畢業(yè)設(shè)計煤礦機電選型設(shè)計

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1、 煤礦機電選型設(shè)計 第一部分 支護設(shè)備與采煤機選型設(shè)計 已知條件： 1. 煤層厚度：3.3m; 2. 截割阻抗：235N/mm; 3. 年產(chǎn)量：105萬噸/年； 4. 頂板條件：2級3類； 5. 煤層傾角：12； 6. 工作面長度：120m. 一、機械化采煤工作面類型的確定與論證 機械化采煤工作面根據(jù)支護設(shè)備型式不同，可分為普通機械化采煤工作面（簡稱普采）及綜合機械化采煤工作面（簡稱綜采）。綜采工作面主要設(shè)備為雙滾筒采煤機、刮板輸送機、液壓支架，綜采工作面機械化程度高、安全、生產(chǎn)率高。普采工作面主要設(shè)備為滾筒采煤機、刮板輸送機、金屬摩擦支柱或單體液壓支柱及金屬鉸接頂梁。一般

2、當工作面內(nèi)煤層厚度較厚、煤層傾角及煤層厚度變化不大，地質(zhì)條件比較穩(wěn)定，沒有大的斷層、夾矸等，工作面設(shè)計能力又比較高，采用綜采較好。據(jù)已知條件，選用綜采工作面較好。 二、液壓支架的選型 1．影響液壓支架選型的因素 影響液壓支架選型的因素，主要是礦山地質(zhì)條件、如頂、底板穩(wěn)定性、煤層厚度、煤層傾角、煤層賦存狀況及瓦斯含量等。其中以煤層及頂、底板穩(wěn)定性影響最大。 (1) 頂板穩(wěn)定性： 頂板穩(wěn)定性直接影響支架的架型支護強度。頂板巖性的不同，決定支架的架型的型式，巖層載荷和頂板的穩(wěn)定性主要影響支架支護強度和頂梁的結(jié)構(gòu)型式。一般講：煤層頂板穩(wěn)固平整，應選用支撐式支架；煤質(zhì)松軟、頂板破碎煤層，應選

3、用掩護式支架；而煤層頂板堅硬，則應選用支撐掩護式支架。 (2) 底板穩(wěn)定性： 底板巖石的組成，結(jié)構(gòu)及巖石力學性質(zhì)是支架選型不可忽視的另一重要條件。底板的穩(wěn)定性，對支架底座影響頗大。支架架型選取不當，會使支架陷入底板，使移架困難。根據(jù)我國煤層底板巖石抗壓強度。按《畢業(yè)設(shè)計指導書》P.22，表2-1選取支撐式支架。 (3) 煤層厚度： 煤層厚度主要影響支架支護強度，煤層厚度越大支護強度應越高，煤層厚度大小及變化情況，又決定著支架的結(jié)構(gòu)高度和伸縮范圍。 (4) 煤層傾角 煤層傾角主要影響支架穩(wěn)定性，煤層傾角大則易使支架發(fā)生傾倒、下滑現(xiàn)象。必須采取防倒防滑措施。 (5) 煤層埋藏穩(wěn)

4、定性： 實踐證明：煤層埋藏越平穩(wěn)，綜采的效果越好。斷層及其性質(zhì)對支架的使用好壞起決定性的影響。若斷層落差大，綜采設(shè)備通不過，斷層條數(shù)多，綜采面搬家次數(shù)多。 (6) 煤層瓦斯含量 瓦斯含量大的煤層應采用通風斷面大的支架。 支撐式液壓支架雖然價格便宜，但使用性能遠不如掩護式和支撐掩護式液壓支架優(yōu)越。因此：在可能情況下，應優(yōu)先選用掩護式和支撐掩護式兩種架型。 除礦山地質(zhì)條件外，采礦技術(shù)條件，如回采方式，采面長度，采煤機械類型、生產(chǎn)環(huán)節(jié)等因素對液壓支架的造型也有一定的影響。 2．煤層頂板及頂板分類 覆蓋在煤層上的巖石，依次分為偽頂、老頂，它們統(tǒng)稱為煤層的頂板。偽頂是緊貼在煤上極易冒落的

5、較薄巖層，通常在煤層被采下后隨即冒落，對液壓支架的選型一般沒有影響。 直接頂位于偽頂之上，無偽頂時直接位于煤層之上，通常是在移架或回柱后隨即冒落，直接頂下部1.5～2為厚的巖石叫直接下位巖石，它對架型的選擇有決定性的影響。 (1) 直接頂分類 我國將緩傾斜煤層回采工作面直接頂根據(jù)其穩(wěn)定程度分為四類： 不穩(wěn)定頂板：很易冒落； 中等穩(wěn)定頂板：一般在支護設(shè)備前移后隨即冒落； 穩(wěn)定頂板：難于冒落，需支架幫助切頂； 堅硬頂板：極難于冒落，采后需強制放頂。 (2) 老頂分級 老頂位于直接頂之上，按《畢業(yè)設(shè)計指導書》P.24，表2－3可知2級老頂周期來壓明顯。 3、液壓支架的選型

6、液壓支架的選型，包括選擇支架的架型，支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)和支架強度的確定。 (1) 架型的選擇： 液壓支架根據(jù)對頂板的支護方式和結(jié)構(gòu)特點不同，可分為支撐式，掩護式、支撐掩護式三種基本型式。 支撐式支架頂梁長，立柱多，且垂直支撐、工作阻力大，切頂能力強，通風斷面大，后部有簡單的擋矸裝置，架間不撐緊，對頂板不密封。它適用于穩(wěn)定或堅硬以上直接頂和周期來壓明顯或強烈的老頂條件。 掩護式支架有寬大的掩護梁可擋住采空區(qū)冒落的矸石，它的頂梁較短，支柱少且傾斜支撐。架間密封，支架工作阻力較小，切頂能力差，但由于頂梁較短控頂面積小，支護強度不一定小。它適用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定直接頂條件。 支撐掩護式支架兼有支

