辽源职业技术学院
课程设计说明书题目：城西矿二采区放顶煤三级配套设计
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资源工程系·采煤教研室
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目录
第一章采区概述-----------------------------------4 第二章设备选型的程序------------------------------ 第二章设备选型-----------------------------------5 第一节采煤机选型------------------------------------5 第二节液压支架的选型--------------------------------7 第三节刮板输送机的选型------------------------------9
第一章采区概述
1、采区概况
珲春城西矿7#煤为全区可采，属稳定煤层，地质构造简单。以中厚煤层为主，本煤可采高度2.3～2.7m, 平均2.5m。勘探区内煤层厚度沿走向自北向南变薄，在倾向上由西向东变薄，且煤层厚度变化规律明显。结构较简单，层间距变化不大，自北向南稍有增大的趋势。煤层顶板以粗粒砂岩、粉砂岩为主，部分钻孔有伪顶，岩性为泥岩和碳质泥岩，底板为粉砂岩和细粒砂岩，局部见有碳质泥岩和伪底。矿井设计生产能力为4.0Mt／a。
2、煤层条件
该采区位于该矿第一水平，开采2号煤层，设计两个工作面，分别沿走向相对开采。两工作面长度为300m；第一采区长度为2100m.煤层平均倾角为20°，第二采区长度为2250m,截深为0.8m, 井田内煤层赋存稳定，煤层可采厚度2.3～2.7 m，平均2.5m，煤的密度为1.35t/m3地面无需保护地物，采空区全部采用自然垮落法。
3.采区煤层及其顶底板特征
煤层的自然发火期为16个月，煤层顶板无伪顶，直接顶为厚度7.0m的细沙岩，基本顶厚度为13m厚度的砾岩。煤层底板为石灰岩。
4.采区瓦斯、相对涌水量、煤质
采区瓦斯相对涌水量15mm3/t，正常涌水量100 m3/h煤尘具有爆炸性,煤质中硬。
第二章三机配套选型的程序
一、明确煤层赋存条件、生产条件及工作面产量要求
综合机械化采煤是一个多工序、多环节的采煤过程，工作面采煤、运煤及支护(包括端头及过渡支护)构成了综采最重要的几个环节。因此，这些环节上主要设备的功能、质量、生产效率与使用寿命是决定综采能否达到高产高效的关键，所以应依据煤层赋存及矿井选用可靠的具有良好使用效果的综采成套设备。为此在设备配套选型前应了解下列资料和要求。
(1)煤层赋存条件：煤层厚度(最大、最小和平均)；煤层倾角(最大、最小和平均)；开采深度(最大、最小和平均)；煤层硬度；煤层顶、底板的厚度、岩性及其分类；煤质和储量等。
(2)矿井地质及水文条件：地质构造复杂程度、断层、褶曲等；瓦斯含量；煤层自燃倾向性，煤尘爆炸危险程度；矿井尺寸及采区划分、采面长度、采高、推进长度等；水文地质条件(水源及涌水量等)。
(3)矿井能力及对工作面产量要求：矿井生产能力(万t／a)；矿井开采计划；矿井通风、排水、供水、供电、运煤、辅助运输等方式和能力；对工作面产量要求(t／月，t／a)及年工作日数；分析确定可能的工作面生产能力及采煤参数。
二、采煤工作面三机配套选型
(一)分析围岩条件，提出对架型、支架参数和支架结构选择的要求液压支架选型涉及采面顶板分类，要根据综采工作面的矿压特性选定液压支架支护阻力，并要考虑煤层赋存条件对支架结构的要求。对于高产高效工作面液压支架的选型中，液压控制方式和系统的选择尤为关键，因为它决定着工作面推进速度，影响着工作面高产高效。综采工作面矿压特性随不同的采煤方法及顶板类、级而异，因而对支架选型有相应要求。
(1)1、2类直接顶与I、Ⅱ级基本顶综采工作面的基本顶来压步距小而稳定，强度较小、顶板岩石压力小且分布均匀，直接顶特别是端面不稳定，受移架影响严重。因而要求支架初撑力高，控制端面顶板能力强，护顶能力强，挡矸、护帮
装置全，能快速从邻架操作移架，及时支护。
（2）3、 4类直接顶与Ⅲ、Ⅳ级基本顶综采工作面基本顶来压步距大、强度高，顶板岩石压力大而且分布不均，直接顶稳定。要求支架支撑能力大、抗水平推力强、切顶性能好，在冲击压力下支架安全阀流量大。
（3）倾斜分层下行垮落长壁综采工作面的基本顶来压对各分层越向下越缓和，顶板压力分层越向下越小而不均，下分层支架易压死、歪斜倾倒，顶板易破碎，下分层移架和所需时间对顶板稳定性的影响大于上分层。因此，要求上、下分层支架应有区别。对于上分层，由于顶板为实体岩石，要求支架工作阻力较大；由于底板煤体强度较弱，则要求支架底座比压分布较均匀、接触比压较小；由于上分层要为下分层铺网，故要求支架设置铺网和洒水装置。对于下分层，由于顶板为破碎岩石，故要求支架工作阻力较小，并且除最下一个分层底板为岩层实体外，其余各下分层均是煤层，因此也要求支架底座比压分布较均匀、接触比压较小。
(4)对于采煤工作面，随着采空区的距离，上覆岩层动压频繁，矿压显现强烈，支架应具有足够的支护阻力，必要时采区人工放顶；采煤支架要有相应的防片帮、漏顶装置，尽力保持支架稳定性，为此提高支架刚度是十分重要的。
(5)综采工作面仍有明显基本顶来压，有时还较强烈。因此，支架应有足够的工作阻力，按其煤层赋存条件应比普通综采工作面阻力提高一些为好。为防止采空区冒落的矸石渗入工作面影响煤质。以及顶板破碎架间掉矸伤人选择支架时应考虑选用带有侧护板和挡煤板的支撑式掩护液压支架及时支撑刚刚暴露的顶板；并采用带压移架、初撑力保持阀，以提高初撑力，减少顶煤早期下沉和断裂，尽力保持其稳定性，防止顶板下落。综采工作面顶板压力受多种因素影响，分布不均，因此它将导致支架和采面围岩工作状态不良。为使支架能可靠地工作，要求支架的结构件及其连接件都要有足够的强度和刚度。为了保证支架支撑安全性能及稳定性，要求维修人员每班必须对液压支架进行一次检查，发现问题及时处理避免因漏压卸压，压力不足等影响正常工作。保证快速移架。支架要有利于顶煤软化、降尘、防火，因此支架选型时要考虑注水、洒水、喷雾、等要求。
(6)液压支架控制方式有手动、液压及电液控制系统，我国多用手动控制。为了实现综采工作面高产高效，加快推进，我国试验并推广了KS2型液压支架手
动快速移架系统。在铁法晓南煤矿试验，经测试实现单架降、移、升共用时间10．25S。兖州鲍店煤矿采用快速移架系统，并配置流量为200L／rain和315L ／min的大流量乳化液泵，于2000年综放工作面实现年产351．37万t。开滦钱家营煤矿采用大流量系统并提高泵的流量至200L／min，加快了移架速度，1999年3月创月产26．59万t的好成绩。神华大柳塔煤矿引进了电液控制系统的液压支架，电液控制液压支架采用了电磁或微电机控制的先导阀、先进可靠的压力和位移等传感器、灵活自由编程的微处理机以及多：芒=线和位处理等现代新技术，因此，与传统的手动液压控制液压支架相比较，其性能上具有许多显著的优点。总之，高产高效工作面需要选用大流量快速移架系统，有条件时应选用电液控制系统。
(二)按煤层条件及工作面生产能力初选采煤机
1．采高、下切深度和截深
(1)采煤机的采高H应与煤层厚度M的变化范围相适应。采煤机产品说明书中所说的“采高”往往是滚筒的工作高度，而不是真正的采高，考虑到底板上的浮煤和顶板下沉的影响，工作面的实际采高要减少，一般比煤层厚度小0．1～0．3m。为保证采煤机正常工作，采煤机的采高应有较大的可调范围。
(2)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，或采煤机割到输送机机头和机尾时能割掉过渡槽的三角煤。下切深度也叫卧底量，一般取100～300mm。
(3)截深影响采煤机的截割功率(截深大功率大)，还影响采煤机与液压支架和输送机的配套尺寸。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时，截割功率明显下降。越靠近煤壁，煤被压得越酥。一般压酥深度为煤层厚度的0．4～1．0倍。脆性煤取大值，韧性煤取小值。当滚筒截深为煤层厚度的1／3时，截煤阻力比未被压酥煤的截割阻力小33％～50％。为了充分利用煤层压酥效应，中厚煤层截深一般取0．6或0.8m。近年来大功率电牵引采煤机的截深向增大方向发展，部分截深已达1．0rn和1．2m。加大截深的目的是为了提高生产效率，减少液压支架的移架次数。但加大截深必然造成工作面空顶距加大，因此必须提高移架速度和牵引速度，并做到及时支护。
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。采用无链牵引与制动闸的配合，可以停车制动。一旦制动闸失灵或故障，将出现采煤机高速下滑而造成人身或设备的重大事故。为此，在电牵引调速系统中应采用回馈制动。在直流电牵引中可四象限运行，能实现回馈制动，电动机超速发电回馈电网，电磁力变为制动力矩，使采煤机下滑变慢，电牵引采煤机能适应的工作面倾角较大，如3LS可达30度，EDW450／1000I。可达45度。在交流电牵引调速系统，若采用电能消耗在电阻上的能耗制动，制动力较小，如DRl02102电牵引采煤机适应的倾角才l5度；若倾角更大需采用四象限运行方式，实现回馈制动。为此，需在变频器中再反并联一套有源逆变电路，或者采用交一交变频器，以便实现四象限运行。制动闸的制动力距一般为最大工作力矩的2／3，能有效地控制下滑，制动也较平稳。采煤机采用无链牵引装置和制动闸，在大倾角工作面使用时不必再设液压防滑绞车。
