大倾角综采工作面设备选型.docx

　 Selection of large dip angle fully-mechanized
face equipment

摘 要

说明书主要针对鹤岗峻德矿大倾角厚煤层综采工作面进行设备选型的探讨。该工作面长度160m，煤层平均厚度11m，倾角35°~40°，年产量35.1万吨，日产2100吨，“四六”工作制，三班生产，一班检修，每天净提升时间为16小时。依据该工作面地质情况和煤层赋存条件并结合近年来实际生产经验，工作面煤层倾角平均为37°，煤层平均厚度为11m，变化在8~12m之间，该工作面适合采用单一走向长壁采煤，多水平分层开采，全部顶板垮落法管理顶板，进刀方式采用单向割煤，由上向下割煤方式。
作面“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机，是整个矿井生产系统的核心，各设备间的合理配套是设备发挥最大的生产潜能的必须条件，这关系到整个矿井能否实现高产高效安全生产。
该说明书涵盖了工作面采煤机、液压支架、刮板输送机的选型以及配套合理性分析。

关键词：综采工作面；采煤机；液压支架；刮板输送机；合理配套

ABSTRACT

Manuals aimed primarily at He gang in Jun de mine high inclined fully mechanized face in thick coal seam with discussion on equipment selection. Length in the face 160m, the average thickness of coal seam 11M, angle 35°~40°, annual output of 35.1 million tons, Nissan 2100 Tons of "46" work system, three-shift production, maintenance, net time for every day 16 Hours. Based on the geology and preservative conditions of coal seam face and combined with actual experience in production in recent years, working face coal seam dip angle an average of 37°, average thickness of coal seam 11M, 8~12m between the suitable for single working face in longwall mining, Horizontal slicing, all roof caving law of roof, entry by one-way coal cutting, cutting coal from top to bottom.
"Three" refers to coal mining, hydraulic, scraper conveyor, are the core of the whole mine production system, reasonable matching between the various devices are conditions necessary to maximize the productive potential of equipment, whether this relates to the whole mine realize high production and high efficiency in production.
This specification covers the face coal winning machine, hydraulic, selection and matching analysis of rationality of scraper conveyor.

Keywords: Fully mechanized working face; The coal mining machine; Hydraulic support； Scraper conveyor; Supporting目 录

1 矿井概况 1
1.1地理交通概况 1
1.2水文地质条件 1
1.3矿井技术条件 1
1.4煤层及开采条件 2
1.4.1地质构造及特征 2
1.4.2煤层顶底板情况 3
1.5矿井主要灾害因素及安全条件 3
2采煤方法 4
2.1采煤方法 4
2.2割煤方法 5
2.3回采方式 5
2.4工作面顶板控制技术 7
2.5工作面底板控制技术 8
3采煤机的选型 9
3.1采煤机选型原则 9
3.2采煤机的基本参数的选取 11
3.4采煤机的稳定性和防滑措施 15
4.刮板输送机选型 17
4.1刮板输送机的选型原则 17
4.2刮板输送机的输送能力验算 18
4.3刮板输送机运行阻力的计算 18
4.4刮板链强度验算 21
4.5输送机防滑措施 21
5.液压支架选型 23
5.1液压支架的选型原则 23
5.2液压支架型号的确定 23
5.3液压支架的验算 24
6“三机”配套合理性分析 27
6.1“三机”配套几何关系 27
6.2“三机”性能配套 29
6.3“三机”生产能力配套 29
6.4“三机”寿命配套 30
参考文献 31
结 束 语 32
致 谢 33

