液压支架选型设计Word文件下载.doc
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生产安排
Hmax
Hmin
老顶
直接顶
3.1
1.6
350
11
Ⅲ级
3类
125
80
1.一年工作日按300天计算
2.实行三班工作制,两班采煤,一班准备,每天生产16小时。
二、上交材料
(1)设计图纸(综采工作面设备配套关系图)
(2)设计说明书
三、进度安排(参考)
(1)熟悉设计任务,收集相关资料
(2)拟定设计方案
(3)绘制图纸
(4)编写说明书
(5)整理及答辩
四、成绩评定
成绩:
教师
日 期
目录
1液压支架选型的基本原则 1
2确定液压支架架型 1
2.1顶板分类(级) 1
2.2架型与支护强度初选 2
3主要参数计算和支架型号的确定 2
3.1支架高度 2
3.2支架主要结构确定 3
3.2.1顶梁长度 3
3.2.2底座的宽度 5
3.2.3支架中心距确定 5
3.2.4支架移驾步距确定 5
3.3支护强度和工作阻力 5
3.4初撑力 7
3.5移架阻力及推溜力 7
3.6确定支架类型 7
4性能验算 8
4.1顶板支护形式 8
4.2底板比压 8
4.3工作阻力(支护强度)和初撑力的验算 9
4.4顶板覆盖率 9
4.5通风断面计算 10
4.5.1按工作面温度计算风量 11
4.5.2经验供风 11
4.5.3风速计算 14
5支架布置台数 11
6乳化液泵站的选型 11
6.1乳化液泵 14
6.1.1泵站压力的确定 16
6.1.2泵站流量确定 14
6.1.3选择乳化液泵 14
6.2乳化液泵的电机功率 11
6.3乳化液箱容积的验算 14
6.4乳化液 16
7设备的空间尺寸配套关系 16
参考文献 17
《采掘机械》综合训练-16-
1.液压支架选型的基本原则
⑴要顶得住,它的初撑力和工作阻力要适应直接顶和老顶岩层移动所产生的压力(包括二次来压),使控顶区的顶板下沉量限制到最小程度。
⑵要移得走,它的结构形式和支护特性,要适应直接顶下部岩层的冒落特点,尤其要注意顶板在暴露后尚未支护情况下的破碎状态,要尽量保持该处顶板的完整性。
支架底座要适应底板岩石的抗压强度,以防底软而使支架陷入底板。
⑶要适应采高变化和按煤层倾角考虑的对支架稳定性的要求。
⑷要满足通风(尤其是高瓦斯工作面)和行人的需要,以及要和采煤机、运输机配套。
⑸要考虑投资,力求以较低的投资获得所需的技术经济效果。
支架复用次数高,损坏情况少,即能降低吨煤成本。
按开采技术特点,可将煤层厚度分三类:
⑴薄煤层---从最小可采厚度到1.3m;
⑵中厚煤层---1.3~3.5m;
⑶厚煤层---大于3.5m。
按开采技术特点,将煤层倾角分为三类:
⑴缓倾斜煤层---0°
~25°
;
⑵倾斜煤层---25°
~45°
;
⑶急倾斜煤层---45°
~90°
。
倾角小于12°
的煤层对于综采机械化来说,最为有利,一般可以不考虑设备自重分力的影响。
煤层倾角加大,会使采煤机上行采煤时的牵引阻力加大,并造成机器下滑的危险;
使支架的横向稳定性变坏,甚至下滑、倾倒;
输送机也会下滑,给采煤工作造成困难。
2.确定液压支架架型
按顶板分类方案对液压支架的架型进行初选。
根据煤炭部(81)煤科字第429号文件关于《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案,按稳定性不同直接顶分为四类,按来压强度不同将老顶分为四级,并分别提出相应的架型、支护强度和顶板管理方法。
2.1顶板分类(级)
直接顶分为四类,见表2-1。
老顶分为四级,见表2-1。
表2-1
2.2架型与支护强度初选
正确选择支架的架型,对于提高综采工作面的产量和效率,充分发挥综采设计的效能,实现高产高效,是一个很重要的因素。
本矿煤层赋存条件较好,煤层倾角11°
,为缓倾斜煤层,煤层截割阻A=350N/mm,煤层厚度适中为3.1m,井型为中型矿井,工作面设计长度为125m,设计能力为80万t/a,直接顶为3类中等稳定顶板,老顶为Ⅲ类顶板,周期来压明显,要求工作面支护强度较大(见表2-1)。
综上所述,选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式支架。
由于煤层倾角小于15°
,不设防滑和调架装置。
3.主要参数计算和支架型号的确定
3.1支架高度
支架高度一般系指支架的最大和最小结构高度,它必须适应煤层采厚变化所要求的最大和最小支撑高度。
最小高度过大,可能会出现压架现象;
最大支撑高度过小,可能会造成丢煤浪费资源,或支架顶空现象。
支架的最大和最小支撑高度,应根据煤层厚度的变化合理选择,片面地认为调高范围越大越好,过大地加大调高范围将增加设备重量及制造成本。
支架高度可由下式计算:
=-+0.2
=———
式中:
------支架最大结构高度,〔m〕;
------支架最小结构高度,〔m〕;
------煤层最大采高,〔3.1m〕;
------煤层最小采高,〔1.6m〕;
------支架前柱上方顶板下沉量,一般取0.1m;
------支架后柱上方顶板下沉量,一般取0.2m;
