【正文】 第一章 支護設備與采煤機選型設計第一節(jié) 原始數(shù)據(jù)機械化采煤工作面根據(jù)支護類型的不同可以分為普采和綜采，本設計中采區(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。）頂板條件工作面長度（M）設計生產(chǎn)量（萬噸/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，日工作時間15小時第二節(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條件，如煤層厚度、頂、底板穩(wěn)定性、煤層傾角，本設計中這些數(shù)據(jù)已在原始數(shù)據(jù)表中列出，查下表：由直接頂類別為I、老頂級別2級，35（噸/米2）的支撐掩護式支架，采高為2米的采煤方式。一、液壓支架結構參數(shù)的確定液壓支架的結構參數(shù)，主要是指液壓支架的結構高度，液壓支架的結構高度，應能適應采高的要求。它根據(jù)煤層厚度及采取地質條件變化因素而定。適應不同類級頂板的架型及支護強度老頂級別ⅠⅡⅢⅣ直接頂類別12312312344架型掩護式掩護式支撐式掩護式支掩撐護掩式護式支撐式支撐掩護式支撐掩護式支支撐撐掩式護式支支撐撐掩式護式采高〈采高〈支架支護強度（噸/米2）采高（米）1303030〉230結合深孔爆破，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單體支柱支護強度（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。液壓支架能“頂?shù)米　保谧钚〔筛呤侵Ъ苣堋斑^得去”。支架的結構高度Hmax和最小結構Hmin高度具體計算由經(jīng)驗公式計算。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償量，本設計中煤層厚度為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、支架強度的確定支架支護強度q就是支架單位支護面積上的支撐力，具體計算可由經(jīng)驗公式估算。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型支撐掩護式液壓支架，該支架的具體參數(shù)如下表：支架形式型號煤層傾角支護高度(m)初撐力(KN)工作阻力 (KN)支護強度(MPa)質 量(t)支撐掩護式液壓支架PY40022176。39404800第三節(jié) 滾筒采煤機的選擇一、采煤機性能參數(shù)的計算與決定1. 滾筒直徑的選擇雙滾筒采煤機的滾筒直徑應大于最大采高的一半，按經(jīng)驗公式雙滾筒采煤機的滾筒直徑D=(~) hmax==。滾筒截深是采煤機工作機構截入煤壁的深度，截深的確定與煤層的壓張效應，截割阻抗（截齒截割單位切削厚度所對應的截割阻力）大小，煤層厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性及采煤機穩(wěn)定性有關。本設計中采煤機的工作在厚煤層中截深宜小，。滾筒的轉速對能耗、裝載、煤塵影響很大,由公式采煤機截齒的最大切削厚度可知，當采煤機一條截線上安裝的截齒數(shù)m、牽引速度v已定時轉速n愈高，煤塵產(chǎn)生量愈大，截割部耗能也就愈高。在實踐中滾筒轉速愈高則循環(huán)愈快，采煤機裝煤效果不好。一般認為滾筒的轉速控制在30~50轉/分為宜。本設計中滾筒轉速n=45轉/分滾筒的轉速及直徑確定后采煤機的截齒截割速度也就定了，一般控制在4米/秒。采煤機的最小設計生產(chǎn)率用公式表示為= 2000/24= 式中：W采煤機的日平均產(chǎn)量，查表1可知W=60104/300=2000噸。1）根據(jù)采煤機的最小設計生產(chǎn)率Qmin決定牽引速度V1 米/分式中Qmin采煤機的最小設計生產(chǎn)率。H采煤機平均采高。B采煤機截深。r煤的容重，2）按截齒最大切削厚度決定牽引速度V2采煤機在工作過程中滾筒及按一定的轉速n運動，由按一定的牽引速度v運動，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m、n一定時hmax與v成正比關系，當hmax大于齒坐上截齒伸出長度，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小于截齒伸出齒座長度的70%，按照這一要求采煤機的牽引速度V2可用下式表示。 