采煤方法設(shè)計

1、采煤方法設(shè)計一回采巷道布置回采巷道的布置方式與回采工作面使用采煤工藝、煤層的傾角、厚度、層數(shù)、層間距等因素有關(guān)，一般地可按以下幾種方式進行分別設(shè)計。1.薄及中厚煤層炮采、普通機械化采煤 薄及中厚煤層煤采、普采時回采巷道的布置方式1工作面運輸平巷；2（2）工作面回風(fēng)平巷；3聯(lián)絡(luò)巷；4煤層底板等高線2 .綜合機械化采煤綜采（放）工作面或大采高綜采工作面的回采巷道布置方式，根據(jù)礦井采煤、掘進的機械化程度，煤層巷道的維護條件，煤層瓦斯涌出量的大小以及工作面安全的需要，工作面回采巷道布置有單巷、雙巷和多巷等三種方式，見下表。 綜合機械化工作面回采巷道布置方式方 式圖 示優(yōu)缺點及適用條件單巷式巷道掘進工程

2、量省，掘進率低，維護量小，系統(tǒng)簡單，管理方便，可實現(xiàn)無煤柱布置，提高煤炭回收率，防止煤層自燃發(fā)火；運輸巷靠近工作面一側(cè)材料、設(shè)備運輸不便；適用于綜采、綜放或大采高面采煤工作面雙巷式下側(cè)雙巷工作面一側(cè)布置雙巷，通風(fēng)方式為兩進一回，靠工作面一側(cè)為膠帶輸送機運輸巷，外側(cè)可布置泵站，移動站等電氣設(shè)備；適用于大斷面回采巷道維護較困難時上側(cè)雙巷工作面一側(cè)布置雙巷，通風(fēng)方式為一進兩回，工作面運輸巷兼作進風(fēng)巷，緊靠工作面回風(fēng)巷為輔助運輸巷，另一條為工作面瓦斯排放巷，常布置在工作面回風(fēng)巷一側(cè)的頂煤中兩側(cè)雙巷工作面布置四條巷道，通風(fēng)方式為兩進兩回，雙巷布置有利于煤層起伏較大的工作面排水、巷道掘進及工作面的回風(fēng)等情

3、況；該方式巷道掘進率高，維護工作量大。適用于瓦斯含量高的礦井多巷式三進兩回工作面布置五條巷道，通風(fēng)方式為三進兩回，靠進工作面的一條鋪設(shè)輸送機運煤，另一條輔助運輸兼作輔助運輸兼進風(fēng)，其余均進風(fēng)和備用，上側(cè)平巷一般作回風(fēng)用；掘進及回采期間進風(fēng)容易，工作面快速推進時能防止瓦斯聚集三進三回工作面布置六條巷道，通風(fēng)方式為三進三回，工作面通風(fēng)容易，單巷風(fēng)阻低且能保證工作面有足夠的風(fēng)量，特別適用于瓦斯含量高的礦井，且工作面平巷多采用連續(xù)采煤機掘進時圖 注1工作面運輸平巷；2工作面回風(fēng)平巷；3開切眼多條巷道布置方式多用于高瓦斯的礦井或工作面，具體的巷道布置方式還有二進三回，四巷布置等方式，選擇時可根據(jù)具體條件

4、設(shè)置回采巷道的數(shù)目及其承擔(dān)的運輸、進（回）風(fēng)或輔助備用等用途。二采煤工藝設(shè)計1. 采煤工作面長度設(shè)計（1）地質(zhì)因素煤層地質(zhì)條件是影響工作面長度的重要因素之一。凡在工作面長度方向有較大的地質(zhì)變化（如斷層、褶曲、煤層厚度、傾角等）應(yīng)以此為界限劃分工作面。當(dāng)有下列情況時，工作面長度不宜過長：采用單體支柱，采高大于2.5 m；煤層傾角大于25°時；工作面頂板破碎難以維護時。工作面瓦斯涌出量決定著通風(fēng)能力。低瓦斯礦井一般不受限制，但高瓦斯礦井，通風(fēng)能力則是限制工作面長度的重要因素。工作面長度按下式驗算。（1）式中v 工作面允許的最大風(fēng)速，4 m/s；M采高，m；lmin工作面最小控頂距，m；C

