【正文】 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)，查表得 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： 第 6 頁(yè) ????????? )5 4 8 ( 7 0 0)(*2 39。 采煤機(jī)比能耗值可由公式 HωX=BX HAA ?? = ? = 式中： AX采煤機(jī)的截割阻抗，取 355 牛頓 /毫米。 故 V3≤ 支架的推移速度。 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。 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。 B采煤機(jī)截深，這 里取 米。 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 rBHQV ???? 60 m in1 ????? 米 /分 式中 Qmin采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，這里取 噸 /小時(shí)。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。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。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。 3940 4800 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= = 米，初步選取滾筒直徑為 米。 支架最大結(jié)構(gòu)高度為 米 支架最小結(jié)構(gòu)高度為 米。 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。 b支架卸載前移時(shí)立柱伸縮余量，這里取 100mm。 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。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。 適應(yīng)不同類級(jí)頂板的架型及支護(hù)強(qiáng)度 老頂級(jí)別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 直接頂類別 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4 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) 支撐式 支 撐 掩 護(hù) 支 撐 掩 護(hù) 支支 撐撐 掩式 護(hù) 支支 撐撐 采高〈 時(shí)支撐式 采高〈 式 第 2 頁(yè) 式 式 式 式 掩式 護(hù) 式 支架支護(hù)強(qiáng)度（噸 /米 2） 采高 （米） 1 30 30 30 〉 2 30 結(jié)合深孔爆破，軟化頂板的措施處理采空區(qū) 2 35（ 25） 35（ 25） 35 〉 2 35 3 45（ 35） 45（ 35） 45 〉 2 45 4 55（ 45） 55（ 45） 55 〉 2 55 單體支柱支護(hù)強(qiáng)度（噸 /米 2） 采高 （米） 1 15 15 15 按采空區(qū)處理方法確定 2 25 25 25 3 35 35 35 其選擇原則是：在最大采高時(shí)。 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。 第 1 頁(yè) 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 Hmax Hmin 老頂 直接頂 根據(jù)所支架情況而定 510 I 1 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： 由直接頂類別為 I、老頂級(jí)別 2 級(jí)，初步擬定采用支架支護(hù)強(qiáng)度為 35（噸 /米 2）的支撐掩護(hù)式支架，采高為 2米的采煤方式。它根據(jù)煤層厚度及采取地質(zhì)條件變化因素而定。液壓支架能“頂?shù)米　保谧钚〔筛呤侵Ъ苣堋斑^得去”。 Hmax=hmax+ a=+= 米 Hmin=hmin－ S2－ b－ c ＝ hmin － － － =－ － － = 米 式中： hmax 、 hmin煤層最大厚度和最小厚度；米。 S2頂板最大下沉量，這里取 150mm。 c支架頂梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，這里取 100mm。 q=K H R=8 = 噸 /米 3 式中： K作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，這里取 8 第 3 頁(yè) H最大采高，這里取 米 R巖石容重 ,這里取 噸 /米 3 三、液壓支架的選型 煤層傾角 10176。 支撐強(qiáng)度值為 噸 /米 3=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 PY400 22176。 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)。 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 第 4 頁(yè) 度nm Vh ?? 1000max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。一般認(rèn)為滾筒的轉(zhuǎn)速控制在 30~50 轉(zhuǎn) /分為宜。 采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率用公式表示為 in ?? WQ = 2020/24 = 噸 /小時(shí) 式中： W 采煤機(jī)的日平均產(chǎn)量，查表 1 可知 W=60 104/300=2020 噸。 H采煤機(jī)平均采高，這里取 米。 r煤的容重，這里取 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= nmv?1000 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。 第 5 頁(yè) 1000 /m ax2 hnmV ??? ???? 100045452 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，這里取 45 毫米。 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)。在這里我們?nèi)?V3=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，即 V 在 ~ 米 /分之間，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 =60 4 =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。 A基準(zhǔn)煤的截割阻抗，取 200 牛頓 /毫米。21 XX HHKK QN ??292KW K1功率利用系數(shù)，這里取 K2功率水平系數(shù)，這里取 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)。 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 米 米 Q=700T/h 300 千牛 米 /分 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/ 型采煤機(jī)， 該采煤機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 見 下表 : 三、初選采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)校驗(yàn) hmax的校核 2s in2 m a xm a x DaLHAh ???? =－ ＋ ?? ＋ =4 米〉 米該采煤機(jī)符合要求。 D滾筒直徑 ,這里取 米 hmin 的校核 hminA+h1+ h2 A采煤機(jī)采高，這里取 米 h1支架或絞頂梁的高度，這里取 米 h2過機(jī)高度（頂梁與采煤機(jī)上平面之間的距離），這里取 0. 1 米 第 7 頁(yè) 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 708 t/h 2 采高 24 m 3 裝機(jī)功率 2*300 kW 4 供電電壓 1140 v 5 滾筒直徑 2600 mm 6 截深 600 mm 7 牽引力 噸 8 牽引速度 m/min 9 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 11241 2244 1605 mm 12 主機(jī)重量 157 t 13 最大不可拆卸尺寸 24902130730 mm 14 搖臂長(zhǎng)度 1600 mm 15 搖臂擺角 62176。 176。 mm 則 hmin=A+h1+ h2= 米所以所選采煤機(jī)符合要求。)－ = 采煤機(jī)臥底量為 0300mm,滿足要求。由此我們可以繪制采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、 第 8 頁(yè) 輸送機(jī)配套關(guān)系圖。 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/m3 700 150 10176。 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。 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)略大于 Qc， 我們選擇 SGZ730/400 可彎曲刮板輸送機(jī)。+(207+) 150 sin10176。 β刮板輸送機(jī)鋪設(shè)傾角，這里取 10176。+sin10176。 第 10 頁(yè) 2)按彎曲幾何關(guān)系，求算中部槽彎曲段的中心角 a。/2)=*sin15176。 a180。 彎曲段全長(zhǎng) Lw= maaR **44 22 ???? a機(jī)身推移距離，取 米。 3）用逐點(diǎn)法求各點(diǎn)張力 取最小張力點(diǎn)張力 s1=0 按彎曲段距工作面上端 5 米， L180。－ sin10186。)=14849+ 150261360 (150－ － 5) =253087N S5=S4－ (WZH+WK)=253087－ （ 261360+26943） =80105N S6=S5+ LWK (L－ Lw－ L180。=118709+ 15026943 5=119607N 計(jì)算等效 功率 Nd= 2m inm inm a x2m a