【正文】 一般取采煤機(jī)電機(jī)功率消耗的 10％～ 25％。 二 、 液壓支架的選型原則 液壓支架的選型就是要確定支架類型 (支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式 )、支護(hù)阻力 (初撐力和額定工作阻力 )、支護(hù)強(qiáng)度與底板比壓以及支架的結(jié)構(gòu)參數(shù) (立柱數(shù)目 最大最小高度、頂梁和底座韻尺寸及相對(duì)位置等 )及閥組性能和操作方式等。在選型之前，必須將所采工作面的煤層、頂?shù)装寮安蓞^(qū)的地質(zhì)條件全部查清。最后依據(jù)選型內(nèi)容結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有液壓支架的主要技術(shù)性能直接選定架型及其參數(shù)所對(duì)應(yīng)的支架型號(hào)。 7 要根據(jù)刮板鏈的質(zhì)量情況確定鏈條數(shù)目，結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈子結(jié)構(gòu)型式。 應(yīng)優(yōu)先選用短機(jī)頭和短機(jī)尾。 四 、 “ 三機(jī) ” 的合理配套 從采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)的選型原則中看到，綜采設(shè)備的合理配套是很復(fù)雜的系統(tǒng)工程。 滿足設(shè)備性能要求 輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及附件必須與采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)相匹配，如采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、底托架及滑靴的結(jié)構(gòu)，電纜及水管的拖移方法以及是否連鎖控制等。采煤機(jī)的采高范圍與支架的最大和最小結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng)，而其截深應(yīng)與支架推移步距相適應(yīng)。 為防止移架后支架前柱與電纜相碰和采煤機(jī)司機(jī)的人身安全，前柱與電纜槽之間必須留有間隙 X=150～ 240 mm。 推移千斤頂行程應(yīng)比采煤機(jī)截深大 100～ 200 mm 。 過(guò)煤空間 y 最小值為 90 mm 至 200～ 250mm 之間，前者適于底板清理良好及采煤機(jī)機(jī)身短的場(chǎng)合。 時(shí) (大采高支架工作面傾角大于 10176。 六 、 實(shí)際工作中如何做到選型正確 先進(jìn)配套合理依據(jù)上述 “三機(jī) ”的選型原則及配套關(guān)系的分析可以看到，其選型工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、采礦學(xué)、機(jī)電和機(jī)制等多門學(xué)科，同時(shí)又 8 是提高綜采工作面礦井效率和效益的前提所在。 七 、 原始數(shù)據(jù)及條件 煤層厚度 (M) 截割 阻抗 A（ N/mm） 煤層傾角(176。 我國(guó)目前規(guī)定：采高大于 米時(shí)年產(chǎn)量為 30～ 50 萬(wàn)噸時(shí)，應(yīng)選擇綜采。 第 二 節(jié) 滾筒 采煤機(jī)的選擇 正確選擇和使用采煤機(jī)是提高采煤工作面，生產(chǎn)能力的一項(xiàng)主要任務(wù)，對(duì)采煤工作面的生產(chǎn)效率、能耗、安全等都具有重要影響，但采煤機(jī)選型涉及問(wèn)題較多，目前還缺乏 一套完善的計(jì)算方法。 一、采煤 機(jī)性能參數(shù)的計(jì)算與決定 滾簡(jiǎn)直徑 D 的選擇 滾筒直徑大些對(duì)裝煤有利，但不宜過(guò)大．并應(yīng)滿足采高的要求。 選取滾簡(jiǎn)直徑 米 截深的選擇 滾筒截深是采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)截入煤璧的深度，是影響采煤機(jī)裝機(jī)功率及生產(chǎn)率的主要因素，決定截深時(shí)應(yīng)充分考慮煤層的壓張效應(yīng)，截割阻抗 (截齒截割單位切屑厚度所對(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)定性等。 