综采工作面设备选型

毕业设计说明书题目：综采工作面设备选型班级：09级1班指导教师：袁旭芳 I本设计主要研究了综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机以及乳化液泵站的选型设计。综合机械化采煤是指完成落煤、装煤、运煤以及顶板支护等一系列机械化的总称。本设计中所研究的煤层为采高2.9米的中厚煤层，是较为常见的，所以选型较为容易，采煤机型号的选择主要根据煤层硬度、厚度、倾角等因素来选取，选型后还要计算采煤机的主要参数，采高、截深、生产力、牵引速度、牵引力、截割速度、装机功率。本设计中选用了MG400/930WD采煤机，本采煤机在我国使用较为普遍。在运输方面本设计选用了跟MG400/930WD配套的SGZ880/800型输送机，并对输送机的输送能力以及刮板链的强度进行了验算。在顶板支护中根据顶板的稳定性选用了支撑掩护式支架，架型需要根据采高、工作阻力等来确定，本设计中选用了ZZ4000/17/35型，也是使用较为普遍的一种架型，还对支护强度进行了验算，确定了工作面所需支架的总数量。本设计还对乳化液泵站进行了具体的设计计算，根据所选液压支架的主要技术参数计算了泵站的压力，并对乳化液泵站各设备进行了选型。最后本设计还对整体进行了配套验算，并做出了三机配套图。关键词：综采工作面选型设备 内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)ⅡThisdesignismainlymechanizedminingfaceshearers,hydraulicsupport,scrapercompletedoffthecoal,andinstalledaseriesofmechanizedgeneraltermofthecoal,coaldesignismorecommon,sotheselectionisrelativelyeasy,Shearerchoiceofmodelsmainlybasedoncoalseamhardness,thickness,angleselecmainparametersoftheshearercuttingheight,cuttingdepth,productivity,drawiChina.IntransportdesignselectedmatchingwithMG400/930WDSGZ880/800typeconveyorandconveyortransmissioncapacityandthestrengthofthescraperchainchecking.Selectedintheroofsupportaccordingtothestabilityoftheroofsupportshieldsupport,theframetypeaccordingtotheminingheight,resistance,etc.todeterminethisalsoonthesupportingstrengthchecking,determinethetotalnumberoffacebracketrequired.Emulsionpumpstation,thisdesignalsospecificdesigncalculations,calculatedaccordingtothemaintechnicalparametersoftheselectedhydraulicsuofthepumpingstation,andtheemulsionpumpstationequipmentselection.Finally,thedesignoftheoverallmatchingchecking,andmakeamatchingdiagramofthethree 内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文) I Ⅱ Ⅲ第一章绪论 11.1设计题目、任务和要求、设计条件 11.1.1设计题目 1 1 11.2工作面选型的基本原则 21.2.1工作面设备选型的装备标准 21.2.2工作面设备选型的程序 31.2.3工作面设备选型的三机配套原则 3第二章采煤机的选型 72.1初选采煤机(确定型号) 72.1.1根据煤质的硬度选型 72.1.2根据煤层厚度选型 72.1.3根据煤层倾角选型 72.1.4根据顶底板性质选型 82.1.5确定采煤机型号 82.2采煤机滚筒 2.2.1滚筒直径的确定 2.2.2滚筒截深的确定 2.2.3滚筒截割速度的确定 2.3采煤机的采高、卧底量及调高范围 2.3.1采高及机面高度的确定 2.3.2卧底量及调高范围的确定 2.4采煤机允许的最大牵引速度 2.5采煤机生产率 2.5.2技术生产率 2.6采煤机的装机功率 2.6.1预计装机功率 2.6.2截割功率 2.6.3牵引和辅助功率 2.6.4总装机功率 2.7采煤机的牵引力 2.8采煤机的防滑设备 2.9采煤机的喷雾冷却系统 2.9.1喷雾装置耗水量计算 2.9.2MG400/930-WD喷雾冷却系统组成 2.10采煤机的稳定性 第三章刮板输送机选型 3.1初选刮板输送机 3.1.1刮板输送机的选型原则 3.1.2确定刮板输送机型号 3.2运输能力的验算 3.2.1按生产能力计算刮板输送机的运输能力 3.2.2按刮板输送机工作状况计算输送能力 3.3刮板输送机运行阻力的计算 3.3.1刮板输送机物料质量q的计算 3.3.2刮板链条质量q0的计算 3.3.3有载分支的基本运行阻力计算 3.3.4无载分支的基本运行阻力计算 3.3.5弯曲时运行阻力计算 3.3.6刮板输送机运行总阻力的计算 V3.4刮板输送机链条张力和牵引力的计算 3.4.1确定最小张力点张力Smin 3.4.2用逐点法计算链条各点张力 3.4.3刮板输送机两端链轮总牵引力 3.5刮板输送机电机功率的计算 3.5.1满载运行时电机功率P的计算 3.5.2单向割煤电机功率Ps的计算 3.6链条预张力和紧链力的计算 3.6.1链条预张力 3.6.2链条紧链力 3.7刮板输送机牵引机构强度的验算 第四章液压支架的选型 4.1根据顶板分类(级)确定架型 4.2根据地质条件确定架型 4.2.1煤层厚度 4.2.2煤层倾角 4.2.3底板强度 4.2.4瓦斯涌出量 4.2.5设备成本 4.2.6地质构造 4.3支架主要参数计算 4.3.1液压支架的工作原理和过程 4.3.2支护强度(工作阻力) 4.3.4移架阻力及推溜力 4.3.5支架高度 4.3.6支架的伸缩量和伸缩比 4.3.7顶梁长度 4.3.8选择支架的简要备注 4.4确定支架型号 4.4.1工作阻力(支护强度)和初撑力的验算 4.4.2顶板覆盖率验算 4.5支架布置台数 第五章乳化液泵站的选型 5.1乳化液泵 5.1.1泵站压力的确定 5.1.2泵站流量确定 5.1.3选择乳化液泵 5.2乳化液泵的电机功率验算 5.3乳化液箱容积的验算 第六章配套验算 496.1通风计算 6.1.1采煤工作面需风量计算 6.1.2按工作面温度计算 6.1.3按工作人员数量和炸药需要量计算 6.1.4按风速验算 6.2设备的空间尺寸配套关系 参考文献 附录A:MG400/930-WD技术参数表 附录B:各种液压支架技术参数比对表 附录C:综合机械化采煤工作面布置图 1第一章绪论设计题目：综采工作面机械化设备选型。