薄煤层采煤机课程设计
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薄煤层机械采煤的几种工艺与方法工程技术李永生(七台河市茄子河区安全生产监督管理局,黑龙江七台河154600)。
j jj j jj j j j:睛要】本文主要阐述了薄煤层机械采煤的长壁采堞工艺、螺旋钻机采煤、连续采堞机旁柱式采煤、急倾斜煤层钢丝绳锯采煤、滚筒采蝶l机采j蒹等工艺与方法。
,滂簧萄鄙薄煤层;机械采煤;工艺;方法—÷},??????;???r f1.?l『j极薄和薄煤层开采采高低,工作条件差,设备移动困难:掘进率高,工作面接替困难。
以下几种薄煤层机械开采工艺。
1长壁采煤工艺对于赋存稳定、地质构造简单的薄煤层可采用长壁机械化采煤。
无论采用综采工艺还是普采工艺,与厚和中厚煤层开采相比,薄煤层开采所不同的是破煤设备除了滚筒采煤机以外还可以采用刨煤机,两种破煤设备的空间高度都受煤层厚度的限制。
滚筒采煤机具有较高的破煤能力,目前,我国研制使用的薄煤层滚筒采煤机已.苜近20种,这些采煤机大致可分为骑留式和爬底式两种,当采高大于0.8—09m时,采用骑溜式采煤机。
当采高小于O Bm时,一般采用沿底板运行的爬底板式采煤机。
目前,我国使用最多的是B聃_100型薄煤层骑留式滚筒采煤机,该采煤棚适应于采高O B一13m,煤的坚固性系数f≤25、顶板中等稳定的薄煤层。
矿用刮板输送机的溜槽最小高度为150~200r a m,直接在底板七运行的爬底式滚筒采机空间高度可l型减去溜槽的高度,这大大喇氏了对采煤机采煤空间的高度要求。
煤层开采的另夕1"--种破煤设备是刨煤机,刨煤机用沿煤层切削的刨刀刨落煤炭,刨下的煤靠犁形板装入静版输j羞机,其驱动装置设于工作面端部的平巷。
刨煤机在生产中具有破煤毹耗!!≯,煤的块度大,粉尘少,产量和效率较高,劳动强宦低等优点,另外,刨煤机本身还具有结构简单,造价低,检修方便等优点。
薄煤层矿区,用刨煤机开采薄煤层取得了较好的效果。
在薄煤层中曾使用过截煤机、滚筒采煤机、刨燥期和炮采等几种采煤工艺,其中以刨煤机采燥的经济效益最好。
第一章总体一、概述MG150/345-W型薄煤层液压牵引采煤机(以下简称MG150/345-W采煤机),为多电机横向布置液压无链牵引采煤机,该机装机总功率345kW,截割功率2 X 150kW,牵引功率45kW,采用液压无级调速系统来控制采煤机牵引速度。
MG150/345-W采煤机,主机身分左右两个箱体,采用高强度液压螺栓连接。
左箱体包括左行走部和电控部分,右箱体包括牵引电机、右行走部和液压泵箱等。
此结构简单、可靠,整机尺寸小,机身高度低,适合薄煤层开采。
多电机驱动采用横向布置形式,拆装方便。
在主机身右箱体中横向装有牵引电机,通过牵引机构为采煤机提供300k N的牵引力。
采煤机控制面板位于主机身左箱体电控隔腔,除油马达外,所有液压元件都安装在液压泵箱内。
液压调高手把设在主机身左右两侧,控制采煤机左、右摇臂的升降。
瓦斯断电仪(型号:DJB4接线根据其自身的使用说明书进行,电源由牵引变压器提供,把其一组常闭接点串接在采煤机控制回路中,根据煤矿要求调整瓦斯超标动作值。
瓦斯超标时,常闭接点打开,即控制真空磁力起动器断电,使整机停止运转。
MG150/345-W采煤机可根据用户要求配置遥控装置。
采煤机电气一级控制采用可编程序控制器(PLC)来实现,带有中文显示功能,能显示采煤机正常运行状态及电控故障指示,方便维修。
采煤机可与SGZ630/150、SGZ630/220B型刮板输送机配套。
采煤机外形图见图 1 —1,配套图见图1 —2。
二、主要用途及适用范围该产品适用于采高0.9-2.0m,倾角w 35°,煤质中硬或中硬以下,含有少量夹矸的长壁式工作面。
三、型号的组成及其代表意义MG150 / 345 —W四、使用环境条件1、可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量的矿井中使用。
2、海拔高度小于2000mo3、周围介质温度不超过+40C、不低于-10 C。
薄煤层的开采技术作者:燕卫军来源:《科学与财富》2017年第01期摘要:随着煤炭市场粉煤滞销,优质块煤仍为市场上的抢手货,供不应求,且每吨块煤高出粉煤售价。
在这种形势下,煤矿经营者只有提高块煤率及其产量,才能有效增加其经济收益。
关键词:薄煤层;开采技术;提高块煤率在煤炭资源日益紧缺,开采成本日益增高的今天,研究薄煤层开采的高产高效技术,提高薄煤层开采的块煤率,对于煤炭资源保护,延长矿井开采寿命以及实现能源工业的可持续发展具有重要意义。
一、薄煤层工作面设备选择和回采工艺1、工作面设备选择工作面设备选择的合理与否是采煤工作面能否高产高效的决定性因素之一。
对于1.0—1.3m赋存简单的缓倾斜或倾斜煤层,选择综合机械开采是最佳选择。
