采煤工作面设备选型说明书

矿山机械课程设计指导书（综合机械采煤工作面配套机械选型设计）机电工程系机械工程教研室综合机械采煤工作面配套机械选型设计对于采矿工程专业的学生，对综采工作面的机械设备选型，是必须掌握的知识及能力。具体条件及要求是：在给定的采面地质条件的基础上，学生根据相关的设计规范、法规，对该工作面采用综合机械化采煤方法所用的机械设备进行合理、科学的计算选型。书写选型设计说明书，说明书应书写工整、章节层次分明；图标规范、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。一、原始参数学生按照下面给定的原始参数，按照相关的规定选择综合机械化采煤工作面的配套设备（采煤机、工作面刮板运输机、自移动式液压支架、桥式转载机和可伸缩胶带运输机）。第一组：工作面长度：300米；倾角：30度；煤层平均厚度：2.5米；顶板中等稳定；A=230N/mmf=3.5.第二组：工作面长度：320米；倾角：35度；煤层平均厚度：3米；顶板中等稳定；A=300N/mmf=3.5.第三组：工作面长度：150米；倾角：30度；煤层平均厚度：3.5米；顶板中等稳定；A=230N/mmf=4.第四组：工作面长度：320米；倾角：12度；煤层平均厚度：2.5米；顶板中等稳定；A=230N/mmf=3.5.第五组：工作面长度：200米；倾角：40度；煤层平均厚度：4.5米；顶板中等稳定；A=230N/mmf=3.5.第六组：工作面长度：350米；倾角：20度；煤层平均厚度：1.5米；顶板中等稳定；A=230N/mmf=3.5.第七组：工作面长度：150米；倾角：40度；煤层平均厚度：3米；顶板中等稳定；A=330N/mmf=2.5.第八组：工作面长度：300米；倾角：54度；煤层平均厚度：2.5米；顶板中等稳定；A=230N/mmf=3.5.第九组：工作面长度：300米；倾角：45度；煤层平均厚度：5米；顶板中等稳定；A=230N/mmf=3.5.第十组：工作面长度：350米；倾角：30度；煤层平均厚度：2.0米；顶板中等稳定；A=270N/mmf=4.二、滚筒采煤机的选型（一）滚筒采煤机的适用条件1、适用的倾角：开采倾角可达80°。2、煤岩的硬度；3、采高：0.55～0.9m，一般宜选用爬底斑采煤机；0.8～1.2m以上的煤层使用骑溜子采煤机；1.1～1.9m的普采工作面，一般选用单滚筒采煤机；1.2～2.5m的普采工作面，可选用单滚筒或双滚筒采煤机；综采工作面必须选用双滚筒采煤机。注意：1、采煤机的装机功率应根据采高确定；2、对于高产高效综采工作面，电牵引采煤机应首选。（二）生产率的计算1、理论生产率2、技术生产率3、实际生产率（三）截深一般为0.6m；薄煤层中一般可加大到0.75～1.0m；电牵引采煤机一般达到0.8～1.0m，少数可达1.2m。（四）滚筒直径单滚筒采煤机一次采全高或薄煤层双滚筒采煤机：D=Hmin—（0.1～0.3）（Hmin为最小采高）；中厚煤层使用的单滚筒采煤机D=（0.55～0.6）Hmax（Hmax为最大采高）；双滚筒采煤机的直径应略大于最大采高之半。注意：应核算过煤高度C。中厚煤层C³250mm～300mm；薄煤层中应达到C³200mm～240mm。（五）牵引速度一般采煤机的最大牵引速度在10m/min以下。三、支护设备的选型（一）液压支架的架型选择主要考虑直接顶和老顶的级、类以外，选型还应考虑以下因素：1、采高2、煤层倾角3、底版强度4、瓦斯含量5、地质构造6、特殊开采要求：如分层开采、端头支护等。（二）液压支架和单体液压支柱参数的确定1、支护强度和工作阻力（1）支护强度q（2）工作阻力Fz注意：有一种观点认为，支架制造费用主要决定于支撑高度，而与工作阻力关系不大，因此用高工作阻力有利。2、初撑力3、支架高度4、支架中心距与宽度支架中心距应与一节溜槽的长度相适应，一般为1.2～1.5m。国外有加大支架宽度的趋势。5、顶梁长度顶梁长度与支架的结构形式、支护方式、输送机宽度和采煤机的结构尺寸有关。