毕业设计（论文）《支护设备与采煤机、运输机》选型设计.doc

第一部分 概述一、毕业设计意义毕业设计是整个教学环节，是检验整个学习中所学知识的一种方法和手段，是毕业前的综合性训练，是培养学生独立工作能力和解决实际问题技能的重要教学环节。因此，要求凡参加毕业设计者，都必须严肃认真，一丝不苟的进行工作；一定要根据给定的设计题目的要求，选择运输设备。在选型中要正确地选用计算公式，各种参数和数据，通过计算和校核，确定一个工作面的采煤机型号、液压支架型号和刮板输送机型号及校核，一条运输巷的胶带输送机的型号，各运输环节的运输设备，合理选择辅助运输设备。毕业设计既然是培养学生工作能力和技能的毕业前的综合性训练的教学环节，所以给的题目是经过加工的。虽然要求一般的按给定题目进行设计，但也不排除学生根据自己的条件和掌握的实际生产中存在的问题，进行研究设计工作，但要争得指导教师同意。建议：在开始动手设计之前，就所给定的题目，熟悉矿区概况，交通情况，地理位置，矿井开拓方式，井下开拓系统；搞清井下运输系统及运输线路特点，特别是两相邻运输环节相接处的情况及布置方式；详细阅读毕业设计指导书和毕业设计参考资料。煤矿安全规程的有关条款；备齐各种用具及必要的参考书等。要求：主要运输设备的确定，必须通过计算或验算，并有充足的理由，首先要求技术上合理，经济运转中安全。设计说明书要用规定的书写纸，要书写工整，干净。列出各主要运输设备的技术特征表和必要的插图，要有所有运输设备汇总的一览表。装订成册。对所绘图纸，要求布置合理、美观、正确、干净、细致，基本成比例。标题栏，图例及明细表都要认真填写和绘制。有时需要绘制必要的剖面图或局部图。二、井田概况及地质特征1、 某矿煤层工作面原始数据煤层厚度（M）截割阻抗（牛顿/毫米）煤层倾角（）顶板条件工作面长度（M）设计生产量（万吨/年）生产安排HmaxHmin老顶直接顶3.12.32202-10级3类150200一年工作350天，实行四班制，三班生产，一班检修，日工作时间12小时2、 某煤矿采煤工作面地质资料（1）工作面基本情况：表1 工作面位置及井上下关系表水平名称同矿1013水平采区名称12#层410盘区地面标高工作面标高地面的相对位置地面位于牛皮岭沟及沟两边的高山、平地上。回采对地面设施的影响对应地面无设施。井下位置及与四邻关系井下位于12#层410盘区51107巷与21007巷之间北东部为81005工作面，现正在开拓，西南部为81009工作面，现正在回采。走向长度M860倾斜长度M150可采面积M2129000 （2）工作面的地质状况： 表2 煤层情况表煤层厚度M2.33.12.5煤层结构0.2(0.2)0.7(0.04)1.22煤层倾角()2104煤层硬度3.0开采煤层12#层煤种2#弱粘结煤稳定程度稳定煤层情况描述该工作面煤层为12#层单一煤层，煤层最大厚度为3.10米，最小为2.3米，平均厚度为2.5米，中夹一层0.04夹石，21007巷煤层上部普遍存在一层0.2-0.3夹石。煤层可采指数1，变异系数为10.5%，容重为1.36T/M3. 表3 煤层顶底板情况表顶底板名称岩石名称厚度（M）硬度特征基本顶粉、细砂岩大于7.00 M8.8以粉、细、粗砂岩互层为主，水平层理发育，性脆。直接顶粉、细、中砂岩2.50-3.50M10.2以粉、细砂岩为主，水平层理发育，夹煤线。伪 顶粉砂岩0.20-0.40M10.6深灰色，局部分布。直接底粉、细砂岩，泥岩2.10 M10.6深灰色，胶结致密，硬度大。老 底细砂岩10.6（3）地质构造： A、断层情况以及对回采的影响：在本工作面开采范围内无断层出现。 B、褶曲情况以及对回采的影响本工作面无褶曲，为稳定煤层,对回采没有影响回采影响不大。C、其它因素对回采的影响：（陷落柱、火成岩、冲刷带等）工作面中部煤层上部普遍存在一层0.04M夹石。对回采没有影响。（4）影响回采的其它地质情况：瓦斯绝对涌出量:0.12M3/min 相对涌出量:0.20M3/T 瓦斯等级:低瓦斯二氧化碳绝对涌出量: 1.56M3/min 煤尘爆炸指数31.1735.76%煤的自燃倾向性煤层自燃发火期为36个月。地温危害常温，对回采无影响。地压危害常压 （5）冲击地压和应力集中情况以及对回采的影响在12#层相邻盘区开采和本盘区掘进过程中未发生过冲击地压危害,本工作面无冲击地压危险和应力集中区，本工作面顶板较坚硬，为此开采时，加强工作面放顶、支护和巷道支护，两巷打卸压孔进行卸压，以防发生冲击地压。