煤矿设备选型 PPT
煤矿综采工作面设备选型
收 稿 日期 ： （ １ ０ —０ ２） — ７ ８ １
以减 少辅 助 工 作 时 间 。采 煤 机 的 装 机 功率 ７ ０ ｋ 左 右 ； ０ Ｗ 截
深 ≥０６ｉ； 引速 度 ０ １ ／ ｉ ； 应 采 高 １ ～ ． ｉ； 引 方 式 ． ｎ牵 ～ ２ｍ ｍ ｎ 适 ． ３０ ｎ 牵 ６ 为 无 链 电牵 引 。
高效 。②各设备 问相互适应 、 能力匹配 、 运输 畅通 、 免 出现 “ 避 瓶 颈” 环节 。③ 从保证矿井产量及 效益 出发 ， 优选 国内先进成 功的 配套产品。④ 辅助运输系统要求简单 ， 环节要少 ， 成本要低 ， 且运行
可靠 。
卜
— —
工 作 面每 天开 机 时 间 ， ９ｈ 取 ； 开 机 窝 时 间 ， ２ ｎ 取 ０ｍｉ。
产与效率 ， 还要与煤层赋存条件 、 地质条件相适应 。
２ 综 采工 作 面 设 备选 型
年生产能力 ：９ ｘ ｘ ３ ＝ ４ ４ ８ ９ ３０ １８万 ｔ 式 中： ＿ 采煤机 割煤不均匀 系数 ， Ｋ ＝ ．。 取 ｃ１ ３ ③计算采煤机割煤功率 Ⅳ：
Ｎ ６ Ｂ ￣Ｈ ／６６ ｘ． ｘ ． ３ ｘ２ ～．） ． ． ６ ３ ９ Ｗ ＝Ｏ ＨＶ ｗ ． ０ ０ ３ ２ ｘ ． （． ３ ／６２ — ３＝ ６ ６ ９ ５ ｏ ３ ＝６ １ ｋ
＿ 谋 的比重 ， １ ｍ 。 取 ＿ｔ ３ ３／ （ ） 煤机最大割煤 速度和最大生产能力 ： ３采
下面通过举 例的方法来说明设备选型的一般办法 。
１ 综 采 工 作面 地 质 条 件
采 煤 工 作 面 长 度 的确 定 主 要 考 虑 ：工 作 面 长 度 要 与 工 作 面
一
日 一 采煤 机 割 煤 能 耗 系 数 ， ２５ ３０ 取 ．～ ．。
煤矿主井提升设备选型设计
煤矿主井提升设备选型设计选型设计的目标是选择适合煤矿主井的提升设备，以确保提升过程安全、高效、稳定。
在选型设计过程中，需要考虑以下几个关键因素：1.输送能力：根据煤矿的生产能力和日产量确定提升设备的输送能力。
一般来说，提升设备的输送能力应与煤矿的日产量相匹配，既不能过大以致浪费资源，也不能过小以致生产受限。
2.提升高度：提升设备需要能够满足煤矿主井的提升高度要求。
根据主井的深度确定提升设备的最大提升高度，同时考虑到煤炭或矿石的重量及途中的摩擦等因素，避免提升过程中出现问题。
3.运行速度：提升设备的运行速度应该适中，既要保证生产效率，又要考虑到设备的安全稳定性。
运行速度过快可能导致设备失控、安全隐患增加，运行速度过慢可能限制煤矿的生产能力。
4.可靠性与安全性：提升设备的选型应考虑到设备的可靠性和安全性。
选择具有稳定性高、故障率低、维修方便的提升设备，确保设备的安全运行。
5.经济性：选型设计过程还需要考虑到提升设备的经济性。
选择设备时要综合考虑设备的价格、维修成本、运行成本等因素，对于满足要求的设备进行经济性比较，并确定最优方案。
在实际选型设计过程中，可以采用以下步骤：1.明确需求：根据煤矿的特点、生产能力等确定提升设备的需求，包括输送能力、提升高度、运行速度等。
2.调研市场：调查市场上主要的提升设备种类和品牌，了解其性能参数、技术特点、应用范围等。
3.技术比较：对各种提升设备进行技术比较，包括设备的输送能力、提升高度、运行速度、可靠性等方面。
4.经济比较：对符合需求的提升设备进行经济性比较，包括设备的价格、维修成本、运行成本等。
5.选型决策：根据需求、技术比较和经济比较的结果，确定最适合煤矿主井的提升设备种类和参数。
6.设计安装：根据选型结果，进行设备的具体设计和安装工作，确保提升设备能够安全、高效、稳定地运行。
总之，煤矿主井提升设备的选型设计对于煤矿的正常运行和生产具有重要的影响。
通过合理选择和设计，可以提高煤矿的生产效率，确保提升过程的安全稳定，进而推动煤矿的可持续发展。
煤矿排水设备选型
第三节 排水设备（一）设计依据井口标高： + 井底标高： + 排水高度 196m 井筒斜长 490m 井筒倾角 正常涌水量： q=d 最大涌水量： q max =d水质： PH=6，密度为1000kg/m 3。
