综采工作面设备选型设计说明书

PAGEPAGEPAGEiiPAGEI阳泉职业技术学院毕业设计说明书毕业生姓名：常福伟专业：05级机电一体化学号：0505231254指导教师尹玉臣所属系（部）：机电系二〇〇八年五月阳泉职业技术学院毕业设计评阅书题目：综采工作面设备选型设计机电系05级机电一体化专业姓名常福伟设计时间：2008年评阅意见：成绩：指导教师：（签字）职务：200年月日阳泉职业技术学院毕业设计答辩记录卡机电系05级机电一体化专业姓名常福伟答辩内容问题摘要评议情况记录员：（签名）成绩评定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。专业答辩组组长：（签名）200年月日目录前言 1一、设计依据 1二、设计范围及内容 1三、本设计提交的内容 2第一章滚筒采煤机的选择 3第一节采煤机选择 3一、原始资料 3二、影响采煤机械选型的因素 3三、预选采煤机 5第二节 采煤机基本参数的校核 9一、采高与卧底量的校核 9二、生产率校核 10第二章刮板输送机的选型计算 11第一节运输能力的确定 11一、刮板输送机的选择 11二、运输能力的计算 12第二节电动机功率的校验 13一、运行阻力的计算 13二、电动机功率的校验 14第三节刮板链强度验算 15一、最大张力计算 15二、刮板链的安全系数 17第三章液压支架的选型 18第一节影响液压支架选型的因素 18一、顶板稳定性 18二、底板稳定性： 18三、煤层厚度： 18四、煤层倾角： 18五、煤层埋藏稳定性： 18六、煤层瓦斯含量： 19第二节煤层顶板及顶板分类 19一直接顶分类 19二、老顶分级 20第三节液压支架的架型选择 20一、架型的选择 20二、液压支架结构参数的确定 21三、支护强度和工作阻力的计算 22四、支架中心距与宽度 23五、顶梁长度 23六、选择液压支架型号 24第四章采煤机、支护设备、刮板输送机配套关系 25一、生产能力配套 25二、移架速度与牵引速度的配套 25三、相关尺寸配套 25附录：工作面配套设备关系图 26致谢 28参考资料： 29阳泉职业技术学院毕业设计说明书PAGE30前言机械化采煤工作面，根据支护设备型式不同。可分为普通机械化采煤工作面(简称普采)及综合机械化采煤工作面(简称综采)。综采工作面主要设备为双滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架，综采工作面机械化程度高、安全、生产率高，国内不少综采工作面年产量超过100万吨。但它的设备投资大，对煤层厚度、倾角、地质条件变化要求严格．普采工作面主要设备为滚筒采煤机、刮板机输送机、金属摩擦支柱或单体液压支住及金属铰接顶梁。(采用单体液压支往、金属铰接顶粱的工作面亦称高档普采工作面)。普采工作面设备投资小，在煤层厚度、倾角、地质条件变化较大时，适应性好，但它的机械化程度、安全、生产率比综采低。目前，随着采煤工作面机械化程度的不断提高，为了确保采煤机械在现场工作中发挥重要的作用，首先要根据综采工作面的采区条件，合理选择配套的采煤机械。主要设备选型在技术先进、生产可靠的同时，兼顾设备间的相互配套，保证运输系统流畅，以期达到采运平衡，最大限度地发挥综采设备优势。综采工作面主要设备应有足够的富裕系数，以减少设备的故障率，提高开机率，实现工作面高产高效。工作面装备力求达到国内领先水平。当工作面的煤层厚度、倾角、地质条件，设计生产能力等已知时，采用那种类型的机械化采煤工作面，应经过经济技术方面认真分析，论证后再去确定，一般讲，当工作面内煤层厚度较厚，煤层倾角及煤层厚度变化不大，地质条件比较稳定，没有大的断层，夹矸等，工作面没计生产能力又比较高。采用综采比较好，相反，当煤层厚度不大。但厚度、倾角变化较大，工作面设计生产能力不很高时，采用高档普采能更好地适应煤层地质条件的变化，并能取得较好的经济效益。我国目前普采年生产量为20～30万吨。综采:当采高大于2米，年产量为50～80万吨，采高1．1米时年产量为30～50万吨。综上所述，本设计确定该回采工作面采用综合机械化开采工艺。一、设计依据1、毕业设计任务书。2、国家规程、规范等有关规定。二、设计范围及内容本设计按设计任务书的要求，对该回采工作面的采煤机、刮板输送机、液压支架进行了选型及配套。