矿山机械课程教学设计.doc

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1、矿山机械课程设计河南理工大学采矿工程10级2班 周玉 制作综合机械化采煤工作面机械选型设计 （2011-2012学年第一学期） 2011年12月24日矿山机械课程设计索引第一篇 绪论（2）第二篇 综采工作面机械选型（3） 第一章 滚筒采煤机的型（3）第二章 支护设备的选型（6）第三章 刮板输送机的选型（8）第四章 转载机的选型（9）第五章 带式输送机的选型（11）第六章 采煤设备的配套性能（12）第三篇 课程设计心得（13）第一篇 绪论综采工作面的机械设备选型，是采矿工程专业的学生必须掌握的知识及能力。具体条件及要求是：在给定的采面地质条件的基础上，根据相关的设计规范、法规，对该工作面采用综合

2、机械化采煤方法所用的机械设备进行合理、科学的计算选型。撰写选型设计说明书。 采煤工作面中，采煤机、刮板运输机和支护设备（液压支架或单体支柱与顶梁）等组成一个称为采煤机的有机整体来实现采煤工艺的各个工序，它们在工作能力和结构尺寸的配套关系，直接影响到采煤工艺的顺利实施和设备能力的充分发挥。因此，为了正确地选择采煤机组各种设备的形式，不仅要看它们能否满足采煤工艺的要求，同时要注意它们之间的配套性能。本次设计选取的原始参数为：工作面长度：150米；煤层倾角：30；煤层平均厚度：3.5米；顶板条件：中等稳定；A=230N/mm；f=3.5 。本次设计包括以下几部分：采煤机、工作面刮板输送机、自移动式液

3、压支架、桥式转载机和可伸缩交代运输机。第二篇 综采工作面机械选型设计第一章 滚筒采煤机的选用机械化采煤工作面的生产能力主要取决于采煤机的落煤、装煤能力；而落煤、装煤能力又与煤层的地质条件和机器自身的性能、参数、整体结构有关。因此，根据地质条件正确选择采煤机械，对于充分发挥机器能力、提高工作面产量、降低能耗、安全生产有着十分主要的意义。一、采煤机的选型通常是要符合煤层赋存条件，满足对生产能力的要求，以及与刮板输送机和液压支架的匹配要求。需根据以下几方面确定采煤机的型号：1. 根据煤层坚硬度选型本次设计煤层坚硬度系数f=4,A=230N/mm，属坚硬煤层；倾角30属倾斜煤层，须选用大功率滚筒式采煤

4、机。2. 根据煤层厚度选型煤层厚度为3米，属中厚煤层，可选用的采煤机型号有MG340、MXA300/3.5、MG300W（2x300）、MG200（2 x200）等。3. 根据煤层倾角选型煤层倾角大于10，须增设防滑装置。二、生产率计算1.理论生产率 Qt =60HBvq=60 x3.5 x0.63 x5.98 x1.3=1028.5 t/h H是工作面平均采高m；B为滚筒有效截深，m；vq 为在所给工作面条件下可能的最大工作牵引速，m/min；为煤的实体 密度，取1.31.4t/m3 。2.技术生产率 Q= Qt K1 =0.7 x1028.5=920t/h；3.实际生产率 Qm =Q K2

5、 =920 x0.65=598t/h。三.滚筒直径与截深中厚煤层综采工作面采用双滚筒采煤机，一次采全高，即上行或下行各进行一刀，各完成一个循环，故滚筒直径稍大于最大采高一半： DH1/2=1.75m又由于滚筒直径已经系列化，此处选用D=1.8m。截深即滚筒宽度，是指滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离，即一次截割的深度。中厚和厚煤层采煤机常用0.6（或0.63）m。此外，采煤机的截深应应当与液压支架的退役步据相同，与金属铰接顶梁长度成整倍数。四.牵引速度一般采煤机牵引速度在10m/min一下。五综上，拟采用MG300/730-WD型采煤机。MG300/730-WD型采煤机是我国自行研制的大功率采煤

6、机，以下为鸡西煤矿机械有限公司设产的该型号采煤机。如图：表11，MG300/730-WD系列采煤机-技术参数 表1-1主机技术参数及配套设备:采高（m）：2.13.82.14.1截深（m）：0.63;0.8适应倾角：液压牵引40电牵引15（35）滚筒直径（m）：1.6;1.8;2.0滚筒转数（r/min）：42;40;35;29摇臂长度（mm）：2160摇臂摆动中心距（mm）：6220牵引力（KN）：550;450牵引速度（m/min）：液压牵引05.4;06.6电牵引07.1;08.7牵引型式：电液互换无链销轨机面高度（mm）：1460卧底量（mm）：264;364;464灭尘方试：内外喷雾

7、装机功率（KW）：2300+245+20电压（V）：1140机重（T）：45输送机：SGZ730/320SGZ764/400SGZ830/630支架：ZY35等第二章 支护设备的选型正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。一、选型原则：支架选型应使支护强度与采面矿压相适应,支架结构与煤层赋存条件相适应,支护断面与通风要求相适应,液压支架与采煤机、输送机等设备相匹配。二、选型依据：1.依据煤层厚度煤层厚度直接影响到支架的高度和工作阻力以及稳定性。设计煤层厚度为3.5米，应选用选用抗水平推力强且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架