5、f 風(fēng)流收縮系數(shù)，可取0.9 0.95；qb晝夜產(chǎn)煤一噸所需風(fēng)量，m3/min；B 循環(huán)進尺，m；P煤層生產(chǎn)率，即單位面積出煤量，P = M × 10-1，t/m3；煤的容重，kN/m3；n晝夜循環(huán)數(shù)。（2）技術(shù)因素當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件一時，工作面設(shè)備是影響長度的主要因素。采時，由于支護、放頂工作量大，推進速度慢，可使工作面長度短些；高檔普采時，機組割煤，工作面可適當(dāng)加長；綜采實現(xiàn)了全部工序機械化，為充分發(fā)揮設(shè)備效能，工作面長度可再加大，在工作面設(shè)備中輸送機在很大程度上限制著工作面長度。國產(chǎn)刮板輸送機大都按150 200 m的鋪設(shè)長度設(shè)計，所以工作面長度在150 180 m左右。（3）經(jīng)濟因素

6、從經(jīng)濟角度考慮，工作面存在一個產(chǎn)量和效率最高、效益最好的長度。根據(jù)工作面產(chǎn)量和長度的應(yīng)用數(shù)學(xué)分析法，給出經(jīng)濟上的最佳長度。單向割煤，往返進一刀所需時間tL為：（2）雙向割煤，往返進兩刀所需時間tL為：（3）式中L 工作面長度，m；L1工作面端部采煤機斜切刀長度，m；vc采煤機割煤時牽引速度，m/min；vk采煤機反向空牽引或清浮煤、割煤時的牽引速度，m/min；t1 采煤機反向操作及進刀所需時間，min。工作面日產(chǎn)量為：（4）式中n 每日循環(huán)數(shù)，個；L工作面長度，m；M采高，m；B循環(huán)進尺，m；煤的容重，kN/m3；n晝夜循環(huán)數(shù)。（5）式中T1 上、下路途時間，min；T2 生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，mi

7、n；K 開機率，（%）；B循環(huán)進尺，m；煤的容重，kN/m3；n晝夜循環(huán)數(shù)。將式（105）帶入式（104），對于某一具體的工作面，將L看作變量，其他參數(shù)基本為常數(shù)，則化簡后為：（6）工作面中工人數(shù)目可分為隨工作面長度變化而變化的人數(shù)e和與工作面長度無關(guān)的固定人數(shù)f兩部分，故總出勤人數(shù)D = eL+f，則工作面效率P為：（7）式（106）和式（107）表示的是曲線Qr、P隨L的增加而增加，達到一值后，L增加值又會減小。由此可確定經(jīng)濟上最佳的工作面長度。此外，還可綜合考慮工作面設(shè)備租憑費、修理費、區(qū)段平巷掘進費、工作面搬家費、工人工資等費用，求出工作面噸煤費用最低的最優(yōu)工作面長度。我國目前的開采技

8、術(shù)條件及近年來的發(fā)展，緩傾斜煤層工作面長度一般為：炮采80 120 m，普采100 150 m，綜采120 200 m。2. 采煤工作面生產(chǎn)能力的確定當(dāng)采煤工作面長度一定時，工作面的生產(chǎn)取決于循環(huán)進度和日循環(huán)數(shù)。不同的采煤工藝有不同的影響因素。綜全機械化采煤工作面由于綜采工作面應(yīng)用液壓支架，移動距離較靈活，循環(huán)進度主要取決于采煤機的功率和煤的強度，一般為0.6 1.0 m。綜采工作面機械化程度高，所以日循環(huán)數(shù)也相應(yīng)增多。設(shè)計規(guī)范規(guī)定：“厚度大于3.2 m一次采全高的煤層及厚度小于1.4 m的薄煤層綜合機械化采煤工作面年推進度，不應(yīng)小于1 000 m；煤層厚度1.4 3.2 m的綜合機械化采煤工

9、作面年推進度不應(yīng)小于1 200 m，據(jù)此，可初定綜采工作面的生產(chǎn)能力。目前國內(nèi)綜采工作面平均單產(chǎn)在80 90 萬t/a左右，有許多工作面已達到100 萬t/a以上，個別達500 800萬t/a。綜采工作面提高生產(chǎn)能力途徑有：合理地進行工作面機械設(shè)備配套；提高開機率；提高生產(chǎn)管理和技術(shù)水平；制定嚴格嚴密的作業(yè)規(guī)程，確保正規(guī)循環(huán)作業(yè)等。3. 采煤工藝主要參數(shù)（1）循環(huán)方式（1）循環(huán)和正規(guī)循環(huán)作業(yè)工作面內(nèi)全部工序至少完成一次周而復(fù)始采煤過程，叫循環(huán)。對于單體支柱工作面以回柱放頂為標(biāo)志，綜采工作面以移架為標(biāo)志。即放一次頂或移一次架為一個循環(huán)。在規(guī)定時間內(nèi)，按既定的工藝方式，保質(zhì)保量完成的一個循環(huán)稱為正

