【正文】 煤礦機(jī)電一體化畢業(yè)論文 煤礦機(jī)電一體化畢業(yè)論文 目 錄 第一章 支護(hù)設(shè)備與采煤機(jī)選型設(shè)計(jì) ............................................................................................ 1 第一節(jié) 原始數(shù)據(jù) ............................................................................................................... 1 第二節(jié) 液壓支架的選型 ..................................................................................................... 1 第三節(jié) 滾筒采煤機(jī)的選擇 ................................................................................................... 3 第四節(jié) 采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖 .............................................................. 6 第二章 礦山運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì) ................................................................................................ 7 第一節(jié) 原始數(shù)據(jù)列表 .......................................................................................................... 7 第二節(jié) 工作面運(yùn)輸機(jī)械的選型設(shè)計(jì) ................................................................................... 7 第三節(jié) 采取順槽運(yùn)輸機(jī)械的選型設(shè)計(jì) ...............................................................................10 第四節(jié) 采區(qū)上（下）山膠帶機(jī)選型計(jì)算 .............................................................................13 第五節(jié) 大巷電機(jī)車的選型計(jì)算 .........................................................................................16 第三章 供電設(shè)備的選型設(shè)計(jì)計(jì)算 .............................................................................................19 第四章 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì) ..................................................................................................24 第五章 排 水 設(shè) 備 選 型 設(shè) 計(jì) ...........................................................................................33 第六章 礦井壓力設(shè)備的選型計(jì)算 .............................................................................................39 第七章 通風(fēng)設(shè)備選型 ..............................................................................................................43 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 支護(hù)設(shè)備與采煤機(jī)選型設(shè)計(jì) 第一節(jié) 設(shè)計(jì)原始依據(jù)及條件 設(shè)計(jì)原依據(jù)及條件見(jiàn)（表一）： 采 區(qū) 原 始 數(shù) 據(jù) 表一 煤層厚度（ M） 截割阻抗（牛頓 /毫米） 煤層傾角（ 176。 ） 頂板條件 工作面長(zhǎng)度（ M） 設(shè)計(jì)生產(chǎn)量（萬(wàn)噸 /年） 生產(chǎn)安排 Hmax Hmin 老頂 直接頂 根據(jù)所支架情況而定 340 23 Ⅲ級(jí) 4 類 130 90 一年工作 300天，實(shí)行四班制，三班生產(chǎn)，一班檢修，日工作時(shí)間 18 小時(shí) 根據(jù)上表資料表明，該采面屬中厚、傾斜煤層；頂板堅(jiān)硬，周期來(lái)壓強(qiáng)烈。故優(yōu)先選用綜合機(jī)械化采煤生產(chǎn)工藝。 