-PAGE38-綜采工作面機(jī)電設(shè)備選型分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u8163綜采工作面機(jī)電設(shè)備選型分析案例 1122241.1采煤機(jī)的選型 210161.1.1采煤機(jī)的選型原則 272561.1.2采煤機(jī)的參數(shù) 2293921.1.3初選采煤機(jī)及其配套設(shè)備 4134561.2刮板輸送機(jī)的選型 5297051.2.1刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率 5273591.2.2刮板輸送機(jī)的選型 5236241.2.3牽引力和運(yùn)行阻力、功率計(jì)算 6259171.2.4鏈子強(qiáng)度驗(yàn)算 7220161.3液壓支架的選型 8141441.3.1液壓支架選型原則 8137221.3.2液壓支架選型計(jì)算 8241101.3.3端頭支架的選擇 1070962.3.4過渡支架 1058121.4乳化液泵站的選型 11160381.4.1乳化液泵站壓力的確定 1184671.4.2乳化液泵站流量的確定 11154111.4.3乳化液泵站選擇 12286821.5轉(zhuǎn)載機(jī)的選型計(jì)算 1380811.5.1選型原則 13245201.5.2轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇 13253211.6帶式輸送機(jī)選型計(jì)算 14157821.6.1帶式輸送機(jī)選型原始參數(shù) 14282841.6.2預(yù)選帶式輸送機(jī) 14105921.6.3運(yùn)行阻力和輸送帶張力的計(jì)算 15124901.6.4輸送帶懸垂度驗(yàn)算 18110021.6.5輸送帶強(qiáng)度驗(yàn)算 1884661.6.6牽引力與牽引功率 1838371.7三機(jī)配套 1966761.7.1綜采工作面的三機(jī)生產(chǎn)能力配套 19271271.7.2幾何尺寸配套 19采煤機(jī)的選型采煤機(jī)的選型原則采煤機(jī)的選型過程中需要滿足一些基本要求。需要考慮煤層的厚度，以及設(shè)計(jì)的開采高度。本設(shè)計(jì)大柳塔煤礦的工作面煤層厚度是6.8～7.4m，平均厚度為7.1m，屬于厚煤層。其次是根據(jù)煤的堅(jiān)硬程度選型。第三點(diǎn)是根據(jù)煤層傾角選型。設(shè)計(jì)中工作面的傾角為1~3°，屬于近水平煤層（<8°），不需要設(shè)置防滑裝置來防滑。采煤機(jī)的參數(shù)1.滾筒直徑滾筒直徑選取3800mm。2.截深按照目前的通用的規(guī)格，設(shè)計(jì)選取截深0.8米。3.滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度滾筒轉(zhuǎn)速對截割速度有很大的影響，大部分的滾筒轉(zhuǎn)速多為25~40r/min，因?yàn)闈L筒直徑取值較大，所以滾筒轉(zhuǎn)速應(yīng)選取較小，初步選定滾筒的轉(zhuǎn)速n=25r/min。截割速度為（式2.2）其中——截割速度，m/s；D——滾筒直徑，m；n——滾筒轉(zhuǎn)速，r/min；所以截割速度為5m/s。4.最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率依據(jù)采煤機(jī)的有效開動(dòng)率（取70%）設(shè)計(jì)最小采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率（式2.3）式中——采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率K——采煤機(jī)有效開動(dòng)率——工作面年產(chǎn)量，t；——能力富裕系數(shù)，取1.2~1.6；T——每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)（三采一準(zhǔn)T=18h)；Y——年生產(chǎn)天數(shù)。5.牽引速度1）最小牽引速度根據(jù)最小的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率可以求出最小牽引速度，（式2.4）公式中H——工作面平均采高，m；B——截深，m；——表示最小的工作牽引速度，；——煤的實(shí)體密度，，一般取。允許工作牽引速度（式2.5）式中n——滾筒轉(zhuǎn)速，r/min；——最大牽引速度，m/min；m——同一截線上的截齒數(shù)。在上面的公式中，m的值一般取3，n在上面的計(jì)算中求得25r/min，通常的最大煤屑厚度，取=100mm。（式2.6）式中——表示截齒在齒座伸出長度，取100mm。6.理論生產(chǎn)率理論生產(chǎn)率的計(jì)算公式為（式2.7）7.