6综采成套设备的选型20150105

1、 / 296综采成套设备的选型6.1影响设备选型的因素16.1.1矿山地质因素工作面的地质构造工作面的地质构造包括断层、折褶、火成岩侵蚀、陷落柱以及瓦斯、涌水量等情况。这些因素对是 否适用综采工艺及设备选型有着决定性的影响。煤层的力学性质韧性以及层理、节理、夹中硬及中硬以上煤层的力学性质包括煤的坚固性系数f、抗压强度、截割阻抗 A、脆性、石含量及分布等。这些因素对采煤机械工作机构型式、参数、功率的选择都有影响。对于中硬以下(f3畅。煤层厚度主要对设备的最小结构高度、工作机构的调高范围、机身尺寸、电动机尺寸、过机空间及过煤空间高度等有影响。此外，煤层厚度对采煤机及输送机的生产率和装机功率也有较大

2、的影响。讲，煤层厚度越大，生产率也越大，装机功率也要相应增大。应当根据煤层厚度及其变化来选择采煤机械的工作机构(煤刨、滚筒)尺寸和调高范围，以及过煤高度和过机空间。(4)煤层倾角按开采技术特点将煤层倾角分为三类:(1)缓倾斜煤层： (MF; (2)倾斜煤层：25 *45 ； ( 3)急倾斜煤层：y驸。倾角小于12U勺煤层对于综采机械化来说，最为有利，一般可以不考虑设备自重分力的影响。煤层倾角加大，会使采煤机上行采煤时的牵引阻力加大，并造成机器下滑的危险； 使支架的横向稳定性变坏，甚至下滑、倾倒；输送机也会下滑，给采煤工作造成困难。由于在干燥条件下金属对金属的摩擦系数为Q侶血酣，其相应的摩擦角为

3、 1M, 因此，在倾角大于12时，靠输送机支承和导向的采煤机必须设置防滑装置。在潮湿的条件下，摩擦系数降低，故邯曲以下的煤层。倾角大于8时就应设防滑装置。无链牵引采煤机由于装有可靠的制动装置，因此可使采煤机用于倾角达金属对底板的摩擦系数在干燥条件下为0.35-0.40,其相应摩擦角为故支架和输送机在倾角小于18时，一般是不会下滑的。在潮湿条件下，摩擦系数降低，并在移动过程中受到外力的影响,故在倾角大于12时就要对支架和输送机进行锚固、防滑。但在一般条件下，规定倾角大于幷时，输送懈时，煤即能靠自机要设锚固、防滑装置；倾角大于 Ig时，支架要设防滑、防倒装置。煤与底板的摩擦系数为0.70.8，其相

4、应摩擦角为因此，当倾角大于重分力沿底板下滑。为了安全，在这种条件下工作的无链牵引采煤机，仍应采用输送机运煤和导向。围岩性质 6.1.2矿山技术因素工作面长度、采区走向长度、巷道断面尺寸等矿山技术因素对设备选型及发挥设备的效能影响很大。加长工作面长度， 在一定程度上能提高工作面产量，但在其它条件相同的情况下，工作面长度的增 加会使输送机功率、乳化液泵压力和流量增大，同时支架、中部槽、圆环链和连接环的数目都要增加, 这会带来一些不可靠因素。加大采区走向长度，可使安装、搬移工作面设备的工作量相应减小；反之，走向长度太小，会导致 设备频繁搬家，减少了设备的有效工作时间，使设备不能充分发挥效能。巷道断面

5、尺寸对设备的运输、安装及工作面的通风及生产能力的发挥影响很大。6.2综采工作面“三机”选型6.2.1液压支架选型2选型原则支架选型应使支护强度与工作面矿压相适应，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。选型依据对支架进行选型，首先必须将所选工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全面查清、探明，然后T13K11编出综采采区、综采工作面地质说明书。 选型内容选择支架时，要确定下述内容：支架类型，如支撑型或掩护型，后者包括短托梁掩护式(型）、长托梁柱支掩梁掩护式（ZYZ型）、长托梁柱支顶梁掩护式（ZY型）和支撑掩护支架（ZZ 型） 等；立柱根数（

6、一根、两根、四根等）；支护阻力（初撑力、额定工作阻力）；支架结构高度（最大和最 小高度）；顶梁和底座的结构型式、尺寸及其相对位置；对防滑、防倒、防转、防片帮、调架、移架、 端面维护等装置的要求；操作方式、阀组性能等。（4）掩护式和支撑式支架适用条件通常适用于工作面老顶来压强度较低（动在我国，掩护式支架多用于顶板比较破碎的回采工作面, 载系数 KdG5）, 周期来压步距较为稳定，顶板压力较小，底板比较坚硬，采高较大，但不易片帮的 煤层。6.2.2采煤机械的选型6.2.2.1对采煤机械的基本要求对采煤机械选型时，应当考虑其能否满足以下基本要求。（1）功能方面要求采煤机械的主要功能是落煤。因此，采煤

7、机械的工作机构必须满足：有足够的落煤、装煤能力，能 调整高度，能量消耗小，割落下的煤的块度大，工作时产生的粉尘少，可以自开缺口等。（2）适应性方面要求采煤机械必须适应给定煤层的煤质、层厚、倾角及顶底板的要求。（3）性能方面要求采煤机械的性能应当满足工作面设计的要求。例如：生产率必须满足工作面产量要求，并具有足够的牵引力和牵引速度；截割速度应满足煤的块度及降低粉尘含量的要求;截深应满足控顶距及支架结构的要求等。（4）安全及劳动保护方面要求（5）经济性和可靠性方面要求6.222采煤机械的适用条件采煤机械选型时主要应考虑：煤及煤层的性质，层厚及其变化，煤层倾角，顶、底板性质及其起伏变化状况，煤层的地