1 矿井概况

1.1地理交通概况
峻德煤矿地处黑龙江省鹤岗市。为鹤岗煤田最南部的一个井田。坐标为：东经130°14′40ʺ，北纬47°11′50ʺ。井田位于兴安煤矿的南部，于兴安煤矿接壤。煤矿全区走向长5.6km，宽3.6km，面积20.16。煤矿地形属于丘陵地形，煤矿井田的地势东高西洼，洼地面积占三分之二左右，中部原受鹤立河的侵蚀地势较低洼。
矿区交通十分便利，鹤岗市至佳木斯和双鸭山的鹤大公路位于矿区西部，公路条件较好，均是白色的二，三级水泥路面；东部也有哈萝公路最后与鹤大公路相连；有专门的铁路与至鹤岗的国有铁路在集配站接轨。
1.2水文地质条件
鹤岗煤田处于小兴安岭山地与松花江下游合江平原之间的丘陵区，峻德井田位于丘陵区最南端。井田大部分处于鹤立河河谷区，地下水的静储量，动储量都较大。 
峻德矿水文地质条件复杂，本区地层无完整的隔水层。矿井涌水量大，采掘工程受水害威胁，防治水工程量大，难度大，经济技术效果差。水质类型为重碳酸钙钠型。
1.3矿井技术条件
矿井平均年产量35.1，最高月产量6.3；平均工效6.73t/工，最高月工10.429t/工。矿井经济技术指标如表（1-1）。
表1-1 矿井经济技术指标
序号
项目名称
单位
指标
备注
1
矿井
设计
生产
能力
年产量
万吨/a
35.1

日产量
t
1170

2
矿井服务年限
a
61

21层煤服务年限
a
12.38

表1-1 矿井经济技术指标（续）
3
矿井设计
工作制度
年工作天数
d
300

日工作班数
班
4

4
储量
矿井剩余可采储量
Mt
93.18

21煤剩余可采储量
Mt
38.12

5
煤
层
可采煤层数
层
9

可采煤层总厚度
m
51.37
厚度累积
煤层倾角
°
35~40

煤的容重
t/m3
1.46

煤层平均厚度
m
11

6
井田
范围
走向长度
km
5.426

倾斜宽度
km
3.584

井田面积
km2
19.447

7
开拓方式
立井多水平，分区段开拓

1.4煤层及开采条件
1.4.1地质构造及特征
矿井煤层总厚度为51.37米，平均厚度为11米。煤层厚度总趋势为由北向南增厚，煤层层间距由南向北变厚。
峻德井田褶皱简单，煤系地层走向呈北北东，向东倾斜的单斜构造。倾角30°~40°，一般37°沿局部有波状起伏。
区内地质构造复杂，断层多呈张性和张扭性断裂，属旋扭构造体系。全区已编号的断层计79条，其中有39条落差大于30米，35条落差15-30米，5条小于15米，其大部分布在矿井中部和矿井南翼，给开采带来不同程度的影响。采区划分境界大部分以本区构造作为基准，所以造成本矿自然区段划分繁多。本区顶板以粗、细砂岩为主，层节理发育，较易发生冒落现象。
本井田内的所有可开采煤层都集中在石头河子组地层中，矿井在该组内共有2层可采煤层层，表（1-2）将各煤层的厚度、结构、煤容重和煤层顶底板情况等加以详细的说明 。
表1-2 可采煤层特征表
层次
煤厚（m）
层平均距（m）
稳定性
顶板
底板
最小
最大
平均
17
1.60
15.97
9.57
110
较稳定
细砂岩
粉砂岩
21
1.70
6.79
3.86
稳定
粉砂岩
细砂岩
1.4.2煤层顶底板情况
煤层倾角平均为37°，变化在35°~40°之间；煤层平均厚度为11m，变化在8m~12m之间；煤层结构简单，煤质中硬，伪顶为厚100~400mm的煤岩互层，直接顶为厚2.7m的粉砂岩，基本顶为15m的中砂岩，底板为厚900mm的粉砂岩。顶板分类属Ⅱ类，基本顶来压明显，直接顶中等稳定。
1.5矿井主要灾害因素及安全条件
根据钻孔所得煤样和周围矿井实际生产调查分析，本矿绝对瓦斯涌出量64.8，相对瓦斯涌出量 12.3，为高瓦斯矿井。
根据煤尘爆炸性鉴定实验数据，两煤层都存在爆炸性。煤层自燃发火期17号煤层为9个月，21号煤层为18个月。17、21号煤层的自燃倾向性为Ⅰ类。
2采煤方法