本说明书共分四章，第一章采煤机的选型与计算，第二章刮板输送机的选型与计算，第三章液压支架的选型与计算，第四章采煤机、刮板输送机、液压支架的配套。本设计结合参考资料对综采工作面配套设备进行合理的计算与选型。三、本设计提交的内容1.设计说明书一份2.图纸附图：综采工作面设备配备关系图（）一张第一章滚筒采煤机的选择正确选择和使用采煤机是提高采煤工作面，生产能力的一项主要任务，对采煤工作面的生产效率、能耗、安全等都具有重要影响，但采煤机选型涉及问题较多，它不仅与煤层的厚度，倾角及煤的物理机械性质、地质条件等有关，还要考虑与支护设备，运输设备之间配套关系，因此，在选型过程中要考虑多方面因素，综合分析后去确定。第一节采煤机选择一、原始资料矿井年产量：=900000t/年煤层倾角7～9平均采高H=3.5m原封煤容重=1.4t/散煤容重=0.9t/工作面长度=150m年工作日=300天煤层厚度3.3～3.7m煤层硬度本矿采用“四六”工作制作业（矿井以一个工作面满足产量）。二、影响采煤机械选型的因素1、工作面的地质构造工作面的地质构造包括断层、褶曲、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及设备选型有着决定性的影响。断层对综采的影响取决于断层参数、顶底板属性、采煤机功率和支架架型等。断层落差与煤层厚度之比越大，综采设备过断层越困难。火成岩侵入体宽度较小时，可预先掘出岩体；宽度较大时，要改变工作面位置，甚至改用炮采。陷落柱严重影响综采，要尽量避开，或缩短工作面。对软的粘土质底板，当工作面涌水量大于3时，工作条件就变坏。瓦斯涌出量过大时，要考虑工作面的通风断面积及风量的大小，从而限制了设备生产率的提高。2、煤层的力学性质煤层的力学性质包括煤的坚固性系数、抗压强度、截到阻抗、脆性、韧性以及层理、节理、夹石含量及分布等。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。对于中硬以上或硬煤(f≥3)的韧性煤，宜用大功率采煤机开采。3、煤层的厚度按开采技术特点可将煤层厚度分为三类；(1)薄煤层——从最小可采厚度到1.3m；(2)中厚煤层——1.3～3.5m；(3)厚煤层——＞3.5m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电机功率也有较大的影响。一般讲，煤层厚度越大，生产率也越大，装机功率也要相应增大。应当根据层厚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、煤层的倾角按开采技术特点将煤层倾角分为三类：(1)缓倾斜煤层：0°～25°；(2)倾斜煤层：25°～45°(3)急倾斜煤层：45°～90°。倾角小于12°的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，给采煤工作造成困准。由于在干燥条件下金属对金属的摩擦系数为0.23～0.30，其相应的摩擦角为13°～17°，因此，在倾角大于13°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，故倾角大于8°时就应设防治滑装置。无链牵引采煤机装有可靠的制动装置,因此可使采煤机用于倾角达40°～54°以下的煤层。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40°～54°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。但在一段条件下，规定倾角大于16°时，输送机要设锚固、防滑装置；倾角大于18°时，支架要设防滑、防倒装置。煤与底板的摩擦系数为0.7～0.8，其相应摩擦角为36°～40°，因此，当倾角大于40°时，煤即能靠自重分力沿底板下滑。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。5、围岩性质围岩性质主要影响支架架型及支护方式的选择以及支护强度、底座比压和顶板覆盖率的大小。它也影响采煤机械的选型，例如在中等以下稳定顶板的条件下就要考虑采煤机械的允许空顶面积的大小及相应的支护方式；在软或破碎底板的条件下，就不宜选用拖钩刨或爬底板采煤机，以免“啃底”，这时应当选用靠输送机导向和支承的滑行刨或悬臂式爬底板采煤机。