8、质构造，工作面单产能力。以下归纳出各种采煤机械的适用条件。（1）采煤机的适用条件采煤机的适应性很宽，可用来开采各种不同硬度（煤的最大坚固性系数可达=4阳5或抗压强度达56$卩2）、煤层厚度为甌ZdlB （目前我国最大一次采全高的煤层厚度已达7m）的缓倾斜煤层。无链牵引采煤机最大可用到半倾角的煤层。采煤机能较好地适应工作面煤层构造，如煤层变薄及落差小于层厚一半的断层。6.223采煤机械的参数选择(1)采煤机的参数选取1)采煤机生产率：理论生产率、技术生产率和实际生产率采煤机和其它工作面设备的基本功能就是按照所要求的生产率完成其生产过程。采煤机的生产率取决于矿山地质和矿山技术条件、机器工况和结构参

9、数以及时间利用率等因素。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称为理论生产率,理论生产率Qt的计算公式为(6-2-1)式中 Qe理论生产率，t/h；H工作面平均采高， m；S滚筒有效截深，m;给定条件下，可能的最大牵引速度，m/min ；P煤的密度，一般为1.31.4，讪*。采煤机的理论生产率是确定其配套设备生产能力的依据,是由工作条件、机器工况和结构参数确定采煤机才能达到给定的理(6-2-2)式中Q技术生产率，t/h ；K采煤机工作时间利用系数，认为割一刀煤采煤机的机动时间,min ；(6-2-3)b 割一刀煤消耗的辅助时间,min ；h割一刀煤所需的消除故障时间,min。的

10、。在实际工作中，只有与其配套的设备生产能力大于采煤机的生产能力时, 论生产率。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，它由下式求得可见减小t?和右可以提高采煤机的技术生产率。技术上越完善，系数k越高，理论生产率和技术生产率的差距也越小。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、处理顶底板事故等后所得出的生产率，称为采煤机的实际生产率。实际生产率可由下列公式计算(6-2-4)式中0惘一一实际生产率，t/h ；K采煤机的总时间利用系数(6-2-5)L因技术原因和劳动组织原

11、因而引起的采煤机停机时间,min ；其它符号意义同前。采煤机工作时，常因各种原因而停机，致使采煤机实际生产率远比理论生产率和技术生产率低。煤机的生产率应当满足工作面单产能力的要求。2）截深B截深是采煤机一次循环的推进量，是由滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离确定的。目前多数采煤机采用的截深为0.6m，大功率采煤机可取 0.75m左右。在薄煤层中，由于工作条件困难，牵引速度不能太大，为了达到较高的生产率，在顶板条件允许时，可将截深加大到册两伽。在厚煤层中，由于受输送机生产率的限制，截深可适当减小（B二0i5in）,这对缩小控顶距，避免冒顶和片帮事故有好处。截深决定着工作面每次推进的步距，是决定采煤

12、机装机功率和生产率的主要因素，也是与支护设备配套的一个重要参数。为了顶板管理和劳动组织的方便，截深应略小于液压支架推移千斤顶的行程，这样便于调整支架。截深与截割高度有很大关系。截割高度较小,工人行走艰难时，采煤机牵引速度受到限制,为了保证适当的生产率，宜用较大的截深。反之，截割高度很大时煤层容易片帮，顶板施加给支护设备的载荷也大，此时限制生产率的主要因素是运输能力。截深的选择还要考虑煤层的压张效应。当被截割的煤体处于压张区内时，截割功率明显下降。一般压张深度为煤层厚度的倍，脆性煤取大值，韧性煤取小值。当滚筒截深为煤层厚度的1/3时，截割阻力比未被压张煤的截割阻力小1/34/1 为了充分利 用煤

13、层压张效应，中厚煤层截深一般取Oim左右。近年来大功率电牵引采煤机向大截深的方向发展, 截深为OJbi左右的已相当多，部分截深已达IJub加大截深的目的是为了提高生产率，减少液压支架的移架次数。但加大截深必然造成工作面控顶距加大，因此必须提高移架速度和牵引速度，并做到及时 支护。目前采煤机的截深有：0.5，0.6（0.63），0.7，0.75，0.8，0.9及1.0m等几种 。3） 滚筒直径D来选择。综采工作面双滚筒滚筒直径是指截齿齿尖处的直径。滚筒直径应根据煤层厚度（或采高）采煤机一般都是一次采全高，故滚筒直径D应稍大于最大采高之半，即(6-2-6)对于薄煤层双滚筒采煤机或一次采全高的单滚筒

14、采煤机，滚筒直径按下式选取(6-2-7)皿3) (m)式中此讯k最小煤层厚度,m。（0.10.3） m是考虑到割煤后顶板的下沉量，以防止采煤机返回装煤时滚筒截割顶梁。(6-2-8)中厚煤层用的单滚筒采煤机，滚筒直径为式中H 最大煤层厚度,m。设滚筒直径D与采高H之比为a,螺旋滚筒的装煤效率为，则上滚筒截割煤的厚度为 D =下滚筒截割煤的厚度为H 0=1训。下滚筒除了要装所割下的厚度为H 0的煤外，还要担负上滚筒留下的当量厚度为的煤。于是，根据两个滚筒装煤量相等，有Q壯(1娜+(1-枷/1(6-2-9)(6-2-10)式中丫螺旋滚筒装煤效率。对小直径滚筒，忙（16-5 J ；对大直径滚筒，尸山皿