矿井现有MD280-43×6型排水泵3台，配用电机功率315kW ，排水管用选用D245×的无缝钢管，沿副斜井敷设，下面对矿井排水设备进行校验。
（二）排水设备的校验1、矿井排水设备的排水能力，应保证在20h 内排出矿井一昼夜的正常和最大涌水量。
（1）水泵排矿井正常涌水时的能力 （2）水泵排矿井最大涌水时的能力矿井现有水泵额定流量为Q e =280m 3/h> m 3/h ，流量满足要求。
2、排水管路的选择 （1）排水管直径 （2）管壁厚度[])(()115.04.63.2c +'++-⨯⨯⨯=+'=δϕσδδpD p w=矿井排水管路利用D245×7的无缝钢管。
（3）排水管路实际流速 （4）吸水管直径吸水管利用直径为D273×7的无缝钢管。
（5）吸水管实际流速水泵房水泵排水管路沿副斜井设置两趟，排至地面水沟。
管路直径利用D245×7无缝钢管，一趟使用，一趟备用，总长2×550m 。
3、管路扬程总损失（1）排水管中扬程损失 1）排水管路淤积前扬程损失 2）排水管路淤积后扬程损失 H 排后=×H 排前=×= （2）吸水管中吸程损失 （3）管路扬程总损失 1）管路淤积前扬程总损失 H 管总前= H 排前＋H 吸=+= 2）管路淤积后扬程总损失 H 管总后= H 排后＋H 吸=+= （4）水泵总扬程 1）水泵吸水高度式中：H smax ——水泵允许最大吸水高度，m ；p a ′——水泵安装地点大气压，×104Pa ；p v ′——水泵安装地点实际水温的饱和蒸汽压力，×104Pa ；——矿井水重度，10000N/m 3；〔Δh 〕——水泵样本必需汽蚀余量，； Δh s ——吸水管阻力损失，。
采矿学(2)-6采煤工作面主要设备配套选型
6 采煤工作面主要设备配套选型高产高效采煤工作面的落煤、装煤、运煤、支护等生产过程是一个系统工程，整个系统的先进和可靠，不仅取决于单机设备的先进性和可靠性，设备的合理选型和配套也是至关重要的。
“设备、选型、配套”三者缺一便不能收到综采工作面高产高效的成果。
因此，研制适用于高产高效矿井的综采设备，并按照建设高产高效矿井的条件和要求，合理地进行设备配套选型是高产高效矿井达标的关键。
我国煤层赋存条件类型多样，一部分煤层埋藏比较平稳、倾角不大(<20°)、厚度适中(1．5m~7m)，煤层和顶底板稳定性较好(非极软、极硬)，地质构造破坏较小，具有发展综采的有利条件；另一部分煤田则属难采煤层，其中包括倾角大于25°，煤层厚度小于1．5m，煤层和围岩极软或极硬，煤层构造复杂，被断层切割为小块等。
对于如此复杂的煤层条件，我国采煤工艺和装备呈多层次发展，高产高效矿井采煤工作面成套设备分为下列五种组合方式，均取得了显著的经济效果。
第一种是全套国产设备装备的高产高效综采工作面，其产量可以稳定在7000t ／d左右，年产200万t以上。
如铁法晓南煤矿，2000年综采工作面年产223万t，工作面效率127．59t／工，全矿年产242万t。
第二种是引进部分关键综采设备，如电牵引采煤机、重型刮板输送机、液压泵站、3．3kV变电站及供配电设备等，配以国产装有大流量阀组的液压支架和大运量带式输送机装备的高产高效综采工作面，达到日产7000t～10000t水平，年产200万t~300万t。
如兖州南屯煤矿、晋城古书院煤矿、潞安常村煤矿、大同燕子山煤矿和马脊梁煤矿、神华补连塔煤矿等。
1997年，兖州南屯煤矿综采队年产346．87万t，工作面效率达185 t／工；大同燕子山煤矿高产高效综采队年产221．69万t，工作面效率81．2 t／工；大同马脊梁煤矿综采队年产187．29万t，工作面效率为83．08 t／工。
煤矿综采工作面“三机”设备选型与配套分析
1 煤矿综采工作面“三机”的选型综采工作面上进行的开采、装运、支撑等诸多工序均能实现机械化。
立足于井田煤层显著，在选择设备类型时需要分析到如下几种因素：（1）技术是否达到国际上尖端水平，生产过程是否安全可靠，同时保证高效率与高产量。
不同设备间在运行能力、外观尺寸上能配套，确保运送活动畅通推进，进而构建采、运两者的平衡状态，在过程上不形成瓶颈。
（2）将前期开采过的煤层设定为主要参照凭据，也要考虑到其他煤层的状态。
（3）将首采区煤层条件设定为重点对象，也要考虑到其他采区的生产问题。