三、地质部门的建议：在生产过程中如果工作面发生滴水、渗水（详见煤矿安全规程）或有害气体异常发生及时向有关部门汇报。（6）储量及服务年限（1）储量：走向长度（M）：860M（到辅助皮带巷）工作面可采走向长度（M）：860 M工作面可采倾向长度（M）：150 M可采面积（M2）：860x150= 129000 M2煤层厚度（M）： 2.33.1，平均 2.5 M回采率: 97%可采工业储量:8601502.51.36= 438600 T可采储量:8601502.51.3697% =425442 T（2）工作面服务年限工作面服务年限 =800（留60米的停采煤柱）5.0（日进度5.0米）=160(天）第二部分：采煤机械设备选型机械化采煤工作面类型的确定与论证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。普采工作面主要设备为滚筒采煤机、刮板输送机、金属摩擦支柱或单体液压支柱及金属铰接顶梁。一般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，工作面设计能力又比较高，采用综采较好。据已知条件，选用综采工作面较好。1-1、液压支架选型设计的基本原则1影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因素，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、底板稳定性影响最大。(1) 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。(2) 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，选取支撑式支架。(3) 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。(4)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、下滑现象。必须采取防倒防滑措施。(5) 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。(6) 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。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。2煤层顶板及顶板分类覆盖在煤层上的岩石，依次分为伪顶、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1.52为厚的岩石叫直接下位岩石，它对架型的选择有决定性的影响。(1) 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：不稳定顶板：很易冒落；中等稳定顶板：一般在支护设备前移后随即冒落；稳定顶板：难于冒落，需支架帮助切顶；坚硬顶板：极难于冒落，采后需强制放顶。(2) 老顶分级老顶位于直接顶之上，可知2级老顶周期来压明显。3、液压支架的选型液压支架的选型，包括选择支架的架型，支架的结构参数和支架强度的确定。(1) 架型的选择：液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点不同，可分为支撑式，掩护式、支撑掩护式三种基本型式。支撑式支架顶梁长，立柱多，且垂直支撑、工作阻力大，切顶能力强，通风断面大，后部有简单的挡矸装置，架间不撑紧，对顶板不密封。它适用于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显或强烈的老顶条件。掩护式支架有宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的顶梁较短，支柱少且倾斜支撑。架间密封，支架工作阻力较小，切顶能力差，但由于顶梁较短控顶面积小，支护强度不一定小。它适用于不稳定和中等稳定直接顶条件。支撑掩护式支架兼有支撑式和掩护式支架结构特点，顶梁较长，立柱较多，呈垂直或倾角较小倾斜支撑，帮工作阻力大，切顶能力强，具有掩护梁架间密封，挡矸掩护性能好。它适用于稳定以下各类顶板，有取代支撑式支架的趋势，但它的结构复杂，重量较大，价钱较高。