7、撐式和掩護式支架結(jié)構(gòu)特點，頂梁較長，立柱較多，呈垂直或傾角較小傾斜支撐，幫工作阻力大，切頂能力強，具有掩護梁架間密封，擋矸掩護性能好。它適用于穩(wěn)定以下各類頂板，有取代支撐式支架的趨勢，但它的結(jié)構(gòu)復雜，重量較大，價錢較高。 注意因素：（1）煤層厚度大于2.5米，頂板有側(cè)向推力時，一般不宜采用支撐式支架，煤層厚度在2.5～2.8米以上時，應選用帶護幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架，煤層厚度變化大時應采用調(diào)高范圍大的雙伸縮支柱。（2）煤層傾角在10～15以上時，支架應有可靠的防滑防倒裝置。（3）底板強度，支架對底板比壓應小于底板巖石允許抗壓強度。（4）瓦斯含量，瓦斯涌出量大的工作面，應優(yōu)先選用通風斷

8、面大的支撐式或支撐掩護式支架。（5）設(shè)備成本，能同時允許選用不同架型時，應優(yōu)先選用價格便宜的支架。 據(jù)《畢業(yè)設(shè)計指導書》P.24，表2-4可知，由給定的已知條件2級3類應選用支撐式支架，但因煤層厚度是4m>2.5～2.8m,頂板有側(cè)向推力，這時，一般不宜采用支撐式支架，應選用帶護幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架。因此我選用2級2類，支撐掩護式支架。 (2) 液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 液壓支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要指液壓支架的結(jié)構(gòu)高度，應能適應采高的要求，它根據(jù)煤層厚度和采區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化等因素來確定。其選擇的原則是：在最大采高時，液壓支架應能“頂?shù)米　?，在最小采高時，支架能“

9、過得去”。支架最大結(jié)構(gòu)高度Hmax和最小結(jié)構(gòu)高度Hmin，具體由下面經(jīng)驗公式計算： Hmax = hmax+a= 3.3+0.3= 3.6m Hmin = hmin－S2－b－C= 2.9－0.18－0.1－0.08= 2.54m 式中：hmax — 煤層最大厚度，3.3米； hmin — 煤層最小厚度，2.9米； a — 考慮偽頂，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撐力所需要的支撐高度的補償量；厚煤層可取得300毫米； S2 — 頂板最大下沉量，一般取支架后排立柱處頂板的下沉量。可按勞取酬100～200毫米選取，1級老頂取大值，四級老頂取小值； b — 支架卸載前移時，

10、立柱伸縮余量，煤層厚度大于1.2米時，取80～100毫米； C — 支架頂梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，一般取50～100毫米。 (3) 支架支護強度的確定 支架支護強度q：支架單位支護面積上的支撐力。它是衡量液壓支架性能的一個重要參數(shù)，可由下列方法確定： a. 按經(jīng)驗公式估算： q = KHR=83.32.3=60.72t/m2 式中：K — 作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，我國中厚煤層取6－8； H — 最大采高，4米； R — 巖石容重，一般取2.3t/m3。 b. 據(jù)頂板條件和煤層厚度，由《畢業(yè)設(shè)計指導書》P.24，表2-4可查取2級3類，采高3.3米，支護強

11、度為1.345=58.5t/m2. 由《采掘機械與液壓傳動》P.243,表3-4-1，注：（2）可知1.3為2級老頂?shù)姆旨壴鰤合禂?shù)； 結(jié)果選取大值：q=60.76t/m2 (4) 選擇液壓支架型號：參看《采掘機械與液壓傳動》P.230,表3-2-1，選取支撐掩護式支架： 架型：BC520－25/47 支撐高度：2.5～4.7m 工作阻力：5069KN 初撐力：4704KN 支護強度：0.337～0.849Mpa 煤層傾角：15 質(zhì)量：18.5t 四、滾筒采煤機的選擇 (一) 采煤機性能參數(shù)的計算與決定 1. 滾筒直徑的選擇 雙滾筒采煤機滾筒直徑應大于最大采

12、高的一半，一般可按D=(0.52～0.6)hmax選取，采高大時取小值，采高小時取大值，即 D=0.563.3=1.848m 2. 截深的選擇 滾筒截深是采煤機工作機構(gòu)截入煤壁的深度，是影響采煤機裝機功率及生產(chǎn)率的主要因素；國內(nèi)生產(chǎn)的采煤機，為了制造方便，大部分截深都在0.6m左右。我選取0.60m. 3. 滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度 滾筒轉(zhuǎn)速對截煤比能耗、裝載效果、粉塵大小都有很大影響。由截齒最大切屑厚度hmax公式： hmax = 1000v/(mn)= 10004/(350)= 26.7mm 式中 m — 滾筒每條截線上的截齒數(shù)；一般取2～4； n — 滾筒轉(zhuǎn)速，一般

13、認為在30～50轉(zhuǎn)/分較為適宜； v — 截割速度，一般控制在4m/s左右較好。 4. 采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率 采煤機在采煤過程中，由于處理故障，檢查和更換刀具，日常維修，等候支護，處理片邦等，經(jīng)常出現(xiàn)停頓，采煤機實際生產(chǎn)率比設(shè)計的理論生產(chǎn)率小的多，為了表明這些因素的影響，可用有效開動率表示。 有效開動率是指采煤機在一天或一班內(nèi)有效工作時間與一天或一班占有時間的比值，一般可取0.50。 當采煤工作面的生產(chǎn)能力已定，其每小時的平均產(chǎn)量就是所需采煤機的最小實際生產(chǎn)率，考慮到有效開動率，則采煤機按工作面生產(chǎn)能力要求的最小設(shè)計生產(chǎn)率Qmin為： 式中：W—采煤工作面的日平均產(chǎn)量，噸/日；

14、 上式中有效開動率取0.5. 5. 采煤機截割時的牽引速度及生產(chǎn)率 采煤機截割時牽引速度的高低，直接決定采煤機的生產(chǎn)率及所需電機功率，采煤機牽引速度在零到某個值范圍內(nèi)變化，選擇截割時的牽引速度，要根據(jù)下幾方面因素綜合考慮。 a. 根據(jù)采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率決定的牽引速度V1 =417/(603.10.61.35) =27.6m/min 式中Qmin — 采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率，t/h; H — 采煤機平均采高； B — 采煤機的截深，取0.60m R — 煤的容重，取1.35t/m3 b. 按截齒最大切屑厚度決定的牽引速度V2 采

