精品 毕业论文 毕业设计毕业设计说明书 垫片落料冲孔复合模.docx
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精品毕业论文毕业设计毕业设计说明书垫片落料冲孔复合模
摘要
煤炭是我国主要的能源，是保证我国国民经济飞速增长的重要物质基础。
煤炭工业的机械化是指采掘、支护、提升的机械化，其中采掘包括采煤和掘进巷通。
20世纪70年代我国主要靠进口采煤机来满足生产需要，现今，国产采煤机几乎占领我国的整个采煤市场。
依靠科技进步，推进技术创新，开发高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技发展的主攻方向，我国的采煤机现在已经进入了自主研发、标准化、系列化阶段。
电牵引采煤机的出现大大改善了采煤机的性能，并大了它的适用范围。
目前，各主要产煤国家已基本实现了采煤机械化。
衡量一个国家采煤机械化水平的指标是采煤机械化程度和综采机械化程度。
采煤机械化的发展方向是：
不断完善各类采煤设备，使之达到高端、高产、安全、经济；向遥控及自动控制发展，并逐步过渡到无人工作面采煤；提到单机的可靠性，并使之标准化、系列化、和通用化；研制厚、薄及急倾斜等难采煤层的机械设备。
关键字：
采煤机；高效；标准化；机械化
Abstract
CarbonisalsoourmainsourceofenergyistoensuretherapidgrowthofChina'snationaleconomyanimportantmaterialfoundation.Mechanizationofthecoalindustryismining,supporting,upgradingthemechanical,whichincludescoalminingandtunnelingLanepass.1970s,ChinamainlyreliesonimportstomeetproductionneedsShearer,today,China'sdomesticcoalminingisalmostoccupiedtheentirecoalminingmarket.Scientificandtechnologicalprogress,andpromotetechnologicalinnovation,developingcomprehensiveandefficientminecoaltechnologyisthetechnologicaldevelopmentofChina'smaindirectionofChina'scoalmininghasnowenteredtheindependentresearchanddevelopment,standardization,serializationstage.
Fourth-generationshearer-electrictractionShearerhassignificantlyimprovedtheperformanceofcoalmining,andlargeitsscopeofapplication.Currently,allmajorcoalproducingcountrieshavebasicallyachievedthecoalminingmechanization.Measureofacountry'slevelofmechanizationofcoalminingmechanizationindicatoristhedegreeofmechanizationandmechanizedmining.Directionofdevelopmentofcoalminingmechanizationis:
continuetoimprovethetypesofcoalminingequipment,soastoachievehigh-end,high-yield,safeandeconomical;tothedevelopmentofremoteandautomaticcontrol,andgraduallytransitiontotheunmannedminingface;thatstand-alonereliability,andstandardization,serialization,anduniversal;developthick,thinandsteeplyinclinedcoalseamsandothermechanicalequipmentisdifficult.
