【正文】 。目前，我國綜采面采煤機(jī)截深一般為，高效工作面一般為 。 由于該合并層工作面煤層中有 2層夾石，其中 1層夾石為泥巖、砂巖，截割阻力較大，因此采煤機(jī)截深不可過大，將割煤寬度定在煤壁壓酥區(qū)，可充分發(fā)揮采煤機(jī)的效率，結(jié)合三交河礦的產(chǎn)量要求和設(shè)備配套，確定采煤機(jī)截深為 。 (2)工作面單刀產(chǎn)量計算 工作面產(chǎn)量按 2 號煤層合并區(qū)厚度最大 、最小 和平均 分別計算。 ① 厚度 時工作面單刀產(chǎn)量： 煤的產(chǎn)量 Q=HLbγ =179。 200179。 179。 =(t) 式中： H—— 純煤厚度， m； L—— 工作面長度， m； b—— 采煤機(jī)截深 ,； γ —— 煤的容重， t/ m3。 夾矸產(chǎn)量 Q=HLbγ =179。 200179。 179。 =600(t) ② 厚度 時工作面單刀產(chǎn)量： 煤的產(chǎn)量 Q=HLbγ =179。 200179。 179。 =(t) 夾矸產(chǎn)量 Q=HLbγ =179。 200179。 179。 =120(t) ③ 厚度平均 時工作面單刀產(chǎn)量： 煤的產(chǎn)量 Q=HLbγ =179。 200179。 179。 =(t) 夾矸產(chǎn)量 Q=hLbγ =179。 200179。 179。 =320(t) (3)工作面開機(jī)率計算 ① 滿足工作面目標(biāo)產(chǎn)量的采煤刀數(shù) 按日產(chǎn)原煤 10000t(含矸 )計算： a. 采高 時 10000247。 = 刀 考慮 、工作面回采率等因素，取 9 刀 b. 采高 時 10000247。 = 刀 考慮 的正規(guī)循環(huán)率、工作面回采率等因素，取 12 刀 c. 采高 時 10000247。 = 刀 考慮 的正規(guī)循環(huán)率、工作面回采率等因素，取 18 刀 ②采煤機(jī)割一刀煤的行程長度 由于采煤機(jī)在工作面端頭需往返切割進(jìn)刀，因此，割一刀煤時，采煤機(jī)的割煤行程大于工作面長度。 L 刀 —— L 工 +L 采 +2L 彎 =200+14+2179。 23=260m 式中： L 工 —— 工作面長度，取 200m； L 采 —— 采煤機(jī)最大水平長度，取 14m； L 彎 —— 輸送機(jī)彎曲段長度，取 23m。 ③ 采煤機(jī)采一刀煤需用時間 平均割煤速度 6m/min 時 260247。 6+8(輔助時間 )≈ 52min ④ 完成目標(biāo)產(chǎn)量采煤機(jī)需用時間： 采高 、 、 ，完成 10000t的割煤刀數(shù)分別為 18刀、 12刀和 9 刀。 完成目標(biāo)產(chǎn)量分別用時： 52179。 18 =936(min) 52179。 12= 624(min) 52179。 9=468(min) ⑤ 出煤班的開機(jī)率計算 采煤機(jī)日開機(jī)時間 工作面勞動組織采用“四六制”， 3個出煤班分別為 6h，共計 18h，檢修班為 6h?？捎玫某雒簳r間為： 18179。 60=1080min 采高 時完成目標(biāo)產(chǎn)量 10000t，出煤班的開機(jī)率需達(dá)到： 468247。 1080= 采高 時完成目標(biāo)產(chǎn)量 10000t，出煤班的開機(jī)率需達(dá)到 ： 624247。 1080= 采高 時完成目標(biāo)產(chǎn)量 10000t，出煤班的開機(jī)率需達(dá)到： 936247。 1080= ⑥工作面的日開機(jī)率計算 一天折算為分鐘為： 24179。 60=1440min 采高 時完成目標(biāo)產(chǎn)量 10000t，日開機(jī)率需達(dá)到： 468247。 1440= 采高 時完成目標(biāo)產(chǎn)量 10000t，日開機(jī)率需達(dá)到： 624247。 1440= 采高 時完成目標(biāo)產(chǎn)量 10000t，日開機(jī)率需達(dá)到： 936247。 1440= ⑦ 小結(jié) 在煤層厚度 條件下，采煤機(jī)平均割煤 速度 6m/min，工作面設(shè)備配套在采煤班開機(jī)率達(dá)到 43%87%，日開機(jī)率需達(dá)到 33%65%時，可完成日產(chǎn) 10kt，年產(chǎn) 。表 231 是不同煤層厚度的開機(jī)率和割煤刀數(shù)對比。 不同煤層厚度的開機(jī)率和割煤刀數(shù)對比 表 231 煤層厚度 (含夾矸 ) (m) 采煤班開機(jī)率 (%) 日開機(jī)率 (%) 割煤刀數(shù) (刀 ) 87 65 18 58 43 12 43 33 9 (4)采煤機(jī)的選型 ① 采煤機(jī)選型原則 a．適合特定的煤層地質(zhì)條件，并且采煤 機(jī)采高、截深、牽引速度等參數(shù)選取合理，有較大的適用范圍。 b．滿足工作面開采生產(chǎn)能力要求，采煤機(jī)實際生產(chǎn)能力要大于工作面設(shè)計生產(chǎn)能力 1020%。 