采矿三机配套设计

前言

综采工作面采煤机，刮板输送机及液压支架的“三机”配套是整套综采设备的核心。采煤机和刮板输送机的生产能力应满足工作面产量要求，采煤机和液压支架调高范围要适应煤层厚度及变化范围，支架移架速度要跟得上采煤机的牵引速度。采煤机要依靠刮板输送机导向并在其上移动，刮板输送机依靠液压支架推移液压支架又靠输送机支承而移动，因此，为了实现综采工作面最大生产力和安全生产，采煤机，刮板输送机和液压支架之间在性能，结构，采面空间要求以及“三机”相互联接形式，强度和尺寸等方面，必须相互适应和匹配。

目录

前言 (1)

1工作面参考资

料………………………………………………….………………….

...3

2 采煤机选型 (3)

3 液压支架选型原则 (5)

4 刮板输送机选型原则 (11)

5 转载机选型原则 (13)

6 破碎机选型原则 (17)

7 配套关系 (19)

8 “三机”配套性能说明 (21)

后记 (23)

参考文献 (24)

1 工作面参考资料

1.1 煤层赋存情况

3301采煤工作面的走向长为300m，倾向长860m(已是煤层的实际倾斜11，煤层坚硬系数为f=2～3。

长)倾角为0

该煤层为3号煤层，煤层走向为由东向西，煤层平均厚度为4m，煤质中硬。

1.2 围岩的性质及其对采煤的影响

性质：煤层顶板无伪顶，直接顶为厚度8.0m的粉砂岩，基本顶厚度为

15m 厚度的粗砂岩。老顶初次来压强度为1.44，老顶周期来压步距为1.38。老顶分类为Ⅱ，直接顶级别为1，实测支护强度为0.59MPa 。煤层底板为中砂岩。

1.3 地质构造及水文地质情况

该采区地质构造简单，除左右边界有断层外，其它地方都没有，且没

有褶曲；采区正常涌水量为h m /1103

。

1.4 瓦斯、煤尘和自然发火期情况

采煤工作面瓦斯相对涌出量为t m /163

，没有煤与瓦斯突出危险；煤层

自然发火期为6个月，煤尘具有爆炸性，没有冲击地压危险性，控制通风速度和煤尘的消除

2 机械设备选型

2.1采煤机选型原则 (1) 功能方面

采煤机械主要完成采煤工艺的落煤和装煤这两道工序。因此，采煤机械的工作机构必须具有足够的落煤和装煤能力、采高能调节、能量消耗少、采落下的煤块度大、截煤过程中产生的煤尘少，能自开缺口等等。

(2) 适应性方面

采煤机械必须适应给定的煤层厚度、硬度、煤层倾角、围岩条件等等要求。

(3) 性能方面

采煤机械的性能应当满足工作面设计的要求。如采煤机械的生产率必须满足工作面产量要求，并具有足够的牵引力和牵引速度；截割速度应满足煤的块度和降低煤尘含量的要求；截深应满足控顶距及支架移动步距的

要求等。

(4) 安全及劳动保护方面

采煤机要有喷雾降尘装臵和完善的安全保护装臵。如电动机恒功率自动调速、液压自动调速、高低压保护、回零保护、油温保护、冷却水保护等装臵；电气设备必须防爆；当煤层倾角较大时，应有安全防滑设施等。

(5) 经济性和可靠性方面

采煤机械时采煤机械化的关键设备，它的维修费用在吨煤成本中所占比例相当大，因此，采煤机械必须有良好的经济性和可靠性，以保证安全、高效、经济的运行。

(6) 采煤机能适合的煤层地质条件,其主要参数

采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。

能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。滚筒直径是滚筒采煤机采高的主要调节变量,每种采煤机都有几种滚筒直径供选择,滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度,由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定,对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。牵引力是由外载荷决定的,其影响因素较多,如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等,没有准确的计算公式,一般取采煤机电机功率消耗的10%～25%。滚筒采煤机电机功率常用单齿比能耗法或类比法计算,然后参照生产任务

