矿山机械课程设计模板 - 图文 (4)

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（二）支护设备工作面参数 （1）支护强度

q?n?M??,KN/m2

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式中：q——支护强度 M——采高，m；

?——为岩石容重；kN/m3,????g,岩石密度如上取1.35t/m3，g取10m/s2 N——不同条件下的倍数,一般认为，对中等稳定以下顶板，取6~8；对周期来压明显、顶板稳定性条件，取9~11；对来压及其强烈的坚硬性顶板，取n>11，此处取n=10（公式参见《煤矿矿井支护新技术与支护设计计算及支护产品选型、设计、维护实用手册；刘文韬》）

则：

q?n?M???10?3?13500?405000kN/m2?0.405（MPa）

（2）工作阻力

工作面支护强度确定以后，支架工作阻力主要取决于支护顶板的控顶面积。支架控顶面积主要与工作面“三机”配套设备的断面纵向尺寸有关。

工作阻力：

式中 q——为综采工作面支护强度 L——为支架中心距。取L=1.5m：

Bc——为控顶距，为梁端距与顶梁长度之和，取Bc=4.2m； 支撑效率，取 =0.9。

（取值参见《矿山机械》中国矿大出版社）

对以上计算结果考虑一定富裕量，工作阻力取1900kN。

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F?q?Bc?L/0.9?0.405?1.5?4.2/0.9?2835（kN）

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（3）初撑力

初撑力大小对支架的支护性能和成本都有很大影响。较大的初撑力能使支架较快达到工作阻力，减慢顶板的早期下沉速度，增加顶板的稳定性，但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求也将提高。

支架初撑力的大小由立柱的缸径、数量和泵站压力所决定，支架的初撑力一般控制在70～85％。根据该矿井的煤层赋存条件，认为支架初撑力为75％比较适宜，则初撑力P初与工作阻F阻有以下关系式：

4）移架力与推溜力

移架力与支架结构，质量，煤层厚度，顶板性质有关。一般薄煤层支架的移架力为100~150kN；中厚煤层支架为150~300kN;厚煤层支架为300~400kN。

取推溜力一般为100~150kN。 5）支架高度的确定 支架最大结构高度

支架最小结构高度

式中，Mmax,Mmin为分别为煤层最大，最小采空间高，m；S1为伪顶冒落的最大厚度，一般取0.2~0.3m；S2为顶板在周期来压时的最大下沉量，移架时支架的下降量，顶梁上及底座下的浮矸厚度之和，一般为0.25~0.35m。根据此次设计最大采高确定在1.8m,保证支架发挥正常支护作用．选取支架的最大结构高度2m。

支架伸缩比

K2?HZmax/HZmin HZmin?Mmin?S2

P?F?75%?1900?0.75?1425kN 初

HZmax?Mmax?S1

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(2-11)

(2-12)

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K2反映了支架对煤层厚度变化的适应能力。其值越大，支架对煤层厚度变化的适应能力就越大。单伸缩立柱的支架，K2不超过1.6；若K2大于1.6，需加机械加长段或采用双伸缩立柱。通常薄煤层支架的K2值为2.5~3.0；中厚煤层支架K2值为1.4~1.6。

支架最低结构高度应满足最低采高时顶板下沉、采煤机和运输机配套及运输要求。根据目前成熟的架型以及立柱液压行程(即支架伸缩比)的数值．液压支架最小结构高度确定为1.6m。 （6） 支架中心距和宽度的确定

支架中心距是指相邻支架中心之间的距离，现液压支架中心距有3种：1.75 m、1.5 m、1.25m。大采高支架为提高稳定性中心距可采用1.75m。考虑到支架的稳定性及便于刮板输送机的配套联接．确定支架中心距为1.5m。支架顶端有活动侧护板，侧护板行程一般为170~200mm。支架中心距为1.5m时，最小宽度一般取1300~1330mm，最大宽度一般取1670~1700mm。本设计选取支架宽度为1300mm，

（三）支护设备机选型 1、液压支架选型原则

(1)支护强度应与工作面矿压相适应。支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和基本顶岩层移动产生的压力，将空顶区的顶底板移近量控制到最小程度。