6、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，工作而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。根据原始资料所提供的该煤层厚度、硬度等地质资料，确定选用大功率、大采高、大截深（≥0.7m）双滚筒采煤机。虽然煤层倾角小于对机械化开采最为有利，也应考虑采煤机械的备用防滑问题。三、预选采煤机1、计算回采工作面班产量计算公式：==1000t/h式中：——班产量，吨——设计生产能力，90万吨/年；——年工作天数，300天；N——每日生产班个数，3个（“四六”制工作制度，每日三个生产班，一个检修班）；2、采煤机基本参数的计算(1)滚筒参数计算及选择①滚筒直径：滚筒直径大小按煤层厚度来选择，计算公式：根据计算结果，圆整滚筒直径与我国系列化标准一致，故可选取滚筒直径2.0m。②滚筒的截深：滚筒的截深应满足工作面生产能力的要求，且与液压支架的推移行程相配套，其计算公式：式中：——每个生产班的割煤刀数；——平均采高，3.5；——采煤机的一次截深，；——综采工作面长度，150m；——原封煤的密度,1.4t/；其它符号意义同前。经计算，=1.36。当n等于1时，截深为1.36m；当n等于2时，截深为0.68m；由此可定每班的割煤刀数为2刀，确定采煤机的截深至少为0.68m。③选择滚筒通过以上计算，选择采煤机滚筒直径为2m，截深不小于0.68④滚筒转速与截割速度截割速度(或滚筒转速)截割速度或滚筒转速最好应有2—3种滚筒转速，以适应不同的煤质情况。为防止碎煤抛过筒续循环的转速，0.5～0.6m的滚筒，n＝80～120，1.8～2.0m的滚筒，n＝30～40，初选滚筒转速为40。截割速度是指截齿齿尖的速度，可按下式计算：式中：——滚筒的截割速度，；——滚筒转速，40；其它符号意义同前。目前常用的截割速度＝3—5，最好在4左右,截割速度过高将使粉尘增多，故所选滚筒转速与截割速度符合要求。(2)采煤机割煤牵引速度采煤机截割煤时可能最大的牵引速度，其计算公式：式中：——采煤机的平均割煤速度，；——滚筒同一截线上截齿的数目，=2； ——截齿在滚筒转一周切入煤体的最大切削厚度，一般取70mm。其它符号意义同前。(3)计算采煤机的理论生产率采煤机的最大理论生产率的计算公式：=60×3.5×0.68×5.6×1.4=1119.5t/h式中符号意义同前。考虑采煤机的平均割煤速度，一般取值为3.5～5m/min，取=4m/min。则，采煤机的理论生产率799.6t/h。(4)装机功率采煤机的装机功率可用类比法根据煤质、生产率、采高等参照同类型采煤机资料来确定；根据目前我国技术水平，对中硬及中硬以上煤层用采煤机，可按下式初步确定。计算公式：=523.2式中：——采煤机的装机功率，；——采煤机截割煤岩的单位能耗，对于中硬及中硬以上煤层，一般取3.3～4.4，取=3.3。其它符号意义同前。(5)牵引力牵引力是采煤机的一个重要参数。它取决于煤质、采高、牵引速度、煤层倾角、机器质量以及导向装置的结构和摩擦系数等因素。无链牵引采煤机的牵引力可按其电动机功率进行估算。=287~340式中：——采煤机的牵引力，；其它符号意义同前。(6)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，常用采煤机的质量与电动机功率间有以下关系：36.6～52.3t3、选择采煤机型号根据以上采煤机各参数计算结果，本设计选用AM-500型双滚筒采煤机，其主要技术参数见表1-1。表1-1AM-500型双滚筒采煤机主要技术参数生产能力（t/h）976适用采高(m)1.5～5适用倾角（度）0～15截深B(m)0.726滚筒直径（m）1.8牵引速度v(m/min)0～7.2筒速（r·）43适用煤层硬度/f2～4摇臂向上最大摆角（度）50电动机型号DMB-375摇臂向下最大摆角（度）40牵引机构/mm无链牵引力/KN320电动机功率kW2采煤机高度m1.482摇臂长度m2.726质量/t40采煤机基本参数的校核一、采高与卧底量的校核当采煤机机面高度选定后，按以下公式来确定采煤机最大、小采高及卧底量。最大采高：最小采高：最大卧底量：最小卧底量：式中:A——采煤机高度

