优化选型：三机的选型原则

1.采煤机的选型原则和主要参数的确定

1）采煤机的选型原则

（1）采煤机能适应煤层地质条件，其主要参数（采高、截深、功率、牵引方式）的选取要合理，并应有较大的适用范围。

（2）采煤机应满足工作面开采生产能力的要求，其生产能力要大于工作面设计能力。

（3）采煤机的技术性能良好，工作可靠，具有较完善的各种保护功能，便于使用和维护。

2）采煤机主要参数的确定

采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。

（1）实际生产能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。

（2）采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。

采煤机的采高范围应包含煤层的采高范围，也就是采煤机最小采高小于煤层最小采高；采煤机最大采高大于煤层最大采高。滚筒直径是滚筒采煤机采高的主要调节变量，每种采煤机都有几种滚筒直径供选择，滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。采煤机滚筒直径应小于或等于煤层最大采高的2/3，并保证滚筒在刮板机机头和机尾处卧底量为100～150 mm。

（3）截深的选取与煤层厚度、煤质、顶板岩性以及移架步距有关。

采煤机的适应倾角应大于煤层倾角。虽然电牵引采煤机均采用双牵引部、齿轮销轨式牵引，但是，向上割煤截割阻力较大，牵引力加大，容易烧毁牵引电动机和损坏机械传动部分。因此，当煤层倾角大于采煤机适应倾角时，应采用同步绞车向上牵引。

（4）截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度，由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定。

对采煤机的功率消耗，当煤质较硬（f ≥4）时，滚筒截深选0.63 m，根据工作面实际采高、长度、容重、0.6 m 截深计算每刀煤的产量。如果每月能完成计划产量，滚筒截深原则上不选0.8 m。滚筒截深大，截割阻力增大，容易烧毁截割电动机，损坏机械传动系统。

（5）牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算来确定的。

（6）牵引力是由外荷载决定的，其影响因素较多，如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等，没有准确的计算公式，一般取采煤机电动机功率消耗的10%～25%。

滚筒采煤机电动机功率常用单齿比能耗法或类比法计算，然后参照生产任务及煤层硬度等因素确定。

采煤机机型应根据工作面煤层采高范围、煤层倾角、煤质、每月计划产量、每刀生产能力等因素进行合理选择。目前，采煤机均采用多电动机横向布置、大功率电牵引形式，因此，采煤机机型的选择范围较大。

2.液压支架的选型原则和主要参数的确定

1）液压支架的选型原则

（1）液压支架的选型就是要确定支架类型（支承式、掩护式、支承掩护式）、支护阻力（初撑力和额定工作阻力）、支护强度与底板比压以及支架的结构参数（立柱数目、最大/最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等）及阀组性能和操作方式等。

（2）选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之前，必须将所采工作面的煤层、顶/底板及采区的地质条件全部查清，然后依据不同类级顶板选取架型，最后依据选型内容结合国内现有液压支架的主要技术性能直接选定架型及其参数所对应的支架型号。

2）液压支架主要参数的确定

（1）支架高度的选择：最大高度应高于最大采高0.2 m 以上，最小高度应低于最小采高0.2 m 以下。同时考虑留有足够的过机高度（0.2 m 以上）。

（2）支架工作阻力的选择：应根据顶板压强来确定，一般不低于2 MPa/m2。支架接触顶板的压强应确定在4 MPa 以上，考虑初期和周期顶板来压等因素，掩护式支架一般在薄煤层和中厚煤层的工作阻力为5 000～7 000 kN。

（3）架型的选择：一般薄煤层和中厚煤层选择掩护式支架；一次采全高的厚煤层且顶板压力较大时选择支承掩护式支架；厚煤层一次不能采全高的，应选择放顶煤支架；煤层倾角较大时，选择防倒防滑支架。

（4）液压支架应达到的移架速度和液压系统流量：为了保证高产高效工作面采煤机连续割煤，整个工作面移架速度应不小于采煤机连续割煤的平均截割牵引速度。

采煤机平均截割牵引速度为

式中 Qh——工作面设备的小时运输量，由年产量来确定的，t/h；

B——截深，m；

M——采高，m；

γ——煤的实体密度，t/m3；(www.xing528.com)

c——能力富裕系数。

工作面移架速度vy 为

vy＞KyVc

式中 vy——工作面移架速度，m/min；

Ky——不平衡系数，一般为1.17～1.22。

单位时间内（每分钟）移架数目N：

式中 N——单位时间移架数目，架/min；

J——支架中心距，m，通常为1.5 m；

支架的移动速度主要取决于支架液压系统的流量QL。

当所需要的支架速度确定后，供液系统所需流量QL 为

式中 QL——供液系统所需流量，L/min；

kf——考虑到漏液、窜液、调架同时用液时的工况供富裕系数，一般取1.1～1.2；

n1——推移千斤顶的个数；

S1——支架移架时的步距；

F1——推移千斤顶拉架时工作腔的面积，mm2；

n2——立柱的根数；

S2——立柱升柱、降柱的行程，m；

F2——降柱时活塞面积，mm2；

F3——升柱时活塞面积，mm2。

3.刮板输送机的选型原则和主要参数的确定

（1）刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力，一般取1.2 倍。

刮板输送机每小时的输送能力要大于或等于采煤机每小时的生产能力，这样才能提高采煤机的割煤效率。

（2）要根据刮板链的质量情况确定链条数目，结合煤质选择链子结构形式。

（3）应优先选用双电动机双机头驱动方式。

（4）应优先选用短机头和短机尾。

刮板输送机的机头、机尾都不能太高，如果太高，则采煤机的滚筒卧底量不够，造成装煤效果不好，两端底板三角煤割不着，势必打眼放炮人工拉底，既浪费时间和材料，又加大了工人的劳动强度。

在开采薄煤层时，机头、机尾过渡槽不能太长，若过渡槽太长，则采煤机在刮板输送机两端走不到位，煤壁割不透，势必放炮落煤，浪费了人工和材料。

（5）应满足采煤机的配合要求，如在机头、机尾安装张紧、防滑装置，靠煤壁一侧设铲煤板，靠采空区一侧附设电缆槽等。

在选型时要确定的刮板输送机的参数主要包括输送能力、电动机功率和刮板链强度等。输送能力要大于采煤机的生产能力并有一定备用能力。电动机功率主要根据工作面倾角、铺设长度及输送量的大小等条件确定。刮板链强度应按恶劣工况和满载工况进行验算。

（6）刮板输送机型号的选择。刮板输送机与采煤机在生产能力上需配套，在型号及安装上也要配套。采煤机导向滑靴落在刮板输送机销排上，行走滑靴落在刮板输送机铲煤板上。行走轮与销排应啮合良好。

（7）刮板输送机中部槽的选择。中部槽不能太高，过高会影响装煤效果。铲煤板要向底板下扎，铲刃要有较大斜面，以保证硬帮浮煤能够铲起。这样硬帮浮煤装得干净，推刮板输送机时又不会造成漂底。