3．煤层地质构造
煤层地质构造包括断层、顶底板岩性、火成岩侵入体在煤岩中的宽度、煤层中坚硬夹杂物(矸石和硫化铁等)、煤岩的磨蚀性、煤层的层理和节理、煤的脆性和韧性等。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落差小于lm的砂页岩、页岩断层。
采煤机的实际生产率比理论生产率低得多，特别是机器的可靠性对生产率的影响更为突出。采煤机的生产率主要取决于采煤机的牵引速度，生产率与牵引速度成正比。牵引速度的快慢受到很多方面因素的影响，如液压支架移架速度、输送机的生产率等，同时还受瓦斯涌出量和通风条件的制约。在实际选取采煤机时，应按工作面生产能力确定采煤机牵引速度、牵引力、装机功率和滚简直径，初选采煤机。
(三)根据工作面生产能力和采煤参数初选刮板输送机
工作面刮板输送机生产能力的选择原则是保证采煤机采落的煤被全部运出，并留有一定备用能力。
(四)“三机”配套选型应考虑的问题
工作面“三机”的相互联系尺寸与空间位置配套关系，设备性能的协调性与
适应性，各设备之间的生产能力配套是“三机”配套的重点问题，其中核心设备是液压支架。
从具体配套程序来看，首先是将上述依条件及生产能力初步确定的采煤机和刮板输送机的机型进行配套，而后再据此配套横、纵断面与支架配套。
1.确定“三机”配套最低支架结构高度依采高要求确定“三机”配套的最低支架结构高度H z为
H z=A+C+t
式中A——采煤机机身高度、输送机高度和采煤机底托架高度之和，mm，其中采煤机底托架高度应保证机身下部空间大于过煤高度E，一般E取250～300mm；
C——采煤机机身上部空间高度，mm，不仅要考虑便于采煤机司机观察和操作，而且要考虑顶板下沉后不影响采煤机顺利通过；
t——支架顶梁厚度，mm。
2．确定采煤机自开切口的“三机”纵向配套尺寸依采煤参数及巷道尺寸和采煤工艺要求，确定采煤机自开切口的“三机”纵向配套尺寸。目前综采高产高效工作面刮板输送机一般采用交叉侧卸式布置，为了采煤机能够自开切口，必须使输送机的机头、机尾延伸至平巷中，割煤滚筒在长摇臂的支撑下，可以实现自开缺口，“三机”尺寸要匹配，保证不丢底煤，且能割透上下煤壁，上下平巷顶底板符合设计要求，保证“三机”运行推移正常。
3．工作面断面应满足通风安全要求在采煤机行走机构与刮板输送机的承载和导向机构在结构尺寸上做到密切配合的前提下，由工作面各种设备确定的工作面断面应满足通风安全的要求。特别是在高瓦斯煤矿和煤尘大的放顶煤综采工作面中，更应满足通风安全的要求。
4．校核工作面“三机”性能的配套在“三机”横纵断面配套尺寸关系确定后，要校核工作面“三机”性能的配套。综采工作面“三机”性能的配套主要指各设备性能之间的互相匹配问题，在满足生产能力的前提下，要充分发挥各设备的性能，不使设备处于超负载状态或低效率运转。采煤机与液压支架经常发生配套问题。例如，兖州东滩煤矿通过采用大流量快速移架系统及采用间隔移架法改变了移架推输送机速度慢的现象，同时充分发挥了AM500型采煤机的截割能力，
将采煤机的平均牵引速度提高到4．5m／rain以上，最大限度地解决了采煤机牵引速度慢于放煤速度的矛盾，使每个生产循环有效地控制在50min以内，显著提高
第二章设备选型
综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机,是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系,选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。
第一节采煤机选型
机械化采煤工作面的生产能力主要取决于采煤机的落煤能力。因此，根据不同的煤层条件，正确选用采煤机械，对提高工作面产量、节约能耗及安全生产是十分重要的。
一、对采煤机械的基本要求
采煤机选型时应尽量满足以下基本要求：
1.功能方面的要求
采煤机械主要完成此啊没工艺的落煤和装煤这两道工序。因此，采煤机械的工作机构必须具有足够的落煤和装煤能力、采高能调节、能量消耗少、采落下的煤块度大、截煤过程中的产生的煤尘少，能自开缺口等等。
2.适应性能方面的要求
采煤机械必须适应给定的煤层厚度、硬度、煤层倾角、围岩条件等要求。
3.性能方面的要求
采煤机械的性能应满足工作面设计的要求。如采煤机械的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和降低煤尘含量的要求；截深应满足控顶距及支架移动步距的要求等。
4.安全及劳动保护方面的要求
采煤机械要有可靠的喷雾降尘装置和完善的安全保护装置。如电动机恒功率自动调速、液压自动调速、高低压保护、回零保护、油温保护、冷却水保护等装置；电气设备必须防爆；当煤层倾角较大时，应有安全防滑措施等等。
5.经济性和可靠性的要求
采煤机械是机械化采煤的关键设备，它的维护费用在吨煤成本中所占比例相当大，因此，采煤机必须有良好的可靠性和经济性，以保证安全、高效、经济的运行。
二、采煤机的选型
1.根据煤的坚硬度选型
滚筒式采煤机适于开采坚硬度系数f＜4的缓倾斜及急倾斜煤层，对f=2.5—4的中硬以上的煤层，应采用大功率采煤机。
2.根据煤层厚度选型
采煤机的最小采高、最大采高、过煤高度、过机高度等都取决于煤层的厚度，煤层厚度可根据技术要求分为三类：
（1）薄煤层煤层厚度小于是1.3m。最小采高在0.65—0.8 m时，只能采用爬底板式采煤机；最小采高在通常情况下0.75—0.90 m.时，可选用骑溜式采煤机。
（2）中厚煤层煤层厚度为1.3~3.5m。开采这类煤层在技术上比较成熟，根据煤的坚硬度等因素可选择中等功率的采煤机，如MG340、MXA—300/3.5、MG300—W（2×300）、MG200—W（2×200）等。
（3）厚煤层煤层厚度在3.5 m以上。由于大采高液压支架及采煤、运输设备的出现，厚煤层大采高一次采全高综采工作面取得了较好的经济指标。适用于大采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以及俯采的要求，此外由于落煤块度较大，采煤机和输送机应有大块煤机械破碎装置，以保证采煤机和输送机的正常工作。
适于煤层大采高一次全高的采煤机有MXA—300/4.5、MXA—600/4.5、MG300—WG（600）、AM—500等型采煤机，最大采高达4.1m。
当采用厚煤层放顶煤综采工艺时，在长度大于60 m的长壁放顶煤工作面，采煤机选型与一般长壁工作面相同；但在短壁工作面，可选用正面截割的短工作面采煤机和侧面截割的短工作面采煤机两种机型。前者其滚筒轴线平行于工作面，致使顶底板由多个圆柱体相交而成为不平坦的表面，造成支架和输送机移动的困难，另外机身重心高，稳定性差。然而由于机身短、结构紧凑、操作维修方便，较为适于短工作面使用。侧面截割的MGD150—NW采煤机则克服了上述缺点，该机摇臂在机身中间出轴，并可旋转270°，机身短、工作平稳，装煤效果也很好。
3．根据煤层倾角选型
煤层倾角分为三类：0～5度近水平煤层5～25°为缓倾斜煤层25°～45°
为倾斜煤层；45°以上为急倾斜煤层。
在工作面潮湿的条件下，摩擦系数减小，倾角大于8°时，就应备用防滑装置。
4．工作面小时生产能力
采煤机按照中厚煤层4.0Mt／a的产量要求，工作制度为330d／a，按每天两面，每面两班生产一班检修计算，则采煤工作面生产能力约793t／d。工作面采煤机开机率按60％，采煤机功率按美国开采硬煤估算功率经验值为0．5～0．7kW·h／t，则：
工作面小时生产能力为：
Q=60HBvqp
=60*2.5*0.8*1.35*6
=972t
式中；Q-----生产率 t/h
H-----工作面平均采高，m
B-----截身，m
Uq----采煤机最大牵引速度，m/min
p-----煤的实体密度/立方米
根据采煤机生产厂家资料，设计选定采煤机型号为MG160/380-WD，其主要技术参如下表：
MG160/380-WD型采煤机主要技术特征
技术特性性能单位
型号MG160/380-WD
采高 1.4-3.2 m 适应煤质硬度2-4 f 煤层倾角0-25 (°)
截深800 mm
滚筒直径 1.25 m
牵引方式电牵引，无链牵引
牵引力360kN
牵引速度0-7.5m/min
链条规格齿轮- 销轨
摇臂摆动中心距5850mm 机面高度1350 mm
卧底量170 mm 耗水量/水压L/min/MPa 喷雾灭尘方式内外喷雾
摇臂长度1798 mm/t
滚筒转速52.45mm 总重41 t
设计单位无锡盛达煤矿机械厂
制造厂无锡盛达煤矿机械厂
第二节 液压支架的选型
正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，实现高产高效，是一个很重要的要素。在选择架型时，首先要考虑煤层的顶板条件，下表是液压支架的使用经验，提出各种顶板条件下适用的架型。
液压支架一般由顶梁、底座、立柱、推移装置、操作控制装置和其他辅助装置组。支撑式支架由顶梁、底座、立柱、推移及挡杆装置组成;掩护式支架主要由顶梁、掩护梁、底座、立柱,前、后四连杆及推移装置等组成.