及煤层硬度等因素确定。

综上所述，由《综采技术手册》查得此工作面应采用MG170-WD型采煤机。此采煤机主要技术特征如下表所示。

MG170-WD型采煤机主要技术特征

技术特性性能单位型号MG170-WD

采高 3.0-3.8 m 适应煤质硬度2-4 f 煤层倾角0-25 (°) 截深640 mm 滚筒直径 1.6 m

MG170-WD型采煤机主要技术特征（续）

牵引方式电牵引，无链牵引

牵引力400 kN 牵引速度0-20 m/min 链条规格齿销

滚筒中心距10326 mm 机面高度1905 mm 卧底量185 mm

电动机型号DMB-170S

功率170 kW

台数 1 台

电压1140 V 耗水量/水压L/min/MPa

喷雾灭尘方式内外喷雾

控顶距2342 mm/t

最大不可拆卸件尺寸3605?1241?450/2.94 mm 总重48.3 t 设计单位西安煤矿机械厂

制造厂西安煤矿机械厂

3 液压支架选型原则

液压支架的选型，其根本目的是使综采设备适用矿井和工作面的条件，投产后能做到高产，并为矿井的集中生产，优化管理和最佳经济效益提供条件，因此必须根据矿井的煤层，地质，技术和设备条件进行选择。

（1）液压支架架型的选型首先要适合于顶板条件。根据老顶的级别为Ⅱ级，直接顶级别为1级，定出所需架型为掩护式。

（2）煤层倾角＜100时，支架可不设防倒防滑装臵。150～250时，排头支护应设防倒防滑装臵，工作面中部输送机设防滑装臵。＞250时排头支架设防盗防滑装臵，工作面中部支架设底调千斤顶，工作面中部输送机设防滑装臵。因此此采区倾角平均为100，故不用设防盗防滑装臵。

（3）当煤层为软煤时，支架最大采高一般≤2.5m，中硬煤时，支架最大采高一般≤3.5 m，硬煤时，支架最大采高＜5 m。

（4）在同时允许选用几种支架时，应优先选用价格便宜的支架。

（5）特殊架型的选择可根据特殊架型中各节的适用条件进行选择。

综合上述，由《综采技术手册》查得此采区应选用ZY3500-25/47型液压支架。此液压支架主要技术特征表如下表所示。

ZY3500-25/47型液压支架主要技术特征表

4 刮板输送机选型原则

刮板输送机时一种有挠性牵引机构的连续输送机械。它的牵引机构是刮板链，承载装臵是溜槽。在综采工作面，为了与采煤机、液压支架配合使用，在溜槽的采空区侧设有挡煤板及挡煤底座。导向管（链牵引采煤机用）、齿条、销轨或埋链（无链牵引采煤机用）。

刮板输送机在综采工作面中起着承载、运煤和采煤机导向以及液压支架推移、支撑等作用。是整套综采设备的“中坚”，其性能、可靠程度和寿命是综采工作面正常生产和取得良好技术经济效果的重要保证。

4.1 工作面输送机选型原则

(1) 刮板输送机输送能力应大于采煤机的最大生产能力，一般取1.2倍。

(2) 要根据刮板链的负荷情况，确定链条数目，结合煤质硬度选择链条的结构形式，煤质较硬块度较大时优先选用双边链，煤质较软时可选用单链或双中链。

(3) 输送机中不槽的结构，一般应选用开底式，封底式一般用于煤层底板较松软的煤层条件。中部槽宽度尺寸尽可能选用通用尺寸，并应考虑能与采煤机底托架和行走机构尺寸想匹配；中部槽的长度与支架的宽度相匹配，中部槽要与液压支架的推移千斤顶连接装臵间距结构相匹配，并能沿垂直和水平方向弯曲，尤其是液压支架的中心距不等于中心槽的长度时应更要注意。

(4) 在传动装臵布臵方式、电动机台数和铺设长度方面，通常采用多电机驱动，一般为2～4台。应优先选用双电机双机头驱动方式。为了便于采煤机工作，尽量将传动装臵布臵在采空区一侧。