15、册。将q带入（6-2-10），得相应的J值为：对小直径滚筒，对大直径滚筒， 2“血侧。于是滚筒直径为(6-2-11)滚筒直径系列尺寸为：0.6; 0.65； 0.7； 0.8； 0.9； 1.0； 1.1； 1.25； 1.4； 1.6； 1.8； 2.0； 2.3 及 2.6m1。4）机面高度、卧底量、采高及调高范围:250300mm，并满足采采煤机及其配套的输送机选型后，其结构参数已定，为确保过煤高度大于高的要求，还应确定底托架的高度。机面高度是采煤机的一项重要参数。根据采高范围不同，采煤机一般有几种不同的机面高度，靠采 用不同高度的底托架及输送机来获得，选型时应特别注意，并向厂方说明。当

16、采煤机机面咼度选定后，可按以下公式来确定采煤机最大、最小采咼及卧底量。最大采高H他 T-”曲 +?(6-2-12)最小采咼(6-2-13)最大卧底量(6-2-14)最小卧底量K曲“+炳鬲(6-2-15)式中 机面高度，m;采煤机机身厚度,摇臂长度，m;0摇臂向上摆角,0摇臂向下摆角,0滚筒直径,以上各尺寸在产品说明书中均可查到。机面高度及滚筒直径选定后，利用上式可校核能否满足工作 要求。为了提高采煤机的调高性能，最大采高与最小采高之比最好应满足(6-2-16)陲二 1.6-2,0为适应底板起伏不平时采煤机割煤，卧底量一般为若已知工作面最大采高H机U，则根据上式可以确定机面高度丄及底托架高度0式

17、中5输送机槽帮高度。4胡皿徒(6-2-17)(6-2-18)应当指出，底托架太低，会使过煤空间高度 C太小，造成机身下煤流堵塞。一般过煤空间高度应为：对中厚煤层 C 2503,00 wi； 对薄煤层卜?轴師。5）牵引（行走）速度牵引速度就是采煤机沿工作面移动的速度，它与截割电动机功率、牵引电动机功率、采煤机生产率的关系都近似成正比。牵引速度是采煤机的一个重要参数，牵引速度直接决定了机器的生产能力。牵引速度的上限受电动机功率、装煤能力、液压支架移架速度、输送机运输能力等限制。牵引速度加大后,切削厚度过大将导致齿座挤压煤体,造成截割阻力的急剧上升。牵引速度有两种：一种是截割时的牵引速度，另一种是调

18、动时的牵引速度。前者由于截割阻力是随机的，变化较大，需通过对牵引速度的调节来控制电动机的功率变化范围和大小,通过自动调速使电动机功率经常保持近似恒定或防止过载;后者为减少调动时间，增加截割时间，速度较高。液压牵引采煤机截割时的牵引速度一般为,电牵引采煤机截割时的牵引速度一般可达到1卜加”血 最高牵引速度已达54田ffl5。在顶板管理、输送机生产率以及牵引速度愈大，采煤机的生产率愈高，但相应的电动机功率增大。采煤机电动机功率允许的条件下，适当提高牵引速度是合理的。过分提高牵引速度会受到滚筒装煤能力、 输送机生产率和支架移动速度的限制，因此是没有意义的。6）牵引（行走）力采煤机的牵引力与装机功率关

19、系密切，装机功率150kW时，牵引力为160180 kN ;装机功率300kW时，牵引力达250300kN。牵引力与牵引机构的刚度系数、采煤机的质量、摩擦系数、牵引速度、截割阻力及载荷的不均衡性、机道形状等因素有关，很难精确计算，一般用经验公式确定。(6-2-19)卩二14珊式中牵引力，tn；H装机功率，kW。7）截割速度滚筒上截齿齿尖的切线速度称为截割速度。截割速度决定于滚筒直径和滚筒转速。为了减小滚筒截 割时产生的粉尘，提高块煤率，出现了滚筒低速化的趋势。滚筒转速对滚筒截割和装载过程的影响都比 较大，但是对粉尘生成和截齿使用寿命的影响较大的是截割速度而不是滚筒转速。截割速度一般为 订砧伽，

20、少数机型只有 皿皿阴左右。滚筒转速是设计截割部的一项重要参数。新型采煤机滚筒直 径伽左右的滚筒转速多为2办删汕，直径小于伽滚筒转速可达関皿血。8）装机功率P与比能耗帖和装机功率包括截割电动机、牵引电动机、破碎机电动机、液压泵电动机、喷雾泵电动机等所有电动 机功率的总和。装机功率越大，采煤机适应的煤层越坚硬，生产率也越高。装机功率 理论生产率0f有关，即(6-2-20)式中P装机功率，kW ；Qt采煤机理论生产率,H即-采煤比能耗，艸圳。呈双曲比能耗越小，截割功率和牵引功率越小，装机功率也越小。比能耗与牵引速度近似成反比,线关系，牵引速度增大到一定值时，比能耗最小（图6-2-1，图中Ai, A2