1.煤层厚度
煤层厚度不但直接影响到支架的高度和工作阻力，而且还影响到支架的稳定性。当煤层变化较大时应选用调高范围大的支架。
2.煤层倾角
煤层倾角主要影响支架的稳定性,倾角大时易发生倾倒、下滑等现象.当煤层倾角大于120 时,应设防滑和调架装置. 当倾角超过180时，应同时具有防滑防倒装置。
3.工作面地质情况
由第二章地质概述可知煤层埋藏不深，顶压较小，且无伪顶，直接顶为厚6m 的细沙岩（Ⅱ类）；基本顶为厚10m 的砾岩（Ⅱ级）；底板为石灰岩，顶、低板含水可能大，增加了煤的含水性，采煤工作面的环境不好。
该采区地质构造简单，除左右边界有断层外，其它地方地质条件较好；采区正常涌水量为h m /1503。采煤工作面瓦斯相对涌出量为t m /163，没有煤与瓦斯突出危险；煤层自然发火期为6个月，煤尘具有爆炸性，没有冲击地压危险性。通过对才采煤工作面风量的调节，能够满足工作面人员的呼吸设备散热和除尘的要求。
此工作面的采煤方法一次采全高，液压支架要提供足够的支撑力，保证工作面在顶板周期来压时工作面安全。推移千斤顶要提供足够的推溜力，保证刮板输送机能顺利的推移。并要提供足够的拉架的力，保证液压支架能够顺前移。
液压支架是综采工作面主要设备之一，约占工作面装备投资的60％～70％。因此支架不但要稳定可靠、故障率低，而且使用寿命要长。近年来液压支架有向重型化发展的趋势，支架工作阻力逐年增加；液压支架技术另一重大突破是控制系统，应用电液控制技术，采用电磁(或微电机)控制的先导阀，先进可靠的压力和位移传感器，灵活自由编程的微处理机技术，红外遥感技术等现代科技成果，使液压支架的动作自动连续进行，移架速度大大提高，支架循环时间达到6～8s。配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术，可实现工作面自动控制。煤层可采厚度2.3～2.7m，平均2.5m，顶板岩性主要以各种粒级的砂岩为主，粉砂岩次之，底板岩性以粉砂岩为主，次为细砂岩。设计经过对煤层岩性分析，并参照邻近矿区近年来开采情况。煤层时的煤岩揭露情况，确定选用电液控制掩护型液压支架，并与采煤机配套，支架选型计算如下。
1．支架支护强度
按估算法有：
公式：q=KMp*10-5
式中M---采高，取2.5m；
K---顶板岩石厚度系数，取5～8；
p---岩石密度，一般取2.5*103°
q=(5～8)*2.5*2500*0.00001=0.31～0.5MPa
取0．5MPa。
2．支架结构高度支架的最大高度为：
Hmax=Mmax+S1=2.7+0.2=2.9(m)
式中Mmax---煤层最大采高，取2.7rn；
S1---伪顶或浮煤冒落厚度，一般取0．2m。
支架的最小高度应比最小采高低0．25～0.35m
Hmin=Mmax-0.25=2.3-0.25=2.15(m)
式中Mmax---煤层最小采高，m。
根据支架支护强度的计算，借鉴国内经验，结合高产高效工作面的特点，液压支架选取ZZ4400/18/36支撑掩护式液压支架
，其技术参数见下表。
ZZ4400/18/36支撑掩护式液压支架
项目性能单位标准型号ZZ4400/18/36
支架整体性能
高度 1.8～3.6 m 中心距 1.5 m 工作阻力4500 kN 初撑力3516 kN 支护强度760 2
/m
kN
对底板比压 1.32 MPa 长 宽 3.33 m 重量14.5 t 工作压力31.5 MPa
立柱
型式
缸/杆径200/185 mm 行程180/160 mm 工作阻力1100 kN 初撑力897 kN
推移千斤顶
型式
缸/杆径140 mm 行程700 mm 推移输送机力431 kN 拉架力272 kN
侧推千斤顶
型式
缸/杆径63 mm 行程170 mm 工作阻力87 kN 拉力43 kN
护帮千型式
斤顶缸/杆径80 mm 行程250 mm
推力141 kN
拉力86 kN
前梁千斤顶
型式
缸/杆径140 mm 行程140 mm 推力431 kN 拉力188 kN
制造厂平阳煤机厂
第三节刮板输送机的选型
1.适用范围
刮板输送机适用于温度在2500C一下的粉状、粒状、小块状及混合物料的密闭输送，以水平运输为主，也可倾斜输送，其最大输送倾角为250。主要适用于各种原料的输送，可适用于矿山、冶金、煤矿、化工对含矸率无过高要求的物料输送，系统中粒度在300mm以下。结构简单，当水平运输时可分为单、双层运输，安装维修方便，可多点进料，本机为干法输送，不宜输送粘性大的，要求破碎低的易破碎性物料。
2.选型原则
(1)输送机的输送能力，有最大输送能力和平均输送能力，如需调节输送能力，应指明速度的变化范围；
(2)给料点、卸料点的数目和位置；
(3)刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生能力,一般取1.2倍;
(4)要根据刮板链的质量情况确定链条数目,结合煤质硬度选择链子结构型式;
(5)应优先选用双电机双机头驱动方式;
(6)应优先选用短机头和短机尾;
(7)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、电机功率和刮板链强度等。输送能力要大于采煤机生产能力并有一定备用能力。电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。刮板链的强度应按恶劣工况和满载工况。
综合以上因素，该工作面选用SGD-730／180型刮板输送机与采煤机配套使用，主要参数如下。
工作面刮板输送机选型需满足三个方面的要求，即运输能力与采煤机生产能力相适应；外形尺寸和牵引方式与采煤机相匹配；运输机长度与工作面长度相一致。采煤机生产能力为：
Q=60vMBTH
式中Q——采煤机小时割煤量，t／h；
v——采煤机牵引速度，取4m／min；
M——煤层厚度，取3．0m；
B——截深，取0．80 m；
y——煤的体积质量，1．42t／m3；
H——有效截割系数，取0．9。
综采工作面采煤机小时割煤量：
Q=60×4×3.0×0．80×1．42×0．9=736(t／h)
根据环节能力配套并考虑一定的富裕系数，工作面可弯曲刮板输送机的额定运量应达到1000t／h。
由《综采技术手册》查得此采区应选用中双链交叉侧卸式刮板输送机SGD-730／180。此刮板输送机主要技术参数表如表所示
SGD-730／180刮板输送机主要技术参数表
(二)按煤层条件及工作面生产能力初选采煤机
1．采高、下切深度和截深
(1)采煤机的采高H应与煤层厚度M的变化范围相适应。采煤机产品说明书中所说的“采高”往往是滚筒的工作高度，而不是真正的采高，考虑到底板上的浮煤和顶板下沉的影响，工作面的实际采高要减少，一般比煤层厚度小0．1～0．3m。为保证采煤机正常工作，采煤机的采高应有较大的可调范围，其最小采
泵的选型原则、依据、操作方式及配套管路和附件的选择 一、泵的选型原则 1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。 2、必须满足介质特性的要求。 对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵 对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如AFB不锈钢耐腐蚀泵，CQF工程塑料磁力驱动泵。 对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴封用采用清洁液体冲洗。 3、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。 4、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。 5、离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。 因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵： a、有计量要求时，选用计量泵 b、扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵. c、扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵。 d、介质粘度较大（大于650~1000mm2/s）时，可考虑选用转子泵或往复泵（齿轮泵、.螺杆泵） e、介质含气量75%，流量较小且粘度小于37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。 f、对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动（电动）隔膜泵。 二、泵的选型依据 泵选型依据，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，即液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等。 1、流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能 力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时，以最大
