采煤机输送机液压机Word格式.docx
《采煤机输送机液压机Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采煤机输送机液压机Word格式.docx（72页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
采煤机的构造及参数·
12
第二章
液压支架概述
概念·
16
第二节
液压支架的架型考虑因素·
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
刮板输送机·
23
顺槽式转载机·
29
带式输送机·
31
第四章
综采工作面机械设备设计选型
影响设备选型的因素·
37
机械选型原则·
39
综采工作面机械设备选型·
44
结束语·
52
参考文献及附录·
53
采煤机概述
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，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2000kW，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30rnvain，生产能力达到75t／rain。
如德国Eiekhof公司的SLS00采煤机采高范围3．6～6．0m，装机总功率为2140kW，牵引速度达到30m／rain，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2．0～5．5m，
可以截割厂≤10的煤和岩石，装机总功率1860kW。
该机最大牵引力可达800kN，最大牵引速度可达30m／rain。
自80年代开始大规模引进国外综采设备，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1000kW以下的电牵引采煤机已成熟，装机功率2000kW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
0.6～0.8
软煤
〈
K-103采煤机等
1.0～1.2
DY-150.BD-100.MLQ3-100等
1.5～2.5
中硬煤
～
MG-150-W.MG-150等
h≥3
MG300-W（2×
300）等
3～4.5
硬煤
A=240～360
MXA-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。
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）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。
① 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=60BHρv
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;
ρ———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.
②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=1.6～2.0。
而卧底量应内容能满足底板起伏不平，一般为K=100mm～300mm。
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v
A=Hmax+h/2-（Lsinαmax+D/2）
V=A-h-s=Hmax-（h/2+Lsinαmax+D/2+s）
式中-输送机槽帮高度。
应注意，低托架高度V太小，会使用过煤空间高度C太小，对中厚煤层c>
250mm-300mm;
对薄煤层c>
200mm-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+Lsinαmax+D/2
最小采高
Hmin=A-h/2-Lsinαmin-D/2
最大卧底量
Kmax=A-h/2-Lsinβmax-D/2
最小卧底量
KMIN-H/2-Lsinβmaix-D/2
式中A------------------机面高度
h------------------电动机高度
L------------------摇臂长度
αmaxαmin--------摇臂向上最大、最小摆角
βmaxβmix---------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）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，一般都是双牵引部，故牵引力比链牵引的牵引力大1倍。
7）装机功率
滚筒式采煤机装机功率的85%-90%消耗在截割部，牵引部所消耗的功率占采煤机的一小部分。
为了防止电动机经常处于过载状态运行，一般电动机的功率都有一定的富余量。
8）滚筒式采煤机质量
滚筒式采煤机质量的大小，会影响采煤机的稳定性和牵引力的大小。
常用采煤机的质量M（T）与电动机功率P（KW）之间有以下关系：
M=（0.07-0.1）P。
概
念
在回采工作面，为保证安全的作业空间，需对工作面的顶板及顶板冒落岩石进行支护所用的设备因回采工艺和机械程度的不同而已。
目前使用较普遍较先进的是液压支架支护设备。
实践证明：
液压支架设备是具有支撑能力大，支护性好，架设移动速度快和安全可靠等优点。
使用液压支护设备可提高采煤工作面的产量，回采率和工效；
能大大地减轻工人的劳动强度，降低生产成本，实现安全生产。
国外综采液压支架的架型主要为高工作阻力的两柱掩护式支架，其支护工作阻力已超过12000kN，支护高度达到6．0m，支架中心距达2．0m，支架立柱缸径最大达480mm；
支架结构为整体顶梁、刚性连接的分体式底座，支架带有提底座装置，支架推移机构为推移千斤顶反装的倒拉框架式结构；
