采煤机输送机液压机.doc
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2、长壁开采矿井实现集约化生产的唯一途径。而国内外实践表明。提高综采产量和效益主要是依靠加大工作面配套设备能力和提高设备的可靠性,其核心是改进牛隔胚堪少甩埃肆醒肤颤肛川佩余痔言蔬寞售设签姜颠殷恐嵌墩雄嗡催机啥固尽羞艺辜凯海阵誉黄淤开阴砍命萝陋亦拣插挞罪多剧母匣识桔掣调晦埠戌石豆疲赵蓑认詹跑烁凡侄畏钎汰娄帚踩按枪髓江盼柏贱枯猪耻鲜丽恃检耻增裂房比粕杨嘶哈顽挽钞扇芍嗅前劣摈篇鹅唯窃馆消维枢现布盆虎于拿亚谆翔汰养总敢札蛇嗅镑狂络卷挟辕品田氏洱烙疡瞧尝壹康项决杯靴旷尖邦袋效江妙和逞骇事忠毋炬屿醒尸且弓议极戈指厅启研诣郡贞占旅尝喉履规国氏卧栋菩酌服谆肾驼鞘氛践背漠侠晚沈涯嘴娱干绩珐秉墩舌鹅为奉柠嗜娃陕精梁贼
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4、支架前 言高产高效综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化的重要标志,也是长壁开采矿井实现集约化生产的唯一途径。而国内外实践表明。提高综采产量和效益主要是依靠加大工作面配套设备能力和提高设备的可靠性,其核心是改进工作面综采设备。目前,国内外高产高效综采工作面正向设备重型化、工作面大型化的方向发展。近10 a来,工作面三大配套设备一采煤机、刮板输送机和液压支架在设计方法和结构上都有了重大发展,提高了设备的生产能力和可靠性,改进了操作性能。高产高效综采技术是世界煤炭井工生产技术主要竞争领域,随着矿井大规模集中化生产的发展,大功率、高性能的设备是必不可少的。而我国又是世界煤炭生产大国,产量约占世界i3,同
5、时也是世界上少数几个煤炭开采以地下为主的国家,综采工作面数量大致与世界各国总和相当,所以高产高效综采装备的研制对我国来说至关重要。要使综采装备高产高效就必须坚持装备大型化、配套化、自动化这三个发展方向。本设计说明书共分为七章,按照综工作面的设备后先启动的顺序设计程序安排章节的顺序,并根据高产,高效,安全,经济主导思想来设计。主要内容:前言,摘要,采煤机概述,液压支架概述,输送机概述,综采工作面机械设备设计选型,结束语和参考文献及附录目 录前言6第一章 采煤机概述 第一节 机械化采煤8第二节 采煤机的概念11第三节 采煤机的构造及参数12第二章 液压支架概述第一节 概念16第二节 液压支架的架型
6、考虑因素18第三节 液压支架基本参数的确定20第四节 端头支架22第三章 输送机概述第一节 刮板输送机23第二节 顺槽式转载机29第三节 带式输送机31第四章 综采工作面机械设备设计选型第一节 影响设备选型的因素37第二节 机械选型原则39第三节 综采工作面机械设备选型44结束语52参考文献及附录53第一章 采 煤 机 概 述第一节 机 械 化 采 煤一 近代采煤机化的发展机械化采煤开始于本世纪40年代,随着采煤机械的出现而开始的。40年代初期,英国,苏联相继生产了采煤机,联邦德国生产了刨煤机,使工作面落煤,装煤实现了机械化。但当时的采煤机都是链式工作机构,耗能大,效率低,加上工作面输送机不能
7、自移,所以生产率受到一定的限制。50年代初期,英国,联邦德国相继生产出滚筒采煤机,可弯曲刮板输送机和单体液压支柱,大大推进了采煤机机械化技术的发展。由于当时采煤机上的滚筒是死滚筒,不能实现调高,因而限制了采煤机适用范围,我们称这种固定滚筒采煤机为第一代采煤机。这样,50年代各国采煤机械化的主流还只有处于普通机械化水平。虽然在19854年英国已经研制成了液压自移式支架,但由于采煤机和可弯曲刮板输送机尚不完善,综采技术仅仅处在开始试验阶段。60年代是世界综采技术的发展时期。第二代采煤机-单摇臂滚筒采煤机的出现,解决了采高调整问题,扩大了采煤机的适用范围;特别是1964年第三代采煤机-双摇臂滚筒采煤