15、煤機截割過程是滾筒以一定的轉(zhuǎn)速n,同時又以一定的牽引速度V沿工作面移動，切屑厚度呈月牙規(guī)律變化，如果滾筒在一條截線上安裝的截齒數(shù)為m，則截齒最大的切屑厚度已在上面求出。 一般要求截齒的最大切屑厚度應小于截齒伸出齒座長度的70%，所以采煤機的牽引速度 V2 = mnhmax ′/1000=350521000=7.8m/min 式中 hmax ′— 截齒在齒座上伸出長度的70%（毫米），國產(chǎn)徑向截齒。大約為44～55毫米；切向截齒大約為41～52毫米。煤堅硬度f及截阻抗大時取小值。 m — 滾筒每條截線上的截齒數(shù)；一般取2～4； n — 滾筒轉(zhuǎn)速，一

16、般認為在30～50轉(zhuǎn)/分較為適宜。 c. 按液壓支架推移速度決定牽引V3 一般講支架的推移速度應大于采煤機的牽引速度較好，這樣可保證采煤機安全生產(chǎn)。 截割時牽引速度V，應根據(jù)上述三方面情況綜合分析后確定其最大值應等于或大于V1，但應小于V2，并與V3相協(xié)調(diào)，使采煤機既能滿足工作面生產(chǎn)能力的要求，又可避免齒座或葉片參與截割，并能保證采煤機安全生產(chǎn)。 決定采煤機截割速度V=3m/min,因此采煤機的生產(chǎn)率： Q = 60HBVR=603.10.6031.35=451.98t/h 6. 采煤機所需電機功率 常采用比能耗法來估算電機功率，是根據(jù)采煤

17、機生產(chǎn)率和比能耗（截割單位體積煤所消耗的功率）實驗資料來確定，如果比能耗值確定適當，計算值就比較合理。 取截割阻抗A=385N/mm的煤為基準煤，當采煤機以不同的牽引速度截割時，包括牽引部及輔助液壓系統(tǒng)在內(nèi)其比能耗的估算值可參看《畢業(yè)設(shè)計指導書》P.29,表2－5: 當牽引速度是2m/min時，螺旋滾筒采煤機比能耗接近HwB=0.44kwh/t,如果截割的為層，其截割阻抗不同上述值，可用下式計算比能耗值： Hwx=AX/A0.44=0.539 式中：AX — 被截割煤層的截割阻抗參考《畢業(yè)設(shè)計指導書》P.29,表2－6決定; A — 基準煤的截割阻抗，180～200N/mm;

18、 HwB — 基準煤的比能耗已查取。 雙滾筒采煤機，前滾筒與后滾筒截割條件不同，前滾筒截割時，煤層只有面向采空區(qū)一個自由面，后滾筒截割時，前滾筒已截割出第二個自由面，若以HwX表示前滾筒截割比能耗，后滾筒截割比能耗HwX′為 HwX′= K3HwX= 0.80.46=0.4312 式中：—后滾筒工作條件系數(shù)，可由《畢業(yè)設(shè)計指導書》P.30,表2－8選取。 如果滾筒直徑按最大采高60%選取時，雙滾筒采煤機所需電機功率為： =451.98(0.60.539+0.40.4312)/0.95=217kw 式中： Q — 采煤機生產(chǎn)率； K1 — 功率利用系數(shù)，用一臺電機驅(qū)動時取1，兩臺

19、電機分別驅(qū)動時取0.8； K2 — 功率水平系數(shù)，與牽引速度調(diào)節(jié)方式，電機超載能力等因素有關(guān)，可按《畢業(yè)設(shè)計指導書》P.30,表2－7選取，超載能力是指最大轉(zhuǎn)矩Mmax與額定轉(zhuǎn)矩MH比值。 7. 牽引力 采煤機的牽引力大小主要取決于煤質(zhì)軟硬、采高、牽引速度、煤質(zhì)傾角、機器質(zhì)量，導向裝置結(jié)構(gòu)及摩擦力等到因素。采煤機工作條件比較惡劣，應有足夠大的牽引力。目前使用的鏈牽引采煤機的牽引力P與裝機功率N之關(guān)系為： P=（1～1.3）N= (1～1.3)217=217～282KN 8. 裝機功率 由《采煤機械與液壓傳動》P.191頁表2－8－1查得，當采高為3～4.5m時，雙滾筒采煤機

20、裝機功率為300～450KW。 9. 采煤機的質(zhì)量 采煤機的質(zhì)量，會影響機器工作的穩(wěn)定性，太大又要增大牽引力。常用采煤機的質(zhì)量與電機功率之間有如下關(guān)系 M=(0.07～0.1)N (二)、初選采煤機及其配套設(shè)備 根據(jù)采高、滾筒直徑、截深、生產(chǎn)率、電機功率、牽引力及牽引速度等初選采煤機：選自《液壓傳動與采掘機械》 型號：MXA—300/4.5WG 采高：4500mm 臥底量：185mm 傾角： 空頂距：2342 滾筒直徑：2300mm 截深：0.60 搖壁長度：2228mm 牽引力：400KN 牽引速度：3m/s 總功率：3

21、00kw 機面高度：2205mm 擺角：～ 電機高度：0.6m 配套的刮板輸送機型號：SGZ-730/320 設(shè)計長度：200m 輸送能力：700t/h 電動機型號：KBY－160 功率：2160 (三)、初選采煤機主要技術(shù)參數(shù)的校核 1．最大采高hmax的校核 = 4.45>3.3 滿足最大采高 式中：A — 采煤機高度（機身上平面至底板之距離）； H — 采煤機截割部減速箱高度，一般等于電機高度； L — 搖壁長度（搖壁擺動中心到滾筒中心距離）； D — 滾筒直徑。

22、 2． 最小采高的校核 采煤工作面最小采高應大于采煤機高度、支架或鉸接頂梁高度,過機高度（頂梁與采煤機機身上平面之間距離）三項尺寸之和，即采煤機與支護設(shè)備應能通過煤層變薄帶，滾筒不截割巖石。 Hmin=A+h1+h2=2+0.1+0.2=2.3m<2.9.m符合 式中h2 — 過機高度不應小于0.1～0.25m,機身短，浮煤清掃干凈取小值； h1 — 鉸接頂梁高度。 3． 臥底量校核 最大臥底量Kmax為 =0.064.9m<0.185m 式中：βmax — 搖壁向下擺動最大角度。 采煤機臥底量一般為90～300mm,以適應底板起伏不平和能截割