21、表示开采煤层的截割阻抗）块煤率也更高，煤尘更少，生产率也更高，成为最佳截割性能。图6-2-1比能耗与牵引速度关系液压牵引采煤机装机功率已达 2 乂 SCJWW,电牵引采煤机装机功率已达3000KW，一台电动机的功实践表明，工作面实现高产高效所依赖的主要因素就是设计制造功率强大、运行可靠、坚固耐用、 操作维修方便的综合机械化采煤机组 5。9）采煤机质量采煤机质量太小影响机器工作的稳定性；太大使牵引力增大，还影响输送机及导向部分的强度。据统计，常用采煤机的质量MR）与电动机功率和刖）间有以下关系(6-2-21)6.2.3刮板输送机选型 （1）刮板输送机使用范围刮板输送机在工作工程中要克服溜槽与刮板

22、链及煤炭之间的滑动摩擦阻力,与相同运量和运距的带式输送机相比，刮板输送机的电机容量和电耗要大得多。但是它具有带式输送机所没有的优点，如它的结构强度高，机身低矮，可以弯曲，能适应采煤机工作面较恶劣的工作条件，并可作为采煤机的运行轨道，有时还作为移置液压支架的支点；在推移刮板输送机时,铲煤板可自动清扫机道浮煤；挡煤板后面有安装电缆、水管的槽架，并对电缆、水管起保护作用，推移输送机时，电缆、水管同时移动。所以,刮板输送机现在仍是缓倾斜长壁式采煤工作面唯一的采煤运输设备。刮板输送机适用于煤炭倾角不超过2,y的采煤工作面，但对于以兼作采煤机运行轨道、与机组配合工作的刮板输送机，当工作面倾角大于10时，要

23、采取防滑措施。在采煤工作面的下顺槽和联络眼，也可以使用刮板输送机。刮板输送机的选择计算每台刮板输送机都有其技术特征，故一般根据厂家给出的说明书选型和安装调试即可。然而，厂家说明书给出的输送机的铺设长度一般是指水平铺设长度,而现场的实际情况，工作面倾角、长度是千变万化的，这就使得现场的实际情况不一定完全恰好符合输送机的技术特征,为此就需要通过计算来确定其运输能力、电动机的功率及刮板链的强度等是否满足要求。刮板输送机的选型计算主要内容包括：（1）输送机输送能力的计算;（2）输送机运行阻力和电动机功率的验算；（3）刮板链的强度计算。1）运输能力的计算刮板输送机是连续式运输设备，其每秒钟运输能力为(6

24、-2-34)式中刮板链运行速度，m/s；一一输送机上单位长度货载质量，kg/m。每小时运输能力为(6-2-35)值与溜槽中货式中A刮板输送机溜槽中货载断面积，m2 ；(6-2-36)F货载的散集容重，t/M，（对于煤炭y=0,851.8）。刮板输送机装运货载的最大横断面积与溜槽的结构形式及结构尺寸有关,还与松散煤的堆积角（安息角）有关。考虑上述因素后，刮板输送机的小时运输能力为(6-2-37)刮板输送机工作时，货载沿溜槽连续均匀分布，被刮板链拖带而沿溜槽移动，所以 载断面积有关。式中F货载最大横截断面积，m；0货载的装满系数，其取值见表6-2-2。表6-2-2装满系数P之值输送情况水平及向下运

25、输向上运输装满系数00.9110150.80.60.52）运行阻力刮板输送机运行阻力按直线段和曲线段分别计算。图6-2-3为沿倾斜运行的刮板输送机的重段直线段。运行时除了要克服煤和刮板链重力引起的阻力外，还需克服煤和刮板链重力引起的下滑力，通常将它们一起计为总运行阻力。从图6-2-3可以看出来，作为牵引机构的刮板链，在重段直线段运行的总阻力为8 4-17运科赫甩为图6-2-3重段直线段运行的总阻力(6-2-38)刮板链在空段直线段的运行总阻力为式中Itx重段直线段的总阻力,% =辆伽饴邛2邮）(6-2-39)N ；?单位长度上的装煤量,0刮板链单位长度的质量,1刮板输送机的长度，m；M煤在槽内

26、运行的阻力系数;W刮板链在槽内运行的阻力系数;g重力加速度，皿/；P刮板输送机的辅设倾角。式中“ +” “ ”号的选择原则为：该段向上运行时取“+”向下运行时取“ ”阻力系数的数值，与煤的性质、刮板链型式、中部槽型式、安装条件等许多因素有关。准确值需由实验得到，通常计算时，可参考表6-2-3近似选用。表6-2-3阻力系数阻力系数0.40.60.30.40.60.80.30.4刮板链绕经链轮时产生的阻力， 成为曲线阻力。它主要是由牵引机构的刚性阻力、滑动与滚动阻力、回转体的轴承阻力、 链条和链轮轮齿间的摩擦阻力等组成，这些阻力计算起来相当繁琐,故在计算时通常都采用经验公式计算。刮板链绕经链轮时的

27、曲线阻力为(6-2-40)式中在链轮相遇点处刮板链的张力，N。对于可弯曲刮板输送机,刮板链在弯曲的溜槽中运行时,弯曲段将产生附加阻力,弯曲段的附加阻败空段直线段的总阻力,力可按直线段运行阻力的 10%近似计算。3）刮板链张力在计算刮板链的张力时，我们采用逐点张力法进行计算。所谓逐点张力法，是计算牵引构件在运行时各点张力的方法。 逐点张力计算法的规则是： 牵引构件某一点上的张力， 等于沿其运行方向后一点的 张力与这两点间的运行阻力之和。用公式表达为(6-2-41)式中S，$-1分别为牵引构件上前后两点的张力;-前后两点间的运行阻力。i.最小张力点的位置及最小张力值的确定对于单端驱动的刮板输送机（