(机身上平面至底板之距离)1.482h——采煤机截割部减速箱高度，一般等于电机高度,0.6mL——摇臂长度(摇臂摆动中心到滚筒中心距离),2.720、——摇臂向上最大、最小倾角；、——摇臂向下最大、最小倾角;D——滚筒直径1.8m

；最大采高与最小采高之比满足：以上计算结果，满足工作面的要求。二、生产率校核采煤机的理论生产率：计算公式：式中符号意义同前。计算结果，该采煤机的实际生产率满足工作面计划生产能力的要求。第二章刮板输送机的选型计算刮板输送机是连续动作式运输机械的一种，由于其机身低矮，可以弯曲，运输能力大，结构强度高，能适应采煤工作面较恶劣的工作条件，它除了运煤外，还能给采煤机作运行轨道、作为移置液压支架的支点、清理工作面的浮煤层、悬挂电缆、水罐、乳化液管等，它是缓倾斜长壁采煤工作面唯一的运输设备。第一节运输能力的确定一、刮板输送机的选择当工作面采用采煤机时，因为煤是连续而均匀地装到输送机上的，因此根据采煤机的理论生产率选择刮板输送机，查《矿井运输设备选型指导书》表1—2选择刮板输送机型号为SGZ—764/320，电动机型号为KBY680—2×160。但是，由于实际工作面长度和煤层倾角、煤层厚度等条件各不相同，需要对刮板输送机的运输生产能力、电机功率、刮板链强度进行验算。其技SGZ—764/320术特征为：运输能力，t/h：900出厂长度，m：150刮板链速，m/s：0.95型式：圆环链规格mm：破断拉力，kN：850电动机的特征：型号：KBY680—2×160电压，V：1140转速，r/min：1475液力偶合器的特征：型号：YL-560额定功率，kW：160工作液体：HU-22号气轮机油充液量，L：22中部槽尺寸：1500×764×222二、运输能力的计算刮板输送机的运输能力按下式计算：式中：q——单位长度上所装物料的质量,kg/m；v——物料运行速度（m/s）；由于所以式中：F——中部槽物料的截面积，；——货载的散碎容重，；——装满系数，在一般情况下，货载并不能装满，按《矿井运输设备选型指导书》选取，如下表2—1v刮板链速度，m/s；表2—1装满系数输送情况水平及向下运输向下运输装满系数0.9～1﹤5°10°﹥15°由于:所以:=式中：——采煤机或刨煤机的生产能力，t/h；——采煤机或刨煤机的牵引速度，m/min；t/h两向装煤时取“—”；t/h符合要求。第二节电动机功率的校验一、运行阻力的计算刮板输送机运行阻力按直线段和曲线段分别计算，直线段阻力除克服煤和刮板链的运行阻力外，还需克服煤和刮板链的重力。重段阻力：空段阻力：式中：——刮板链每米长度的质量，；——货载每米长度上的质量，；——刮板输送机铺设长度，m；——刮板链在溜槽中的运行阻力系数；——煤在溜槽中的运行阻力系数；——重力加速度，；——倾斜角度；、按表格2—2选取表2—2及选取表阻力系数链子类型单链0.40.60.30.4双链0.60.80.30.4“+”、“-”号的确定原则：刮板链向上运行时取“+”号，刮板链向下运行时取“-”号。其中：==所以重段阻力为：==143873.73+10554.86=154428.59空段阻力为：=36.26×140×9.2×（0.4×）=16211.刮板链在链轮处的弯曲阻力以及可弯曲刮板输送机的机身弯阻力，分别使其重段阻力和空段阻力增加10%，则输送机的总运行阻力，即电动机的牵引力为：=1.21×(154428.59+16211.31)=206474.279二、电动机功率的校验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，输送机电功率按等效来计算：式中：——刮板输送机满负荷时，电动机的最大功率，即：——刮板输送机空载时（即q=0时），电动机的最小功率，即：=刮板输送机电动容量:符合要求。第三节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，此张力值的确定按逐点张力法进行计算。一、最大张力计算如图2—１，按逐点计算法：图2－１双机驱动两端使用的电动机功率和特性都相同，可认为两端各负担总负载的，为克服运行阻力，上端驱动链轮上需施加的牵引力为：最小张力点的判定要看和的大小，得：当时，＞，１点张力最小；当时，＜，３点张力最小。所以１点张力最小。由于刮板链要预张紧，所以有一点的张力，最小张力为：对于单链取2000~3000N，对于双链取4000~6000N。所以:所以点张力最大。二、刮板链的安全系数刮板链的安全系数是查得的C级圆环链条的破断拉力为850kN，中双链负荷分配不均系数取0.90。安全系数为：式中：——一条刮板链的破断拉力，N；——刮板链最大的静张力，N；——双链受力不均匀系数，中双链取0.86~0.91。所以符合要求。第三章液压支架的选型第一节影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因滚．主要是矿山地质条件，如顶、底板稳定性、煤层厚度、煤层倾角、煤层赋存状况及瓦斯含量等，其中以煤层及顶，底扳稳定性影响最大。一、顶板稳定性顶板稳定性直接影响支架的架型支护强度，顶板岩性的不同．决定支架的架型的型式，岩层载荷和顶板的稳定性主要影响支架支护强度和顶梁的结构型式。一般讲：煤层顶板稳固平整，应选用支撑式支架；煤质松软、顶板破碎煤层，应选用掩护式支架；而煤层顶板坚硬。则应选用支撑掩护式支架。二、底板稳定性：底板岩石的组成．结构及岩石力学性质是支架选型不可忽视的另一重要条件．底板的稳定性．对支架底座影响颇大．支架架型选取不当，会使支架陷入底板，使移架困难。根据我国煤层底板岩石抗压强度。建议：按表3-1选型。表3-1不同底板条件下选用的架型岩石松软粘土岩页岩（或松软煤）较软粘土岩页岩（或松软煤）一般粘土岩砂页岩、砂岩（或煤）抗压强度MPa＜2.0＞2.0＞4.0应选架型掩护式液压支架式两柱支掩式掩护式支架支掩式支架支掩式及强力支撑四柱及强力支撑三、煤层厚度：