10、規(guī)循環(huán)。實踐證明，實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)，是煤礦生產(chǎn)中一項行之有效的科學(xué)管理方法，可有效地保證工作面高產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)和高效。循環(huán)率是衡量正規(guī)循環(huán)完成好壞的標(biāo)準(zhǔn)。此值不應(yīng)低于80%，否則應(yīng)查明原因，改進薄弱環(huán)節(jié)，使之按時完成正規(guī)循環(huán)。當(dāng)由于技術(shù)革新提前完成正規(guī)循環(huán)時，應(yīng)重新制定新的循環(huán)方式，以便提高產(chǎn)量。（2）循環(huán)方式的確定根據(jù)每日完成的循環(huán)個數(shù)，循環(huán)方式可有單循環(huán)和多循環(huán)之分。確定循環(huán)方式時，應(yīng)綜合考慮礦井生產(chǎn)能力、工作面生產(chǎn)能力、礦井工作制度及人員配備和管理水平等因素。其中工作面生產(chǎn)能力與工作面選擇的作業(yè)形式、工序安排、勞動組織有關(guān)。確定循環(huán)方式的一般步驟為：首先根據(jù)工作面地質(zhì)條件、生產(chǎn)技術(shù)條件，確定工

11、序安排形式，排出工藝流程圖；其次根據(jù)工序安排和勞動定額確定作業(yè)形式和人員配備；第三，繪出正規(guī)循環(huán)圖并計算產(chǎn)量；第四，根據(jù)該工作面的計劃產(chǎn)量，對工作面循環(huán)方式進行調(diào)整。如此反復(fù)，直至達到80%循環(huán)率的情況下能完成計劃產(chǎn)量，并留有適當(dāng)余地為止。（2）作業(yè)形式采煤工作面形式是指一晝夜內(nèi)工作面中采煤班與準(zhǔn)備班在時間上的配合方式，它由作業(yè)規(guī)程中的循環(huán)作業(yè)圖來反映（1）作業(yè)形式的確定常用的作業(yè)形式有下列五種?！皟刹梢粶?zhǔn)”。晝夜三個班，兩班采煤，一班準(zhǔn)備。采煤班以落煤、裝煤、運煤、支護為主；準(zhǔn)備班完成回柱放頂、檢修、掐接輸送機等工作，適用于準(zhǔn)備工作量較大的炮采工作面?！叭嗖擅骸⑦叢蛇厹?zhǔn)”。即落煤與放頂兩個

12、主要工序在空間上錯開一定的安全距離，實行平行作業(yè)。此方式可充分利用空間、時間和設(shè)備，適用于為普采工作面。“四班作業(yè)、三采一準(zhǔn)”。每日四班，三班采煤，一個班檢修。這種作業(yè)形式，既可增加采煤時間，又可保證機器有充分的檢修時間，更適用于綜采工作面。“四班交叉”。每日四班，每班首尾兩小時為兩班交叉作業(yè)時間，可把工作量大的工作集中在人員多的交叉時間內(nèi)進行。此方式適用于炮采或普采中各工序工作量差別較大的工作面?！皟砂喟氩擅?、半班采煤”。此方式增加了采煤時間，有利于提高產(chǎn)量。適用于準(zhǔn)備工作量較小時的綜采或普采工作面。（2）工序安排采煤工作面工序安排有排序作業(yè)和平行作業(yè)及兩種相結(jié)合的形式等。安排時，應(yīng)分清主、

13、次工序，保證主要工序順利進行，盡可能地增加出煤時間；輔助工序盡可能與采煤平行，充分利用空間和時間，并保證作業(yè)安全；薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合定額，加強措施。根據(jù)上柱要求，排出工藝流程圖。它是編制循環(huán)作業(yè)的基礎(chǔ)。（3）勞動組織勞動組織是指正規(guī)循環(huán)中生產(chǎn)工人的組織形式和勞動定員。勞動組織與作業(yè)形式、工序安排等有密切關(guān)系，合理的勞動組織有利于完成正規(guī)循環(huán)，有利于提高質(zhì)量和效率。長壁工作面勞動組織有下列幾種：（1）分段作業(yè)采用綜合工種，將采支工人分成小組，沿工作面全長分為若干段，第段由一個小組負責(zé)，每個小組綜合作業(yè)，共同完成本段各工種工作。優(yōu)點是：勞動量均衡；工人熟悉工作地點情況，有利于安全；綜合工種，有利于勞動