23、運輸機頭處三角煤帶。 4. 采煤機最大截割速度的校核 運輸機、采煤機、液壓支架在結(jié)構(gòu)性能之間有相適應的配套要求，運輸機的生產(chǎn)能力一般應略大于采煤機的生產(chǎn)率，以便把運輸機的運輸能力看成是采煤機的最大生產(chǎn)率，此時采煤機截割時的最大牽引速度Vˊ為 =700/(603.10.631.35) =4.42>3 符合 式中：Qˊ— 運輸機的運輸能力，700t/h; H — 平均采高； B — 采煤機截深； R — 煤的實體容重，R=1.35t/m3 上述計算的Vˊ值應大于前面決定的截割牽引速度V值。 5. 引阻力的估算 采煤機移動

24、時必須克服的牽引阻力T為 式中： — 摩擦系數(shù)取決于采煤機導向機構(gòu)表面狀況和和濕度及采煤機運動速度等。平均可取0.18。 K1 — 經(jīng)驗系數(shù)，估算時可取0.6～0.8 K2 — 估算系數(shù)，初步估算時可取0～0.2 K3 — 側(cè)面導向反力對牽引阻力影響系數(shù)，主要取決于牽引鏈牽引軌道的位置及煤層傾角大小。當在采空區(qū)側(cè)布置，煤層傾角為0時取0.04～0.05,35時取0.05～0.10。當在煤壁側(cè)布置，煤層傾角為0時取0.12～0.19,35時取0.15～0.21. 上式最后一項，當向上牽引時，取正號。 第二部分 礦山運輸機械選型設(shè)計

25、設(shè)計要求：1、按液壓、采機部分所給的工作面生產(chǎn)能力Qc、工作面長度、煤層傾角、煤的散碎密度r等參數(shù)進行工作面刮板輸送機選型計算。2、順槽轉(zhuǎn)載機的選型計算，注意設(shè)備配套；順槽膠帶機選型計算（amax=300mm L順槽＝800m 順槽＝0）；3、采區(qū)上（下）山膠帶機選型計算（煤層傾角＝14 L上（下）山長度＝800m）；4、大巷電機車運輸選型計算（若采區(qū)年產(chǎn)量≤120萬噸，則按東、西兩翼進行選型計算，即東、西兩翼各布置一個≤120萬噸的采區(qū)，東、西兩翼采區(qū)距井底車場的距離L＝800m；5、按要求繪制運輸系統(tǒng)圖。 第一節(jié) 回采工作面運輸機械的選擇設(shè)計 在回采工作面，使用刮板輸送機。在宗

26、采工作面，選擇刮板輸送機時，應注意其與采煤機和液壓支架的配套設(shè)備要求。 工作面刮板輸送機和采煤機的配套要求是： （1）刮板輸送機的運輸能力必須與采煤機或刨煤機的運輸能力相匹配，即應使刮板輸送機的運輸能力大于或等于采煤機或刨煤機的生產(chǎn)能力； （2）刮板輸送機的結(jié)構(gòu)型式及附件必須能密切與采煤機的結(jié)構(gòu)相配套。 與液壓支架的配套要求是： (1)刮板輸送機的型號及溜槽結(jié)構(gòu)要與液壓支架的架型相匹配； (2)刮刮板輸送機板輸送機的溜槽長度要與液壓支架的寬度相匹配； (3)刮板輸送機的溜槽與液壓支架的推溜千斤頂連接裝置的間距和配合結(jié)構(gòu)要匹配，在一般情況下刮板輸送機的技術(shù)特征中給出了下列參數(shù)：輸送

27、能力Q、出廠長度L、鋪設(shè)傾角、電機功率N等參數(shù)。當工作地點的情況與上述參數(shù)相符時，根據(jù)刮板輸送機技術(shù)特征表選出一臺刮板輸送機即可。 但當工作地點的傾角和長度與技術(shù)特征不相符時，必須通過計算，才能確定所選刮板輸送機能否用于該工作地點。 一、 刮板輸機設(shè)計計算的主要內(nèi)容 （1） 刮板輸送機運輸能力計算； （2） 刮板輸送機運行阻力計算； （3） 刮板輸送機刮板鏈張力計算； （4） 刮板輸送機牽引力及電動機功率計算； （5） 刮板鏈的預緊力和緊鏈力計算； （6） 刮板鏈強度計算。 二、原始資料 （1）回采工作面生產(chǎn)能力QC= 552.825 t/h; （2）刮板輸送機的鋪設(shè)長度

28、L＝115m； （3）刮板輸送機的鋪設(shè)傾角＝14； （4）物料的散碎密度850kg/m （5）物料中最大塊度的尺寸amax=300mm； （6）東、西兩采區(qū)的兩個工作面裝車點距井底車場的距離均為L=1500米；順槽長度分別為1300米和1200米；下山長度為600米，傾角－10； （7）大巷坡度為3‰；低瓦斯礦井，大巷為進風巷道； （8）物料堆積角度為25。 三、回采工作面生產(chǎn)能力 1、滾筒采煤機生產(chǎn)能力計算 QC＝60hbγ0VC ＝602.950.61.353.9 ＝559.143 (噸/時) 式中：h----采掘高度（平均煤層厚度），（3.7+2.2）2=

29、2.95米 b----一次采掘深度，0.6米 γ0----原煤密度，1.35噸/米 VC----采煤機牽引速度，取3.9米/分 2、刮板輸送機選型 根據(jù)綜合機械化采煤成套設(shè)備綜合技術(shù)特征，選擇SGZ－764/264刮板輸送機，主要技術(shù)指標如下（表十一）： （表十一） 型號 設(shè)計長度 m 出廠長度 m 輸送能力 t/h 鏈速 m/s 電機功率 kw 鏈條型式 液壓耦合器 刮板鏈 中部槽（長、寬、高）mm 采機牽引方式 緊鏈裝置 設(shè)備質(zhì)量 t 規(guī)格 質(zhì)量 kg SGZ-764/264W 200