Keyword：
shearer;efficient;standardization;mechanization
前言
本次设计是根据给定条件的工作面使用设备而设计的。
设计内容主要是对给定条件下工作面的综采设备进行选型设计计算，综采设备包括：
采煤机,液压支架，刮板输送机等。
毕业设计是整个教学过程中的最终的综合性的实践教学环节，是在毕业实习的基础上，将现场收集的实际情况和问题，运用所学的专业理论知识加以分析研究，提出解决方法；毕业设计是加强我们的运算绘图及编写技术文件等基本技能，为毕业后参加实际生产工作奠定坚实的基础。
设计过程中得到了魏丽君老师的精心指导和帮助，在此表示感谢。
由于本人设计水平有限，论文中缺点错误在所难免，恳请各位老师批评指正。
编者：
牛兵
前言……………………………………………………………3
1矿井概况……………………………………………………6
2采煤机械的选用……………………………………………8
2.1采煤机的介绍………………………………………………8
2.1.1采煤机的工作原理………………………………………8
2.1.2采煤机的组成与分类……………………………………8
2.1.3分类方式…………………………………………………10
2.2采煤机选型…………………………………………………12
2.3采煤机的选用………………………………………………15
2.3.1采煤机型号验算…………………………………………16
2.3.2采煤机的使用与维护……………………………………17
2.4牵引部工作原理……………………………………………19
3支护设备的选用……………………………………………22
3.1概述…………………………………………………………22
3.2支撑掩护式液压支架的选型设计…………………………23
3.3安全操作规程………………………………………………24
4运输设备的选型和计算……………………………………26
4.1刮板输送机的适用范围……………………………………26
4.2刮板输送机的基本组成……………………………………26
4.3刮板输送机的验算…………………………………………27
4.4刮板输送机安全管理注意事项……………………………31
5刮板机电机的常见故障及排除……………………………34
6结束语…………………………………………………………36
7致谢……………………………………………………………37
8参考文献………………………………………………………38
1矿井概况
五龙煤矿位于阜新市西南10公里处，阜新煤田的中部，井田东为海州立井和海州露天矿，西至F2断层，南至煤层最低可采边界线，北至－100米标高线。
井田东北距阜新火车站3.5km，有矿区专用线与新义铁路线连接，西北5km处有锦阜公路通过，交通比较便利，其行政区域属于阜新市所辖。
五龙煤矿于1952年6月5日开始兴建，1957年6月11日投产由原苏联列宁格勒设计院设计，矿井年设计能力为150万吨/年。
经过近几年的技术改造，矿井实际生产能力有了进一步的提高，2005年省煤炭工业局批复矿井能力核定为220万吨／年。
矿井地面标高＋173.5米，井田平均走向长2.74公里，倾斜长4.5公里，面积12.3372平方公里。
目前开采最低标高－749.1m，截止2004年末，矿井剩余地质含量28568.2万吨，可采储量14267.7万吨。
井田内含煤地层为中生界侏罗纪上统阜新含煤组，煤种为长焰煤。
主开采煤层自上而下分别为孙家湾层群、中间层群、太平上层群、太平下层群，共计四个主采层群，各主采层赋存稳定。
井田内地质构造较复杂，有断层和火成岩墙或床侵入，并有高德向斜轴和王营向斜轴通过本井田。
