煤矿机电选型设计

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1、煤矿机电选型设计第一部分支护设备与采煤机选型设计已知条件：1.煤层厚度：3.3m;2.截割阻抗：235N/mm;3.年产量：105万吨/年；4.顶板条件：2级3类；5.煤层倾角：12°；6.工作面长度：120m.一、机械化采煤工作面类型的确定与论证机械化采煤工作面根据支护设备型式不同，可分为普通机械化采煤工作面（简称普采）及综合机械化采煤工作面（简称综采）。综采工作面主要设备为双滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架，综采工作面机械化程度高、安全、生产率高。普采工作面主要设备为滚筒采煤机、刮板输送机、金属摩擦支柱或单体液压支柱及金属铰接顶梁。一般当工作面内煤层厚度较厚、煤层倾角及煤层

2、厚度变化不大，地质条件比较稳定，没有大的断层、夹矸等，工作面设计能力又比较高，采用综采较好。据已知条件，选用综采工作面较好。二、液压支架的选型1．影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因素，主要是矿山地质条件、如顶、底板稳定性、煤层厚度、煤层倾角、煤层赋存状况及瓦斯含量等。其中以煤层及顶、底板稳定性影响最大。(1)顶板稳定性：顶板稳定性直接影响支架的架型支护强度。顶板岩性的不同，决定支架的架型的型式，岩层载荷和顶板的稳定性主要影响支架支护强度和顶梁的结构型式。一般讲：煤层顶板稳固平整，应选用支撑式支架；煤质松软、顶板破碎煤层，应选用掩护式支架；而煤层顶板坚硬，则应选用支撑掩护

3、式支架。(2)底板稳定性：底板岩石的组成，结构及岩石力学性质是支架选型不可忽视的另一重要条件。底板的稳定性，对支架底座影响颇大。支架架型选取不当，会使支架陷入底板，使移架困难。根据我国煤层底板岩石抗压强度。按《毕业设计指导书》P.22，表2-1选取支撑式支架。(3)煤层厚度：煤层厚度主要影响支架支护强度，煤层厚度越大支护强度应越高，煤层厚度大小及变化情况，又决定着支架的结构高度和伸缩范围。(4)煤层倾角煤层倾角主要影响支架稳定性，煤层倾角大则易使支架发生倾倒、下滑现象。必须采取防倒防滑措施。(5)煤层埋藏稳定性：实践证明：煤层埋藏越平稳，综采的效果越好。断层及其性质对支架的使用

4、好坏起决定性的影响。若断层落差大，综采设备通不过，断层条数多，综采面搬家次数多。(6)煤层瓦斯含量瓦斯含量大的煤层应采用通风断面大的支架。支撑式液压支架虽然价格便宜，但使用性能远不如掩护式和支撑掩护式液压支架优越。因此：在可能情况下，应优先选用掩护式和支撑掩护式两种架型。除矿山地质条件外，采矿技术条件，如回采方式，采面长度，采煤机械类型、生产环节等因素对液压支架的造型也有一定的影响。2．煤层顶板及顶板分类覆盖在煤层上的岩石，依次分为伪顶、老顶，它们统称为煤层的顶板。伪顶是紧贴在煤上极易冒落的较薄岩层，通常在煤层被采下后随即冒落，对液压支架的选型一般没有影响。直接顶位于伪顶之上，

5、无伪顶时直接位于煤层之上，通常是在移架或回柱后随即冒落，直接顶下部1.5～2为厚的岩石叫直接下位岩石，它对架型的选择有决定性的影响。(1)直接顶分类我国将缓倾斜煤层回采工作面直接顶根据其稳定程度分为四类：不稳定顶板：很易冒落；中等稳定顶板：一般在支护设备前移后随即冒落；稳定顶板：难于冒落，需支架帮助切顶；坚硬顶板：极难于冒落，采后需强制放顶。(2)老顶分级老顶位于直接顶之上，按《毕业设计指导书》P.24，表2－3可知2级老顶周期来压明显。3、液压支架的选型液压支架的选型，包括选择支架的架型，支架的结构参数和支架强度的确定。(1)架型的选择：液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点

6、不同，可分为支撑式，掩护式、支撑掩护式三种基本型式。支撑式支架顶梁长，立柱多，且垂直支撑、工作阻力大，切顶能力强，通风断面大，后部有简单的挡矸装置，架间不撑紧，对顶板不密封。它适用于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显或强烈的老顶条件。掩护式支架有宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的顶梁较短，支柱少且倾斜支撑。架间密封，支架工作阻力较小，切顶能力差，但由于顶梁较短控顶面积小，支护强度不一定小。它适用于不稳定和中等稳定直接顶条件。支撑掩护式支架兼有支撑式和掩护式支架结构特点，顶梁较长，立柱较多，呈垂直或倾角较小倾斜支撑，帮工作阻力大，切顶能力强，具有掩护梁架间密封，挡矸掩护性能

7、好。它适用于稳定以下各类顶板，有取代支撑式支架的趋势，但它的结构复杂，重量较大，价钱较高。注意因素：（1）煤层厚度大于2.5米，顶板有侧向推力时，一般不宜采用支撑式支架，煤层厚度在2.5～2.8米以上时，应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架，煤层厚度变化大时应采用调高范围大的双伸缩支柱。（2）煤层倾角在10～15°以上时，支架应有可靠的防滑防倒装置。（3）底板强度，支架对底板比压应小于底板岩石允许抗压强度。（4）瓦斯含量，瓦斯涌出量大的工作面，应优先选用通风断面大的支撑式或支撑掩护式支架