根据矿井的现场考察和调研,收集了一些对于开采有关的技术资料，如该矿区地质构造、煤系地层、水文特征、瓦斯、煤层及煤质、剩余地质储量、地压、发火期等，也详细的了解了改煤矿的开拓方式、通风方式和通风方、提升运输方式和能力法、回采工艺、采煤方法、井巷支护方式等，为本次设计提供了前提条件。
该矿地质构造较为复杂，煤层平均厚度约11m，煤层平均倾角37 °，矿区内有数个褶曲和断层，属于大倾角难采厚煤层。根据目前开采技术现状并结合该矿煤层赋存特，确定开采方法遵循以下几个原则：
（1） 适应煤层厚度变化的要求；
（2） 适应煤层倾角变化的要求；
（3） 适应矿井提升运输方式和提升能力的要求；
（4） 适应矿井副井提升和辅助运输的要求；
（5） 改变现在落后采掘方法的要求；
（6） 提高煤炭回采率，达到规范的要求；
（7） 提高煤炭机械化开采程度、降低劳动强度和提高工效；
（8） 提高矿井安全可靠程度的要求；
（9） 具有可操作性的要求。
本采区内煤层的平均走向长度为4250m，倾向长度1170m左右，采区下部车场布置在开采水平-300标高处，该采区除边界断层外无其他明显的地质构造，采区内的煤层为高瓦斯、低涌水量煤层。 
2.1采煤方法
根据本采区实际的自然地质情况，确定采煤方法选用单一走向长壁采煤法，配合多水平分层开采。
水平分层是大倾角厚煤层较常用的一种采煤方法。水平分层采煤法的实质是：以水平界面把煤层分成若干分层，在每个分层内布置一个工作面回采，其中采煤工作面垂直于煤层走向布置，推进方向沿煤层走向。
结合峻德矿的实际情况，把煤层分为4层，每层2.5m左右。进行分层开采时，从上到下依次开采。开采每层时，当移架时，随即在此层底板铺设金属网，当开采下一层时，上一层铺设的金属网即为下一层的伪顶，依次类推，完成厚煤层的开采。
所以铺设金属网是分层采煤的关键。
2.2割煤方法
当煤层最大倾角<30°、平均倾角<25°时，采取双向割煤方式，否则采用由上向下单向割煤方式。
本矿井最大倾角40°，平均倾角37°，采用由上向下割煤方式。
单向割煤顺序：下行割煤→追机伸前伸梁→分段由上向下移架→空刀上行→由下向上推移运输机→上端头进刀→下行割煤；煤层松软、顶板破碎，出现较严重超前片冒的地点，及时拉超前架支护顶板（局部），即：超前移架→下行割煤→空刀上行→由下向上推移运输机→超前移架。
2.3回采方式
1.回采工艺
回采工艺主要包括采煤工作面的落煤、装煤、运煤、工作面支护、采空区处理方法等五个方面，根据本采区所选用的采煤方法，再结合矿井的生产系统，安排回采工作面的回采方式如下： 
（1）落煤，采用单一走向长壁采煤法，使用双滚筒采煤机割煤，进刀方式选用，工作面端头割三角煤斜切进刀，双向割煤往返一次进两刀，日进8刀，截深0.6m。 
（2）装煤，采煤机落煤以后割下的煤直接落入工作面的刮板运输机中，落在刮板运输机外的浮煤由铲煤板和人工装入刮板输送机中。 
（3）运煤，从刮板输送机经转载机胶带输送机运到采区上山，再到采区煤仓，然后由五吨底卸矿车经大巷装车站运于井底车场，最后由主井提至地面。 
（4）工作面支护,工作面内用支撑掩护式液压支架支护顶板，工作面端头选用端头支架，由于采煤工作面的超前支撑压力和平巷位置的侧向支撑压力的作用，在超前工作面20m的上下顺槽中采用单体加铰接顶梁进行加强支护。
（5）采空区处理，由于地表没有什么重要的建筑物和铁路，所以采空区的处理方法采用全部垮落法管理顶板。
2.回采工艺措施
1）严格四个“从下往上”即割煤、推机、移架、放煤自下而上进行。放顶煤采用由下向上单轮顺序放煤，放煤时各支架放煤要均匀，保证顶板均匀下沉。
2）保证支架阻力，一次移到位，顶煤完整。移架顺序由下而上进行，先打开拉架手把再降柱，使支架顶梁不与顶煤脱离，保持带压擦顶移架。然后慢收回伸缩梁，使支架前移，支架到位后，把拉架手把复位，将支架升起。
3）单轮顺序放煤。放煤时由下往上逐架进行，从下往上逐架放煤避免工作面压力集中于下部（机头部），以利工作面端头的顶板管理。
4）监测顶板来压、端面顶板冒落及煤壁片帮情况。支架上部空洞，来压造成冲击，中部支架可能较早承受来压影响。
