华北科技学院矿山机械课程设计综合机械采煤工作面配套机械选型设计学 号：专业班级：指导教师：二O二年一月四日目录第一篇 绪 论 1第二篇 综采工作面机械选型 2第一章 采煤机械的选型 3一、采煤机的选型原则 3二、采煤机的选型 3三. 滚筒直径与截深 5四. 牵引速度 5五、采煤机生产率的计算 5第二章支护设备的选型 9一、支护设备的选型原则 9二、支护设备的选型 10三、液压支架参数的确定 11第三章输送设备的配套性能 14一、刮板输送机与采煤机及支架的配套原则 14二、刮板运输机的选型 15第四章机的选型 16一、设备主要空间尺寸的配套关系 17二、设备主要参数的匹配 17第三篇 参考文献 18第四篇 课程设计总结 18第一篇 绪 论对于采矿工程专业的学生，对于综采工作面的机械设备选型， 是必须掌握的知识及能力。本课程设计主要针对矿山机械与液 压传动课程，同时必须和采煤方法的知识相结合，在给定 的工作面的具体条件的情况下（或自己假定工作面的地质条件）， 制定科学合理高产高效安全可行采煤操作规程，这项工作是采煤 工程技术人员必须具备的素质。由于操作规程和地质条件影响“三 机”的结构以及性能要求，所以，二者密不可分。具体要求是：在给定（或自己假定）的采面地质条件的基础 上，学生根据相关的设计规、法规，对该工作面采用综合机械化 采煤方法制定安全操作规程，并对所用的机械设备进行科学合理 的计算选型，对于自移式液压支架不仅要选择架型，还要初步确 定其基本参数主要部件的结构以及其它特殊要求。书写选型设计 说明书，说明书应书写工整、章节层次分明；图标规、计算准确采煤工作面中，采煤机、刮板输送机和支护设备（液压支架 或单体支柱与顶梁）等组成一个称为采煤机的有机整体来实现采 煤工艺的各个工序，它们在工作能力和结构尺寸的配套关系，直 接影响到采煤工艺的顺利实施和设备能力的充分发挥。因此，为 了正确地选择采煤机组各种设备的形式，不仅要看它们各自能否 满足采煤工艺的要求，同时要注意它们之间的配套性能。第二篇 综采工作面机械选型综采机械设备选型的重点是工作面“三机”选型,“三机”指的是采煤机、液压支架、刮板输送机，是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系，选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。第一章 采煤机械的选型一、采煤机的选型原则1. 采煤机能适合的煤层地质条件，其主要参数（采高、截深、 功率、牵引方式）的选取要合理，并有较大的适用围。2. 采煤机应满足工作面开采生产能力的要求，其生产能力要 大于工作面设计能力。3. 采煤机的技术性能良好，工作可靠，具有较完善的各种保 护功能，便于使用和维护。二、采煤机的选型采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、 牵引力和功率等参数在选型时必须确定。实际生产能力主要取决 于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。采高由滚筒直 径、调高形式和摇臂摆角等决定。滚筒直径是滚筒采煤机采高的 主要调节变量，每种采煤机都有几种滚筒直径供选择，滚筒直径 应满足最大采高及卧底量的要求。截深的选取与煤层厚度、煤质 软硬、顶板岩性以及移架步距有关。截割速度是指滚筒截齿尖的 圆周切线速度，由截剖部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定，对 采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影 响。牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追 机速度验算确定。牵引力是由外载荷决定的，其影响因素较多， 如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等。此次设计所选择的原始条件如下表：工作面长度煤层倾角煤层平均厚度顶板稳定程度煤层坚硬度系数fA180米35度3米中等稳定3.5300N/mm1. 根据煤层坚硬度选型 由上表知，本次设计条件是煤层坚硬度系数 f=3.5,A=300N/mm,属坚硬以上的煤层，故而必须选用大功率采煤 机。2. 根据煤层厚度选型由于煤层厚度为3米，属中厚煤层，开采这类煤层 在技术上比较成熟，根据煤的坚硬度等因素可选用的大功率采煤机型号， 如 MG340、MXA300/3.5、MG300W（2x300）、MG200（2 x200） 等。3. 根据煤层倾角选型由于表中煤层倾角大于 10，属于倾斜煤层，所选采煤机必须增设防滑装置，以防止生产过程中意外事故的发生。三. 滚筒直径与截深中厚煤层综采工作面采用双滚筒采煤机，一般都是一次采全 高，即上行或下行各进行一刀，各完成一个循环，故滚筒直径稍 大于最大采高一半：DH l/2=3/2=l. 5m又由于滚筒直径已经系列化，此处选用D=1.6m。截深即滚筒宽度，是指滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离，即一次截割的深度。一般为0.6或0.63m，此次设计取0.6。四. 牵引速度牵引速度是采煤机的一个重要参数，它直接决定了机器的生 产能力。随着装机容量的加大，采煤机牵引速度已达810m/min, 此次设计取8.2m/min（电牵引情况下）。五、采煤机生产率的计算1、理论生产率在给定条件下，以最大参数连续运行时的生产率成为理论生产率，理论生产率Q的计算公式为tQ =60HBv Ptq式中H工作面平均采高m；B为滚筒有效截深，m；v 为在所给工作面条件下可能的最大工作牵引速，m/min；P为煤的实体 密度，取1.31.4 t/m3 。