14、力搭配。據(jù)點是局部地段變化時，可能影響全工作面進度。這種形式較適用于炮采和刨煤機工作面。（2）追機作業(yè)即將工作面工人按專業(yè)分組，各專業(yè)組跟隨采煤機及時完成清底煤、移輸送機和回柱放頂或移架等各專業(yè)工作。優(yōu)點是工種單一，技術(shù)熟練，工作效率高。缺點是分工過細，勞動量不均，忙閑不勻，跟機作業(yè)勞動強度大。適用于普采和綜采工作面。（3）分段接力追機作業(yè)它是上述兩種形式的結(jié)合，具體做法是將工作面劃分為若干段（多采用每段6 m），將工人劃分為若干小組，每組負責(zé)一段內(nèi)的綜采工作。各組輪流接力追機。這種琖可充分利用工時，也可減輕勞動強度，還可以在必要時集中力量處理事故。適用于長工作面的普采和綜采。4. 采煤工作面

15、設(shè)計選型設(shè)例本節(jié)以某長壁大采高綜采工作面為例，說明設(shè)備的選型與配套設(shè)計。已知條件：該礦設(shè)計年產(chǎn)400萬t/a。根據(jù)礦井條件，經(jīng)過選型計算，擬定采用長壁大采高綜采，裝備世界先進水平的大功率高可靠性設(shè)備，以加大開采強度，提高規(guī)模效益，建設(shè)新型的高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井。（1）綜采工作面選型配套原則從高產(chǎn)高效、一井一面、集中生產(chǎn)的綜采發(fā)展新趨勢要求出發(fā)，必須增大工作面設(shè)計長度，加大截深，選用能切割硬煤的特大功率采煤機組，提高割煤速度，相應(yīng)地提高液壓支架的移架速度，與大運量、高強度的工作面運輸機相匹配，機巷也必須采用長距離大運量的膠帶輸運機。從設(shè)備技術(shù)性能要求出發(fā)，所選綜采機械設(shè)備必須是技術(shù)上先進，性能優(yōu)良

16、，可靠性高，以保證綜采設(shè)備的開機率，同時各設(shè)備間要相互配套性好，保持采運平衡，最大限度地發(fā)揮綜采優(yōu)勢。（2）工作面設(shè)備的選型（1）采煤機礦井設(shè)計以1個長壁綜采工作面和2個連采工作面保證年產(chǎn)400 萬t的生產(chǎn)能力?？紤]一定的富裕系數(shù)，綜采工作面的日產(chǎn)量應(yīng)在11 000 t以上。根據(jù)日產(chǎn)量要求，平均日循環(huán)數(shù)應(yīng)為8個。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，國外高產(chǎn)高效工作面開機率一般在70%以上，最高達95%，國內(nèi)高產(chǎn)高效面先進水平一般在40% 45%，引進國外設(shè)備按比國內(nèi)先進水平有所提高，而接近世界先進水平的原則，取開機率為55%。確定采煤機的牽引速度v = （LL1）/（T × 60n × T1）

17、（8）式中v 采煤機所需平均牽引速度，m/min；L 為工作面設(shè)計長度，219.5 m；L1 工作面生產(chǎn)時采用斜切進刀開機窩方式，開機窩長度取35 m；T工作面開機時間：14 × 55% = 7.7 h；n晝夜循環(huán)數(shù)，取8；T1開機窩時間，取20 min。v = （219.535）/（7.7 × 608 × 20） = 4.88（m/min）則工作面的最大牽引速度應(yīng)為 1.4 × 4.88 = 6.83（m/min）按照計算，采煤機的實際截煤速度應(yīng)達到6 7 m/min。空載時要求其速度不小于12 m/min，以減少輔助工作時間。國外雙高工作面的采煤機實

18、際截煤速度普遍在8 m/min以上。最高達13 m/min，最大牽引速度已達31.8 m/min。采煤機的功率W = 60vBHkHw（9）式中W 需要的采煤機功率，kW；v 采煤機所需平均牽引速度，m/min；B 工作面截深，取0.865 m；H 采高，根據(jù)國外大采高設(shè)備能力，取5.0 m；k破巖能力系數(shù)，取1.4；Hw能耗系數(shù)（1.1 4.4），取3 3.5。W = 60 × 4.88 × 0.865 × 5.0 × 1.4 × (3 3.5)/3.6 = 1477.4 1723.6（kW）國外采煤機牽引速度普遍比國內(nèi)高，因此，功率需求普遍