煤层厚度主要影响支架支护强度，煤层厚度越大支护强度应越高，煤层厚度大小及变化情况，又决定着支架的结构高度和伸缩范围。四、煤层倾角：煤层倾角主要影响支架稳定性，煤层倾角大则易使支架发生倾倒、下滑等现象。必须采取防倒防滑措施。由于该矿井的煤层倾角为,顾不必考虑采取防滑措施。五、煤层埋藏稳定性：实践证明：煤层埋藏越平稳，综采的效果越好。断层及其性质对支架的使用好坏起决定性的影响。若断层落差大，综采设备通不过，断层条数多，综采面搬家次数多。六、煤层瓦斯含量：瓦斯含量大的煤层应采用通风断面大的支架。液压支架架型选择是否合适，最终必然反映到经济效果上。应尽量做到安全、高效，而又能降低吨煤成本。支撑式液压支架虽然价格便宜，但使用性能远不如掩护式和支撑掩护式液压支架优越。因此：在可能情况下，应优先选用掩护式和支撑掩护式两种架型。除矿山地质条件外，采矿技术条件，如回采方式，采面长度，采煤机械类型、生产环节等因素对液压支架的造型也有一定的影响。第二节煤层顶板及顶板分类覆盖在煤层上的岩石，依次分为伪顶、直接顶、老顶，它们统称为煤层的顶板。伪顶是紧贴在煤上极易冒落的较薄岩层，通常在煤层被采下后随即冒落，对液压支架的选型一般没有影响。直接顶位于伪顶之上，无伪顶时直接位于煤层之上，通常是在移架或回柱后随即冒落，直接顶下部1.5～2米厚的岩石叫直接顶下位岩石，它对架型的选择有决定性的影响。一直接顶分类我国将缓倾斜煤层回采工作面直接顶根据其稳定程度分为四类:表3—2直接顶类别类别1234不稳定顶板中等稳定顶板稳定顶板坚硬顶板主要指标强度指数D≤3031～7070～l20>120无直接顶层厚在2～5米以上，6D>560800Kgf/cm2，节理裂隙间距和分层度大于1米的整体岩层。参考指标直接顶初次跨落步距L（M）≤S9～1818～25>251)、不稳定顶板：也称破碎顶板，这类顶板很易冒落。冒落后岩石能基本充满采空区。泥质页岩，再生顶板等属于这类顶板。2)、中等稳定顶板：强度较高，但有大量节理裂隙，局部较完整，冒落后不能充满采空区，一般在支护设备前移后随即冒落。砂质页岩，粉砂岩属予这类顶板。3)、稳定顶板：难于冒落，需支架帮助切顶。4)、坚硬顶板：极难于冒落，采后需强制放顶，砂岩，坚硬砂质页岩等属于这后两类。该矿井直接顶为稳定顶板。二、老顶分级老顶位于直接顶之上，顶板分级主要由直接顶厚度∑h与采高H之比值N来决定，再参考老顶初次来压步距L2，N的意义是指冒落带充满采空区的程度，L2是指工作面初次切顶线到开切眼煤壁之间老顶悬露的长度。老顶周期来压的强弱，对确定支架的吨位即支护强度有决定性影响，N越大L2越小，说明老顶周期来压不明显，作用在支架上的载荷小而稳定，支架的支护强度不需要很大，相反，N越小，L2越大，老顶周期来压就越强烈，作用在支架上的载荷就越大且有冲击，支架的支护强度就要求比较高。根据N和L2值老顶被分为四级。见表3—3表3-3