第二節(jié) 液壓支架的選型 一、根據(jù)煤層地質(zhì)條件，查《礦山機(jī)械與設(shè)備》 2021 年 1月第一版表 167得：初步選擇支撐掩護(hù)式支架，其采高為 4 米，支護(hù)強(qiáng)度為 55。 二、液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 液壓支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括液壓支架高度和伸縮比、寬度和覆蓋率、頂梁長(zhǎng)度、支護(hù)強(qiáng)度、工作阻力和初撐力、移架力和推溜 力的確定。 1．高度和伸縮比的確定 高度選擇原則是：在最大采高時(shí)，液壓支架能“頂?shù)米　保谧钚〔筛呤侵Ъ苣堋斑^(guò)得去”。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 支架的最大結(jié)構(gòu)高度： mshH a xm a x ????? 故選液壓支架的最大高度為 米。 支架的最小結(jié)構(gòu)高度： mashH a i nm i n ????????? ? 故選液壓支架的最小高度為 米。 式中： hmax 、 hmin—— 煤層最大厚度和最小厚度；米。 S1— 考慮偽頂，煤皮冒落，支架仍有可靠初撐力所需的支撐高度補(bǔ)償量，本設(shè)計(jì)中取 300mm。 S2— 頂板最大下沉量，這里取 150mm。 a— 支架卸載前移時(shí)立柱伸縮余量，這里取 50mm。 δa— 支架頂梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，這里取 50mm。 伸縮比： inm a x ??? HHK S 2．寬度和覆蓋率 支撐掩護(hù)式支架包括側(cè)護(hù)板在內(nèi)的頂梁正常寬度為 米。由于是堅(jiān)硬頂板覆蓋率大于 60％。 3．頂梁長(zhǎng)度不予計(jì)算 4． 支架強(qiáng)度的確定 支護(hù)強(qiáng)度： M P aKHq 22 ??????? ??? 式中： K— 作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，取 8。 H— 最大采高，取 米。 R— 巖石容重 ,這里取 噸 /米 3 5．液壓支架的選型 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查 《礦山機(jī)械與設(shè)備》 2021 年 1 月第一版表 1611，選擇ZZ4000/17/35 型支撐掩護(hù)式液壓支架。其 具體技術(shù)參數(shù)見(jiàn)（表二） 液壓支架特征（表二） 特 征 型 號(hào) 高度 （ m） 寬度 （ m） 適應(yīng) 坡度 初撐力 (KN) 工作阻 力 (KN) 支護(hù)強(qiáng) 度（ MPa） 對(duì)地比 壓 (MPa) 質(zhì)量 (t) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 支撐掩護(hù)式 Zz4000/17/35 1． 5 30176。 3141． 6 4000 1． 73 10． 5 第三節(jié) 滾筒采煤機(jī)的選擇 一、采煤機(jī)性能參 數(shù)的計(jì)算與決定 1．滾筒直徑的選擇 雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑應(yīng)大于最大采高的一半，按經(jīng)驗(yàn)公式雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑。 mHD )( m a x ????? 初步選取滾筒直徑為 米。 2．截深的選擇 滾筒截深是采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)截入煤壁的深度，截深的確定與煤層的壓張效應(yīng)，截割阻抗（截齒截割單位切削厚度所對(duì)應(yīng)的截割阻力）大小，煤層厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性及采煤機(jī)穩(wěn)定性有關(guān)。本設(shè)計(jì)中采煤機(jī)的工作在厚煤層中截深宜小，可取 米，但國(guó)內(nèi)的采煤機(jī)為了制造方便截深一般為 米，故本設(shè)計(jì)中采煤機(jī)的截深取 米。 3．滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度 滾筒的轉(zhuǎn)速對(duì)能耗、裝載、煤塵影響很大 ,由公式采煤機(jī)截齒的最大切削厚度mnVh 1000max ? ，知當(dāng)采煤機(jī)一條截線上安裝的截齒數(shù) m、牽引速度 v 一定是轉(zhuǎn)速 n 愈高，煤塵產(chǎn)生量愈大，截割部耗能也就愈高。在實(shí)踐中滾筒轉(zhuǎn)速愈高則循環(huán)愈快，采煤機(jī)裝煤效果不好。一般認(rèn)為滾筒的轉(zhuǎn)速控制在 30~50 轉(zhuǎn) /分為宜。本設(shè)計(jì)中滾筒轉(zhuǎn)速 n=50 轉(zhuǎn)/分。 滾筒的轉(zhuǎn)速及直徑確定后采煤機(jī)的截齒截割速度也就定了，一般控制在 4 米 /秒。 4．采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率 采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率用公式表示為 in ????? WQ 噸／ 小時(shí) 式中： W 采煤機(jī)的日平均產(chǎn)量，查表 1 可知 W=90 104／ 300=3000 噸。 5．