矿井水文地质简单，无含水层，矿井涌水主要来源为裂隙水和采空区积水。
矿井开拓方式为立井多水平开拓。
矿井共分为三个水平（－215水平、－365水平、－600水平），目前生产水平为三水平（－600水平）。
矿井主系统共有三条井筒，即主立井、副立井和西砂井，其中副井可直达－600水平。
矿井提升系统：
我矿矿井主提升装备两套提升设备，一号提升机为2×6×2.4型、三号提升机为2×5×2.3型，两台提升机均为前苏联五十年代生产的双滚筒单绳缠绕式提升机，提升容器分别为9吨、10吨的箕斗，担负着全矿煤炭提升任务；副井和西砂井担负着全矿辅助提升任务，提升机为2×5×2.3型双滚筒单绳缠绕式，配备提升容器均为一对3吨矿车普通罐笼，担负着全矿人员、部分矸石、材料等提升。
五龙煤矿现有主井、副井和西砂井三条立井井筒，主井净直径6.5米，装备8T、9T箕斗各一对，担负矿井主提升，深度至-365水平，副井净直径6.5米，装备3T矿车双层罐笼一对，担负矿井辅助提升，深度至-600水平，兼作矿井入风井；西砂井净直径7米项改扩建后担任主提升，装备25T箕斗一对。
深度至-600水平。
矿井开拓方式为多水平分区前进式，五龙矿共划分三个水平生产（-215m、-365m-600m）一、二水平已基本结束，目前正在三水平进行生产。
三水平生产标高-600米，也是最终生产水平，采用上、下山分式开采。
现开采的工作面3322综采放顶煤工作面，3322综放面设计走向长1240米，面长140米，采高9米，可采量：
183万吨，走向长臂全部跨落综合机械化放顶煤工序：
割煤-拉架-推移前部运输机-放货-拉尾部运输机，本次设计主要是采煤工作面机械设备选型设计。
2采煤机械的选用
2.1采煤机的介绍
采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。
机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。
目前使用的采煤机有铣削式采煤机、截煤机、滚筒采煤机等几种。
使用最广泛的是滚筒采煤机，滚筒采煤机分单滚筒和双滚筒两种。
2.1.1采煤机的工作原理
由电动机的动力源，通过传动机构将动力传递给截割部的工作机构和牵引部的牵引机构。
截割部由固定减速器、摇臂减速器、螺旋滚筒和挡煤板组成。
固定减速器和摇臂减速器是截割部的传动机构，用于将电动机的转速降低到螺旋滚筒要求的转速。
摇臂箱体同时也是使螺旋滚筒能根据采煤要求实现升降的部件。
螺旋滚筒和挡煤板是工作机构，螺旋滚筒转动中，装在其上的截齿便将煤壁上的煤破碎下来，并由螺旋叶片和挡煤板将落下的煤装入输送机中。
2.1.2采煤机的组成与分类
采煤机的种类很多，但其基本组成大体相同。
各种类型的滚筒采煤机一般都是由截割部、牵引部、电气系统、辅助装置等几部分组成。
如图2-1所示双滚筒采煤机组成图（2-1）
图
2-1采煤机组成
1─中间箱（电控部和液控部）；2─左牵引部；3─左行走部；4─左截割部；5─右牵引部；6─右行走部；
7─右截割部；8─调高油缸；9─销轴组件；10─拖缆装置；11─支撑组件；12─冷却和内喷雾系统
2.1.3分类方式
目前，国内外滚筒式采煤机的种类很多，分类方式也各不相同。
主要分类方式有，如表（2-1）
表2-1采煤机分类方式
分类方式
采煤机类型
特点及适应范围
按滚筒数目
单滚筒采煤机
机身较短，重量较轻，自开切口性能较差，适应在煤层较大的条件下工作
双滚筒采煤机
调高范围大，生产效率高，可在各种煤层地质下工作
按煤层厚度
厚煤层采煤机
机身几何尺寸大，调高范围大，采高大于3.5米
中煤层采煤机