综合机械化采煤是指完成落煤、装煤、运煤以及顶板支护等一系列机械化的总称。本设计主要研究了综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机以及乳化液泵站的选型设计。设计的目的和要求：在指导老师的指导下，独立完成所要完成的毕业设计全部内(1)完成综采工作面机械化各设备的选型计算。即：确定采煤机、运输机、液压支架和泵站的型号和参数的验算；(2).各设备匹配尺寸和参数验算，完成一张1号综采设备之间的配套尺寸关系平面布置图；(3)编写出一本设计说明书，字数在8千至1万字左右。(1)培养自己综合应用所学理论知识和技能，分析和解决该设计项目的原理和方法，熟悉该设计项目的组成及编成。(2)培养自己懂得该设计项目工作所必须的全局观念、生产观念和经济观念，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。(3)培养自己调查研究，查阅技术言文献、资料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。(4)通过自己独立完成设计来更深刻的了解并懂得以下内容：综采工作面设备配套的目的，首先在于总体配套是单机设计的依据，要解决成套设备各单机间的能力相互匹配和空间几何关系的配套；其次在于使成套设备性能与采煤工艺间相互适应。因而总体配套又是采区设计和采煤工艺设计的依据。2表1.1设计条件工作面长度煤层倾角煤层厚度顶板稳定状况(优良差)岩层硬度(f普氏)中等稳定1.2工作面选型的基本原则根据本井田煤层特点，在工作面主要设备选型时考虑以下原则：(2)各设备间需相互适应、能力匹配、运输畅通，不出现“卡脖子”现象；(3)设备选择要和矿井的煤层赋存条件相适应，与矿井规模和工作面生产能力相适应，达到经济效益的最大化；(4)对辅助运输系统，要求系统简单、环节少，工作人员能快速方便地到达工作本矿井所采煤层为中厚煤层，依照投资合理、效益最大化的开发建设原则，其工作面装备需在充分技术经济比较的情况下，选择国内先进的高产高效、性价比高、安全可靠的采、掘、装、运、支设备。内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)3煤层的赋存情况煤层的赋存情况采煤工艺方法的确工作面生产能力的确定采煤机选型液压支架选型刮板输送机选型其它设备的选择主要设备配套合是完成选型图1.2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内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)4面生产能力、实现高产高效的必要条件。a.采煤机的选型原则(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机功率常用单齿比能耗法或类比法计算，然后参照生产任务b.液压支架的选型原则(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。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。最后依据选型内容结合国内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。内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)5c.刮板输送机的选型原则煤板，靠采空区一侧附设电缆槽等。在选型时要确定的刮板输送机的参数主要包括输送能力、电机功率和刮板链强度等。输送能力要大于采煤机生产能力并有一定备用能力。电机功率主要根据工作面倾角、铺设长度及输送量的大小等条件确定。刮板链的强度应按恶劣工况和满载工况进行验算。综上所述，选型的基本原则就是：在满足生产能力要求采煤机生产能力要与综采工作面的生产任务相适应，工作面刮板输送机的输送能力应大于采煤机的生产能力，液压支架的移架速度应与采煤机的牵引速度相适应，而乳化液泵站输出压力与流量应满足液压支架初撑力及其动作速度液压支架、采煤机、刮板输送机几何关系示意图图1.36(2)为防止移架后支架前柱与电缆相碰和采煤机司机的人身安全，前柱与电缆槽之间必须留有间隙X=150～240mm。(3)梁端距T一般为150～300mm,用来防止滚筒切割顶梁。(4)推移千斤顶行程应比采煤机截深大100～200mm。(6)过煤空间Y最小值为90mm至200～250mm之间，前者适于底板清理良好及采煤机机身短的场合。现行国内外高产高效综采工作面装备能力的配比关系主要是：刮板输送机与采煤机的功率配比应为1:1,最好为1.2～1.4:1,这样才能把输送机的事故减少到最低限度。综采设备的能力应以工作面生产能力为基础，采煤机、工作面刮板输送机、运输板输送机的选型完全可以用性能和能力相似的同类产品所代。内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)7第二章采煤机的选型正确选择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，运输设备之间的配套关系，因此，在选型过程中要考虑诸多方面的因素，经综合分析后再确采煤机适于开采f<4的缓倾斜及急倾斜煤层。对f=1.8～2.5的中硬煤层，可采用中等功率的采煤机，对粘性煤及f=2.5～4的中硬及以上煤层，采用大功率采煤机。坚固性系数f只反映煤体破碎的难易程度，不能完全反映采煤机滚筒上截齿的受力大小，有些国家采用截割阻抗A表示煤体抗机械破碎的能力。截割阻抗标志着煤岩的力学特征，根据煤层厚度和截割阻抗，选取装机功率。因此矿床条件f=2.3下需采用大功率采煤机。(1)极薄煤层煤层厚度小于0.8m。最小截高在0.65～0.8m时，只能采用爬底板(2)薄煤层煤层厚度0.8～1.3m。最小截高在0.75～0.90m时，可选(4)厚煤层煤层厚度在3.5m以上。适应于大截高的采煤机应具有调斜功能，以适应大采高综采工作面地质及开采条件的变化；由于落煤块度较大，采煤机和输送机应有大块煤破碎装置，以保证采煤机和输送机的正常工作。因此在此矿床条件煤层厚度=2.9为中厚煤层。选择中等功率或大功率的采煤机。