毕业设计(论文)-综采工作面设备选型.doc
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1、呼伦贝尔学院 工程技术学院 08级机电一体化 毕业设计综采工作面设备选型作 者:XXX指导老师:XXX摘要:本设计主要为大雁一矿的采煤工作面进行设备选型。工作面设备选型主要是以中央采区东翼二段27#煤层进行设备的选型。在经过经济和技术比较之后,整体采用下列方案:1、采用综合放顶煤液压支架;2、本工程初步设计内容包括工作面设备的选型计算以及供电系统的布置。3、工作面整体的运输与机电的安全措施关键词:液压支架采煤机刮板输送机皮带选型计算绪 论1、设计说明书煤炭是我国主体能源,是能源安全的基石,摸清煤炭资源储量家底,评价煤炭资源储量开发利用前景,有利于我国煤炭工业规划的制定,有利于煤炭资源节约保护和
2、合理开发利用,有利于加强我国煤炭资源管理,因此,开展我国煤炭资源储量利用调查,意义重大、影响深远。 毕业设计是本专业学习过程中最后阶段重要的技能性学习环节,通过毕业设计使我们对所学的理论知识进行一次系统的总结并综合运用。这次毕业设计我们根据党的各项方针政策及煤炭工业的具体要求,结合实际进行了27煤层综采工作面的布置。这次毕业设计培养和提高了我们分析和解决问题的能力,也培养了我们严谨的科学态度和认真负责的思想作风,完成了技术员的基本训练,为今后参加工作奠定了坚实的基础。2、设计任务、原则、重点1)设计任务:通过毕业设计巩固和加深我们所学的专业理论知识;结合工程或生产的实际问题,锻炼我们分析和解决
3、实际问题的能力。2)设计原则:技术上合理,尽量采用新技术、新工艺、新设备新材料充分利用现有的井巷工程和设备。力求经济,节省资金,实现高产高效。满足安全生产需求,接续合理。3)设计内容:27#煤层的工作面设备选型4)设计重点:液压支架的选型、采煤机的选型、刮板输送机的选型、皮带的选型、安全技术措施。3、设计依据1)采矿工程设计手册2)大雁一矿采煤作业规程3)综采技术手册4)采掘机械 5)矿山运输与提升设备一、地址说明书1、大雁矿业集团公司概况大雁矿业集团有限责任公司始建于1970年,1974年成立大眼矿务局,为中央财政直属的94家。煤炭企业之一1998年下放内蒙古自治区管理,1999年转制为大雁
4、煤业有限责任公司,2002年下放呼伦贝尔市管理,2005年8月呼伦贝尔市人民政府批复组建大雁矿业集团有限责任公司。大雁矿业集团位于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗境区内,现拥有大雁矿区东部区、西部区和伊敏河东区三大煤田、煤炭总储量97.2亿吨,煤种属于中灰、低硫、低磷环保型褐煤,平均发热量3800焦耳。2、工作面及井上下关系(1)工作面及井上下关系表水平名称+500水平采区名称中央采区东翼二段27层工作面地面标高+680井下标高+430+370地面相对位置回采工作面位于中央采区二段第812勘探线之间的27号煤层。本工作面对应地表为耕地,现已退耕还草,无建筑物,但有部分冲积沟。回采对地面设施
5、的影响无井下位置及相邻关系该回采工作面东邻F7、F3断层及其以东的东四区27号煤层未开采煤体;南邻中央采区一段27号下顺槽及其采空区;西邻主石门煤柱线及其以西的西六采区27号煤层工作面采空区;北邻国铁保护煤柱线。走向长度(m)879倾斜宽度(m)177.8面积(m)1596023、煤层本工作面设计开采煤层为厚煤层,通过地质资料分析煤层结构较为复杂,煤层平均厚度在8.55m。煤层情况表(表二)煤层厚度(m)最大8.2煤层结构较复杂煤层倾角最大19最小4.8最小6开采煤层27煤层煤种褐煤稳定层度较不稳定煤层情况描述27号煤层为厚煤层,煤种牌号为褐煤,该煤层及围岩属于白垩系下统大磨拐河组中部含煤岩段
6、,煤层走向248、倾向338、煤层倾角196。号煤层在该回采范围内总体平均厚度8.55米,其煤层结构为1.55(0.95)0.55(0.95)3.00(0.05)0.50(0.05)0.95。煤层赋予较不稳定,煤层在走向上东部薄于西部,在倾向上浅部含有4层0.051.20米之间厚的灰黄色泥质粉砂岩,而在深部只含有2层0.05米的灰黄色泥质粉砂岩线,该泥质粉砂岩线胶结性较好,全区发育稳定,为本煤层的良好标志。二、综放工作面的设备选型及工艺设计1、支护设备选型(1)工作面支架选型该工作面选用ZFS4800/18/32B型液压支架,该支架具体参数如下:高度(m) 1.83.2 工作阻力(KN) 48
7、00 中心距(m) 1.5 支护强度(MPa) 720 初撑力(KN) 4596.7 工作压力(KN) 31.5伸缩量(m) 1.4 伸缩比 1.8长宽(m) 5.241.42 顶梁长() 43701)支护强度和工作阻力A、支架支护强度 q=kH =83.027.44 =658.6KN/m2700KN/m2 B、工作阻力 P=kHF =83.01.5(4.37+0.3)27.44 =4613.2KN4800KN式中 q支架支护强度,KN/m2 k作用于支架上的顶板岩石系数,一般取58,8 H采高,m 顶板岩石密度,一般取2.8T/m3=27.44/m3 F支护面积,1.5(4.37+0.3)经
8、校算,符合要求2)支架的初撑力 支架的初撑力一般应等于或大于工作阻力的90即: 4613.2190=4151.89KN4596.7KN符合要求3)支架的调高范围支架最大结构高度 H大 =M大+S1 =3.2+0.3 =3.5m H小 =M小+S2 =1.8+0.35 =2.15m式中 S1伪顶冒落的最大厚度一般取0.2-0.3m,0.3 S2顶板周期来压的最大下沉量,移架时支架的下降量和顶梁上、底座下的浮矸、浮煤厚度之和一般取0.25-0.35m,0.35m M大与M小为最大、最小采高3.2m和1.8m4)支架的伸缩量和伸缩比 支架的伸缩量 S=H大-H小 =3.5-2.15 =1.35m1.