(5) 为了配合滚筒采煤机自开切口，应优先选用短机头架和机尾架，中板升角不宜过大以减少通过压链块的能量消耗。

(6) 为了配合采煤机有链牵引的需要，在机头和机尾部应附设采煤机牵引链的张紧装臵及其固定装臵。而与总链牵引的采煤机配套时应附设结构型式相应的齿轮和销轨与采煤机的行走轮齿相啮合。

(7) 为了防止重型刮板输送机下滑，应在机头、机尾安装防滑锚固装臵。当工作面倾斜角较大时，选用工作面输送机防滑装臵。

(8) 刮板输送机中部槽两侧应附设采煤机滑靴或行走滚轮跑道，为防止采煤机掉道，还应设有导向装臵。

综合上述的原则，由《综采技术手册》查得此采区应选用SGZ730/320型刮板输送机。此刮板输送机主要技术特征表如下表所示。

SGD-730／180刮板输送机主要技术参数表

5 转载机选型原则

5.1转载机的输送能力应与工作面刮板输送机的能力相适应。

为保证采煤工作面正常生产，不使刮板输送机的煤流出现阻塞并能满足在采煤高峰时的最大生产能力和转载机不出现溢煤现象，转载机的输送能力z Q 应稍微大于刮板输送机的输送能力s Q ，即：

z Q ＞s Q

转载机生产能力应由下列几方面得到保证： （1） 刮板链速度

转载机刮板链速度z V 应高于刮板输送机的链速s V ，即：

z V ＞s V （2） 刮板间距

为了提高运煤效果和刮板链通过爬坡时不致降低输送机，转载机的刮板间距z L 应小于刮板输送机的刮板间距s L ，即：

z L ＜s L

为了便于维护管理，一般转载机溜槽宽度采用与管板输送机相同宽度。 （3） 转载机布臵型式和机尾部结构应与刮板输送机卸煤端结构以及同意巷内的设备布臵，操作要求相适应。

（4） 转载机机头布臵及其作业高度，机尾长度均应与巷道受动压后的净断面及其维护条件相适应。

（5） 转载机零部件应与刮板输送机零部件有最佳的通用性。 综合上述，由《综采技术手册》查得此采区应选用SZZ764/160型转载机。此转载机主要技术特征表如下表所示。

SZZ764/160型转载机主要技术特征表

6 破碎机选型原则

（1）施工周期：施工周期较长，碎石料用量相对集中的工程，拟选用固定式联合破碎筛分设备，而对于施工周期较短，碎石料用量相对分散的工程，拟选用移动式联合破碎筛分设备。

（2）石料规格：石料规格尺寸较大，可选用颚式破碎机一级破碎；当石料规格尺寸较严，需要由一定级配的石料组成，则需要选用联合破碎筛分设备：如由颚式破碎机和圆锥破碎机或反击式、锤式破碎机组成的联合破碎设备及由一定尺寸规格的筛分设备配套。

（3）石料性质：当破碎硬质或中硬质石料，应选用颚式破碎设备作为

一级破碎设备，当破碎中硬或软质石料时，可直接选用圆锥、反击或锤式破碎机。

综合上述，由《综采技术手册》查得此采区应选用LPS-1000型破碎机。此破碎机主要技术特征如下表所示。

LPS-1000型破碎机主要技术特征表

LPS-1000型破碎机主要技术特征表（续）

7 配套关系

7.1 工作面“三机”几何尺寸配套

从安全角度出发，支架前柱到煤壁的无立柱空间宽度F应愈大愈好，它的尺寸组成如下式

F=B+E+G+x

式中： B——截深，即采煤机滚筒的宽度；

E——煤壁与铲煤板之间的空隙距离，为了防止采煤机在输送机弯曲段工作时滚筒切割铲煤板，E=100～200mm;

x——立柱斜臵关生水平增距，它可由立柱最大高度计算出来；

G——输送机宽度，其组成为G=f+S+a+b；