裝機(jī)功率首先計(jì)算預(yù)裝機(jī)功率，采煤機(jī)的功率計(jì)算為（式2.8）式中——能耗系數(shù)，。截割消耗功率為（式2.9）牽引消耗功率（式2.10）輔助功率（式2.11）實(shí)際裝機(jī)功率為（式2.12）初選采煤機(jī)及其配套設(shè)備通過計(jì)算和選取的采高、截深、滾筒直徑、牽引速度、截割速度、裝機(jī)功率等，可以初步選出采煤機(jī)型號為MG1000/2540GWD。表2.1采煤機(jī)型號參數(shù)表型號MG1000/2540-GWD截割高度(m)4.5-7.2機(jī)面高度(mm)2636適應(yīng)煤層傾角（°）工作面傾角≤12、走向傾角±6°適應(yīng)煤層硬度f≤5生產(chǎn)能力(t/h)>3500總功率(kW)2540截割功率(kW)2×1000牽引功率(kW)2×150破碎功率(kW)200泵站功率(kW)40電壓等級(V)3300滾筒直徑(mm)Ф3300-Ф3600滾筒轉(zhuǎn)速(r/min)27.69截深(mm)865過煤高度(mm)1618調(diào)速方式交流變頻調(diào)速牽引方式齒輪銷軌式配套主電纜型號MCPT-1.9/3.3KV/3×240+1×120+7×10配套工作面輸送機(jī)SGZ/1200、SGZ/1250、SGZ/1400刮板輸送機(jī)的選型刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率(式2.13）h——煤層厚度，m；b——截深，m；——牽引速度，m/s；;——煤的實(shí)體密度，（平均為1.35）；刮板輸送機(jī)的選型根據(jù)A=3596.4t/h,選用SGZ1250/4000型刮板輸送機(jī)。表2.2SGZ1250/4000型刮板輸送機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)長度350m運(yùn)輸能力4000t/h裝機(jī)功率刮板鏈速1.68m/s電機(jī)型號YBBP-500L6-4(變頻電機(jī)）電機(jī)功率2000kW電機(jī)電壓3300V減速器型號XP1H160/GBJ2500(平行）XP2H160/GBJ2500(垂直）減速器功率2000kW傳動(dòng)比39.284長×內(nèi)寬×高2050*1250*440mm刮板鏈形式中心雙鏈緊湊鏈規(guī)格緊湊鏈刮板鏈中心距340mm刮板鏈單位長度質(zhì)量72kg/m刮板鏈破斷力4320kN卸載方式端卸牽引力和運(yùn)行阻力、功率計(jì)算重段運(yùn)行阻力(式2.14）式中q——輸送機(jī)單位長度上貨載質(zhì)量，kg/m;——刮板鏈運(yùn)行速度，m/s。(式2.15）式中——刮板鏈在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù)；——煤在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù)?？斩芜\(yùn)行阻力(式2.16）式中——刮板鏈單位長度質(zhì)量。考慮曲線段阻力及彎曲段的附加阻力，則總牽引力(式2.17）根據(jù)兩端布置的傳動(dòng)方式可以計(jì)算，在確定了最小張力點(diǎn)的位置后，再根據(jù)逐點(diǎn)計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。(式2.18）式中——電動(dòng)機(jī)總臺(tái)數(shù)；——表示一段的電動(dòng)機(jī)總臺(tái)數(shù)。(式2.19）(式2.20）(式2.21）(式2.22）電動(dòng)機(jī)軸上的總功率(式2.23）(式2.24）(式2.25）再設(shè)計(jì)中我們要到考慮20%的備用功率，所以取電動(dòng)機(jī)的功率備用系數(shù)。(式2.26）鏈子強(qiáng)度驗(yàn)算(式2.27）鏈子強(qiáng)度系數(shù)(式2.28）其中——兩條鏈子負(fù)荷不均勻分配系數(shù)，模鍛鏈，圓環(huán)鏈；——一條刮板鏈的破斷力，N；——刮板鏈抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)。液壓支架的選型液壓支架選型原則在液壓支架的選型中，需要考慮的因素由很多，其中起主要影響的有煤層的穩(wěn)定性、頂板和地板的穩(wěn)定性，其他因素還有煤層厚度、煤層傾角等。液壓支架選型計(jì)算1.液壓支架類型的選擇綜合考慮我們選用掩護(hù)式液壓支架，因?yàn)樵摷苄瓦m用范圍廣，雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，但是安全可靠，技術(shù)成熟，也更適合設(shè)計(jì)中工作面。2.液壓支架結(jié)構(gòu)的參數(shù)1.