5）采煤机下行割煤时不推移输送机、不拉架：下行割煤时不进行输送机的推移和拉架工作，只伸出前探梁及时护顶。避免对顶煤的二次支撑破碎，保证顶板的完整性。割煤后，及时带压移架，避免架前漏顶。
6）工作面坚持进行矿压监测，及时指导工作面安全生产。每天对观测资料进行统计分析，掌握大倾角综放开采工作面矿压显现特点，特别对工作面上下端头支护优化很有意义。
3.回采过程中防止机械设备倒滑的方法措施
由于本采区所开采的煤层的倾角平均在35°左右，所以要对工作面的刮板输送机和液压支架采取一些防滑措施。 
（1）刮板输送机下滑的主要原因是重力的分力大于设备和底板的摩擦力和刮板链带煤进入刮板底部，刮板向上运动和底板摩擦产生向下的力，其次对刮板推移方式不得当、推移次数过多也是导致设备下滑的主要原因。液压支架下滑的主要原因有：重力的分力大于支架和底板之间的摩擦力、煤层顶板向煤层倾斜方向运动、支架顶底所受力的合力偏移了中心对支架产生倾倒的力矩等都是支架下滑和倾倒的主要原因。
（2）防止设备下滑的主要措施有：
防止输送机下滑的主要措施有：防止煤矸等进入到溜槽的底部、工作面伪倾斜方向布置，即工作面的下部超前于上部，使支架上移的量和下滑量相互抵消，安装防滑千斤顶。 
防止液压支架下滑的主要方法措施有： 
移架的时候总是先从工作面最底端的支架开始、间隔移架、各个支架用导轨滑槽连在一起，可以相互的导向和防滑。 
本采煤工作面采用防滑千斤顶和导轨-滑槽来防止工作面的设备下滑和倾倒。
2.4工作面顶板控制技术
1.正常时期顶板控制方法
1）工作面双向割煤时，必须及时追机移架支护顶板，即采煤机割煤后距后滚筒3-5m及时“带压擦顶”移架支护顶板，并打开护帮板抵住帮；
2）当工作面因初次（周期）来压、顶板破碎、因故推进速度太慢，出现较严重片帮漏冒顶（>600mm）时，必须及时拉超前架超前管理顶板，即移架在割煤之前进行；
3）移架时，支架工严格按操作规程操作，保证支架初撑力达到要求。
2.特殊时期顶板控制方法
1）来压及停采前的顶板控制
因初次（周期）来压、巷道支护变形破坏等原因，工作面两巷超前出口压力显现大时，超前支护必须做到一梁两单体支柱，杜绝单梁单柱及铰接梁不铰接现象，风机巷超前支护长度不少于30m。
2）过断层及顶板破碎带顶板控制
（1）工作面过断层、褶曲构造带必须坚持“控制采高、少留顶煤”的原则；
（2）工作面过走向和斜交断层、褶曲构造带时，要根据断层落差等产状要素和煤层起伏变化情况调整回采层位，并将工作面调匀；
（3）要根据工作面破岩程度控制采高，当工作面全岩、或煤层变薄同时破顶破底时，应将采高降低到2.6~2.8m；
（4）若顶底板岩石坚硬，采煤机截割困难，应采用爆破破岩，并视现场情况制定专项安全技术措施严格执行；
（5）必须及时带压超前擦顶移架支护顶板，支架要平顺过渡，不得忽高忽低，防止脱开；
（6）移架时必须坚持一步三调，确保相邻支架保持错差不大于顶梁侧护板高度的2/3，不挤不咬不倒的良好状态；
（7）工作面托三角顶煤开采，有出现超前严重片帮、冒顶危险时，应超前架棚以保证顶板管理安全；
（8）必须确保工作面运输系统、液压系统、排水系统和供电系统的完好可靠，保证工作的正常安全回采；
（9）过落差>1.5m的断层时，另行编写针对性的专项安全技术措施并严格执行。
2.5工作面底板控制技术
大倾角煤层开采后不仅引起工作面顶板岩层的移动和破坏，也将导致底板岩层沿工作面倾斜方向向下滑移。底板的这种滑移使大部分支架失去了理想的支撑基础，降低了支护体系刚度，增强了支架失稳破坏的趋势。影响底板破坏的因素主要有煤层倾角、支架与底板岩层间的摩擦因数等。
l）煤层倾角。由于工作面煤层倾角大，增强了底板失稳、滑移、破坏的趋势。
2） 底板摩擦因数。底板摩擦因数越大，支架需要的抗滑力就会越小。为提高底板摩擦因数，现场可采取以下措施：采煤机割煤后应及时清理工作面浮煤，避免因浮煤引起底板与支架底座之间摩擦因数的减小；及时处理顶板淋水，并定期检查支架乳化液管路及各部位密封情况，以防因水的原因而降低了底板摩擦系数。

