.34.3m H3.50.3-0.1-0.1=3m3.支架支护强度的拟定（1）根据经验公式估算： qKHR式中：q支架支护强度，t/m2; K作用于支架上的顶板岩石厚度系数，国内取58，设计取7; H最大采高，4m; R岩石容重，一般取2.5t/m3。则： q742.5=70 t/m3(2)直接查表选用根据顶板条件及煤层厚度，直接查表可知:支架支护强度为：82 t/m2据以上计算及查表选用，拟定支架支护强度为82t/m2。4.选择液压支架型号根据支架构造参数及支护强度，设计选用支架型号为ZZ5200/22/42型。该支架技术参数如下：工作阻力： 5200kN支架高度： 22004200底板比压： 1.58MPa支护强度： 0.82MPa推溜力： 223KN拉架力： 410KN5.工作阻力的校核支架支撑顶板的有效工作阻力为： Q=9F式中：F-支架支护面积，； F=(L+C)(B+K)=6.15 L-支架顶梁长度，3.8m; C-梁端距，0.3m； B-支架顶梁宽度，1.2m; K-架间距，0.3m。即：Q=9F=706.15=430.5（吨力）（三）单体液压支柱工作高度，支护强度及型式的选择1支柱最大工作高度Hmax及最小工作高度Hmin的计算 Hmaxhmaxc Hminhminsca式中: Hmax支柱最大工作高度，m; Hmin支柱最小工作高度，m; hmax，hmin煤层最大最小采高，分别为4m，3.5m; c顶梁高度，100mm; s最大控顶距处顶板顶板下沉量，300mm; a支柱卸载高度，80mm。则： Hmax40.1=3.9（m） Hmin3.50.30.10.08=3.02（m）2.单体液压支柱的工作阻力及支护密度单体液压支柱的工作阻力选用DZ-25型，即工作阻力为25kN。单体液压支柱的支护密度拟定如下：按照4m采高，进行选用支护强度为： 742.5=70(吨/米2)即0.70MPa。支护密度：7025=2.8（根/m2）3.单体液压支柱型式及铰接顶梁的选择单体液压支柱的型式分为内注式及外注式。根据内注式和外注式的使用条件，本设计选用外注式单体液压支柱。外注式单体液压支柱重量相对较小，制导致本低，伸缩比大，合用于中厚煤层之中。铰接顶梁的选择：根据采煤机截深，取0.8m，铰接顶梁的长度取截深的整数倍。1.1.5 （四）、顺槽转载机的选择 转载机安装在采煤机工作面下顺槽，是将工作面运出的煤转载到胶带输送机上的中间转载设备，同步输送机伸缩时减少输送带的拆装次数。桥式装载机实际是一种构造特殊的短刮板输送，其传动系统和驱动装置与刮板输送机相似。重要特点是机身有一段悬桥构造，用来与可伸缩胶带输送机搭接，当工作面刮板输送机向煤壁推移后，转载机亦沿顺槽方向整体移动相应的距离。当装载机移动到搭接的极限位置时，胶带输送机缩短，以使装载机仞可逐渐前移。1.选择原则（1）转载机的运送能力要稍不小于工作面刮板输送机的运送能力；（2）顺槽转载机的机尾与工作面刮板输送机的连接处要配套； （3）顺槽转载机的零部件与工作面的刮板输送机的零部件尽量通用2.转载机选择验算根据以上原则，初选SZZ900/315型顺槽转载机，进行溜槽断面和电动机功率的校核；转载机溜槽断面校核同刮板输送机基本吻合，经效验SZZ900/315型装载机满足规定。转载机的技术特性：型号： SZZ900/315原则长度： 45m链速： 1.8m/s圆环链： 34126输送量： 2200t/h1.1.6 五、破碎机选型在机械化采煤工作面中，破碎机安装在刮板转载机的落地段，并与之连为一体配套使用，其用途是将工作面采下的大块煤破碎到所规定的颗粒度，然后经转载机均匀地送入带式输送机，以满足带式输送机对煤块度的规定，避免输送过程中，因煤块自滚，导致砸伤输送带及输送机翻车，大块煤堵塞煤仓漏煤嘴等现象。破碎机的类型较多，使用时按物料的物理性质、粒度、生产量、用途等进行选择，对于机械化采煤工作面，与转载机配套使用的破碎机有颚式破碎机和锤式破碎机两大类。