（1）直接撑顶掩护式支架的顶梁长度（2）支撑掩护式支架的顶梁长度支撑掩护式支架在工作面的尺寸关系图4—4，其前排柱顶梁柱窝至梁前端的长度应满足下面的公式：gkHqqAFz221bcGdybblcHadybtan1四、输送设备的配套性能（一）刮板输送机与采煤机及支架的配套（1）刮板输送机与采煤机的配套（2）刮板输送机的输送能力不小于采煤机的理论生产率；（3）刮板输送机的结构形式必须与采煤机结构相配套；（二）、刮板输送机与液压支架的配套原则（1）刮板输送机的结构形式要与液压支架架型相匹配；（2）刮板输送机的溜槽长度要与液压支架的中心距相匹配；（3）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要匹配。（三）转载机的选择(四)伸缩胶带输送机的选用五、采煤设备的配套性能（一）设备主要空间尺寸的配套关系1、普采工作面采煤设备的尺寸配套关系从安全的角度，由前排支柱到煤壁之间的无立柱空间宽度R愈小愈好，必须符合顶板性质的要求。公式中的各项参数应合理取值。2、综采工作面采煤机组的配套尺寸关系（二）设备主要参数的匹配综采机组主要参数的匹配应满足两方面的要求：一是生产率相适应；二是移架速度适应采煤机的牵引速度。1、生产率相适应要求采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机和伸缩胶带输送机组成的生产系统中，每一后者的生产率要大于前者。2、移架速度与采煤机的牵引速度适应六、考核办法及评分标准评定成绩既要看最后的设计答辩(如表达情况、回答问题是否正确)，也要考虑学生在整个设计过程中的情况(如理论基础掌握情况、题目难易程度、是否有独创的见解、解决问题的能力、图纸质量、工作量和纪律等)。课程设计采用五级计分制(优秀、良、中、及格和不及格)。其中书面成绩(包括图纸和设计说明书)占70％，答辩成绩占30％）。评分标准成绩任务完成情况综合技能说明书及图纸答辩情况优按期圆能熟练地综合运用所学理图纸完备、整洁、正思路清晰，论点正确，回答问题︵90|100︶满完成任务书规定的任务论和专业知识；设计、计算、分析、实验正确与严密，结论、工艺合理；独立工作能力较强，科学作风严谨；设计有独到见解，水平较高确；说明书条理清楚，论述充分，文字通顺，符合技术用语要求，符号统一，编号齐全，书写工整有理有据，基本概念清楚，对主要问题回答正确、深人良︵80|89︶按期圆满完成任务书规定的任务能较好地运用所学理论和专业知识；设计、计算、分析、实验正确，结论合理；有一定的独立工作能力，科学作风良好；设计有一定的水平设计图纸完备、整洁、正确；说明书条理清楚，论述正确，文字通顺，符合技术用语要求，书写工整思路清晰，论点基本正确，能正确地回答主要问题中︵70|79︶按期圆满完成任务书规定的任务运用所学理论和专业知识上基本正确，但在非主要内容上有欠缺和不足；设计、计算、分析、实验基本正确；有一定的独立工作能力；设计水平一般图纸完备，基本正确，但质量一般，有小的缺陷；说明书文理通顺，但论述有个别错误(或表达不清楚)，书写不够工整对主要问题的回答基本正确，但分析不够深入及格︵60|69︶在指导教师指导帮助下，能按期完成任务独立工作能力较差且有一些小的疏忽和遗漏；在运用理论和专业知识中没有大的原则性错误；设计、计算、分析、实验基本正确，并达到了基本要求图纸质量不高，工作不够认真，有个另明显错误；说明书文理通顺，但叙述不够恰当和清晰，文字、符号方面问题较少主要问题能答出，或经启发后能答出，回答问题较肤浅不及格︵0|59︶未按期完成任务书规定的任务基本概念和基本技能未掌握，不能有效地运用所学理论和专业知识解决工程问题，或出现不应有的原则错误；在整个设计方案论证、分析、实验等工作中独立工作能力差，设计未达到最基本要求图纸不全，或有原则性错误；说明书文理不通，书写潦草，质量很差不能清楚阐述设计的主要内容，基本概念糊涂，对主要问题回答有错误或回答不出七、参考资料1、《矿山机械》中国矿业大学出版社程局山主编2、《采掘机械与液压传动》中国矿业大学出版社朱真才主编优秀：按时完成设计任务，设备选型计算准确，过程清楚。说明书层次清楚，书写比较工整规范，对支架的阐述比较到位。良好：按时完成设计任务，设备选型计算比较准确，但计算过程过于简单。说明书比较有层次，书写欠工整规范，对支架的参数及结构要求阐述不到位。中：按时完成设计任务，设备选型计算基本准确，但计算过程过于简单。说明书比较有层次，书写欠工整规范，对支架的参数及结构要求阐述不到位，说明书字数较少。