3采煤机的选型

机械化采煤工作面的生产能力主要取决于采煤机械的落煤能力。因此，根据不同的煤层条件，正确选择和使用采煤机械是提高综采工作面生产能力的一项主要任务，对采煤工作面的生产效率、能耗、安全等都具有重要影响。但是，采煤机械选型涉及问题较多。它不仅与煤层的厚度、倾角及煤的物理机械性质、地质条件等有关，还要考虑与支护设备、运输设备之间的配套关系。因此，在选型过程中要考虑多方面因素，综合分析之后去确定。
3.1采煤机选型原则
采煤机选型的重点是适应煤层条件和煤层的力学特性。
采煤机性能首先要考虑爬坡和制动能力，牵引力大，制动能力可靠，爬坡能力达到50°，并切实解决停机稳定和采煤机的润滑系统可靠性问题；其次是装煤效果良好；再者，具备遥控操作、微机智能化监控、监测和保护系统及故障诊断功能，易于实现交互式人机对话和自动化。满足上述要求，宜选用牵引力大、爬坡能力强的大功率电牵引采煤机；多电机驱动，电机横向布置；交流变频调速无链双驱动，能够满足各种复杂地质条件下安全生产需要。
1.对采煤机的基本要求
1）功能全
采煤机的主要功能是落煤。因此，采煤机的工作机构必须满足有足够的落煤、装煤能力，能调整高度，能量消耗小，割落下的煤的块度大，工作时产生的粉尘少，可以自开缺口等。
2）适应性强
采煤机必须适应给定煤层的煤质、层厚、倾角及顶底板的要求。
3）性能好
采煤机的性能应当满足工作面的设计的要求。例如，生产率必须满足工作面产量要求，并具有足够的牵引力和牵引速度；截割速度应满足煤的块度及降低粉尘含量的要求；截深应满足控顶距及支架的结构要求。
4）机电和人身安全保护完善
采煤机械的电器设备必须防爆。采煤机内必须装有内、外喷雾系统，以降低粉尘含量。机器上有完善的保护装置，装设故障检测装置。煤层倾角较大时，应有防滑安全措施。
采煤机的各种操纵按钮、手把的位置必须便于司机安全、可靠地操作，必须时应设置闭锁装置，以免误操作。
5）工作可靠性高，经济效益显著。
采煤机是机械化采煤的关键设备，工作时受力大、条件恶劣，能量、油脂消耗及易损件的消耗占了工作面吨煤成本的相当比例，因此采煤机必须有良好的可靠性和经济性，以保安全、高效、经济地运行。
2.影响采煤机的地质因素
1）煤层厚度、采高、下切深度、截深
煤层厚度是划分采煤机类型的基本依据之一。与煤层厚度相对应的采煤机分为中厚煤层采煤机、厚煤层采煤机和薄煤层采煤机。
采煤机的采高应与煤层厚度的变化范围相适应。
下切深度以往叫卧底量，一般取100~300mm。
截深的选择主要考虑煤层压酥效应，当被截割的煤体处于压酥区内，截割功率明显下降。越靠煤壁，煤被压得越酥。
2）煤层倾角
当倾角大于12°时或潮湿底板倾角为8°时，采煤机应有防滑措施。
3）地质条件
地质条件包括断层，顶底板岩性，煤层中坚硬夹杂物（矸石和硫化铁等），煤岩的磨蚀性、脆性和韧性等。对采煤机选型影响较大的是断层，大功率采煤机能强行通过小断层。
3.2采煤机的基本参数的选取
根据上文描述确定采煤参数：工作面长度170m，采区长度620m，平均采高为2.5m。
1. 滚筒截深
截深是采煤机一次循环的推进量，即一次截割深度，由滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离确定。目前多数采煤机采用的截深为0.6m，大功率采煤机可取0.75左右。
根据本矿的实际情况，倾角较大，工作条件困难，故选取常用的截深B=0.6m。
2. 滚筒转速
滚筒转速是采煤机的一个重要参数，现代新型采煤机的滚筒转速能达到，考虑到本矿的倾角较大，为了保证工作的稳定，采煤机的滚筒转速不能太高，故选取转速为。
3. 截割速度
滚筒上截齿齿尖的切线速度称为截割速度。采煤机的截割速度用下面公式来进行计算
(3-1)
式中： ——截割速度，m/s；
D——选定的滚筒直径，m；
n——选定的滚筒转速，r/min。
为了实现一次采全高，其中滚筒直径应该大于最大采高的一半，即D > 1.25m ，初选采煤机的滚筒直径为D=1.6m
代入数据得：

