2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  支護(hù)設(shè)備與采煤機(jī)的選型設(shè)計(jì)</p><p><b>  摘 要</b></p><p>  支護(hù)設(shè)備與采煤機(jī)的選型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:綜采工作面液壓支架的選型、綜采工作面采煤機(jī)械的選型、綜采工作面刮板輸送機(jī)的選型。液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)與支護(hù)強(qiáng)度的確認(rèn),采煤機(jī)生產(chǎn)率以及電機(jī)功率的驗(yàn)算,采高、臥底量與最大截割速度的校核,刮板機(jī)與各種輔助設(shè)備的驗(yàn)算。本次設(shè)

2、計(jì)是根據(jù)原始數(shù)據(jù)來(lái)選擇綜采工作面的采煤設(shè)備以保證綜采工作面的高產(chǎn)、高效和安全,并結(jié)合我國(guó)國(guó)情,做到技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上先進(jìn)合理、安全可靠。</p><p>  關(guān)鍵詞:液壓支架 采煤機(jī) 刮板運(yùn)輸機(jī)</p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  緒 言3</b></p><p>

3、;  第一節(jié) 機(jī)械化采煤工作面類(lèi)型的確定與論證4</p><p>  第二節(jié) 液壓支架的選型設(shè)計(jì)5</p><p>  第三節(jié) 單體液壓支柱工作高度,支護(hù)強(qiáng)度及型式的選擇13</p><p>  第四節(jié) 滾筒采煤機(jī)的選型14</p><p>  第五節(jié) 采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖19</p><p>

4、<b>  緒 言</b></p><p><b>  一、設(shè)計(jì)意義</b></p><p>  我國(guó)是煤炭生產(chǎn)大國(guó),隨著近幾年科學(xué)與經(jīng)濟(jì)事業(yè)的發(fā)展,煤炭產(chǎn)量也大幅度增加據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)所發(fā)布的《2008年全國(guó)煤炭工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào)》顯示,2008年,我國(guó)煤炭產(chǎn)量完成27.16億噸,同比增加1.93億噸,同比增長(zhǎng)7.65%。其中,山西、內(nèi)蒙古、陜西等

5、8個(gè)省區(qū)煤炭產(chǎn)量超過(guò)億噸,神華集團(tuán)、中煤能源、大同煤礦等35家大型煤炭企業(yè)產(chǎn)量超過(guò)1000萬(wàn)噸,神東等13個(gè)大型煤炭基地產(chǎn)量超過(guò)了20億噸。當(dāng)然,產(chǎn)量的增加是與綜采工作面的機(jī)械設(shè)備所分不開(kāi)的。而此次設(shè)計(jì)就是在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上選擇綜采工作面的各種機(jī)械設(shè)備,以達(dá)到高產(chǎn),高效,安全,并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。也是讓我們可以在以后的工作中更快的進(jìn)入工作狀態(tài),更好的投入到煤炭事業(yè)中。</p><p><b>  二、設(shè)計(jì)題目

6、參數(shù)</b></p><p>  選擇設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上的序號(hào)13題。</p><p>  1、煤層厚度hmax=3.0m,hmin由設(shè)計(jì)人員自定為2.0m</p><p>  截割阻抗A=340牛頓/毫米,煤層傾角23°</p><p>  頂板條件:老頂Ш級(jí)直接頂4類(lèi)</p><p>  工作面設(shè)計(jì)

7、長(zhǎng)度130M,設(shè)計(jì)年產(chǎn)量90萬(wàn)噸</p><p><b>  2、生產(chǎn)安排</b></p><p>  ⑴、一年工作日按300天計(jì)算;</p><p>  ⑵、實(shí)行四班工作制,三班采煤,一班準(zhǔn)備,每天生產(chǎn)時(shí)間為18小時(shí)。</p><p>  第一節(jié) 機(jī)械化采煤工作面類(lèi)型的確定與論證</p><p>

8、;  機(jī)械化采煤工作面,根據(jù)支護(hù)設(shè)備型式不同。可分為普通機(jī)械化采煤工作面(簡(jiǎn)稱(chēng)普采)及綜合機(jī)械化采煤工作面(簡(jiǎn)稱(chēng)綜采)。綜采工作面主要設(shè)備為雙滾筒采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架,綜采工作面機(jī)械化程度高、安全、生產(chǎn)率高,國(guó)內(nèi)不少綜采工詐面年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸.但它的設(shè)備投資大,對(duì)煤層厚度、傾角、地質(zhì)條件變化要求嚴(yán)格.普采工作面主要設(shè)備為滾筒采煤機(jī)、刮板機(jī)輸送機(jī)、金屬摩擦支柱或單體液壓支住及金屬鉸接頂梁。(采用單體液壓支往、金屬鉸接頂粱的工作