机身几何尺寸较大，调高范围较大，采高大于1.3-3.5
薄煤层采煤机
机身几何尺寸较小，调高范围较小采高小于1.3
固定滚筒采煤机
靠机身上的液压缸调高，调高范围小
按调高范围
摇臂调高采煤机
调高范围较大，卧底量大，装煤效果好
机身摇臂调高采煤机
机身短窄，稳定性好，但自开口性能差，卧底量较小，适应煤层起伏变化小，顶板条件等特殊地质条件
按使用煤层条件
缓倾斜煤层采煤机
设有特殊的防滑装置，适用于倾角15°以下的煤层工作面
倾斜煤层采煤机
牵引力较大，具有特殊设计的制动装置，与无链牵引机构相配，适用于倾角15-45度的倾斜煤层工作面
急倾斜煤层采煤机
牵引力较大，具有特殊设计工作机构和牵引导向装置，适用于倾角45度以上的急倾斜煤层工作面
按机身设置方式
骑输送机采煤机
使用范围广装煤效果好适用中煤及其以上的煤层
趴地板采煤机
适用各种薄和极薄煤层的地质条件
按牵引传动方式
机械牵引采煤机
操作方便，维修简单，适应性强
液压牵引采煤机
操控方便可靠，功能齐全，适用范围广
电牵引采煤机
操控方便可靠，传动效率高，适应各种地质条件
按牵引工作机构
钢丝绳牵引采煤机
牵引力小，一般适用中小矿井普采工作面
锚链牵引采煤机
中等牵引力，安全可靠性较差适用于中厚煤层
无牵引采煤机
工作平稳、安全、结构简单、适用于倾斜煤层开采
按截割电动机布置方式
横向布置
传动系统中设置锥齿轮。
可靠性差
纵向布置
取系统中设置锥齿轮，寿命长
按牵引机构设置
内牵引采煤机
结构紧凑，操作安全
外牵引采煤机
机身短，维护和操作方便
2.2采煤机选型
采煤机的选型：
采煤机械，现在主要有滚筒式采煤机、刨煤机。
滚筒式采煤机的基本组成及工作原理：
由电动机的动力源，通过传动机构将动力传递给截割部的工作机构和牵引部的牵引机构。
截割部由固定减速器、摇臂减速器、螺旋滚筒和挡煤板组成。
固定减速器和摇臂减速器是截割部的传动机构，用于将电动机的转速降低到螺旋滚筒要求的转速。
摇臂箱体同时也是使螺旋滚筒能根据采煤要求实现升降的部件。
螺旋滚筒和挡煤板是工作机构，螺旋滚筒转动中，装在其上的截齿便将煤壁上的煤破碎下来，并由螺旋叶片和挡煤板将落下的煤装入输送机中。
3.采煤机的选型原则：
1）根据煤层厚度及采高选型。
2）煤层倾角大小选型。
3）按媒质（包括夹矸）硬度选型。
4）按采煤工作的生产能力选型。
5）按工作面采煤工艺选型。
滚筒式采煤机的选型主要考虑煤层的地质赋存条件、采煤机基本参数以及采煤机与输送机和液压支架的配套关系。
煤层厚度、倾角、顶底板性质以及煤的硬度等煤层地质赋存条件是影响采煤机选型和基本参数的主要因素，是采煤机选型时考虑的主要依据。
煤层厚度与采煤机选型。
滚筒式采煤机选型时首先考虑的是煤层厚度，滚筒式采煤机按煤层厚度分为薄煤层采煤机、中厚煤层采煤机和厚煤层（或称大采高）采煤机；薄煤层滚筒式采煤机机面高度低，机身尺寸、滚筒直径小，适应煤层厚度<1.3m。
薄煤层采煤机有骑溜槽和爬底板两种，骑溜槽薄煤层采煤机适用1~1.3m煤层；爬底板式薄煤层采煤机可用于0.6~1m的煤层，这种采煤机布置在输送机和煤壁间的地板上，滚筒割下的煤由其侧面的短刮板链装运机构装入输送机；中厚煤层滚筒式采煤机是采煤机中的主力机型，适用于开采1.3~3.5m的煤层，各生产厂家的这种机型已成系列，总装机功率约在300~1200kW之间；厚煤层滚筒式采煤机（或称大采高采煤机）适用3.5~6m左右的煤层一次采全高。
这种采煤工作面矿压显现较强烈，煤壁会片帮大块煤，考虑到大块煤在采煤机机身下难以通过，在采煤机朝回风顺槽的一端加设破碎机构。
常用的破碎机构是不带螺旋叶片的破碎滚筒，破碎滚筒的位置由装在其摇臂上的油缸调整。