老顶分级级别ⅠⅡⅢⅣ周期来压不明显明显强烈极强烈指标N>3～50.3<N≤3～5Ll=25～50(M)N≤0.3Ll=25～50(M)N<0.3Ll>50(M)该矿井老顶周期来压不明显。第三节液压支架的架型选择一、架型的选择当工作面直接顶类别，老顶级别已确定经过分析论证后，可按表3-4选择支架型式。使用表3—4时，考虑下列因素：1）煤层厚度为3.33.7米，顶板有侧向推力时，一般不宜采用支撑式支架。2）煤层烦角为7～9(支撑式支架取下限，掩护式取上限)以上时，支架不必考虑防滑防倒装置。3）底板强度、支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度。4）瓦斯涌出量大应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。表3-4适应不同等级顶板的架型和支护强度老顶级别ⅠⅡⅢⅣ直接顶类别12312312344架

型掩护式掩护式支撑式掩护式掩护或支撑掩护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑或支撑掩护式支撑式采高＜2.5m时支撑掩护式采高＞2.5m时支架支护强度/MPa采高/m12340.2940.343(0.245)0.441(0.343)0.539(0.441)1.3×0.2941.3×0.343(0.245)1.3×0.441(0.343)1.3×0.539(0.441)1.6×0.2941.6×0.3431.6×0.4411.6×0.539＞2×0.294＞2×0.343＞2×0.441＞2×55结合深孔爆破，软化顶板等措施处理采空区5)设备成本，能同时允许选用不同架型时，应优先选用价格便宜的支架。另外，表3-4中的支护强度是指单位面积上的支撑力大小，括号内数字是掩护式支护强度；但允许有5％的波动范：1.3，1.6，2分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级老顶比l级老顶的增压倍数，Ⅳ级老顶由于地质条件变化较大，只给出最低限2，具体数字应根据实际情况确定，单体液压支柱的支护密度，可用表中的支护强度除以工作阻力计算。表中采高系最大采高，具体采高下的支护强度可用插值法计算。由以上分析并根据该矿井的地质条件等因素选择支撑掩护式液压支架。二、液压支架结构参数的确定液压支架的结构参数，主要指液压支架的结构高度，液压支架的结构高度，应能适应采高的要求。它根据煤层厚度(或采高)和采区范国内地质条的变化等因素来确定。其选择的原则时：在最大采高时，液压支架应能“顶得住”，在最小采高时，支架能“过得去”。支架最大结构高度和最小结构高度，具体由下面经验公式计算：（m）

