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中厚煤层使用的单滚筒采煤机： D=（0.55～0.6）Hmax Hmax= A-h/2+L sinαmax+D/2 式中 A——用户在选定机面高度，m；

D——滚筒直径，m； H——电动机高度，m； L——采煤机摇臂长度，m； αmax——摇臂向上最大； αmin——最小摆角。

综采工作面双滚筒采煤机一般都是一次采全高，故滚筒直径D应稍大于最大采高之半，即：

D>2/1Hmax

式中 D——滚筒直径，m； Hmax——最大采高之，m。 2. 截深

截深即滚筒宽度，是指滚筒外缘到端盘外侧截齿齿尖的距离，即一次截割的深度。中厚和厚煤层采煤机常用0.6或0.63m；薄煤层采煤机，由于牵引速度较低，为保持足够高的生产力，截深一般在0.71～1.0m。

第三章 支护设备的选择

第一节 支护设备的用途和种类

在回采工作面中，为了保护工作面内机器和人员的安全生产，要对顶板进行支撑和管理，以防止工作面空间的顶板冒落。

回采工作面使用的使用的支护设备有金属摩擦支柱、单体液压支柱和自移式液压支架。它们与采煤机和工作面输送机分别组成“普采”、“高档普采”和“综采”设备。

液压支架是以高压液体为动力，由金属构件和若干液压元件组成。它使支架的支撑、切顶、移架和输送机推移等工序全部实现了机械化。因而大大地改善了回采工作面的工作条件、降低了人们的劳动强度，有效地增加了摇动安全性，使工作面的产量和效率得到了很大的提高，并为工作面的自动化创造了条件。但液压指教对煤层的地质条件要求较高，初期投资较大。

第二节 选型原则

正确选择支架的架型，对于提高综采工作面的产量和效率，充分发挥综采设计的效能，实现高产高效，是一个很重要的因素。在具体选择架型的时，首先要考虑煤耗层的顶板条件，它是选择支架架型的依据。

⒈煤层厚度

根据我国煤层赋存的特点，当厚度超过2.5m、顶板有水平推力时，应选用抗水平力强的支架，一般不宜选用支撑式支架。当煤层厚度在2.5～2.8m以上时应选用带护帮装置的掩护式或支撑掩护式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。

⒉煤层倾角

煤层倾角在10°～15°以上时， 支架应有防滑和调架装置； 当倾角超过18°时，应同时具有防滑和防倒装置。

⒊底版强度

支架底座对底板的接触比压应小于底板的允许比压，允许比压与底板的岩石性质有关，对于砂岩底板，其值一般为1.96～2.16Mpa，软底板为0.98Mpa左右。接触比压与具体支架有关，选型时应验算接触比压值。

⒋瓦斯涌出量

对于瓦斯涌出量大的工作面，应优先选用通风断面大的支撑式和支撑掩护式支架。

⒌地质构造

断层十分发育、煤层厚度变化大、顶板允许暴露面积和时间分别在5～8m和20min以下时，暂不宜采用综采设备。

⒍设备成本

能同时允许使用几种架型时,应优先选用价格便宜的支架.在一般情况下,支撑式支架最轻,造价也最便宜.而支撑掩护式支架最重最贵.

此外,对于对于特定的开采要求,应选用特种支架.如厚煤层分层开采时选用铺网支架,冒落法开采时选用放顶煤支架,工作面端头支护选用端头支架,等等.

第三节 支架选择内容

⒈液压支架的工作原理和过程

升架: 操纵手动换向阀,使得液压油进入缸体下腔,上腔回油,立柱逐渐上升(初撑阶段),处于增阻阶段。增阻阶段,下腔压力上升,一直达到安全阀调定压力。

降架: (为推移架做准备)操纵手把,立柱上腔进压力油,下腔回油(液控单向阀),立柱下移。

移架：操纵手动阀，溜子为支点，移架，然后紧接着升架。 推溜：支架为支点，推溜。

图：支架工作特性曲线

⒉初撑力Pc

初撑力大小对支架的支护性能和成本都有很大影响。较大的初撑力能使支架较快达到工作阻力，减慢顶板的早期下沉速度，增加顶板的稳定性，但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求也将提高。

一般取初撑力为0.6～0.8倍的工作阻力。在此我们取0.8倍的工作阻力计算如下：2083×0.8＝1666.4kN。

⒊工作阻力P

有效工作阻力与支架工作阻力的比值,称为支架的支撑效率η.;在考虑了支撑效率后,所需每架立柱的总工作阻力P应为:P=Q/η (MPa)

⒋移架力和推溜力

移架力与支架结构、质量、煤层厚度、顶板性质等有关。

第四节 综采工作面适用支架

根据设计参数，可以求出支护的强度q：

q?K1H?g=0.5Mpa

式中 K1——作用于支架上的顶板岩石系数，一般取5～8。顶板条件好、周期来压

不明显是时取下限，否则取上限； H——采高，m；

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?——顶板岩石密度，一般为2.3×10kg/m；

故综合各方面因素，选用ZZ4400/15/32型支撑掩护式支架，该支架的外观如下图和参数如下表3-3：

图：ZZ4400/15/32型支撑掩护式支架

二、滚筒采煤机的参数选择 （一）生产率

采煤机的生产率分为理论生产率、技术生产率和实际生产率。 1．理论生产率

理论生产率是指采煤机在给定条件下以最大可能的工作参数连续运行得到的生产率，也称为最大生产率。一般采煤机技术特征中给出的生产率（生产能力）就是理论生产率，它的计算公式如下：

Q1?60HBvq? （11—1）式中Q1—理论生产率，t/h；

H—采高，m； B—截深，m；

—给定条件下最大可能的牵引速度，m/min ； vq

?—实体煤密度，?＝1.3 tm3一1.4 tm3。

2．技术生产率

技术生产率是考虑了采煤机必须完成的辅助作业时间（检查机