早期的产品，破碎机构由采煤机主电动机驱动，故障较多，可靠性较差。
现在破碎机构多由专设的电动机单独驱动。
采高4m以上的采煤机机身上面有防护板，与机身铰接，防护板下方有油缸可调整其位置。
厚煤层采煤机总装机功率达1000~2000kW，我国生产的最大的大采高采煤机装机功率已达2550kW，这也是目前世界上最大功率的采煤机，可采煤层厚度达7m。
厚煤层采煤机功率强大，操作难度也大，因此在操纵控制的自动化和故障预报等方面技术要求都比较高，选用时应在这些方面予以注意。
厚煤层开采有分层开采和放顶煤开采两种采煤工艺。
分层开采采高一般选2.5m左右，这是人工作业较方便的高度，可按一般要求选用中厚煤层采煤机。
分层开采综合经济效益不太理想，采下分层时有诸多技术难题，巷道掘进量较大，因此厚煤层分层开采工艺并没有得到实质性推广。
目前，厚煤层开采一般都采用放顶煤采煤工艺，开采煤层厚度已达14~20m，我国的放顶煤开采技术处于世界领先水平。
放顶煤综采工作面采煤机采煤厚度一般3~4m，选用中厚煤层滚筒式采煤机，配放顶煤液压支架和后刮板输送机。
5~7m的厚煤层根据地质条件可选大采高采煤机一次采全高或放顶煤开采。
煤层其它地质因素对采煤机选型的影响：
煤质硬度。
煤质硬度由其普氏系数f表示，f<1.8为软煤层；f=1.8~2.5为中硬煤层；f=2.5~4为硬煤层，滚筒式采煤机适合开采f<4的煤层。
普适系数的大小反映了煤体破碎的难易程度，亦即普适系数不同，滚筒截齿割煤时所受的截割阻力不同，截割电机消耗的功率不同（有些国家采用截割阻抗A表示煤体抗机械破碎的能力）。
因此，同类型采煤机如遇煤质硬时应选较大的装机功率，煤质软则所选采煤机功率要小一些。
煤层倾角：
煤层倾角<8°为近水平煤层，8°~25°为缓倾斜煤层，25°以上为倾斜煤层。
煤层倾角<25°的长壁综采工作面适合选用双滚筒采煤机，倾角＞15°时，配置安全防滑绞车。
倾角＞25°的倾斜煤层应选用短壁单滚筒采煤机，这种机型机身短，重量小，适应煤层倾角可达45°。
倾斜煤层通常采用单向截煤工艺，采煤机只在向下行程中截煤，利用煤壁阻挡采煤机下滑；采煤机上行时“空刀”返回，以确保生产安全。
倾斜煤层采煤机在润滑、防滑等方面都有特殊的技术要求，也是选型时应该特别关注的技术要点。
倾斜煤层采煤机应有较强的爬坡能力，所以牵引力要大，必须设置防滑制动装置。
煤层顶板稳定性对采煤机选型亦有一定影响，不稳定顶板，控顶距应尽量减小，所选采煤机机身宽度尺寸要小，配套支架应有超前支护功能。
滚筒采煤机的适用条件：
滚筒采煤机对煤层地质条件的适用性较强，可用来开采不同硬度的缓倾斜煤层；目前可开采倾角80°的急倾斜煤层。
中等功率的采煤机最适合开采截割阻抗为180N/mm·240N/mm（截割阻抗是指切割单位厚度煤体所对应的截割阻力）的中硬煤层；大功率采煤机则可开采中硬以上的粘结性煤层（截割阻力240~360N/mm）：
采高是滚筒采煤机选型的主要依据。
对于采高0.55m~0.9m的煤层，一般采用爬地板采煤机；采高0.8m~1.2m以上的煤层应使用骑溜子采煤机；对于采高1.1m~1.9m的普采工作面，一般采用单滚筒采煤机；对于采高1.2m~2.5m的普采工作面，可采用单或双滚筒采煤机。
综采工作面必须选用双滚筒采煤机。
2.3采煤机的选用
根据采煤厚度选择采煤机：
采煤机的最小截割高度、过煤高度、过机高度等都取决于煤层的厚度。
煤层厚度分为四类.极薄煤层。
煤层厚度小于0.8米，最小截割高度在0.65米到0.8米时，只能采用爬低板采煤机。
煤层厚度为0.8米到1.3米，最小截割高度在0.75米到0.90米时，可采用骑槽式采煤机。
中厚煤层。