以某矿为例,采煤机型号为MG100/240—BM,滚简直径为760mm,截深为0.73m,采高为0.8—1.3m,牵引速度为0—5m/min,牵引力为150kN,生产能力为370t/h。
工作面刮板输送机型号为SGZ—630/150,电机功率为150kW,运输能力为150t/h,运输巷刮板运输机型号为SGW—40T,电机功率为40kW,运输能力为150t/h,电动滚筒胶带机型号为DTL80/20/2×22,胶带宽为800mm,运输能力为200t/h,乳化液泵站型号为XRB2B(A),流量为80L/min,压力为20MPa。
该采煤机在王河矿1110702工作面使用,较好的满足了生产需要提高了工作效率。
2、回采工艺1)截深的选择。
选择截深时要充分结合采煤机功率、煤质硬度系数、煤层厚度及采高、顶板节理发育情况、支撑压力压酥煤壁深度、支架支护方式等多种因素来确定截深指数。
2)支护与移架方式的确定。
在采煤机割过后先移支架撑住顶板,然后再移运输机,要结合煤层厚度掌握加长杆的伸缩范围,以便以合理架位及高度支护顶板。
当顶板情况允许时可采用顺序移架与隔架移架相结合的方式,来保证移架速度满足采煤机割煤速度。
薄煤层开采技术作者:李锐来源:《科技资讯》 2012年第5期李锐(山西省华晋焦煤有限责任公司沙曲矿党政办山西华晋 033300)摘要:近年来,随着我国社会经济的飞速发展,煤炭工业的管理模式和建设技术有了显著的进步,对国民经济的发展起着重要的推动作用。
就目前我国工业现状而言,薄煤层开采对煤炭资源开发利用、延长煤矿矿井的开采年限以及实现煤炭工业的可持续发展具有重要的战略意义。
虽然现在我国薄煤层开采技术有了明显的提高、相关设备也有了一定程度的改进,但从实际效果上来看仍存在着一些问题。
本文将对我国薄煤层开采技术现状进行深入的研究,并在此基础上提出一些技术创新思路,以期为我国煤炭生产工业做出一点贡献。
关键词:薄煤层开采技术创新思路探究中图分类号:TD823.25 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)02(b)-0100-01根据调查显示,我国的煤炭赋存量比较大且呈现出多样化的特点,保有工业储量98.3亿吨,其中薄煤层赋存量约占总可采储量的19%,但目前实际产量却只占总产量的10%左右。
因此,为了实现我国煤炭工业的持续、快速、稳定的发展,我们必须改进现有的薄煤层开采技术、创新开采思路。
1 薄煤层开采过程中存在的问题根据我国关于煤层厚度的测评标准,将厚度小于1.3m的煤层定性为可以开采的薄煤层。
目前来看,在薄煤层的开采过程中主要会面临如下问题。
第一,在实际煤层开采过程中,经常会受到薄煤层所处空间的制约,开采设备的安装以及操作维护的难度相对增大;由于煤层开采空间的限制,煤矿工人的工作范围非常有限,使得瓦斯的排放变得更加困难,很容易造成安全事故;第二,由于薄煤层的赋存煤矿厚度比较低(一般小于1.3m),因此该煤层的开采进度将变得非常快,这就要求相关设备运转的周期变短,进而使得薄煤层开采工作异常紧张;第三,较之于厚煤层或中煤层而言,薄煤层的煤矿产量较低、煤矿抛洒浪费比较严重。
同时,由于该煤层所处的地理环境复杂多变,对该煤层的煤矿产量造成严重的影响。
极薄煤层采煤机配套技术一、极薄煤层采煤机发展现状为满足0.9~1.0m薄煤层开采需要,国内主要煤机装备公司推出多款采煤机,主要机型MG100/238-WD、MG150/346-WD、MG200/446-WD、MG2×70/325-BWD、MG100/240-BWD、MG180/420-BWD等型号。
除MG100/238-WD、MG180/420-BWD采用特殊总体布置方式外,其余均采用摇臂双电机布置方式。
MG100/238-WD型采煤机摇臂截割电机、牵引电机等布置在输送机铲煤板上方,充分利用了输送机铲煤板和槽帮上方的空间,截割电机纵向布置,有效降低了采煤机机身厚度,降低了机面高度和增大过煤空间,配套机面高度580mm。
MG180/420-BWD型采煤机采用爬底板布置,采煤机主传动部分均布置在煤壁侧。
从最低采高看,仅有MG100/238-WD型采煤机采高范围0.75~1.3m,最低采高低于0.8m。
可采用的滚筒直径750mm、850mm、950mm。
针对低于0.8m极薄煤层的开采,主要应用的采煤机有MG110/130-TPD、MG100-TP型。
四川达竹斌郎煤矿研发了MG110/130-TPD型小机身、大功率、高截割能力自动化爬底式电牵引滚筒采煤机。
该采煤机符合0.8m以下极薄煤层赋存条件,能满足截割顶、底板和坚硬夹矸的需要,块煤率高,装煤效果好等,性能参数满足工作面高效生产要求;滚筒有足够的下切深度(100~300mm),适应工作面过构造时割平底板;机身和人身安全保护完善;机电保护能防止过载、过温、防爆,对液压油和冷却水能抗污染,有可靠的防尘机构。
