矿山机械课程设计1.docx
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矿山机械课程设计1.docx
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矿山机械课程设计1
河南理工大学
采矿工程10级2班周玉制作
矿
山
机
械
课
程
设
计
班级:
采矿
1002班
学
号:
姓名
日期:
原始资料
已知:
年产量为:
120万吨
矿井供电电压为:
6KV
散煤容量:
0.94t/m3
实体容量:
1.6t/m3
安息角:
30o
煤层倾角10o
煤层厚度:
3m
工作面个数:
1个
工作面长度:
150m
年工作天数:
300天
日工作小时16h
顶板较好,有夹石
f=2-4
试为该工作面选择采煤机,液压支架,刮板输送机等设备的型号。
D>1/2
>1/2*H
=1/2*3
=1.5其中:
H——最大高采
H------平均煤层厚度
3截深
我国现在的采煤机截深均提统一采用0.63m截深。
4米高
在综采工作面中,中厚煤层一般要求一次采全高,故采高H为3m5牵引速度
一般采煤机的最大牵引速度应该在10m/min以下,根据采煤机的生产能力计算公式:
Q=60HBVp
则:
Vq二Q/(60HBp)
=641/(60*6*0.63*1.6)
=3.533m/min
采煤机的选型
一采煤机是综采面最主要的生产设备
选型时首先考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求,以及液压支架和
刮板输送机的匹配要求。
1根据煤层的坚硬度选型
有已知煤层硬度系数为f=2-4,且直接顶板完好,有夹石,故煤层与直接顶都属于中硬度的煤层和岩层。
因此应选择大功率的采煤机。
2根据煤层厚度选型
因煤层平均厚度为三米,属于中厚煤层,又由于煤层属于中硬度的煤层,故应选采高位1.3-3.5米之间的大功率采煤机。
3根据煤层的倾角选型
应煤层倾角为10度,故煤层属于缓倾斜煤层。
二采煤机的基本参数
1采煤机的生产率
1)采煤机的实际生产率
因该矿年产量为120万吨,且年工作天数为300天,日工作时间为
16小时,由此可以计算采煤机的实际功率为:
Qm=12(010000/300*16
=250t/h2)采煤机的技术生产率
不考虑在生产过程中,根据循环图表而进行的辅助工作且
第一页
进行更换截齿,开切口,检查机器和排除故障。
采煤机的技术生产率为:
Qt=Qm/k1
其中:
k1---采煤机技术上可能达到的连续工作系数
k1=0.5-0.7
3)采煤机的最大生产率(生产能力)
不考虑工作中的所有类型的停机状况,即采煤机的理论生产率为:
Q=Qt/k2
其中:
k2----采煤机在实际工作中的连续工作系数
k2=0.6-0.65
Q二Qt/k2
=416.7/0.65
=614t/h
故应该选生产能力至少为641t/h的采煤机
2滚筒直径
由于该矿的工作面为综采工作面,故应采用双辊筒的采煤机,一次米全咼,且滚筒直径应大于最大米咼的一半。
进行更换截齿,开切口,检查机器和排除故障。
采煤机的技术生产率为:
Qt=Qm/k1
其中:
k1---采煤机技术上可能达到的连续工作系数
k1=0.5-0.7
3)采煤机的最大生产率(生产能力)
不考虑工作中的所有类型的停机状况,即采煤机的理论生产率为:
Q=Qt/k2
其中:
k2----采煤机在实际工作中的连续工作系数
k2=0.6-0.65
Q二Qt/k2
=416.7/0.65
=614t/h
故应该选生产能力至少为641t/h的采煤机
2滚筒直径
由于该矿的工作面为综采工作面,故应采用双辊筒的采煤机,一次米全咼,且滚筒直径应大于最大米咼的一半。
Q-理论生产率
H—截深
P-实体煤层厚度
所以采煤机的最大牵引速度至少需要达到3.533m/min
6,截深速度
截深速度的选取,应该根据不同煤质时的牵引速度选用,这里采煤机采用大滚筒,为减小截割速度,所以采用较低的滚动速度。
7,装机功率
由于该煤层中矸石含量较少,采高不大,煤层中硬,故选用单电
三,采煤机的型号
综上所述应该选择MLS®170型双滚筒采煤机
该采煤机主要技术特征如下:
生产能力(t/h):
670
s780
截深:
(m)
0.63
米高(m):
1.5
s3
滚筒直径(mm:
1350
1600
滚筒速度(mm:
50
64.5,78
最大牵引力(KN):
200
牵引速度(m/min):
0
s9.3
电动机型号:
DMB
—170
转率(r/min):
1760
电压(v):
1140
功率(kw):
170
支护设备的选择
一液压支架的型号选择
1由采高的选择
采高为3米,应选用带护帮的装置的支撑掩护式支架。
2由倾角的选择
倾角为10o,不须采用防倒放滑的设备,但须常备类似的设备
3瓦斯含量的选择
瓦斯含量决定支架通风断面的大小。
二液压支架和单体液压支柱参数的确定