=3.7+0.3

=4.0m（m）

=3.3-0.3

=3.0m式中：

——分别为煤层最大、最小采高；m——为伪顶冒落的最大厚度，一般取0.2~0.3m，0.3现取0.3m。——为顶板周期来压时的最大下沉量、移架时支架下降量、顶梁上及底座下的浮矸厚度等和，一般取0.25~0.35m，现取0.3m.三、支护强度和工作阻力的计算

1)支架支护强度q：支架单位支护面积上的支撑力。它是衡量液压支架性能的一个重要参数，可由下列方法确定:按经验公式估算:Q=H·ｐ·g·（Mpa）

=8·3.7·2.5··

=0.74MPa 式中：——为作用于支架上的顶板岩石厚度系数，中厚煤层一般取5—8,取8；H——为最大采高3.7

m；p——岩石密度，-般取2.5t／g——为重力加速度，取10m/;2)确定支护强度后，按下面公式计算支架的工作阻力F：=0.74··6=4440kN式中：——支架的工作阻力，kN;——支护强度,kN/;——支架的支护面积,;根据国产液压支架的发展趋势，支护面积取6；有一种观点认为，支架的制造费用主要决定于支撑高度，而与工作阻力关系不大，因此使用高工作阻力的掖压支架是有利的，在此选定液压支架的工作阻力为5200kN。3)支架的初撑力：我国近年来设计制造的液压支架，初撑力普遍达到工作阻力的80%以上，现取0.8计算公式如下:·0.8=5200·0.8=4160kN四、支架中心距与宽度支架中心距应与输送机一节溜槽的长度相适应，一般为1.2m~1.5m，现选取1.5m。支架的宽度取1.42m。五、顶梁长度顶梁长度与液压支架的结构形式、支护方式、输送机宽度和采煤机的结构尺寸有关，选支架时应该校核这些关系尺寸是否合适。=式中：——一架支架的支护面积，6；——支架顶梁长度，1.42；——梁端距，0.3；——支架顶梁宽度，1.420；——架间距，0.08；六、选择液压支架型号由上面计算出的支架最大和最小结构高度和支护强度的数值，从液压支架产品目录中选择ZZ5200型支撑掩护式液压支架/19.5/42，乳化液泵选MRB125/31.5，支架的规格和主要技术参数如下表：表3-5ZZ5200/19.5/42型支撑掩护式液压支架技术参数型号名称ZZ5200/19.5/42主要技术参数高度19.5～4中心距1.5m宽度1.42～1初撑力4364kN工作阻力5200kN支护强度0.89Mpa底板比压1.99Mpa泵站压力35Mpa拉架力340适应倾角≤15°kN立柱缸径210mm推移步距700mm推溜力485kN整体运输尺寸6300×1420×1950mm重量16.5t第四章采煤机、支护设备、刮板输送机配套关系一、生产能力配套