28、如图6-2-4），在电动机运转状态下，当时，主动链轮的分离点处为最小张力点，即时，从动链轮的相遇点处为最小张力点，即$*3破11。图6-2-4用逐点张力法求张力对于两端驱动的刮板输送机，其刮板链上最小张力点的位置，要根据不同情况进行分析。如图6-2-5 所示，当重段阻力Rl/l为正值时，每一传动装置主动链轮相遇点的张力均大于其分离点的张力。因此,可能的最小张力点是主轮分离点1或3点，这需由两端传动装置的功率比值及重段、空段阻力的大小而定。图6-2-5双机头驱动的计算图设上部驱动端电动机台数为如台，下端电动机台数为e台，总电动机台数为，各台电动机的技术参数都相同，牵引机构总牵引力为%，则上端牵引

29、力为 储二匹唱，下端牵引力为宀。由“逐点张力法”得$ 二 Sl+脸即得(6-2-42)对于可弯曲刮板输送机有% = 鴨 + %）故得即-（1-判叫(6-2-43)由上式可以看出：当 学IV卜岁嘛 0时，/5：,最小张力点在当学脣卜学捉g时，$2 ，最小张力点在1点，即$1=5施。为了限制刮板链的垂度，保证链条与链轮正常啮合平稳运行，刮板链每条链子最小张力点的张力, 般可取为20003000N，可由拉紧装置（紧链装置）来提供。ii.刮板链张力计算如图6-2-4所示布置的刮板输送机，其主动链轮的分离点1为最小张力点，由“逐点张力法”得5产5血订2加皿卜3咂）,N5讦皐 +冊口 二B+(叽 5血06

30、呱=(1,05-1.06)53主动链轮的牵引力为(6-2-44)10%当仅需计算牵引力时，可用简便的方法进行计算，即将曲线段运行阻力按直线段运行阻力的 考虑，则牵引力为(6-2-45)对于可弯曲刮板输送机，在计算运行阻力时，还要考虑由于机身弯曲导致刮板链和溜槽侧壁之间的摩擦而产生的附加阻力，为简化计算，该附加阻力用一个附加阻力系数少仙=1,1）计入，故可弯曲刮板输送机的总牵引力为(6-2-46)4）电动机功率根据上述方法算出了刮板输送机的运行阻力和主动链轮的牵引力，就可以计算出电动机的功率为(6-2-47)式中%刮板输送机总牵引力，N ；U刮板链运行速度，皿代q传动装置效率（包括减速器及液力偶

31、合器）勺二（18 血 85。对于用于机械化采煤工作面与采煤机配合工作的可弯曲刮板输送机，其货载（煤）的装载长度随采煤机的移动而变化。在这种情况下，输送机电机功率应按等效功率来计算，并应验算电动机的起动能力与过载能力。罕56忑忑云二亦:KW(6-2-48)6-2-46 )式计算;式中艦借刮板输送机满负荷时，电动机的最大功率，按（(6-2-49)血刮板输送机空载时（即0=0时），电动机的最小功率，可按下式计算皿IflDiT刮板输送机电机容量为(6-2-50)式中kd备用系数，一般取阳二训口加。5）刮板链强度验算验算刮板链强度，需先算出链条最大张力点的张力值，此张力值的确定按上述逐点张力法进行计算。

32、1520% 计算。得到刮板链的最大静张力5醫后，为了保证刮板链工作的可靠性，必须以链条在工作中所承受的最大张力验算其强度。最大张力为最大静张力与动张力之和，动张力可按最大静张力的刮板链的抗拉强度以安全系数 K表示。对于单链刮板输送机，应满足(6-2-51)对于双链刮板输送机，应满足(6-2-52)式中t刮板链抗拉强度安全系数;条刮板链子的破断拉力，I双链负荷不均匀系数，对于模锻链；!=0i5 ；圆环链 匕鵬。6.3综采工作面成套设备的配套性能及举例6.3.1综采工作面成套设备技术发展同6.3.2综采工作面“三机”几何关系配套采煤机、刮板输送机和液压支架之间几何尺寸如图6-3-1所示。3=1-*

33、-*4*-r总注匚切尹令升、沽車F倚r图6-3-1综采工作面设备配套横断面仃/ 29从顶板控制角度出发，支架前柱到煤壁的无立柱空间宽度越小越好。无立柱宽度为:F =B +e+G+b+X(6-3-1)式中：B 截深，mm;e煤壁与铲煤板间所留间隙，以防采煤机在输送机弯曲段工作时滚筒切割铲煤板，一般e =100 200 mm；b支架前柱与输送机电缆槽之间的间隙，以防输送机倾斜时前柱挤压电缆，便于司机安全操作,一般 bX200 400mm;X 支架前柱倾斜时的水平投影值，mm;G 输送机宽度，mm;其中输送宽度为：G = f +S +a(6-3-2)式中：f 铲煤板宽度，视其结构和作用而定，当铲煤板

34、兼作采煤机滚轮支承导轨时，宽度要大一些,一般在150 240 mm之间;S 输送机中部槽宽度，mm，由输送机型号确定;a 电缆槽和导向槽的宽度，一般a =360 mm。支架前柱到梁端的顶梁悬臂长度L为:L =F -B-D-X(6-3-3)式中：D 梁端到煤壁的距离，梁端距,mm。从顶板控制考虑，D值越小越好。但由于沿工作面推进方向底板起伏不平，输送机发生偏斜会导200 400 mm，煤层薄，取小值；煤层厚,致采煤机滚筒截割顶梁，需留一定的梁端距。一般梁端距为 取大值。H =A+C+t支架最小高度H为:(6-3-4)式中：A采煤机机身高度，输送机高度和采煤机厚度h之和，其中采煤机底托架高度应保证