浅谈综采采煤机械设备的“三机”配套 发表时间：2018-12-18T11:43:23.600Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：刘显 [导读] 摘要：综采工作面通常所说的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机。 平煤神马机械装备集团河南重机有限公司河南平顶山 467000 摘要：综采工作面通常所说的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机。综采工作面“三机配套”包括生产能力的配套和安装结构的配套两方面的内容。生产能力的配套相对来说比较简单，而安装结构的配套对于采煤工作面的正常生产起着至关重要的作用。综采工作面“三机配套”的安装结构方面的配套就是要确定工作面刮板输送机、采煤机、液压支架几何关系，也就是要确定他们的搭配尺寸，以使三机设备的整体效能达到最佳。 关键词：综采工作面；采煤机；液压支架；刮板输送机 通过多年的实践经验告诉我们，对于综采工作面的“三机”（采煤机、刮板输送机和液压支架）的合理科学配套问题，关系到煤矿综采工作面正常生产的重要前提。只有科学、合理的配套采煤机、刮板输送机和液压支架，使它们之间在生产能力、设备性能、设备结构、空间尺寸以及相互连接部分，在形式、强度和尺寸等方面都顺畅、合理，并互相匹配好，才能保证各设备正常运行，实现工作面高产高效的生产。 一、综采工作面“三机配套”概述 煤矿综采工作面主要设备包括液压支架、采煤机、刮板输送机，俗称“三机”。目前，国内“三机”生产厂家众多，型号规格各不相同，形成综采设备配套的多种多样。而正常做“三机配套”的设计只注意了适应煤层地质条件、生产能力的配套、“三机”配套中名义尺寸的配合，而往往忽略在“三机配套”中一些细节尺寸的设计，造成了综采设备在使用过程出现故障率高、矿产资源损失高等不足而影响生产。现就“三机配套”过程中的一些细节问题进行探讨，保证了设备配套恰当从而使设备的效能得到最充分利用。 二、“三机”的选型原则 2.1液压支架选型 在液压支架与围岩力学相互作用研究的基础上，综合分析不同地质条件下支护阻力确定的理论研究成果并分析不同支架的结构力学特征，为支架选型提供依据。液压支架选型必须考虑的主要地质和采矿条件如下：（1）直接顶稳定性类型；（2）基本顶级别及相应矿压显现参数（初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度）；（3）底板类别及相应的力学参数（容许载荷强度、抗压缩刚度）；（4）截高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化等；（5）煤层倾角和工作面推进力向；（6）瓦斯等级和必需的通风断面等。 2.2采煤机选型 采煤机是综采工作面最主要的生产设备。选型时，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。一般要根据煤的坚硬度、煤层厚度以及顶底板性质进行选型。 2.3刮板输送机选型 综采工作面刮板输送机的选择要与工作面采煤机的生产能力及工作面的设计长度相适应。工作面选用的是大功率采煤机，大多选择刮板输送机驱动功率较大，以满足采煤机生产能力要求等。工作面刮板输送机的结构形式及附件必须能与采煤机的结构相匹配，如根据所选采煤机的行走部宽度选取刮板输送机的机槽宽度、根据工作面长度选择刮板输送机的长度，同时还要与支架的拉架力、推移千斤顶连接装置间距及结构相匹配。刮板输送机主要参数的确定原如下：（1）单位时间运输能力，应与采煤机生产能力匹配；（2）电机功率，视输送机运输能力及铺设长度而定；（3）结构，与采煤机和液压支架相配套。 三、综采工作面配套要点 在“三机配套”过程中部断面有梁端距、截深、滚筒直径、机面高度、卧底量、采高、铲板间距等参数的确定。在配套过程对众多参数要综全分析才能保证相关尺寸设计的恰当，现结合水城矿业集团几个综采工作面所出现的问题来分析这些关键尺寸的相关关系。 3.1梁端距的选择 梁端距a（控顶距）指顶梁前端至煤壁的距离。从顶板管理的角度来说，其值越小越好；但由于采高的要求，其值过小易造成采煤机割顶梁。由于煤矿生产过程中往往会遇到煤层变化的现象。尤其以贵州煤层条件为差，煤层变化极大。这就要求采煤机具备采高高于顶梁的能力，避免“越采越矮”的现象。 3.2刮板输送机电缆槽与支架行人空间的选择 为职保证较小的控顶距，输送机总宽度包括电缆槽就尽可以的小，但由于采煤机的功率决定了其电缆直径，其电缆直径较在。而在实际使用过程中经常出现采煤机电线脱离电缆槽被采煤机行走挤伤的机电事故，此类事件的发生不仅影响了生产还会造成严重安全隐患。电缆槽宽度应尽可能选择大一些。当电缆槽尺寸影响到行人空间时，可以采取一是考虑将立柱后移，二是考虑支架操作阀位置改变等方法以增大行人空间。 在考虑电缆槽宽度尺寸的前提下，还应注意液压支架底座至刮板输送机的距离，在采煤机电缆挤伤事故中，如能增加液压支架底座至刮板输送机的距离，将可有效防止电缆挤伤的现象。 3.3过煤空间和卧底量的选择 过煤空间C指刮板输送机中板至采煤机腹部的高度。卧底量指采煤机摇臂下摆至最低位置时，刮板输送机底部与采煤机最低位置截齿的高度。一般来说，过煤空间和卧底量的数值越大越好，但实际上这二者是相互矛盾并相互影响的。在中厚煤层开采过程中，过煤空间和卧底量由于整个开采空间而互不干涉。在薄煤层开采中，这个问题比较突出。解决方法主要有增加采煤机滚筒直径，在允许的情况下增高齿轨高度等措施。 四、综采设备的寿命配套 对于综采工作面配套设备的配套问题，也是一个复杂的工作系统。前提都是在满足正常生产的条件下，使每个设备都能安全、正常运转，如此才能充分发挥全套设备的整体效能。而寿命配套，则是指各种设备必要的大修周期，也就是说各种综采设备的大修周期要从理论上讲应当相同，但实际上只能要求它们相接近即可。不然在工作面生产过程中，容易造成交替地更换设备及进行大修，或者是某些设备在“带病”运转，这样都对工作面的正常生产和对设备的使用寿命造成极大影响，甚至导致个别设备直接受损。
综采工作面“三机配套”的思考与探讨 郭文学 河北联合大学2012级工程硕士（在读） 中煤第一建设有限公司南阳坡分公司 1.概述 综采工作面通常所说的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机。综采工作面“三机配套”包括生产能力的配套和安装结构的配套两方面的内容。生产能力的配套相对来说比较简单；而安装结构的配套对于采煤工作面的正常生产起着至关重要的作用。综采工作面“三机配套”的安装结构方面的配套就是要确定工作面刮板输送机、采煤机、液压支架几何关系，也就是要确定他们的搭配尺寸，以使三机设备的整体效能达到最佳。 中煤第一建设有限公司南阳坡分公司生产运营的中煤金海洋南阳坡煤业公司的30205工作面就出现了工作面“三机”安装结构不配套的情况，在采煤机割煤的过程中，采煤机滚筒总是割到液压支架的前梁，造成采煤机摇臂离合轴扭断，经过现场观察和测量，最后找到了原因并制定方案解决了问题。 2.采煤工作面“三机”配套的几何参数 采煤工作面“三机”配套的几何参数主要有：工作面采煤高度、采煤机过煤高度、采煤机卧底量、端面距、铲板空距、工作面行人空间及放顶煤开采时的放煤高度等。“三机”配套的几何参数的相互关系见下图：
2.1 工作面采煤高度（H） 对于一次采全高的综采工作面，采煤高度主要取决于煤层厚度；对于放顶煤综采工作面，采煤高度主要取决于煤层厚度、采煤工人舒适而合理的采煤空间、煤矿相关的权威性文件规定的合理采放比要求以及煤层赋存的地质条件。综采放顶煤工作面的采煤高度的选取一般不宜选的太大，采高太大会使得工作面煤壁很难维护，易发生片帮事故，给设备管理和安全管理带来困难。综采放顶煤工作面应当在保证合理采放比的要求下满足采煤工人的舒适而合理的采煤空间，再进一步确定合理的采煤高度。放顶煤工作面的采煤高度一般控制在1800～3300mm，最高一般不超过3700mm。 2.2 采煤机过煤高度（G）
