采煤機械設備的選型

靳 峰

（汾陽市南薰街道籌委會， 山西 汾陽 032200）

1 工程背景

F313工作面所有巷道均沿煤層底板掘進。工作面兩順槽（F3131巷、F3132巷）：巷道掘進方位45°12′30″，梯形斷面，毛斷面尺寸上寬3.0 m、下寬3.8 m、巷高2.5 m、斷面8.5 m2，支護方式為工字鋼棚，棚距0.8 m，運輸順槽長527.5 m，回風順槽長499.8 m。工作面切眼（F313切眼）：巷道掘進方位135°12′30″，巷道總長 67.2 m（凈長度），梯形斷面，毛斷面尺寸，從運輸順槽側開始0～83 m段上寬5.2 m、下寬 6 m、巷高 2.5 m、斷面 14 m2；83～94 m段上寬5.8 m、下寬6.6 m、巷高2.5 m、斷面15.5 m2。工作面遺留煤量280 014.7 t，可采煤量148 576.1 t。工作面機械設備布置如圖1所示。

圖1 巷道機械設備布置示意圖

2 采煤機械設備設計

2.1 采煤機設計

2.1.1 采煤機工作面生產率

式中：Q采為采煤機工作面實際生產率，t/h；M為采高，取2.5 m；B為截深，0.60 m；V采為采煤機最大牽引速度，3.0 m/min；γ為煤的實體視密度，取1.42 t/m3；K為總時間利用系數，取0.5。代入數值，最終采煤機工作面生產率為191.7 t/h。

取割煤不均衡系數1.45，則采煤機工作面最大實際生產率：

2.1.2 采煤機截割功率

按采煤機單位能耗法計算采煤機截割功率：

式中：N為采煤機截割功率，kW；Kb為備用系數，取1.3；Hg為平均割煤高度，2.5 m；Vmax為采煤機最大割煤速度，取3.0 m/min；Hw為采煤機割煤單位能耗，考慮到該礦煤層硬度系數并參照其他單位的實測數據，綜合確定Hw為0.8 kW·h/m3，則N最終得281kW。

經計算，現有MG150/368-WD型交流電牽引采煤機可滿足F315工作面綜采開采割煤需要。MG150/368-WD型交流電牽引采煤機主要參數見表1。

表1 MG150/368-WD型交流電牽引采煤機技術參數

2.2 刮板輸送機設計

2.2.1 刮板輸送機能力計算

輸送機運輸能力：Qq≥KcKhKvKyQm[2]式中：Qq為前部輸送機運輸能力，t/h；Kc為采煤機割煤速度不均勻系數，取1.35；Kh為采煤機割高不均勻系數，取1；Kv為考慮采煤機與刮板輸送機同向運動時的修正系數，取1.05；Ky為考慮運輸方向及傾角系數，取1；Qm為采煤機平均落煤能力，取277 t/h。則輸送機運輸能力不小于393 t/h。

2.2.2 刮板輸送機功率計算

刮板輸送機功率根據工作面傾角、鋪設長度、輸送量大小等按下式進行計算：

N=K4K5K6[q（wcosβ±sinβ）＋2q0w'cosβ]LVg/1000η[3]式中：N為刮板輸送機裝機功率，kW；K4為電動機備用系數，1.5；K5為考慮刮板鏈繞過兩端鏈輪時的附加阻力系數，1.1；K6為水平彎曲時刮板鏈與中部槽側槽幫之間的附加阻力系數，1.12；Qg為前刮板輸送機的的運輸能力，450 t/h；V 為鏈速，1.28 m/s；q 為每米貨載質量，q＝Qg/3.6V；w為煤在溜槽中的運行阻力系數，0.5；β為工作面傾角，5°；q0為刮板鏈每米重量，80 kg/m；w'為刮板鏈在溜槽中的運行阻力系數，0.2；L為刮板輸送機鋪設長度，取90 m；g為重力加速度，9.8 m/s2；η 為傳動效率，0.85。帶入數值，最終N為176.74 kW。

2.2.3 輸送機選型

根據計算工作面最大采煤量的要求，結合目前國外、國內刮板輸送機的使用情況[4]，為確保回采工作面運輸不出現問題，前面部位刮板輸送機選用SGZ630/180。

參照計算工作面前部輸送機的運輸能力、輸送功率以及采煤機、液壓支架型號并考慮工作面設備便于管理等，確定前、后部刮板輸送機均選用SGZ630/180型，表2為該運輸機的主要參數。

2.3 膠帶輸送機設計

根據實際情況，年產量90萬t，按330個工作日，每天16 h計算，每小時需出煤170.45 t。根據運煤能力的要求，礦井現有的DSJ80/40/2×40型可伸縮帶式輸送機可滿足F315工作面要求，其主要技術特征見表3。

表2 刮板輸送機技術參數表

表3 伸縮式皮帶輸送機技術參數表

3 結語

現有MG150/368-WD型交流電牽引采煤機可滿足F313工作面綜采開采割煤需要。根據計算工作面最大采煤量的要求，結合目前國外、國內刮板輸送機的使用情況，為確保回采工作面運輸不出現問題[5]，對于前面部位刮板輸送機選用SGZ630/180，參照計算工作面前部輸送機的運輸能力、輸送功率以及采煤機、液壓支架型號并考慮工作面設備便于管理等，確定前、后部刮板輸送機均選用SGZ630/180型。比較運煤能力的要求和計算結果，礦井現有的DSJ80/40/2×40型可伸縮帶式輸送機可滿足F313工作面要求。