4. 采煤机生产率
理论生产率为：
Q=60HBVρ （3-2）
式中：Q——理论生产率，t/h；
H——采高，m；
B——截深，m；
V——采煤机截煤时的最大牵引速度，m/min；
ρ——煤的实体密度，1.3~1.4t/m，一般取1.35。
采煤机的牵引速度一般为4m/min6m/min，过高的牵引速度会带来较大的牵引力和较大的电机负载，而且由于本矿倾角较大，需要保持采煤机的稳定，而且采煤时需要克服较大的阻力，根据其他矿井的实际运行情况并结合自身选取采煤机的最大牵引速度为1m/min，故将数据代入其中可得：
Q==121.1/h
5. 采煤机平均落煤能力
采用端部斜切进刀方式单向割煤，采煤机平均落煤能力可采用以下公式计算
（3-3）
式中： ——采煤机平均落煤能力，t/h；
——工作面日产量，1170t/d；
L——工作面长度，170m；
——采煤机两滚筒中心距，9.36m；
H——平均采高，2.5m；
B——采煤机截深，0.6m；
C——工作面回采率，95%；
——煤的容重，1.38t/；
——采煤机返向时间，2min；
K——采煤机平均日开机率，0.80；
——综采工作面日生产时间，960min；
i——采煤机割煤速度与空刀牵引速度之比，i=，取i=0.5；
代入上式得：
=117.9 t/h
6. 采煤机的平均割煤速度
（3-4）
代入上式得：

7. 采煤机最大割煤速度和和最大生产能力
由于采煤机在采煤过程中，煤层的赋存情况并不是固定不变的，所以采煤机的实际落煤量和割煤速度是随机的，因此，在选择采煤机时，采煤机的最大速度较平均速度应有一定的富裕量。
（3-5）
（3-6）
式中：——采煤机不均衡系数，1.3。
代入上式得：

8. 采煤机的功率
1）采煤机预计装机功率
（3-7）
式中：N——采煤机预计功率，kw；
——采煤机能耗系数0.8；
B——采煤机的截深，0.6m；
H——采煤机的截割高度，2.5m。
代入上式得：

2）采煤机的截割功率
采煤机的截割功率一般为装机功率的，所以截割功率为:

3）牵引和辅助功率
牵引功率：

辅助功率：

综上所述实际装机功率为

根据以上计算，考虑煤层厚度、夹矸情况，并利用矿方现有设备，选用KWB-3RDUW/B液压牵引采煤机，截割滚筒电机功率为2×160KW。采煤机参数如下表（3-2）。
表3-2 KWB-3RDVW型采煤机
内容
参数
采高范围/m
2.0~3.5
供电源电压v
1000
机面高度/m
1450
适应煤层倾角
≤20°
适应煤层硬度f
2~3
装机总功率/kW
320
摇臂长度/mm
1560
摇臂摆角上摆角度（°）
30.9
摇臂摆角下摆角度（°）
13.2
滚筒的转速r/min
38.71
截割速度m/s
3.1
表3-2 KWB-3RDVW型采煤机（续）
滚筒直径mm
1600
滚筒截深mm
600
最大卧底量mm
280
摇臂回转中心距mm
8155
滚筒最大中心距mm
9360
主架长度mm
11160
牵引方式
无链齿轮销排式
9.采煤机基本参数的校核
工作面计划生产能力：

