学位论文--矿井支护与采煤机选型设计.docVIP

第一章 支护设备与采煤机选型设计 第一节 原始数据 机械化采煤工作面根据支护类型的不同可以分为普采和综采，本设计中采区原始数据如下表： 采 区 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/月） 生产安排 Hmax Hmin 老顶 直接顶 3.6 根据所支架情况而定 5-10 I 1 月工作25天，三班生产，一班检修，日工作时间15小时 第二节 液压支架的选型 液压支架的选型要综合考虑矿山的地质条件，如煤层厚度、顶、底板稳定性、煤层倾角，本设计中这些数据已在原始数据表中列出，查下表： 由直接顶类别为I、老顶级别2级，初步拟定采用支架支护强度为1.3×35（吨/米2）的支撑掩护式支架，采高为2米的采煤方式。 一、液压支架结构参数的确定 液压支架的结构参数，主要是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。它根据煤层厚度及采取地质条件变化因素而定。 适应不同类级顶板的架型及支护强度 老顶级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 直接顶类别 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4 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） 1 30 1.3×30 1.6×30 〉2×30 结合深孔爆破，软化顶板的措施处理采空区 2 35（25） 1.3×35（25） 1.6×35 〉2×35 3 45（35） 1.3×45（35） 1.6×45 〉2×45 4 55（45） 1.3×55（45） 1.6×55 〉2×55 单体支柱支护强度（吨/米2） 采高 （米） 1 15 1.3×15 1.6×15 按采空区处理方法确定 2 25 1.3×25 1.6×25 3 35 1.3×35 1.6×35 其选择原则是：在最大采高时。液压支架能“顶得住”，在最小采高是支架能“过得去”。支架的结构高度Hmax和最小结构Hmin高度具体计算由经验公式计算。 Hmax=hmax+ a=3.6+0.3=3.9米 Hmin=hmin－S2－b－c ＝hmin －0.15－0.1－0.1=2.2－0.15－0.1－0.1=1.85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，支架仍有可靠初撑力所需的支撑高度补偿量，本设计中煤层厚度为3600mm，取300mm。 S2-----------顶板最大下沉量，这里取150mm。 b-----------支架卸载前移时立柱伸缩余量，这里取100mm。 c----------支架顶梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，这里取100mm。 二、支架强度的确定 支架支护强度q就是支架单位支护面积上的支撑力，具体计算可由经验公式估算。 q=K×H×R=8×3.6×2.3=66.24吨/米3 式中： K----作用于支架上的顶板岩石厚度系数，这里取8 H----最大采高，这里取3.6米 R-----岩石容重,这里取2.3吨/米3 三、液压支架的选型 煤层倾角 10° 支架最大结构高度为3.9米 支架最小结构高度为1.85米。 支撑强度值为66.24吨/米3=6.624kgf/cm3=0.6MPa 查液压支架产品目录我们选用PY-400型支撑掩护式支架形式型???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(t22° 2.2-4.2 3940 4800 0.8 13.527 第三节 滚筒采煤机的选择 一、采煤机性能参数的计算与决定 滚筒直径的选择 双滚筒采煤机的滚筒直径应大于最大采高的一半，按经验公式双滚筒采煤机的滚筒直径D=(0.52~0.6) hmax=0.6×3.6=2.2米，初步选取滚筒直径为2.2米。 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，截深的确定与煤层的压张效应，截割阻抗（截齿截割单位切削厚度所对应的截割阻力）大小，煤层厚度、倾角、顶板稳定性及采煤机稳定性有关。本设计中采煤机的工作在厚煤层中截深宜小，可取0.5米，但国内的采煤机为了制造方便截深一般为0.6米，故本设计中采煤机的截深取0.6米。 3.滚筒转速及截割速度 滚筒的转速对能耗、装载、煤