c．與液壓支架和刮板輸送機(jī)相匹配，影響采煤機(jī)選型的主要因素是煤 層的力學(xué)特性，厚度和傾角，工作面生產(chǎn)能力。 ② 采煤機(jī)性能參數(shù)的確定 ①采高的選擇 采煤機(jī)的采高應(yīng)與煤層厚度的變化范圍相適應(yīng)，根據(jù)三交河 2 上 、 2 下號煤層賦存條件和合并區(qū)開采技術(shù)條件，確定采煤機(jī)的最大高度為 ，最小采高為 。 ②截深的確定 截深的選取與煤層厚度，煤層軟硬，頂板巖性以及支架移 架步距，綜合考慮取采煤機(jī)的截深為 。 ③滾筒直徑的確定 雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑以大于工作面最大采高的 。三交河 2 上 、 2 下 號層合并區(qū)最大采高為 ，所以雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑大于或等于 ，根據(jù)采煤機(jī)滾筒直徑系列，取滾筒直徑D=。 ④采煤機(jī)牽引速度 這主要根據(jù)工作面設(shè)計生產(chǎn)能力來選擇 Vg=Qh/60MBr=(m/min) 式中： Qh—— 工作面小時產(chǎn)量， ； Vg—— 采煤機(jī)所需牽引速度， m/min； M—— 采高， ； B—— 截深， ； C—— 煤的容重， 。 所選工作面采煤機(jī)牽引速度 V≥ Vg，取 6m/min。 ⑤裝機(jī)功率的確定 根據(jù)統(tǒng)計資料，開采 1t煤所需能量為 178。 h，厚度 作面單刀產(chǎn)量： a．厚度 時工作面單刀產(chǎn)量： 煤的產(chǎn)量 Q=HLbγ 1=179。 200179。 179。 =(t) 夾矸產(chǎn)量 Q=hLbγ 2=179。 200179。 179。 =600(t) 采煤機(jī)割一刀需用 52min,計算采煤機(jī)的小時產(chǎn)量為 。 采煤機(jī)理論裝機(jī)總功率最大應(yīng)為 179。 =。在實際生產(chǎn)中，采煤機(jī)的裝機(jī)功率要比正常割煤時所需的功率要大，還要考慮采煤機(jī)過地質(zhì)構(gòu)造時的破巖能力，這樣采煤機(jī)的裝機(jī)容量應(yīng)考慮富裕系數(shù)，取，因此，厚煤層大采高一次采全厚采煤機(jī)的總功率為 179。=，取整為 1800 kW。 通過上述分析，對采煤機(jī)的選型技術(shù)參數(shù)要求如下： 采高 ，截深 ，滾筒直徑 ，裝機(jī)功率 1800kW，牽引速度 6m/min，額定電壓 3300V，頻率 50Hz。 據(jù)調(diào)查，目前我國生產(chǎn)大采高采煤機(jī)的企業(yè)有西安煤機(jī)廠 和太原礦山機(jī)器集團(tuán)有限公司，其中太原礦山機(jī)器集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的MGTY750/ 型大采高采煤機(jī)在平朔煤炭公司安家?guī)X井工礦一號井和神華集團(tuán)神東公司得到成功應(yīng)用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計推薦三交河煤礦選用 MGTY750/ 型采煤機(jī)。采煤機(jī)尺寸詳見圖 231。 其主要技術(shù)參數(shù)見表 232。經(jīng)計算，綜采工作面小時能力約為 1700t左右。在選擇配套刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、順槽可伸縮膠帶輸送機(jī)等運輸設(shè)備時，考慮了生產(chǎn)礦井實際使用情況和計算的生產(chǎn)能力兩方面因素，并遵循 “運煤系統(tǒng)的能力外部要 大于采面 20％為宜”的原則。 采煤機(jī)技術(shù)特征表 表 232 型號 采高 (m) 電機(jī) 功率 (kW) 滾筒 直徑 (mm/個 ) 截深 (mm) 牽引 速度 (m/min) 機(jī)面 高度 (mm) 重量 (t) MGTY750/ 1805 2800/2 800 75 工作面刮板輸送機(jī)選型需滿足三個方面要求： 一是運輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)，根據(jù)前述計算采煤機(jī)生產(chǎn)能力為 1700t/h。 二是外型尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配。 三是運輸機(jī)長度 與工作面長度相一致。 選用 1部 SGZ1000/2179。 700 型可彎曲刮板輸送機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表233。 刮板輸送機(jī)技術(shù)特征表 表 233 型號 鋪設(shè)長度 (m) 輸送能力 (t/h) 刮板鏈速 (m/s) 中部槽 (長179。寬179。