技术特征为:采高0.52~0.8m;煤层倾角≤35°;生产能力315t/h;装机功率128.5kW;滚筒直径550~800mm;截深600mm;重量11t。
MG100-TP型单滚筒爬底板采煤机是国内机身最薄的采煤机,机身尺寸:3848mm×910mm×380mm,适用煤层厚度0.5~0.9m,煤质中硬(f≤3),倾角<30°的煤层,整机重量7t,电机功率100kW,生产能力75~100t/h,双向采煤,牵引速度0~3m/min,采煤机正常割煤速度1m/min,当倾角>15°时,机器增加防滑绞车。
薄煤层采煤机设计说明书 课程名称:机械系统设计 指导老师:*** 班级:机械09-2班
组员:陈安林 0910430201 陈占营 0910430202韩浩 0910430203 贺兆阳 0910430204 蒋立辉 0910430205 李天意 0910430206 目录 一、设计背景 ...................................................................................................................... 2
二、设计任务 ....................................................................................................... 4
三、薄煤层采煤机总体方案设计 ..................................................................... 4
1、设计任务抽象化........................................................................................ 4
2、分解总功能 ............................................................................................................. 6 3、求分功能解 ........................................................................................................ 6 4、功能解法组合 ........................................................................................................ 9 5、方案评价 ................................................................................................................. 10 四、总结 ................................................................................................................ 10 五、参考文献 ..................................................................................................... 10 一、 设计背景 煤炭是我国的主要能源。充分发挥煤炭资源优势,立足煤炭、立足国内,是我国能源工业发展的现实和必然选择。薄煤层是指地下开采时厚度1.3m以下的煤层;露天开采时厚度3.5m以下的煤层。采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展,采煤机的功能越来越多,其自身的结构、组成愈加复杂,因而发生故障的原因也随之复杂。采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性,达到高产量、高效率、低消耗的目的。采煤机分锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种:采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展,采煤机的功能越来越多,其自身的结构、组成愈加复杂,因而发生故障的原因也随之复杂。 我国薄煤层开采一般采用长壁采煤法,由于开采煤层厚度小,与中厚及厚煤层相比,工作面存在有以下问题: ①采高低、工作条件差、设备移动困难。薄煤层机械化采煤,尤其是综采工作面,当最小采高降到1.0m以下时,人员出入工作面及作业非常困难。