掘进工作面设备选型计算(周小龙)

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1、8专题8.1掘进工作面设备选型计算8.1.1已知原始参数已知原始参数见表8-1。表8-1已知原始参数掘进断面（㎡）截割高度（m）截割宽度（m）截割硬度（）22.44.25.34掘进坡度（°）接地比压（）卧底深度（mm）供电电源（V）0.141801140/6608.1.2巷道掘进工艺1）矿井综掘机状况掘进机用于巷道机掘施工，机掘速度快，效率高，巷道成型规整，岩体免遭炮震破裂，施工质量好等诸多优点，被越来越多的国家所认识。掘进机破岩有钻削、铣削和滚压3种方式。部分断面掘进机破岩主要用于钻削和铣削两种方式。截

2、割工作机构悬臂布置，截割头有纵向和横向出轴旋轴两种，形状有圆锥形，圆锥圆柱形、半球形，滚筒式等。截割头截入工作面的部分断面，用悬臂式的循环摆动截落全断面煤岩。全断面掘进机破岩主要用滚筒和铣削两种方式。滚压式工作机构用在坚硬岩层中，工作机构前端有一个旋转刀盘，在刀盘旋转的同时，利用机器的轴向推力压向岩面，使刀具在岩面公转并绕自身轴线自转，从而实现全断面破岩，铣削式工作机械用在煤和软岩中，工作头前端有若干个独立旋转的刀盘，刀盘上装铣削刀具。利用工作头、刀盘各自的旋转运动与机器的推进运动相互配合，使刀具呈螺旋线

3、方式运动破落煤岩。2）悬臂式掘进机按截割头布置方式，悬臂式掘进机分纵轴式和横轴式。纵轴式掘进机多采用截锥体截割头，其结构简单，容易实现内喷雾，较易切出光滑轮廓的巷道，便于用截割头开水沟和挖柱窝。截割头上既可安装扁平截齿，也可安装锥形截齿。一般情况下，纵轴式截割头破碎的煤岩向两侧堆积，需用截割头在工作面下部进行辅助装载作业，影响装载效果。由于截割头是埋在被切煤岩中工作，且转速较低，因而产生量较少。横轴式截割头的形状近似为半椭圆球体，不易切出光滑轮廓的巷道，也不能利用截割头开水沟和挖柱窝。横轴式截割头上多安装

4、锥形截齿，齿尖的运动方向和媒体的下落方向相同，易将切下的煤岩推到铲装板上及时装载运走，装载效率较高。但截割头的转速高、齿数较多，且不被煤岩体所包埋，因而产尘量较多。综上所诉，纵轴式和横轴式掘进机各有优缺点，应结合煤矿地质条件和掘进机的性能加以选用。3）巷道掘进工艺目前国内外采用最多的是部分断面掘进机，这种掘进机比较灵活，可使煤岩分掘。根据已知原始参数的巷道地质条件，接地比压为适合选用中型掘进机，根据煤岩坚固性截割硬度，可选用半煤岩巷掘进机。由于纵轴式掘进机其结构简单，容易实现内喷雾，较易切出光滑轮廓的巷道

5、，便于用截割头开水沟和挖柱窝。因此本选型设计采用部分断面纵轴式掘进机半煤岩巷掘进工艺。掘进机截割程序如图8-1所示，半煤岩工作面，先软后硬。沿煤岩分界线的煤侧钻进开切，沿线掏槽。图8-1掘进机截割煤岩程序8.1.3掘进设备选型计算1）掘进设备选型根据所截割煤岩的硬度，参考现有机型的参数和现行技术条件选取截割功率、最大工作坡度、可掘断面、机重等基本参数见表8-2。表8-2掘进机型式的基本参数技术参数单位机型特轻轻中重切割煤岩最大单向抗拉强度MPa切割机构功率kW50～7590～200适应工作最大坡度(绝对值

6、)不小于(°)可掘巷道断面㎡5～8.56～167～248～28机重(不包括转载机)t由已知原始参数及煤矿地质条件选用中国煤炭科工集团太原研究院制造的EBZ150型掘进机。该机是一种中型悬臂式掘进机，适用于各种类型底板、半煤岩及岩巷掘进。2）EBZ150型掘进机技术特点（1）模块化设计采用大合金头截齿，强度更高、更耐磨、损耗更小；（2）采用等摩擦角星轮刀形设计，使装载效率更高，能耗更小；（3）应用自主开发的截割力学性能优化软件结合传统设计方法，对截割部参数进行优化，使截割牵引力变化更小，截割更稳定；（4）该

7、机有不可伸缩和可伸两种不同截割机构供选择。3）EBZ150型掘进机技术参数EBZ150型掘进机基本参数见表8-3。表8-3EBZ150型掘进机基本参数序号名称技术参数（标配）总体1外形尺寸（m）9.1×2.3×1.652定位最大可掘高度/宽度（m）4.2/5.343经济截割岩石单向抗压强度（MPa）90/704截割卧底深度（mm）2505地隙（mm）2506适应巷道坡度（）7接地比亚（MPa）0.148整机重量（t）40(不含二运和除尘)9总额定功率（kW）255(不含二运和除尘)10机器供电电压（V）1

8、140/660截割部11截割电机功率（kW）15012截割头转速（r/min）48.513平均单刀力（N）4950装运部装运部14装载形式等摩擦角三爪星轮15运输形式边双链刮板16铲板宽度（m）2.817星轮转速（r/min）3718运输机链速（m/s）1.119装运能力（）220行走部20行走形式履带式21行走速度（m/min）0~8.422制动形式摩擦离合器液压系统23系统形式定量型/开式回路24额定压力（MPa）1625