注意因素：（1）煤层厚度大于2.5米，顶板有侧向推力时，一般不宜采用支撑式支架，煤层厚度在2.52.8米以上时，应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架，煤层厚度变化大时应采用调高范围大的双伸缩支柱。（2）煤层倾角在1015以上时，支架应有可靠的防滑防倒装置。（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）瓦斯含量，瓦斯涌出量大的工作面，应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架。（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。由给定的已知条件2级3类应选用支撑式支架，但因煤层厚度是3.5m>2.52.8m,顶板有侧向推力，这时，一般不宜采用支撑式支架，应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。因此我选用2级3类，支撑掩护式支架。(2) 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，应能适应采高的要求，它根据煤层厚度和采区范围内地质条件的变化等因素来确定。其选择的原则是：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Hmax和最小结构高度Hmin，具体由下面经验公式计算： Hmax = hmax+a Hmin = hminS2bC式中：hmax 煤层最大厚度；hmin 煤层最小厚度；a 考虑伪顶，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量；厚煤层可取得300毫米；S2 顶板最大下沉量，一般取支架后排立柱处顶板的下沉量。可按劳取酬100200毫米选取，1级老顶取大值，四级老顶取小值；b 支架卸载前移时，立柱伸缩余量，煤层厚度大于1.2米时，取80100毫米；C 支架顶梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，一般取50100毫米。(3) 支架支护强度的确定支架支护强度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：a. 按经验公式估算： q = KHR=t/m2式中：K 作用于支架上的顶板岩石厚度系数，我国中厚煤层取68；H 最大采高；R 岩石容重，一般取2.3t/m3。1-2采煤机1、采煤机选型设计的基本原则机械化采煤工作面，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，国内不少综采工诈面年产量超过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。 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，究竟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的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规定普采年生产量为2030万吨。综采；当采高大于2米，年产量为5080万吨，采高11米时年产量为3050万吨。 2、采煤机选型 采煤机选型应考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求，以及与输送机和液压支架的配套要求。 （1）根据煤的坚硬度选型 采煤机适于开采f<4的缓倾斜及急倾斜煤层。对f = 1.82.5的中硬煤层，可采用中等功率的采煤机，对粘性煤及f = 2.54的中硬以上煤层，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。 装机功率也可按现有采煤机进行类比选取。（2） 根据煤层厚度选型 (a)极薄煤层 煤层厚度小于0.8m。最小截高在0.650.8m时，只能采用爬底板采煤机。 (b)薄煤层 煤层厚度0.81.3m。最小截高在0.750.90m时，可选用骑槽式采煤机。 (c)中厚煤层 煤层厚度为1.33.5m。选择中等功率或大功率的采煤机。 (d)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。