生产能力配套原则是：工作面输送机的生产能力必须略大于采煤机的理论生产率。在前两章采煤机、刮板输送机选型中已做了计算。表4-1综采工作面设备配套表1双滚筒采煤机AM-5002液压支架ZZ5200/19.5/423刮板输送机SGZ-764/320二、移架速度与牵引速度的配套支架沿工作面长度的追机速度应能跟上采煤机的工作牵引速度，否则，采煤机后面的空顶面积将增大，易造成梁端顶板的冒落。支架移架速度可按下式估算：=A/K（m/min）==9.8>4.式中：——为泵站流量，125L/min；——为一架支架全部立柱和千斤顶同时动作所需的液体容积，按16L计算；A——为支架中心距，1.5mK——为考虑从泵站到支架间管路泄露损失系数，一般取1.11.3；上式计算的移架速度大于采煤机的最大牵引速度，所以支架沿工作面长度的追机速度能跟上采煤机的工作牵引速度。三、相关尺寸配套采煤机依靠工作面输送机导向在其上移动，而且工作面输送机与液压支架又互为支点的移架的推溜，应此三者的尺寸应能协调。从安全角度考虑，工作面无立柱空间宽度R应尽可能小，但它受到设备宽度的制约，由图可知：R=B+E+W+X+d/2=0.726+0.1+0.764+0.150+0.21/2=1.89式中：R——无立柱空间宽度,m;B——采煤机截深,0.686E——滚筒外侧与铲煤板的间距，m;一般E=0.10.15m，取0.1W——刮板输送机宽度,0.764mX——前排柱到电缆槽的间距一般X=0.150.2m；取0.15D——支柱外径,0.21m从顶梁部分尺寸看R=T+L，L为顶梁悬臂长度，T为梁端距。梁端距越小越好，以增大支架对顶板的覆盖，但由于 底版沿走向起伏不平会导致上滚筒倾斜而截割顶梁，应此必须保持一定的梁端距，一般T=250350mm（薄煤层取小值）。为了减小无立柱空间宽度R，保证铲煤板端的煤壁之间距离E及采煤机电缆拖移装置对准输送机的电缆槽，采煤机的机身中心线常相对于输送机中部槽中心线向煤壁方向偏移一距离e,其大小随机型而定。顶梁后部尺寸N与支架结构有关。由上可见顶梁悬臂长度和梁端距的值必须与采煤机，输送机的有关尺寸相适应，这样才能保证正常工作。另外，推移千斤顶的行程应较截深大100200mm.在采高方面，机面高度A一定要保证足够的过煤空间高度C，一般C大于等于250300mm,以便煤流顺利从采煤机底托架下通过。过机高度Y一般应大于200mm，以便采煤机在最小采高，顶板起伏不平及顶板下沉时，能顺利从顶梁下通过。

通过计算，选择的采煤机，支护设备及输送机符合基本配套要求，采煤机、液压支架和输送机组成的综采设备，有严格的配套要求．各单项设备的先进性能只有在搞好配套关系的基础上才能发挥出来。附录：工作面配套设备关系图致谢经过近两个月的时间，我完成了大学三年的最后一次设计——毕业设计。通过这次设计，使我对三年所学的课程得到了全面的复习和巩固，使我对所学知识有了一个全面的了解和认识，并对其加以运用，锻炼了我们全面分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下了一定的基础。本次设计指导老师给予了我很大的帮助，为我解决了设计中遇到的许多难题，使我体会到了设计中的苦与乐，增强了我解决实际问题的能力。使我认识到：在以后的工作中，只有不断地接触困难，不断的学习和努力，才能不断的提高自己。也让我有了一种迎难而上的意识，使我在以后遇到困难时，不至于手足无措，无从下手。通过此段时间的努力，终于完成了此次的设计任务。但由于我对设计中遇到的一些问题了解得不够透彻，而又缺乏经验，因此，在设计中有些缺点和错误，敬请各位老师给予指正。使我对自己出现的错误和不足，有一个明确的认识，并加以改正，为以后大下一定的基础。在设计中，承蒙各位老师的指导，献上我诚挚的敬意：祝老师工作顺利！身体健康！参考资料：1、《矿业固定设计手册》主编：严历生煤炭工业出版社2、《运输机械手册》3、《机械设计基础手册》4、《机械设计手册第三卷》成在先生主编化学工业出版社出版2001年5、《新编机械设计手册上下册》6、《机械设计便览》郭芝俊、左宝山、张桂芳、张宝兴主编，天津科学技术出版社出版19887、《矿山运输机械》于学谦主编，中国矿业大学出版社出版1997年8、《起重机运输机械产品样本运输机械卷》陈国华主编，机械工业出版社1991年9、《煤矿安全规程》北京工业煤炭出版社，1992年10、《采掘机械与液压传动》中国矿业大学出版社，2005年基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发HYPERLINK"/detail.htm?366