式中：——工作面计划生产能力，；
——设计生产能力，万吨/年；
——年工作天数，天；
N——日工作时间，（“四六”制工作制度，每日三个班生产，一个班检修）。

计算结果表明，改采煤机的理论生产能力大于实际生产能力，符合实际要求
3.4采煤机的稳定性和防滑措施
工作面大倾角开采时，当采煤机上行割煤时，受自重倾向分力与滚筒割煤时煤体阻力的复合作用，采煤机上行困难，当采煤机所受复合作用力大于其牵引力时，采煤机将出现下滑；当采煤机下行割煤时，采煤机电缆会出现急速下滑现象，如不采取比较的技术措施，极易发生安全事故，因此必须采取一系列有针对性的采煤机防滑技术，实现工作面的安全高效生产。
采煤机防滑技术如下：
1.加强导向滑靴、平滑靴，导向滑靴、平滑靴采用了高强度耐磨材料，并改造加强平滑靴支腿；
2.工作面输送机的销轨改用了高强度耐磨材料，加大了采煤机导向滑靴与销轨的摩擦力；
3.开机前和开机中，加强采煤机牵引部、行走部、液压制动装置和运输机销排固定情况的检查维护，确保采煤机运行平稳，制动可靠；
4.双向上行割煤时，按回采工艺流程规定及时移架、推移运输机，使运输机的弯曲段尽量靠近采机；单向割煤时，移架后采煤机空刀上行，同样及时推移运输机，使运输机的弯曲段尽量靠近采机；
5.双向上行割煤停机时，上、下滚筒要全部落地；下行割煤停机时，滚筒应切入煤壁或上下滚筒全部落地后再停机，并尽可能将采煤机停靠在坡度相对较缓地段；
6.采煤机下行割煤时，电缆夹余长从工作面中部馈头处向下折叠；
7.大倾角采煤前，采煤机行走机构更换成实心花键轴，以防止大倾角割煤时因扭距大出现断轴放大滑事故；
8.采用具有制动功能的四象限变频器控制采煤机，实现大倾角回采时的均速割煤和回馈制动；
9.更换大制动力制动器。大倾角采煤前，更换制动闸蝶形弹簧，提高蝶形弹簧弹力，实现采煤机的强力制动；
10.工作面倾角大，煤机上行困难，如出现下滑现象，可选用1台液压安全绞车作为煤机的辅助牵引和防滑。
4.刮板输送机选型

4.1刮板输送机的选型原则
刮板输送机启动、制动、防滑性能良好，并能限制煤矸飞溅，确保运行稳定、安全可靠。实现以上目标，宜选用整体铸造槽帮双链刮板输送机；采用准边双链的链条布置形式；中部槽采用优质合金钢铸造底挡板、铲板槽与高强度耐磨中板组焊而成的整体结构，溜槽上带有可挂接防滑链的高强度耳座；刮板输送机封底；刮板输送机自身底板加装防滑钢筋棱条（40mm×20mm）；刮板输送机电机和减速系统垂直于机身布置；且宜选用加高挡板。
初选刮板输送机为SGZ-730/320型刮板输送机，双中链可弯曲刮板输送机。
表4-1 SGZ-730/320型刮板输送机
内容
参数
设计长度（m）
200
输送量（t/h）
700
刮板链速（m/s）
0.93
电机功率（KW）
2×160
工作电压（V）
660/1140
圆环链规格（mm）
P26×92
最小破断负荷（kN）
850
刮板间距（mm）
1104
中部槽尺寸（mm）
1500×730×275
减速器传动比
39737:1
减速器冷却方式
水冷
整机弯曲性能（°）
水平，垂直
该机为前部刮板输送机，中部槽采用优质合金钢铸造挡板、铲板槽帮与高强度耐磨中板焊接而成的整体结构，提高了强度，增加转载机及电控箱装置配套。实现回采工作面的落煤、装煤、运煤、推溜和顶板支护等工序的综合机械化采煤。
4.2刮板输送机的输送能力验算
刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大割煤能力，故架刮板输送机的输送能力
≧
刮板输送机的输送能力
≧ （4-1）
式中：——采煤机与刮板输送机同向运动修正系数一般取1.2