（3）根据煤层倾角选型 按倾角分近水平煤层(<8)，缓倾斜煤层(825)、中斜煤层(2545)和急斜煤层(>45)。 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。当工作面倾角大于15o时，应使用制动器或安全绞车作为防滑装置。（4）根据顶底板性质选型 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。 3、采煤机基本参数 基本参数规定了采煤机的适用范围和主要技术性能，既是设计采煤机的主要依据，又是综采工作面成套设备选型的依据。（1） 生产率理论生产率指在额定工况和最大参数条件下工作的生产率。Qt = 60HBvq t/h 式中 H工作面平均截割高度，m；B截深，m；vq采煤机截煤时的最大牵引速度，m/min；煤的实体密度，=1.31.4t/m3，一般取1.35t/m3。(a)技术生产率：考虑到采煤机进行必要的辅助工作，如调动机器、更换截齿、开切口、检查机器和排除故障等所占用时间后的生产率Q = k1 Qt t/h式中 k1与采煤机技术上的可靠性和完备性有关的系数，一般为0.50.7。(b)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时间，如处理输送机和支架的故障、处理顶底板事故等，得到的生产率。Qm = k2 Q t/h式中 k2采煤机在实际工作中的连续工作系数，一般为0.60.65。（2） 截割高度 采煤机的实际开采高度。 采煤机的截割高度应与煤层厚度的变化范围相适应。 采煤机说明书中的“截割高度”，往往是滚筒的工作高度，而不是真正的截割高度。考虑到顶底板上的浮煤和顶板下沉的影响，工作面实际截割高度要减小，一般比煤层厚度Ht小0.10.3m。为保证采煤机正常工作，截割高度H范围为Hmax = (0.90.95)HtmaxHmin = (1.11.2)Htmin下切深度是滚筒处于最低工作高度时，滚筒截割到工作面输送机中部槽底以下的深度，要求一定的下切深度以适应工作面调斜时割平底板，或采煤机截割到输送机机头和机尾时能割掉过渡槽的三角煤。 (3) 截深采煤机滚筒切入煤壁的深度称为截深，与滚筒宽度相适应。截深决定着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，也是与支护设备配套的一个重要参数。截深与截割高度关系很大。截割高度较小，工人行走艰难，采煤机牵引速度受到限制，为保证适当生产率，宜用较大截深。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大，此时限制生产率的主要因素是运输能力。截深选择还要考虑煤层的压张效应。当被截割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0.41.0倍。脆性煤取大值，韧性煤取小值。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1/31/2。为充分利用煤层压张效应，中厚煤层截深一般取0.6m左右。大功率电牵引采煤机向大截深方向发展，0.9m左右，部分截深达1.2m。加大截深目的：提高生产率，减少液压支架的移架次数。但加大截深造成工作面空顶距加大提高移架速度和牵引速度，并做到及时支护。(4). 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。 为减小滚筒截割时产生的粉尘，提高块煤率，出现滚筒低速化的趋势。 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影响较大的是截割速度而不是滚筒转速。 截割速度一般为3.55.0m/s，少数机型只有2m/s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2m左右的滚筒转速多为2540r/min左右，直径小于1m滚筒转速可达80r/min。(5) 牵引速度 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。 液压牵引采煤机截割时的牵引速度一般为56m/min，电牵引采煤机截割时的牵引速度一般达到1012m/min，最高牵引速度已达54.5m/min。(6) 牵引力 影响牵引力的因素很多。