【正文】 第一章 支護(hù)設(shè)備與采煤機(jī)選型設(shè)計(jì)第一節(jié) 原始數(shù)據(jù)機(jī)械化采煤工作面根據(jù)支護(hù)類(lèi)型的不同可以分為普采和綜采，本設(shè)計(jì)中采區(qū)原始數(shù)據(jù)如下表：采 區(qū) 原 始 數(shù) 據(jù)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/月）生產(chǎn)安排HmaxHmin老頂直接頂根據(jù)所支架情況而定510I1月工作25天，三班生產(chǎn)，一班檢修，日工作時(shí)間15小時(shí)第二節(jié) 液壓支架的選型液壓支架的選型要綜合考慮礦山的地質(zhì)條件，如煤層厚度、頂、底板穩(wěn)定性、煤層傾角，本設(shè)計(jì)中這些數(shù)據(jù)已在原始數(shù)據(jù)表中列出，查下表：由直接頂類(lèi)別為I、老頂級(jí)別2級(jí)，35（噸/米2）的支撐掩護(hù)式支架，采高為2米的采煤方式。一、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)，主要是指液壓支架的結(jié)構(gòu)高度，液壓支架的結(jié)構(gòu)高度，應(yīng)能適應(yīng)采高的要求。它根據(jù)煤層厚度及采取地質(zhì)條件變化因素而定。適應(yīng)不同類(lèi)級(jí)頂板的架型及支護(hù)強(qiáng)度老頂級(jí)別ⅠⅡⅢⅣ直接頂類(lèi)別12312312344架型掩護(hù)式掩護(hù)式支撐式掩護(hù)式支掩撐護(hù)掩式護(hù)式支撐式支撐掩護(hù)式支撐掩護(hù)式支支撐撐掩式護(hù)式支支撐撐掩式護(hù)式采高〈采高〈支架支護(hù)強(qiáng)度（噸/米2）采高（米）1303030〉230結(jié)合深孔爆破，軟化頂板的措施處理采空區(qū)235（25）35（25）35〉235345（35）45（35）45〉245455（45）55（45）55〉255單體支柱支護(hù)強(qiáng)度（噸/米2）采高（米）1151515按采空區(qū)處理方法確定22525253353535其選擇原則是：在最大采高時(shí)。液壓支架能“頂?shù)米　?，在最小采高是支架能“過(guò)得去”。支架的結(jié)構(gòu)高度Hmax和最小結(jié)構(gòu)Hmin高度具體計(jì)算由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。Hmax=hmax+ a=+= Hmin=hmin－S2－b－c ＝hmin －－－=－－－= 式中：hmax 、hmin煤層最大厚度和最小厚度；米。a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)中煤層厚度為3600mm，取300mm。S2頂板最大下沉量，這里取150mm。b支架卸載前移時(shí)立柱伸縮余量，這里取100mm。c支架頂梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，這里取100mm。二、支架強(qiáng)度的確定支架支護(hù)強(qiáng)度q就是支架單位支護(hù)面積上的支撐力，具體計(jì)算可由經(jīng)驗(yàn)公式估算。q=KHR=8=式中：K作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，這里取8H最大采高，R巖石容重,三、液壓支架的選型煤層傾角 10176。 查液壓支架產(chǎn)品目錄我們選用PY400型支撐掩護(hù)式液壓支架，該支架的具體參數(shù)如下表：支架形式型號(hào)煤層傾角支護(hù)高度(m)初撐力(KN)工作阻力 (KN)支護(hù)強(qiáng)度(MPa)質(zhì) 量(t)支撐掩護(hù)式液壓支架PY40022176。39404800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D=(~) hmax==。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，。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可知，當(dāng)采煤機(jī)一條截線上安裝的截齒數(shù)m、牽引速度v已定時(shí)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=45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。采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率用公式表示為= 2000/24= 式中：W采煤機(jī)的日平均產(chǎn)量，查表1可知W=60104/300=2000噸。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 米/分式中Qmin采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率。H采煤機(jī)平均采高。B采煤機(jī)截深。r煤的容重，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：hmax= 毫米 當(dāng)m、n一定時(shí)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。 