【正文】 minmaxHHKS ? （ 2－ 11） KS 值的大小反映了支架對煤層厚度變化的適應(yīng)能力，其值越大，說明支架適應(yīng)煤層厚度變化的能力越強。 支架調(diào)高范圍 支架最大結(jié)構(gòu)高度 1m axm ax SMH ?? m （ 2－ 9） 支架最小結(jié)構(gòu)高度 2m inm in SMH ?? m （ 2－ 10） 式中 Mmax、 Mmin 一煤層最大、最小采高， m； S1— 偽頂冒落的最大厚度，一般取 ～ ； S2— 頂板周期來壓時的最大下沉量、移架時支架的下降量和頂梁上、底座下的浮矸、浮煤厚度之和，一般取 ～ m。一般薄煤層支架的移架力為 100～ 150kN，中厚煤層支架為 150～ 300kN，厚煤層支架為 300～ 400kN。為了避免大面積垮落對工作面的動載威脅，應(yīng)取較高的初撐力，約為工作阻力的 75％。較大的初撐力可以使支架較快地達到工作阻力，防止頂板過早的離層，增加頂板的穩(wěn)定性。所以支架立柱的總工作阻力 P 總 為 ?PP＝總 kN （ 2－ 8） 支撐式支架的 ? ＝ 100％，掩護式和支撐掩護式支架取 ? ＝ 80％左右。對于掩護式和支撐掩護式支架，由于受到立柱傾角的影響，支架工作阻力小于支架立柱的總工作阻力?？砂聪率接嬎? ACLKBCLF ?????? )())(( 1 m2 （ 2－ 7） 式中 L— 支架頂粱長度， m； C— 梁端距， m ； B— 支架頂梁寬度， m ； K1— 架間距， m； A— 支架中心距， m。 支架工作阻力 P 應(yīng)滿足頂板支護強度的要求，即支架工作阻力由支護強度和支護面積所決定。頂板條件好、周期來壓不明顯時取下限，否則取上限； H — 采高， m； ? — 頂板巖石密度，一般取 ? 10kg／ m3。 四、 液壓支架基本參數(shù)的確定 支護強度和工作阻力 支護強度取決于頂板性質(zhì)和煤層厚度，根據(jù)表 2－ 1 可以確定支護強度的大小。 盡量采用非插腿式底座，并加大底座面積，必要時可增加提底裝置。 必須有完善的防倒防滑裝置，增加支架抗歪斜傾倒的穩(wěn)定性。 支架的工作范圍應(yīng)處于四連桿機構(gòu)雙 紐 線的最佳段，支架對工作面端面有較強的控制能力，并利用外套式伸縮梁或可旋轉(zhuǎn) 180186。 三、大采高工作面選擇支架 隨著采高加大，老頂初次來壓和周期來壓步距均有增大，來壓強度劇烈。 設(shè)計有護幫裝置和完善的擋矸裝置，以減小煤壁片幫深度和面積，防止采空區(qū)矸石竄入工作空間。 利用伸縮梁或可旋轉(zhuǎn) 180176。 二、在不穩(wěn)定頂板中選擇支架 不穩(wěn)定頂板綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特點是老頂來壓步距小，來壓強度 低，直接頂穩(wěn)定性差，特別是端面難控制，移架影響范圍大，因而對支架有以下要求： 初撐力高，支撐效率高，以減小頂板早期移動量，提高端面頂板的穩(wěn)定性。 設(shè)備成本 在滿足要求的前提下，應(yīng)選用價格便宜的支架。 地質(zhì)構(gòu)造 地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，煤 層厚度變化又較大，頂板允許暴露面積和時間分別在 5～ 8m2 和20min 以下時，暫不宜采用液壓支架。選型時，要驗算底座對底板的接觸比壓，其值要小于底板的允許比壓 (對于砂巖底板，允許比壓為 1. 96～ ，軟底板為 左右 )。 時，應(yīng)同時具有防滑防倒裝置。 ～ 15176。 