颚式破碎机的生产能力较低，只合适破碎中档硬度的煤，锤式破碎机生产能力大，可破碎普氏硬度f4.5的硬煤，与重型转载机配套使用的一般为锤式破碎机。本设计选用PCM110型的矿用锤式破碎机，功率为110KW，额定电压为1140V。1.1.7 六、乳化液泵站的选择乳化液泵站是采煤工作面的一种重要的设备，它是液压支架和外注式单体液压支柱的动力源，乳化液泵端站由乳化液泵，乳化液箱和其她附属设备构成，具有完善的控制，过滤及安全保护功能。（一）、乳化液泵站的初选结合乳化液压支架及有关液压系统的参数，初选XRB2B-80/200 型乳化液泵站。（二）、乳化液泵站的参数计算从泵的工作原理可知，其流量取决于工作容积变化的大小，比及柱塞在单位时间内变化的次数，而理论流量为： Q=式中：D-柱塞直径，mm； S-柱塞行程，mm； n-柱塞每分钟往复次数； Z-柱塞数目。事实上，由于乳化液泵有泄漏损失，因此泵的实际流量比理论流量小某些，某一具体的浮化液泵，它的柱塞直径，行程，往复次数和数目都是同样的从理论上分析，乳化液泵的流量与压力无关，但事实上随着压力的升高，由于泄露的增长，因而流量要有所减少。2.乳化液泵的压力乳化液泵在工作时要克服外部负载及管道阻力，因此泵的压力是随着负载及管道阻力的大小而变化的，如单柱在升柱时将受负载阻力F的作用，于是油腔下腔的油液产生压力，其值P可用下式计算： P= (MP)式中：F-单柱所受的负载阻力，KN； A-活塞下端的断面积，mm。通过上述计算校验得，所选XRB2B80/200型乳化液泵符合工作面支护规定。3. XRB2B80/200乳化液泵站配件型号： XRB2B80/200排液接头： XRB2B.0101-2L接头： XRB2B.0101-2G柱塞： XRB2B.0101-2A钢套螺堵： XRB2B.0101-4螺母： XRB2B.0101-51.2 第二节 顺槽胶带输送机的选型设计1.设计原始资料:带式输送机的铺设长度，1500m；带式输送机的铺设倾角，13；顺槽设计运送生产率，Qc=1500t/h；物料的松散密度，0.9t/m3；物料中的最大块度尺寸，300mm；物料堆积角，30。2.胶带输送机的工作原理图：1.2.1 一.胶带输送机的选择 计算的重要内容为：输送能力与输送带宽度计算；运营阻力、输送带张力的计算；输送带强度的验算；牵引力及电动机功率的计算。根据上述资料，初选顺槽带式输送机型号为：DSJ120/200/2250型可伸缩带式输送机。其技术参数如下：型号带宽 输送量带速输送距离伸缩式尺寸储带长度电动机长度轨距功率电压DSJ120/200/22501200mmt/h3.5m/s1500m 15m1572mm100m2502KW660/1140V1.2.2 二、输送机输送能力与输送带宽度的验算1.验算带式输送机的运送能力带式输送机的运送能力用下式计算：QkB2vc=458123.50.951=1522.9t/h式中：B-输送带的宽度，1m； k-物料断面系数，查表取458； v-输送机的带速，3.5m/s； -物料松散密度，0.9t/m3 C-倾角系数，1。QQc，输送机的选择满足运送的规定。2.输送带的宽度验证物料最大块度为300mm，则输送带的宽度应满足下式： B2300200mm800mm设计带宽1000mm，满足运送规定。1.2.3 三、计算输送带的运营阻力1.重段直线段的运营阻力： Wzh（qqd）Lgcos（qqd）Lgsin （10423.115.75）15009.80.04COS3-(104+23.1)15009.8Sin3 -13902（N）式中：Wzh-重段运营阻力，N; q-单位长度输送带上物料的重量，kg/m qQc/3.6v=1500/3.64=104kg/m; qd-单位长度输送带的重量，查表23.1kg/m; L-输送机铺设长度，1500m; -输送带沿重段运营的阻力系数，查表取0.04; -重段单位长度上分布的托辊旋转部件的质量，经计算取15.75kg/m; -输送带铺设倾角，3