30、 150 900 0.95 2132 中雙鏈 2SJ-132 2693-C 57.0 1500764222 無鏈 閘盤 166．0 四、刮板輸送機驗算 對所選擇的SGZ－764/264刮板輸送機進行驗算，如果驗算通過，選之即可，否則重選。 1、 驗算運輸能力 刮板輸送機的運輸能力為： Q=3.6Fγφ(v-vc60) 圖中溜槽參數(shù)：H=222mm;B=764mm;A=80mm;C=190mm;D=710mm F＝H/2(B-2A)+(B-2A)tg25(B-2A)+ （C+A） [（D-H）- tg30（C+A）+ (B-2A

31、)tg25]2 ＝0.067+0.170+0.083 ＝0.320(㎡) Q＝3.6Fγφ(v-vc/60) ＝3.60.3208500.95(0.95-3.9/60) ＝823.262(t/h)＞QC 式中：F----運輸物料的斷面積，㎡ γ----物料的散碎密度，850kg/m v----刮板鏈速度，0.95m/s φ----裝滿系數(shù)，水平向下運輸時取0.9～1,取c γ0----物料的散碎密度850kg/m VC----采煤機牽引速度，取3.9

32、米/分 所以，SGZ－764/264刮板輸送機完全滿足該采煤工作面的運輸能力。 2、運行阻力計算 （1）重段直線段的總阻力 Wzh＝(qω＋q1ω1)Lgcos＋(q＋q1) Lgsin ＝（163.4920.7＋22.670.4）1159.8cos14＋ (0.7＋0.4) 1159.8sin14 ≈135363.596（N） 式中：q----中部槽單位長度貸載質(zhì)量，kg/m q＝QC/3.6v ＝559.143 /(3.60.95) ＝163.492kg/m v----刮板鏈速度，0.95m/s

33、 q1----刮板鏈單位長度質(zhì)量，查刮板輸送機技術(shù)參數(shù)得341.5kg/m=22.67 kg/m ω----物料在溜槽中運行阻力系數(shù)，按《礦山機械運輸》表3―6選取0.7 ω1----刮板鏈在溜槽內(nèi)移行得阻力系數(shù)，按《礦山機械運輸》表3―6選取0.4 L----刮板輸送機的鋪設(shè)長度，115米為工作面切眼長度 ----刮板輸送機的鋪設(shè)傾角14 g----重力加速度，9.8m/s （2）空段直線的總阻力 Wk＝q1Lg（cos＋sin） ＝22.671159.8(cos14＋sin14)

34、＝30971（牛） （3）彎曲段運行阻力 工作面刮板輸送機在推溜時，機身產(chǎn)生蛇行彎曲，由此產(chǎn)生的附加阻力為： ① 重段彎曲段的附加阻力 Wzhw＝0.1Wzh ＝0.1135363.596 ≈13536.4（牛） 彎曲段半徑R為： R＝L/(2sina/2) ＝1.5/(2sin3/2) ＝28.660(米) 式中：L---標準中部槽長度，一般1.5米 a---相鄰兩節(jié)中部槽間的最大折曲角，一般為3 彎曲段全長Lw為： Lw＝√4aR-a ＝√40.728.66-0.7 ＝8.931(米) 式中：a---機身推移距離，取0.7米

35、 彎曲段中心角a0為： a0＝2arcsin(a√Lw＋ a) ≈1 ② 空段彎曲的附加阻力 Wkw＝0.1Wk ＝0.130971 ＝3097.1(N) ③ 刮板鏈繞經(jīng)從動鏈輪處的阻力 We ＝（0.05～0.07）Sy ＝（0.05～0.07）90928.3 ＝4546.4～6365.0(N) 式中：Sy---刮板鏈載從動鏈輪相遇點8點的張力， ④ 刮板鏈繞經(jīng)主動鏈輪時的阻力 Wz ＝（0.05～0.07）(Sy＋SL) ＝(0.05～0.07）(143714.9＋43913.9)187628.8 ＝9381.4～13134.0(N) 式中：

36、Sy---刮板鏈在主動鏈輪相遇點4點的張力 SL---刮板鏈在主動鏈輪分離點5點的張力 總運行阻力W0為： W0≈1.2（Wzk＋ Wk） =1.2(135363.596＋30971) =199601.52(N) 3、刮板鏈張力的計算 （1）判斷最小的張力點的位置 雙頭機驅(qū)動，最小張力點的位置用下面方法判斷： 若0.6 Wzh－0.4 Wk＞0,則1點為最小張力點；若0.6 Wzh－0.4 Wk＜0,則3點為最小張力點，如下圖： 0.6 135363.596－0.4 30971＞0則1點為最小張力點 雙機頭驅(qū)動計算圖 （2）用逐點計算法求各點張力

37、 通常從最小張力點開始計算。 刮板輸送機計算圖 以上圖為例，若判斷刮板鏈最小張力點在1點，則從1點開始計算，取最小張力Smin為0: S1＝0 N S2＝S1＋q1Lg（w1cos＋sin） ＝22.6759.8(0.4 cos14＋sin14) ＝699.868(N) S3＝S2＋ Wzkw＋WzhLw/L ＝699.868＋13536.4＋1353648.931/115 ＝24748.8（N） S4＝S3＋(L-Lw-L)WzhL ＝24748.8＋（115－8.931-5）135364115 ＝143714.9(N） S5＝S4-

38、0.6(Wzh＋Wk ) ＝143714.9－0.6（135364＋30971） ＝43913.9(kN） S6＝S5＋(L-Lw-L) 30971L ＝43913.9＋（115－8.931-5）30971115 ＝71133.1（kN） S7＝S6e2fa0＋WkLL ＝82659.7＋309718.931115 ＝87176.5+2405.2 ＝89581.7（N） S8＝S7＋WKL`L ＝89581.7＋309715115 ＝90928.3（N） 所以，最大張力點為4點。 4、牽引力及電機功率的計算 機采工作面刮板輸送機功率：

39、刮板輸送機滿負荷運行時的最大功率Nmax為： Nmax＝KW0v1000η ＝1.171996020.95/10000.81 ≈273.9(Kw) 式中：K---電動機功率備用系數(shù)，取1.17 W0---刮板輸送機牽引力，噸力 W0＝1.2（Wzk＋Wk） ＝1.2(135364＋30971) ＝199602(N) v---刮板鏈運行速度，0.95米/秒 η---傳遞方式的總效率，取0.81 刮板輸送機空載運行時的最小功率Nmin為： Mnin＝（1.12vq0w1Lcos）1000η ＝（1.120.950.4115cos14）8

