矿山机电专科论文13844.doc

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1、 专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目： 采区设备和供电设备的配套选型计算 摘 要本次设计是以同煤集团煤峪口矿14#层307盘区为例做采区设备和供电设备的配套选型毕业设计。设计的第一部分主要介绍了14#层307盘区的工作面位置及井上下关系，煤层地质体征及顶底板变化情况，盘区地质，工业储量，产量，服务年限，采煤工艺及采区各类机电设备选型。设计的第二部分为采区供电设计部分包括电气设备选型计算，变压器容量确定，开关的确定，高低压电缆的选型计算，保护装置及整定值的计算。目录内容摘要 .1引言.4第一部分 采区设备选型.5第一章 概况. 5第一节 工作面位置及井上下关系.5第二节 煤 层5第三节 煤层

2、顶底板6第四节 储量及服务年限6第一节 巷道布置8第二节 主要技术经济指标9第三节 设备配置9第二部分 供电选型计算第一章 14#层-307盘区概述及技术设计原始资料统计.37第一节概述37第二节 井下供电设计所需参考资料37第二章 14#层-307盘区变电所及配电点位置的确定. 38第一节14#层-307盘区变电所位置的确定。38第二节 工作面配电点及移动变电站位置的确定38第三章 供电系统的拟定. 39一、井下电压等级的确定39二、307盘区变电所供电系统的拟定39第四章 负荷统计与变压器的选择.40第一节 选择向综采工作面供电的移动变电站（2#移变）40第二节 选择向顺槽供电的移动变电站

3、（1#移变）41第五章、供电电缆的选择.42第一节 确定电缆的型号和长度42第二节 电缆主芯线截面的选择43第六章 电气设备的选择.46第七章 保护装置的整定计算.。48第一节 采煤机启动器的整定48第二节 2#移动变电站低压侧保护箱的整定48第三节 2#移动变电站高压侧开关箱的整定49第四节 向1#综采工作面供电的高压配电箱的整定50总结. 55参考书目. 56致 谢57附（图）表引言 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

4、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。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。第一部分 采区设备选型第一章 概况第一节 工作面位置及井上下关系表1 工作面位置及井上下关系表水平名称900采区名称14层307盘区地面标高m1300.1133

5、1.4井下标高m978.8992.7回采对地面设施的影响回采对地面设施无影响井下位置与四邻关系本工作面位于307盘区西部，东接307辅助轨道巷、回风巷，南与永定庄矿相邻、西与四台矿及小窑头矿相邻、北为8704下工作面（部分已采）。走向长度m800倾斜长度m120面积m259000.2第二节 煤 层表2 煤层情况表煤层厚度m2.5煤层结构m2-27煤层倾角（）13煤层硬度2.62开采煤层14#煤种RN2 稳定程度稳定煤层情况描 述该工作面煤层近水平展布，1o3o /2o，煤种为弱粘结煤，普氏硬度（f）为 2.6 。第三节 煤层顶底板表3 煤层顶底板情况表顶、底板名称岩石名称厚度硬度特 征老顶粗砂

6、岩煤15.356.5以石英为主，次为长石、云母及暗色矿物，水平层理发育。直接顶粉砂岩8.66.2成份以石英为主，次为长石、云母及暗色矿物，水平层理发育。伪 顶粉细砂岩0.30.5米直接底粉砂岩5.86.6灰黑色粉砂岩，含云母碎片，节理构造发育，粗砂岩分选性好。 老 底第四节 储量及服务年限一、储量本工作面顺槽长度为800m，工作面长度为120m，面积59000.2m2，工业储量为59.1万吨，按停采线距回风巷40m计算，可推进长度为760m，工作面可采出煤量为526000t。工业储量： 59.1（万吨）二、工作面服务年限工作面服务年限=可采推进长度/月设计推进长度工作面服务年限：760/(0.