9、面亦稱(chēng)高檔普采工作面)。普采工作面設(shè)備投資小,在煤層厚度、傾角、地質(zhì)條件變化較大時(shí),適應(yīng)性好,但它的機(jī)械化程度、安全、生產(chǎn)率比綜采低。</p><p>  當(dāng)工作面的煤層厚度、傾角、地質(zhì)條件,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力等已知時(shí),究竟采用那種類(lèi)型的機(jī)械化</p><p>  采煤工作面,應(yīng)經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面認(rèn)真分析,論證后再去確定,一般講當(dāng)工作面內(nèi)煤層厚度較厚,煤層傾角及煤層厚度變化不大,地質(zhì)條件比較穩(wěn)定,

10、沒(méi)有大的斷層,夾矸等,工作面沒(méi)計(jì)生產(chǎn)能力又比較高.采用綜采比較好,相反,當(dāng)煤層厚度不大.但厚度、傾角變化較大,工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力不很高時(shí),采用高檔普采能更好的適應(yīng)煤層地質(zhì)條件的變化,并能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益.我國(guó)目前規(guī)定普采年生產(chǎn)量為20~30萬(wàn)噸。綜采;當(dāng)采高大于2米,年產(chǎn)量為50~80萬(wàn)噸,采高1.1米時(shí)年產(chǎn)量為30~50萬(wàn)噸。</p><p>  由于工作面內(nèi)煤層厚度教厚,煤層傾角及煤層厚度變化不大,且地質(zhì)條

11、件比較穩(wěn)定,而且沒(méi)有大的斷層、夾矸等出現(xiàn)。設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為90萬(wàn)噸/年,應(yīng)該選用綜采配套工作面比較合適。</p><p>  第二節(jié) 液壓支架的選型設(shè)計(jì)</p><p>  一、影響液壓支架選型的因素</p><p>  影響液壓支架選型的因滾.主要是礦山地質(zhì)條件,如頂、底板穩(wěn)定性、煤層厚度、煤層傾角、煤層賦存狀況及瓦斯含量等,其中以煤層及頂,底扳穩(wěn)定性影響最大。<

12、;/p><p><b>  1、頂板穩(wěn)定性</b></p><p>  頂板穩(wěn)定性直接影響支架的架型支護(hù)強(qiáng)度,頂板巖性的不同。決定支架的架型的型式,巖層載荷和頂板的穩(wěn)定性主要影響支架支護(hù)強(qiáng)度和頂梁的結(jié)構(gòu)型式。一般講:煤層頂板穩(wěn)固平整,應(yīng)選用支撐式支架;煤質(zhì)松軟、頂板破碎煤層,應(yīng)選用掩護(hù)式支架;而煤層頂板堅(jiān)硬。則應(yīng)選用支撐掩護(hù)式支架。</p><p>

13、;  本設(shè)計(jì)頂板的穩(wěn)定性比較大。而且煤層頂板堅(jiān)硬,可選擇支撐掩護(hù)式支架。</p><p><b>  2、底板穩(wěn)定性</b></p><p>  底板巖石的組成.結(jié)構(gòu)及巖石力學(xué)性質(zhì)是支架選型不可忽視的另一重要條件.底板的穩(wěn)定性.對(duì)支架底座影響頗大.支架架型選取不當(dāng),會(huì)使支架陷入底板,使移架困難。根據(jù)我國(guó)煤層底板巖石抗壓強(qiáng)度。建議按表1-1選型。</p>

14、<p>  表1-1 不同底板條件下選用的架型</p><p>  本設(shè)計(jì)地板穩(wěn)定性為一般粘土巖或半煤巖,應(yīng)選用強(qiáng)力支撐支架,才能保證安全。</p><p><b>  3、煤層厚度</b></p><p>  煤層厚度主要影響支架支護(hù)強(qiáng)度,煤層厚度越大支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)越高,煤層厚度大小及變化情況,又決定著支架的結(jié)構(gòu)高度和伸縮范圍。<

15、/p><p>  本設(shè)計(jì)煤層厚度為hmax=3.0m,hmin=2.0m。</p><p><b>  4、煤層傾角</b></p><p>  煤層傾角主要影響支架穩(wěn)定性,煤層傾角大則易使支架發(fā)生傾倒、下滑等現(xiàn)象。必須采取防倒防滑措施。</p><p>  本設(shè)計(jì)煤層傾角23°。</p><p