煤质越坚硬，牵引速度越高，采煤机越重，工作面倾角越大，牵引力就越大。 实际选型时，精确计算牵引力既不可能，也无必要。 电牵引采煤机采用无链牵引，装机功率都在300kW以上。据统计，牵引力(kN)为装机功率(kW)的0.5倍左右，个别的可增加到一倍左右。(7)装机功率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P与比能耗HW和理论生产率Qt有关：P = Qt HW式中 P装机功率，kW； Qt采煤机理论生产率，t/h； HW采煤比能耗，kWh/t。比能耗越小，截割功率和牵引功率越小，装机功率越小。比能耗与牵引速度近似成反比，呈双曲线关系，牵引速度增大到一定值时，比能耗最小（A表示开采煤层的截割阻抗），块煤率更高，煤尘更少，生产率更高最佳截割性能。1-3、刮板输送机的选型的基本原则因为刮板输送机具有一系列的优点，例如机身高度低，便于装煤；运输能力大，能满足采煤工作面生产的需要；结构坚固，能够抵抗压砸和碰撞，并能作为采煤机的运行轨道；机身加长缩短方便，能够适应运输距离变化；机身可以弯曲，可以不拆卸，用机械方法随工作面推进逐段向前移动，满足高度机械化的要求。所以刮板输送机是目前长壁采煤工作面唯一的运输设备。刮板输送机的选型，是在已知条件下进行的。这些条件是：使用地点、工艺要求、生产任务、煤层倾角、工作面长度等。刮板输送机适用的倾角，有一定的限制，一般不超过25，对于兼作采煤机运行轨道时，倾角以不大于10为宜。选型时要按照已知条件，从现有产品型号技术特征表中选用。选型过程：1、如果该采煤工作面的生产能力、工作面长度和煤层倾角等，都小于或相近于某产品技术特征表中所给出的数据时，不必经过验算，既可定型。2、不符合上述情况时，可根据采煤工作面的生产能力从产品技术特征表中，初步选定某型输送机，然后验算其他条件如链条张度和电动机功率。如果经验算都符合要求时，既可确定所选用的型号的输送机。否则另选其它型号，并重新验算。顺槽转载机的输送机能力要与工作面刮板输送机的能力相匹配，一般转载机的输送能力要稍大于工作面输送机。为此多采用增大溜槽断面（溜槽两侧加挡板），增大链速（改变减速器内第二级齿轮传动比）或缩短刮板间距等措施，可根据具体条件采取适当措施。 1-4、带式输送机的选型的基本原则一、运输顺槽的运输 顺槽里的运输工作是承接工作面运来的货载的运输设备。顺槽的运输条件，一般是运输距离较长且随时变化，巷道断面较小，接近工作面条件恶劣，运输生产任务大等特点。能够在顺槽里输送煤炭的运输设备有：刮板输送机和带式输送机等。刮板输送机虽然有许多优点，但是刮板输送机不仅耗电量大而且在输送过程中煤的粉碎严重，同时顺槽长度大，需要几台输送机串联使用，给管理带来极大不便。因此，在现代化矿井的顺槽里，基本上都选用带式输送机。与刮板机比较起来，带式输送机作为长距离输送，具有优点很多。例如：输送能力大，运输阻力小，耗电量小，运行平稳，噪音小，输送过程中煤的破碎性小。容易实现自动控制和可作长距离输送等等。带式输送机完全可以满足顺槽条件的要求，特别是可伸缩式带式输送机，不仅具有一般带式输送机的优点，而且可以伸缩以满足机械化工作面快速推进的要求。二、带式输送机选型带式输送机的选型有两种情况。第一种，有整机定型产品。采区运输顺槽和上（下）山，通常用这种类型的带式输送机。只要给定的条件与产品技术特征表中33333某型号的数据基本相符，即可初步选用，然后经过一系列的计算，验算和校核，即可确定在该条件下能否使用。第二种，没有整机定型的产品，如固定式带式输送机、TD型通用带式输送机和型钢绳芯带式输送机等，都属于这一类型。在运输大巷、斜井和地面等地方，通常选用这种输送机。这种带式输送机虽然没有整机定型产品，但有标准定型的部件。在设计时，根据需要选择装配，组成整机。在带式输送机选型设计中，需要计算、验算和校核的内容有：运输生产任务的运输能力；带宽和带速；运行阻力；输送带张力；牵引力和电动机功率；输送带强度；拉紧装置的拉力；制动力距。在我们作毕业设计中，主要是前项。在初选机型时，可以这样考虑：在综合机械化采煤工作面的顺槽里，宜选用可伸缩式带式输送机；绳架式带式输送机主要适用于一般采煤工作面的顺槽里和上（下）山等处；强力带式输送机，主要用在主要运输大巷和斜井里。可伸缩式带式输送机的伸缩，不是随时都能进行的，为了适应工作面随时向前推进，在带式输送机的尾部配以转载机。三、上（下）山运输可能用在上（下）山运送煤炭的运输设备有：刮板输送机、带式输送机和矿车运输等。如上所述，不考虑刮板输送机。