采煤机械设备的选型

靳 峰

（汾阳市南薰街道筹委会， 山西 汾阳 032200）

1 工程背景

F313工作面所有巷道均沿煤层底板掘进。工作面两顺槽（F3131巷、F3132巷）：巷道掘进方位45°12′30″，梯形断面，毛断面尺寸上宽3.0 m、下宽3.8 m、巷高2.5 m、断面8.5 m2，支护方式为工字钢棚，棚距0.8 m，运输顺槽长527.5 m，回风顺槽长499.8 m。工作面切眼（F313切眼）：巷道掘进方位135°12′30″，巷道总长 67.2 m（净长度），梯形断面，毛断面尺寸，从运输顺槽侧开始0～83 m段上宽5.2 m、下宽 6 m、巷高 2.5 m、断面 14 m2；83～94 m段上宽5.8 m、下宽6.6 m、巷高2.5 m、断面15.5 m2。工作面遗留煤量280 014.7 t，可采煤量148 576.1 t。工作面机械设备布置如图1所示。

图1 巷道机械设备布置示意图

2 采煤机械设备设计

2.1 采煤机设计

2.1.1 采煤机工作面生产率

式中：Q采为采煤机工作面实际生产率，t/h；M为采高，取2.5 m；B为截深，0.60 m；V采为采煤机最大牵引速度，3.0 m/min；γ为煤的实体视密度，取1.42 t/m3；K为总时间利用系数，取0.5。代入数值，最终采煤机工作面生产率为191.7 t/h。

取割煤不均衡系数1.45，则采煤机工作面最大实际生产率：

2.1.2 采煤机截割功率

按采煤机单位能耗法计算采煤机截割功率：

式中：N为采煤机截割功率，kW；Kb为备用系数，取1.3；Hg为平均割煤高度，2.5 m；Vmax为采煤机最大割煤速度，取3.0 m/min；Hw为采煤机割煤单位能耗，考虑到该矿煤层硬度系数并参照其他单位的实测数据，综合确定Hw为0.8 kW·h/m3，则N最终得281kW。

经计算，现有MG150/368-WD型交流电牵引采煤机可满足F315工作面综采开采割煤需要。MG150/368-WD型交流电牵引采煤机主要参数见表1。

表1 MG150/368-WD型交流电牵引采煤机技术参数

2.2 刮板输送机设计

2.2.1 刮板输送机能力计算

输送机运输能力：Qq≥KcKhKvKyQm[2]式中：Qq为前部输送机运输能力，t/h；Kc为采煤机割煤速度不均匀系数，取1.35；Kh为采煤机割高不均匀系数，取1；Kv为考虑采煤机与刮板输送机同向运动时的修正系数，取1.05；Ky为考虑运输方向及倾角系数，取1；Qm为采煤机平均落煤能力，取277 t/h。则输送机运输能力不小于393 t/h。

2.2.2 刮板输送机功率计算

刮板输送机功率根据工作面倾角、铺设长度、输送量大小等按下式进行计算：

N=K4K5K6[q（wcosβ±sinβ）＋2q0w'cosβ]LVg/1000η[3]式中：N为刮板输送机装机功率，kW；K4为电动机备用系数，1.5；K5为考虑刮板链绕过两端链轮时的附加阻力系数，1.1；K6为水平弯曲时刮板链与中部槽侧槽帮之间的附加阻力系数，1.12；Qg为前刮板输送机的的运输能力，450 t/h；V 为链速，1.28 m/s；q 为每米货载质量，q＝Qg/3.6V；w为煤在溜槽中的运行阻力系数，0.5；β为工作面倾角，5°；q0为刮板链每米重量，80 kg/m；w'为刮板链在溜槽中的运行阻力系数，0.2；L为刮板输送机铺设长度，取90 m；g为重力加速度，9.8 m/s2；η 为传动效率，0.85。带入数值，最终N为176.74 kW。

2.2.3 输送机选型

根据计算工作面最大采煤量的要求，结合目前国外、国内刮板输送机的使用情况[4]，为确保回采工作面运输不出现问题，前面部位刮板输送机选用SGZ630/180。

参照计算工作面前部输送机的运输能力、输送功率以及采煤机、液压支架型号并考虑工作面设备便于管理等，确定前、后部刮板输送机均选用SGZ630/180型，表2为该运输机的主要参数。

2.3 胶带输送机设计

根据实际情况，年产量90万t，按330个工作日，每天16 h计算，每小时需出煤170.45 t。根据运煤能力的要求，矿井现有的DSJ80/40/2×40型可伸缩带式输送机可满足F315工作面要求，其主要技术特征见表3。

表2 刮板输送机技术参数表

表3 伸缩式皮带输送机技术参数表

3 结语

现有MG150/368-WD型交流电牵引采煤机可满足F313工作面综采开采割煤需要。根据计算工作面最大采煤量的要求，结合目前国外、国内刮板输送机的使用情况，为确保回采工作面运输不出现问题[5]，对于前面部位刮板输送机选用SGZ630/180，参照计算工作面前部输送机的运输能力、输送功率以及采煤机、液压支架型号并考虑工作面设备便于管理等，确定前、后部刮板输送机均选用SGZ630/180型。比较运煤能力的要求和计算结果，矿井现有的DSJ80/40/2×40型可伸缩带式输送机可满足F313工作面要求。