煤層傾角 煤層傾角主要影響支架的穩(wěn)定性，傾角大時易 發(fā)生傾倒、下滑等現(xiàn)象。當(dāng)煤層厚度大于 ～ (軟煤取下限，硬煤取上限 )時，應(yīng)選用抗水平推力強且?guī)ёo幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架。 ②表中 、 、 2 分別為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級老頂?shù)姆旨壴鰤合禂?shù)；Ⅳ級老頂只給出最低值 2，選用時可根據(jù)本礦實際確定適宜值。表中所列 支護強度在選擇時，可根據(jù)本礦情況允許有177。 179。 179。 179。 2179。 2179。 179。 179。 () 179。 179。它是選擇支架架型的主要依據(jù)。常用采煤機的質(zhì)量 M（ t）與電動機功率 N（ kW）之間有以下關(guān)系： M =（ ～ ） N 第 三 節(jié) 液壓支架的架型選擇 及基本參數(shù)的確定 正確選擇 液壓 支架的架型，對于提高綜采工作面的產(chǎn)量和效率，充分發(fā)揮綜采設(shè) 備 的效能，實現(xiàn)高產(chǎn)高效，是一個很重要的因素 。為了防止電動機經(jīng)常處于過載狀態(tài)運行，一般電動機的功率都有一定的富余量。根據(jù)采煤機牽引速度的不同，截割速度一般在 3～ 5m/s之間 。目前使用的鏈牽引采煤機的牽引力 P（ kN）與電動機功率 N（ kW）間有以下關(guān)系 P =（ ～ ） N 無鏈牽引的采煤機由 于要用到大傾角煤層，一般都是雙牽引部，故牽引力比鏈牽引的牽引力大一倍。最大牽引速度僅用于采煤機返程清理浮煤和空載調(diào)動機器。反之，應(yīng)降低牽引速度，防止電動機過載，保證機器正常工作。 圖 21 滾筒式采煤機采高與機器尺寸關(guān)系 （ 5）牽引速度 牽引速度愈大，采煤機的生產(chǎn)率愈高，但相應(yīng)的電動機負荷和牽引力也相應(yīng)增大。 應(yīng)注意，底托架高度 U太小，會使過煤空間高度 C太小，會造成機身下面的煤流堵塞。 為了提高采煤機的調(diào)高性能，最大采高與最小采高之比最好應(yīng)滿足 minmaxHH =～ 為了適應(yīng)底板起伏不平 的情況 ，采煤機割煤臥底量一般為 K =100～ 300mm。 以上各尺寸在產(chǎn)品說明書中均可查到。用戶在選定機面高度、滾筒直徑后，應(yīng)按以下公式進行校核采高范圍及臥底量，看能否滿足工作需要（圖 2— 1）。 （ 4）校核機面高度、臥底量、采高及調(diào)高范圍 采煤機的機面高度是采煤機的一個重要參數(shù)。 注意：應(yīng)核算過煤高度 C。 采煤機的截深應(yīng)與液壓支架的移動步距相同，與金屬鉸接頂梁的長度成整數(shù)倍。 （ 2）截深 截深是采煤機一次循環(huán)的推進量，即一次截割煤層的深度。K2（ t/h） （ 2— 3） 式中 K2—— 是考慮由于工作面其它配套設(shè)備的影響（如采區(qū)運輸系統(tǒng)銜接不良、輸送機和支護設(shè)備出現(xiàn)故障等），處理頂、底板事故，勞動組織不周等原因造成的采煤機被迫停機所占有的時間，一般 K2 =～ 。K1（ t/h） （ 2— 2） 式中 K1 —— 與采煤技術(shù)上的可靠性和完備性有關(guān)的系數(shù)，一般 K1=～ 。 技術(shù)生產(chǎn)率是指在除去采煤機必要的輔助（調(diào)動機器、檢查機器、更換截齒、自開缺口等）和排除故障所占用的時間 后 的生產(chǎn)率。 