故 Q =60HBv P =60 x 3x0.6 x 8.2x1.35tq= 1195.6t/h2、技术生产率考虑根据循环图表而进行的辅助工作，如更换截齿、开切口、 检查机器和排除故障所花费时间后的生产率称为技术生产率，技 术生产率Q的计算公式为Q= Q kt1式中k采煤机技术上可能达到的连续工作系数，一般1k =0.5-0.71故 Q= Q K =0.6 x1195.6=717.4t/ht13、实际生产率实际使用中，考虑了工作中发生的所有类型的停机状况，如 处理输送机和支架的故障、处理顶底板事故等。实际生产率Q的 m 计算公式为Q =Qkm2式中k2采煤机在实际工作中的连续工作系数，一般2k =0.6-0.652故 Q =717.4 x0.60=430.4t/hm综合以上采煤机的选型的主要要点，且滚筒式采煤机的采高 围大，对各种每层适应性强，能切割硬煤，并能适应较复杂的顶 底板条件，因而此处选择滚筒式采煤机。其主要参数（采高、截深、 功率、牵引方式）的选取要合理，并有较大的适用围；采煤机应满 足工作面开采生产能力的要求，其生产能力要大于工作面设计能 力；采煤机的技术性能良好，工作可靠，具有较完善的各种保护 功能，便于使用和维护。确定选择如下图所示的 MG300/730-WD 型双滚筒采煤机。MG300/730-WD 型双滚筒采煤机主机技术参数及配套设备米高（m）：2.P7.82.14.1截深（m）：0.63;0.8适应倾角：液压牵引W40电牵引W15(35)滚筒直径（m）：1.6;1.8;2.0滚筒转数（r/min）：42;40;35;29摇臂长度（mm）：2160摇臂摆动中心距（mm）：6220牵引力（KN）：550;450液压牵引05.4;06.6牵引速度（m/min）：电牵引07.1;08.7牵引型式：电液互换无链销轨机面高度（mm）：1460卧底量（mm）：264;364;464灭尘方试：外喷雾2X300+902X250+902X300+2X45+202X200+90装机功率（KW）：2X250+2X2X300+2X45+2X400+902X200+2X45+2045+2020+552X300+2X50+30电压（V）：1140机重（T）：45输送机：SGZ730/320SGZ764/400SGZ830/630支架：ZY35 等第二章 支护设备的选型综采装备选型的重点是工作面“三机选型，其中液压支架是 核心。而液压支架选型实质上是研究支架与围岩相互作用关系。 因此，液压支架选型涉及采面顶板分类，要根据综采工作面的矿 压特性选定液压支架支护阻力，并要考虑煤层赋有条件对支架结 构的要求进行选型。正确选择支架的架型，对于提高综采工作面 的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一 个很重要的因素。一、支护设备的选型原则1、液压支架的选型就是要确定支架类型（支撑式、掩护式、 支撑掩护式）、支护阻力（初撑力和额定工作阻力）、支护强度与底 板比压以及支架的结构参数（立柱数目、最大最小高度、顶梁和底 座的尺寸及相对位置等）及阀组性能和操作方式等。2、选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之 前,必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查 清。然后依据不同类级顶板选取架型。最后依据选型容结合国现 有液压支架的主要技术性能直接选定架型及其参数所对应的支架 型号3、总的来说，架选型应使支护强度与采面矿压相适应,支架 结构与煤层赋存条件相适应,支护断面与通风要求相适应,液压支 架与采煤机、输送机等设备相匹配。二、支护设备的选型1. 依据煤层厚度 煤层厚度直接影响到支架的高度和工作阻力以及稳定性。设 计煤层厚度H=3米，应选用选用抗水平推力强且带护帮装置的掩 护式或支撑掩护式支架。2. 依据煤层倾角 煤层倾角主要影响支架的稳定行，倾角3 0 ，支架易发生倾倒、下滑，故应采用同时具有防滑、防倒功能的支架。3. 地板条件 底板随支架的全部载荷，对支架的底座影响较大，底板的软硬和平整性，基本上决定了支架底座的结构和支承面积。选型时， 要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压（对 于砂岩底板，允许比压为1.962.16Mpa,软底板为0.98Mpa左 右）。4. 瓦斯涌出量 对于瓦斯涌出量大的工作面，支架通风断面要满足通风要求，选型时进行验算。5. 地质构造 地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面 积和时间分别在5-8m2和20min以下时，暂不宜采用液压支架。6. 考虑设备成本 在满足要求的前提下，在地质条件允许的情况下，液压支架 选择围较大，且使用数量较多，此时应优先考虑经济型的液压支 架，以降低企业成本 在管理上做好液压支架的日常检修和维护， 可大大减少使用过程中的维检资金，争取最大的经济效益综合以上个条件，煤层厚度超过2 .5m时，煤壁和悬顶部分 顶板可能在矿压作用或采煤机割煤时振动而引起的垮落，需要选 用带有护帮装置的液压支架，一般多采用四柱式支撑掩护式支架， 故此次设计初步选用支撑掩护式支架，三、液压支架参数的确定1. 支护强度和工作阻力（1）支护强度q=KHyX 10-5=7 5x3 x 2.3 x 103 x 10-5=0.52MPa此处取q=06 MPa（2）工作阻力 工作面支护强度确定以后，支架工作阻力主要取决于支护顶板的控顶面积。支架控顶面积主要与工