采煤工作面设备选型说明书.docx
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采煤工作面设备选型说明书
矿山机械课程设计指导书
(综合机械采煤工作面配套机械选型设计)
机电工程系
机械工程教研室
综合机械采煤工作面配套机械选型设计
对于采矿工程专业的学生,对综采工作面的机械设备选型,是必须掌握的知识及能力。
具体条件及要求是:
在给定的采面地质条件的基础上,学生根据相关的设计规范、法规,对该工作面采用综合机械化采煤方法所用的机械设备进行合理、科学的计算选型。
书写选型设计说明书,说明书应书写工整、章节层次分明;图标规范、计算准确。
采煤工作面中,采煤机、刮板输送机和支护设备(液压支架或单体支柱及顶梁)等组成一个称为采煤机的有机整体来实现采煤工艺的各个工序,它们在工作能力和结构尺寸的配套关系,直接影响到采煤工艺的顺利实施和设备能力的充分发挥。
因此,为了正确地选择采煤机组各种设备的形式,不仅要看它们各自能否满足采煤工艺的要求,同时要注意它们之间的配套性能。
一、原始参数
学生按照下面给定的原始参数,按照相关的规定选择综合机械化采煤工作面的配套设备(采煤机、工作面刮板运输机、自移动式液压支架、桥式转载机和可伸缩胶带运输机)。
第一组:
工作面长度:
300米;倾角:
30度;煤层平均厚度:
2.5米;顶板中等稳定;A=230N/mmf=3.5.
第二组:
工作面长度:
320米;倾角:
35度;煤层平均厚度:
3米;顶板中等稳定;A=300N/mmf=3.5.
第三组:
工作面长度:
150米;倾角:
30度;煤层平均厚度:
3.5米;顶板中等稳定;A=230N/mmf=4.
第四组:
工作面长度:
320米;倾角:
12度;煤层平均厚度:
2.5米;顶板中等稳定;A=230N/mmf=3.5.
第五组:
工作面长度:
200米;倾角:
40度;煤层平均厚度:
4.5米;顶板中等稳定;A=230N/mmf=3.5.
第六组:
工作面长度:
350米;倾角:
20度;煤层平均厚度:
1.5米;顶板中等稳定;A=230N/mmf=3.5.
第七组:
工作面长度:
150米;倾角:
40度;煤层平均厚度:
3米;顶板中等稳定;A=330N/mmf=2.5.
第八组:
工作面长度:
300米;倾角:
54度;煤层平均厚度:
2.5米;顶板中等稳定;A=230N/mmf=3.5.
第九组:
工作面长度:
300米;倾角:
45度;煤层平均厚度:
5米;顶板中等稳定;A=230N/mmf=3.5.
第十组:
工作面长度:
350米;倾角:
30度;煤层平均厚度:
2.0米;顶板中等稳定;A=270N/mmf=4.
二、滚筒采煤机的选型
(一)滚筒采煤机的适用条件
1、适用的倾角:
开采倾角可达80°。
2、煤岩的硬度;
3、采高:
0.55~0.9m,一般宜选用爬底斑采煤机;
0.8~1.2m以上的煤层使用骑溜子采煤机;
1.1~1.9m的普采工作面,一般选用单滚筒采煤机;
1.2~2.5m的普采工作面,可选用单滚筒或双滚筒采煤机;
综采工作面必须选用双滚筒采煤机。
注意:
1、采煤机的装机功率应根据采高确定;
2、对于高产高效综采工作面,电牵引采煤机应首选。
(二)生产率的计算
1、理论生产率
2、技术生产率
3、实际生产率
(三)截深
一般为0.6m;薄煤层中一般可加大到0.75~1.0m;电牵引采煤机一般达到0.8~1.0m,少数可达1.2m。
(四)滚筒直径
单滚筒采煤机一次采全高或薄煤层双滚筒采煤机:
D=Hmin—(0.1~0.3)(Hmin为最小采高);
中厚煤层使用的单滚筒采煤机
D=(0.55~0.6)Hmax(Hmax为最大采高);
双滚筒采煤机的直径应略大于最大采高之半。
注意:
应核算过煤高度C。
中厚煤层C:
250mm~300mm;薄煤层中应达到C:
200mm~240mm。
(五)牵引速度
一般采煤机的最大牵引速度在10m/min以下。
三、支护设备的选型
(一)液压支架的架型选择
主要考虑直接顶和老顶的级、类以外,选型还应考虑以下因素:
1、采高
2、煤层倾角
3、底版强度
4、瓦斯含量
5、地质构造
6、特殊开采要求:
如分层开采、端头支护等。
(二)液压支架和单体液压支柱参数的确定
1、支护强度和工作阻力
(1)支护强度q
(2)工作阻力Fz
注意:
有一种观点认为,支架制造费用主要决定于支撑高度,而及工作阻力关系不大,因此用高工作阻力有利。
2、初撑力
3、支架高度
4、支架中心距及宽度
支架中心距应及一节溜槽的长度相适应,一般为1.2~1.5m。
国外有加大支架宽度的趋势。
5、顶梁长度
顶梁长度及支架的结构形式、支护方式、输送机宽度和采煤机的结构尺寸有关。
(1)直接撑顶掩护式支架的顶梁长度
(2)支撑掩护式支架的顶梁长度