40、10 ≈0.115(Kw) 等效功率Nd為： Nd＝0.6√Nmax - Mnin ＝0.6√273.9-0.115 ＝164.3(Kw)＜2132 Kw 實際應配用的電機功率為N=（1.15～1.2）Nd即（1.15～1.2）164.3=188.9～197.2 Kw。 所以采用2132 Kw電動機雙頭驅(qū)動或200 Kw電動機單機頭驅(qū)動SGZ－764/264刮板輸送機完全可以滿足該工作面運輸需求。 5、計算刮板鏈的預緊力和緊鏈力 （1）預緊力 預緊力指輸送機靜止時，封閉鏈條內(nèi)的張力。 刮板鏈的預緊力T0為： T0=（Sy`＋S l`＋ Sy+S

41、l）/4 =(S1＋S8＋S4＋S5)/4 =(0＋90928.3＋143714.9＋43913.9)/4 =69639.3(N) 式中：Sy`、S l`---分別為刮板鏈在從動鏈輪相遇點和分離點的張力 Sy、S l---分別為刮板鏈在主動鏈輪相遇點和分離點的張力 （2）緊鏈力 緊鏈力是拉緊裝置把具有初張力的鏈條接在一起所需要的拉力。 刮板鏈的緊鏈力T為： T=T0＋Lq0g ωcos =69639.3＋11522.679.80.4cos14 =79555.4（N） q0----刮板鏈單位長度質(zhì)量，查刮板輸送機技術(shù)參數(shù)得341.5k

42、g/m=22.67 kg/m ω----刮板鏈在溜槽中運行阻力系數(shù)，按《礦山機械運輸》表3―6選取0.4 L----刮板輸送機的鋪設(shè)長度，115米為工作面切眼長度 ----刮板輸送機的鋪設(shè)傾角14 g----重力加速度，9.8m/s 6、驗算刮板鏈的強度 雙鏈刮板輸送機刮板鏈的安全系數(shù)n（必須滿足n≥3.5）為： N=(2Sdλ)/(1.2Smax) =(2850100.91)/(1.2143714.9) ≈8.97＞3.5（安全系數(shù)滿足要求） 式中：N---刮板鏈的安全系數(shù) Sd---一條鏈條的破斷拉力，

43、850KN/m(查《礦山機械運輸》 一書得2692的c級圓環(huán)鏈的破斷拉力為850KN/m) λ---雙鏈負荷不均勻系數(shù)，中雙圓環(huán)鏈取0.90～0.95；對邊雙圓環(huán)鏈取0.85；對摸鍛鏈取0.65 Smax---刮板鏈的最大張緊力，Smax=S4=143714.9（N） 五、刮板輸送機選型設(shè)計計算程序框圖 第二節(jié) 采區(qū)順槽運輸機械的選擇設(shè)計 對于綜采工作面的順槽運輸，一般采用轉(zhuǎn)載機、可伸縮帶式輸送機和繩架吊掛式帶式輸送機。 一、轉(zhuǎn)載機的選擇 選擇轉(zhuǎn)載機時，要注意與工作面刮板輸送機的配套要求，即： 1、轉(zhuǎn)載機的運輸能力要稍大于工作面刮板輸送機的運輸能力； 2、順槽轉(zhuǎn)載機的

44、機尾與工作面輸送機的連接處要配套； 3、順槽轉(zhuǎn)載機的零部件與工作面刮板輸送機的零部件應盡可能通用。在選擇轉(zhuǎn)載機時，只要滿足上述要求，可不作驗算。 根據(jù)上述要求選擇了SZZ-764/132型轉(zhuǎn)載機，其主要特性如下： 轉(zhuǎn)載機型號：SZZ-764/132 刮板鏈型式：單鏈 鋪設(shè)長度：35m 搭接長度：14m 水平長度：12.7m 鏈速：1.3m/s 輸送能力:1100t/h 電機型號：KBY550-132 電機功率：132kW 電機轉(zhuǎn)速：1470r/min 減速器速比：

45、23.47 液力耦合器型號：YL500X 圓環(huán)鏈規(guī)格：2692 圓環(huán)鏈破斷力：850kN 刮板間距：920mm 溜槽尺寸：7642221500 質(zhì)量：33t 二、帶式輸送機的選型計算 帶式輸送機選型計算時，所需的原始數(shù)據(jù)如下： 1、帶式輸送機的鋪設(shè)長度，L=800m（順槽長度）； 2、帶式輸送及的鋪設(shè)傾角，0; 3、順槽運輸生產(chǎn)率,Qc=559.143 t/h; 4、物料的散碎密度，γ=850kg/m; 5、物料中最大塊度的尺寸，amax=300mm; 6、物料的堆積角，ρ=20。 按上述資料，從設(shè)計指導

46、書96頁，表2-2中選則DSP1080/1000型可伸縮帶式輸送機，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 型號：DSP1080/1000 輸送能力：800t/h 輸送機長度：1000m 適用傾角: ，0 儲帶長度：100m 輸送帶運行速度：2.5m/s 減速比：19.867 液壓耦合器：YL-562 滾筒數(shù)：2 滾筒直徑：630mm 總圍包角：455 托輥直徑：108mm 張緊方式：電絞車 張緊裝置牽引力： 8.82kN 主電機技術(shù)參數(shù)： 型號：YSB-160

47、 電壓：660/1140V 功率：160 kN 轉(zhuǎn)速：1475r/min 輸送帶技術(shù)參數(shù)： 型式：耐燃整芯塑料帶 規(guī)格：寬厚=10008，mm 徑向扯斷強度：≥580KN/m 1、驗算帶式輸送機的運行能力和寬度 帶式輸送機的運行能力用下式計算： Q=KB2vγC =3851228501 =654500kg/h =654.5t/h＞Qc(已知559.143 t/h) 式中：K---物料的斷面系數(shù)，與物料斷面形狀及其動堆積角有關(guān)，從《畢業(yè)設(shè)計指導》100頁表2-7中查得385； B---