（4）此次以巴愣矿井8号煤煤层为例介绍（8号煤层属比较稳定至稳定可采煤层，煤层倾角平缓，约为3°～7°，厚度分别为：2.37～4.7 m，平均3.32 m，煤层瓦斯低，有自燃危险。
各个煤层直接顶板构成以粉砂质泥岩、粉砂岩以及泥岩较为常见，粉砂岩、泥质粉砂岩、细粒长石砂岩等是底板的构成，岩性均比较松软，煤层埋深大，采掘支护难度较大）。
1.1 液压支架（1）支架高度。
首采区8号煤层为全采区可采煤层，厚度为2.37～4.7 m，只有一个钻孔揭露厚度为4.7 m，大部区域为2.37～3.69 m平均厚度为3.32 m，煤层赋存稳定。
根据顶底板条件和煤厚变化幅度，并参照矿区内其它矿井使用液压支架的实际经验，8煤选用ZY9000/22/40D型掩护式液压支架。
（2）支架支护强度。
根据液压支架使用寿命及煤层开采条件确定液压支架型号。
确定液压支架支护强度有“经验估算法”、“老顶平衡拱计算法”、“实测法”等几种方法。
用经验估算法进行验算。
依照既往生产经验公式，测算出支架支护的强度值。
1.2 采煤机采煤机持有的割煤能力直接影响着综采工作面生产效能，而采煤机设备持有的最大割煤牵引速度、连续割煤时间、截深以及开采高度等指标决定者其割煤能力是高是低。
连续割煤时间越长，预示着设备运行可靠性越高，实践中通常会参照该项指标设定煤层赋存条件、回采工艺流程及施工形式等。
矿山提升设备选型2
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矿山提升设备选型2
第四节 提升机的选择计算
一、卷筒直径
原则：使钢丝绳绕经卷筒时所产生的弯曲应力不要过大，以便保
持钢丝绳的一定承载能力和使用寿命。
•绕经卷筒的钢丝绳弯曲应力的大小， 取决于卷筒和钢丝绳直径之比。 •《煤矿安全规程》规定： •对于安装于地面的提升机：
• D≥80d, mm
• D≥1200δ, mm •对于井下提升机：
• D≥60d, mm
• D≥900δ, mm
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矿山提升设备选型2
二、卷筒宽度
卷筒宽度应根据所需容纳的钢丝绳长度确定。在卷筒表 面应容纳以下几部分钢丝绳：
（1）提升高度H, m ； （2）钢丝绳试验长度，规定每半年剁绳头一次进行试验，
一次剁掉5m，如果钢丝绳的寿命以三年计，则试验长 度为30m； （3）卷筒表面应保留三圈摩擦圈，以便减轻钢丝绳在卷 筒固定处的张力；
（4）当钢丝绳在卷筒上作多层缠绕时，为了避免上下层 钢丝绳总是在一个地方过渡，每季要将钢丝绳错动约 1/4圈，根据钢丝绳的使用年限，取错绳圈=2~4圈。
• 对于单层缠绕，每个卷筒的宽度为：
矿山提升设备选型2
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2023/5/26
矿山提升设备选型2
第八章 竖井提升设备的选型计算
第一节 提升方式确定原则
选型设计依据和内容
一、提升方式确定原则 1、年产量An小于30万t的小型矿井，可用一套罐笼提升设备完成全
部主副井任务 。 2、年产量An大于60万t的大中型矿井，一般均设主副井两套提升设
• 2、变位质量计算的原则： • 必须保持该部件变位前后的动能相等。
井下运输设备及选型
运输设备选型和能力计算书神木县店塔镇石岩沟煤矿第一节提升设备一、主斜井带式输送机（一）设计基础资料1、设计条件该矿设计生产能力为1.20Mt/a，主井采用斜井开拓方式，带式输送机运输，倾角为16o 向上运输。
本矿初期井筒掘至5-1煤层，本矿初期开采3-1煤层，原煤经3-1煤盘区主运大巷带式输送机转运至3-1煤主运输暗上山带式输送机，经4-3煤仓缓冲后，给入5-1煤主运输大巷带式输送机，再搭接至主斜井带式输送机，运输至地面。
后期开采5-1煤层，采用长壁综采采煤法，工作面原煤经5-1煤主运输大巷带式输送机运至主斜井带式输送机上，运输至地面。
矿井年工作日为330天，日净提升时间16小时。
2、带式输送机设计原始数据带式输送机设计原始数据见表7-1-1。