按倾角分近水平煤层(<8°),缓倾斜煤层(8°~25°)、中斜煤层(25°~45°)和骑槽式或以溜槽支承导向的爬底板采煤机在倾角较大时应考虑防滑问题。当工作内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)8面倾角大于150时，应使用制动器或安全绞车作为防滑装置。因此在此矿床条件煤层倾角为20°是缓倾斜煤层。应考虑防滑问题，并应使用制动器或安全绞车作为防滑装置。顶底板性质主要影响顶板管理方法和支护设备选择。不稳定顶板，控顶距应尽量小，选用窄机身采煤机和能超前支护的支架；底板松软，选用靠输送机支承和导向的滑行刨煤机、悬臂支承式爬底板采煤机、骑槽式采煤机和对底板接触比压小的液压支架。因本题目中为中等稳定顶底板，固可选择通用型的MG400/930WD采煤机。综上所述，可选用MG400/930-WD系列采煤机，该采煤机的外观、结构如下：图2.1MG400/930-WD型交流电牵引采煤机是国产功率较大的电牵引采煤机，它与适用于高产高效综合机械化开采，可用与煤层厚度1.8～3.2m,煤层倾角小于35°,适应煤层硬度f≤4煤层综采。9图2.2MG400/930-WD交流电牵引采煤机结构图1.摇臂2.外牵引3.牵引传动箱4.泵站5.控制箱6.高压箱7.电器系统及附件8.遥控装置9.截割滚筒10.调高油缸11.铭牌12.螺钉13.主机架14.辅助部件15.破碎机表2.3MG400/920-WDMG400/930-WD1.交流变频调速系生产的ACS600系列变列变频器。2.整机拖一根3×径65的主电缆，所用电压等级全部在3300V1.主机架为整体或分体框架式铸焊结构，其强度大、刚性好，各部件的安装均可单独进行，部件间没有动力传递和连接，该机上所有切割反力、牵引力、采煤机的限位、导向作用力均由主机架承受。2.摇臂为悬挂铰接与主机架相联接，无回转轴承及齿轮啮合环节，摇臂功率大，输出轴转速1.该机为大功率、交流变频调速的电牵引采煤机。总装机功率达940KW。牵引力为以下。3.该机设有应急功能：当主控系统出现故障不能正常工作时，可将正常/应急开关置于应急位置，切断主控系统，同时辅助控制系统投入工作。这时只能完成摇臂的开降功能，开停牵引用变频控制盘控制。低。3.牵引采用销排式无链牵引系统，牵引力大，工作平稳可靠，使采煤机能适应底板起伏较大的工作面。4.采用镐型截齿强力滚筒，减少了截齿的消耗，提高了滚筒的使用寿命，并且提高块煤率。5.采煤机电源电压等级为1140伏，双电缆供电。2.电动机全部横轴布置，所有机械传动都是圆柱直齿轮传动，安装、维护简单、传动效率高。所有电机、行走箱上驱动轮组件、牵引双行星减速器等均可从老塘侧抽出。电控部内电气元件高度集成。整机安装、维护方便。a——螺旋滚筒装煤效率；对小直径滚筒，α=0.59～0.63;对大直径滚筒，aHmax——采高，计算时取最大采高，煤层取2.9m。由于综采工作面双滚筒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D>1/2×Hmax。计算结果要按照滚筒系列化标准进行圆整后，最后确定滚筒直径。根据上述计算参数，并结合采煤机系列化标准，初步确定采煤机滚筒直径为1.80m。采煤机截割机构(如滚筒)每次切入煤体内的深度B称为截深。它决定工作面每次推进的步距，是决定采煤机装机功率和生产率的主要因素，也是支护设备配套的一个重要参数。截深与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及支架移架步距有关。在薄煤层中，由于工作条件困难，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(可达0.8～1.0mm);反之，在厚煤层中，由于受输送机能力和顶板易冒顶片帮条要求采煤机截深略小于液压支架的移架步距，保证采煤机每开采一个截深后液压支架滚筒采煤机的截深一般小于1m,多数采用0.6m,大功率采煤机0.75m左右。MG400/930-WD为大功率采煤机，滚筒截深可取0.80m。类似滚筒直径一样，现代滚筒采煤机的每种型号都有几种滚筒转速供选择。采煤机滚筒转速的选择要兼顾截煤及装煤两种工艺，以适应不同的煤质情况，目前大部分厂家的采煤机基本都已匹配好的。滚筒转速的取值：直径为0.5～0.6m的滚筒转速n=80～120r/min;直径为1.8~2.0m的滚筒转速n=30～40r/min。大直径滚筒选用低档转速，小直径滚筒选用高档转速。为防止碎煤抛过筒缘循环的转速，一般认为滚筒转速为30～50r/min较适宜，目前滚筒转速有降低的趋势。根据上述所确定的采煤机滚筒直径为1.8m,设计推荐滚筒转速为40r/min较合适。固MG400/930-WD采煤机滚筒转速取值35.7r/min符合实际应用要求。大降低截齿的寿命。D——选定的滚筒直径，1800mm,取自附录A采煤机参数表。n——选定的滚筒转速，35.7r/min,取自附录A采煤机参数表。根据上述验算结果，截割速度为3.36m/s,固MG400/930-WD采煤机截割速度符合实际应用要求。根据采高范围，配置不同的底托架及输送机，选用不同的机面高度。采高与采煤机尺寸关系如图2.1所示。采煤机机面高度选定后，可按下列公式确定采煤机量大、最小采高及卧底量。图2.4采煤机尺寸关系式中：A——机面高度，1575mmh——电动机高度，630mmL——摇臂长度，2305mmQmx——摇臂向上最大倾角19.3。a——摇臂向上最小倾角未知，近似取5°D——滚筒直径，1800mm式中：A——机面高度，1575mmh——电动机高度，630mmL——摇臂长度，2305mmβmx—摇臂向下最大倾角26°β—摇臂向下最小倾角未知，近似取5°D——滚筒直径，1800mm薄煤层机面高度，根据采高、顶梁厚度，还要考虑过机断面余量，一般不小于煤层变化应位于采煤机采高变化范围之内。卧底量随所用滚简直径大小及摇臂向下倾角而定，一般应视其为150-300mm.。底托架高度尺寸必须考虑过煤空间尺寸(中部槽中板至底托架底边〉,以防煤流堵塞。一般中厚煤层的过煤空间不小于300mm,薄煤层不小于200mm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。装机容量、移架速度、输送机生产能力等因素又限制了牵引速度的增长；从另一方面讲，牵引速度加大后，切屑厚度过大将导致齿座挤压煤体，造成截割阻力的急剧上升。随着装机容量的加大，采煤机牵引速度已达8～13m/min,国外有的采煤机牵引速度高达15～20m/min。然而增加装机容量，加大牵引速度，并不是增加工作面生产能力的唯一途径，综合机械化采煤是一个复杂的生产过程，除了需要解决和改进技术和装备上的问题外，尚需改进管理上存在的问题，其中首要的问题是提高采煤机的开机率。