礦井采煤機(jī)設(shè)計(jì)與選型

魏斌

摘 要： 為推進(jìn)煤礦機(jī)械化開采，本文首先對(duì)礦井機(jī)械化采煤機(jī)的選型原則進(jìn)行了介紹，從采煤機(jī)牽引速度、平均開采厚度進(jìn)行采煤機(jī)選型、采煤機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算、采煤機(jī)功率計(jì)算等方面進(jìn)行采煤機(jī)選型計(jì)算，最后介紹了采煤機(jī)選型的校驗(yàn)方法，為礦井采煤機(jī)械化系統(tǒng)采煤機(jī)的選擇提供了良好的借鑒。

關(guān)鍵詞： 礦井系統(tǒng)；采煤機(jī)；設(shè)計(jì)與選型

1 引言

為推動(dòng)小型煤礦加快技術(shù)改造步伐，推進(jìn)機(jī)械化開采，提高裝備水平，改善作業(yè)條件，提升安全保障能力，促進(jìn)小煤礦生產(chǎn)力發(fā)展，我國(guó)小型煤礦近年來大力提倡采煤機(jī)械化和掘進(jìn)裝載機(jī)械化程度，煤層厚度≥0.8m、地質(zhì)條件簡(jiǎn)單到中等復(fù)雜的水平、近水平、緩傾斜、傾斜煤礦必須實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤，鼓勵(lì)具備能力的煤礦企業(yè)在地質(zhì)條件復(fù)雜、急傾斜煤層等困難條件下，積極采用新技術(shù)、新工藝，推進(jìn)機(jī)械化采煤。

2 設(shè)備選型基本原則

設(shè)備選型首先應(yīng)滿足技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)可靠，同時(shí)各設(shè)備間要相互配套，保證運(yùn)輸流暢，以達(dá)到采運(yùn)平衡，最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能。工作面采運(yùn)設(shè)備應(yīng)有足夠的富裕能力，以減少設(shè)備故障率，提高開機(jī)率，從而達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。鑒于目前國(guó)內(nèi)工作面采運(yùn)設(shè)備、液壓支柱的研制已接近或達(dá)到國(guó)際水平，為降低成本礦井工作面液壓支柱、采煤機(jī)、工作面刮板運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等設(shè)備的選擇應(yīng)優(yōu)先采用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。

3 采煤機(jī)選型計(jì)算

3.1.1 采煤機(jī)選型的主要原則

（1）采煤機(jī)所允許的煤質(zhì)硬度，必須大于煤及夾矸的硬度系數(shù) f。

（2）采煤機(jī)過斷層或割?yuàn)A矸時(shí)需要有足夠大的電機(jī)功率，以防長(zhǎng)期達(dá)到額定功率引起燒電機(jī)現(xiàn)象。

（3）與刮板輸送機(jī)、液壓支架要有合理的機(jī)械和空間配套關(guān)系。采煤機(jī)的最小采高應(yīng)大于支架的最小支撐高度200～300mm，采煤機(jī)的最大采高應(yīng)小于支架的最大支撐高度的200～300mm。

（4）選用雙滾筒可調(diào)高采煤機(jī)采煤時(shí)，應(yīng)配備不同規(guī)格直徑的滾筒以適應(yīng)煤層厚度的變化。

（5）保證實(shí)際所需要的生產(chǎn)能力。

3.1.2 采煤機(jī)選型

（1）采煤機(jī)牽引速度計(jì)算

按采煤機(jī)上、下行均割煤，自開缺口（即采煤機(jī)往返一次割兩刀）進(jìn)行計(jì)算：

式中：V——采煤機(jī)牽引速度，m/min；

Q——日產(chǎn)量，按 273t/d 考慮；

L——工作面長(zhǎng)度，按 80m 計(jì)算；

H——煤層平均采高，取1.2m；

B——截深，0.63m；

r——煤的容重，1.45t/m3；

T——工作面設(shè)備開機(jī)時(shí)間，h，日開機(jī)率按60%計(jì)算；

l——開缺口空刀距離，25m。

（2）設(shè)計(jì)按平均厚度進(jìn)行采煤機(jī)選型。則：

（3）采煤機(jī)功率計(jì)算

式中：N——采煤機(jī)功率，kW；

HW——能耗系數(shù)，按 1.1～4.4 選取，根據(jù)煤質(zhì)硬度系數(shù)、夾矸及煤層傾角情 況，本設(shè)計(jì)取 HW=3.5，則：

N=60×0.63×2.09×0.29× 3.5/3.6

=76.8kW

（4）采煤機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算

Q=60×H×B×γ×c×n×V

式中：Q——采煤機(jī)生產(chǎn)能力，t/h；

c——工作面回采率，取 0.95；

n——機(jī)組作業(yè)方式系數(shù)，取 1。

則：Q=60×2.09×0.63×1.45×0.95×1×0.29

=50.1t/h

根據(jù)采煤機(jī)選型的主要原則以及采煤機(jī)生產(chǎn)能力、功率、牽引速度的計(jì)算，工作面選用無鏈牽引的MG132/310-BW薄煤層采煤機(jī)，采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)為：

采煤機(jī)型號(hào)：MG132/310-BW采高范圍：0.85—1.55m 適應(yīng)煤層傾角：液壓牽引≤40°、電牽引≤35°，供電電壓：1140V，裝機(jī)功率：2×132+45Kw。 牽引形式：電液互換，無鏈，銷軌，滾筒直徑：850m m；滾筒轉(zhuǎn)速84r/min，最大牽引力：220kN，截深：600mm，牽引速度：0～5.7m/min，最小臥底量：75mm，整機(jī)重量：13.5t，噴霧降塵方式：內(nèi)外噴霧。

3.1.3 采煤機(jī)校驗(yàn)

根據(jù)采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，取采煤機(jī)平均割煤速度為 4.0m/min 進(jìn)行采煤機(jī)能力驗(yàn)算。

Q=60×1.2×0.63×1.45× 0.95×1×4.0=187.5t/h

采煤機(jī)功率按割煤速度4.0m/min，一般最大采高為0.9m 進(jìn)行驗(yàn)算：

N=60×0.63×0.9×4.0×3.5/3.6=132kW<264kW

所選擇的采煤機(jī)是滿足生產(chǎn)要求的，本設(shè)計(jì)所選擇的采煤機(jī)是按照中厚煤層進(jìn)行選型。

4 結(jié)論

為推進(jìn)煤礦機(jī)械化開采，本文對(duì)礦井機(jī)械化采煤機(jī)的選型原則進(jìn)行了介紹，從采煤機(jī)牽引速度、平均開采厚度進(jìn)行采煤機(jī)選型、采煤機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算、采煤機(jī)功率計(jì)算等方面進(jìn)行采煤機(jī)選型計(jì)算，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果給出了采煤機(jī)具體型號(hào)，經(jīng)校驗(yàn)該采煤機(jī)選型符合設(shè)計(jì)要求。

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