煤层厚度为1.3米到3.5米，开采这类煤层的采煤机在技术上比较成熟，根据煤的坚硬度等因素可选择中等功率或大功率的采煤机。
厚煤层煤层厚度在3.5米以上，采用大功率采煤机。
本工作面煤层厚度H=9米属于厚煤层，采用前采3米后放6米放顶煤开采。
选用双滚筒采煤机。
根据煤层倾角选择：
煤层按倾角分为近水平煤层（小于8度）、缓倾斜煤层（8度到25度）、中斜煤层（25度到40度）和急斜煤层（大于45度）。
本工作面煤层倾角为的5-8度属于近水平煤层。
根据以上条件选取采煤机型号为MG300/700-WD型采煤机。
MG300/700-WD型采煤机技术特性：
1
采高范围（mm）
1700~3600
2
适应工作面倾角（0）
＜160
3
适应煤层硬度（f）
≤4
4
设计生产能力（t/h）
1500
5
机面高度（mm）
1420
6
牵引力（KN）
600
7
牵引方式
机载交流变频梢轨式无链牵引
8
总装机功率（KW）
2*300+2*40+20
9
滚筒转速（r/min）
37.25
10
滚筒直径（mm）
2000
11
卧底量（mm）
464
12
摇臂摆角（0）
-200~+39
13
操作方式
手动，中部牵引，两端换向，遥控
14
降尘方式
内外喷雾
15
供水压力（MPa）
4.5
16
降尘方式
内、外喷雾
17
采煤机重量（kg）
7000
2.3.1采煤机型号验算
采煤机的主要参数选择：
1.采煤机的生产能力（理论最大生产能力）
=60*3*0.6*6*1.4
=907.2t/h
式中
—采高，3m；
—有效截深，0.6m；
—给定条件下最大可能的牵引速度（牵引速度受采煤机电动机装机功率的制约）6m/min；
—煤的实体密度，一般取
。
2.实际生产能力
=0.7*907.2
=634t/h
式中K1—采煤机的总时间利用系数，取：
K1=0.7。
3.滚筒的截深：
有效截深影响采煤机的生产能力，因此合理选择滚筒宽度很重要。
目前综采多数截深采用0.6m，薄煤层急大功率采煤机也可根据实际情况增大到800～1000mm。
当顶板条件差时，也可减小到B=500mm。
目前国际上大功率采煤有加大共同宽度到1000mm的趋势，以提高生产能力。
根据条件选择B=800mm。
4.滚筒直径：
根据工作面煤层厚度及采高来选择滚筒，对于薄煤层双滚筒式采煤机或一次采全高的单滚筒采煤机，滚筒直径按下式选取：
综采工作面双滚筒采煤机一般都是一次采全高，故滚筒直径D应稍大于最大采高之半，即：
D>1/2Hmax
式中D——滚筒直径，mm；
Hmax——最大采高之，mm。
D取2000mm
2.3.2采煤机的使用与维护
一、采煤机的使用：
采煤机的操作过程一般分为三步：
1.按照规定要求对采煤机各有关部分进行检查。
2.按照规定顺序开动采煤机并进行各项操作。
3.按顺序使采煤机停止运转。
二、采煤机的维护
为充分发挥采煤机的效率及延长使用寿命，保证其正常运转和安全生产，必须加强采煤机的维护与检修。
采煤机的维护与检修的内容包括：
“四检”（班检、日检、周检和月检）和强制性的定期“检修”（小修、大修、中修）
（一）班检
检查处理外观卫生情况，保持各部清洁，无影响机器散热、运行的杂物。
检查种信号、仪表情况，确保信号清晰，仪表显示灵敏可靠
（二）日检
日检由维修班长负责，有关维修工和司机参加，检查处理时间不少于4h。
进行班检各项检查内容，处理班检处理不了的问题。
（三）周检
周检由本工区分管机电副区长负责，机电技术员及日检人员参加，检查处理时间不小于6h，进行日检各项检查内容，处理日检难以处理的问题。
（
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