薄煤层采煤机械和液压支架受空间尺寸限制,设计难度大。液压支架立柱通常要双伸缩甚至三伸缩,增加了采煤成本。 ②采掘比大,采煤工作面接替紧张。工作面推进速度加快,但由于薄煤层工作面回采巷道为半煤岩巷。 ③煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层长壁工作面生产影响大,造成薄煤层长壁综采或机采工作面布置困难。 ④薄煤层机械化采煤工作面的投入产出比高。经济效益远远不如开采厚及中厚煤层工作面。薄煤层综采工作面的设备投资大而设备装机功率、支架工作阻力相当的中厚煤层综采工作面差不多,但薄煤层综采工作面的单产和效率一般只有中厚煤层综采工作面一半左右。因此,高度机械化采煤,是实现薄煤层开采高产高效的主要途径。 综上所述,需要针对薄煤层的特点设计专门的薄煤层采煤机。 二、 设计任务 设计安全,%有自行移动的能力,可以切割硬岩,维修方便,体积小,切割煤层深度0.9-0.4m,生产规模200台的采煤设备。 薄煤层工作面采高低, 要求采煤机机身矮, 且要有足够的功率, 通常功率不应低于100 ~200kW; 机身尽可能短, 以适应煤层的起伏变化; 要有足够的过煤和过机空间高度; 尽可能实现工作面不用人工开切口进刀; 有较强破岩过地质构造能力; 结构简单、可靠, 便于维护和安装。
三、 薄煤层采煤机总体方案设计 在产品的总体方案设计阶段,首先要明确产品必须实现哪些功能,还要明确用户使用产品的各种条件和用户对产品的要求和愿望。然后根据国家的技术经济政策,基于设计能力和产品制造技术水平,从宏观方面考虑所要求的功能。并能实现用户要求的各种结构方案,最后经过技术经济评价,确定一种或两种结构方案继续进行结构设计。因此,通过总体结构的方案设计,不至于使产品结构方案出现大的失误,也不至于从开始设计时就纠缠与具体的结构细节而忽略拉总体结构的合理性,甚至照成设计的返工而浪费时间。在此基础上再对薄煤层采煤机的截割部进行细致设计使其有更高的生产效率。 1、设计任务抽象化 根据文献【1】p20,据分析,用黑箱法来表达设计任务。如下表所示:
物料 能量 信息 外界的影响
输入量 煤层 水能 驱动能 控制信号 煤层厚度倾角 液压支架与输送机的制约 岩石的切割阻力 煤的质量 空气气体质量与浓度 输出量 煤块 煤粉 岩石杂质 显示信号 粉尘 废水 废气
薄煤层采煤机 (黑箱)
水能 驱动能 (电能牵引能力)
控制信号
煤层厚度倾角 液压支架与输送机的制约
空气气体质量与浓度 煤的质量 岩石的切割阻力
粉尘 废水 废气 煤块
煤粉 岩石杂质
显示信号 黑箱法示意图 2、分解总功能
将薄煤层采煤机的总共能进行分解,如下图所示:
1) 破碎煤壁子系统 把煤从煤煤壁上破碎下来的功能,需要考虑到薄煤层的特点选择合适的切割方式。 2) 自行移动子系统 采煤机沿工作面移动被称为牵引,能使采煤机实现自移的结构称作牵引机构。需要考虑到井下的特殊环境和防爆等要求。 3)辅助功能子系统 辅助功能包括降尘、冷却等功能 3、求分功能解
1、实现破碎煤壁功能结构方案 一、现行薄煤层开采技术及特点: (1) 用刨煤机开采薄煤层;刨煤机是一种采用刨削法落煤的采煤机械,它的截深较浅,是薄煤层机械化开采的有效途径,刨煤机动力部位于巷道中,机构简单,操作安全。最适合开采薄煤层。 (2) 滚筒采煤机开采薄煤层;薄煤层滚筒采煤机筒直径小,在所需的螺旋角下使叶
薄煤层采煤机
破碎煤壁子系统自行移动子系统辅助功能子系统
降尘子系统冷却子系统片在滚筒体上绕的角度较大,并且叶片的高度小,滚筒容纳、输送碎煤的空间小,煤就不容易被螺旋叶片沿轴线推出;而且滚筒转速高,由于薄煤层采煤机的设计空间受限,传动比较小,滚筒转速较高,使煤流受到较大离心方向和圆周方向的合力,把相当数量的煤从滚筒的切线方向甩出,使其滞留在机道上。 (3) 螺旋钻机采煤法;实现了薄煤层单巷前进式开采,减少巷道掘进率;减少了开采过程矸石采出量,提高了煤质;把回采工艺的采、装、运、支、处五大工序合并,工作面开采工艺过程简单;占用设备少,设备故障率低; (4) 连续采煤机巷柱式采煤法;随着开采工艺的发展和开采效率的提高,随着适于
长壁开采的煤层逐渐减少,在开采不规则煤、边角煤、“三下”煤以及掘进工作面巷道等方面,连续采煤机逐渐成为现代化高产高效矿井生产的重要机械设备。连续采煤机的工作机构承担着截割煤岩的工作,它设计的好坏直接影响着机器工作的稳定性、可靠性、煤炭的品质、粉尘量的多少以及吨煤成本。 经每个小组成员评价,得出各薄煤层开采方案的得分表: 用刨煤机开采 滚筒采煤机开采 螺旋采煤机开采 连续采煤机开采 最差方案 Sk Vk
用刨煤机开采 0 1 0.5 1 1 3.5 0.35
滚筒采煤机开采
0 0 0 0 1 1 0.1
螺旋采煤机开采
0.5 1 0 0.5 1 3 0.3
连续采煤机开采
0 1 0.5 0 1 2.5 0.25
最差方案 0 0 0 0 0 0 0