综采工作面配套设备选型设计任务书 设计任务 1）根据所给原始数据进行设备配套选型的详细计算 2）编写综采设备配套选型设计的说明书 3）工作面综采设备配套关系图 目录 综采工作面配套设备选型设计说书 第一章液压支架的选型. 第二章滚筒采煤机的选型 第三章工作面可弯曲刮板输送机的选型 第四章工作面运输巷带式输送机的选型 第五章采区负荷统计及变压器、电缆、开关的选型 第六章总结 第七章参考文献
第一章液压支架的选型 一、影响液压支架选型的因素 影响液压支架选型的因滚．主要是矿山地质条件，如顶、底板稳定性、煤层厚度、煤层倾角、煤层赋存状况及瓦斯含量等，其中以煤层及顶，底扳稳定性影响最大。 1、顶板稳定性 顶板稳定性直接影响支架的架型支护强度，顶板岩性的不同．决定支架的架 型的型式，岩层载荷和顶板的稳定性主要影响支架支护强度和顶梁的结构型式。一般讲：煤层顶板稳固平整，应选用支撑式支架；煤质松软、顶板破碎煤层，应选用掩护式支架；而煤层顶板坚硬。则应选用支撑掩护式支架。 2、底板稳定性 底板岩石的组成．结构及岩石力学性质是支架选型不可忽视的另一重要条件．底板的稳定性．对支架底座影响颇大．支架架型选取不当，会使支架陷入底 板，使移架困难。根据我国煤层底板岩石抗压强度。建议按表1-1选型。 表1-1 不同底板条件下选用的架型 3、煤层厚度 煤层厚度主要影响支架支护强度，煤层厚度越大支护强度应越高，煤层厚度大小及变化情况，又决定着支架的结构高度和伸缩范围。 厚度超过2.5m，顶板有水平推力时，应选用抗水平推力强的掩护式或者支撑掩护式支架，一般不宜采用支撑式支架。厚度在2.5~2.8m（软煤取上限，硬煤取下限）以上时，支架应带支护帮装置，当厚度较大时，支架应选用调高范围较大的双伸缩立柱或者带机械加长杆的单伸缩立柱，若为假顶分层开采，应选用掩护式支架。 4、煤层倾角
1 工作面具体情况 本章的重点在于通过对31902工作面的地质条件，瓦斯涌出情况、矿压值等情况进行分析说明。并将以这些情况作为工作面(三机)选型的最基本条件。 1.1工作面地质条件 1.1.1工作面概况 31902是煤矿设计的第十个综采面，工作面煤层为南翼19层煤，三采区，煤层呈一宽缓单斜构造，倾角10°～15°，煤层发育较稳定且赋存状态一般。南与31901工作面相邻，北面是将要开拓31903工作面。该工作面设计走向长度为980米，工作面设计长度为180米。煤层厚度在2.3米至2.9米之间，平均厚度为2.6米。平均倾斜角度为13°，煤质硬度f =1.3，可采储量878752T ，。 1.1.2顶底板岩层特征 表1-1 顶底板特征表 1.2底板比压 表1-2 各类底板的指标界限及参考岩性 ［1］ 底板类别 基本指标 辅助指标 参考指标 参考岩性 名称 代号 允许底板载荷强度ρP / MP a 允许底板刚度ρS Mp a/mm -1 允许底板单向抗压强度ρR / MP a 极软 Ⅰ ≤3.0 ρS ≤0.3 ρR ≤8.5 充填岩、泥岩、软煤 松软 Ⅱ 3.0＜ρP ≤6.0 0.3＜ρS ≤0.7 8.5＜ρR ≤13.2 泥页岩、煤 根据《煤矿作业规程编制指南》中底板分类表及工作面底板岩石的种类判断31902工作面的底板允许比压值为2.5～3MP a 顶底板 岩石名称 厚度/m 特征描述 分类 基本顶 粗砂岩 4.0 灰白色胶结致密分选性差 沉积岩 直接顶 泥岩 2.5 黑色致密块状、均一含碳屑 沉积岩 直接底 泥岩 6.7 浅灰色，致密块状含粉砂岩 沉积岩
设备的设计与选型7.2 原料筒仓依据：A 豆粕日用量4.8t B 豆粕比重730kg/m3 C 麸皮日用量3.2 t D 麸皮比重600 kg/m3 E 装料系数80% F可储存时间为30天 豆粕筒仓：m 57.246% 807301000306.9=′′′3 取筒仓直径为1 m，则246.57=π（4/2）2′h，解得h=1.7 m 故设计直径为1m、高1.7 m的豆粕筒仓1个。麸皮筒仓：3.2′30′1000/（600′80%）=200m3 本科毕业设计第31 页共42 页 取筒仓直径为2 m，则200=π（4/2）2′h，解得h=1.8m 故设计直径为2m、高1.8m 的麸皮筒仓1个。7.3 锤击式粉碎机选用上海市希科粉体设备有限公司生产的SDF-500(1型)捶击式粉碎机，其排料粒度＜3mm，转子转速3000r/min，生产率0.2-0.5t/h,配用JO2-51-6电机，功率18.5kw,电压380V。每天需粉碎原料为8吨，则用该设备2台。 7.4 罗茨鼓风机选用D36′35-40/3500型罗茨鼓风机,其流量为403 m/min,转数1400r/min,配用JO2-84-4电机,功率40kw。每天需风送原料为8吨，则用该设备输送共需时间不到半小时。故选取Y90连续压式气力输送装置两套，分别用于原料输送和熟料输送。7.5 旋转式蒸煮锅拟采用浙江宁波市味华灭菌设备有限公司生产的WHZ—5型5.83m3旋转蒸煮锅，配2.2kw电机。一般5m3旋转式蒸煮锅处理原料约1.3吨，每天蒸料量为8吨，则共需蒸料次数为8/(5.83×1.3/5)=5.28次。现设计每天蒸6次，则每次处理原料量为8/6=1.34吨。根据前面所述蒸料操作知，蒸煮一锅约需130分钟，而原料输入及熟料输出时间大约为15分钟。故每锅从入料到处料所需时间约为150分钟，即2.5小时，蒸6锅共需15小时。因此，选取该型号的旋转蒸料锅2个，同时进行蒸煮，每锅工作时间为7.5小时 7.6 麸皮储斗每锅处理原料1.34吨，则每锅麸皮处理量为1.34′40%=0.54吨，设麸皮储斗容积为V，装料系数为80%，则有：V′80%=0.54′1000/600，解得，V=1.125m3。设储斗上部为圆柱、下部为圆锥，其中心角为90度，取直径为1米，上部高为h，则有：π′0.53/3+π′0.52′h=1.125，解得h=1.266m，取h=1.3m。所以设计麸皮储斗为上部为圆柱、下部为圆锥，其中心角为90度，直径为1米，上部高为1.3米。7.7 拌种设备拌种搅龙，主要用于均匀混合种曲和熟料，可选用JL-250型螺旋输送机选输送 量约为5～10t/h。总功率3.6kw选用一台即可。7.8 种曲池依据蒸料锅技术参数可知种曲池容积约为10 m3 ，每锅熟料体积约3 m3，1.34吨，一锅入一种曲池，每天6锅，共需种曲池6个。因制曲时间约24小时，则需另取3个种曲池轮换使用。因此，共需种曲池9个。7.9 拌盐绞龙成曲移入发酵池前需拌入一定量的盐水。成曲靠重力下落，速度不宜过大，以免损害米曲霉。因此，选取螺旋输送机的处理量也不必很大。现选取GX20型螺旋输送机。其技术参数为：螺旋叶直径200mm，输送量约8t/h,机身宽242mm，机身高316 mm。成曲移池依次进行，故选取1台GX20型螺旋输送机即可。7.10 发酵池依制曲机技术参数可知发酵池容积约为33m3，每批制曲时间为24小时，发酵时间为15天，为保证连续生产，可选用长2.5m，宽2.5m，高3m的发酵池16个。7.11 电动葫芦及抓斗采用BCD2—12D型防爆电动葫芦和ZJM－450型0.45 m3电动抓斗。BCD2—12D型防爆电动葫芦的性能参数为：起重量2t，起重高度12m，起升电动机型号BZD31-4，容量 3kw，转速1380r/min，抓斗运行电动机型号BZDY,12-4，容量0.6kw，转速1380r/min, 起升速度8m/min，运行速度20(30)m/min。发酵池容积为5′2.5′3=37.5m3，0.45m3抓斗需运行84次。由发酵池到淋池往返一次约5分钟，则每天移一个发酵池的酱醅所需时间为5′84=420分钟，约7个小时。故选一套电动葫芦和抓斗即可。7.12 翻曲机采用宁波市味华灭菌设备公司生产的FQ-8B型翻曲机。该机翻醅曲速度为1～4m/min。绞龙组数8组，总功率7.3kw。该设备采用多组集翻曲、粉碎多功能的特殊绞龙，在平整的筛面板上，曲料含底翻透；电动行走：并采用机械无级调速、自动返回、停止装置，既适应于多品种的曲料，又安全可靠；电动升降机构，使机器适应各种深度曲池；中转车配合，直接将机器移入
内蒙古利民煤焦有限责任公司煤矿Ⅱ0116采区工作面设备选型 说 明 书 内蒙古利民煤焦有限责任公司 二〇一二年六月八日 内蒙古利民煤焦有限责任公司煤矿Ⅱ0116采区工作面设备选型说明书编制单位：生产技术部
编制时间：2012年6月8日编制人： 生产部部长： 总工程师： 副总经理： 总经理： 董事长：