用矿车在上（下）山运输煤炭会给井下运输带来诸多不便。例如煤炭需要多次装卸载，同时它属于周期性运输设备之一。所以需要在与顺槽相衔接处设置煤仓，才能和顺槽里的连续运输的带式输送机相连接。不仅在上（下）山设施多，运输环节多，有时甚至无法建造煤仓等。所以在现代化矿井的上（下）山，还是以选用带式输送机最为理想。但不要选用可伸缩式带式输送机而用一般型式的带式输送机。第三部分：设计选型：1-1 支护设备与采煤机选型设计已知条件：煤层厚度：2.3-3.1/m;年产量：200万吨/年；顶板条件：2级3类；煤层倾角：；工作面长度：150m.支架最大结构高度Hmax和最小结构高度Hmin，具体由下面经验公式计算： Hmax = hmax+a= 3.1+0.3= 3.4m Hmin = hminS2bC= 2.30.180.10.08= 1.94m式中：hmax 煤层最大厚度，3.1米；hmin 煤层最小厚度，2.3米；a 考虑伪顶，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撑力所需要的支撑高度的补偿量；厚煤层可取得300毫米；S2 顶板最大下沉量，一般取支架后排立柱处顶板的下沉量。可按劳取酬100200毫米选取，1级老顶取大值，四级老顶取小值；b 支架卸载前移时，立柱伸缩余量，煤层厚度大于1.2米时，取80100毫米；C 支架顶梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，一般取50100毫米。(3) 支架支护强度的确定支架支护强度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：a. 按经验公式估算： q = KHR=83.12.3=59t/m2式中：K 作用于支架上的顶板岩石厚度系数，我国中厚煤层取68；H 最大采高，3.1米；R 岩石容重，一般取2.3t/m3。b. 据顶板条件和煤层厚度，由下表可查取2级2类，采高3米，支护强度为1.345=58.5t/m2.（可知1.3为2级老顶的分级增压系数；）结果选取大值：q=59t/m2适应不同类级顶板的架型及支护强度老顶级别直接顶类别12312312344架型掩护式掩护式支撑式掩护式支掩撑护掩式护式支撑式支撑掩护式支撑掩护式支支撑撑掩式护式支支撑撑掩式护式采高2.5m时支撑式采高2.5m时支撑掩护式支架支护强度（吨/米2）采高（米）1301.3301.630230结合深孔爆破，软化顶板的措施处理采空区235（25）1.335（25）1.635235345（35）1.345（35）1.645245455（45）1.355（45）1.655255单体支柱支护强度（吨/米2）采高（米）1151.3151.615按采空区处理方法确定2251.3251.6253351.3351.635选择液压支架型号：参看液压支架产品目录我们选取zzs6000/17/37型支撑掩护式支架：具体参数如下表。支架形式型号煤层倾角支护高度(m)初撑力(KN)工作阻力 (KN)支护强度(MPa)质 量(t)支撑掩护式液压支架Zzs6000/17/37<221.7-3.85510560000.813.527所选架型最大支护强为0.8>0.6（计算支护强度）所选架型合适。ZZ6000/17/37型液压支架外形图1-2采煤机选型设计 1、采煤机性能参数的计算与决定(1) 滚筒直径的选择双滚筒采煤机滚筒直径应大于最大采高的一半，一般可按D=(0.520.6)hmax选取，采高大时取小值，采高小时取大值，即D=0.563.1=1.74m(2) 截深的选择滚筒截深是采煤机工作机构截入煤壁的深度，是影响采煤机装机功率及生产率的主要因素；国内生产的采煤机，为了制造方便，大部分截深都在0.6m左右。我选取0.60m.(3) 滚筒转速及截割速度滚筒转速对截煤比能耗、装载效果、粉尘大小都有很大影响。由截齿最大切屑厚度hmax公式： hmax = 1000v/(mn)= 10004/(345)= 29.6mm式中m 滚筒每条截线上的截齿数；一般取24；n 滚筒转速，一般认为在3050转/分较为适宜；v 截割速度，一般控制在4m/s左右较好。(4) 采煤机最小设计生产率采煤机在采煤过程中，由于处理故障，检查和更换刀具，日常维修，等候支护，处理片邦等，经常出现停顿，采煤机实际生产率比设计的理论生产率小的多，为了表明这些因素的影响，可用有效开动率表示。