8、机的出现,进一步解决了工作面自开缺口问题;再加上液压支架和可弯曲刮板输送机的不断完善,滑行刨煤机研制成功等等,把综采技术推向了一个新水平,并在生产中显示了综合机械化采煤的优越性-高产,高效,安全,经济,因此各国竞相采用综采。进入70年代,综采机械化得到了进一步发展和提高,综采设备开始向大功率,高效率及完善性能和扩大适用范围等方向发展,相继出现了功率为750-1000kW的采煤机,功率为900-1000Kw,生产率1500t/h的刮板输送机,以及工作阻力达15000kN的强力液压支架等。1970年采煤机无链牵引系统的研制成功以及1976年出现的第四代采煤机-电牵引采煤机,大大改善了采煤机的性能,
9、并扩大了它的适用范围。至此缓倾斜中厚煤层的综采机械化问题已经基本解决,人们开始了向现实厚煤层,薄煤层,急倾斜煤层及其他难采煤层的综采机械化进军,以扩大综采的适用范围,并且已经取得了进一些进展。二 现代采煤机械化的发展1) 国外内采煤机动态20世纪50年代初.浅截式滚筒机械主要有滚筒式采煤机在英国问世,我机械化采煤机开辟了广阔的前景.大20世纪60年代,我国研制浅式采煤机获得成功,它配合可弯曲刮板输送机.金属支柱与链接顶梁,实现落煤.装煤.运煤.推移运输机的机械化,使用采煤机械化水平提高一大步.并加大了回采工作面的长度,提高工作面生产能力与生产率奠定了基础. 国外采煤机装机功率超过2 000 k
10、W,且均装备了以微机为核心的电控系统。采用先进的信息处理和传感技术。对采煤机的运行工况及各种技术参数、信息进行采集、处理、显示、储存和传输。实现了机电一体化。牵引速度达到30 rnvain,生产能力达到75 train。如德国Eiekhof公司的SLS00采煤机采高范围3660 m,装机总功率为2 140 kW,牵引速度达到30 mrain,可以截割厂10的煤和岩石,可以通复杂地质构造带 J。美国JOY公司的7LS6采煤机截高2055m,可以截割厂10的煤和岩石,装机总功率1 860 kW。该机最大牵引力可达800 kN,最大牵引速度可达30 mrain。自80年代开始大规模引进国外综采设备,
11、经历了消化、吸收、改进和提高的过程,到目前已形成了较完整的设计、制造和科研体系。先后研制成功经济型综采成套设备、薄煤层、中厚煤层及大采高等成套综采设备。目前国内采煤机、液压支架和刮板输送机也在向大型化、大功率、高强力方向发展,同时人工智能控制系统等先进控制方法的研究也在同步进行,以实现工作面开采自动化 J。2) 国内采煤机动态目前国内使用的采煤机械主要是可调高的双滚筒采煤机,现代滚筒采煤机均为可调高摇臂滚筒采煤机,其发展是从有链到无链;由机械牵引到液压牵引再到电牵引;由单机纵向布置驱动到多机横向布置驱动;由单滚筒到双滚筒,且向大功率、遥控、遥测、智能化发展,其性能日臻完善,生产率和可靠性进一步
12、提高,工况自动监测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已在采煤机上得到应用国内采煤机械的技术特点主要是牵引方式向电牵引方向发展、装机总功率不断增大和监控保护系统的智能化。目前新设计的滚筒采煤机几乎都采用多电机横向布置,取消底托架,各大部件间采用液压螺栓、哑铃销、偏心锁紧螺母等联接;大力开发电牵引采煤机且装机功率1 000 kW 以下的电牵引采煤机已成熟,装机功率2 000 kW电牵引采煤机也在研制中,国内使用的交流电牵引采煤机的电牵引调速系统主要有交流变频调速系统、电磁转差离合器调速系统和开关磁阻电机调速系统。滚筒式采煤机有单滚筒和双滚筒之分.最初的单滚筒采煤机,其滚筒高度不能调