采煤機理論生產(chǎn)率是選擇與采煤機配套的工作面刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、帶式輸送機運輸能力為依據(jù)。 由上式可知，采煤機的理論生產(chǎn)率取決于煤層條件（ H 及ρ）和機器的參數(shù)（ B和 Vg）一般情況下，采高、密度和截深是一定的，因此，理論生產(chǎn)率主要取決于牽引速度。 （ 1）采煤機的生產(chǎn)率 采煤機的生產(chǎn)率分：理論生產(chǎn)率、技術(shù)生產(chǎn)率和實際生產(chǎn)率三種。底板松軟，不宜選用拖鉤式刨煤機、底板支承式爬地板采煤機和混合支承式爬地板采煤機，而應(yīng)選用靠輸送機支承和導(dǎo)向的滑行刨、懸臂支承式爬地板采煤機、騎溜子工作的滾筒式采煤機和對底版接觸比壓小的支架。因此，選擇采煤機時應(yīng)同時考慮選擇何種支護設(shè)備。 無鏈牽引采煤機，由于 具 有可靠的制動裝置，牽引力又大，故可用在傾角 400～ 540的 采煤工作面。 傾角小于 100的煤層，對機械化開采最為有利，一般不考慮采煤機械的防滑問題。滾筒式采煤機可截割各種 不同 硬度的煤 層 。 根據(jù)煤的堅硬系數(shù) f 和截割阻抗 A，將煤分為三類： 軟煤 — f ≤ ， A180N/mm； 中硬煤 — f =～ ， A=180～ 240N/mm； 硬煤 — f ≥ ， A=240～ 360N/mm。 根據(jù)煤的力學(xué)性質(zhì)選擇采煤機 煤的力學(xué)性質(zhì)主要包括煤的堅硬系數(shù) f、抗壓強度、截割阻抗 A、韌性、層理和節(jié)理的發(fā)展?fàn)顩r、夾石含 量和分布等。 當(dāng)采高在 ～ ，煤質(zhì)中硬，應(yīng)選用單滾筒采煤機。 當(dāng)采高在 ～ ，采煤機有 MG300W（ 2179。 170） 、 MXA300/、 MG300W（ 2179。 當(dāng)最小采高在 ～ ，只能選用爬地板采煤機，如 K103型采煤機， EDW170LN型采煤機?！?50186。鏈牽引采煤機設(shè)置防滑裝置可用 于35186。煤層厚度決定著所需采煤機的最大采高、最小采高、機面高度、過煤高度以及電動機功率大小等。 因此，采煤機械必須有良好的可靠性和經(jīng)濟性，以保證安全、高效、經(jīng)濟的運行。 采煤機械的各種操縱按鈕、手把的布置便于司機安全可靠的操作，必要時應(yīng)設(shè)置閉鎖裝置，以防止誤操作。 安全及勞動保護方面的要求 采煤機械要有可靠的噴霧降塵裝置和完善的安全保護裝置。 性能方面的要求 采煤機械的性能 應(yīng)當(dāng)滿足工作面設(shè)計的要求。 一、對采煤機械的基本要求 在采煤機選型時應(yīng)盡量滿足以下基本要求： 功能方面的要求 采煤機械主要完成采煤工藝的落煤和裝煤這兩道工序，因此，采煤機械的工作機構(gòu)必須有足夠的落煤和裝煤能力，高度能調(diào)節(jié)，能量消耗小，割下的煤塊度大，截煤過程中產(chǎn)生的煤塵少，能自開缺口等等。 第 二 節(jié) 采煤機械的選 擇 計算 機械化采煤工作面的生產(chǎn)能力主要 取決于采煤機械的落煤能力。 根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造及礦井巷道布置情況，正確選擇掘進機械和裝載 設(shè)備 。第二章 礦山采掘機械設(shè)備選型設(shè)計 第一節(jié) 設(shè)計任務(wù)及原始資料 一、 設(shè)計任務(wù) 根據(jù)采煤工作面設(shè)計生產(chǎn)率及煤層條件，正確選擇采煤機械 。 