16、>  5、煤層埋藏穩(wěn)定性: </p><p>  實(shí)踐證明:煤層埋藏越平穩(wěn),綜采的效果越好。斷層及其性質(zhì)對(duì)支架的使用好壞起決定性的影響。若斷層落差大,綜采設(shè)備通不過(guò),斷層條數(shù)多,綜采面搬家次數(shù)多。</p><p>  本設(shè)計(jì)煤層掩埋的穩(wěn)定性好,很少有斷層。</p><p><b>  6、煤層瓦斯含量:</b></p>&l

17、t;p>  瓦斯含量大的煤層應(yīng)采用通風(fēng)斷面大的支架。</p><p>  液壓支架架型選擇是否合適,最終必然反映到經(jīng)濟(jì)效果上。應(yīng)盡量做到安全、高效,而又能降低噸煤成本。支撐式液壓支架雖然價(jià)格便宜,但使用性能遠(yuǎn)不如掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式液壓支架優(yōu)越。因此:在可能情況下,應(yīng)優(yōu)先選用掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式兩種架型。</p><p>  本設(shè)計(jì)煤層瓦斯含量不大,屬低瓦斯礦井。</p>

18、<p>  除礦山地質(zhì)條件外,采礦技術(shù)條件,如回采方式,采面長(zhǎng)度,采煤機(jī)械類(lèi)型、生產(chǎn)環(huán)節(jié)等因素對(duì)液壓支架的造型也有一定的影響。</p><p>  綜合上述的條件,可選用支撐掩護(hù)式支架。</p><p>  二、煤層頂板及頂板分類(lèi) </p><p>  覆蓋在煤層上的巖石,依次分為偽頂、直接頂、老頂,它們統(tǒng)稱(chēng)為煤層的頂板。偽頂是緊貼在煤上極易冒落的較薄巖層

19、,通常在煤層被采下后隨即冒落,對(duì)液壓支架的選型一般沒(méi)有影響。</p><p>  直接頂位于偽頂之上,無(wú)偽頂時(shí)直接位于煤層之上,通常是在移架或回柱后隨即冒落,直接頂下部1.5~2米厚的巖石叫直接頂下位巖石,它對(duì)架型的選擇有決定性的影響。</p><p><b>  1.直接頂分類(lèi)</b></p><p>  我國(guó)將緩傾斜煤層回采工作面直接頂根據(jù)

20、其穩(wěn)定程度分為四類(lèi)</p><p>  1)、不穩(wěn)定頂板:也稱(chēng)破碎頂板,這類(lèi)頂板很易冒落。冒落后巖石能基本充滿(mǎn)采空區(qū)。泥質(zhì)頁(yè)巖,再生頂板等屬于這類(lèi)頂板。</p><p>  2)、中等穩(wěn)定頂板:強(qiáng)度較高,但有大量節(jié)理裂隙,局部較完整,冒落后不能充滿(mǎn)采空區(qū),一般在支護(hù)設(shè)備前移后隨即冒落。砂質(zhì)頁(yè)巖,粉砂巖屬予這類(lèi)頂板。</p><p>  3)、穩(wěn)定頂板:難于冒落,需支

21、架幫助切頂。</p><p>  4)、堅(jiān)硬頂板:極難于冒落,采后需強(qiáng)制放頂,砂巖,堅(jiān)硬砂質(zhì)頁(yè)巖等屬于這后兩類(lèi)。</p><p>  直接頂分類(lèi)的主要指標(biāo)是強(qiáng)度指數(shù)D,并參考直接頂初次跨落步距L1(米)來(lái)決定。直接頂初次跨落步距Ll是指工作面推進(jìn)一定距離后,直接頂冒落高度在1~1.5米以上,范圍占全工作面長(zhǎng)度1/2以上時(shí),初次切頂線(xiàn)距開(kāi)切眼煤壁之間距離。</p><p&

22、gt;  強(qiáng)度指數(shù)D可由下式求出。</p><p><b>  =</b></p><p>  式中:——巖石的單向抗壓強(qiáng)度,公斤/厘米2; </p><p>  ——節(jié)理裂隙影響系數(shù);</p><p>  ——分層厚度影響系數(shù)。</p><p>  、、值可查閱陶馳東主編“采掘機(jī)械”書(shū)及有關(guān)資料

23、得到。根據(jù)并參考直接頂類(lèi)別的確定見(jiàn)表2-2。</p><p>  表1-2 直接頂類(lèi)別</p><p><b>  2.老頂分級(jí)</b></p><p>  老頂位于直接頂之上,頂板分級(jí)主要由直接頂厚度∑h與采高H之比值N來(lái)決定,再參考老頂初次來(lái)壓步距L2,N的意義是指冒落帶充滿(mǎn)采空區(qū)的程度,L2是指工作面初次切頂線(xiàn)到開(kāi)切眼煤壁之間老頂懸露的