中厚煤層截深可取 ~ 米，若頂扳穩(wěn)定，截割阻抗小可適當(dāng)加大 厚煤層為了減輕煤壁片邦，減輕液壓支架 載荷和避免煤從運(yùn)輸機(jī)溢出，截深宜小，可 9 取 米左右。為了保證大的生產(chǎn)率截深可取 ～ 1米。 根據(jù) 截?fù)?jù)阻抗為 275 牛頓 /毫米，阻抗較大的截深。另外， 實(shí)踐表明，滾筒轉(zhuǎn)速過(guò)高，循環(huán)煤會(huì)增多，裝載效 率降低，裝煤效果不好，所以，現(xiàn)代采煤機(jī)，滾筒轉(zhuǎn)速出現(xiàn)降低的趨勢(shì) 。 選用 滾筒轉(zhuǎn)速在 30～ 50 轉(zhuǎn) /分 轉(zhuǎn)速及滾筒直徑經(jīng)確定后截齒截割速度也就定了，一般控制在 4 米 /秒左右較好。 有效開動(dòng)率是指采煤機(jī)在一天或一班內(nèi)有效工作時(shí)間與一天或一班占有時(shí)間的比值，它綜合反映了設(shè)備可靠性，選型及組織管理水平，工人技術(shù)熟練程度等，我國(guó)根據(jù)有些典型工作面的推算大約在 ~ 之間，一般可取 。 上式 有效開動(dòng)率 取 ，充分考慮使采煤機(jī)有增產(chǎn)潛力，當(dāng)有效開動(dòng)率能進(jìn)一步提高，采煤仍有富裕能力，使工作面生產(chǎn)能力得到提高。采煤機(jī)牽引速度在零到某個(gè)值范圍內(nèi)變化，選擇截割時(shí)的牽引速度，要根據(jù)幾方面因素，綜合考慮。使采煤機(jī)能夠滿足工作面生產(chǎn)能力的要求，有可避免齒座或葉片參與截割，保證采煤機(jī)安全生產(chǎn)。 采煤機(jī) 裝機(jī) 功率 11 裝機(jī)功率包括截割電動(dòng)機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)、破碎電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)、機(jī)載增壓噴霧泵電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)功率總和。 Hw 式中： P——裝機(jī)功率， kW； Q——采煤機(jī)生產(chǎn)率， 417t/h； Hw——比能耗，一般 ～ ，取 。 采煤機(jī)所需電機(jī)功率 采煤機(jī)的比能耗 HWB=（千瓦 .小時(shí) /噸） 所選采煤機(jī)的比能耗 HWX= HwBAAx? = 036 0~24 0 ? =— （千瓦 .小時(shí) /噸） 式中： HWX——被截割煤的比能耗 HWB——基準(zhǔn)煤的比能耗查閱參考表 2—— 5 AX——被截割煤層的截割阻抗 牛頓 /毫米 A——基準(zhǔn)煤的截割阻抗 查表 2— 6 得（ 240360） 牛頓 /毫米 單滾筒采煤機(jī)的所需電機(jī)功率 N= 21 kk HwxQ?? 千瓦 式中 ： Q—— 采煤機(jī)的生產(chǎn)率 噸 /小時(shí) K1—— 功率利用系數(shù)，本設(shè)計(jì)選用一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)取 1 K2—— 功率水平系數(shù)，與牽引速度調(diào)節(jié)方式，電機(jī)超載能力等因素有關(guān)按表 2— 7 查得本設(shè)計(jì)選用電機(jī)超載能力為 — 之間，牽引速度調(diào)節(jié)方式采用人工調(diào)節(jié)選取 N = 21 kk HwxQ ?? = ?? =128 千瓦 雙滾筒采煤機(jī)的后滾筒截割比能耗 H1WX=K3179。 +179。 ） =118 千瓦 根據(jù)國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)電機(jī)功率系列化的情況，本設(shè)計(jì)選用最接近的 100— 200千瓦電機(jī)即可。 按表 2— 9 查得 250—— 300 千牛 。查閱煤炭科學(xué)院等編制的采煤機(jī)械化成套設(shè)備參考資料一覽表見附錄 (該表僅供選型時(shí)參考，不作硬性規(guī)定，用戶可按實(shí)際情況自行組合改裝 )，盡可能與表中提供的成套設(shè)備吻含，以節(jié)約費(fèi)用，并通過(guò)配套設(shè)備表選擇輸送機(jī)。并列表說(shuō)明初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)。 根據(jù)以上分析結(jié)果，參照國(guó)內(nèi)外高產(chǎn)高效礦井工作面裝備情況， 本設(shè)計(jì) 工作面選用國(guó)產(chǎn) MG150/375W 型無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)。 