19、比國內(nèi)大，且在遇地質(zhì)構(gòu)造時還可以切割巖。因此，厚煤層大采高采煤機總功率一般應(yīng)在1 700 1 800 kW。根據(jù)美國、澳大利亞等國高產(chǎn)高效工作面及國外幾家主要采煤機廠家使用和生產(chǎn)采煤機機型來看，當(dāng)今世界采煤機發(fā)展方向已趨向交流電牽引采煤機，它以其技術(shù)先進、控制操作靈活方便、易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，逐步取代液壓和直流電牽引采煤機成為當(dāng)前的主導(dǎo)機型。美國高產(chǎn)高效工作面交流電牽引采煤機占95%，澳大利亞、南亞等國家也占到85%以上，國內(nèi)神華礦區(qū)占90%以上。采煤機技術(shù)方向是大功率、電牽引、多電機、橫向布置、大截深、快速牽引和實現(xiàn)微機工況監(jiān)測和故障診斷以及高可靠性和方便的維修性。設(shè)計礦井煤質(zhì)較硬，普氏硬度

20、f = 4左右，有煤層構(gòu)造。工作面超前壓力顯現(xiàn)較明顯，在采煤過程中易出現(xiàn)片幫現(xiàn)象。通過選型計算，結(jié)合工作面地質(zhì)情況，選用德國艾柯夫公司的SL500型交流電牽引采煤機，裝備了強大的截割功率，牽引速度快并具有很高的機械強度，可保證在厚煤層和堅硬截割條件下的安全使用。機身3段間采用高強度液壓螺栓連接，截割電機橫向布置；整機采用16位微機MICOS68控制，具有狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷功能，并裝備了自動化功能：采煤機在有人控制下截割1刀后，其后的截割就可以進行無人操作；限量控制臥底和采高，幫助操作人員作業(yè)。采煤機通過先導(dǎo)控制線或數(shù)據(jù)線可與順槽主機進行數(shù)據(jù)傳輸，并可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?。采煤機的具體技術(shù)特征見下表

21、。 SL500采煤機主要技術(shù)特征表項目技術(shù)特征項目技術(shù)特征生產(chǎn)能力th-14000(以12m/min牽引時)牽引方式齒軌式無鏈交流電牽引最小/最大采高m2.7/5.2牽引速度m/min0 31.8滾筒直徑/截深mm2700/865牽引力kN734臥底量mm640牽引功率kW2×90/460 V切割硬度F0液壓泵電機功率kW35/1000 V截割功率kW2×750/3300 V總裝機功率kW1715(不包括破碎機)冷卻方式水冷重量t88（2）工作面可彎曲刮板輸送機工作面刮板輸送機的生產(chǎn)能力應(yīng)保證采煤機采的煤被全部運出，并留有一定備用能力。采煤機的實際生產(chǎn)能力比理淪生產(chǎn)能力低得

22、多，特別是受設(shè)備開機率和液壓支架移架速度、刮板機生產(chǎn)能力等影響和高瓦斯礦井瓦斯涌出量及通風(fēng)條件制約，牽引速度必然受限制，實際能力為：Q = 60HBVrC（1010）式中Q 采煤機小時割煤量，t/h；HB采高，5 m；V采煤機實際牽引速度取，6 m/min； 煤的容重，1.45 t/m3。C采煤機反向空牽引或清浮煤、割煤時的牽引速度，m/min；Q = 60 × 5 × 0.865 × 6 × 1.45 × 0.9 = 2 031（t/h）則刮板輸送機輸送能力應(yīng)達到2 500 t/h。運輸機的鋪設(shè)長度和裝機功率應(yīng)依照工作面設(shè)計長度和采煤參數(shù)確定

23、。初步計算，功率應(yīng)在1200 kW以上，結(jié)構(gòu)應(yīng)堅固耐用，機頭結(jié)構(gòu)為交叉?zhèn)刃妒?，?qū)動裝置垂直布置，中部槽為整件鑄造槽幫，封底結(jié)構(gòu)，雙中鏈鏈條不小于2 × 34 mm，機尾可以實現(xiàn)自動張緊鏈條，應(yīng)采用軟啟動方式驅(qū)動，電腦控制。根據(jù)上述原則選擇DBT公司PF4/1132工作面刮板輸送機，其主要技術(shù)特征見下表。 PF4/1132刮板輸送機主要技術(shù)特征表項 目技術(shù)特征項 目技術(shù)特征運輸能力th-12500鏈形式雙中鏈電機功率kW2×700鏈中心距mm165供電電壓V)3300鏈速m/s1.28溜槽尺寸（L×W×H）mm1750×988×284刮