24、長(zhǎng)度。</p><p>  老頂周期來(lái)壓的強(qiáng)弱,對(duì)確定支架的噸位即支護(hù)強(qiáng)度有決定性影響,N越大L2越小,說(shuō)明老頂周期來(lái)壓不明顯,作用在支架上的載荷小而穩(wěn)定,支架的支護(hù)強(qiáng)度不需要很大,相反,N越小,L2越大,老頂周期來(lái)壓就越強(qiáng)烈,作用在支架上的載荷就越大且有沖擊,支架的支護(hù)強(qiáng)度就要求比較高。</p><p>  根據(jù)N和L2值老頂被分為四級(jí)。見(jiàn)表1-3。</p><p&g

25、t;  表1-3  老頂分級(jí)</p><p>  本設(shè)計(jì)煤層頂板為堅(jiān)硬性頂板,極難于冒落,采后需強(qiáng)制進(jìn)行放頂,老頂分級(jí)為Ⅲ級(jí),周期強(qiáng)烈來(lái)壓。</p><p>  三、液壓支架的選型 </p><p>  液壓支的選型,包括選擇支架的架型,支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)和支架強(qiáng)度的確定。</p><p><b>  1、液壓支架的選型<

26、;/b></p><p>  液壓支架根據(jù)對(duì)頂板的支護(hù)方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同,可分為支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式三種基本型式。</p><p>  支撐式支架頂粱長(zhǎng),立柱多,且垂直支撐,工作阻力大,切頂能力強(qiáng).通風(fēng)斷面大,后部有簡(jiǎn)單的擋矸裝置,架間不撐緊,對(duì)頂板不密封,它適用于穩(wěn)定或堅(jiān)硬以上直接頂和周期來(lái)壓明顯或強(qiáng)烈的老頂條件。</p><p>  掩護(hù)式支架有寬大

27、的掩護(hù)梁可擋住采空區(qū)冒落的矸石,它的頂梁較短,支柱少且傾斜支撐,架間密封,支架工作阻力較小,切頂能力差,但由于頂粱較短控頂面積小,支護(hù)強(qiáng)度不一定小,它適用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定直接頂條件。</p><p>  支撐掩護(hù)式支架兼有支撐式和掩護(hù)式支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn),頂梁較長(zhǎng),立柱較多,呈垂直或傾角較小傾斜支撐,故工作阻力大,切頂能力強(qiáng),具有掩護(hù)梁架間密封,擋矸掩護(hù)性能好。它適用穩(wěn)定以下各類(lèi)頂板,有取代支撐式支架的趨勢(shì),但它的結(jié)

28、構(gòu)復(fù)雜,重量較大,價(jià)錢(qián)較高。</p><p>  當(dāng)工作面直接頂類(lèi)別,老頂級(jí)別已確定經(jīng)過(guò)分析論證后,可按表1-4選擇支架型式。</p><p>  表1-4  適應(yīng)不同類(lèi)級(jí)頂板的架型及支護(hù)強(qiáng)度</p><p>  使用表1-5時(shí),還應(yīng)注意下列因素:</p><p>  1)、煤層厚度大于2.5米,頂板有側(cè)向推力時(shí),一般不宜采用支撐式

29、支架,煤層厚度在2.5~2.8米以上時(shí),應(yīng)選用帶護(hù)幫裝置的掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架,煤層厚度變化大時(shí)應(yīng)采用調(diào)高范圍大的雙伸縮支柱。</p><p>  2)、煤層煩角在10~1 5°(支撐式支架取下限,掩護(hù)式取上限)以上時(shí),支架應(yīng)有可靠的防滑防倒裝置。</p><p>  3)、底板強(qiáng)度、支架對(duì)底板比壓應(yīng)小于底板巖石允許抗壓強(qiáng)度。</p><p>  4)、

30、瓦斯含量,瓦斯涌出量大的工作面,應(yīng)優(yōu)先選用通風(fēng)斷面大的支撐式或支撐掩護(hù)式支架。</p><p>  5)、地質(zhì)構(gòu)造、斷層發(fā)育、煤層厚度變化大,頂板允許暴露時(shí)間和面積分別為20分鐘以下和5~8m2時(shí),暫不宜采用綜采設(shè)備。</p><p>  6)、設(shè)備成本,能同時(shí)允許選用不同架型時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用價(jià)格便宜的支架。</p><p>  另外,表2-4中的支護(hù)強(qiáng)度是指單位面積