9、4m 支架的伸缩比 m=H大/H小 =3.5/2.15 =1.631.8 符合要求5)工作面最小、最大控顶距工作面最小控顶距为 L小 =d+e =4370+300 =4670工作面最大控顶距为 L大 =d+e+s =4370+300+600 =5330式中 d支架顶梁长度,4370mm e梁端距,一般取200-400mm,300mm s采煤机截深,660mm6)支架数目的计算n= = =126(个)式中 n支架个数 L支护长度,m A中心距,m 根据验算,27号煤层可选用ZFS4800/18/32B型液压支架(2)单体液压支柱选型1)支柱规格的选择 支柱最大高度 Hmax =Mmax-b+c
10、=2.8-0.07+0.10 =2.83m式中 Mmax工作面开缺口处最大采高,取2.8m b顶梁厚度,取0.07 c活柱的富裕行程,取0.1m 支柱的最小高度:Hmin =MMIN-h-b+a =2.6-0.20-0.07+0.10 =2.43m式中 Mmin工作面开缺口处最小采高,为2.6m h顶板在最大控顶距下的平均最大下沉量,取0.2m a 支柱必须的卸载高度,取0.2m根据以上计算,本工作面选用DZ-32型单体液压支柱2)支护设计及压力计算A、顶板压力计算 工作面顶板压力以下式估算 P=(2-4)M 式中 p顶板压力,KN/m2 M工作面采高,取2.8m 顶板岩石密度,取2.8T/m
11、3=27.44KN/m3 P=42.827.44 =307.33KN/m2B、计算单体液压支柱的实阻工作阻力 Rs=Rbhzhb =289.10.80.8 =185KN式中 RS支柱的实阻工作阻力,KN RB支柱的额定工作阻力,取289.1kN hz支柱的増阻系数,取0.8 hb支柱承载不均衡系数,取0.8C、支护数目的计算= = =1.66根/m2 根据采煤机滚筒截深0.66m,因此 A= = =0.99m 式中 A柱距,m S最大顶距下每组支架支护工作面的顶板面积由N/(N为每组支架有效支柱的根数,14根)算出 S=14/1.66=8.43m2 L工作面最大控顶距但为了便于生产管理,把工作
12、面的实际柱距为0.80mD、工作面实际支护密度 s =2.06根/m2E、工作面实际支护强度 PS =2.06185=381.1Kn/m2307.33kN/m2 由此可知PSP 故所选的排、柱距是合理的。三、采煤机的选型1、采煤机选型该工作面选用AM500/3.5系型号RDS500/730/ 003002 型采煤机,其主要参数如下: 采高(m):2.2-3.5 摇臂长度(mm):2064 机面高度(mm):1480 最大卧底量(mm):200 截深(mm):660 牵引力(kN):529 牵引速度(m/min):0-5.5 电动机:DMB-375S(1)理论生产率 Qt=60HBVg =603
13、0.665.51.4 =914.76式中 Qt理论生产率,t/h H采高,m B截深,m Vg给定工作面条件下可能的最大牵引速度,m/min 煤的实体密度,常取=1.3-1.4,t/m(2)技术生产率 Q=QtK1 =914.760.6 =548.86t/h式中 Q技术生产率,t/h K1与采煤技术的可靠性和完备性有关的系数,一般K1=0.5-0.7,0.6(3)实际生产率 Qm=QK2=548.860.6 =329.3t/h27号煤层的计划日生产能力160.38t/h即 Qm160.38t/h故所选的采煤机适用于该工作面四、刮板输送机的选型1、刮板输送机选型该工作面选用SGB-764/264
14、型刮板输送机,其主要参数如下:设计长度(m) 200 出厂长度(m) 150输送量(t/h) 700 刮板链速(m/s) 1.12刮板链每米质量(kg) 41.5 中部槽高度(mm) 222中部槽宽度(mm) 764 电动机额定功率(kw) 2132链环破断力(kN) 6102、运输能力的计算 F=ab+aatan =1/20.7640.22+1/20.7641/20.7640.577 =0.16m2 式中 Q溜槽装煤最大截面积,m2 a中部槽宽度,m b中部槽高度,m 煤的堆积角,一般取20-30,取30 Q=3600FV =36000.16111.12 =645.12t/h 式中 Q刮板输
15、送机的运输能力,t/h 煤的松散密度,取=0.85t/m3-1t/m3,取1 装满系数,水平及向下运输取0.9-1,取1 V刮板链运行速度,m/s 329.3Q4.2 Smax=S4式中 k刮板链抗拉强度安全系数 N链条数,取2 两条链子分配不均匀系数,取0.85 SP链条破断力,kN Smax刮板链实际承受的最大张力值,kN五、胶带输送机的选型1、胶带输送机选型 该工作面选用SSJ1200/M(A)型胶带输送机,其主要参数如下:输送量:1200t/h 带宽:1200mm带速:3.15m/s 最大输送长度:1500mm储带长度:100mm 主电机功率:3160kw围包角:450-454 2、输
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