矿井支护与采煤机选型设计

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1、第一章支护设备与采煤机选型设计第一节原始数据机械化采煤工作面根据支护类型的不同可以分为普采和综采，本设计中采区原始数据如下表：采区原始数据煤层厚度（M）截割阻抗（牛顿/毫米）煤层倾角（°）顶板条件工作面长度（M）设计生产量（万吨/月）生产安排HmaxHmin老顶直接顶3.6根据所支架情况而定5-10I1月工作25天，三班生产，一班检修，日工作时间15小时第二节液压支架的选型液压支架的选型要综合考虑矿山的地质条件，如煤层厚度、顶、底板稳定性、煤层倾角，本设计中这些数据已在原始数据表中列出，查下表：由直接顶类别为I、老顶级别2级，初步拟定采用支架支护强度为1.3×35（吨/米2）的支

2、撑掩护式支架，采高为2米的采煤方式。一、液压支架结构参数的确定液压支架的结构参数，主要是指液压支架的结构高度，液压支架的结构高度，应能适应采高的要求。它根据煤层厚度及采取地质条件变化因素而定。适应不同类级顶板的架型及支护强度老顶级别ⅠⅡⅢⅣ直接顶类别12312312344架型掩护式掩护式支撑式掩护式支掩撑护掩式护支撑式支撑掩护支撑掩护支支撑撑掩式护支支撑撑采高〈2.5m时支撑式采高〈2.5m时支撑掩护式式式式式掩式护式支架支护强度（吨/米2）采高（米）1301.3×301.6×30〉2×30结合深孔爆破，软化顶板的措施处理采空区235（25）1.3×35（25）1.6×35〉2×

3、35345（35）1.3×45（35）1.6×45〉2×45455（45）1.3×55（45）1.6×55〉2×55单体支柱支护强度（吨/米2）采高（米）1151.3×151.6×15按采空区处理方法确定2251.3×251.6×253351.3×351.6×35其选择原则是：在最大采高时。液压支架能“顶得住”，在最小采高是支架能“过得去”。支架的结构高度Hmax和最小结构Hmin高度具体计算由经验公式计算。Hmax=hmax+a=3.6+0.3=3.9米Hmin=hmin－S2－b－c＝hmin－0.15－0.1－0.1=2.2－0.15－0.1－0.1=1.85米式中：hma

4、x、hmin-----------煤层最大厚度和最小厚度；米。a----------考虑伪顶，煤皮冒落，支架仍有可靠初撑力所需的支撑高度补偿量，本设计中煤层厚度为3600mm，取300mm。S2-----------顶板最大下沉量，这里取150mm。b-----------支架卸载前移时立柱伸缩余量，这里取100mm。c----------支架顶梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，这里取100mm。二、支架强度的确定支架支护强度q就是支架单位支护面积上的支撑力，具体计算可由经验公式估算。q=K×H×R=8×3.6×2.3=66.24吨/米3式中：K----作用于支架上的顶板岩石厚度系数，

5、这里取8H----最大采高，这里取3.6米R-----岩石容重,这里取2.3吨/米3三、液压支架的选型煤层倾角<10°支架最大结构高度为3.9米支架最小结构高度为1.85米。支撑强度值为66.24吨/米3=6.624kgf/cm3=0.6MPa查液压支架产品目录我们选用PY-400型支撑掩护式液压支架，该支架的具体参数如下表：支架形式型   号煤层倾角支护高度(m)初撑力(KN)工作阻力(KN)支护强度(MPa)质量(t)支撑掩护式液压支架PY-400<22°2.2-4.2394048000.813.527第三节滚筒采煤机的选择一、采煤机性能参数的计算与决定1.滚筒直径的选择双滚

6、筒采煤机的滚筒直径应大于最大采高的一半，按经验公式双滚筒采煤机的滚筒直径D=(0.52~0.6)hmax=0.6×3.6=2.2米，初步选取滚筒直径为2.2米。2.截深的选择滚筒截深是采煤机工作机构截入煤壁的深度，截深的确定与煤层的压张效应，截割阻抗（截齿截割单位切削厚度所对应的截割阻力）大小，煤层厚度、倾角、顶板稳定性及采煤机稳定性有关。本设计中采煤机的工作在厚煤层中截深宜小，可取0.5米，但国内的采煤机为了制造方便截深一般为0.6米，故本设计中采煤机的截深取0.6米。3.滚筒转速及截割速度滚筒的转速对能耗、装载、煤尘影响很大,由公式采煤机截齿的最大切削厚度可知，当采煤机一条截

7、线上安装的截齿数m、牵引速度v已定时转速n愈高，煤尘产生量愈大，截割部耗能也就愈高。在实践中滚筒转速愈高则循环愈快，采煤机装煤效果不好。一般认为滚筒的转速控制在30~50转/分为宜。本设计中滚筒转速n=45转/分滚筒的转速及直径确定后采煤机的截齿截割速度也就定了，一般控制在4米/秒。4.采煤机的最小设计生产率采煤机的最小设计生产率用公式表示为=2000/24×0.2=416.67吨/小时式中：W采煤机的日平均产量，查表1可知W=60×104/300=2000吨。5.采煤机截割时的