表 11 采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)表 采煤機(jī)型號(hào) 總裝機(jī)功率（ kW） 截割功率 （ kW） 采高 （ m） 截深 （ m） 滾筒直徑 （ m） 驅(qū)動(dòng)方式 牽引速度（ m/min） 適應(yīng)煤層 傾角 供電電壓 （ V） MG150/375W 375 150179。 1140 初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的校核 最大采高的 HMAx的校核 HMAx=A2H +Lsinmax+2D 米 式中： A—— 采煤機(jī)高度 （機(jī)身上平面至底板之間距離） 米 H——采煤機(jī)截割部減速箱高度，一般等于電機(jī)高度 米 13 L——搖臂長(zhǎng)度（搖臂擺動(dòng)中心到滾筒中心 距離） 米 amax——搖臂向上擺動(dòng)最大角度 D——滾筒直徑 米 HMAx=A2H+Lsinmax+2D =+179。 最小采高的校核 Hmin＞ A+h1+h2 式中： h2——過(guò)機(jī)高度不應(yīng)小于 米 h1——支架或交接頂梁高度取 米 h min＞ A+h1+h2 =++ = 米＜ 米 最小采高符合設(shè)計(jì)要求。 牽引阻力估算 采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)必須克服的牽引阻力 T 為 T=K2G+fd（ cosak2+2k1）177。 ，取 T=K2G+fd（ cosak2+2k1）177。 22+179。（ +2179。 22179。 = 噸力， = 噸力 及上行時(shí)牽引力為 噸力，下行時(shí)牽引力反向大小為 噸力。 頂板穩(wěn)定性 頂板穩(wěn)定性直接影響支架的架型支護(hù)強(qiáng)度，頂板巖性的不同．決定支架的架型的型式，巖層載荷和 頂板的穩(wěn)定性主要影響支架支護(hù)強(qiáng)度和頂梁的結(jié)構(gòu)型式。 底板穩(wěn)定性 底板巖石的組成 、 結(jié)構(gòu)及巖石力學(xué)性質(zhì)是支架選型不可忽視的另一重要條件 ， 底板的穩(wěn)定性對(duì)支架底座影響頗大 ， 支架架型選取不當(dāng)，會(huì)使支架陷入底板，使移架困難。建議按表 12 選型。 煤層傾角 煤層傾角主要影響支架穩(wěn)定性，煤層傾角大則易使支架發(fā)生傾倒、下滑等現(xiàn)象。 煤層埋藏穩(wěn)定性 實(shí)踐證明：煤層埋藏越平穩(wěn)，綜采的效果越好。若斷層落差大，綜采設(shè)備通不過(guò)，斷層條數(shù)多，綜采面搬家次數(shù)多。 二、煤層頂板及頂板分類 覆蓋在煤層上的巖石，依次分為偽頂、直接頂、老頂，它們統(tǒng)稱為煤層的頂板。 直接頂位于偽頂之上，無(wú)偽頂時(shí)直接位于煤層之上，通常是在移架或回柱后隨即冒落，直接頂下部 ～ 2 米厚的巖石叫直接頂下位巖石，它對(duì)架型的選擇有決定性的影響。冒落后巖石能基本充滿采空區(qū)。 2)、中等穩(wěn)定頂板：強(qiáng)度較高，但有大量節(jié)理裂隙，局部較完整，冒落后不 能充滿采空區(qū)，一般在支護(hù)設(shè)備前移后隨即冒落。 3)、穩(wěn)定頂板：難于冒落，需支架幫助切頂。 直接頂分類的主要指標(biāo)是強(qiáng)度指數(shù) D，并參考直接頂初次跨落步距 L1(米 )來(lái)決定。 強(qiáng)度指數(shù) D 可由下式求出 ： ZD CCD ??? 1? 式中： D? ——巖石的單向抗壓強(qiáng)度，公斤／厘米 2； 1C ——節(jié)理裂隙影響系數(shù) ； ZC ——分層厚度影響系數(shù) 。根據(jù) D 并參考 1L 直接頂類別的確定見表 13。 參考指標(biāo) 直接頂初次跨落步距 L：（ M） ≤S 9～ 18 19～ 2S 25 老頂分級(jí) 老頂位于直接頂之上，頂板分級(jí)主要由直接頂厚度 ∑h與采高 H 之比值 N 來(lái)決定，再參考老頂初次來(lái)壓步距 L2， N 的意義是指冒落帶充滿采空區(qū)的程度， L2是指工作面初次切頂線到開切眼煤壁之間老頂懸露的長(zhǎng)度。 根據(jù) N 和 L2值老 頂被分為四級(jí)。 