24、板間距mm876鏈條尺寸mm42×146卸載方式交叉?zhèn)刃秱鬏斂刂艭ST可控傳輸，內(nèi)置式冷卻方式水冷機尾鏈張緊行程mm500 mm主機重t550運輸機的CST的驅(qū)動控制有半自動和全自動2種方式，由1臺PROTEC電腦連接到每1臺驅(qū)動部，用于控制安裝在減速器內(nèi)的CST離合器，并監(jiān)測壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、油位等參數(shù)，CST在電腦控制下在15 s內(nèi)軟起動。在全自動方式下，可通過小型控制站監(jiān)視電機功率等，實現(xiàn)載荷均勻分布和卡鏈過載保護等，遇沖擊載荷時離合器分離。數(shù)據(jù)掃描器能處理17種不同的電子信息，并可在主電腦上查找到這些信息，具有故障診斷功能。運輸機機尾鏈的液壓自動張緊控制，由帶有微處理器的PM

25、4系統(tǒng)控制，通過輸入電機電流、緊鏈千斤頂行程、千斤頂單向閥的壓力，通過軟件控制算法來控制液壓缸，自動調(diào)節(jié)鏈的張緊。（3）轉(zhuǎn)載機與破碎機轉(zhuǎn)載機轉(zhuǎn)載機應(yīng)具有高強度能夠與皮帶機尾整體自移，選擇參數(shù)以工作面運輸機額定運量乘1.1環(huán)節(jié)系數(shù)確定，額定運輸能力2 750 t/h，以此選擇DBT公司PF4/1332轉(zhuǎn)載機，技術(shù)特征見轉(zhuǎn)載機技術(shù)特征表。破碎機破碎機通過能力應(yīng)確保工作面刮板機、轉(zhuǎn)載機煤流的及時通過，應(yīng)不小于1.2 × 2 500 = 3 000 t/h，另外根據(jù)晉城煤作為煤化工能源要求，塊率要高，因此要選用滾筒形式為截齒式，要求截齒（座）強度高數(shù)量少，以減少塊率損失，懸垂高度可調(diào)節(jié)，溜槽

26、底板應(yīng)具有足夠強度。根據(jù)這些需求，選擇DBT公司的WBl418破碎機，技術(shù)特征見表。 轉(zhuǎn)載機技術(shù)特征表項 目技術(shù)特征項 目技術(shù)特征運輸能力th-12750長度m27.5電機功率kW315主機重量t72（不包括破碎機）供電電壓V1140冷卻方式水冷溜槽尺寸L×W×H,mm1500×1188×284配套機尾MATILDA皮帶機尾鏈速m/s1.54有效推移行程m3.5鏈中心距mm330長度m11.6鏈條規(guī)格mm42×146寬度m2.9刮板間距mm756行走機尾重量t20 破碎機技術(shù)特征表項 目技術(shù)特征項 目技術(shù)特征運輸能力th-12750長度m27.

27、5電機功率kW315主機重量t72（不包括破碎機）供電電壓V1140冷卻方式水冷溜槽尺寸L×W×H,mm1500×1188×284配套機尾MATILDA皮帶機尾鏈速m/s1.54有效推移行程m3.5鏈中心距mm330長度m11.6鏈條規(guī)格mm42×146寬度m2.9刮板間距mm756行走機尾重量t20（3）液壓支架的選擇液壓支架架型選擇液壓支架是綜采工作面最重要的設(shè)備之一，從目前世界先進采煤國家長壁工作面中的液壓支架看，液壓支架基本以掩護式為主，約占全部架型的96，且有向2柱式發(fā)展的明顯趨勢。美同1994年有80個長壁工作面，使用2柱掩護式支架

28、73套，占91.25，是美國長壁工作面使用的主要架型，支架工作阻力大部分在7 000 80 00 kN，最大的2柱掩護式支架工作阻力達到9 800 kN。美國煤層賦存平緩，埋藏淺。頂板一般為砂巖或砂質(zhì)頁巖，屬中等穩(wěn)定和穩(wěn)定類別，底板多為頁巖和砂巖，也較為穩(wěn)定。多年的生產(chǎn)實踐證明，高工作阻力的二柱掩護式支架適應(yīng)頂板屬于中等穩(wěn)定的長壁工作面。寺河礦井煤層賦存條件及頂?shù)装鍡l件與美國相類似，借鑒國外生產(chǎn)高產(chǎn)高效工作面經(jīng)驗，結(jié)合我國架型選擇要求，工作面液壓支架采用掩護式。支架的頂梁要求采用整體剛性結(jié)構(gòu)。不使用鉸接頂梁，支架在要求的工作高度下應(yīng)能保證支架的整體穩(wěn)定性，應(yīng)設(shè)護幫板，前探梁帶一級護幫板，支架底