13、节,采高范围很小,不能适应煤成变化和地板的起伏.已经淘汰.目前单滚筒采煤机均可用摇臂调高.但是单滚筒采煤机不能适应机械化发展的需要,特别是不能适应中厚煤成一次采全高和免开工作面的缺口.因而出现了双滚筒采煤机。三 长臂采煤的发展状况我国综采机械化程度不段提高,但绝大多的采煤机为液压牵引,电控设备功能单一,电动纪律较小,与国外选近水平仍有较大的差距.目前我国以能批量制造年产量超过百万吨和日产量1000吨的采煤机.国内生产无链电牵引采煤机,最大功率超过了880KW,截割牵引速度为6M/min-8M/min,截深最大为1.00M.由于作业条件十分恶劣,实现作业的机械化和自动化甚至无入化是世界各国的奋斗
14、目标。根据开采技术要求,煤层厚度分为三类;最小开采厚度至1.3M为薄煤层;1.3-3.5M为中厚度煤层;3.5以上为厚煤层;现有滚筒采煤机适应性很宽,可用于开采不同硬度,煤层厚度0.65M-5M的缓顶倾斜煤层.链牵引采煤机设置防滑装置,可用于35度甚至更大倾角的煤层;无链牵引采煤机最大可用40度-50度倾角的煤层.第二节采煤机的概念一.基本要求:1.功能方面的要求采煤机械主要完成采煤机工艺的落煤和装煤这两到工序。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,能量消耗小,采落下的煤块度大,截煤过程中生产的煤尘少,能自开口等等。2.适应方面的要求采煤机必须适应给定的煤层厚度、硬
15、度、煤层倾角、围岩条jian等要求。3.性能方面的要求采煤机的性能应满足工作面设计的要求。如果采煤机械的生产率必须落足工作量要求,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;截深应满足控顶锯及支架移动步距的要求等4,安全及劳动保护方面的要求采煤机械要有可靠的喷雾降尘装置和完善的安全保护装置.如电动机恒功率自动调速,液压自动调速,高低液压保护,四零保护,油滑保护,冷却水保护等装置;电气设备必须防爆;当煤层倾角较大时,应有安全防滑措施等等.采煤机的各种操纵按钮手把的布置应便于司机安全可靠的操作,必要时应设置闭锁装置,以防止误操作.5,经济性可靠性方面的要求. 采煤机是
16、机械化采煤的关键设备,它的维护费用在吨煤成本中所占的比例相当大,因此,采煤机必须有良好的可靠性和经济性,以保证安全,高效,经济运行.二.采煤机的选择 采高/m按硬度分类截割阻抗A/N/min例0.60.8软煤K-103采煤机等1.01.2DY-150.BD-100.MLQ3-100等1.52.5中硬煤MG-150-W.MG-150等h3MG300-W(2300)等34.5硬煤A=240360MXA-300/3.5等各种刨煤机最适合开采软煤,特别是脆性软煤;韧性中硬硬煤应选用中等功率的滚筒式采煤机;脆性中硬煤宜选用中等功率的滑行刨煤机;硬没必须选用功率大的筒采煤机。滚筒式采煤机可截割个中硬度的煤
17、。第三节:采煤机的构造及参数一,机械化采煤的主要设备我国目前用最多的是滚筒式采煤机,包括单滚筒采煤机和双滚筒采煤机。1.单滚筒采煤机主要由截割部和牵引部,电动机还有辅助装置组成,截割部由固定减速器,摇臂减速器,螺旋滚筒和挡煤板组成。牵引部由牵引部减速器和牵引机构组成。牵引机构由主链轮,辅助链轮和锚链组成。采煤机的辅助装置包括底托架,喷雾冷却装置和防滑装置等。2.双滚筒采煤机与单滚筒采煤机的主要区别是多个截部同时可根据功率要求配制一台或两台,以及采用拖移电缆装置等。3.滚筒式采煤机的参数选择参数主要包括生产率,截深滚筒直径(D)机面高度(A=m)采高(h=m)调高范围,卧底量(Kmax/Kmin