有效开动率是指采煤机在一天或一班内有效工作时间与一天或一班占有时间的比值，一般可取0.50。当采煤工作面的生产能力已定，其每小时的平均产量就是所需采煤机的最小实际生产率，考虑到有效开动率，则采煤机按工作面生产能力要求的最小设计生产率Qmin为：式中：W采煤工作面的日平均产量，吨/日；W=425442/160=2700 上式中有效开动率取0.5.(5) 采煤机截割时的牵引速度及生产率 采煤机截割时牵引速度的高低，直接决定采煤机的生产率及所需电机功率，采煤机牵引速度在零到某个值范围内变化，选择截割时的牵引速度，要根据下几方面因素综合考虑。a. 根据采煤机最小设计生产率决定的牵引速度V1 式中：Qmin 采煤机最小设计生产率，t/h;H 采煤机平均采高；B 采煤机的截深，取0.60mR 煤的容重，取1.36t/m3b. 按截齿最大切屑厚度决定的牵引速度V2 采煤机截割过程是滚筒以一定的转速n,同时又以一定的牵引速度V沿工作面移动，切屑厚度呈月牙规律变化，如果滚筒在一条截线上安装的截齿数为m，则截齿最大的切屑厚度已在上面求出。 一般要求截齿的最大切屑厚度应小于截齿伸出齿座长度的70%，所以采煤机的牵引速度(牵引速度一般为8-10 m/min，国外10-25 m/min) V2 = mnhmax /1000=345521000=7.02m/min式中：hmax 截齿在齿座上伸出长度的70%（毫米），国产径向截齿。大约为4455毫米；切向截齿大约为4152毫米。煤坚硬度f及截阻抗大时取小值。 m 滚筒每条截线上的截齿数；一般取24； n 滚筒转速，一般认为在3050转/分较为适宜。c. 按液压支架推移速度决定牵引V3一般讲支架的推移速度应大于采煤机的牵引速度较好，这样可保证采煤机安全生产。 截割时牵引速度V，应根据上述三方面情况综合分析后确定其最大值应等于或大于V1，但应小于V2，并与V3相协调，使采煤机既能满足工作面生产能力的要求，又可避免齿座或叶片参与截割，并能保证采煤机安全生产。决定采煤机截割速度V=3m/min,因此采煤机的生产率： Q = 60HBVR=602.50.6021.36=245t/h(6) 采煤机所需电机功率常采用比能耗法来估算电机功率，是根据采煤机生产率和比能耗（截割单位体积煤所消耗的功率）实验资料来确定，如果比能耗值确定适当，计算值就比较合理。取截割阻抗A=180240N/mm的煤为基准煤，当牵引速度是3m/min时，螺旋滚筒采煤机比能耗接近HwB=0.44kwh/t,如果截割的为层，其截割阻抗不同上述值，可用下式计算比能耗值： 式中：AX 被截割煤层的截割阻抗220;A 基准煤的截割阻抗，180200N/mm;HwB 基准煤的比能耗。双滚筒采煤机，前滚筒与后滚筒截割条件不同，前滚筒截割时，煤层只有面向采空区一个自由面，后滚筒截割时，前滚筒已截割出第二个自由面，若以HwX表示前滚筒截割比能耗，后滚筒截割比能耗HwX为HwX= K3HwX= 0.80.53=0.43式中：后滚筒工作条件系数0.8。如果滚筒直径按最大采高60%选取时，双滚筒采煤机所需电机功率为：式中： Q 采煤机生产率；K1 功率利用系数，取0.8；K2 功率水平系数，这里取1(7) 牵引力采煤机的牵引力大小主要取决于煤质软硬、采高、牵引速度、煤质倾角、机器质量，导向装置结构及摩擦力等到因素。采煤机工作条件比较恶劣，应有足够大的牵引力。目前使用的链牵引采煤机的牵引力P与装机功率N之关系为： P=（11.3）N= (11.3)150=150195KN(8) 装机功率由采煤机械与液压传动P.191页表281查得，当采高为34.5m时，双滚筒采煤机装机功率为300450KW。(9) 采煤机的质量采煤机的质量，会影响机器工作的稳定性，太大又要增大牵引力。常用采煤机的质量与电机功率之间有如下关系M=(0.070.1)N二、初选采煤机及其设备配套依据以上所计算的采煤机的各种数据列表如下-表3采高滚筒直径截深生产率牵引力牵引速度滚筒转速n电机功率3.1米1.74米0.6米Q=245T/h-195千牛1.84米/分45转/分150kw根据该表可以选择鸡西煤矿机械厂生产的MG-250/600WD型采煤机，该采煤机的主要技术指标见下表:序号项目数据单位1设计生产能力700t/h2采高1.83.6m3装机功率2502+372+18.5kW4供电电压1140v5滚筒直径2000mm6截深600mm7牵引力350KN8牵引速度0-8.2/11m/min9灭尘方式内外喷雾10拖电缆方式自动拖缆