29、座采用帶有基座千斤頂?shù)膭傂缘鬃２僮鞣绞降倪x擇液壓支架技術(shù)的重大突破當(dāng)屬電液控制系統(tǒng)，采用了電子控制的先導(dǎo)閥，先進呵靠的壓力和位移傳感技術(shù)，靈活自由編程的微處理技術(shù)和紅外遙感技術(shù)等現(xiàn)代科技成果，可實現(xiàn)成組移架、推溜，使液壓支架的動作自動連續(xù)進行，移架速度大大提高，移架循環(huán)時間可達到6 8 s。支架的電液控制系統(tǒng)應(yīng)接收采煤機的位置信號，實現(xiàn)與采煤機的聯(lián)動。并可將工作面支架工作狀況圖形及數(shù)據(jù)和采煤機的部分數(shù)據(jù)傳輸至地面。美國1994年共有80個工作面其中70個工作面是電液控制支架工作面，占87.5。澳大利亞采用電液控制的工作面也占絕大多數(shù)?？傊Ъ軕?yīng)具有結(jié)構(gòu)簡單，控制先進可靠，操作簡單，便于維修

30、等特點。支架支撐高度的確定最大高度：Hmax = hmax+S1（11）式中Hmax 支架支撐最大高度，m；hmax煤層最大采高，5.2m；S1偽頂或浮燥冒落厚度，一般取200 300 mm。Hmax = 5.2+0.3 = 5.5（m）最小高度：HminhminS2ab（12）式中Hmin 支架支撐最小高度，m；hmin煤層最小采高，取2.9m；S2頂板最大下沉量，一般取200 mm；amin為支架移架所需最小降架量，取50 m；b為浮煤厚度，按50 m估算。支架支護強度的計算根據(jù)支架支護強度的估算法。P = Nhl（13）式中P 支架支護強度，MPa；N支架載荷相當(dāng)采高巖重的倍數(shù)，中等穩(wěn)定

31、頂板以下取N = 6 8；h采高，取5.0 m；l頂板巖石密度，取2.57 t/m3；b為浮煤厚度，按50 m估算。P = （6 8）×5.0×2.57 = 80.18 106.9 （t/m2）。取110 t/m2，即1.1 MPa。支架工作阻力實際上反映了支架在工作過程中所需承受的頂板載荷。而頂板載荷與煤層厚度近似成直線關(guān)系增長，以此來確定支架的工作阻力為：Q = 9.8 × NhFl = 9.8 × （6 8） × 5 × 8.16 × 2 570 = 6166 8 220 kN，取8 300（kN）。式中：F為支架的支

32、護面積，取8.16 m2。根據(jù)計算確定液壓支架的技術(shù)參數(shù)見下表。 掩護式液壓支架技術(shù)參數(shù)項 目技術(shù)特征項 目技術(shù)特征支架高度mm2250 4500 2550 5500立柱中心距mm900支架寬度mm1610 1850平均對地比壓MPa2.51通風(fēng)面積m217/20底座面積m23.4132起底油卸推/拉力kN387移架力kN560泵站壓力MPa31.5 35.7推溜力kN310立柱油缸直徑mm345/325支護強度kN/m21100立柱活塞壓力kN4900端部載荷kN1640初撐力kN5890電液系統(tǒng)PM4平衡油缸推拉力kN1150/600順槽主機MCU工作阻力kN2×4139架中心距

33、mm1756頂梁長度mm3945中間架支架重量m27.5±2.5%工作面支架數(shù)量首采工作面共設(shè)計配套130架支架，其中端頭架、過渡架共15架，支承高度2.25 4.5 m；中間架115架，支承高度2.55 5.5 m；每個支架由1個帶微處理器的PM4服務(wù)器和螺紋式驅(qū)動器和若干傳感器組成。每8個PM4提供1個電源，順槽安裝有1個主PM4服務(wù)器和1個Windows操作界面的主計算機MCU，通過快速插頭連接線組成整個工作面PM4電液控制系統(tǒng)。（4）浮化液泵的選型及液箱配置浮化液泵的壓力要滿足初撐力和千斤頂所需最大推力的要求，流量要滿足每架（組）在移動循環(huán)中所需的動作的立柱和千斤頂?shù)淖畲罅髁?/p>

34、，同時要滿足支架追機速度要求?？刂品矫嬉箅S支架載荷變化，根據(jù)系統(tǒng)壓力自動調(diào)節(jié)開啟泵的臺數(shù)，能根據(jù)液位自動控制補水，具有乳化液自動配液裝置，并對高液位、乳化液出口壓力、泵潤滑油壓力進行檢測和保護。依據(jù)原則，泵站壓力應(yīng)滿足：Pb1 = 4P1/ZD1（14）式中Pb1 泵站壓力，MPa；P1支架初撐力，5890 kN；Z支架的主立柱根數(shù)，個；D1支架立柱缸體內(nèi)徑，0.325 m。Pb1 = 4 × 5890/2 × 3.14 × 0.3252 = 35518 kPa = 35.5 （MPa）。泵站壓力還應(yīng)滿足：Pb2 = 4Pn/D2（15）式中Pb2 泵站壓力，M