支架高度(式2.29）(式2.30）式中——煤層最大采高，mm；——煤層最小采高，mm；——參考偽頂冒落的最大厚度，對于大采高支架取200～400mm； ——考慮移架時(shí)侯頂梁上和地板下的浮矸之和于下降量，周期來壓時(shí)的下沉量，大采高支架取500～900mm。2.支護(hù)強(qiáng)度K一般取5～8，(式2.31）式中K——頂板巖石厚度系數(shù)；Ｍ——采高，ｍ；——巖石密度，一般取。預(yù)選液壓支架根據(jù)支架高度和支護(hù)強(qiáng)度，預(yù)選掩護(hù)式液壓支架ZY18000/34.5/74D。表2.3掩護(hù)式液壓支架ZY18000/34.5/74D參數(shù)工作阻力18000kN(p=45.8MPa)中心距2050mm支架最大支護(hù)高度7.4m支架最下支護(hù)高度3.45m支護(hù)強(qiáng)度1.58MPa頂梁長度4730mm頂梁寬度1840mm初撐力12370kN（p=31.5MPa)移架步距865mm對底板比壓2.94MPa工作阻力支架支撐頂板的有效工作阻力為(式2.32）(式2.33）(式2.34）掩護(hù)式支架的立柱傾斜，因此支撐效率達(dá)不到100%，初次選支架時(shí)可取80%左右，所以(式2.35）有效工作阻力15057kN<掩護(hù)式液壓支架ZY18000/34.5/74D的工作阻力18000kN，因此預(yù)選的掩護(hù)式液壓支架ZY18000/34.5/74D滿足要求。初撐力初撐力的大小影響著支架的支護(hù)性能和成本。支架較快的達(dá)到工作阻力需要較大的初撐力能。一般取初撐力為工作阻力的0.6～０.8倍，所以初撐力為(式2.36）移架力和推溜力移架力與煤層的厚度、支架的重量、支架的結(jié)構(gòu)和頂板性質(zhì)等有關(guān)聯(lián)。所以一般厚煤層推溜力為100~150kN。移架力要取到300~400kN。架數(shù)確定該型號的液壓支架的中心距為2050mm，工作面長度為300m，需要布置147臺(tái)液壓支架。(式2.37）式中L——工作面長度，m；A——液壓支架中心距，m。端頭支架的選擇選擇端頭支架ZYT18000/28/55D共6臺(tái)，兩側(cè)各三臺(tái)。表2.4端頭支架ZYT18000/28/55D參數(shù)支架高度2.8~5.5米支架中心距1.95米工作阻力18000kN互幫板長度1500mm移架步距865mm支架種類雙柱掩護(hù)式2.3.4過渡支架過渡支架選用ZYG18000/34.5/74D，共四臺(tái)。表2.5過渡支架ZYG18000/34.5/74D支架高度3.45~7.4米支架中心距2.05米工作阻力18000kN互幫板長度1200+1600+850移架步距865支架種類雙柱掩護(hù)式乳化液泵站的選型液壓支架的動(dòng)力源是乳化液泵站。乳化液泵站的組成有乳化液泵、乳化液箱和其他附屬設(shè)備，這些設(shè)備共同作用使乳化液泵站具有完善的控制、過濾及安全保護(hù)功能。乳化液泵站壓力的確定1）根據(jù)初撐力確定乳化液泵站壓力為(式2.38）式中——液壓支架的初撐力，N；修正系數(shù)，，為立柱傾斜角度；D——立柱的缸徑，mm；n——支架的立柱個(gè)數(shù)；考慮到壓力損失，所需的實(shí)際泵站壓力為(式2.39）式中K——表示為壓力損失系數(shù)，一般?。?）根據(jù)推溜力和拉架力計(jì)算推溜力和拉架力的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)液壓支架具體的拉架方式計(jì)算。例如框架推拉方式，則有(式2.40）式中：——推移千斤頂?shù)睦Γ弧埔魄Ы镯數(shù)母讖?；——由拉架力確定的泵站壓力。(式2.41）乳化液泵站流量的確定支架液壓系統(tǒng)的流量決定了支架的移架速度。要使工作面采煤機(jī)可以連續(xù)割煤，工作面的移架速度應(yīng)該大于采煤機(jī)連續(xù)割煤的平均牽引速度。工作面的移架速度為(式2.42）式中——移架速度，m/min；——不均衡系數(shù)，一般取1.17~1.22。單位時(shí)間（每分鐘）的移架數(shù)目為(式2.43）式中J——支架中心距，m。支架供液系統(tǒng)應(yīng)具有的流量為(式2.44）式中——移架速度，m/min；——用液的工況富裕系數(shù)（考慮到調(diào)架、漏油、竄液時(shí)）；——推移千斤頂?shù)膫€(gè)數(shù)；——支架移動(dòng)步距，m；——推移千斤頂拉架時(shí)的作用面積，；——立柱根數(shù)；——升柱降柱行程，m；——降柱時(shí)活塞的作用面積，；——升柱時(shí)活塞的作用面積，。乳化液泵站選擇依據(jù)乳化液泵站的流量和壓力，選擇XR-WS2500A型乳化液箱和BRW400/37X型乳化液泵配套組成的乳化液泵站。