统计资料表明，即使年产百万吨的综采工作面，其生产班的平均开机率也不足50%,而全国的平均水平仅为其一半，足见改进管理的潜力是很大的。采煤机最大牵引速度用下式计算：Vm=(0.7·1·n·m)/1000=0.7×70×35.7×3/1000=5.25m/mim(2-7)l——滚筒的齿长若未知，可近似取刀型截齿l=65～100mm;镐型截齿l=60~2.5采煤机生产率采煤机和其他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、机器工况和结构参数以及时间利用率等因素。因此采煤机的生产率分别以理论、技术和使用生产率表示。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Q的计算公式为：H——工作面平均采高，2.9m;B——滚筒有效截深，0.8m;Vq——给定条件下可能的最大牵引速度，5.25m/min;采煤机的理论生产率是确定与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的。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，采煤机才能达到给定的理论生产率。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：内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)MG400/930-WD因为机械特性比较突出，固取0.7为宜。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。使用生产率可由下列公式计算：MG400/930-WD因为机械特性比较突出，固取0.65为宜。采煤机的装机功率：B——截深，0.800m内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)采煤机工作机构消耗的功率一般占装机功率的80%～85%;故采煤机截割功率：牵引和辅助装置消耗装机功率的15%～20%,其中，牵引系统消耗的功率占到90%以上，故采煤机牵引功率：上述计算结果，要按采煤机配备电动机的标准功率进行圆整。则采煤机实际装机N=N;+Nq+N=643.28+136.24+15.14采煤机的装机容量是由生产能力决定的，生产能力为500～700t/h时，装机容量约600～750kW。国外一些采煤机的生产能力已达到1500～2000t/h,其装机容量也高达1100～1500kW。采煤机的生产能力正比于采高，因此也可以根据采高估计装机容量的大小。对于硬煤，装机功率应加大一倍。对于本地质条件下为中硬煤层，装机功率应加0.5倍，固MG400/930-WD采煤机符合实际应用要求。采煤机的牵引力与装机容量关系密切，装机功率150kW时，牵引力为160~180kN;装机容量300kW时，牵引力达250～300kN。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P=(1.1～1.3)N内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)根据上述计算结果，确定采煤机的主要参数如下：总装机功率794.6kw,截深不小于800mm,采高2.0～3.5m(换滚筒),生产能力不小于600t/h,牵引方式为销排式无链电牵引，牵引力不小于874.1kN,额定电压1140V。经调查，MG400/930-WD交流电牵引采煤机适用于较倾斜、中硬煤层长壁式综采工作面，采高范围为1.8～3.2米(根据配置可以改变采高和截深)。可在周围空气中的瓦斯、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量的引方式。该机主要与工作面输送机、液压支架、皮带运输机等配套使用，可实现采、装、运的机械化，达到综采的高产高效。该采煤机是具有良好可靠性，并能满足高产高效工作面要求的一种新机型。倾斜煤层中，设备防倒、防滑是个特殊的问题。倾斜煤层工作面的上顺槽应按设倾斜煤层采煤机在润滑、防滑等方面都有特殊的技术要求，也是选型时应该特别喷雾冷却系统主要由水阀组件、接头、软管和喷水块等组成。采煤机喷雾系统中，喷咀的数量选择应使一定水压下的总流量等于计算耗水量内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)表2.5几种煤层条件下的单位耗水量采用喷雾的煤层条件无烟煤烟煤在表中q的上限，用于煤含水量小于3～5%,工作面风速大于2m/s以及采煤机穿梭式工作时。喷咀入口水压1～2MPa。同时为防止喷咀堵塞，不宜小于1MPa。要根据管路的远近及管路的弯曲段数目等，在井下进行实际调整，保证喷咀入口水压1～2MPa(观看水压表或水的雾化情况)。q------单位耗水量，煤质为无烟煤取20〔1/T〕为宜Q值对于具体的工作面，可按采煤机最大实际生产率(前面已说明)计算，一般单位耗水量的确定与煤层条件有关。q可按表2.5来选取。固可以根据计算耗水量Q水查表2.6来选择喷雾泵。表2.6XPB型喷雾泵技术特征型号额定压力额定流量电机功率外形尺寸2000×850×755由煤质条件和计算数据可知，需选用大流量喷雾泵，固XPB250/55喷雾泵为宜来自喷雾泵站的水通过水阀组件的进水口进入采煤机，要求进水压力7MPa,流内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)量3201/min,进入水阀组件的水通过阀内的过滤器后分两路：一路在阀内分两支路，分别将水送到左、右滚筒,用于滚筒的内喷雾，左、右滚筒的水量可调节。对牵引传动箱进行冷却，之后进入泵站电机，对泵站电机冷却后再进入油箱冷却器，对油箱进行冷却后进入牵引电机，对牵引电机进行冷却后通过固定在摇臂上的喷雾块将水喷向煤壁；另一路水进入摇臂里冷却器，对截割部进行冷却后再进入截割电机，对截割电机进行冷却后通过固定在摇臂上的喷雾块将水喷向煤壁。另一路水又分三路，一路水进入控制箱和高压箱，对开变频器和变压器进行冷却后通过固喷雾块将水喷向煤壁；另一路水进入牵引传动部冷却器，对牵引传动进行冷却之后再进入牵引电机,对牵引电机冷却之后,通过摇臂上的喷雾块喷向煤壁；第三路水进入截割传动冷却器，冷却了截割部之后再进入截割电机，之后通过摇臂上的喷雾块将水喷向煤壁，详见图2.7图2.7MG400/930-WD系列采煤机采用交流变频调速，用摆线轮-销轨无链机构牵引。采煤机操作点设置在机身中间及两端，可直接操作按钮或把手，也可用无线电发射器MG400/930-WD型采煤机是左右滚筒、左右摆臂减速箱、左右截割电动机、大内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)框架、行走部箱、左右调高泵站、冷却喷雾系统。