综采工作面三机配套选型.docx
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综采工作面三机配套选型
......
利民煤焦有限责任公司煤矿
Ⅱ0116采区工作面设备选型
说
明
书
利民煤焦有限责任公司
二〇一二年六月八日
....c
......
利民煤焦有限责任公司煤矿
Ⅱ0116采区工作面设备选型说明书
编制单位：
生产技术部
编制时间：
2021年6月8日
编制人：
生产部部长：
总工程师：
副总经理：
总经理：
董事长：
....c
......
一、矿井根本情况：
利民煤焦有限责任公司煤矿〔简称利民煤矿〕位于自治区鄂尔多
斯市鄂托克旗境，卓子山煤田棋盘井矿区东南部。
矿井井田面积
7.986km2，资源储量11168万吨，可采储量6212万吨，全矿井主采煤层两层9#和16#，平均可采厚度分别为、。
煤层埋藏深度160m～400m，顶底板岩石的稳固性为中等～较好，煤层均为向
西南倾斜的单斜构造，倾角5°～10°，平均7°；煤类为JM、1/3JM
及FM。
矿井水文地质类型是复杂型矿井；矿井属于斯矿井；煤尘具有爆炸性，爆炸指数为26～37%；各煤层均具有自燃倾向性，自燃等级为二级。
二、采区概况：
Ⅱ0116采区位于利民煤矿井田西北部，东至井田东部边界，西至F27断层保护煤柱，南至工业广场保护煤柱，北至井田北部边界。
采区煤层上限标高为1145米，下限标高920米，地面标高为1353～
1408米。
全区属高原侵蚀性丘陵地貌，新生界广泛分布，基岩零星
出露，为荒漠～半荒漠地区，植被稀疏，采区走向长
300米～1700
2
米，倾斜长230～2230米，面积2km。
据现有资料，Ⅱ0116采区根本为一向SWW倾斜的单斜构造。
地
层倾角平缓，一般倾角为5～10°，采区南部受F27正断层及其派生
断层的影响，煤层倾角略有增大。
本区没有陷落柱，岩浆侵入体及古
河床冲刷现象。
矿井煤层位于石炭系上统组上部第一岩段〔C2t2-1〕下部，煤层自
然厚度4.46～，平均；可采厚度3.34～，平均
。
煤层厚度有一定的变化。
煤层自然厚度变异系数为24%。
煤
层结构复杂，含夹矸1～8层，一般3～4层，煤层为结构复杂、层位
稳定、比照可靠、全区发育且可采的较稳定煤层。
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三、采煤方法：
根据本采区地质条件、煤层赋存、采区系统和上下层关系，本采区采煤方法选定为“单一走向长壁后退式〞一次采全高综合机械化采
煤方法，全部垮落法管理采空区顶板，机采最大高度为6.1米。
四、回采工作面布置及主要参数
工作面布置：
一次采全高综合机械化回采工作面采用两巷布置，即一条为运输巷兼作为进风、行人巷，沿16#煤层底板布置，另一条为辅运巷兼作为回风巷，沿16#煤层顶板板布置。
主要参数：
根据16#煤层的走向，倾斜长度及?
采矿工程设计手册?
的有关规定，采区的巷道布置方案比拟，确定工作面倾斜长度为240米，工作面平均走向长度为1100米。
工作面采高：
16号煤层自然厚度4.46-8.05m，平均；可采厚度4.06-6.8m，平均，根据煤层厚度及液压支架结构高度，开采高度围确定为4.3～，工作面的平均采高为。
工作面推进度：
综采工作面采煤机有效截深为，那么其循环进度为。
采煤机开机率为，工作面长度为L=240m，进刀长度为
L=45m，工作面日循环数为3个。
工作面年推进度：
3×0.8×330×0.70≈550m。
工作面生产能力按下式计算：
A=L·M·C·S·γ·10-6
式中：
A——工作面生产能力，Mt/a；
L——工作面机采长度，取240m；
....c
......
M——工作面平均机采高度，取；
S——工作面年推进度，取550m；
γ——16号煤视密度，3
C1——工作面机采采出率，取93%；
那么：
A=5.20×1.54×240×0.93×550×10-6=0.98（Mt/a）
五、工作面设备选型
1、采煤机选型：
采煤机平均割煤速度为：
V＝[〔L1—L2〕×N]÷〔3·T1K×60一N×T2〕式中：
Ⅴ——采煤机平均割煤速度，m/s；
L1——工作面长度m，取240m；
L2——采煤机开缺口长度m，取45m；
N——采煤机日进刀数，取3刀；
T1——每班工作时间h，取6小时；
T2——采煤机开缺口时间min，取30min；
K——采煤机组开机率，开机率取70%；
代入上式得：
V＝[〔240－45〕×5]÷〔3×6×70%×60－3×30〕
考虑到工作面产量不均衡性，采煤机的实际牵引速度应到达2～
6m/min，空载时，要求其速度不小于8m/min，以减少辅助工作时间，
采煤机平均割煤速度取2.0m/min。
采煤机理论生产率为：
Q＝60H·B·V·r·C＝60×5.2×0.8×2.0×1.54×，
取715t/h。
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式中：
Q——采煤机理论生产率，t/h；
H——采厚，采煤机采；
B——截深，；
r——煤层容重t/m3，16煤层容重3；
C——工作面回采率，取93%。
采煤机装机功率：
P=Q·Hw式中：
P—装机功率，kW；
Q—采煤机生产率，t/h；
Hw—比能耗，一般取0.6～·h/t。
那么：
P=715×
=572kW
根据以上计算结果和目前国厚煤层综采大采高工作面配备的国
产采煤机的使用情况，以及本矿井实际情况，便于矿井生产管理，设
计选用MG750/1910-GWD交流电牵引采煤机，并配有破碎装置。
其主
要技术参数如下：
MG750/1910-GWD型采煤机技术参数表
工程
参数
工程
参数
工程
参数
采高围（m）
3.2～
滚筒截深（mm）
牵引速度