------支架前移时可缩余量,一般取不小于0.05m;
------支架与顶底板间的浮煤,破矸厚度一般取0.1m。
即:
=3.2m,=1.25m。
根据一些生产的实际经验,为防止伪顶冒落而引起支架顶空现象和一些难于预见的因素,最大结构高度,要在计算的基础上,再考虑增加0.1~0.3m的富裕量。
取=3.3m,=1.25m。
确定支架的最低高度时还应考虑到井下的允许运输高度。
支架的伸缩比
=2.64
值的大小反映了支架对煤层厚度变化的适应能力,其值越大,说明支架适应煤层厚度变化的能力超强。
3.2支架主要结构确定
3.2.1顶梁长度
顶梁长度取决于必要的作业空间和通风断面要求,还与支架方式有关。
支护方式有超前支护和滞后支护两种方式。
根据选定的掩护式架型和超前支护方式,估算支架的顶梁长度,如图4-2所示。
=200+1350+900+400-3100×
tg20-300=1421.69mm
式中:
------铲煤板铲尖到煤臂的距离,取100~200mm(具体大小也可计算);
=F+G+J+V=200+350+400+400=1350mm
F------铲煤板宽度,一般取150~240mm;
G------中部槽宽,350mm;
J------导向槽宽度,无链牵引时尚有齿轨部分宽度;
V------电缆槽宽。
参数查不到时可估算V=350~450mm;
------超前移架时取>截深;
滞后移架时可取零;
e------人行道宽度,不小于0.6m,高度不小于采高的70%;
H------采高,〔m〕;
------立柱倾角;
------梁端距,取250~350mm。
------由结构而定,考虑支架稳定性和减少底座前端的比压。
>300mm;
------通常=0.9~1.2m,在中厚煤层中可设置为人行道;
------由结构而定,一般情况为300~500mm。
顶梁全长:
=1421+1000+400=2821mm=2.8m
注:
顶梁的长度和宽度取决于支架的类型,它影响支架与顶板的接触性能、控顶距、移架速度和稳定性,一般在保证一定的工作空间和合理布置设备的前提下,应尽量减小顶梁长度,以缩小控顶距和支架的重量。
对于支撑式和支撑掩护式支架,由于立柱为双排布置,支撑力较大,故这类支架的顶梁较长,当采用滞后支护时,顶梁全长为2.5m左右;
当采用及时支护时,顶梁全长为3.0~4.0m。
对于掩护式支架,由于一般用于破碎顶板,应尽量减小支架对顶板的重复支撑次数,加之立柱多为单排布置,故顶梁长度较小,通常1.5~2.5m,最大达3m左右。
顶梁的宽度应根据支架间距和架型来定。
我国规定支架标准中心距为1.5m。
掩护式和支撑掩护式支架包括侧护板在内的顶梁宽度为1.4~1.6m(下限为侧护板收缩时的运输宽度,1.5m为支架的正常宽度,1.6m为调架时侧护板伸出后的最大宽度)。
垛式支架的架间距一般为0.1~0.2m。
3.2.2底座的宽度
支架底座宽度一般为1.1~1.2m。
为提高横向稳定性和减小对底板比压,厚煤层支架,可加大到1.3m左右,放顶煤支架为1.3~1.4m。
底座中间安装推移装置的槽子宽度,与推移装置的结构和千斤顶缸径有关,一般为300~380mm。
3.2.3支架中心距确定
支架中心距有1.25m,1.5m,1.75m,2.05m,与刮板输送机溜槽长度相适应。
取1.5m。
3.2.4支架移驾步距确定
与配套采煤机截深相对应,推移装置的行程要大于采煤机的截深(0.6m)。
3.3支护强度和工作阻力
支架的结构尺寸确定之后,与支架重量和成本关系最大的参数是支架的支护强度。
从理论上分析,合理的支护强度应正好与顶板压力相平衡。
支护强度过大,不仅增加支架重量和设备投资,而且给搬运、安装带来困难;
过小则会造成顶板过早下沉、离层、冒落,使顶板破碎,造成顶板维护困难。
因此支护强度的大小应取决于工作面采场矿压的大小。
但由于目前对采场矿压的大小还不能进行准确的定量计算,这样目前主要以经验法或实测数据,来确定支架的支护强度。
下面介绍两个经验公式:
⑴
------液压支架的支护强度,〔〕;
------平均采高,取H=2.3m;
------顶板岩石容量,一般取=2.3;
------顶板岩石破碎膨胀系数,一般取1.2~1.5;
------工作面倾角,=11°
支架取1.2(取=1.6);
------顶板周期来压动载系数(周期来压强烈顶板:
取1.5~1.7。
)。
即:
⑵
—作用于支架上的顶板岩石系数,取k=8。
H—平均采高,取H=2m;
—顶板岩石密度,一般取2.3×
kg/m。
即:
取q=0.37(Mpa)。
支架工作阻力P应满足顶板支护强度要求,即支架工作阻力由支护强度和支护面积所决定。
式中F—支架的支护面积,m。
可按下式计算
式中:
L—支架顶梁长度,3.5m;
C—梁端距,取250~350mm;
B—支架顶梁宽度,m;
K—架间距,m;
A—支架中心距,1.5m。
F=(3.5+0.3)×
1.5=5.7(m)
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- 液压 支架 选型 设计