7、8259)=4.26个月上述计算中：0.8截深，m9每日割煤刀数，刀25每月生产天数，天 水文情况：1) 工作面涌水量：正常涌水量：0.1m/小时，最大涌水量：0.22m/小时。2）含水量：该工作面上下层均不存在含水层，煤岩层微含水。煤层向上70m左右为9#层8503工作面采空区，预计采空区低洼处有少量积水，预计采煤时顶板会出现滴水，在工作面低洼处会出现积水。不存在其他水源。2、工作面的地质状况： （1）煤层性质：煤层厚度（米）22.7平均2.5米。结构简单，倾角25硬度3.0，开采煤层14#，煤种32，稳定程度：稳定。（2）地质构造：A、断层情况以及对回采的影响 工作面内预计无断层及其他地质

8、构造，故对回采没有影响。 B、褶曲情况以及对回采的影响 工作面煤岩层走向大致为一单斜构造，北东低，南西高，中部较平缓，对回采影响不大。C、其他因素对回采的影响（陷落柱、火成岩、冲刷带等） 工作面无其他地质构造，故对回采没有影响。（3）瓦斯、煤尘及自燃发火情况 瓦斯：绝对瓦斯涌出量 ，相对瓦斯涌出量 CO：绝对 ，相对 。 煤尘爆炸指数28.8%32.29%，有爆炸危险。煤的自然倾向性：煤层自然发火期36个月，地温危害：无（4）工作面煤炭储量工业储量：59.1万吨， 可采储量：52.6万吨煤层平均厚度： 2.2m 可采储量：52.6万吨支护强度：740/顶板条件：3级2类煤层倾角：1-12工作面

9、长度；120 m巷道长度：800m第二章 采煤方法第一节 巷道布置一、采区设计、采区巷道布置概况本工作面位于 307 盘区，该盘区采用三巷布置，靠工作面依次为盘区回风巷、盘区皮带巷、盘区轨道巷，盘区巷间煤柱20m，可服务工作面4.26个月。工作面采用双巷布置，切眼沿煤层倾斜布置，走向推进，工作面长度为120m。两顺槽长度为800m，以停采线距盘区回风巷40m计算，可采顺槽长度为760m。二、工作面运输巷2702巷为机轨合一的进风顺槽，巷内铺设皮带一部，转载机一部，破碎机一部，铺设18Kg/m型轨道，轨距600，距工作面30110m之间布置有移动变电站、乳化液站、喷雾泵、开关列车等移动设备。巷内

10、布置有防尘洒水管路、排水管路、乳化液管路、供电电缆、照明信号、通讯及监测电缆，巷内安装JD25型调度绞车和5.5KW排水泵，巷道规格为宽(净)高(净)=4.12.6m，锚杆锚索联合支护。三、工作面回风巷5702巷为回风运料顺槽，巷内铺设24/m钢轨，轨距600，布置有防尘洒水管路、排水管路、供电电缆、信号、通讯及监测电缆各一趟，巷内安装JD25型调度绞车和5.5KW排水泵，巷道规格为宽(净)高(净)=4.12.6m，锚杆锚索联合支护。四、工作面开切眼工作面切眼为矩形断面，见底见顶掘进，规格为宽(净)高(净)=6.0m2.4m，支护方式为锚杆锚索联合支护。第二节 主要技术经济指标序号项 目单 位

11、数 量1工作面长度M1202可采走向长度m7603煤层厚度m2.152.74采高m2.525倾角度136循环进度m0.87循环产量t3598日循环个数个99日产能力t323110日出勤工数工9811回采工效t/工32.912回采率%9513含矸率%914灰分%16.515油脂消耗公斤/万吨40016截齿消耗个/万吨25017坑木消耗m3/万吨518乳化油公斤/万吨48019雷管消耗发/万吨另定20火药消耗kg/万吨另定工作面主要技术经济指标见表4第三节 设备配置工作面机电设备表5编号设备名称型号功率数量备注工作面采煤机MG2200AW1台支撑掩护式支架ZZ3150/14.5/29型支撑掩护式

12、87架刮板输送机1部2702转载机SZZ764/1321部破碎机PCM-1101台皮带输送机DSJ100/275 1部移变KBSGZY1250-6KVA1台移变KBSGZY315KVA1台乳化液泵WRB200/31.52台乳化液箱RX200/16A1台开关QJZ-200/1140（660）3台一台备用潜水泵QS-41台回柱车JHS222台调度绞车JD11.42台5702调度绞车JD253台潜水泵QS-4台第三章 采区设备选型计算第一节 支护设备与采煤机选型设计一 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

13、(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、刮板机输送机、金属摩擦支柱或单体液压支住及金属铰接顶梁。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。二 液压支架的选型1、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。 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

14、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。 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。选取支撑掩护式支架。 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。 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

15、生倾倒、下滑等现象。必须采取防倒防滑措施。 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。 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、直接顶、老顶，它们统称为煤

16、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。 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 1)、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

17、：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。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，L 2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