48、輸送帶寬度，即帶寬，為1m; v---輸送帶運行速度，為2m/s; γ---物料的散碎密度，為850kg/m; C---傾角系數(shù)，在從《畢業(yè)設(shè)計指導》100頁表2-8中查得為1； 另外，帶式輸送機的帶寬應根物料中最大塊度進行校核，即對于未經(jīng)篩選的物料（如原煤）： B≥2amax＋200,mm B≥2300＋200,mm B≥800,mm(符合) 對于篩選后的物料應為： B≥3.3ap＋200,mm B≥3.3150＋200,mm B≥695,mm(符合) 式中: amax---物料中最大塊度尺寸,為300mm（已知） ap---物料中平均塊度尺寸，取150

49、mm 根據(jù)以上計算結(jié)果，選用B＝1000mm的耐燃整芯塑料煤礦用阻燃輸送帶，輸送帶質(zhì)量qd＝8.8kg/m。 2、計算輸送帶運行阻力 （1）重段直線段的運行阻力 WZh＝（q＋qd＋qg）Lgωcosβ（q＋qd）Lgsinβ ＝（62.1＋8.8＋11.3）8009.80.02cos00 ＝128891 ≈12889(N) 得：重段水平運行時WZh＝19333.4N>0， 所以，重段最小張力點在3點。 式中：WZh---重段運行阻力，N； q---單位長度輸送帶上裝運物料量，kg/m; q=Qc/3.6

50、v =559.143/(3.62.5) =62.1 kg/m; qd---輸送帶單位長度的質(zhì)量，qd＝8.8kg/m qg---重段單位長度上分布的托輥旋部件的質(zhì)量，kg/m qg＝G g/l g ＝17/1.5 ＝11.3 kg/m G g---重段每組托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，（選擇槽形沖壓座）取17kg/m； l g---重段托輥的間距，一般為1～1.5m,取1.5； ω---輸送帶沿重段運行的阻力系數(shù)，在《礦山機械與設(shè)備》322頁表2－6－

51、12中選取槽形托輥，少量塵埃，正常濕度，其系數(shù)為0.02； L---輸送機鋪設(shè)長度，為800m; β---輸送機鋪設(shè)傾角，為0； g---9.8N/kg； (2)空段直線段得運行阻力 Wh＝（qd＋qg）LgωcosβqdLgsinβ ≈(8.8＋6)8009.80.020 ≈2320.610 ≈2320.6(N) 得：空段水平運行時Wh＝2900.8N qd---輸送帶單位長度的質(zhì)量，qd＝8.8kg/m qg---空段單位長度上分布的托輥旋部件的質(zhì)量，kg/m qg＝G g/l g

52、 ＝15/2.5 ＝6 (kg/m) G g---重段每組托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，（選擇平形沖壓座）取15kg/m； l g---重段托輥的間距，一般為2～3m,取2.5m； ω---輸送帶沿重段運行的阻力系數(shù)，在《礦山機械與設(shè)備》322頁表2－6－12中選取槽形托輥，少量塵埃，正常濕度，其系數(shù)為0.02； L---輸送機鋪設(shè)長度，為800m; β---輸送機鋪設(shè)傾角，為0； g---9.8N/kg； (3)輸送帶繞經(jīng)改向滾筒得阻力 輸送帶在改向滾筒上得圍包角圍180時，按下式計算；圍包角小，將系數(shù)取小些： Wg

53、g＝（0.05～0.07）Sy 式中：Wgg---輸送帶繞經(jīng)改向滾筒的阻力，N; Sy---輸送帶在改向滾筒相遇點的張力，N。 （4）輸送帶繞經(jīng)驅(qū)動滾筒的阻力 Wqg＝（0.03～0.05）(Sy＋Sl) 式中：Wqg---輸送帶繞經(jīng)驅(qū)動滾筒的阻力，N; Sy---輸送帶在驅(qū)動滾筒相遇點得張力，N； Sl---輸送帶在驅(qū)動滾筒分離點得張力，N。 空載附加阻力W0為: W0＝0.1(Wzh＋Wk)＝0.1(12889＋2320.6)＝1521(N) 3、輸送帶張力計算 （1）計算滿足垂度條件的重段最小張力Sminzh: Sminzh＝5

54、（q＋qd）lgcos （2）按逐點計算法計算各點的張力 現(xiàn)設(shè)最小張力點3則有： S3＝5（q＋qd）lggcos ＝5（62.1＋8.8）1.5cos09.8 ＝531.89.8 ≈5211.2（N） S2＝S3/（1.03～1.05） ＝5211.2/（1.03～1.05） ＝5059.4～4963.1(N) 取5059.4 N S1＝S2-Wk ＝5059.4－2320.6 ＝2738.8(N) S4＝S3＋Wzh ＝5211.2＋12889 ＝18100(N)(最大張力點) 式

55、中： l g---重段托輥的間距，一般為1～1.5m,取1.5; g---9.8N/kg。 （3）驗算摩擦力備用系數(shù) 據(jù)相遇點張力S4(Sy)和分離點張力S1(Sl)用下式驗算摩擦力備用系數(shù)n: 取μ、α分別為0.3、455＝7.94 n＝Sl(eμα－1)/(Sy－Sl) ＝2738.8 (e0.37.94—1)/( 18100—2738.8) ＝26912.9/15361.4 ＝1.752>1.15～1.2(符合要求) （4）驗算輸送帶強度 對與煤礦礦用阻燃輸送帶安全系數(shù)m為： m＝SdB/Smax ＝(5801

56、000)/18100 ＝32.05 安全 式中：Sd---阻燃帶的整體縱向拉斷強度，為取580N/n; B---阻燃帶寬度1000mm； Smax---輸送帶運行所受的最大靜張力（S4）。 4、功率計算 滾筒牽引力W0為： W0＝Wzh＋Wk＝12889＋2320.6 ＝15209.6(N) 反饋功率（電動機發(fā)電運行時的功率）N為： N＝（|W0|νη）/1000 ＝（15209.61.052.50.85）/1000 ＝33.94(kW) 空載功率N為： N＝(W0ν)/(1000η) ＝(15212