一、矿井基本情况： 内蒙古利民煤焦有限责任公司煤矿（简称利民煤矿）位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克旗境内，卓子山煤田棋盘井矿区东南部。矿井井田面积7.986 km2，资源储量11168万吨，可采储量6212万吨，全矿井主采煤层两层9#和16#，平均可采厚度分别为2.96m、5.16m。煤层埋藏深度160m～400m，顶底板岩石的稳固性为中等～较好，煤层均为向西南倾斜的单斜构造，倾角5°～10°，平均7°；煤类为JM、1/3JM及FM。矿井水文地质类型是复杂型矿井；矿井属于斯矿井；煤尘具有爆炸性，爆炸指数为26～37%；各煤层均具有自燃倾向性，自燃等级为二级。 二、采区概况： Ⅱ0116采区位于利民煤矿井田西北部，东至井田东部边界，西至F27断层保护煤柱，南至工业广场保护煤柱，北至井田北部边界。采区内煤层上限标高为1145米，下限标高920米，地面标高为1353～1408米。全区属高原侵蚀性丘陵地貌，新生界广泛分布，基岩零星出露，为荒漠～半荒漠地区，植被稀疏，采区走向长300米～1700米，倾斜长230～2230米，面积2km2。 据现有资料，Ⅱ0116采区基本为一向SWW倾斜的单斜构造。地层倾角平缓，一般倾角为5～10°，采区南部受F27正断层及其派生断层的影响，煤层倾角略有增大。本区没有陷落柱，岩浆侵入体及古河床冲刷现象。 矿井煤层位于石炭系上统太原组上部第一岩段（C2t2-1）下部，煤层自然厚度4.46～11.60m，平均6.37m；可采厚度3.34～8.67m，平均5.16m。煤层厚度有一定的变化。煤层自然厚度变异系数为24%。煤层结构复杂，含夹矸1～8层，一般3～4层，煤层为结构复杂、层位稳定、对比可靠、全区发育且可采的较稳定煤层。
大采高综放工作面“三机”配套选型技术研究 本文针对大采高综放工作面”三机”配套选型，首先概述了配套选型的基本原则，进而详细论述了”三机”选型方法，可以为相关技术人员进行”三机”配套选型以及管理提供合理的参考。 标签：大采高综放“三机” 0引言 随着工作面机械装备水平的不断提高，大采高一次采高在煤矿开采生产中得到了广泛的应用，各种大功率以及大采高的重型综采设备更是推动了大采高综采放顶煤开采技术的应用发展。为了进一步的提升大采高综放工作面的产量，在煤矿开采生产过程中，应该系统合理的对采煤机、刮板运输机、液压支架这“三机”进行配套选型，并加大系统的设备能力，以进一步的增加大采高综采工作面长度，实现采高和截身的加大，提高综放工作面的生产能力以及安全可靠性，充分发挥煤层综放开采的技术经济优势。 1大采高种方面“三机”配套的原则分析 大采高综放工作面的“三机”即采煤机、液压支架系统以及刮板运输机，为了确保大采高综放工作面的生产能力以及不同设备的效能，必须合理的进行“三机”设备的总体配套，配套需要遵循的原则主要有以下几方面： （1）“三机”配套必须适应大采高综放工作面的地质条件。对于大采高综放工作面“三机”的配套选型，必须满足于煤层倾角、煤层厚度、顶煤冒放性、煤层底板、顶板压力、煤层硬度等地质条件的要求。 （2）满足生产能力的基本要求。对于“三机”的配套选型，还应该综合考虑分析大采高综放工作面的生产能力要求，尤其是在设备的选型过程中应该综合的考虑采煤机回采能力、刮板运输及输送能力、液压支架的移架速度、皮带传送级的运输能力以及乳化液泵站的输出能力，必须与大采高综放工作面的生产能力相适应。 （3）符合配套尺寸的相关要求。对于“三机”的配套选型，还应当综合考虑机械设备与空间几何尺寸之间的关系，尤其是对大采高综放工作面前后部刮板运输机、液压支架以及采煤机之间搭配尺寸的协调，以避免“三机”设备在运转过程中发生干扰。 （4）满足工作面安全生产的需要。对于大采高综放工作面，安全可靠是“三机”选型必须考虑的内容。对于无立柱空间宽度、综合通风断面、工作面空顶间距、液压支架推移千斤顶的行程、防滑锚固装置的设置情况等，都必须综合考虑分析以确保工作面安全生产的需要。
交换机在一些比较大型的局域网中已经非常普遍，随着网络技术的空前发展，交换机产品也日益丰富，厂商不断涌现，Cisco、Avaya、3COM、华为、联想、D-Link、方正、港湾、神州数码等等成百上千家都提供不同层次的交换机产品，来满足各层次用户的需求。面对如此众多的厂商和产品，是不是让您觉得眼花缭乱?怎样才能够选择最适合自己的交换机产品呢?其实笔者认为，任何东西都是万变不离其宗，只要你掌握了产品的本质特性，再根据自身的特点，看菜吃饭，量体裁衣，就不难找到适合自己的东西了。在这里，笔者与各位网友共同学习一下交换机的主要性能指标，从技术角度对交换机有个基本的认识，以便在今后选购和使用交换机时做到心中有数。 一般来说，与交换机性能和设备选型密切相关的因素主要有背板带宽、包转发率、交换方式、端口类型、端口速率、端口密度、冗余模块、堆叠能力、VLAN数量、MAC地址数量、三层交换能力等,下面以几款产品为例逐一介绍： a.背板带宽 背板带宽是我们在选购交换机时应该十分注意的一个性能指标，它标志着一个交换机总的吞吐能力。背板带宽约高，你的交换机负载数据转发能力就越强，网络瓶颈就越低。在以背板总线为交换通道的交换机上，任何端口接收的数据，首先被放到总线上，再由总线传递给目标端口，这种情况下背板带宽就是总线的带宽。现在的许多交换机，尤其是模块化的交换机都为交换矩阵设计，这种设计的交换能力更强，在这样的交换机上，背板带宽实际上指的是交换矩阵的总吞吐量。背板带宽以Gbit/s为单位，从几Gbit/s到几百Gbit/s不等，一般来说固定端口交换机背板带宽较低，而模块化交换机背板带宽较高，如Cisco桌面级交换机CISCO WS-C2950G-48-EI的背板带宽为4.4Gbit/s，而企业级交换机CISCO WS-C6513的交换矩阵吞吐能力是256Gbit/s，相差两个数量级。当然背板带宽越高的价格也就越贵，像上面提高的CISCO WS-C6513目前市场售价大概在11万到12万左右。 b.包转发率 在我们选购交换机时经常会注意到背板带宽和端口速率，但包转发率这项指标也是不可忽视的。包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力，单位是Mpps(百万包/秒)。包转发率的数值从几Mpps到几百Mpps不等。如Cisco 2950系列交换机包转发率一般为6.6Mpps。华为S5516的包转发率为24Mpps。 c.交换方式 目前交换机通常采用直通式交换、存储转发式、碎片隔离式三种。其中直通式交换延时小，速度快，但不提供错误检测，容易丢包;存储转发与之相反，它是接收数据包后先缓存起来，做CRC校验，过滤错误的数据包后再发送到目的端口，这种交换方式稳定准确，但是延时大，华为的S3026交换机即属于存储转发式，该技术是目前交换机使用最为普遍的方式。还有一种技术，就是碎片隔离式技术，它算是以上两种技术的折中吧，原理是在转发之前先检查数据包的长度是否够64Byte，如小于该值，则丢弃(说明是假包)，如大于该值，则转发。该种技术一般应用于低端交换机当中。 d.端口类型 端口类型是指交换机上的端口是以太网、令牌环、FDDI还是ATM等类型，一般来说固定端口交换机只有单一类型的端口，而模块化交换机则可以有不同介质类型的模块可供选择，从而实现各种网络的互连。如华为的S3050交换机提供的是 10/100Base-TX,1000Base-FX端口，而华为S5516交换机有1000/100/10Base-T，1000Base-LX，1000Base-SX等几种接口可供选择。在我们小型办公室中使用的交换机一般是以RJ45以太网端口居多。 e.端口速率 除了背板带宽、包转发等，端口速率也是衡量交换机的一项重要指标，像神州数码DCS-1016交换机提供10M/100M速率，而其模块化交换机DCRS-7515能够提供10M/100M/1000M等不同速率。目前低端交换机一般都能够提供10M、100M速率，高端交换机能够提供1000M甚至更高。
关于数字监控系统中的交换机选择 一、接入层交换机的选择： 接入层交换机主要下联前端网络高清摄像机，上联汇聚交换机。 以720P网络摄像机4M码流计算，一个百兆口接入交换机最大可以接入几路720P 网络摄像机呢？ 我们常用的交换机的实际带宽是理论值的50%-70%，所以一个百兆口的实际带宽在50M-70M。4M*12=48M，因此建议一台百兆接入交换机最大接入12台720P网络摄像机。 同时考虑目前网络监控采用动态编码方式，摄像机码流峰值可能会超过4M带宽，同时考虑带宽冗余设计，因此一台百兆接入交换机控制在8台以内时最好的，超过8台建议采用千兆口。 二、汇聚层交换机的选择： 汇聚层交换机主要下联接入层交换机，上联监控中心核心交换机。一般情况下汇聚交换机需选择带千兆上传口的二层交换机。 还是以720P网络摄像机4M码流计算，前端每台接入层交换机上有6台720P网络摄像机，该汇聚交换机下联5台接入层交换机。该汇聚层交换机下总带宽为 4M*6*5=120M，因此汇聚交换机与核心交换机级联口应选千兆口。 三、核心层交换机的选择： 核心层交换机主要下联汇聚层交换机，上联监控中心视频监控平台，存储服务器，数字矩阵等设备，是整个高清网络监控系统的核心。 在选择核心交换机是必须考虑整个系统的带宽容量及如何核心层交换机配置不当，必然导致视频画面无法流畅显示。因此监控中心需选择全千兆口核心交换机。 如点位较多，需划分VLAN，还应选择三层全千兆口核心交换机。 四、决定交换机性能的几个参数 1、背板带宽
