采煤機(jī)械設(shè)備的選型

靳 峰

（汾陽(yáng)市南薰街道籌委會(huì)， 山西 汾陽(yáng) 032200）

1 工程背景

F313工作面所有巷道均沿煤層底板掘進(jìn)。工作面兩順槽（F3131巷、F3132巷）：巷道掘進(jìn)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(hù)方式為工字鋼棚，棚距0.8 m，運(yùn)輸順槽長(zhǎng)527.5 m，回風(fēng)順槽長(zhǎng)499.8 m。工作面切眼（F313切眼）：巷道掘進(jìn)方位135°12′30″，巷道總長(zhǎng) 67.2 m（凈長(zhǎng)度），梯形斷面，毛斷面尺寸，從運(yùn)輸順槽側(cè)開(kāi)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(jī)械設(shè)備布置如圖1所示。

圖1 巷道機(jī)械設(shè)備布置示意圖

2 采煤機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)

2.1 采煤機(jī)設(shè)計(jì)

2.1.1 采煤機(jī)工作面生產(chǎn)率

式中：Q采為采煤機(jī)工作面實(shí)際生產(chǎn)率，t/h；M為采高，取2.5 m；B為截深，0.60 m；V采為采煤機(jī)最大牽引速度，3.0 m/min；γ為煤的實(shí)體視密度，取1.42 t/m3；K為總時(shí)間利用系數(shù)，取0.5。代入數(shù)值，最終采煤機(jī)工作面生產(chǎn)率為191.7 t/h。

取割煤不均衡系數(shù)1.45，則采煤機(jī)工作面最大實(shí)際生產(chǎn)率：

2.1.2 采煤機(jī)截割功率

按采煤機(jī)單位能耗法計(jì)算采煤機(jī)截割功率：

式中：N為采煤機(jī)截割功率，kW；Kb為備用系數(shù)，取1.3；Hg為平均割煤高度，2.5 m；Vmax為采煤機(jī)最大割煤速度，取3.0 m/min；Hw為采煤機(jī)割煤?jiǎn)挝荒芎?，考慮到該礦煤層硬度系數(shù)并參照其他單位的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合確定Hw為0.8 kW·h/m3，則N最終得281kW。

經(jīng)計(jì)算，現(xiàn)有MG150/368-WD型交流電牽引采煤機(jī)可滿足F315工作面綜采開(kāi)采割煤需要。MG150/368-WD型交流電牽引采煤機(jī)主要參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 MG150/368-WD型交流電牽引采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)

2.2 刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)

2.2.1 刮板輸送機(jī)能力計(jì)算

輸送機(jī)運(yùn)輸能力：Qq≥KcKhKvKyQm[2]式中：Qq為前部輸送機(jī)運(yùn)輸能力，t/h；Kc為采煤機(jī)割煤速度不均勻系數(shù)，取1.35；Kh為采煤機(jī)割高不均勻系數(shù)，取1；Kv為考慮采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)同向運(yùn)動(dòng)時(shí)的修正系數(shù)，取1.05；Ky為考慮運(yùn)輸方向及傾角系數(shù)，取1；Qm為采煤機(jī)平均落煤能力，取277 t/h。則輸送機(jī)運(yùn)輸能力不小于393 t/h。

2.2.2 刮板輸送機(jī)功率計(jì)算

刮板輸送機(jī)功率根據(jù)工作面傾角、鋪設(shè)長(zhǎng)度、輸送量大小等按下式進(jìn)行計(jì)算：

N=K4K5K6[q（wcosβ±sinβ）＋2q0w'cosβ]LVg/1000η[3]式中：N為刮板輸送機(jī)裝機(jī)功率，kW；K4為電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，1.5；K5為考慮刮板鏈繞過(guò)兩端鏈輪時(shí)的附加阻力系數(shù)，1.1；K6為水平彎曲時(shí)刮板鏈與中部槽側(cè)槽幫之間的附加阻力系數(shù)，1.12；Qg為前刮板輸送機(jī)的的運(yùn)輸能力，450 t/h；V 為鏈速，1.28 m/s；q 為每米貨載質(zhì)量，q＝Qg/3.6V；w為煤在溜槽中的運(yùn)行阻力系數(shù)，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(yùn)行阻力系數(shù)，0.2；L為刮板輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度，取90 m；g為重力加速度，9.8 m/s2；η 為傳動(dòng)效率，0.85。帶入數(shù)值，最終N為176.74 kW。

2.2.3 輸送機(jī)選型

根據(jù)計(jì)算工作面最大采煤量的要求，結(jié)合目前國(guó)外、國(guó)內(nèi)刮板輸送機(jī)的使用情況[4]，為確?；夭晒ぷ髅孢\(yùn)輸不出現(xiàn)問(wèn)題，前面部位刮板輸送機(jī)選用SGZ630/180。

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

2.3 膠帶輸送機(jī)設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際情況，年產(chǎn)量90萬(wàn)t，按330個(gè)工作日，每天16 h計(jì)算，每小時(shí)需出煤170.45 t。根據(jù)運(yùn)煤能力的要求，礦井現(xiàn)有的DSJ80/40/2×40型可伸縮帶式輸送機(jī)可滿足F315工作面要求，其主要技術(shù)特征見(jiàn)表3。

表2 刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)表

表3 伸縮式皮帶輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)表

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)有MG150/368-WD型交流電牽引采煤機(jī)可滿足F313工作面綜采開(kāi)采割煤需要。根據(jù)計(jì)算工作面最大采煤量的要求，結(jié)合目前國(guó)外、國(guó)內(nèi)刮板輸送機(jī)的使用情況，為確保回采工作面運(yùn)輸不出現(xiàn)問(wèn)題[5]，對(duì)于前面部位刮板輸送機(jī)選用SGZ630/180，參照計(jì)算工作面前部輸送機(jī)的運(yùn)輸能力、輸送功率以及采煤機(jī)、液壓支架型號(hào)并考慮工作面設(shè)備便于管理等，確定前、后部刮板輸送機(jī)均選用SGZ630/180型。比較運(yùn)煤能力的要求和計(jì)算結(jié)果，礦井現(xiàn)有的DSJ80/40/2×40型可伸縮帶式輸送機(jī)可滿足F313工作面要求。