表7-1-1 带式输送机设计原始数据表项目单位数量项目单位数量矿井井型Mt/a 1.20 堆积密度kg/m3900 工作制度班/d 3 粒度㎜0~300输送机运距m 568 最大块度比例% —总提升高度m 75.8 水分% 9.37 最大倾角°16 静堆积角°45 环境温度℃20 含矸率% 5（二）主斜井原煤输送能力的选择矿井设计生产能力1.20Mt/a，5-1煤大巷与主斜井皮带机直接搭接，无缓冲煤仓，主斜井带式输送机的运输能力按照井下采掘工作面设备生产能力的峰值叠加来确定。
根据矿井的开拓部署和工作面装备情况，设计确定主斜井带式输送机运量为Q=1000t/h。
（三）带式输送机的配置选型和计算1、输送机的运输能力与输送机的带宽和带速成正比，运输能力一定时，带宽与带速成反比。
带式输送机越宽需要巷道断面越大，巷道工程量则越大，投资相应增高。
提高带速相对有利，因带速越高，物料线密度越小，所需胶带强度越低，减速系统传动比减小，整机费用降低。
但提高带速必须有以下条件保证：①高质量托辊；②输送机安全保障，因速度越高，越易发生机械人身事故；③ 输送机安装质量，安装质量差时物料在胶带上跳动，使机架、托辊产生动应力，输送机带易跑偏；④ 通风要求：带速太高，容易在井巷内扬起煤尘，增加煤尘爆炸的危险，成为矿井的安全隐患。
设备选型原则
青春塔煤矿设备选型
设备选型原则：
对不同厂家不同品牌不同规格性能的同类设备：从安全环保、技术先进、性价比高、兼容互换性高、技术支持优良、等五个方面对矿井设备进行选型。
设备选型思路：
1、安全、核心及重点主要类设备:依照高可靠性、高技术、高质量、高稳定性适应高效率生产的的设备，选用知名厂家的一流设备。
2、辅助设备：按照性价比高，质量优良，可靠性、稳定性满足生产需要的设备应选则国内中上等设备。
3、一般设备：不属于安全、核心及重点主要类及辅助设备，可选用国内中等水平设备。
主要设备选型表。
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工作面设备选型
三机配套原则
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，液压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，液压支架又靠刮板输送机支承而移动。
大家有疑问的，可以询问和交流
As
Ca f An br ts
式中：C为不均衡系数，箕斗提升C=1.15
A n 为矿井设计年产量，t/a ，1200000
a f 为提升富裕系数，主井提升设备对第一水平
留有1.2的富裕系数
t s 为提升设备每天工作小时数，一般为=16h
b r 为提升设备每年工作日数，一般为=330d
A 所以， = 1.151.212000=00394.3t/h
N=Q·HW
Q 生产能力 Hw 吨煤耗煤系数
煤层赋存条件
1、4号煤层厚0～2.37m，平均1.5m，属全井田大部分稳定可 采煤层。 2、煤层倾角一般为4°，属近水平煤层。 3、顶板为砂质泥岩，属软弱岩层，采用全部垮落法管理顶板 。 4、煤层瓦斯含量高，为高瓦斯矿井。 5、井田内水文地质条件比较简单。
Vj= 0.3× 273 =4.9m/s
2、估算一次提升循环时间 T x
Tx
H
=V j
V
+
j
a
+u+ѳ
式中，a为提升加速度，一般为a=0.8m/s2
U为箕斗低速爬行时间，一般取u=10s
Ѳ为箕斗装卸载休止时间，一般取Ѳ=10s
所以，T x
= 2734.91010=81.84s
4.9 0.8
（3）计算小时提升量 A s
最大涌水量为174m3/h
概述
采煤方法及工作面设备选型
主
要
内
提升设备
容
通风设备
排水设备
概述
煤层概况
4号煤层： 煤层厚度0～2.37m，平均1.19m。该煤层层位较稳
定，煤层厚度变化不大。根据4号煤层剩余资源的钻孔 来看，41采区和42采区的煤层厚度基本都在1.5m左右， 故本次设计4号煤层厚按1.5m计算
设计原则：
1.适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、牵 引速度等参数选取合理，有较大的适用范围。