表 14 老頂分級(jí) 級(jí)別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 周期來(lái)壓 不明顯 明顯 強(qiáng)烈 極強(qiáng)烈 指標(biāo) N3～ 5 N≤3 ～ 5 Ll=25～ 50(M) N≤3 ～ 5 Ll50(M) N≤ N Ll50(M) 17 Ll=25～ 50(M) 三、液壓支架的選型 液壓支的選型，包括選擇支架的架型，支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)和支架強(qiáng)度的確定。 支撐式支架頂粱長(zhǎng)，立柱多，且垂直 支撐，工作阻力大，切頂能力強(qiáng)．通風(fēng)斷面大，后部有簡(jiǎn)單的擋矸裝置，架間不撐緊，對(duì)頂板不密封，它適用于穩(wěn)定或堅(jiān)硬以上直接頂和周期來(lái)壓明顯或強(qiáng)烈的老頂條件。 支撐掩護(hù)式支架兼有支撐式和掩護(hù)式支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，頂梁較長(zhǎng)，立柱較多，呈垂直或傾角較小傾斜支撐，故工作阻力大，切頂能力強(qiáng)，具有掩護(hù)梁架間密封，擋矸掩護(hù)性能好。 當(dāng)工作面直接頂類別，老頂級(jí)別已確定經(jīng)過(guò)分析論證后，可按表 15 選擇支架型式。30 179。45(35) 179。30 179。45 179。30 2179。45 2179。 2）、煤層 傾 角在 10～ 1 5176。 3）、底板強(qiáng)度、支架對(duì)底板比壓應(yīng)小于底板巖石允許抗壓強(qiáng)度。 5)、地質(zhì)構(gòu)造、斷層發(fā)育、煤層厚度變化大，頂板允許暴露時(shí)間和面積分別為 20 分鐘以下和 5~8m2時(shí)，暫不宜采用綜采設(shè)備 。 另外，表 24 中的支護(hù)強(qiáng)度是指單位面積上的支撐力大小，括號(hào) 內(nèi)數(shù)字是掩護(hù)式支護(hù)強(qiáng)度；但允許有 5％的波動(dòng)范 圍 ： ， ， 2 分別為 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅳ 級(jí)老頂 和 1 級(jí)老頂?shù)脑鰤罕稊?shù)， Ⅳ 級(jí)老頂由于地質(zhì)條件變化較大，只給出最低限 2，具體數(shù)字應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，單體液壓支柱的支護(hù)密度，可用表中的支護(hù)強(qiáng)度除以工作阻力計(jì)算。 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。其選擇的原則 是 ：在最大采高時(shí)，液 壓支架應(yīng)能 “ 頂?shù)米?” ，在最小采高時(shí)，支架能 “ 過(guò)得去 ” 。 支架支護(hù)強(qiáng)度的確定 ． 支架支護(hù)強(qiáng)度 Q ：支架單位支護(hù)面積上的支撐力。 2)直接查表選取 根據(jù)頂板條件和煤層厚度，直接由表 24 中查取。 選擇液壓支架型號(hào) 由上面計(jì)算出的支架最大和最小結(jié)構(gòu)高度和支護(hù)強(qiáng)度的數(shù)值，從液壓支架產(chǎn)品目錄中選擇合適液壓支架的型號(hào)，并列出支架規(guī)格和主要技術(shù)參數(shù)表 （表 16） 。采用分體頂梁鉸接前梁形式，切頂效果好，便于運(yùn)輸。 表 16 支架規(guī)格和主要技術(shù)參數(shù)表 型號(hào)名稱 ZF3800/16/32 型支撐掩護(hù)式液壓支架 參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù) 高度 m 中心距 m 寬度 m 初撐力 kN 工作 阻力 kN 支護(hù) 強(qiáng)度 MPa 底板比壓 (前端 ) MPa 泵站 壓力MPa 整體運(yùn)輸尺寸 mm 適應(yīng)傾角 操縱方式 重量 t ～ ～ 3136～3236 3600～4118 ～ ～ 25 525014101700 ≤30176。 根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》附表 211 表中可直接查出工作面配套設(shè)備的型號(hào)為SGD630/180PB 型刮板輸送機(jī)。V 式中 F運(yùn)行物料的斷面積 m2 ? 物料的散碎密度 kg/ m3 216。V=179。 179。 =≈ 986 噸 /小時(shí) 由于 Q＞ QC ，所以輸送機(jī)滿足運(yùn)輸要求。取最小張力為 :S3=0 S4=S3+Wh S1=S4+4=4 =*= S2=S