式中：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，這里取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)，這里取2個(gè)n采煤機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速，這里取45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)3=6米/分由以上的計(jì)算，采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度V應(yīng)該在這個(gè)范圍內(nèi)V1≤V≤V2，~，并且V≤V3=6米/分，故而我們確定采煤機(jī)的牽引速度V=4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：Q=60HBVr =604=700噸/小時(shí)6．采煤機(jī)所需電機(jī)功率有采煤機(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)比能耗值可由公式HωX= == 式中：AX采煤機(jī)的截割阻抗，取355牛頓/毫米。A基準(zhǔn)煤的截割阻抗，取200牛頓/毫米。HωB基準(zhǔn)煤的比能耗，對(duì)于上滾筒采煤機(jī)前部滾筒的比能耗值為HωX =，則后滾筒的比能耗值為：H’ωX =K3 HωX = =式中K3后滾筒工作條件系數(shù)，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：292KW K1功率利用系數(shù)，K2功率水平系數(shù)，這里取1由計(jì)算選擇功率為2300KW電機(jī)2臺(tái)作為采煤機(jī)主電機(jī)。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)及其設(shè)備配套依據(jù)以上所計(jì)算的采煤機(jī)的各種數(shù)據(jù)列表如下表3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4米Q=700T/h300千牛45轉(zhuǎn)/分2 300KW根據(jù)該表可以選擇西安煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的MXG600/，該采煤機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表:三、初選采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)校驗(yàn)=－＋＋=4米〉。式中：A采煤機(jī)采高，H采煤機(jī)截割部減速箱高度，一般等于電機(jī)高度，L搖臂長(zhǎng)度（搖臂擺動(dòng)中心到滾筒中心的距離）,amax搖臂向上擺動(dòng)最大角,這里取62176。D滾筒直徑,hminA+h1+ h2A采煤機(jī)采高，h1支架或絞頂梁的高度，h2過(guò)機(jī)高度（頂梁與采煤機(jī)上平面之間的距離），這里取0. 1米主要技術(shù)特征序號(hào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)單位1設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力708t/h2采高24m3裝機(jī)功率2*300kW4供電電壓1140v5滾筒直徑2600mm6截深600mm7牽引力噸8牽引速度m/min9滅塵方式內(nèi)外噴霧10拖電纜方式自動(dòng)直拖電纜11主機(jī)外形尺寸1124122441605mm12主機(jī)重量157t13最大不可拆卸尺寸24902130730mm14搖臂長(zhǎng)度1600mm15搖臂擺角62176。，17176。176。16 電機(jī)尺寸1200*960*650mm17適應(yīng)煤層傾角040176。mm則hmin=A+h1+ h2=。最大臥底量Kmax=A－Sinβmax－=－Sin(17186。)－=采煤機(jī)臥底量為0300mm,滿足要求。第四節(jié) 采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖根據(jù)以上的設(shè)計(jì)計(jì)算采煤機(jī)選擇MXG600/，液壓支架選擇PY400型支撐掩護(hù)式液壓支架，配套的刮板輸送機(jī)可以選擇SGZ730/400可彎曲刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)的選型校核見(jiàn)第二章。由此我們可以繪制采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖。見(jiàn)圖1。第二章 礦山運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計(jì)第一節(jié) 原始數(shù)據(jù)列表1．原始數(shù)據(jù)列表回采工作面的生產(chǎn)能力 t/h刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度 m刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角物料松散密度kg/m370015010176。1350按上表數(shù)據(jù)進(jìn)行刮板輸送機(jī)的選型計(jì)算。2．順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的選型（不計(jì)算）順槽膠帶機(jī)的選型計(jì)算原始數(shù)據(jù)amax=300mm L順槽=1000m β順槽=0176。3．采區(qū)上(下)山膠帶機(jī)的選型設(shè)計(jì)L上(下)山=700m β煤層=10176。以東西兩翼各有一個(gè)年產(chǎn)量120萬(wàn)噸的采區(qū)，東西兩翼采區(qū)距井底車(chē)場(chǎng)距離L =1200m；第二節(jié) 工作面運(yùn)輸機(jī)械的選型設(shè)計(jì)一、確定刮板運(yùn)輸機(jī)Qc=700噸/小時(shí)刮板輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)略大