18、。老顶分级级别周期来压不明显明显强烈极强烈3、液压支架的选型 液压支的选型，包括选择支架的架型，支架的结构参数和支架强度的确定。 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。 支撑式支架顶粱长，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，但由于顶粱较短控顶面积小，支护强度不一定小，它适用于不稳定和中等

19、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，故工作阻力大，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： 、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2.528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。 、煤层烦角在1015(支撑式支架取下限，掩护式取上限)以上时，支架应有可靠的防滑防倒装置。 、底板强度、支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度

20、。 、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。 、地质构造、断层发育、煤层厚度变化大，顶板允许暴露时间和面积分别为20分钟以下和58m2时，暂不宜采用综采设备 、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。据采掘机械与液压传动P204 表3-4-1可知，由现知条件2级2类应选用支撑掩护式支架。且煤层厚度是2.53m，顶板有倾向推力。因此，我这里用支撑掩护式支架。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

21、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Hmax和最小结构高度Hmin，具体由下面经验公式计算：Hmax=hmax+a米 =2.4+0.2 =2.6（米）Hmin=hminSZbC米 =2-0.12-0.1-0.08 =1.7米式中： Hmax， hmin煤层最大厚度和最小厚度；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；中厚煤层可取200毫米，厚煤层可取300毫米；薄煤层适当减小； SZ顶板最大下沉量（一般取支架后排立柱处顶板的下沉量，可借鉴邻近工作面的观测资料选取，若无这方面资辩，可按100200毫米选取，I级

22、老顶取大值，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支架顶粱上存留的浮煤和碎矸石厚度，一般取50100毫米。 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； 1)按经验公式估算 Q =KHR吨米2 =82.42.3 =44.16吨米2式中： K作用于支架上的顶板岩石厚度系数，日本取5，苏联取69；英国取57；我国中厚煤层取68； H最大采高，2.4米； R岩石容重，-般取2.3吨米3。 2)直接查表选取 根据顶板条件和煤层厚度，直接由采掘机械与液压传动P204表3-4-

23、1中查取。3级2类，采高2.4米，支护强度为1.355=71.5t/m2。由采掘机械与液压传动P243表3-4-1 可知1.6为2级老顶的分级增压系数，取大值：q=73.6t/m2 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合适液压支架的型号，并列出支架规格和主要技术参数表。型号名称主要技术参数架型：ZZ3150/14.5/29型支撑掩护式液压支架 高 度 1.452.9m 初撑力 1850kN 工作阻力 3150kN 支护强度 5.8105pa(580t/m2) 泵站压力 14.7Mpa 适应倾角 15 重 量 8.9t中心距 1.5m推

24、溜力 143KN移架力 226KN步距 0.6ZZ3150/14.5/29型四柱支撑掩护式液压支架结构简图 操纵方式 本架控制、正常工作时期的特殊支护方式1、超前支护（1）头顺槽自工作面煤壁算起，沿推进方向20m范围为超前支护区域，支设一梁两柱型钢梁棚，梁长3.6m，梁垂直煤壁布置。棚间距为1.2m，由于溜头经常上窜、下滑，故棚腿距定为2.63.0m。当头顺槽超前支护范围内顶板破碎或压力增大时，则在转载机行人侧型钢梁下增支一排单体柱，支护长度视顶板情况而定。（2）尾顺槽自工作面煤壁算起，沿推进方向20m范围为超前支护区域，支设一梁两柱型钢梁棚，梁长为3.2m，梁垂直煤壁布置。棚间距为1.2m，

25、棚腿柱距为2.6m。当尾顺槽超前支护范围内顶板破碎或压力增大时，则将该区段棚距变为0.6m，其余不变。三、特殊时期的顶板管理（一）来压及停采前的顶板管理1、必须严格按作业规程中的规定进行支护。2、当工作面初次及周期来压时，移架采用超前擦顶移架的方法，并积极组织生产，加强设备检修减少事故，以加快工作面推进速度。3、如工作面压力较大，根据实际情况，当班跟班队长负责指挥，在两端头及超前支护段按要求增加支护。4、停采前的顶板管理，届时另行编制专项措施。三 滚筒采煤机的选择采煤机基本参数 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

26、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

27、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

28、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

29、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

30、。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

31、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

32、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，目前还缺乏一套完善的计算方法。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。 、采煤油机性能参数的计算与决定 1滚简直径的选择 滚筒直径大些对装煤有利，但不宜过大并应满足采高的要求。 双滚筒采煤机滚简直径应大于最大采高hmax的一半，一般可按D=(0.52