57、.5)/(10000.85) ＝4.5(kW) N＝1.2（N＋N）＝46(kW) 選用75kW電動機。 式中：ν---發(fā)電運行時的輸送帶速度，等于1.05ν＝1.052.5m/s; 其它同上。 5、拉緊力H的計算 H＝2(S4＋S1)＝2（18100＋2738.8）＝41677.6(N) 此拉緊力是按穩(wěn)定運行條件計算，還應考慮滿載起動和制動的需要，增加拉緊力。 6、制動力矩的計算 （1）實際所需的制動功率為： NT＝N0－QH/184 ＝N0－8000/1840 ＝380（Nm） 其中：N0＝Pv/1000＝380(kW)

58、 Q---帶式輸送機的輸送能力，800t/h; H---輸送機提升高度，800sin0=0m。 （2）計算制動力矩MT MT＝K(1000 NT)/ω ＝1.31000380/7.9 ＝62531.6（Nm） MT＝(MT/i)η ＝(62531.6/19.867)0.9 ＝2832.6（Nm） 式中：MT---電動機上的制動力矩Nm； MT---制動力矩，Nm; K---制動安全系數(shù)，取1.3; ω---驅(qū)動滾筒的角速度，ω＝2v/D＝7.94rad/s；

59、 η---傳遞效率，取0.9； D---牽引機滾筒直徑，0.63米； i---減速器減速比，為19.867。 7、帶式輸送機選型設(shè)計計算程序框圖 第三節(jié) 采區(qū)上下山運輸及輔助運輸 一、采區(qū)上下山運輸 1、采區(qū)上下山運輸設(shè)備的選擇 根據(jù)本次設(shè)計要求，采區(qū)上下山運輸服務(wù)于兩個回采工作面的運輸，所以選擇帶式輸送機。 2、采區(qū)上下山帶式輸送機的選型計算 與第二節(jié)相同 原始數(shù)據(jù)： （1）、帶式輸送機的鋪設(shè)長度，L=800m（下山長度）； （2）、帶式輸送及的鋪設(shè)傾角，－14; （3）、順槽運輸生產(chǎn)率,Qc=559.143t/h;

60、 （4）、物料的散碎密度，γ=1t/m; （5）、物料中最大塊度的尺寸，amax=300mm; （6）、物料的堆積角，ρ=30。 帶式輸送機工作系統(tǒng) 1、輸送帶寬度B： 根據(jù)物料的堆積角，ρ=30，在《礦山機械與設(shè)備》一書330頁表2－6－10中選取槽型托輥斷面系數(shù)K＝458；帶速v＝2.5m,在表2－6－8中選?。晃锪系纳⑺槊芏?，γ=1t/m，在表2－6－7中選取;傾角系數(shù)C＝0.9，在表2－6－11中選取。有下公式可知： B≥√QC/KvγC＝0.74m 未經(jīng)篩選的物料（如原煤）： B≥2amax＋200,mm B≥2300＋200,m

61、m B≥800,mm(符合) 對于篩選后的物料應為： B≥3.3ap＋200,mm B≥3.3150＋200,mm B≥695,mm(符合) 2、輸送帶運輸能力計算 考慮輸送機鋪設(shè)傾角對斷面大小的影響，則輸送能力Q為： Q＝KB2γvC＝4581.2212.5＝1648.8 t/h>1118.3t/h(完全符合運輸要求) 式中字母同上。 根據(jù)以上計算結(jié)果，選用B＝1200mmDX系列煤礦用阻燃輸送帶。其主要技術(shù)要求如下： 膠帶寬度：1200mm 膠帶強度1600kg/cm 帶芯鋼繩直徑：6.75mm 鋼絲繩芯結(jié)構(gòu)：777

62、 托輥直徑：108mm 改向滾筒直徑：630mm 驅(qū)動滾筒直徑：1000mm 膠帶運行速度：2.5m/s 電動機功率：500kW 托輥槽角：30 功率分配比：2:1:1 適用輸送比重：1～2.5t/m 適用輸送溫度：－20～＋40 3、牽引力及運行功率 （1）單位長度輸送帶上裝運物料q為： q---單位長度輸送帶上裝運物料量，kg/m; q＝Qc/3.6v ＝559.143/(3.62.5) ＝62.1kg/m （2）重段直線段的運行阻力

63、 WZh＝（q＋qd＋qg）Lgωcosβ（q＋qd）Lgsinβ ＝（62.1＋6.6＋13.3）8009.80.02cos（－14）＋（62.1＋6.6）8009.8sin（－14） ＝12475.7－130301.1 ≈—117825.4(N) 式中：WZh---重段運行阻力，N； qd---輸送帶單位長度的質(zhì)量，qd＝1.1Bδ=6.6kg/m qg---重段單位長度上分布的托輥旋部件的質(zhì)量，kg/m qg＝G g/l g ＝20/1.5 ＝13.

64、3 kg/m G g---重段每組托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，（選擇槽形沖壓座）取20kg/m； l g---重段托輥的間距，一般為1～1.5m,取1.5； ω---輸送帶沿重段運行的阻力系數(shù)，在《礦山機械與設(shè)備》322頁表2－6－12中選取槽形托輥，少量塵埃，正常濕度，其系數(shù)為0.02； L---輸送機鋪設(shè)長度，為800m; β---輸送機鋪設(shè)傾角，為0； g---9.8N/kg； (2)空段直線段得運行阻力 Wk＝（qd＋qg）LgωcosβqdLgsinβ ≈(6.6＋7.2)8009.80.02cos(-14)－6.68009.8sin(-1

65、4) ≈2099.6－12518.0 ≈－10418.4(N) （3）附加阻力∑W` ∑W`＝0.1(Wzh＋Wk) ＝0.1（—117825.4－10418.4） ＝－12824.4(N) (4)總運行阻力W0 W0＝WZh＋Wk＋∑W` ＝-128243.8－12824.4 ＝－141068.2(N) 滾筒牽引力P＝W0 式中： qd---輸送帶單位長度的質(zhì)量，qd＝6.6kg/m qg---空段單位長度上分布的托輥旋部件的質(zhì)量，kg/m qg＝G g/l g ＝18/2.5 ＝7.2 (kg/m) G g---重段每組托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，（選擇平形沖壓座）取18kg/m； l g---重段托輥的間距，一般為2～3m,取3m； ω---輸送帶