高 ) (mm) 電機(jī) 功率 (kW) 電壓等級 (V) 備注 SGZ1000/2179。700 250 2500 1750179。 1000179。 352 700179。 2 3300 順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載能力要 與工作面的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，并要求與工作面刮板輸送機(jī)和順槽可伸縮膠帶輸送機(jī)相配套，為此選 SZZ1000/375型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)見表 234。 轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)特征表 表 234 型號 出廠長度 (m) 輸送能力 (t/h) 電機(jī)功率 (kW) 電壓等級 (v) 備注 SZZ1000/375 70 2200 375 3300 順槽破碎機(jī)的破碎能力亦應(yīng)不小于工作面的生產(chǎn)能力，并與刮板轉(zhuǎn)載機(jī)相配套，為此選用 PCM375型高效破碎機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)見表 235。 破碎機(jī)技術(shù)特征表 表 235 型號 破碎能力 (t/h) 最大給料尺寸(mm) 最大排料 尺寸 (mm) 電機(jī)功率 (kW) 電壓等級 (V) PCM375 3500 1200179。 1000 300 375 1140/660 (1)選型原則 影響液壓支架選型的主要因素有頂板 (直接頂，老頂 )和底板巖性，煤層可采厚度，煤層傾角，煤層瓦斯含量等，支架選型遵循 4個原則： a．支護(hù)強(qiáng)度與工作面礦壓相適應(yīng)； b．支架架型結(jié)構(gòu)與煤層賦存條件相適應(yīng)； c．與底板的比壓與底板的抗 壓強(qiáng)度相適應(yīng)； d．支架通風(fēng)斷面與工作面通風(fēng)要求相適應(yīng)。 (2)支架支撐高度的確定： Hmax≥ Mmax+ (1) Hmin≤ Mmin(～ ) (2) 式中： Hmax、 Hmin—— 支架最大、最小高度， m； Hmax、 Hmin—— 工作面最大、最小采高， m。 則支架最大高度 Hmax≥ += 支架最小高度 Hmin≤ = 確定支架高度 Hmax= Hmin= (3)支架支護(hù)強(qiáng)度的計算 ①按巖石自重法計算 P=6mr 計算，取 6 倍采高 式中 m 為最大采高， ； r 為頂板巖石容重， 26kN/m3； 則 P=6mr=6179。 179。 26=(取 ) ②根據(jù)國家煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MT5541996 規(guī)定的綜采工作面支護(hù)強(qiáng)度方法計算 老頂周期來壓步距 3tRLHq?? 帶入數(shù)值得老頂周期來壓步距 L= 按照各級基本頂?shù)念~定支護(hù)強(qiáng)度計算方法，計算公式為： P=++ 式中： P—— 額定支護(hù)強(qiáng)度 kN/m2 hm—— 煤層最大采 高 L—— 周期來壓步距 Bc—— 支架最大控頂距 N—— 直接頂與采高之比 代入數(shù)據(jù)經(jīng)計算得 P=()。 取上述計算的最大值，支架支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)小于 。 (4)支架工作阻力計算 液壓支架工作阻力下限應(yīng)為： F=PSCBC/K 式中 : F—— 支架工作阻力 kN/架 P—— 額定支護(hù)強(qiáng)度 取 827kN/m2 SC—— 支架中心距 BC—— 支架最大控頂距 K—— 支撐效率 代入數(shù)據(jù) F=，取 7400kN。則支架工作阻力應(yīng)不小于 7400kN。選取支架支護(hù)阻力為 7600kN。 (5)支架主要參數(shù) 支架型號 ZZ7600/26/55 支架型式 兩柱掩護(hù)式 支架高度 26005500mm 支架工作阻力 7600KN 支護(hù)強(qiáng)度 不小于 支架中心距 1750mm 支架控制方式 電液控制 (進(jìn)口 ) 支架重量 約 (6) 支架設(shè)計特點 a．架型選擇兩柱掩護(hù)式。 b． 支架采用整體頂梁，帶雙側(cè)活動側(cè)護(hù)頂 (單側(cè)使用 )。 c． 頂梁前端帶兩級護(hù)幫頂。 d． 支架結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度板材，確保支架高可靠性，并降低支架重量。 e． 采用剛性整體底座，配提底千斤頂。 f． 本工作面底板較軟，支架底座結(jié)構(gòu)設(shè)計力求降低對底板比壓。 g． 采用電液控制系統(tǒng)。 液壓支架技術(shù)特征表 表 236 型 號 工作 阻力 (kN)