背板带宽计算方法：端口数*端口速度*2=背板带宽，以华为S2700-26TP-SI为例，该款交换机有24个百兆口，两个千兆上联口。 背板带宽=24*100*2/1000+2*1000*2/1000=8.8Gbps。 2、包转发率 包转发率的计算方法： 满配置GE端口数×1.488Mpps+满配置百兆端口数×0.1488Mpps=包转发率 （1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps，1个百兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为0.1488Mpps）。 交换机有24个百兆口，两个千兆上联口。 包转发率=24*0.1488Mpps+2*1.488Mpps=6.5472Mpps。 五、其他 1、摄像机码流 100W(720P)像素摄像机的码流为4.5M 130W(960P)像素摄像机的码流为6M 200W(1080P)像素摄像机的码流为8M 300W像素摄像机的码流为10M 500W像素摄像机的码流为13-15M 举个例子，200W(1080P)像素、码流为8M的摄像机一般8个端口的交换机即可。 由于交换机的带宽实际利用率只有60%-70%，所以一定要选择更大带宽的交换机。另外在看背板带宽时，也要注意其包转发率，只有背板带宽和包转发率均满足要求的交换机，才能让视频传输更顺畅。 提醒：背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件效率/专用芯片电路设计有问题；背板相对小，吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。 2、建议 百兆口可使用超五类双绞线，千兆口应使用六类双绞线或者光纤。
附录一：交换机的性能参数和使用选型 4.1 交换机性能参数 交换机参数是使用者用来衡量交换机用途、性能的重要参考依据，任何一个网络在施工之前都必须经严格的论证，论证的过程就包括网络拓扑结构的分析，节点设备功能的确定等环节；其中设备功能的确定主要是根据该网络的业务要求而确定，也就是能常所说的设备选型，而选购者也就是根据交换机相应的性能参数来选购所需设备。例如该网络用户需要满足的最小带宽、用户节点数量、是否支持远程网络管理、该交换机有多少个扩展槽、支持那些网络协议、是否支持VLAN、端口数量等等。 4.1.1基本参数 基本参数是设备选型时的主要参考标准，通常从这些参数中就能了解该设备的主要信息，判断是否满足建网要求等，例如我们需要购买一台支持网管功能的第三层千兆企业级模块化以太网交换机，这些参数年中就标明了设备类型。主要类型参考如下。 1.设备类型 交换机的分类标准多种多样，常见的有以下几种： （1）根据网络覆盖范围分 局域网交换机和广域网交换机。 （2）根据传输介质和传输速度划分 以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。 （3）根据交换机应用网络层次划分 企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。 （4）根据交换机端口结构划分 固定端口交换机和模块化交换机。 （5）根据工作协议层划分 第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。 （6）根据是否支持网管功能划分 网管型交换机和非网管理型交换机。
2.交换方式 目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换、存储转发式和碎片隔离方式三种数据包交换方式。目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。 （1）、直通交换方式（Cut-through） 采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节），不需要存储，所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。所谓延迟（Latency）是指数据包进入一个网络设备到离开该设备所花的时间。 它的缺点主要有三个方面：一是因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力；第二，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入／输出端口直接接通，而且容易丢包。如果要连到高速网络上，如提供快速以太网（100BASE－T）、FDDI或ATM连接，就不能简单地将输入／输出端口“接通”，因为输入／输出端口间有速度上的差异，必须提供缓存；第三，当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越复杂，实现起来就越困难。 （2）、存储转发方式（Store-and-Forward） 存储转发（Store and Forward）是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，并且能支持不同速度的输入／输出端口间的交换，可有效地改善网络性能。它的另一优点就是这种交换方式支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。实现的办法是将10Mbps低速包存储起来，再通过 100Mbps速率转发到端口上。 （3）、碎片隔离式（Fragment Free） 这是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案。它在转发前先检查数据包的长度是否够64个字节（512 bit），如果小于64字节，说明是假包（或称残帧），则丢弃该包；如果大于64字节，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢，但由于能够避免残帧的转发，所以被广泛应用于低档交换机中。 使用这类交换技术的交换机一般是使用了一种特殊的缓存。这种缓存是一种先进先出的FIFO（First In First Out），比特从一端进入然后再以同样的顺序从另一端出来。当帧被接收时，它被保存在FIFO中。
综采工作面三机配套方案 综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机,是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系,选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。 1 “三机”的选型原则 1.1 采煤机的选型原则 (1)采煤机能适合的煤层地质条件,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。 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。 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。采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。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。截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。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、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。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确定。牵引力是由外载荷决定的,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,一般取采煤机电机功率消耗的10%~25%。滚筒采煤机电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。 1.2 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(支撑式、掩护式、支撑掩护式)、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。 1.3 刮板输送机的选型原则 (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。 (2)要根据刮板链的质量情况确定链条数目,结合煤质硬度选择链子结构型式。 (3)应优先选用双电机双机头驱动方式。 (4)应优先选用短机头和短机尾。 (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、电机功率