2.满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要 大于工作面设计生产能力10%～20%。
3.与液压支架和刮板输送机相匹配。影响采煤机选型的主 要因素是煤层的力学特性，厚度和倾角，工作面生产能力。
可以互相讨论下，但要小
9
工作面设备选型
采煤机平均割煤速度
采
煤
机
采煤机生产能力
Hale Waihona Puke 采煤机总装机功率采煤方法
V=（L+2L1）/（t-t1）
L 工作面长度 L1 采煤机斜切进刀长度 t 每个循环作业时间 t1 辅助作业时间
Q=60HBVγC
H 工作面平均采高 B 滚筒截深 V 平均割煤速度 γ 煤的容重，1.41
4号煤层赋存于太原组下部，上距11号煤45.45m 左右，煤层厚0～2.37m，平均1.5m，煤层结构简单较简单，含1层夹矸，单层夹矸最大厚度0.35m，为全 区稳定可采煤层，顶板为石灰岩（K2），大部分有泥 岩伪顶，伪顶厚0.60m左右，底板为砂质泥岩。
4号煤层液压支架
提升设备
多绳提煤箕斗
本次设计矿井采用多绳摩擦提升 机配合固定底卸式箕斗提升全矿原 煤。提升容器为主立井提升多绳箕 斗，井下与井底煤仓相接,矿井深度 238m，提升高度273m；其中卸载 高度15m，装载高度20m。
箕斗选型计算步骤
1、确定合理的经济速度Vj ：
Vj=（0.3-0.5） H 式中 H为提升高度，m
H= HzHs Hx H z为装载高度确定为20m，=18-25m；
H s为矿井深度，238m； H x为卸载高度，m，=15-25m
代入具体数字，得 H=20+238+15=273m. 所以，合理经济速度为：
s
33016
（5）计算小时提升次数n
4号煤层采煤机 4号煤层采煤机
工作面设备选型
采煤方法
刮板输送机：QG≥Q×1.2 Q 采煤机理论生产能力
工作面刮板输送机的能力应与采煤机设计生 产能力相适应，考虑各种因素影响，刮板输送 机的运输能力按采煤机理论生产能力的1.2倍考 虑。
设计原则：
一、是工作面刮板输送机能力要保证将采煤 机采落的煤全部运出，并留有一定的富裕， 刮板输送机能力应不低于工作面最大能力。
设计任务书：
1.矿井设计年产量：1.20Mt/a 2.矿井服务年限：10年 3.煤矿主立井煤炭提升方式：多绳摩擦提升机配合固定底卸式 箕斗提升 4.矿井投产后所需的供风量为：213m3/s 5.矿井的瓦斯涌出量：最大绝对CH4涌出量31.99m3/min，
最大相对CH4涌出量为12.67m3/t 6.煤层自然倾向：不易自燃 7.矿井涌水量：正常涌水量为120m3/h
1.2Mt/a矿井设备 大沟子煤矿选1.型2M设t/计a矿井设备
选型设计
汇汇 报报 人人：：李李志志军军 指指导导教教师师：： 李李元元星星 日日 期期：：22001155..44
摘要
本随文着结科合学实技际术，的对迅大猛沟发子展煤，业现有代限化公的司综的采煤设层备的大 实大际解情放况了进煤行炭分开析采。的根生据产煤力层，赋极存大情提况高、了开煤采炭技开术采条的件 和效管率理。水在平实，际对采相掘关过设程备中进，行合了理选的型综计采算设。备配套选型 是影响采掘工作面生产系统的主要因素。
二、是外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配 。
三、是运输机长度与工作面长度相一致。
4号煤层 刮板输送机
工作面设备选型
支架支撑高度
Hmax≥Mmax+0.2 Hmin≤Mmin-0.2
液
P＝1000·N·M·γ·9.8·10-6
压 支
支架的支护强度
架
支架的工作阻力
F＝1000P·A·(L+C)
煤层地质条件：
概述
矿井的设计生产能力
矿井的设计生产能力为1.2Mt/a。 设计服务年限为10年 T = Z k
AK
矿井达产时，为保证产量达到设计要求，4号煤 层配有2个综采工作面，4个掘进工作面，矿井采 掘比为1：2。本次设计主要开采四号煤层，四号 煤层的产量既整个煤矿的产量。
采煤方法的选择
采煤方法
4号煤层可以采用的采煤方法有单一长壁 采煤法和倾斜长壁采煤法，经比较确定采用走 向（倾斜）长壁采煤法，综采一次采全高回采 工艺，全部垮落法管理顶板。