采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度及生產(chǎn)率 1）根據(jù)采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率 Qmin 決定牽引速度 V1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 HBrQV 60min1 ? 625 ?????米／ 分 式中： Qmin— 采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率， 625 噸 /小時(shí)。 H— 采煤機(jī)平均采高， 3 米。 B— 采煤機(jī)截深，取 米。 R— 煤的容重，取 噸 /米 3 2）按截齒最大切削厚 度決定牽引速度 V2 采煤機(jī)在工作過(guò)程中滾筒及按一定的轉(zhuǎn)速 n 運(yùn)動(dòng)，由按一定的牽引速度 v 運(yùn)動(dòng)，滾筒的切削厚度按照月牙規(guī)律變化，如果滾筒的截齒數(shù)為 m，則截齒的最大切削厚度 hmax用公式表示如下： mnvh 1000max ? mm 當(dāng) m、 n 一定， hmax與 v 成正比關(guān)系，當(dāng) hmax大于齒坐上截齒伸出長(zhǎng)度，使齒座及螺旋葉片也參與截割，則截割阻力及功率劇增，使齒座受到磨損，造成截齒不能正常工作。 為了避免上述情況的發(fā)生，一般截齒的最大切削厚度應(yīng)小于截齒伸出齒座長(zhǎng)度的70%，按照這一要求采煤機(jī)的牽 引速度 V2可用下式表示。 1000/max2 mnhV ? ???? 100050452 米／ 分 式中： /maxh — 截齒在齒座上伸出長(zhǎng)度的 70%（毫米）國(guó)產(chǎn)徑向截齒大約為 44~55 毫米，切向截齒大約為 41~52 毫米，取 45 毫米。 m— 采煤機(jī)采煤機(jī)一條截線上安裝的的截齒數(shù)，取 2 個(gè)。 n— 采煤機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速，取 50 轉(zhuǎn) /分。 3）液壓支架的推移速度決定的牽引速度 V3 支架的推移速度應(yīng)大于采煤機(jī)的牽引速度，才可以保證采煤機(jī)安全生產(chǎn)。 故 V3≤ 支架 的推移速度。在這里我們?nèi)?V3=6 米 /分 由以上計(jì)算得知：采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度 V應(yīng)滿足 V1≤ V≤ V2，即 V在 ~米 /分之間，并且 V≤ V3=6 米 /分，故確定采煤機(jī)的牽引速度 V＝ 米 /分 采煤機(jī)的牽引速度確定 V后，采煤機(jī)的生產(chǎn)率 Q 為： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 ??????? H B V rQ 噸／ 小時(shí) 6．采煤機(jī)所需電機(jī)功率 采煤機(jī)工作過(guò)程中受到的影響因素較多，我們很難精確的計(jì)算出采煤機(jī)的電機(jī)功率，為此我們采用比能耗來(lái)估算采煤機(jī)的電功率。 采煤機(jī)比能耗值： ???? AHAH EBXB 式中： AX— 采煤機(jī)的截割阻抗，取 340 牛頓 /毫米。 A— 基準(zhǔn)煤的截割阻抗，取 200 牛頓 /毫米。 HEB— 基準(zhǔn)煤的比能耗，取 對(duì)于上滾筒采煤機(jī)前部滾筒的比能耗值為 HB=，則后滾筒的比能耗值為： H′ B=KHB= = 雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑以采高的 52%計(jì)算，則雙滾筒采煤機(jī)所需單電機(jī)功率為： KwHHKK QN BB 6262)( 1656)(2 /21??????? ???? 式中： K1— 功率利用系數(shù)，取 K2— 功率水平系數(shù)，取 1 由計(jì)算選擇功率為 2 300KW 電機(jī) 2 臺(tái)作為采煤機(jī)主電機(jī)。 7．牽引力 由于工作環(huán)境的復(fù)雜，采煤機(jī)牽引力無(wú)法精確給出，我們可以根據(jù)采煤機(jī)的電機(jī)功率 2 300KW，選擇牽引力為 300 千牛的采煤機(jī)。 二、初選采煤機(jī)及其配套設(shè)備 依據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)（表三）。 表三 根據(jù)上表技術(shù)參數(shù)，選擇雞西煤機(jī)廠生產(chǎn)的 MG2 300W型采煤機(jī)， 該采煤機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)（表四）。 采高 滾筒直徑 截深 生產(chǎn)率 牽引力 牽引速度 滾筒轉(zhuǎn)速 n 電機(jī)功率 米 米 米 Q= 300KW 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 表四 三、初選采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)校驗(yàn) 1．最大采高 hmax的校核 mmDaLHAh i i n2 m a xm a x ?? ?????????? ，故 該采煤機(jī)符合要求。 式中： A— 機(jī) 面高度，取 米。 H— 采煤機(jī)截割部減速箱高度，一般等于電機(jī)高度，取 米。 L— 搖臂長(zhǎng)度（搖臂擺動(dòng)中心到滾筒中心的距離），這里取 米。 amax— 搖臂向上擺動(dòng)最大角，取 62176。 。 D— 滾筒直徑，取 米。 2．最小采高 h