带式输送机的选型设计 由于带式输送机的零部件已经标准化，但从整台机器的布置形式、基本尺寸和运输能力等都是根据工艺要求、用途来确定的，所以对整机来说，是非标准的。由此，需要根据用途进行选型设计。 一、带式输送机选型设计的依据及要求 1．设计依据 (1)根据工艺的要求给料和卸料的方法确定带式输送机的运输线路。如根据受料点的位置和卸料点的方位，就可以确定带式输送机的水平输送距离Lh。提升高度H和布置倾角。 (2)根据运输线路上的地形和途经相邻的设备以及建筑物的关系。确定输送机运输线路上是否设宣曲线区段(凹弧段和凸弧段)，或者中间是否要设置转载点。 (3)根据运输物料的性质和工作环境，为选择带速、带宽、摩擦驱动提供依据。 (4)根据运输机的生产串，确定输送机的规格等。 2．选型设计的要求 带式输送机的选型设计要解决以下几个问题， (1)确定输送带的规格及电动机功率； (2)选择输送机所需要的零、部件； (3)绘出输送机安装关系图。 二、带式输送机造型设计的步骤 1)根据己知条件中给料位置、卸料位置、地形、地貌，设计输送机布置线路，确定其基本尺寸如输送机长度L、水平投影长Lh、提升高度H和倾角β等。 2)选型计算(根据本章第四节内容进行)； 3)根据计算结果和输送机的工艺布置，应用TD75型通用固定带式输送机设计选用手册，选取所需各类零、部件； 4)绘制输送机安装总图。 三、带式输送机的工艺布置
由于生产系统的需要或建筑结构等种种原因，带式输送机有各种各样的布置方式。带式输送机最基本的布置形式见图1—36中的a、b、c、d、e等五种形式。其中a——水乎式；b——倾斜式；c——由倾斜转为水平式；d——由水平转为倾斜式，采用平缓弯曲的布置形式，e——由水平转入倾斜向上，采用急剧弯曲的布置形式。 图I—36c是由倾斜转变为水平的带式输送机，在转折点附近的托辊，如对于平型上托辊，可以由两个改向滚筒代替；对于槽形托辊，这个转折段就应该做成圆弧形(凸形)，同时托辊间距要比一般的间距小一倍，否则可能使输送带产生折皱或洒落物料。转折段圆弧的最小曲率半径见表1—35。 表1-35 带式输送机凸弧段的曲率半径 图1—36d是由水平转为倾斜的带式输送机，其转折处是根据输送带下垂曲线来 布置托辊的输送带的悬垂线，在理论上是条抛物线，实际上可按圆弧布置，圆弧半径取决于输送带的宽度和张力。由水平转为倾斜的转折圆弧(又称凹弧段)，其最小曲率半径见表l—36。如果圆弧半径小于表中数值，则输送带就会离开托辊，造成输送带扭转而洒落物料(绕中线)；实际上，由于输送带上负荷的变化，即使所取得的半径比最小允许值大得多，输送带也有可能离开托辊。所以在有些转折处采取压轮的方法，即用两个压轮将输送带凹弧段上股压住，中间仍可以通过物料；下股用变向滚筒转折。 表1-26 带式输送机凹弧段的曲率半径（TD75型） 在进行带式输送机布置时，应特别注意输送机的转载点。当两条输送机转载时，转载点的空间尺寸应保证能安装一台输送机机头和下一台输送机机尾的所有部件，同时应使物料能够顺利流入下一台输送机中。 在输送机走廊里，带式输送机安装尺寸如图l—37所示。若同时安装两台，则中间人行道至少要保持700mm宽。而两边通道尺才为400mm，图中B0=B+(300～400)mm。 图1-36，图1-37
浅谈交换机的工作原理及选型依据 摘要：随着人们对网络数据传输速度及传输性能的要求日益提高，传统的第一类网络集线设备——集线器（hub），由于其共享介质传输、单工数据操作和广播数据发送方式等原因决定了它很难满足用户对高速度及性能的要求，在这种需求下，一种新型的集线设备——交换机出现了，交换机克服了集线器的种种不足，在短时间内得到了业界的广泛认可，交换机技术也得到了飞速发展，传输速度更是得到了很大的提升，目前最快的以太网交换机端口带宽可达到10Gbps,千兆（G）级的交换机在各企业的骨干网络中早已得到了广泛使用。 关键词：集线器、交换机、MAC地址、背板带宽 1.1交换机的工作原理 交换机是一种基于MAC（网卡的硬件地址）识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备，交换机正如它的名字一样采用的是交换的工作模式，它可以“学习”网络中各个终端的Mac 地址，并把其存放在内部的MAC地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。 在计算机网络系统中，交换工作模式的提出是相对于对共享工作模式的改进，我们知道集线器（hub）是一种共享介质的网络设备,而且集线器（hub）本身不能识别目的地址，是采用广播的方式向所有节点发送，然后由每一个节点上的终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收，在这种方式下很容易造成网络堵塞，因为接收数据的只有一个节点终端，而向所有的节点都发送数据，那么绝大多数的数据流是无效的，这样就造成网络数据的传输效率很低，而且由于发送的数据每个节点都会接收到，就可能导致不安全的因素产生。 交换机拥有一条很高很快的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有端口均挂接在这条背部总线上，当控制电路接收到数据包后，处理端口会查找内存中的MAC地址对照表以确定目的MAC地址的网卡接在哪个端口上，通过内部交换矩阵直接将数据包传送到目的端口，而不是所有端口，如果目的MAC地址不存在，则广播到所有的端口，交换机的这种工作方式较于集线器来说不但效率高，不浪费网络资源，因为它只是对目的地址传输数据，不容易造成网络堵塞，而且安全系数高，发送数据是其他节点很难侦听到所发送的信息。这也是交换机能很快取代集线器的重要原因之一。 交换机的另一个重要特点是它不像集线器一样每个端口共享带宽，它的每一个端口都
辽源职业技术学院 课程设计说明书题目：城西矿二采区放顶煤三级配套设计 专业班级： 设计周数：________ 姓名： 指导教师： 资源工程系·采煤教研室
指导教师评语： 设计成绩： 指导老师签名： 年月日
目录 第一章采区概述-----------------------------------4 第二章设备选型的程序------------------------------第二章设备选型-----------------------------------5 第一节采煤机选型------------------------------------5第二节液压支架的选型--------------------------------7第三节刮板输送机的选型------------------------------9
第一章采区概述 1、采区概况 珲春城西矿7#煤为全区可采，属稳定煤层，地质构造简单。以中厚煤层为主，本煤可采高度2.3～2.7m, 平均2.5m。勘探区内煤层厚度沿走向自北向南变薄，在倾向上由西向东变薄，且煤层厚度变化规律明显。结构较简单，层间距变化不大，自北向南稍有增大的趋势。煤层顶板以粗粒砂岩、粉砂岩为主，部分钻孔有伪顶，岩性为泥岩和碳质泥岩，底板为粉砂岩和细粒砂岩，局部见有碳质泥岩和伪底。矿井设计生产能力为4.0Mt／a。 2、煤层条件 该采区位于该矿第一水平，开采2号煤层，设计两个工作面，分别沿走向相对开采。两工作面长度为300m；第一采区长度为2100m.煤层平均倾角为20°，第二采区长度为2250m,截深为0.8m, 井田内煤层赋存稳定，煤层可采厚度2.3～2.7 m，平均2.5m，煤的密度为1.35t/m3地面无需保护地物，采空区全部采用自然垮落法。 3.采区煤层及其顶底板特征 煤层的自然发火期为16个月，煤层顶板无伪顶，直接顶为厚度7.0m的细沙岩，基本顶厚度为13m厚度的砾岩。煤层底板为石灰岩。 4.采区瓦斯、相对涌水量、煤质 采区瓦斯相对涌水量15mm3/t，正常涌水量100 m3/h煤尘具有爆炸性,煤质中硬。