表2.6BRW400/37X型乳化液泵參數(shù)公稱壓力37MPa公稱流量400L/min電動(dòng)機(jī)功率280kW電動(dòng)機(jī)電壓660/1140V曲軸轉(zhuǎn)速425r/min表2.7XR-WS2500A型乳化液箱參數(shù)工作壓力40MPa工作室容積2500L蓄能器容積40L乳化油貯藏室容積160L轉(zhuǎn)載機(jī)的選型計(jì)算選型原則轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)輸能力要超過綜采工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力；轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾應(yīng)該和工作面刮板輸送機(jī)的連接處滿足配套要求；轉(zhuǎn)載機(jī)的零部件與工作面的刮板輸送機(jī)的零部件盡可能通用。轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇根據(jù)選型原則和刮板輸送機(jī)的參數(shù)選取SZZ1350-525轉(zhuǎn)載機(jī)。該轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送量為4000t/h，刮板鏈速為1.78m/s，雖然運(yùn)輸量和刮板輸送機(jī)相同，但是因?yàn)樗麄兌即笥诶碚撋a(chǎn)率，故可以使用。表2.7SZZ1350-525轉(zhuǎn)載機(jī)參數(shù)輸送量4000t/h出廠長度33m（含破碎機(jī)）刮板鏈速1.78m/s電動(dòng)機(jī)型號YBSD-525/263-4/8功率525/262kW轉(zhuǎn)速1485/748r/min電壓3300V刮板鏈形式中雙鏈圓環(huán)連規(guī)格圓環(huán)連破斷負(fù)荷1810kN配備PLM4000型順槽用破碎機(jī)，表2.8PLM4000型順槽用破碎機(jī)參數(shù)破碎能力4000t/h最大輸入塊度1350×1000mm最大輸出粒度（調(diào)整粒度）400（350、300、250）mm電動(dòng)機(jī)YBSS2-400(G)功率400kW電壓3300V帶式輸送機(jī)選型計(jì)算帶式輸送機(jī)選型原始參數(shù)輸送長度L4127m；輸送機(jī)安裝傾角0.278°；設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率4000t/h；物料的散集密度，煤0.8~1.0；輸送帶上的物料（煤炭）的堆積角，（一般為30°）；物料的塊度，mm。預(yù)選帶式輸送機(jī)根據(jù)已知條件預(yù)選帶式輸送機(jī)帶寬1600mm固定式帶式輸送機(jī)，該輸送機(jī)的運(yùn)力和運(yùn)距滿足設(shè)計(jì)要求。帶式輸送機(jī)的輸送帶我們選取選取2800S/PVG型煤礦用織物整芯阻燃輸送帶，帶寬1600mm，每米質(zhì)量為55kg/m，縱向拉伸強(qiáng)度2800N/mm。表2.91600mm固定式帶式輸送機(jī)參數(shù)運(yùn)量4500t/h電機(jī)功率4×630+3×630kw帶速4.5m/s最大輸送長度5700m最大傾角5°輸送帶寬度的校核，最小輸送帶寬度必須適合運(yùn)輸生產(chǎn)率，（式2.45）滿足。按照物料的寬度校核，（式2.46）物料寬度的校核也滿足。運(yùn)行阻力和輸送帶張力的計(jì)算1）運(yùn)行阻力的計(jì)算用表示；3～４段是運(yùn)送物料段，承載段的運(yùn)行阻力為輸送帶在這一段托輥上所遇的阻力，用表示。回空段的運(yùn)行阻力和承載段的運(yùn)行阻力可以分別表示為（式2.47）（式2.48）式中Ｌ——輸送機(jī)長度；——分別為槽形、平行托輥?zhàn)枇ο禂?shù)，見表2.6.3.1；ｑ——輸送帶上的單位物料質(zhì)量，;——承載托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量，；——回轉(zhuǎn)托輥的轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量，kg/m。（式2.49）（式2.50）式中——為承載托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量，kg；——為平行托輥的轉(zhuǎn)的部分的質(zhì)量，kg；——上托輥的間距，一般取1~1.5m；——下托輥的間距，一般取2~3m；——輸送帶線密度，kg/m。表2.10托輥?zhàn)枇ο禂?shù)表工作條件（槽形）（平形）滾動(dòng)軸承含油軸承滾動(dòng)軸承含有軸承清潔、干燥0.020.040.0180.034少量塵埃、正常濕度0.030.050.0250.040大量塵埃、濕度大0.040.060.0350.056表2.11托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量表托輥形式帶寬B/mm500650800100012001400槽形托輥鑄鐵座111214222527沖壓座8911172022平行托輥鑄鐵座810