8、。2.依据煤层倾角煤层倾角主要影响支架的稳定行，倾角30，支架易发生倾倒、下滑，故应采用同时具有防滑、防倒功能的支架。3.地板条件4.瓦斯涌出量对于瓦斯涌出量大的工作面，支架通风断面要满足通风要求，选型时进行验算。5.地质构造地质构造十分复杂，煤层厚度变化又较大，顶板允许暴露面积和时间分别在58m2和20min以下时，暂不宜采用液压支架。6.考虑设备成本三、液压支架或单体支柱参数的确定1.支护强度和工作阻力（1）支护强度 q=kHg=8x3.5 x 2.5 x 103 x 10 x 10-6 =0.7Mpa（2）工作阻力 Fz=qA2.初撑力初撑力大小对支架的支护性能和成本都有很大影响。较大的

9、初撑力能使支架较快达到工作阻力，减慢顶板的早期下沉速度，增加顶板的稳定性，但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求也将提高。一般取初撑力为0.60.8倍的工作阻力。F1=0.8x3880=3104KN。3. 工作阻力有效工作阻力与支架工作阻力的比值,称为支架的支撑效率.;在考虑了支撑效率后,所需每架立柱的总工作阻力P应为:P=Q/ (MPa)4. 移架力和推溜力移架力与支架结构、质量、煤层厚度、顶板性质等有关。根据以上选型原则及计算，拟选用ZY4800/26/50液压支架（河北邢台金牛矿业机械有限责任公司生产）：图21，表2-1第三章 刮板输送机的选型一、刮板输送机与采煤机和液压支架的配套原则1.结

10、构形式必须与采煤机结构相配套；2.输送能力不小于采煤机的理论生产率；3.结构形式必须与采煤机结构相配套；4.结构形式必须与液压支架架型相匹配；5.溜槽长度要与液压支架的中心相匹配；6.溜槽与支架推移千斤顶连接装置的间距和结构相匹配。二、刮板运输机的选型由以上原则，选用SGZ-830/630型刮板输送机。如图：图31，表31 SGZ-830/630刮板输送机技术参数值技术特征数值单位输送量1200t/h设计长度200m装机功率2315kw刮板链速1.31m/s刮板链中双链，34126 -C圆环链中部槽铸焊封底式采煤机牵引方式齿轮销轨式紧链装置闸盘紧链 伸缩机尾注：由于煤层倾角较大，需装设防滑装置

11、。第四章 转载机的选型由采煤机、液压支架、刮板输送机类型及其参数确定转载机型号。SZZ 1000/160(200) SZZ1000/375型转载机主要结构特点：(1)机头带有伸缩机构，通过两侧油缸适时紧链。(2)破碎机出口至卸载端采用全封闭结构。(3)中部槽为箱式整体组焊结构，采用高强度中板和封底板。(4)采用短溜槽以调节水平弯曲度，采用铰接槽，以调整垂直高度。(5)转载机头与皮带机尾整体联结，构成自移式马帝尔达推进系统。图4-1SZZ 1000/160(200) SZZ1000/375型转载机主要技术参数:表4-1转载机SZZ1000/160(200)SZZ1000/375输送能力2200

12、t/h3000 t/h设计长度28 m70 m装机功率160(200) KW单速电机375KW双速电机额定电压1140 v3300 v(1140)链速1.83 m/s1.8 m/s刮板链型式中双链 链距 200 mm链条规格36 * 126 mm 加强链链条破断负荷1850 KN中部槽规格3000(1500) * 1000 * 750 mm考虑经济成本，选用SZZ 1000/160(200)型转载机。足以满足要求。第五章 胶带输送机选型以下为DSJ系列输送机：图5-1表5-1根据采煤机实际生产率598t，工作面长度150米，可知DSJ100/63/2x75型可满足要求。综上所述，本综采工作面配

13、套机械为：MG300/730-WD型采煤机，ZY4800/26/50液压支架，SGZ-830/630型刮板输送机，SZZ1000/375型转载机，DSJ100/63/2x75型可伸缩胶带输送机。第六章 采煤设备的配套性能一、设备主要空间尺寸的配套关系如图61所示，为综采工作面采煤机组的配套尺寸关系图6-1二、设备主要参数的匹配综采机组主要参数的匹配应满足两方面的要求：一是生产率相适应；二是移架速度适应采煤机的牵引速度。1、生产率相适应要求采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机和伸缩胶带输送机组成的生产系统中，每一后者的生产率要大于前者。2、移架速度与采煤机的牵引速度适应第三篇 设计心得经过本次设计

14、，我获益颇多。首先，使我对于本学期所学的知识有了一个整体的把握，将分散的知识点窜成了一个有机的整体，也使我对于煤矿设计生产由可一个更加明确的认识。设计过程中，我咨询了老师，仔细翻阅查找了图书资料，充分利用了身边的所有可利用的资源，一点一点的认真完成了此次课设。其次，使我对于综采工作面矿山机械的流程、选型原则及要点，这对于我们以后去矿山企业工作绝对是一个很好的热身。虽然此次设计比实际情况还是由很大的差距，比实际情况“简化”了很多，但是足以让我们“领略”设计的要点。最后，也是我感触最深的一点，我们自己动手搜集资料，自己分析数据、下结论，先不说得出的结果是否精确或符合要求，但我的确感受到了“自主学习”的氛围。老实说，这个过程要比完成几次作业、听几堂课要费力的多，但我并不感觉乏味，甚至由种动力;当最后看着自己的“成果”时，心中有种由衷的成就感。感谢老师对此次课程设计提供的指导援助。