綜采工作面設(shè)備配套選型專家系統(tǒng)

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1、綜采工作面設(shè)備配套選型專家系統(tǒng)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)已成為煤炭行業(yè)的發(fā)展趨勢，工作面高產(chǎn)高效是礦井高產(chǎn)高效的核心，工作面高產(chǎn)高效的先決條件是綜采設(shè)備的正確選擇和使用。綜采工作面設(shè)備主要由采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架組成，通常稱為工作面“三機(jī)”，只有通過正確的“三機(jī)”配套選型，才能充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)效能，搞好工作面設(shè)備選型和配套是用好工作面設(shè)備的前提?！　”疚慕Y(jié)合綜采技術(shù)，針對設(shè)備選型的特點(diǎn)，運(yùn)用專家系統(tǒng)的理論和方法，以VisualFoxPro為工具，設(shè)計(jì)完成一個能直接應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)實(shí)際的綜采工作面設(shè)備配套選型專家系統(tǒng)(DHFES)，從而實(shí)現(xiàn)

2、工作面設(shè)備“單機(jī)”和配套選型的科學(xué)化、智能化。1　綜采設(shè)備配套選型1.1　液壓支架選型1.1.1　液壓支架選型原則　　①支護(hù)強(qiáng)度與工作面礦壓相適應(yīng)；②支架結(jié)構(gòu)與煤層賦存條件相適應(yīng)；③支護(hù)斷面與通風(fēng)要求相適應(yīng)。1.1.2　影響液壓支架選型的主要因素　　頂板(直接頂、老頂)和底板巖性，煤層可采厚度，煤層傾角，煤層瓦斯含量等。1.1.3　支架性能參數(shù)的確定　　(1)架型根據(jù)頂、底板巖性級別來確定?！　?2)支架最大高度Hmax和最小高度HminHmax＝Mmax＋0.2Hmin＝Mmin－(0.25～0.35)式中　Mmax、Mmin——煤

3、層最大、最小采高,m?！　?3)支架工作阻力。本文采用折算法來計(jì)算頂板載荷，即按老頂巖性和支架最大高度確定的支架載荷Q。Q＝qF×10－3式中　Q——支架載荷，kN；　　F——支架的支護(hù)面積，m2；　　q——支架的支護(hù)強(qiáng)度，MPa。1.2　采煤機(jī)選型1.2.1　采煤機(jī)選型原則　?、龠m合特定的煤層地質(zhì)條件，并且采煤機(jī)采高、截深、牽引速度等參數(shù)選取合理，有較大的實(shí)用范圍；②滿足工作面開采生產(chǎn)能力要求，采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力要大于工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10%～20%；③與液壓支架和刮板輸送機(jī)相匹配。1.2.2　影響采煤機(jī)選型的主要因素　　煤層的力學(xué)

4、特性、厚度和傾角，工作面生產(chǎn)能力。1.2.3　采煤機(jī)性能參數(shù)的確定　　(1)采高。采煤機(jī)的采高Ht應(yīng)與煤層厚度M的變化范圍相適應(yīng)，由于浮煤和頂板下沉的影響，工作面的實(shí)際高度會在開采過程中變小，為保證采煤機(jī)能夠正常工作，采高Ht與煤層厚度M應(yīng)保持下列關(guān)系Mmin＝（1.1～1.2）HtminMmax＝(0.9～0.95)Htmax式中　Htmin、Htmax——采煤機(jī)最小、最大采高，m?！　?2)截深。截深的選取與煤層厚度，煤層軟硬，頂板巖性以及支架移架步距有關(guān)，DHFES系統(tǒng)的截深由用戶自己選擇?！　?3)牽引速度。這主要根據(jù)工作面設(shè)

5、計(jì)生產(chǎn)能力來選擇式中　Qh——工作面小時(shí)產(chǎn)量，t/h；　　Vg——采煤機(jī)所需牽引速度，m/min；　　M——采高，m；　　B——截深，m；　　γ——煤容重，t/m3?！　∷x工作面采煤機(jī)牽引速度V≥Vg?！　?4)裝機(jī)功率。采煤機(jī)需要配備的電動機(jī)功率，決定于煤質(zhì)硬度f和煤層開采厚度M，裝機(jī)功率的大小決定采煤機(jī)在具體條件下可能達(dá)到的生產(chǎn)率。N1＝60BMVHw／3.6N2＝300×0.6×F×0.9×V／3式中　N1、N2——電動機(jī)功率，kW；　　Hw——能耗系數(shù)，按1.1～4.4選?。弧　——煤質(zhì)硬度系數(shù)。1.3　刮板輸送機(jī)選型1.

6、3.1　刮板輸送機(jī)選型原則　?、俟伟遢斔蜋C(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力，一般取1.2倍；②要根據(jù)刮板鏈的負(fù)荷確定鏈條數(shù)目，結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈子結(jié)構(gòu)型式；③應(yīng)優(yōu)先選用雙電機(jī)雙機(jī)頭驅(qū)動方式；④應(yīng)優(yōu)先選用短機(jī)頭和短機(jī)尾；⑤應(yīng)滿足采煤機(jī)的配合要求。1.3.2　刮板輸送機(jī)參數(shù)的確定　　(1)工作面輸送機(jī)運(yùn)輸能力的確定。工作面刮板輸送機(jī)必備的運(yùn)輸能力Qb1，Qb2，可用如下計(jì)算式分別計(jì)算Qb1＝60KcKyKsQh式中　Kc——采煤機(jī)與輸送機(jī)的相對修正系數(shù)Kc＝Vg／（Vg±Vn），Vg、Vn分別為輸送機(jī)鏈速和割煤速度，它們方向相同時(shí)，式中

7、取“-”號，相反取“+”號；　　　Ky——輸送機(jī)的裝載不均勻系數(shù)，取1.5～1.6；Ks——考慮煤層傾角及運(yùn)輸方向的系數(shù)，煤炭下運(yùn)時(shí)，傾角≤10°，Ks＝1.3，傾角＞10°時(shí)，Ks＝1.5；上運(yùn)時(shí)，傾角≤10°，Ks＝0.9，傾角＞10°時(shí)，Ks＝0.7。　　另外根據(jù)工作面生產(chǎn)能力確定的輸送機(jī)能力：式中　Qa——工作面年產(chǎn)量，t/a；　　d——年工作日，一般為300d；　　f——能力富裕系數(shù)；　　h——日工作時(shí)間，h；　　K——開機(jī)率?！　t刮板輸送機(jī)必備的運(yùn)輸能力Qb＝max｛Qb1，Qb2｝　　所選刮板輸送機(jī)額定運(yùn)輸能力Q≥Qb

8、，則符合要求?！　?2)工作面刮板輸送機(jī)長度的確定。輸送機(jī)的鋪設(shè)長度要能夠達(dá)到工作面長度，即工作面上只鋪設(shè)1臺輸送機(jī)，所以所選輸送機(jī)的出廠長度≥工作面長度的值時(shí)，符合要求。　　(3)工作面輸送機(jī)功率的確定。①工作面輸送機(jī)