支撑掩护式支架在工作面的尺寸关系图4—4,其前排柱顶梁柱窝至梁前端的长度应满足下面的公式:
四、输送设备的配套性能
(一)刮板输送机及采煤机及支架的配套
(1)刮板输送机及采煤机的配套
(2)刮板输送机的输送能力不小于采煤机的理论生产率;
(3)刮板输送机的结构形式必须及采煤机结构相配套;
(二)、刮板输送机及液压支架的配套原则
(1)刮板输送机的结构形式要及液压支架架型相匹配;
(2)刮板输送机的溜槽长度要及液压支架的中心距相匹配;
(3)刮板输送机溜槽及支架推移千斤顶连接装置的间距和结构要匹配。
(三)转载机的选择
(四)伸缩胶带输送机的选用
五、采煤设备的配套性能
(一)设备主要空间尺寸的配套关系
1、普采工作面采煤设备的尺寸配套关系
从安全的角度,由前排支柱到煤壁之间的无立柱空间宽度R愈小愈好,必须符合顶板性质的要求。
公式中的各项参数应合理取值。
2、综采工作面采煤机组的配套尺寸关系
(二)设备主要参数的匹配
综采机组主要参数的匹配应满足两方面的要求:
一是生产率相适应;二是移架速度适应采煤机的牵引速度。
1、生产率相适应
要求采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机和伸缩胶带输送机组成的生产系统中,每一后者的生产率要大于前者。
2、移架速度及采煤机的牵引速度适应
六、考核办法及评分标准
评定成绩既要看最后的设计答辩(如表达情况、回答问题是否正确),也要考虑学生在整个设计过程中的情况(如理论基础掌握情况、题目难易程度、是否有独创的见解、解决问题的能力、图纸质量、工作量和纪律等)。
课程设计采用五级计分制(优秀、良、中、及格和不及格)。
其中书面成绩(包括图纸和设计说明书)占70%,答辩成绩占30%)。
评分标准
成绩
任务完成情况
综合技能
说明书及图纸
答辩情况
优
︵
90
|
100
︶
按期圆满完成任务书规定的任务
能熟练地综合运用所学理论和专业知识;设计、计算、分析、实验正确及严密,结论、工艺合理;独立工作能力较强,科学作风严谨;设计有独到见解,水平较高
图纸完备、整洁、正确;说明书条理清楚,论述充分,文字通顺,符合技术用语要求,符号统一,编号齐全,书写工整
思路清晰,论点正确,回答问题有理有据,基本概念清楚,对主要问题回答正确、深人
良
︵
80
|
89
︶
按期圆满完成任务书规定的任务
能较好地运用所学理论和专业知识;设计、计算、分析、实验正确,结论合理;有一定的独立工作能力,科学作风良好;设计有一定的水平
设计图纸完备、整洁、正确;说明书条理清楚,论述正确,文字通顺,符合技术用语要求,书写工整
思路清晰,论点基本正确,能正确地回答主要问题
中
︵
70
|
79
︶
按期圆满完成任务书规定的任务
运用所学理论和专业知识上基本正确,但在非主要内容上有欠缺和不足;设计、计算、分析、实验基本正确;有一定的独立工作能力;设计水平一般
图纸完备,基本正确,但质量一般,有小的缺陷;说明书文理通顺,但论述有个别错误(或表达不清楚),书写不够工整
对主要问题的回答基本正确,但分析不够深入
及
格
︵
60
|
69
︶
在指导教师指导帮助下,能按期完成任务
独立工作能力较差且有一些小的疏忽和遗漏;在运用理论和专业知识中没有大的原则性错误;设计、计算、分析、实验基本正确,并达到了基本要求
图纸质量不高,工作不够认真,有个另明显错误;说明书文理通顺,但叙述不够恰当和清晰,文字、符号方面问题较少
主要问题能答出,或经启发后能答出,回答问题较肤浅
不
及
格
︵
0
|
59
︶
未按期完成任务书规定的任务
基本概念和基本技能未掌握,不能有效地运用所学理论和专业知识解决工程问题,或出现不应有的原则错误;在整个设计方案论证、分析、实验等工作中独立工作能力差,设计未达到最基本要求
图纸不全,或有原则性错误;说明书文理不通,书写潦草,质量很差
不能清楚阐述设计的主要内容,基本概念糊涂,对主要问题回答有错误或回答不出
七、参考资料
1、《矿山机械》中国矿业大学出版社程局山主编
2、《采掘机械及液压传动》中国矿业大学出版社朱真才主编
优秀:
按时完成设计任务,设备选型计算准确,过程清楚。
说明书层次清楚,书写比较工整规范,对支架的阐述比较到位。
良好:
按时完成设计任务,设备选型计算比较准确,但计算过程过于简单。
说明书比较有层次,书写欠工整规范,对支架的参数及结构要求阐述不到位。
中:
按时完成设计任务,设备选型计算基本准确,但计算过程过于简单。
说明书比较有层次,书写欠工整规范,对支架的参数及结构要求阐述不到位,说明书字数较少。
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- 采煤 工作面 设备 选型 说明书
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