(2)支架结构应与煤层赋存条件相适应。

(3)支护断面应与通风要求相适应，保证有足够的风量通过，而且风速不得超过《煤矿安全规程》的有关规定。

(4)液压支架应与采煤机、刮板输送机等设备相匹配。支架的宽度应与刮板输送机中部槽长度相一致，推移千斤顶的行程应较采煤机截深大，支架沿工作面的移架速度应能跟上采煤机的工作牵引速，移架速度还应满足生产指标的要求，支架的梁端距应为70%左右。

2、液压支架选型依据及内容

(1)选型依据支架选型前必须将工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全面查清、探明，编出综采采区、综采工作面地质说明书。

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(2)选型内容选择支架时，要确定下述内容：支架类型，如支撑掩护式或掩护式；立柱根数；支护阻力，包括初撑力、额定工作阻力；支架结构高度，包括最大和最小高度；项梁和底座的结构形式、尺寸及其相对位置；对防滑、防倒、防片帮、调架、移架、端面维护等装置的要求；操作方式、阀组性能等。

（四）结果

根据以上计算数据查找网络信息可得，应选用山东华岳煤矿设备责任有限公司的ZY2400/10/24型放顶煤液压支架。其主要参数见表2所示。

表2 液压支架型号

型式 支架工作阻力(KN) 额定初撑力(KN) 支架高度(mm) 支护强度(Mpa) 中心距(mm) 适应采高(mm) 重量(kg) 两柱掩护式 2400 1978 1000-2400 0.42-0.45 1500 1400-2400 7800 四、刮板运输机选型设计

（一）刮板运输机的基本要求

刮板输送机应能保证工作面落煤生产能力的需要，选择刮板输送机、转载机和带式输

送机等都应以工作面最大生产能力乘以1.2的不均衡系数作为基数。选择刮板输送机可

参考下列经验：

(1)结构型式：一般与采煤机配套使用时。

(2)要根据链子负荷情况决定链子数目，结合煤质硬度选择链子结构型式。煤质较

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硬、块度较大时优先选用双边链；煤质较软时可选用单链和双中心链。 (3)输送机槽的结构，一般应选用开底式，封底式主要用于底板较松软条件。当前高

产高效综采工作面选用的输送机槽均为铸造、封底式。溜槽宽度尺寸应尽可能选用通用尺寸，并应考虑能与采煤机底托架和行走机构尺寸相匹配。

(4)在传动装置布置方式、电动机台数和铺设长度方面，综采工作面刮板输送机通常

采用多电机驱动，一般#＆%台，应优先选用双电机双机头驱动方式。为了便于采煤机工作，应尽量将传动装置布置在采空区一侧。当项板条件较好，为了供电方便，也可选用单机头双电机布置方式。采用多台电机驱动时，为了均衡各电机之间的负荷，一般在传动装置中使用液压偶合器。电机功率大小及台数应根据工作面倾角、输送机铺设长度及输送量大小而定，输送机铺设长度可根据刮板输送机技术特征、输送量、链速和工作面倾角等因素确定。

(5)为了配合滚筒采煤机斜切进刀不开切口，应优先选用短机头和短机尾，但机头架和机尾架中板的升角不宜过大，以减少通过压链块时的能耗。

(6)与无链牵引的采煤机配套时，机身附设结构型式相应的齿条或销轨与采煤机的行走轮齿相咬合。为了配合采煤机有链牵引或钢丝绳牵引的需要，在机头和机尾部应附设采煤机牵引链的张紧装置及其固定装置。此种牵引方式很不安全，现已很少采用。

(7)为了防止重型刮板输送机下滑，应在机头机尾安装防滑锚固装置。 (8)刮板输送机溜槽两侧应附设采煤机滑靴或行走滚轮跑道，为防止采煤机掉道，还应设有导向装置。在输送机靠煤壁一侧附设铲煤板，以清机道的浮煤。此外，为了配合采煤机行走时能自动铺设拖移电缆和水管，应在输送机靠采空区一侧附设电缆槽（一般与挡煤板制成一体）刮板输送机计算主要内容包括：输送能力的计算、运行阻力及链条张力的计算、电动机功率计算以及刮板链的强度计算等。

（二）采煤工作面参数 1、工作面长度150m；

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