0～11.5～
（m/min）
23
装机功率（kW）
1910
滚筒直径（m）
牵引力（kN）
1000～5000
煤层倾角（°）
≤25
灭尘方式
外喷雾
供电电压（V）
3300
整机重量（t）
133
最大不可拆卸重
≤20
最大不可拆卸
3840×2250
量
尺寸
×1100
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2、刮板输送机选型
工作面刮板输送机选型需满足三个方面要求：
一是运输能力与
采煤机生产能力相适应，原那么上必须大于采煤机的小时生产能力；
二是刮板运输机的外型尺寸与采煤机的牵引和行走装置相匹配，三
是运输机长度与工作面长度相适应。
工作面刮板运输机应具有的运输能力按下式计算：
Qq=60·B·H·Vc·γ·Kc·Kh·Kv·Ky·C
=60×0.8×5.2×2.0×1.54×1.35×1×1.05×1.3×93%
=1317t/h
式中：
Qq——工作面刮板输送机能力，t/h；
B——采煤机截深，
H——采高，采煤机采
Vc——采煤机平均割煤速度，取2m/min
γ——煤的容重，16煤层容重3
Kc——采煤机割煤速度不均匀系数，取
Kh——采煤机割煤高度不均匀系数，取1
Kv——采煤机与刮板输送机同向运动修正系数，取
Ky——考虑运输方向及倾向系数，取
C——工作面回采率，93%。
按照输送机应满足采煤机的生产能力，选用SGZ1000/1050型刮
板输送机，其技术参数如下。
SGZ1000/1050型刮板输送机技术参数表
工程
参数
工程
参数
输送量（t）
2000
链条规格（mm）
Φ42×146
装机功率（kW）
1050
链速（m/s）
供电电压（V）
3300
中部槽规格（mm）
1750×1000（宽）
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3、液压支架选型
⑴、支架高度确实定：
煤层开采厚度4.3～
支架最大结构高度:
Hmax=Mmax+S1
=6100+200
=6300
支架最低结构高度:
Hmin=Mmin+S2
=4300-900
=3400
支架伸缩比：
Ks=Hmax/Hmin
=6300/3400
Mmax、Mmin为煤层最大、最低采高mm；S1考虑伪顶冒落的最大高度，大采高支架取200～400mm；S2考虑周期来压时的下沉量、移架时支架
的下降量和顶梁上、底板下的浮矸之和，大采高支架取500～900。
通过以上计算，选择28/63架型高度，支架伸缩比为2.25，大
于需要的1.8伸缩比，能够满足生产需要。
⑵、支架支护阻力计算：
液压支架的工作阻力是支架设计中最根本的参数，支架所有结构
的强度都由此决定。
根据本矿井的煤层地质条件，按倍数岩重法〔估
算法〕计算液压支架的工作阻力，公式如下：
P＝n·9.8·S·γ·M·cosα
式中：
P——液压支架的工作阻力，kN；
n——岩重倍数，按中等稳定以下顶板考虑，一般为6～8，设计
取8；
....c
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S——支架支护的顶板面积，2〔支架宽度，控顶距
〕；
γ——顶板岩层的容重，取3。
M——截割高度，取；
α——煤层倾角，按8°计算。
液压支架工作阻力为：
P＝8×9.8×9.8×2.4×6.1×cos8°
＝11139kN
液压支架支护效率按0.95考虑，那么支架工作阻力为11725kN。
即液压支架的工作阻力应不低于11725kN。
支架选择：
液压支架是回采工作面生产主要设备之一，支架的选择直接关系到工作面的平安生产和高产高效的实现，支架的选择必须符合以下条件：
①稳定性好，可靠性高，故障率低，寿命长。
②支撑高度围大，采煤高度较高，不小于。
③电液控制，移架速度10～14s/架。
应用电液控制技术，采用先进的控制器、压力传感器、位移传感器、电液控制阀和可编程的微处理技术，使液压支架实现自动移架、自动推溜等。
④支护强度不小于，工作阻力不小于11725kN。
根据以上原那么及计算结果，设计选用ZY12000/28/63型掩护式液压支架（140架），其支护强度，工作阻力12000kN。
ZY12000/28/63型液压支架参数
工程
参数
工程
参数
支架型式：
两柱掩护式
支护强度〔MPa〕
1.13～
支架高度〔mm〕
2800～6300
中心距〔mm〕
1750
初撑力〔kN〕
7916〔Po=31.5MPa〕
泵站压力〔MPa〕
工作阻力〔kN〕
12000〔〕
控制方式
电液控制
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4、工作面辅助设备选型：
⑴、工作面机选型：
考虑我国目前高产高效工作面的实际情况及煤机械制造水平，对工作面的破碎机SZZ1000/375型机，技术参数如下：
SZZ1000/375型机技术参数表
工程
参数
工程
参数
输送量（t）
2500
链速（m/s）
装机功率（kW）
375
链破断力（kN）
1450
供电电压（V）
3300
出厂长度（m）
40
⑵、乳化液泵站和喷雾泵站
乳化液泵站选用型，由三台乳化液泵和两个乳化液箱组成，每台泵工作压力，泵站流量400L/min，功率3×250kW。
喷雾泵站选用BPW400/16型，功率2×160kW，由二台喷雾泵和
一个水箱组成，每台泵工作压力16MPa，泵站流量400L/min。
⑶、顺槽胶带输送机：
选用已有的DSJ120/120/2×250型可伸缩带式输送机1台，电动
机功率为500kW、运输能力为1200t/h、带宽1200mm。
....c
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