电控箱、变频器、变压器及各种辅(1)截割部电动机横向布置在摇臂上，摇臂和机身连接没有动力传递，取消了螺旋伞齿轮传动和结构复杂的通轴，使机身长度缩短。(2)所有的截割反力、调高油缸支撑反力和牵引的反作用力均由大框架承受，而电控箱、左右调高泵站等均不受外力，不仅外形尺寸减小，而且可靠性提高。(3)用来支撑、安装各部件的托架采用框架结构，取代了传统采煤机的平板式托架。大框架由三段组成，它们之间用强度液压螺栓副联接，结构简单、强度大、可靠(4)每个主要部件都是可以单独从大框架中由老塘侧或煤壁侧抽出，不必拆东其他部件，固更换共方便，易于维修。牵引速度和牵引力大、故障少，能适应高产高效工作面的要求。(6)调高液压系统采用集成阀块，管路少、维修方便。(7)行走箱为独立的箱体，配套多种槽宽的输送机时，只需选用行走箱及改变煤侧壁的滑靴即可，而主机不变。(8)变频器设置在行当内，冷却条件好，能防止因振动而带来的不良影响，提高综上所述特点，可知MG400/930-WD系列采煤机稳定性是比较好的。内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)第三章刮板输送机选型刮板输送机应能保证工作面落煤生产能力的需要，选择刮板输送机、转载机和带式输送机等都应以工作面最大生产能力乘以1.2的不均衡系数作为基数。同时刮板输送机承担着直接从采煤工作面运煤的艰巨任务，因此，刮板输送机选择的合适与否，直接影响着煤炭的运输与生产。选择刮板输送机要考虑以下内容：(1)刮板输送机与采煤机的配套。要求刮板输送机的输送能力不小于采煤机的理论生产率；要求刮板输送机的结构形式必须与采煤机结构相配套。(2)刮板输送机与液压支架相配套原则。要求刮板输送机的结构形式要与液压支架架型相匹配；要求刮板输送机的溜槽长度要与液压支架的中心距相匹配；刮板输送机溜槽与支架推移千斤顶连接装置的间距和结构匹配。(3)要根据链子负荷情况决定链子数目，结合煤质硬度选择链子结构型式。煤质较硬、块度较大时优先选用双边链；煤质较软时可选用单链和双中心链。当前高产高效综采工作面选用的输送机槽均为铸造、封底式。溜槽宽度尺寸应尽可能选用通用尺寸，并应考虑能与采煤机底托架和行走机构尺寸相匹配。(5)在传动装置布置方式、电动机台数和铺设长度方面，综采工作面刮板输送机通常采用多电机驱动，一般2~4台，应优先选用双电机双机头驱动方式。为了便于一般在传动装置中使用液压偶合器。电机功率大小及台数应根据工作面倾角、输送机铺设长度及输送量大小而定，输送机铺设长度可根据刮板输送机技术特征、输送量、链速和工作面倾角等因素确定。(6)为了配合滚筒采煤机斜切进刀不开切口，应优先选用短机头和短机尾，但机头架和机尾架中板的升角不宜过大，以减少通过压链块时的能耗。(7)与无链牵引的采煤机配套时，机身附设结构型式相应的齿条或销轨与采煤机的行走轮齿相咬合。为了配合采煤机有链牵引或钢丝绳牵引的需要，在机头和机尾内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)部应附设采煤机牵引链的张紧装置及其固定装置。此种牵引方式很不安全，现已很少(8)为了防止重型刮板输送机下滑，应在机头机尾安装防滑锚固装置。(9)刮板输送机溜槽两侧应附设采煤机滑靴或行走滚轮跑道，为防止采煤机掉道，还应设有导向装置。在输送机靠煤壁一侧附设铲煤板，以清机道的浮煤。此外，为了配合采煤机行走时能自动铺设拖移电缆和水管，应在输送机靠采空区一侧附设电缆槽(一般与挡煤板制成一体)。表3.3SGZ880/800型输送机主要技术参数输途量设计长度链速电机功率链条规格中部槽规格m(长×宽×高)本系列产品主要适用于缓倾斜中厚及厚煤层长臂式综采工作面，可与相应的采煤机、液压支架配套使用。具有工作可靠，结构简单、适用性强等特点。按采煤机生产能力计算刮板输送机的运输能力H·-----采高，2.922mφ------装满系数，0.75y·-----煤的容量，1.35T/m³V₀-----为刮板输送机链速，1.1m/sK₃------运输倾角和运输方向的系数。参照表3.5本次取0.7表3.4运输情况水平运输倾角5～10°倾角10°以上向下向上向下向上1表3.5输送情况水平及向下运输向上运输装满系数P0.9～1.0按此式计算的Q是要刮板输送机运走的煤量(小时生产能力)。主要是根据已选定的输送机技术特征，验算是否能够满足所要求的运输能力。q·=1000·F·φ·Y₀,Kg/mγ₀------煤的松散容重，0.85～1.0T/m³,本次取0.9刮板输送机每米长度物料质量q:式中Qe——刮板输送机输送量1256.31(t/h)v——刮板链条速度1.1(m/s)。3.3.2刮板链条质量q0的计算刮板链条每米长度质量，与链条直径、刮板链条形式及溜槽宽度等因素有关，其数值如表3.6所示。表3.6刮板链条每米长度质量q0链条直径溜槽宽度刮板链条每米长度质量(kg/m)边双链中双链(准边双链)单中链———— 由表3.6查得q₀=72(kg/m)图3.7刮板输送机运行阻力计算图刮板输送机有载分支的基本运行阻力Wzh:式中Wzh——刮板输送机有载分支基本运行阻力(N);L——刮板输送机设计长度210(m);g——重力加速度，取g=10m/s2;β——刮板输送机倾角20(°);q——刮板输送机每米长度物料的质量317.25(kg);q0——刮板链条每米长度的质量72(kg);o’——刮板链条在有载分支溜槽中移动时的阻力系数0.4;“±”——根据刮板链条向上运输时取“+”号；反之取“一”号。W=(317.25×0.6+72×0.4)×210×10×cos20⁰+(317.25+72)×210×10×sin20°=712036N=712.036kNW值表3.8刮板输送机的结构形式单链或双中心链工作链布置在回空链上面工作链和回空链在同一水平上双边链有导向装置、铺设平直有导向装置、底板起伏不平W'值表3.9刮板输送机的结构形式单链或双中心链无导向装置0.25～0.35有导向装置0.35～0.40双边链无导向装置0.20～0.25有导向装置0.25～0.35刮板输送机无载分支的基本运行阻力WK:Wx=72×210×10×(0.4×cos20°-sin20°)=51710N=51.71kN式中w”——刮板链条在无载分支溜槽中移动时的阻力系数0.4;式中k1——刮板输送机弯曲运行时附加阻力系数1.1。刮板输送机运行总阻力W:W=k₂(Wn+Wk)=1.21(Wzn+Wk)(kN)W=1.21×(783+56.87)=1016.2(kN)式中k2——刮板链条绕上头部、尾部链轮回转时的附加阻力系数1.21。