根據(jù)煤層條件、頂?shù)装逍再|(zhì)及力學(xué)性質(zhì)，合理選擇采煤工作面支護設(shè)備 。 二、 設(shè)計時應(yīng)掌握的原始資料 礦井、采區(qū)、工作面的生產(chǎn)能力； 煤層條件及開采的有關(guān)參數(shù)； 煤的實體密度及力學(xué)性質(zhì)； 地質(zhì)構(gòu)造 及頂?shù)装逍再|(zhì)； 特殊開采要求 ； 礦井沼氣等級及涌出情況。因此，根據(jù)不同的煤層條件，正確選用采煤機械，對提高工作面產(chǎn)量、節(jié)約能耗及安全生產(chǎn)是十分重要的。 適應(yīng)性方面的要求 采煤機械必須適應(yīng)給定的煤層厚度、硬度、煤層傾角、圍巖條件等要求。如采煤機械的生產(chǎn)率必須滿足工作面產(chǎn)量要求，并具有足夠的牽引力和牽引速度；截割速度應(yīng)滿足煤的塊度和降低煤塵含量的要求；截深應(yīng)滿足控頂距及支架移動步距的要求。如電動機恒功率自動調(diào)速、液壓自動調(diào)速、高低壓保護、回零保護、油溫保護、冷卻水保護等裝置；電氣設(shè)備必須防爆；當(dāng)煤層傾角較大時，應(yīng)有安全防滑措施等等。 經(jīng)濟性和可靠性方面的要求 采煤機械是機械化采煤的關(guān)鍵設(shè)備，它的維護費用在噸煤成本中所占比例相當(dāng)大 。 二、采煤機械的選擇 根據(jù)煤層厚度選擇采煤機械 根據(jù)開采技術(shù)要求，將煤層厚度分為三類：從最小開采厚度至 ； ～ 為中厚度煤層； 。 現(xiàn)有滾筒采煤機適應(yīng)性很寬，可用來開采不同硬度（煤的最堅硬度系數(shù)可達 f=4～ 5或抗 壓強度限達 56MPa），煤層厚度為 ～ 。甚至更大傾角的煤層；無鏈牽引采煤機最大可用 于 40186。傾角的煤層。 當(dāng)采高在 3m左右的中厚煤層時，開采這類煤層的機 采技術(shù) 比較成熟，工作面效益好，采煤機的型號也比較多，如 MLS3170（ 2179。 300）、 ZGC300、EDW300L、 DTS300型等。 300）、 MXA300/4 AM500型、 EDW600L等。如 DY150、 BD100、 MLQ3 100型等 當(dāng)采高在 ～ ，應(yīng)選用雙滾筒采煤機，如 MG150W、 MG150或單滾筒 MLD1170型等。這些因素關(guān)系到選擇采煤機械的工作機構(gòu)形式和采煤機的功率大小。 各種刨煤機最適合開采軟煤，特別是脆性軟煤；韌性中硬煤應(yīng)選用中等功率的滾筒式采煤機；脆性中硬煤宜選用中等功率的滑行刨煤機；硬煤必須選用大功率的滾筒式采煤機。 煤層傾角對選擇采煤機械的影響 根據(jù)開采 技術(shù)特點，將煤層傾角分為三類 ： 00～ 250為緩傾斜煤層； 250～ 450為傾斜煤層；450～ 900為急傾斜煤層。當(dāng)煤層傾角大于 100時，一般要考慮采煤機械的防滑問題。 頂?shù)装逍再|(zhì)對選擇采煤機械的影響 頂?shù)装逍再|(zhì)主要影響頂板管理和支護設(shè)備的選擇。例如，不穩(wěn)定頂板，控頂距應(yīng)盡量小些，應(yīng)選用窄機身 采煤機和能超前支護的支架。 滾筒式采煤機的參數(shù)選擇 采煤機的主要參數(shù)包括：生產(chǎn)率、截深、滾筒直徑、機面高度、采高、調(diào)高范圍、臥底量、牽引速度、牽引力、截割速度以及裝機功率等。 理論生產(chǎn)率又稱最大生產(chǎn)率，它是指在給定條件下以最 大參數(shù)運行的生產(chǎn)率，其計算公式為