1支护强度的计算
q=Klpg
其中:
Q支护强度km/m3
K——顶板岩层厚度系数对于中厚煤层一般取6-8
H-----采高
P------顶板岩层的密度
g——重力加速度
所以,可求出最大可能的支护强度和最小的支护强度
Qmin=K・H均・p•g
=6X3X2.3x9.8
=406KN/M2
Qmin=Kmax-H均・p•g
=8x3x2.3x9.8
=541KN/M2
既要支架的支护范围至少为406~541KN/M2的液压支架。
2.初撑力
3.支架高度
支架高度由选用的采高决定,为3M
4.支架的中心距与宽度
中心距与宽度与输送机有关。
5.顶梁长度
与结构形式,支护方式,输送机的宽度,采煤机的尺寸有关
6.工作阻力
液压支架的工作阻力计算公式为:
F2=qA
其中:
A--支架的支护面积
7.支架高度的确定
(1)最小高度:
Hmin=Mmin-S-g-e
其中:
M--煤层的最小开采厚度
S--液压支架后排立支柱处顶板的下沉量
g--浮煤,浮矸的厚度
e--移架时液压支架的最小回缩量
(2)最大高度:
Hmax二Mmax+(200~300)
8.调咼比
中厚煤层支架的调高比一般为1.4~1.6
三选择液压支架
选择ZZ4000/17/15型支撑掩护式液压支架。
其主要技术特征:
泵站工作压力(mpa14.7
支架质量(kg)10500
刮板运输机的选择
一选择挂板运输机
1计算运输生产率,即工作面的出煤量
Q=250t/h
2选择挂板运送机
根据运输生产率的QS=250t/h,工作面的长度L=150m
选用SGB-630/220行型挂板运送机。
其设计长度L=200m
输送能力Q=450t/h
链速v=1mQS/s
链力破断力FP=610KN
刮板每米质量q=31.57kg/m
电动机功率p=2.110KW
3运行的阻力
牵引力及电动机的功率计算
输送机上每米货载量
q二QS/{3.6•(v士vk/600)}
代入数据得;
Q=73.79kg/m
其中;
士-----采煤机与运输机方向相同是取“-”相反是取“+”
1)运行阻力
重段阻力
Wzh二g(qw+q1+w1)Lcos[3-g(q+q1)Lsin[3
=10(73.8•0.7+31.57•0.47)•150cos10°
-10(73.8+31.57)•150sin10
=57693N
空短阻力
WK=gq1L(w1co3+sin3
=10•31.57+150(0.4cos10+sin10)
=26877N
2)总牵引力
Wo=1.1Wf(W2h+Wk)
=1.1
-1.1(57693+26877)
=102330
3)电动机功率
最大轴功率
n
-10/(1000•0.8)
Pmax二wov/1000=102330=127.9KW
最小轴功率
1.1Wf2gqW1LVCQS
Pmin二
1000
=65.44KW
等效功率
PD=0.6P2max+Pmax+Pmin+P2min
=98KW
考虑到要有20%勺备用功率,电动机设备的功率为
P=1.2Pd=1.2*98=117.6KW
SGB----630/220型刮板输送机功率2110KW足够用
4刮板链接强度的验算
1)因为W0NB/N0-WK=10230/2-26877
=24388>0
所以F3二FMIN
2)各点张力的计算
F3=Fmin=2*3000=6000N
F4=Fmin=F3+W2H=6000+57693=63693N
F仁F4-W0/2=12428N
最大张力点张力
F4=Fmax=63693N
3)刮板链接强度验算
K=n入Fp/Fmax
=16.3>4.2
刮板链接强度足够
结论:
160m的情况下,
般应满足
工作面选用SGB-630/220型刮板运输机,在铺设长度
输送能力,电动机功率和刮板链接均满足要求。
采煤机设备的配套性能
总裁机组包括双辊筒采煤机,刮板运输机,液压支架,
如下要求:
一设备间空间尺寸的配套关系
1为保证安全作业,无立柱空间宽度R应尽可能小,一般为2m.
即:
R二B+F+W+X+d/2
其中:
F—滚筒外侧与铲煤机间的间距m
W■挂板运输机宽度m
d—支柱外径m
X—前排柱到电缆槽的间距
2铲煤机与煤壁间距
F=1000m—2000mm
以防采煤机位于输送机弯曲段时滚筒切割铲煤板
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:
1生产率相互适应
2移架速度适应采煤机的牵引速度
从开始采煤到开始移架的时间应满足
FO/BVq>t'>nlq
其中:
F0----顶板允许暴露面积
B-----采煤机截深
Vq----采煤机的牵引速度n-----同时移架支架数
L-----支架中心居
移动支架的时间t应满足:
其中:
L----工作面长度
计算时部分数据未知,无法进行实际的计算,故只列出计算公式
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- 矿山机械 课程设计