如图比较1点和3点张力S1和S3:即S₁-S₃=0.605Wm-0.495W=0.605×712-0.495×51.7=405.2因为S₁-S₃=405.2>0XX图3.10链条张紧力计算示意图3.4.2用逐点法计算链条各点张力图3.10中，S₄=S₃+W=S₃+1.1W=5+1.1×712=788.2kNS₂=S₁+W=S₁+1.1Wx=462+1.1×51.7=518.873.4.3刮板输送机两端链轮总牵引力刮板输送机两端链轮总牵引力F:其中F₁=S₄-S₁+0.05(S₄+S₁)其中F₂=S₂-S₃+0.05(S₂+S₃)式中F——刮板输送机两端链轮总牵引力(kN);F1——头部链轮的牵引力(kN);F2——尾部链轮的牵引力(kN)。F=788-462+0.05×(788+462)=388.5(kN)F₂=518.87-5+0.05×(518.87+5)=775.81(kN)F=388.5+775.81=1164.305(kN)3.5.1满载运行时电机功率P的计算刮板输送机满载运行时，电机功率P:式中k—-刮板输送机电机功率备用系数；F——刮板输送机链轮总牵引力(kN);采煤机下放时，刮板输送机空载运行(q=0)的电机最小功率Pmin:单向割煤工作面采煤机割煤时，刮板输送机电机最大功率为Pmax计算，即刮板输送机电机的等值功率Pd和设备功率Ps:P=1.2P₄(kW)P=1.2×987.98=788.6(kW)式中Pmax——刮板输送机满载运行时电机最大功率；Pmin——刮板输送机空载运行时电机最小功率。刮板输送机配用电机总功率Pz=800kW>Ps=788.6kW由定义可知，链条预张力引起链条的弹性伸长量△Ly应等于链条在额定负载下的式中T——链条预张力(kN)。链条紧链力：T₁=667+52.7+52.3=772(kN)式中T——刮板输送机链条预张力(kN);We——紧链时底链移动阻力(kN);F'——接链时链条松弛量(0.5～0.6t)需要的附加牵引力(kN),按下式计算：Ao——链条横断面积(m2);p——圆环链条链环的节距；L——刮板输送机设计长度(m)。刮板输送机牵引链强度验算：式中kmin——刮板输送机链条最小安全系数，kmin≥2时满足要求；Ta——刮板输送机链条最小破断载荷(kN);Tm——刮板输送机满载启动时链条最大拉力(kN)。式中Tb——刮板输送机单股链条最小破断力(kN);ne——刮板输送机链条根数；k₄——刮板输送机链条受力不均匀系数，中双圆环链ka=0.85。式中nb——刮板输送机电机启动力矩系数；n’——刮板输送机启动时总传动效率；验算2=6.12≥4.2式中K——刮板链抗拉强度安全系数N——链条数，单链N=1双链N=2λ——两条链子负荷分配不均匀系数，单链λ=1双链λ=2第四章液压支架的选型按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。根据煤炭部(81)煤科字第429号文件关于《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，按稳定性不同直接顶分为四类，按来压强度不同将老顶分为四级，并分别提出相应的架型、支护强度和顶板管理方法。表4.11234不稳定顶板中等稳稳定顶板主要71~顶指标直接顶初次垮落表4.2分级II夏W老顶来压显现不明显极强烈指标N>3～50.3<N≤3～5L>50:N≤0.3、L=25～50N≤0.3L>50内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)表4.3IIIN12312312344液压支架架型掩护掩护支撑掩护支撑掩护支撑支撑掩护支撑掩护液压支架支护强度(吨/米)45(35)2×352×452×55汉处文应孔软等理汉处文应孔软等理化顶措施采空[单体支柱支护强度(吨/米²)按采空区处理方法确定单体支柱支护与采空区处理措施超前梁和密背板顶梁和背板或顶梁顶梁或点柱顶梁和密背板顶梁和背板或顶梁顶梁或点柱顶梁和密背板顶梁和背板或顶梁顶梁或点柱必要时密集柱全部陷落结合强制放竣的全部M深孔爆破或软化顶板的全部陷落；局部垮落；局部充填根据我国煤层赋存的特点，当厚度超过2.5m、顶板有水平推力时，应选用抗水平力强的支架，一般不宜选用支撑式支架。当煤层厚度在2.5～2.8m以上时应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的煤层倾角在10°~15°以上时，支架应有防滑和调架装置；当倾角超过18°时，应同时具有防滑和防倒装置。支架底座对底板的接触比压应小于底板的允许比压，允许比压与底板的岩石性质有关，对于砂岩底板，其值一般为1.96～2.16Mpa,软底板为0.98Mpa左右。接触比压与具体支架有关，选型时应验算接触比压值。对于瓦斯涌出量大的工作面，应优先选用通风断面大的支撑式和支撑掩护式支架内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)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。由以上依据和设计条件提供的数据可初确定支撑掩护式架型。4.3支架主要参数计算液压支架工作原理图4.44.3.1液压支架的工作原理和过程移架：操纵手动阀，溜子为支点，移架，然后紧接着升架。推溜：支架为支点，推溜。t支架工作特性曲线图4.5液压支架的支撑承载能力：液压支架的支撑承载能力是指液压支架与顶板之间相互力学原理，它包括初撑增阻、承载增阻和恒阻三个工作阶段：(1)初撑增阻阶段：在升柱过程中，从顶梁接触顶板起，至支柱活塞腔的油液压力达到泵站的工作压力时，松开手把，停止供液，液控单向阀立即关闭，阀球封闭了支柱活塞腔的油液，这就是支架的初撑阶段。此时支柱和支架对顶板产生的支撑力(2)承载增阻阶段：支架初撑后，随顶板的下沉，支柱活塞腔被封闭的油液受到压缩，油液压力继续升高，呈现承载增阻状态。这时由于支柱缸径增大，油液被压缩而体积缩小，即使乳化液没有任何漏损，安全阀并未动作卸载，支柱总长度也降缩(3)恒阻阶段：支架承载后，如果完全支撑住顶板，不允许顶板下沉，需要有强大的支撑力。在实际生产中，由于顶板压力有时相当巨大，想设计出能抗住巨大顶随顶板下沉时，有一定的可缩量，但又保持一定的支撑力不敢于使顶板任意下沉而造成破坏冒落。要求支架即具有一定的支撑力，又具有可缩性。液压支架的这种特性，是由支柱的安全阀来控制的。在顶板压力增大时，支柱活塞腔被封闭的油液压力就迅速升高，当压力值超过安全阀的动作压力时，支柱活塞腔的高压液体经安全阀泄出，支柱降缩，支柱活塞腔的液体压力减小，这就是支架的“让压”特性；当压力小于安全阀的动作压力时，安全阀又关闭，停止卸液，支柱活塞腔的液体又被封闭，支架恢复正常工作。由于安全阀动作压力的限制，支柱呈现出恒阻特性，此时支柱和支架承受的最大载荷称为工作阻力。上述工作过程表明：液压支架在额定工作阻力值以下工作时，具有增阻性，以保证支架顶板的有效支撑作用；当支架支撑力超过额定工作阻力值时，支架随顶板下沉而下缩，使支架保持恒定的工作阻力，即具有可缩性和恒阻性。