31、上的支撐力大小,括號(hào)內(nèi)數(shù)字是掩護(hù)式支護(hù)強(qiáng)度;但允許有5%的波動(dòng)范:1.3,1.6,2分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ級(jí)老頂比1級(jí)老頂?shù)脑鰤罕稊?shù),Ⅳ級(jí)老頂由于地質(zhì)條件變化較大,只給出最低限2,具體數(shù)字應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定,單體液壓支柱的支護(hù)密度,可用表中的支護(hù)強(qiáng)度除以工作阻力計(jì)算。表中采高系最大采高,具體采高下的支護(hù)強(qiáng)度可用插值法計(jì)算。</p><p>  綜合上述的條件,本設(shè)計(jì)應(yīng)選用支撐掩護(hù)式支架,支架支護(hù)強(qiáng)度為1.6×

32、45噸/米2的支架。</p><p>  2、液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定</p><p>  液壓支架的結(jié)構(gòu)參數(shù),主要指液壓支架的結(jié)構(gòu)高度,液壓支架的結(jié)構(gòu)高度,應(yīng)能適應(yīng)采高的要求。它根據(jù)煤層厚度(或采高)和采區(qū)范國(guó)內(nèi)地質(zhì)條的變化等因素來(lái)確定。其選擇的原則時(shí):在最大采高時(shí),液壓支架應(yīng)能“頂?shù)米 保谧钚〔筛邥r(shí),支架能“過(guò)得去”。支架最大結(jié)構(gòu)高度和最小結(jié)構(gòu)高度,具體由下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:</p

33、><p>  式中 ,——煤層最大厚度和最小厚度,m(已知);</p><p>  ——考慮偽頂,煤皮冒落后,支架仍有可靠初撐力所需要的支撐高度的補(bǔ)償量;中厚煤層可取200mm,厚煤層可取300mm;薄煤層適當(dāng)減??;</p><p>  ——頂板最大下沉量。一般取支架后排立柱處頂板的下沉量,可借鑒鄰近工作面的觀測(cè)資料選取,若無(wú)這方面資辯,可按100~200mm選取,I級(jí)

34、老頂取大值,Ⅳ級(jí)老頂取小值;</p><p>  ——支架卸載前移時(shí),立柱伸縮余量,煤層厚度大于1.2m時(shí),取80~100mm;</p><p>  ——支架頂粱上存留的浮煤和碎矸石厚度,一般取50~100mm。</p><p>  即支架最大高度為=3+0.2=3.2米</p><p>  支架最小高度為=2.0-0.18-0.1-0.08

35、=1.64米</p><p>  3、液壓支架支護(hù)強(qiáng)度的確定</p><p>  支架支護(hù)強(qiáng)度:支架單位支護(hù)面積上的支撐力。它是衡量液壓支架性能的一個(gè)重要參數(shù),可由下列方法確定;</p><p><b>  1)按經(jīng)驗(yàn)公式估算</b></p><p>  式中:——作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù),取7;</p>

36、;<p><b>  ——最大采高,m;</b></p><p>  ——巖石容重,查表取2.3t/m3。</p><p><b>  =48.3噸/米2</b></p><p>  根據(jù)計(jì)算結(jié)果查表1-4,選取=1.6×55噸/米2的支架。</p><p><b>

37、;  2)直接查表選取</b></p><p>  根據(jù)頂板條件和煤層厚度,直接由表1-4中查取。</p><p>  根據(jù)頂板條件和煤層厚度選取支架支撐掩護(hù)式滿(mǎn)足工作面支護(hù)強(qiáng)度。</p><p>  4、液壓支架的型號(hào)選擇</p><p>  由上面計(jì)算出的支架最大和最小結(jié)構(gòu)高度和支護(hù)強(qiáng)度的數(shù)值,從液壓支架產(chǎn)品目錄中選擇ZY40

38、00/18/38型液壓支架,支架初撐力為314噸力,支架工作阻力為400噸力,泵站工作壓力為350公斤力/厘米2,支架支護(hù)強(qiáng)度為70.7噸力/米2。列出支架規(guī)格和主要技術(shù)參數(shù)表1-5。</p><p>  支撐掩護(hù)式支架該機(jī)具有支撐效率高,切頂換能力強(qiáng),支架穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。采用分體頂梁鉸接前梁形式,切頂效果好,便于運(yùn)輸。采用前后雙連桿形式,可減少支架重量改善底板比壓的平均分布和前端比壓。</p>&

39、lt;p>  表1-5 支架規(guī)格和主要技術(shù)參數(shù)表</p><p>  第三節(jié) 單體液壓支柱工作高度,支護(hù)強(qiáng)度及型式的選擇</p><p>  一、支柱最大工作高度及最小工作高度Hmin的計(jì)算</p><p>  = =3.0-0.096=2.904 (米)</p><p>  =2.0-0.20-0.96-0.08=

