第二章_矿山采掘机械设备选型设计.doc

第二章 矿山采掘机械设备选型设计 第一节 设计任务及原始资料 一、设计任务 根据采煤工作面设计生产率及煤层条件，正确选择采煤机械。 根据煤层条件、顶底板性质及力学性质，合理选择采煤工作面支护设备。 3、根据地质构造及矿井巷道布置情况，正确选择掘进机械和装载设备。 二、设计时应掌握的原始资料 矿井、采区、工作面的生产能力； 煤层条件及开采的有关参数； 煤的实体密度及力学性质； 地质构造及顶底板性质； 特殊开采要求； 矿井沼气等级及涌出情况。 第二节 采煤机械的选择计算 机械化采煤工作面的生产能力主要取决于采煤机械的落煤能力。因此，根据不同的煤层条件，正确选用采煤机械，对提高工作面产量、节约能耗及安全生产是十分重要的。 一、对采煤机械的基本要求 在采煤机选型时应尽量满足以下基本要求： 1、功能方面的要求 采煤机械主要完成采煤工艺的落煤和装煤这两道工序，因此，采煤机械的工作机构必须有足够的落煤和装煤能力，高度能调节，能量消耗小，割下的煤块度大，截煤过程中产生的煤尘少，能自开缺口等等。 2、适应性方面的要求 采煤机械必须适应给定的煤层厚度、硬度、煤层倾角、围岩条件等要求。 3、性能方面的要求 采煤机械的性能应当满足工作面设计的要求。如采煤机械的生产率必须满足工作面产量要求，并具有足够的牵引力和牵引速度；截割速度应满足煤的块度和降低煤尘含量的要求；截深应满足控顶距及支架移动步距的要求。 4、安全及劳动保护方面的要求 采煤机械要有可靠的喷雾降尘装置和完善的安全保护装置。如电动机恒功率自动调速、液压自动调速、高低压保护、回零保护、油温保护、冷却水保护等装置；电气设备必须防爆；当煤层倾角较大时，应有安全防滑措施等等。 采煤机械的各种操纵按钮、手把的布置便于司机安全可靠的操作，必要时应设置闭锁装置，以防止误操作。 5、经济性和可靠性方面的要求 采煤机械是机械化采煤的关键设备，它的维护费用在吨煤成本中所占比例相当大。因此，采煤机械必须有良好的可靠性和经济性，以保证安全、高效、经济的运行。 二、采煤机械的选择 1、根据煤层厚度选择采煤机械 根据开采技术要求，将煤层厚度分为三类：从最小开采厚度至1.3m为薄煤层；1.3～3.5为中厚度煤层；3.5m以上为厚煤层。煤层厚度决定着所需采煤机的最大采高、最小采高、机面高度、过煤高度以及电动机功率大小等。 现有滚筒采煤机适应性很宽，可用来开采不同硬度（煤的最坚硬度系数可达f=4～5或抗压强度限达56MPa），煤层厚度为0.65～4.5m的缓倾斜煤层。链牵引采煤机设置防滑装置可用于35o甚至更大倾角的煤层；无链牵引采煤机最大可用于40o～50o倾角的煤层。 当最小采高在0.65～0.8m时，只能选用爬地板采煤机，如K-103型采煤机，EDW-170-LN型采煤机。 当采高在3m左右的中厚煤层时，开采这类煤层的机采技术比较成熟，工作面效益好，采煤机的型号也比较多，如MLS3-170（2×170）、MXA-300/3.5、MG300-W（2×300）、ZGC-300、EDW-300-L、DTS-300型等。 当采高在3.5～4.5m左右的厚煤层时，采煤机有MG300-W（2×300）、MXA-300/45、AM-500型、EDW-600-L等。 当采高在1.1 ～1.2m左右时，煤质中硬，应选用单滚筒采煤机。如DY-150、BD-100、MLQ3 -100型等 当采高在1.3～2.5左右时，应选用双滚筒采煤机，如MG-150-W、MG-150或单滚筒MLD1-170型等。 2、根据煤的力学性质选择采煤机 煤的力学性质主要包括煤的坚硬系数f、抗压强度、截割阻抗A、韧性、层理和节理的发展状况、夹石含量和分布等。这些因素关系到选择采煤机械的工作机构形式和采煤机的功率大小。 根据煤的坚硬系数f 和截割阻抗A，将煤分为三类： 软煤—f ≤1.5，A180N/mm； 中硬煤—f =1.5～3.0，A=180～240N/mm； 硬煤—f ≥3.0，A=240～360N/mm。 各种刨煤机最适合开采软煤，特别是脆性软煤；韧性中硬煤应选用中等功率的滚筒式采煤机；脆性中硬煤宜选用中等功率的滑行刨煤机；硬煤必须选用大功率的滚筒式采煤机。滚筒式采煤机可截割各种不同硬度的煤层。 3、煤层倾角对选择采煤机械的影响 根据开采技术特点，将煤层倾角分为三类 ：00～250为缓倾斜煤层；250～450为倾斜煤层；450～900为急倾斜煤层。 倾角小于100的煤层，对机械化开采最为有利，一般不考虑采煤机械的防滑问题。当煤层倾角大于100时，一般要考虑采煤机械的防滑问题。 无链牵引采煤机，由于具有可靠的制动装置，牵引力又大，故可用在倾角400～540的采煤工作面。 4、顶底板性质对选择采煤机械的影响 顶底板性质主要影响顶板管理和支护设备的选择。因此