35、机身下部空间大于过煤高度 E，一般E 250 300mm;C采煤机机身上部空间高度，一是考虑便于采煤机司机观测和操作，二是考虑顶板下沉后不影响采煤机顺利通过， mm;t 支架顶梁咼度，mm。6.3.3综采工作面“三机”性能配套综采工作面“三机”性能应相互匹配，否则会相互制约，使设备难以充分发挥其作用。其主要涉及 的内容如下:采煤机底托架与输送机槽的匹配。采煤机摇臂与输送机机头机尾和自开切口的匹配。佃/ 29如大采高成套设备配套中，由于SGZC-703/320型工作面刮板输送机机尾长度大于MXA-300/415型采煤机摇臂长度，因而对该输送机进行了改型设计,使采煤机割煤能达到输送机机尾底座端部，

36、满足了两设备的匹配要求。支架性能与采煤机牵引速度的匹配。如果大采高支架不配备大流量阀，则每架移架时间需2025s,这就使采煤机牵引速度限制在3.54.5m/min的范围内。要实现高产，提高采煤机牵引速度， 就必须改进支架的供液系统和阀的性能,或采用电液控制液压支架，以提高移架速度。6.3.4综采工作面“三机”生产能力配套工作面小时生产能力取决于工作面的年产量，采煤机的生产能力依据工作面小时生产能力而确定。其它配套设备的能力都应大于采煤机的生产能力。就“三机”而言，工作面输送机的生产能力应大于采煤机的生产能力，液压支架的移架速度应大于采煤机的工作速度。工作面设备应具有的生产能力(6-3-5)Qh

37、QYTK式中：Qh 设备应具有的最小生产能力,t/h；式中：Qc1 刮板输送机应具有的生产能力,t/h ；Qc2 刮板输送机可能实现的生产能力,2m ；t/h；F 溜槽货载截面积，装满系数，一般取Y散煤体的视密度，0.65 0.9 ；t/m3；U 刮板输送机链速,m/s。(6-3-6)(6-3-7)Qy 工作面年产量，t ； 丫 一设备年生产天数;f 能力富裕系数，取1.21.6 ；T 每日生产时数(三采一准 T =18h);K 开机率。采煤机实际生产能力Qs =60BM心C Qh式中：Qs 采煤机可实现的生产能力，t/h；B 截深，m ；M 采咼，m；Y煤的实体密度，t/m3；Q 采煤机平均

38、牵引速度，m/min ；C 能力富裕系数。工作面刮板输送机实际运输能力Qc2 =3600FWAje =Qci（4）液压支架应达到的移架速度和液压系统流量 为了保证安全高效工作面采煤机连续割煤，整个工作面移架速度应不小于采煤机连续割煤的平均割煤牵引速度。采煤机平均截割牵引速度为:(6-3-8)式中符号含义同前。工作面移架速度为:UyAKyU(6-3-9)式中：u 移架速度，m/min ；Ky 不均衡系数，取1.171.22。单位时间（每分钟）的移架数目为：N =Uy/J(6-3-10)式中：N 单位时间移架数目，架 /min ；J 中心距，支架的移架速度主要取决于支架液压系统的流量Ql。当所需移

39、架速度确定后，则支架供液系统应具有的流量为C 1000UyKf 5曲匸 +n2S2F2 +n2S2F3)Ql (6-3-11)式中：J 移架速度，m/min ；Kf 考虑到漏油、窜液、调架同时用液的工况富裕系数;n1 推移千斤顶个数；s1 支架移动步距，m;F1 推移千斤顶拉架时活塞作用面积,n2 立柱根数；s2 升柱、降柱行程，m；F2 降柱时活塞作用面积,F3 升柱时活塞作用面积，年产300万t的工作面，在采高2m ；2m 。4.5m的条件下，采煤机牵引速度应达7.5 m/min，以式(6-3-11 )计算，支架供液系统最低流量应为控制阀、泵箱、管路及连接件等）168 L/min，因而应配

40、备流量为 200 L/min以上（包括乳化液泵、操作阀、810s/架，的供液系统。我国今后液压支架移架的目标速度是达到液压泵流量达到400 L/min 。美国综采工作面一般都装备3台乳化液泵，其电动机功率为187.5kW，压力为31.8MPa,流量在般要求工作面供液量不234L/min左右，3台乳化液泵并联运行。采用电液控制阀液压支架的工作面,小于450L/min，因此需两台泵并联运行。为了改善工作面供液状况，伽力克公司研制了高压大流量乳 化液泵，最大压力为 58MPa，最大流量为478L/min，采用465mm五柱塞结构，脉冲小系统平稳。乳化液泵站的设施（泵、液箱、开关等）均悬吊在单轨上，以

41、高压软管向工作面供液，工作面敷设进、回液19 / 29 / 29管路各两组。6.3.5综采工作面“三机”寿命配套“三机”寿命配套是指综采工作面各单机设备的大修周期应该相互接近。安全高效要求工作面各种设备，特别是主要设备必须处于良好的运转状态。如果在工作面生产过程中,设备交替更换进行大修或带病”运转，则必然影响安全高效的实现，也会对设备造成损坏。衡量综采工作面“三机”寿命的配套性需要有一个统一的标准，这既是寿命配套选型的需要,也是提高设备可靠程度的需要。我国目前综采“三机”设备的寿命配套尚无统一标准，但一般要求设备产煤100万t以上大修一次。国外有些安全高效综采设备的大修周期已达到产煤350万t

