采煤机选型.ppt

采煤机总体参数与选型
6. 牵引力 影响牵引力的因素很多。煤质越坚硬，牵引速度越高， 采煤机越重，工作面倾角越大，牵引力就越大。 实际选型时，精确计算牵引力既不可能，也无必要。 电牵引采煤机采用无链牵引，装机功率都在300kW以 上。据统计，牵引力(kN)为装机功率(kW)的0.5倍左右， 个别的可增加到一倍左右。
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比能耗越小，截割功率和牵引功率越小，装机功率越小。 比能耗与牵引速度近似成反比，呈双曲线关系，牵引
速度增大到一定值时，比能耗最小（A表示开采煤层的截
割阻抗），块煤率更高，煤尘更少，生产率更高——最佳 截割性能。
2. 根据煤层厚度选型 (1)极薄煤层 煤层厚度小于0.8m。最小截高在 0.65～0.8m时，只能采用爬底板采煤机。 (2)薄煤层 煤层厚度0.8～1.3m。最小截高在 0.75～0.90m时，可选用骑槽式采煤机。 (3)中厚煤层 煤层厚度为1.3～3.5m。选择中等功率 或大功率的采煤机。 (4)厚煤层 煤层厚度在3.5m以上。适应于大截高的 采煤机应具有调斜功能，以适应大采高综采工作面地质 及开采条件的变化；由于落煤块度较大，采煤机和输送 机应有大块煤破碎装置，以保证采煤机和输送机的正常 工作。
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5. 牵引速度 牵引速度就是采煤机沿工作面移动的速度，它与截割 电动机功率、牵引电动机功率、采煤机生产率的关系都近 似成正比。 牵引速度上限受电动机功率、装煤能力、液压支架移 架速度、输送机运输能力等限制。
液压牵引采煤机截割时的牵引速度一般为5～6m/min， 电牵引采煤机截割时的牵引速度一般达到10～12m/min， 最高牵引速度已达54.5m/min。
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二、采煤机基本参数 基本参数规定了采煤机的适用范围和主要技术性能， 既是设计采煤机的主要依据，又是综采工作面成套设备 选型的依据。
1. 生产率 理论生产率指在额定工况和最大参数条件下工作的生 产率。
Qt = 60HBvqρ t/h
式中 H——工作面平均截割高度，m； B——截深，m； vq——采煤机截煤时的最大牵引速度，m/min； ρ——煤的实体密度，ρ=1.3～1.4t/m3，一般取1.35t/m3。
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技术生产率：考虑到采煤机进行必要的辅助 工作，如调动机器、更换截齿、开切口、检查机器和排 除故障等所占用时间后的生产率
Q = k1 Qt t/h
式中 k1——与采煤机技术上的可靠性和完备性有
关的系数，一般为0.5～0.7。
实际生产率：实际使用中考虑了工作中发生 的所有类型的停机时间，如处理输送机和支架的故障、 处理顶底板事故等，得到的生产率。
Hmax = (0.9～0.95)Htmax Hmin = (1.1～1.2)Htmin
下切深度是滚筒处于最低工作高度时，滚筒截割到工 作面输送机中部槽底以下的深度，要求一定的下切深度以 适应工作面调斜时割平底板，或采煤机截割到输送机机头 和机尾时能割掉过渡槽的三角煤。
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3. 截深
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截深选择还要考虑煤层的压张效应。 当被截割煤体处于压张区内时，截割功率明显下降。
一般压张深度为煤层厚度的0.4～1.0倍。脆性煤取大值， 韧性煤取小值。
截深为煤层厚度的1/3时，截割阻力比未被压张煤的 截割阻力小1/3～1/2。为充分利用煤层压张效应，中厚煤 层截深一般取0.6m左右。大功率电牵引采煤机向大截深方 向发展，0.9m左右，部分截深达1.2m。
采煤机的选型
组成综合机械化采煤工作面的采煤机、输送机和液压 支架有严格的配套要求，以实现高产高效。
采煤机的选型
一、采煤机选型 采煤机选型应考虑煤层赋存条件和对生产能力的
要求，以及与输送机和液压支架的配套要求。 1. 根据煤的坚硬度选型
采煤机适于开采f<4的缓倾斜及急倾斜煤层。对f =
1.8～2.5的中硬煤层，可采用中等功率的采煤机，对粘
加大截深目的：提高生产率，减少液压支架的移架次 数。但加大截深造成工作面空顶距加大→提高移架速度和 牵引速度，并做到及时支护。
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4. 截割速度 滚筒上截齿齿尖的切线速度称为截割速度。 截割速度决定于滚筒直径和滚筒转速。 为减小滚筒截割时产生的粉尘，提高块煤率，出现滚 筒低速化的趋势。 滚筒转速对滚筒截割和装载过程的影响都比较大，但 是对粉Βιβλιοθήκη Baidu生成和截齿使用寿命影响较大的是截割速度而不 是滚筒转速。 截割速度一般为3.5～5.0m/s，少数机型只有2m/s左右。 滚筒转速是设计截割部的一项重要参数。新型采煤机滚筒 直径2m左右的滚筒转速多为25～40r/min左右，直径小于 1m滚筒转速可达80r/min。
D 2
Kmax