支架控制方式为环形供液及电液阀控制，它可以实现自动控制调整支架的支护状态，撑掩护式架型发展，参数向高工作阻力、大中心距发展，结构件主要采用高强度钢，具备双向动顺序和成组顺序控制，实现了带压移架，支架的降、移、升循环时间小于10s，支架的寿命试验高达50000次以上。
其强度高，工作阻力大，稳定性好，大大减轻了工人劳动强度，改善了生产条件。
如德国DBT公司研究开发的液压支架PM4电液控制系统，已实际应用到了全自动化无人刨煤综采工作面，其中2腿掩护型液压支架的支撑高度为2．7—6．0m、支架宽度为1．75m、工作阻力为10340kN、推移步距达865IILITI。
液压支架是综采工作面主要设备之一，目前我国液压支架的设计和生产单位较多，主要有北京开采所、沈阳所、郑州煤机厂等。
近十年来液压支架的主要发展趋势是向两柱掩护式和四柱支支架的设计使用寿命已大于60000个循环_4J。
我国液压支架经过2o多年的发展，取得了显著成绩，但总体水平与世界先进采煤国家仍存在一定差距，在支架架型功能上我国与国外相差无几，有些地方特别是特厚煤层用的放顶煤支架、两硬煤层的强力支架有独到之处，但国产液压支架技术含量偏低，电液控制阀可靠性差。
我国近期研制成功了8800126150型两柱掩护式液压支架和9900120145四柱支撑掩护液压支架。
同时郑州煤机厂研制成功9400128162型两柱掩护式液压支架，其整体结构强度高，调高范围3—6m，支护高度最大可达到6．2m，工作阻力9．4MN，立柱缸径380mnl，采用电液控制技术，寿命试验达5万次以上。
综采工作面使用的液压支架是以高压液体为动力，自行完成支撑.降架.支架前移.推移输送机和采空区处理等工序。
此外，还有专用于工作面上，下出口，维护输送机机头，机尾的端头液压支架，用于锚固输送机机头，机尾，防止滑动的锚固支架等。
液压支架的种类很多，其基本结构是由顶梁，支柱，底座，推移千斤顶，液压阀及挡矸装置等组成。
根据支架与围岩相互作用的特点，液压支架可分为支撑式，掩护式和支撑掩护式三种类型。
支撑式支架：
在结构上没有掩护梁对顶板的作用以支撑为主，按结构和移架方式的不同，支撑式支架又分为垛式支架和节式支架。
垛式支架每架为一整体与运输机互为支点整体移架;
节式支架每架由2-4个框节组成,框节间通过导向装置和移架千斤顶联系,并互为支点,交替前移其输送机由单独的推溜千斤顶推移,节式支架固稳定性差现已基本淘汰
支撑式支架特点:
呈框型结构顶梁较长,一般都带有探梁,其长度多在4m左右,立柱多,一般为4-6根,且垂直顶梁支撑;
支架后部有简单的挡矸装置.一般设有立柱复位装置.以承载指向煤壁方向的不大的水平推力,这类支架支撑力大,支撑力作用点靠近支架后部,切顶能力强,作业空间通风断面较大.缺点是由于顶梁与底座仅通过立柱连在一起,抵抗水平载荷的能力较差,不能带压移架,支架间不接触,不密封,矸石容易窜入工作面
由此可知,支撑式支架使用于直接顶稳定以上,老顶有明显或强烈周期来压,且水平力小的顶板条件
掩护式支架:
在结构上有掩护梁,支柱通过掩护梁对顶板起支撑作用,掩护式支架的特点:
有一个坚实的掩护梁将作业空间与采空区隔绝掩护梁下端一般用前后连杆与底座相连,组成所谓的四连杆机构,以保持梁端距基本不变,且承受水平推力,立柱前柱少,只有一排且倾斜支撑,以增大支架的调高范围,架间则是通过活动侧护板互相靠拢,实现架间密封,通常顶梁通常顶梁较短，一般为3.0m左右.缺点是支撑力小,切顶能力弱工作空间和通风断面较小.
由此可知,掩护式支架适用于支护松散破碎的不稳定或中等稳定顶板条件
支撑掩护式支架具有掩护梁结构,支柱大部分或几乎全部是通过顶梁对顶板起支撑作用,也可用部分支柱是通过掩护梁对顶板起作用
支撑掩护式支架是在垛式支架和掩护式支架的基础上发展起来的一种架型.他保留了垛式支架支撑力大,切顶性能好,工作空间宽敞的优点,采用双排立柱支撑;
同时又吸取了掩护式支架挡矸掩护性能好,抗水平力强,结构稳定的长处,而且,采用坚实的掩护梁及侧护板将工作面空间与采空区完全隔开,并用前后连杆连接掩护梁和底座组成四连杆机构,使梁端距几乎不变,防止了架前漏矸
这类支架适用范围很广可用于各种顶板条件,尤其适用于中等稳定以上的顶板和大采高.其缺点是结构复杂,质量大,价格较贵
高产高效工作面对液压支架的基本要求是:
高支护性能,高可靠性,快速移架和大推移步距,为满足这些要求国内外少数矿井采用电液控制液压支架,我国目前主要推广使用大流量液压支架。
第二节 液压支架的架型考虑因素
正确选择支架的架型,对于提高综采工作面的产量和效率实现高产高效是一个很最重要的因素具体选择架型时,首先要考虑煤层的顶板条件,如表1就是根据国内外液压支架的使用经验提出各种顶板条件下适用的架型.它是选择支架的主要依据
选择架型时考虑的一般因素:
1
煤层厚度煤层厚度
煤层厚度煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力而且还影响到支架的稳定性.当煤层厚度大于2.5-2.8m时,应选用抗水平推力强,且带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架，当煤层变化较大时，应选择调高范围大的支架。
2
煤层倾角
煤层倾角主要影响支架的稳定性，倾角较大时容易发生倾倒，下滑等现象，当煤层倾角大于10`-15`时应设防滑和调架装置，倾角超过18`时，应同时具有防滑防倒装置
3
底板性质
底板承受支架的全部载荷对支架的底座影响较大底板的软硬和平整性基本上决定支架底座的结构和支撑面积选型时，要验算底座对底板的接触比压，其值要小于底板的允许比压
4
瓦斯涌出量
对于瓦斯涌出量大的工作面，支架的通风断面应满足通风要求，选型时要进行验算
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5-8立方米和20min以下时,暂不宜采用液压支架
6
设备配套
随着采高加大,老顶初次来压和周期来压步距均有增大来压强度剧烈,采高加大后,煤壁片帮的深度和面积也随之增大,大采高支架的稳定性和刚度十分重要,因而对支架有以下要求:
应有较高的初撑
升级会员 