支架本身的增阻性取决于液控单向阀和支柱的密封性能，可缩性和恒阻性则由安全阀的溢流性能决定。因此，液控安全阀、单向阀、支柱这三个部件，是保证支架性能的关键元件。4.3.2支护强度(工作阻力)支架的结构尺寸确定之后，与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。从理论上分析，合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。支护强度过大，不仅离层、冒落，使顶板破碎，造成顶板维护困难。因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算，这样目前主要以经验法或实测数据，来确定支架的支护强度。下面介绍两个经验公式：K------顶板岩石破碎膨胀系数，一般取1.2～1.5,此次取1.3;q'------顶板周期来压动载系数。q'取1.1;周期来压明显顶板：q'取1.3;周期来压强烈顶板：q'取1.5~1.7,此设计中取1.1。不明显时取下限，否则取上限，本设计取6为宜；放顶煤支架的支护强度一般为0.5~0.7MPa。对支撑式支架，支架立柱的总工作阻力等于支架工作阻力。对于掩护式和支撑掩护式支架，由于受到立柱倾角的影响，支架工作阻力小于支架立柱的总工作阻力。工作阻力与支架立柱的总工作阻力的比值，称为支架的支撑效率η。所以支架立柱的总支撑式支架的η=100%,支掩护式和支撑掩护式支架取η=80%左右。有效工作阻力与支架工作阻力的比值，称为支架的支撑效率n.;在考虑了支撑效初撑力的大小是相对于支架的工作阻力而言，并与顶板的性质有关。液压支架的初撑力，对支架维护顶板的性能方面，要比工作阻力(支护强度)起着更加显著的作下沉；初撑力偏低，要等顶板下沉时才能增阻，会增大顶板的下沉量；初撑力过大，会使顶板反复受拉导致直接顶蠕动，造成直接顶早剥离，使顶板管理困难。所以支架初撑力选择的合理与否，时非常重要的。目前在坚硬、中硬和破碎的顶板条件下，多趋向于采用较高的初撑力。现在支架的设计中初撑力，已高达工作阻力(支护强度)的90%以上。根据有关资料介绍，初撑力与支护强度的比例关系，即=初撑力强度/支护强度，以顶板的的稳定性不同，一般在60～85%区内选取为宜。在确定初撑力时，可按以下原则考虑：对于不稳定和中等稳定顶板，为了维护机道上方的顶板，应取较高的初撑力，约为工作阻力的80%;对于稳定顶板，初撑力不易过大，一般不低于工作阻力的60%,对于周期来压强烈的顶板，为了避免大面积垮落对工作面的动载威胁，应取较高的初撑力，约为工作阻力的75%。一般取初撑力为0.6～0.8倍的工作阻力。在此我们取0.8倍的工作阻力计算如下：移架阻力与支架结构、吨位、支撑高度、顶板状况是否带压移架等因素有关，通100~150kN;中厚煤层支架为150~300kN;厚煤层支架为300~400kN。推溜力一般为100~150kN。考虑到顶板有伪顶冒落或可能局部冒落，支架的最大高度应是煤层的最大开采高度再加200-300mm,即：Hmin-aRHmin-g-e=2.361-0.025×0.2×2.922-0.05-0.04=2.256m(4-5)式中a——考虑到顶板级别的系数，对I、Ⅱ、Ⅲ级顶板分别为根据支架的伸缩量，可以确定立柱的行程。在工作面采高变化较大时，要用双伸液压支架最大结构高度与最小结构高度之比称为伸缩比，即伸缩比K反映了支架对采高变化的适应能力，K愈大表示适应煤层变化的能力越大薄煤层中K值为2.5～3.0,中厚煤层中K应不小于1.4～1.6。两柱掩护支架K可达3.0,支撑掩护支架K可到2.0～2.5。不同采煤法的综采工艺，如单一长壁综采、大采高综采、放顶煤综采，支架类型各有特点。根据不同矿压特性，选用适于本矿区煤层赋存条件相应的液压支架，再依据选型内容，参照液压支架主要技术特性直接选取架型；也可根据选型内容，在初选架型后，分别选定支架各主要部件的功能和性能参数，再整机组合定型。在选定架型后还要核对与采煤机、刮板输送机的几何尺寸。顶梁长度取决于必要的作业空间和通风断面要求，还与支架方式有关。支护方式有超前支护和滞后支护两种方式。根据选定的架型和支护方式，来估算所需支架的顶梁长度(范围),以供确定支架型号作参考。(1)直接撑定掩护式支架，如图4-1所示。b₁=△+y+d+l-0.3·tga-c(4-7)式中：△------铲煤板铲尖到煤臂的距离，取100～200mm(具体大小也可计算);y=F+G+J+VG------中部槽宽(查特征表);图4-1V------电缆槽宽。参数查不到时可估算V=350~d------超前移架时取>截深；滞后移架时可取e------人行道宽度，不小于0.6m,高度不小于采高的70%;图4-2c------梁端距，取250～350mm。(2)支撑掩护式，如图4-2所示。a------由结构而定，考虑支架稳定性和减少底座前端的比压。a>300mm;b₂------通常b₂=0.9～1.2m,在中厚煤层中可设置为人行道；顶梁全长：l=b₁+b₂+b₂注：1.顶梁的长度和宽度取决于支架的类型，它影响支架与顶板的接触性能、控顶距、移架速度和稳定性，一般在保证一定的工作空间和合理布置设备的前提下，应尽量减小顶梁长度，以缩小控顶距和支架的重量。对于支撑式和支撑掩护式支架，由于立柱为双排布置，支撑力较大，故这类支架的顶梁较长，当采用滞后支护时，顶梁全长为2.5m左右；当采用及时支护时，顶梁全长为3.0~4.0m。对于掩护式支架，由于一般用于破碎顶板，应尽量减小支架对顶板的重复支撑次数，加之立柱多为单排布置，故顶梁长度较小，通常1.5~2.5m,最大达3m左右。顶梁的宽度应根据支架间距和架型来定。我国规定支架标准中心距为1.5m。掩护式和支撑掩护式支架包括侧护板在内的顶梁宽度为1.4~1.6m(下限为侧护板收缩时的运输宽度，1.5m为支架的正常宽度，1.6m为调架时侧护板伸出后的最大宽度)。垛式支架的架间距一般为0.1~0.2m。2.底座的宽度支架底座宽度一般为1.1~1.2m。为提高横向稳定性和减小对底板比压，厚煤层支架，可加大到1.3m左右，放顶煤支架为1.3~1.4m。底座中间安装推移装置的槽子宽度，与推移装置的结构和千斤顶缸径有关，一般为300~380mm。(1)采高达到2.5~2.8m以上时，需要选择带有护帮装置的液压支架。(2)要考虑是否需设防倒防滑装置。我国《缓倾斜煤层工作面顶板分类方案》中规煤层倾角大于10°,支撑式支架应带有防滑装置；煤层倾角大于15°,掩护式和支撑掩式支架应带有防滑装置；煤层倾角大于18°,各类支架都应带有防倒装置；(3)考虑到支架对底板的最大比压，防止支架底座会被压如底板。根据设计参数，可以求出支护的强度q:式中K₁——作用于支架上的顶板岩石系数，一般取5～8。