40、1.624 (米)</p><p>  式中  ,——煤層最大,最小采高</p><p>  c——頂梁高度c=96毫米</p><p>  s——最大控頂距處頂板下沉量,可參閱液壓支架方法選取20毫米。</p><p>  a——支柱卸載高度,取80毫米。</p><p>  二、單體液壓支柱工作

41、阻力及支護(hù)密度 </p><p>  單體液壓支柱的工作阻力:內(nèi)注式及外注式隨油缸直徑及支撐高度不同,其額定工作阻力有25噸/柱,30噸/柱及35噸/柱,具體參數(shù)可查有關(guān)資料。</p><p>  支護(hù)密度:根據(jù)表1-4單體液壓支柱的支護(hù)強(qiáng)度(表1-4采高為最大采高實(shí)際采高,與表1-4采高不同時(shí),可用插值法算出實(shí)際采高下的支護(hù)強(qiáng)度)除以支柱工作阻力可求出每平方米所需支柱數(shù)。</p&g

42、t;<p>  三、單體液壓支柱型式及鉸接頂梁的選擇</p><p>  根據(jù)供液方式不同可分為內(nèi)注式和外注式,外注式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,重量和制造成本比內(nèi)注式低,伸縮比大,但需配備液壓泵和供液管路,宜用于中厚煤層中,內(nèi)注式重量大,制造成本高,但不需配備液壓泵及供液管路,靈活性大,在薄煤層中使用比較方便。</p><p>  單體液壓支柱鉸接頂梁長(zhǎng)度,應(yīng)按采煤機(jī)截深整數(shù)倍選取,以便頂板

43、的管理。</p><p>  第四節(jié) 滾筒采煤機(jī)的選型</p><p>  正確選擇和使用采煤機(jī)是提高采煤工作面,生產(chǎn)能力的一項(xiàng)主要任務(wù),對(duì)采煤工作面的生產(chǎn)效率、能耗、安全等都具有重要影響,但采煤機(jī)選型涉及問(wèn)題較多,目前還缺乏一套完善的計(jì)算方法。它不僅與煤層的厚度,傾角及煤的物理機(jī)械性質(zhì)、地質(zhì)條件等有關(guān),還要考慮與支護(hù)設(shè)備,運(yùn)輸設(shè)備之間配套關(guān)系,因此,在選型過(guò)程中要考慮多方面因素,綜合分析

44、后去確定。</p><p>  一、采煤油機(jī)性能參數(shù)的計(jì)算確定   </p><p>  1、滾簡(jiǎn)直徑的選擇 </p><p>  為了使用和提高效率,選用雙滾筒采煤機(jī)。雙滾筒采煤機(jī)滾簡(jiǎn)直徑應(yīng)大于最大采高的一半,一般可按D=(0.52~0.6) 選取。</p><p>  =0.55×3=1.65米</p&

45、gt;<p><b>  2、截深選擇</b></p><p>  截?fù)?jù)阻抗為340牛頓/毫米,阻抗較大選用截?fù)?jù)深度為0.6米的截深。</p><p>  3、滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度</p><p><b>  截齒最大切削厚度</b></p><p><b>  hmax=毫米

46、</b></p><p>  式中 m——滾筒上的截齒數(shù);</p><p>  n——滾筒轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)/分;</p><p>  v——采煤機(jī)的牽引速度,米/秒。</p><p>  滾筒直徑1.65米,滾筒轉(zhuǎn)速過(guò)高,循環(huán)煤會(huì)增多,裝載效率降低,裝煤效果不好,所以選用滾筒轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/分為宜。截割速度選用4米/秒。</p>

47、<p>  4、采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率</p><p><b>  開(kāi)動(dòng)率選取0.20</b></p><p><b>  由公式QMIN=</b></p><p>  式中 W——采煤機(jī)工作面日平均產(chǎn)量,噸/日,W==3000噸/日;</p><p>  采煤機(jī)的最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率&l

48、t;/p><p>  QMIN===625噸/時(shí)</p><p>  5、采煤機(jī)截割時(shí)的牽引速度</p><p> ?、鸥鶕?jù)采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率Qmin決定牽引速度V1</p><p><b>  V1=米/分</b></p><p>  式中 Qmin——采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率噸/時(shí)</p>

49、;<p>  H——采煤機(jī)平均采高米</p><p>  B——采煤機(jī)平均截深米</p><p>  R——煤的容重1.35噸/米3</p><p>  V1===5.71米/分</p><p> ?、瓢唇佚X最大切削厚度決定的牽引速度V2</p><p><b>  Hmax=毫米</b

50、></p><p>  式中 Hmax——截齒最大的切削厚度毫米</p><p>  V——牽引速度米/分</p><p>  m——滾筒一條截線(xiàn)上安裝的截齒數(shù)個(gè)</p><p><b>  n——滾筒的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>  Hmax=毫米</b>