42、以上大修一次。在工作面同时装备有国产设备和引进设备时，更应充分注意设备寿命的配套问题，以便充分发挥综采设备的整体效能。6.3.6综采工作面成套设备的配套举例8-10综合机械化采煤（简称综采），工作面成套设备主要由采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、伸缩带式输送机、乳化液泵站与移动变电站、开关群以及控制、通讯和照明系统等组成，必要时还需配有液压安全绞车及电钻、小水泵等辅助设备。可完成落煤、装煤、运煤、支护和顶板管理五个工序的机械化。当前性能不断改进，能力不断增大，操作日益简化，应用范围也进一步扩大。综合机械化采煤是采煤技术的发展方向。综采配套设备的重点是工作面“三机”配套。我国已有百余种配套综

43、采设备，根据我国煤层赋存条件与综采设备配套实践，选取了两个综采设备配套使用实例。这些综采成套设备的选型与煤层条件相适宜,性能可靠，配套合理，综采技术可行，所得技术经济指标先进。（1）平顶山矿厚煤层分层应用的开采经济型综采成套设备1）煤层自然条件煤层倾角一般为 7煤层厚度平均为6.3m;煤层内含有两层夹矸，泥岩厚150250mm ;煤质为焦煤，中等硬度；容重为1.35t/m3。直接顶为泥岩、中细砂岩，厚07m ;老顶为中粗石英砂岩，厚 0.55.5m ;底板为泥岩，厚 1.22.3m。老顶周期来压步距为19.2m ;老顶周期来压强度为1.32MPa;其顶板分类为n,实测支护强度为0.338MP;

44、开采深度为480m ;瓦斯含量属低级，煤炭自然发火期为6835m /ho个月，煤尘有爆炸危险；涌水量为2）生产技术条件采煤参数：工作面长度146m ,采区长度1267m ,平均采高2.8m,截深0.6m ,梁端距254325mm。上、下顺槽：上顺槽呈拱形，用 棚子支护，宽X高为4.00 x2.15m。U型钢棚子支护，宽 X高为4.58 3.2m。下顺槽呈梯形，用工字钢上、下端头：上端头利用木梁加单体液压支柱，呈缓斜抬棚加强式支护。下端头利用四对8根工字钢长托梁及单体液压支柱加强支护。3）综采设备配套“三机”配套：QY200-14 / 31型液压支架，MLS3-170型采煤机，SGB-630 /

45、 264型刮板输送机,如图6-3-2所示。A ttA=Kr诫r#X国a；17K5xav由F IflI ir图6-3-2 平顶山一矿三机”配套剖面图顺槽内主要设备及布置：SZD-264/132型转载机、XRB 2-850/350型乳化液泵等，其顺槽、工作面设备等平面布置如图 6-3-3所示。我.ZEit 1S1- Th 哎R - - 验1宀 1*5- E 刽 gs 一 - r “禽 jSiii 苗 呼 -置1止 -1空 1 .二 诵 III *图6-3-3 平顶山一矿戊810煤层综采设备布置图l-运输平巷；2-回风平巷；3-采煤机；4-液压支架；5-刮板输送机；6-转载机;7超前抬棚；8-巷道支

46、架；9-控制开关；10-泵站；II-移动变电站；12带式输送机;13-可缩性水泥砌块；14-金属拱形支架；15-木支柱；16木梁主要配套电气设备及供电系统：KSGZY-500/6和KSGZY-315/6型移动变电站， DQZB-400/1140型馈电开关，DQZBH-300/1140和DQBH-600/200型磁力起动器，KBY-62和KBY-20型矿用照明灯，ZKD 型通讯控制系统。4）设备使用效果经济型综采配套设备合理，重量轻，造价低，资金少，适于地方矿，或条件适宜的矿井选用。该支架重，承载效率比同类支架高15%。使用该套设备平均月产89600t，最高年产1089000t，平均工效为 37

47、.2t/工。（2）鹤岗峻德矿大倾角厚煤层综采工作面使用的综采成套设备1）煤层自然条件煤层倾角一般37,变化在3540之间；煤层平均厚度为11m，变化在812m之间；煤层结构简单，煤质中硬，伪顶为厚100400mm的煤岩互层，直接顶为厚 2.7m的粉砂岩，老顶为厚15m的中砂岩，底板为厚 900mm的粉砂岩。顶板分类属n。老顶来压明显，直接顶中等稳定。煤田地质构造简单，瓦斯等级属低级，煤层自然发火期为10个月。2）生产技术条件采煤参数：工作面长度170m，采区长度620m,平均采高为2.5m，截深为600mm。上、下顺槽：上顺槽呈拱形，利用U型钢棚子支护，其断面宽 X高为3X2.5m;下顺槽呈梯

48、形，利用工字钢棚子支护，其断面宽X高为3承2口。上、下端头：上、下端头均用单体支柱加强支护。3）综采设备配套型滚筒采煤机、SGZ-730/320型刮板输三机”配套：FAZOS-12/28OZ 型液压支架、 KWB-3RDVW送机，其配套如图6-3-4所示。2故|罰_ 7.吃斗图6-3-4鹤岗峻德矿大倾角“三机”配套图顺槽内主要设备及其布置:装备有格罗蒂-67B型转载机、DSP-1080/1000型可伸缩带式输送机、KB n -125/320型乳化液泵站、KBH-5型液压绞车等，其顺槽和工作面设备布置如图6-3-5所示。BFi飜盗tMX恋30nt趣融融開畑WL岁塔諮亠磁於Ei !$空”蕊和g -