顶板条件好、周期来压不明显是时取下限，否则取上限；4.4确定支架型号故综合各方面因素，选用ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架，该支架的外观如图图4.6:ZZ4000/17/35型支撑掩护式支架工作阻力istingforce(32MPa)工作阻力Baseproportionpressure:210kPaStrokeofprops:机械加长杆行程StrokeofmechanizedlengtheiWeightofsupport:10.5t4.4.1工作阻力(支护强度)和初撑力的验算对于掩护式和支撑—掩护式支架、立柱，多为倾斜布置。因此，工作阻力和初撑力随支架的工作高度的不同而不同。高度大，支撑力大，支架的技术特征大多给出的是最大值(在最大高度下)。为此，对于立柱倾角比较大时，需验算该支架用于这个所选定的支架在H采高时的支撑力(支护强度)≥计算值。当然若使用高度与支架本身的最大高度相差不多或立柱倾斜角较少时，可以不用支架顶梁对支护面积的覆盖率为K₁------支架间距，0.1m;L------顶梁长度，3.375m;K₁由侧护板的支架取0.1m,无侧护板的支架取0.1～0.2m。中等稳定顶板不小于75%～85%;稳定顶板不小于60%～70%。同时在液压系统设计计算结束后，需要量对所设计系统的技术性能进行验算，判断设计质量，即以便调整设计参数及方案。L------工作面长度，210m;A------一台支架支护宽度，通常为1.5m。乳化液泵站是井下综合采煤工作面支护设备的动力源泉，是煤矿井下支护作业换维修的不可缺少的工具。乳化液泵具有体积小、重量轻、操作简便、移动灵活、工作平稳可靠和高效、节能、安全的特点，尤其是在空间狭小的坑道口、掘进头、低煤层和回采面等地段，更是一般大型注液泵站无法替代的产品，深受广大煤矿工作者的欢迎。乳化液泵是要实现煤矿井下安全运行的十分必要的一个环节。(1)乳化液泵站输出的流量、压力应满足液压支架的需要，并考虑管路阻力而(2)乳化液泵输出的单机额定流量和泵的台数，应满足工作面液压支架操作需要，对能快速移架的液压支架供液或多台支架同时作业时，需要较大流量。(3)乳化液泵站电动机选用电压，其等级应与工作面其他设备的电压等级相一(4)乳化液箱的容量应能满足多台泵同时运行的需要。(5)当设立固定乳化液泵站实行远距离供液时，要计算确定所用管路的类型、口径和液流压降的损失，并确定所需的泵压。(1)根据初撑力的要求n------支架立柱个数，4个；(2)根据拉架力和推溜力的要求所需的泵站压力P,:P≥P₂max·K₁=1.15×24=27.6MPa(压力损失系数K₁=1.1～1.2)确定的原则是：液压支架的移架速度≥采煤机的工作牵引速度(这样才能保证连续、安全地进行生产),即：沿采煤机牵引方向的距离。t₁与移架千斤顶、立柱、调架千斤顶的缸径和行程以及乳化液泵站的流量有关。408)/Q,=82.3/Q;1.5/(82.3/Q()+0.4≥4m/min解得Q,≥198L/mind、1------移架千斤顶缸径和行程。d≈0.14m,l≈0.6m;Ln------升降的立柱个数。经过代入数据计算即校核并综合各方面因素，可选用无锡威顺煤矿机械公司生产的BRW200/31.5型乳化液泵。乳化液泵外观如图5.1和技术参数如下表：图5.1BRW200/31.5型乳化液泵采取一些措施提高移架速度。(1)减少操作调整时间t₂,提高工人的操作水平和适当增加操作人员。顺序移步：支架沿采煤机牵引方向依次迁移，移动步距等于截深，对顶板的支护较好，操作较简单。如图5-1a所示，移架速度为：交错移步：支架呈交错布置，隔架前移，移动步距为两个采煤机截深，减少了对顶板岩层的多次作用。这种移步方式的缺点是增加了工作面空间没支护的面积，支架立柱排间的行人通道易堵塞。此方式多用于顶板比较稳定的煤层，由于只移一半支架，移架速度比较快。如图5-1b所示。移架速度为：内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)图5-1aV=V₁+V₂+V₃n------每架支架的立柱数；内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)第六章配套验算通风的目的是为了冲淡有害气体，达到安全生产以及保证工作面适宜的气象条采煤工作面应按瓦斯(或者二氧化碳)涌出量、工作面温度、炸药用量、同时工按瓦斯(或者二氧化碳)涌出量计算：Kc——工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，即该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比。通常，机采工作面可取1.2～1.6;炮采工作面可取1.4～2.0;水平工作面可取2.0～3.0,此次设计选择1.4;Qk=60VSK采煤工作面进风流气温(C°)采煤工作面风速(m/s)表6.2采煤工作面长度风量系数表采煤工作面长度(m)工作面长度风量系数ne——采煤工作面同时工作的最多人数，50人。根据《煤矿安全规程》规定，回采工作面最低风速为0.25m/s,最高风速为4m/s的要求进行验算。即回采工作面风量满足要求：工作面的风量：对采高为2～2.5m时，其风量为400～500m³/min。其他采高下2～2.5/2.5～3.5=400～500/Q采x;Q采x=500～700m³/min应满足《煤矿安全规程》的规定。采煤机、刮板输送机、液压支架之间的配套尺寸关系如图6.1所示。该图表示采煤机割过煤并移架后的工作面剖视图。T------梁端距，一般250～350mm,最小可到150mm(薄煤层可取小值);C------过煤高度，C≥250～300mm;薄煤层时，C在200～240mm;Y------过机高度，Y≥90～到200～250mm。在底板清理良好及机身较短的场合可取小些。根据选定的设备，结合绘制综采工作面机械设备平面布置图，加以验证以上参数。图6.3采煤机、刮板输送机、液压支架之间的配套尺寸关系图内蒙古科技大学毕业设计任务书(毕业论文)一转眼的功夫，在大学的生活随着毕业设计的完成也即将结束，我也将踏上新的征途，迎接新的挑战。蓦然回首我才发现，在大学度过的这几年时间，才是我人生最历时近三个月的时间，我认真的完成了我的毕业设计。通过这次的毕业设计，使得我对所学的专业知识有了一个升华，使我对煤矿综采工作面有了一个全面，系统的了解。我国正处在全面建设小康社会的现代化进程中，经济的发展对煤炭的需求快速增长。据不完全统计，2007年全国煤炭产量初步统计为27多亿吨，预计2010年中国煤炭产量需求将超过30多亿吨，2020年将达到28～30亿吨。我国是能源生产和消费大国，富煤、少气、缺油的资源特点及经济发展水平和经济实力，决定了我国以煤为主