33、0.6)hmax选取，采高大时取小值，采高小时取大值。D=0.582.4=1.39m选取标准 D=1.4m2截深的选择 滚筒截深是采煤机工作机构截入煤璧的深度，是影响采煤机装机功率及生产率的主要因素，国内生产采煤机，为了制造方便，大部分截深在0.6米左右，我们选0.6m。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/(350)=26.7mm式中： m 滚筒每条截线上的截齿数，一般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采煤机最大设计生

34、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，等侯支护，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0.5。 当采煤工作面生产能力已定，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大设计生产率Qt为：式中：W采煤工作面的日平均产量，吨日上式有效开动率取0.5。充分考虑使采煤机有增产潜力，当有效开动率能进一步提高，采煤仍有富裕能力，使工作面生产能力得到提高。5采煤机截割时的

35、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，由于滚筒装煤能力，运输机生产率，支护设备推移速度等因素的影响，采煤机在截割时的牵引速度比空调时低的多。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，要根据下述几方面因素，综合考虑。 1)、根据采煤机最小设计生产率Qmin决定的牵引速度V1 式中： Qmin采煤机最小设计生产率 吨/时 H采煤机平均采高，米 B采煤机截深，米 R煤的容重 1.35吨/米3 2)、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

36、滚筒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%，由于此地质的煤层粘性小，且硬度也不是很大，所以我们选切向性的镐形截齿，国产截齿伸出长度的70%一般为4152mm，根据煤的硬度f=3，选短一些的长度为45mm26.7mm。符合。按上述要求，采煤机的牵引速度V2为：式中： 截齿在齿座上伸出长度的70%(毫米)。煤坚硬度f及截割阻抗大时取小值。m 滚筒每条截线上的截齿数，一般24；n 滚筒转速，一般认为在3050转/分较为适宜；3)、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

37、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。 根据经验：液压支架一般为14架/分，这样V3在3m/min左右。决定采煤机截割牵引速度V=3m/min后，采煤机的生产率Q为 Q =60HBVR=602.20.631.35=350 吨/时式中符号意义同前。6采煤机所需电机功率由于采煤机在截割和装载过程中，受到很多因素的影响，所需电机功率大小，很难用理论方法精确计算，常采用类比法或比能耗法来估算。采用比能耗法估算电机功率，是根据采煤

38、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=180200牛顿/毫米的煤为基准煤，当采煤机以不同的牵引速度截割时，包括牵引部及辅助液压系统在内，其比能耗的估算值可参看毕业设计指导书P29表25；当牵引速度是3m/min时，螺旋滚筒采煤机比能耗接近HWB=0.4KWh/t。如果截割的为夹石层，其截割阻抗不同上述值，可用下式计算比能耗值；式中：AX 被截割煤的截割阻抗参考 毕业设计指导书P29 表2-6决定；A 基准煤的截割阻抗，180200N/mm；HWB基准煤的比能耗已查取。双滚筒采煤机前滚筒与后滚筒截割条件不同，前滚筒截

39、割时，煤层只有面向采空区一个自由面，后滚筒截割时，前滚筒己截割出第二个自由面。若以HWX表示前滚箭截割比能耗，后滚筒截割比能耗HWB，为HWB，=K2HWX=0.80.46=0.371 式中：K2后滚筒工作条件系数，可由毕业设计指导书P30表28选取 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 式中：Q 采煤机生产率；K1 功率利用系数，一台电机驱动时取1，两台电机驱动时取0.8；K2 功率水平系数，与牵引速度调节方式，电机超载能力等因素有关，可按毕业设计指导书P30表2-7选取。超载能力是指最大转矩MMAX与额定转矩MN比值。7牵引力采煤机的牵引力主要取决于煤质、采高，牵引速

40、度，煤层倾角、机器质量、导向装置结构及摩擦力等，精确计算也很困难,目前使用的链牵引采煤机牵引力P与装机功率N之关系为：P=（11.3）N=（11.3）179.12=179.12232.86KN8装机功率由采煤机械与液压传动P149页表2-6-2查得，当采高为2.53m时，双滚筒采煤机功率为200300KW。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）NM=（0.070.1）300=2130t左右。(2)、初选采煤机及其配套设备根据采高,滚筒直径、截深、生产率、电机功率、牵引力及牵引速度等初选采煤机，然后和初选的支护设备一起。选自液压传动与采掘机 型号：MG2200AW 采高：2