式中：截齒在齒座上伸出長度的70%（毫米）國產(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采煤機采煤機一條截線上安裝的的截齒數(shù)，這里取2個n采煤機滾筒的轉速，這里取45轉/分。3）液壓支架的推移速度決定的牽引速度V3支架的推移速度應大于采煤機的牽引速度，才可以保證采煤機安全生產(chǎn)。故V3≤支架的推移速度。在這里我們?nèi)3=6米/分由以上的計算，采煤機截割時的牽引速度V應該在這個范圍內(nèi)V1≤V≤V2，~，并且V≤V3=6米/分，故而我們確定采煤機的牽引速度V=4米/分采煤機的牽引速度確定V后,采煤機的生產(chǎn)率Q為：Q=60HBVr =604=700噸/小時6．采煤機所需電機功率有采煤機工作過程中受到的影響因素較多，我們很難精確的計算出采煤機的電機功率，為此我們采用比能耗來估算采煤機的電功率。采煤機比能耗值可由公式HωX= == 式中：AX采煤機的截割阻抗，取355牛頓/毫米。A基準煤的截割阻抗，取200牛頓/毫米。HωB基準煤的比能耗，對于上滾筒采煤機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)，雙滾筒采煤機的滾筒直徑以采高的52%計算，則雙滾筒采煤機所需單電機功率為：292KW K1功率利用系數(shù)，K2功率水平系數(shù)，這里取1由計算選擇功率為2300KW電機2臺作為采煤機主電機。由于工作環(huán)境的復雜，采煤機牽引力無法精確給出，我們可以根據(jù)采煤機的電機功率2*300KW，選擇牽引力為300千牛的采煤機。二、初選采煤機及其設備配套依據(jù)以上所計算的采煤機的各種數(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速n電機功率4米Q=700T/h300千牛45轉/分2 300KW根據(jù)該表可以選擇西安煤礦機械廠生產(chǎn)的MXG600/，該采煤機的主要技術指標見下表:三、初選采煤機的主要技術參數(shù)校驗=－＋＋=4米〉。式中：A采煤機采高，H采煤機截割部減速箱高度，一般等于電機高度，L搖臂長度（搖臂擺動中心到滾筒中心的距離）,amax搖臂向上擺動最大角,這里取62176。D滾筒直徑,hminA+h1+ h2A采煤機采高，h1支架或絞頂梁的高度，h2過機高度（頂梁與采煤機上平面之間的距離），這里取0. 1米主要技術特征序號項目數(shù)據(jù)單位1設計生產(chǎn)能力708t/h2采高24m3裝機功率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拖電纜方式自動直拖電纜11主機外形尺寸1124122441605mm12主機重量157t13最大不可拆卸尺寸24902130730mm14搖臂長度1600mm15搖臂擺角62176。，17176。176。16 電機尺寸1200*960*650mm17適應煤層傾角040176。mm則hmin=A+h1+ h2=。最大臥底量Kmax=A－Sinβmax－=－Sin(17186。)－=采煤機臥底量為0300mm,滿足要求。第四節(jié) 采煤機、支護設備、輸送機配套關系圖根據(jù)以上的設計計算采煤機選擇MXG600/，液壓支架選擇PY400型支撐掩護式液壓支架，配套的刮板輸送機可以選擇SGZ730/400可彎曲刮板輸送機，刮板輸送機的選型校核見第二章。由此我們可以繪制采煤機、支護設備、輸送機配套關系圖。見圖1。第二章 礦山運輸機械選型設計第一節(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刮板輸送機的鋪設長度 m刮板輸送機的鋪設傾角物料松散密度kg/m370015010176。1350按上表數(shù)據(jù)進行刮板輸送機的選型計算。2．順槽轉載機的選型（不計算）順槽膠帶機的選型計算原始數(shù)據(jù)amax=300mm L順槽=1000m β順槽=0176。3．采區(qū)上(下)山膠帶機的選型設計L上(下)山=700m β煤層=10176。以東西兩翼各有一個年產(chǎn)量120萬噸的采區(qū)，東西兩翼采區(qū)距井底車場距離L =1200m；第二節(jié) 工作面運輸機械的選型設計一、確定刮板運輸機Qc=700噸/小時刮板輸送機的輸送能力應略大