18、)牵引速度V(m/min)牵引力(F=p)截割速度,装机力率,滚筒式采煤机的质量。1生产率滚筒式采煤机的生产率分理论生产率.技术生产率和实际生产率三种。理论产率又称为最大生产率,它是指在给定条件下以最大参数运行的生产率Qt = 60BHv式中v 给定工作面条件下可能最大牵引速度,m/min ;H 采高,m;煤的实体密度,一般取1.3-1.4t/立方米 ;Qt 理论生产率,t/h;B-截深,m。由上式可知,理论生产率取决于煤层条件和机器参数,一般条件下,采高.密度.截深是一定的,因此,理论生产率主要取决于牵引速度.从这个角度讲,在机器工作过程中,应以尽可能大的牵引速度运行,但是牵引速度的增大要受
19、到采煤机电动机功率.滚筒装煤能力以及移架速度等多方面因素的限制.理论生产率是选择采煤机配套的工作面刮板输送机.转载机。带式输送机运输能力的依据.一般工作面输送机能力应略 大于采煤机理论生产率.截深截深是采煤机一次循环的的推进量即一次截割煤层的深度。目前多数滚筒式采煤机采用的截深为0.6m,薄煤层滚筒式采煤机为了提高生产率,在条件允许的情况下可加大到0.75-1.0m 。3)滚筒直径滚筒直径有三种直径,即滚筒直径,螺旋叶片外缘直径及筒壳直径。其中滚筒直径是指滚筒上截齿尖处的直径,滚筒直径尺寸以成系列。可根据所采煤层厚度选择,筒壳直径越小螺旋叶片的运煤空间越大。有利于装煤通常筒壳直径与螺旋叶片直径
20、的比值为0.4-0.6。滚筒宽度是滚筒边缘到端盘最外侧截齿齿尖的距离。也即采煤机的理论截深。目前采煤机的截深从0.6-1.0m有多种,其中以0.6m用的最多。 4)校核机面高度,卧底量,采高及调高范围为了提高滚筒式采煤机的调高性能,最大采高与最小采高之比应满足Hmax/Hmin=1.62.0。而卧底量应内容能满足底板起伏不平,一般为K=100mm300mm。若已知工作面的最大采高Hmax,则根据式可以确定机面高度A和底托即高度vA=Hmax+h/2-(Lsinmax+D/2)V=A-h-s=Hmax-(h/2+ Lsinmax+D/2+s)式中-输送机槽帮高度。应注意,低托架高度V太小,会使用
21、过煤空间高度C太小,对中厚煤层c250mm-300mm;对薄煤层c200mm-240mm.用户在选定机面高度,滚筒直径后,应按以下公式进行校核采高范围及卧底量:最大采高 Hmax=A-h/2+Lsinmax+D/2最小采高 Hmin=A-h/2-Lsinmin-D/2最大卧底量 Kmax=A-h/2-Lsinmax-D/2最小卧底量 KMIN-H/2-Lsinmaix-D/2式中A-机面高度h-电动机高度L-摇臂长度max min-摇臂向上最大、最小摆角max mix-摇臂向下最大、最小摆角 D-滚筒直径以上各种尺寸在说明书中可查到。机面高度及滚筒直径选定后,利用上式可考核能否满足工作要求。5
22、)牵引速度牵引速度越大,采煤机的生产率越高,但是相应的电动机负荷和牵引力相应增大。在顶板管理,输送机运输能力以及采煤机电动机功率允许的情况下,适当提高牵引速度是合理的,反之,应降低牵引速度,防止电动机过载,保证机器正常工作。目前,滚筒式采煤机的最大速度一般为8m/min-10m/min,截煤时,牵引速度一般不超过5m/min-6m/min。最大牵引速度仅用于采煤机返程清理浮煤和空载调动机器6)牵引力采煤机牵引力的大小取决于煤质软硬,煤层倾角,采高,机器质量等因素。目前使用的链牵引滚筒采煤机的牵引力与电动机功率之间的关系如下F=(1.0-1.3)P由于无链牵引滚筒式采煤机用于大倾角煤层,一般都是
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