式中：——链速，m/s；
——采煤机平均割煤速度，m/min；
——运输方向和倾角系数。
代入数据得：
≧
该机的输送能力为700t/h，远大于实际输送能力，满足采煤机最大割煤量的要求。
4.3刮板输送机运行阻力的计算
1. 刮板输送机每米长度物料质量q的计算 
刮板输送机每米长度物料质量q：
（4-2）
式中：——刮板输送机输送量，700t/h；

2.刮板链条每米长度质量的计算
刮板链条每米长度质量，与链条直径、刮板链条形式及溜槽宽度等因素有关，经查表可知，该刮板输送机刮板链条每米长度质量51.0kg/m。
3.刮板输送机有载分支的基本运行阻力的计算

图4-1 刮板输送机运行阻力计算图
刮板输送机有载分支的基本运行阻力：
（4-2）
式中：——刮板输送机有载分支基本运行阻力（N）；
L——刮板输送机设计长度，200m；
g——重力加速度，取g=10m/s2；
β——刮板输送机倾角，0°；
q——刮板输送机每米长度物料的质量209.1kg；
——刮板链条每米长度的质量，51.0kg；
ω——物料在溜槽中移动的阻力系数；
——刮板链条在有载分支溜槽中移动时的阻力系数；
“±”——根据刮板链条向上运输时取“+”号；反之取“－”号。
代入上式得：

=291720N=291.72kN
4.刮板输送机无载分支的基本运行阻力的计算
刮板输送机无载分支的基本运行阻力：
（4-3）
式中：——刮板链条在无载分支溜槽中移动时的阻力系数；
——刮板输送机无载分支基本运行阻力（N）。
代入上式得：

5.刮板输送机弯曲时有载分支运行阻力和无载分支运行阻力的计算
（4-4）
（4-5）
式中：——刮板输送机弯曲运行时附加阻力系数。

6.刮板输送机运行总阻力W的计算
（4-6）
式中：——刮板链条绕上头部、尾部链轮回转时的附加阻力系数。
代入上式得：

7.计算各特殊点的张力
由图（4-1）可知，其主动链轮的分离点1为最小张力点。由“逐点法”计算得

8. 主动链轮的牵引力为

9.刮板输送机电机功率的计算
（4-7）
式中：——传动装置的效率，0.9。

所选刮板输送机的电机功率为320kW，破断能力为850kN，满足要求。
4.4刮板链强度验算
由上面的计算可知，最大静张力为点，所以=301.796。为了保证刮板链的稳定性，要以刮板链在工作中受到的最大张力验算其强度，最大张力为最大静张力与动张力之和，动张力可按最大静张力的计算。刮板链的抗拉强度以安全系数表示。
我国常采用下式来验算刮板链的强度，即：
（4-8）
式中：——刮板链抗拉强度安全系数；
　——链条数，单链，双链；
　——双链负载不均匀系数，对于模锻链，圆环链；
——一条刮板链的破断拉力（由刮板输送机的技术特征表中查的=850000）；
——刮板链实际承受的最大张力值。
代入数据得：

因此符合要求。
4.5输送机防滑措施
1.伪斜（伪仰）开采　
工作面煤壁与运输巷保持约96°±2°的夹角(根据工作面具体倾角而定)，保证运输巷超前，一方面可以减少工作面坡度，另外在推移输送机时，可给输送机一个向上的作用力，使得输送机下滑量与推移运输机产生的上窜量抵消一部分。
2.调整割煤工艺　
当输送机和支架下滑明显，上述措施不能有效防止下滑时，可采用单向割煤防止下滑：采煤机下行割煤，上行提空刀并推输送机。推输送机时，先推较低位置的机头，然后依次向上可避免输送机由机尾向下推移时的下滑推力，有效地防止输送机下滑。
3.留设防滑平台　
下端头5~7m范围割煤时适当留底煤，使下端头附近工作面煤层“倾角”变小，成为防滑平台。平台能阻止输送机下滑，也能保证输送机机头与转载机的合理搭接高度。
4.增设防滑千斤顶　
在采取其他防滑措施的同时增设输送机防滑千斤顶，为防止输送机下滑。
5.调“正”工作面　
工作面结束前，煤壁切眼与设计停采线不平行，需要调“正”工作面。一般要求将伪斜5°工作面调正为垂直上下平巷，此时将引起输送机下滑，导致工作面未到停采线时，输送机头已滑到下巷下帮，无法生产。此时，“调正”工作面过程