35、Pa；Pn 千斤頂?shù)淖畲笸屏Γ?10 kN；D2 千斤頂缸體內(nèi)徑，0.1 m。Pb2 = 4 × 310/3.14 × 0.12 = 36470 kPa = 36.5 （MPa）滿足式1014、1015的泵站壓力為：P = K Pbmax（16）式中P 泵站壓力，MPa；K 泵站系統(tǒng)壓力損失系數(shù)，取1.051.1；Pbmax Pb1、Pb2中的大者；D2 千斤頂缸體內(nèi)徑，0.1 m。P = 1.05 × 36.5 = 38.3 （MPa）泵站流量應(yīng)考慮成組快速移架的需要，按6架/組計算：Q（n1S(F1+F2)+n3BF3）/（1000（L/Vqt4） ×

36、; （1/）（17）式中Q 液壓泵站的工作流量，L/min；n1、n3移架時同時降的立柱數(shù)和千斤頂數(shù)，分別為12和6；S、B移架時立柱的行程和千斤頂?shù)男谐?90 cm、86.5 cm；F1、F2、F3立柱環(huán)形腔、活塞腔及千斤頂移架腔的作用面積分別為934.82、1 056.24、298.17 cm2；L支架架間距，1.756 m × 6；Vq采煤機牽引速度，取7 m/min；t4移架過程中的其它輔助時間0.2 min；泵站容積效率取 = 0.90.92。Q（12 × 290（934.82 × 1056.24）+6 × 86.5 × 298.17

37、）/（1000（1.756 × 6/70.2） × （1/0.91） = 563.6 L/min液箱以滿足V3Q+Q = 563.6 × 3+200 = 1890.8 L。停泵時全部進回液管回液和煤層厚度變化使立柱伸縮造成的流量變化等因素，選擇德國豪森科公司的EHP-3K200型泵和液箱。具體技術(shù)參數(shù)見下表。 乳化液泵的技術(shù)參數(shù)及配套項項 目技術(shù)特征項 目技術(shù)特征公稱壓力MPa31.5 35.7乳化液泵臺數(shù)臺4（3臺工作，1臺備用）公稱流量Lmin-1309重量kg1200柱塞數(shù)量個3乳化液箱不銹鋼電機功率kW200有效容積L2500電壓V1140儲液箱L2000

38、（5）噴霧及冷卻泵的選擇。采煤機噴霧冷卻泵根據(jù)艾柯夫SL500采煤機水冷及噴霧系統(tǒng)水流量510 L/min，P = 40 100 bar的要求選擇德國豪森科公司生產(chǎn)的EHP-3K125型兩泵（一用一備一箱，其技術(shù)參數(shù)見下表） 噴霧泵技術(shù)參數(shù)項項 目技術(shù)特征項 目技術(shù)特征公稱壓力MPa31.5 35.7預(yù)加壓泵N45/3G公稱流量Lmin-1309功率kW7.5電機功率kW200電壓V1140重量kg1500公稱壓力bar4水箱容積L2200公稱流量L/min620“三機”冷卻泵工作面運輸機、轉(zhuǎn)載機和破碎機的4個驅(qū)動電機減速裝置均采用水冷卻方式，其壓力在3.5 MPa，流量總和為90 L/min

39、。因此，只需配套無錫生產(chǎn)WPA-220/5.5冷卻泵，將靜壓力提高到3 MPa供給“三機”?！叭龣C”冷卻水采用電磁閥控制開啟，并串有流量計，只有通水冷卻正常后方可按順序起動“三機”，停機后自動關(guān)閉。（6）供電系統(tǒng)及設(shè)備根據(jù)工作面設(shè)備的裝機容量大（4707.5 kW），走向長度長（2 0003 000 m），主要設(shè)備采煤機和運輸機單機功率大的特點，為提高工作面供電質(zhì)量，降低起動和正常電壓損失，采用了3.3 kV供電，其余設(shè)備采用1140 V供電，盤區(qū)采用6 kV供電。工作面電氣設(shè)備選用法國賽特公司生產(chǎn)的2臺TEKl534-2000-6/3.45負荷中心，低壓側(cè)4組合，分別供SL500采煤機和工作面刮板輸送機；2臺TSl281-100006/1.2負荷中心（低壓側(cè)8組合）分別供轉(zhuǎn)載機、破碎機、其它輔助設(shè)備和乳化液泵和噴霧冷卻泵。該負荷中心的