( A

h 2

L sin
max)

D 2
K
m in
(
A

h 2

L
sin
min )

D 2
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采煤机说明书中的“截割高度”，往往是滚筒的工作高 度，而不是真正的截割高度。
考虑到顶底板上的浮煤和顶板下沉的影响，工作面实
际截割高度要减小，一般比煤层厚度Ht小0.1～0.3m。为 保证采煤机正常工作，截割高度H范围为
Qm = k2 Q t/h
式中 k2——采煤机在实际工作中的连续工作系数，
一般为0.6～0.65。
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2. 截割高度 采煤机的实际开采高度。 采煤机的截割高度应与煤层厚度的变化范围相适应。
Hmax

A

h 2

L sinmax

D 2
H
m in
A

h 2

L sin min

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3．根据煤层倾角选型 按倾角分近水平煤层(<8°)，缓倾斜煤层(8°～ 25°)、中斜煤层(25°～45°)和急斜煤层(>45°)。 骑槽式或以溜槽支承导向的爬底板采煤机在倾角较大 时应考虑防滑问题。当工作面倾角大于15o时，应使用制 动器或安全绞车作为防滑装置。
4．根据顶底板性质选型 顶底板性质主要影响顶板管理方法和支护设备选择。 不稳定顶板，控顶距应尽量小，选用窄机身采煤机和能 超前支护的支架；底板松软，选用靠输送机支承和导向的 滑行刨煤机、悬臂支承式爬底板采煤机、骑槽式采煤机和 对底板接触比压小的液压支架。
性煤及f = 2.5～4的中硬以上煤层，采用大功率采煤机。 坚固性系数f只反映煤体破碎的难易程度，不能完全
反映采煤机滚筒上截齿的受力大小，有些国家采用截割
阻抗A表示煤体抗机械破碎的能力。截割阻抗标志着煤
岩的力学特征，根据煤层厚度和截割阻抗，选取装机功 率。
装机功率也可按现有采煤机进行类比选取。
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采煤机总体参数与选型
7．装机功率 装机功率包括截割电动机、牵引电动机、破碎机电动机、 液压泵电动机、喷雾泵电动机等所有电动机功率的总和。 装机功率越大，采煤机适应的煤层越坚硬，生产率也越 高。
装机功率P与比能耗HW和理论生产率Qt有关： P = Qt HW
式中 P——装机功率，kW； Qt——采煤机理论生产率，t/h； HW——采煤比能耗，kWh/t。
采煤机滚筒切入煤壁的深度称为截深，与滚筒宽度相 适应。截深决定着工作面每次推进的步距，是决定采煤机 装机功率和生产率的主要因素，也是与支护设备配套的一 个重要参数。
截深与截割高度关系很大。截割高度较小，工人行走 艰难，采煤机牵引速度受到限制，为保证适当生产率，宜 用较大截深。反之，截割高度很大时煤层容易片帮，顶板 施加给支护设备的载荷大，此时限制生产率的主要因素是 运输能力。