49、:11篮 LJc-rnrlc:TZkj*2300 I250*rr0.8m, I1图6-3-5鹤岗峻德矿综采工作面设备布置图装备有KSGZY-1000/6型移主要配套电气设备及供电系统：主要配套电气设备高压等级为1140V,动变电站、DW80-350型馈电开关等。4）设备使用效果该配套设备经不断改进，在倾角大于35的倾斜煤层，较好地解决了“三机”下滑问题，并在金属网下第二分层进行综采，也收到了良好的效果。使用该配套设备，平均年产35.1万t，最高月产63000t;平均工效 6.73t/工，最高工效 10.429工。根据前几节讲述的配套原则及成套设备在煤矿综采工作面现场使用所积累的经验，参考目前生

50、产6-3-1。这些成套“三机”厂商的产品资料编制了综采工作面常用成套设备配套方案一览表，具体见表 设备仅供选型时参考，不作硬性规定。用户可根据以上选型、配套原则，按实际情况自行组合或改造。表6-3-1综采工作面“三机”配套例表采煤机型号液压支架型号刮板输送机型号1BM1-100ZY2000/6/15SGB-630/802MG170-G1ZY1700/14/30QSGD-630/1803MG-170ZY2500/14/31SGD-730/1804KWB-3RDVW/S-300ZY3200/13/32SGZ-764/2645MAX-300/3.5ZYX3300/13/33SG2-730/3206K

51、WB-3RDVWWS1.7-2/3.5SGZ-764/2647MGZX170-GZY3200/20/35SGZ-730/3208EDW-600ZY3200/20/37SGB-764/2649MXA600/4.5ZY3500/23/45SGZ-764/26410MXA-300/4.5ZY3600/25/50SGZ-730/32011MG-170ZYX2800/15/35(3R)SGD-730/18012MGZX170-GZYX3200/17/35(3R)SGZ-730/32013MXP240WZYY3800/10.5/24SZB-630/22014MG200-QWZYY3200/14/32SGB

52、-764/16015MXA300/4.5AZYY4410/23/43SGZ-764/320D16MCLE300-DR7575ZZ4000/9/21SGZ-730/26417AM500/1.4ZZ4000/9/21SGB-730/32018MG200-W 1ZZ3000/12/28SGZ-764/32019MG300ZZ4000/15/30SGZ-764/40020MG-170ZZ3200/13/32SGB-630/18021MG2X170GZZ4400/13/32SGZ-730/32022MXA-300/3.5ZZ4000/14/32SGZ-764/264D23B58A-300ZZ3200/1

53、4/34ML72224AM500/3.5ZZ4000/17135SGB-764/26425MXA600/3.5ZZ4000/17/35SGZ-764/26426MGZ 170-GZZ4000/17/35SGZ-730/32027MCLE300-DR7575ZZ5000/7/14SGZ-730/22028MG344-PWPZZ5100/7/14SGZ-730/22029SMG200-BZZ5200/1.1/1.15SGB-630/15030MCLE-DR6565ZZ560/16.5/26.5MSD-274X60531MG-170ZZ550G/13/29SGD-730/18032MXA-300/3

54、.5ZZ6000/21/32SGZ-730/32033AM500/3.5ZZ5500/22/351SGZ-730/26434MG-300WZZ6000/21/35SGB-764/26435KWB-3RDVWZZ4800/18/38SGZ-730/32036MXA-300/4.5ZZ4800/22/42SGZ-764/26437MG170-GiZZP2000/15/28(3R)SGD-630/18038MG-300WZYP3200/17/27SGZ-764/32039MG2 300ZZP4000/14/30SGZ-730/32040AM500/3.5ZZP4400/17/32FSGZ-730/3

55、2041MXA-300/3.5ZYP3200/14. 5/32SGZ-730/32042MXA300/3.5BZZP4800/17/33FSGZ-764/50043MG2 170-GZZP3200/17/35SGZ-730/32044MXA-300/3.5ZZP4800/17/35SGZ-764/26445MXA-600/3.5ZZP5200/17/35SGZ-764/32046MG2 300ZYP4200/19/37SGZ-730/32047MXA-600/4.5ZZP5500/18.5/42SGZ-764/32048AM500/4.5ZZP5500/18.5./42SGB-830/4004

56、9MXA300/3.5AVHP 732SGZ-730/32050MDY-150ZFD2000/16/26SGB-630/150C51MG2 70JZFD3600/21/28SGZ-730/18052MXA-300/3.5ZFD4000/17/30SGZ-730/32053MG170-G 1ZFS2500/15/28SGB620/4054MGD150NWZFS2800/14/28SGD-730/18055MDY-150ZFS3000/16/26SGB630/150C56MG170-G 1ZFS3000/19/28SGB-630/22057MG2采頁由2,75 3叫总装tJl功f-lSJJkW,供电电压33OUV潦新直栓VOOmm.覆箇截課跡3：.,适应煤忌懒角勾厂 牵引速度(t - 12m/ 亠亠宀二、 (或丈b金司)inin+ 犬卧底 ft 200nim支撑高S2.斗久0叫 工作觀力哋kM*抑挥力MlStN.支架中心距支據掩护液压支架ZY8600/24 - 50DL75m,移架步Ki0