51、</p><p>  一般要求截齒的最大切削厚度應(yīng)小于截齒伸出齒座長(zhǎng)度的70﹪,即h1max=70%hmax即V2==70%V=3.99米/分</p><p> ?、?、按液壓支架推移速度決定牽引速度為V3</p><p>  考慮截割時(shí)牽引速度V,應(yīng)根據(jù)上述三方面情況綜合分析后確定,其最大值應(yīng)等于或大于V1,但應(yīng)小于V2,并于V3相協(xié)調(diào)。使采煤機(jī)能夠滿(mǎn)足工作面生產(chǎn)能

52、力的要求,有可避免齒座或葉片參與截割,保證采煤機(jī)安全生產(chǎn)?,F(xiàn)選V=4.0米/分。</p><p>  6、采煤機(jī)的生產(chǎn)率Q</p><p>  Q=60HBVr=60×2.25×0.6×4.0×1.35=437噸/時(shí)</p><p>  7、采煤機(jī)所需電機(jī)功率</p><p>  采煤機(jī)的比能耗HWB=

53、0.42(千瓦.小時(shí)/噸)</p><p><b>  所選采煤機(jī)的比能耗</b></p><p>  HWX===0.29~0.44(千瓦.小時(shí)/噸)</p><p>  式中 HWX——被截割煤的比能耗</p><p>  HWB——基準(zhǔn)煤的比能耗查閱參考表1-5</p><p>  AX—

54、—被截割煤層的截割阻抗牛頓/毫米</p><p>  A——基準(zhǔn)煤的截割阻抗查表1-6得(240~360)牛頓/毫米</p><p>  單滾筒采煤機(jī)的所需電機(jī)功率</p><p><b>  N=千瓦</b></p><p>  式中 Q——采煤機(jī)的生產(chǎn)率噸/小時(shí)</p><p>  K1——

55、功率利用系數(shù),本設(shè)計(jì)選用一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)取1</p><p>  K2——功率水平系數(shù),與牽引速度調(diào)節(jié)方式,電機(jī)超載能力等因素有關(guān)按表2-7查得本設(shè)計(jì)選用電機(jī)超載能力為2.0~2.2之間,牽引速度調(diào)節(jié)方式采用人工調(diào)節(jié)選取0.8N===192千瓦</p><p>  雙滾筒采煤機(jī)的后滾筒截割比能耗H1WX=K3×HWX</p><p>  K3——表示后滾筒工

56、作條件系數(shù),由表2-8選取后滾筒開(kāi)采煤層的下部向著前滾筒截割自由面的方向選取0.8。</p><p>  N=(0.6HWX+0.4H1WX)=(0.6×0.35+0.4×0.8×0.35)=176千瓦</p><p>  根據(jù)國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)電機(jī)功率系列化的情況,本設(shè)計(jì)選用最接近的200——300千瓦電機(jī)即可。</p><p>  8、采煤

57、機(jī)的牽引力按表2-9查得250~300千牛。</p><p>  二、初選采煤機(jī)及其配套設(shè)備</p><p>  根據(jù)采高、滾筒直徑、截深、生產(chǎn)率、電機(jī)功率、牽引立即牽引力及牽引速度等初選采煤機(jī)的型號(hào)為MG-300-SA。</p><p>  成套型號(hào)ZC4-ZY38。</p><p>  液壓支架型號(hào)為ZY4000-18/38型。</

58、p><p>  刮板輸送機(jī)型號(hào)為SGZ-830/500W,采高2.0-3.6米截深0.6米傾角小于30度,煤層硬度F為2-3,刮板輸送機(jī)的敷設(shè)長(zhǎng)度150米,額定運(yùn)輸能力600噸/小時(shí),工作面走向長(zhǎng)度大于800米。</p><p>  頂板條件老頂級(jí)別為Ⅲ級(jí)直接定類(lèi)別為4級(jí)支架初撐力為314噸力,支架工作阻力為400噸力,泵站工作壓力為350公斤力/厘米2,支架支護(hù)強(qiáng)度為70.7噸力/米2。&l

59、t;/p><p>  三、初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的校核</p><p>  1、最大采高的HMAx的校核</p><p>  HMAx=A-+Lsinmax+米</p><p>  式中 A——采煤機(jī)高度(機(jī)身上平面至底板之間距離)米</p><p>  H——采煤機(jī)截割部減速箱高度,一般等于電機(jī)高度米</p>

60、;<p>  L——搖臂長(zhǎng)度(搖臂擺動(dòng)中心到滾筒中心距離)米</p><p>  amax——搖臂向上擺動(dòng)最大角度</p><p><b>  D——滾筒直徑米</b></p><p>  HMAx=A-+Lsinmax+=1.25-0.6/2+1.695×sin60+1.65/2=3.24米>3米</p>

61、<p>  最大采高符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>  2、最小采高的校核</b></p><p>  Hmin>A+h1+h2</p><p>  式中 h2——過(guò)機(jī)高度不應(yīng)小于0.15米</p><p>  h1——支架或交接頂梁高度取0.1米</p><p>  hmi

62、n>A+h1+h2=1.25+0.1+0.15=1.50米<2.0米</p><p>  最小采高符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>  3、臥底量校核</b></p><p>  最大臥底量KMAX=A--sinβmax-</p><p>  式中 βmax搖臂向上擺動(dòng)最大角度</p><p&

63、gt;  KMAX=A--sinβmax-=1.25-0.23-sin-22-0.825</p><p>  =1.25-0.23+sin22-0.825=0.195米</p><p>  臥底量小于90~300毫米滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求</p><p>  4、采煤機(jī)最大截割速度的校核</p><p><b>  V1=米/分</b&

64、gt;</p><p>  式中 ——運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力400噸/小時(shí)</p><p>  H——平均采高2.5米</p><p>  B——采煤機(jī)截深0.6米</p><p>  r——煤的實(shí)體容重,r=1.35噸/米3</p><p>  V1=米/分==4.935米/分>4.0米/分</p>&l

65、t;p>  本設(shè)計(jì)選擇符合要求。</p><p><b>  5、牽引阻力估算</b></p><p>  采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)必須克服的牽引阻力T為</p><p>  T=K2G+fd(cosa-k2+2k1)±Gsina噸力</p><p>  式中 f——磨檫系數(shù)取決于采煤機(jī)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)表面狀況和濕度及采煤

66、機(jī)運(yùn)動(dòng)速度等平均取0.18;</p><p>  k1——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),估算為0.7;</p><p>  k2——估算系數(shù)因是初算,所以取0.1;</p><p>  k3——側(cè)面導(dǎo)向力對(duì)牽引阻力影響系數(shù),煤層傾角為23°,取0.07。</p><p>  T=K2G+fd(cosa-k2+2k1)±Gsina(噸力)<

67、;/p><p>  =0.1×22+0.18×1.65×(cos23-0.1+2×0.7)±22×sin23</p><p>  =2.8595±8.596=11.4555(噸力)或5.7365(噸力)</p><p>  即上行時(shí)牽引力為11.4555噸力,下行時(shí)牽引力反向大小為5.7365噸力。&

68、lt;/p><p>  第五節(jié) 采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖</p><p>  一、綜合采煤機(jī)械化配套設(shè)備</p><p>  由前述可知工作面設(shè)備配套如下:</p><p>  采煤機(jī):MG-300-SA(ZC4-ZY38);</p><p>  液壓支架:ZY4000/18/38型;</p>&l

69、t;p>  輸送機(jī):SGZ-830/500W;</p><p>  二、工作面配套設(shè)備關(guān)系圖</p><p>  通過(guò)計(jì)算或參考有關(guān)圖冊(cè)資料,給制采煤機(jī),支護(hù)設(shè)備及輸送機(jī)配套關(guān)系圖(見(jiàn)附圖)。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)與附錄</b></p><p>  [1] 徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第5卷). 北京

70、:機(jī)械工業(yè)出版社,1992</p><p>  [2] 李慶壽主編.機(jī)械制造工藝與裝備設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).寧夏人民出版社,1990</p><p>  [3] 吳孝先主編.機(jī)械制圖.遼寧大學(xué)出版社,1998</p><p>  [4] 許堅(jiān),張崇德主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).東北大學(xué)出版社,1998</p><p>  [5] 溫松明主編.互換性預(yù)

71、測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).湖南大學(xué)出版社,1997</p><p>  [6] 陸劍中主編. 金屬切削原理與刀具第3版.機(jī)械工業(yè)出版社,1990</p><p>  [7] 鄭修本主編.機(jī)械制造工藝學(xué)第2版.機(jī)械工業(yè)出版社,1991</p><p>  [8] 劉會(huì)英,于春生主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出社,1997</p><p>

72、  [9] 左健民主編.液壓與氣壓傳動(dòng).第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999. 10</p><p>  [10] 孫恒,陳作模主編.機(jī)械原理.第六版.北京:高等教育出版社,2001</p><p>  [11] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鍛壓學(xué)會(huì)編.鍛壓手冊(cè).第2卷,沖壓.第2版. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.1</p><p>  [12] 張利平主編.現(xiàn)代液壓技

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