礦井設(shè)備選型及供電系統(tǒng)設(shè)計

1、呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計摘要煤炭是我國主體能源，是能源安全的基石，摸清煤炭的資源儲量，評價煤炭資源儲量開發(fā)利用前景，有利于我國煤炭工業(yè)規(guī)劃的制定，有利于煤炭資源節(jié)約保護和合理開發(fā)利用。隨著煤炭工業(yè)的現(xiàn)代化，綜采工作面機械化程度越來越高，綜采工作面機電設(shè)備容量不斷增大，機械化程度的提高，為加快工作面的推進速度，提高生產(chǎn)率，對煤礦電氣設(shè)備有了更高的要求，同時煤礦運行的生命線就是電。本次設(shè)計主要是為內(nèi)蒙古呼倫貝爾市扎賚諾爾區(qū)靈露礦進行井下綜采工作面設(shè)備選型和供電設(shè)計，設(shè)備選型以主要設(shè)備為主，通過選型負荷來確定井下供電系統(tǒng)，合理的選型不僅為工礦安

2、全打下了結(jié)實的基礎(chǔ)，而且在經(jīng)濟效益上也有顯著提升。關(guān)鍵詞：采煤機 刮板輸送機 負荷統(tǒng)計 變壓器 整定保護I呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計AbstractCoal is the main energy in China, is the cornerstone of energy security, find out the coal resources reserves, the exploitation and utilization of coal resources and reserves evaluation of prospects,

3、 conducive to the development of China's coal industry planning, is beneficial to saving the protection and rational development and utilization of coal resources. With the modernization of the industry, fully mechanized working face of increasingly high degree of mechanization, capacity of elec

4、tromechanical equipment in fully mechanized mining face is increasing, the degree of mechanization raise, to speed up the working face advancing speed, improve the productivity, there are more requirements on the coal mine electrical equipment, at the same time the lifeline of run of mine coal is el

5、ectric. This design is mainly for the Inner Mongolia Hulun Buir City District of Zhalainuoer dew mine fully mechanized mining face underground equipment selection and power supply design, selection of equipment to the main equipment, to determine the underground power supply system through the selec

6、tion of load, the reasonable selection for the industrial and mining safety not only laid a solid foundation, but also a significant increase in economic benefit.Keywords:Shearer scraper conveyor load statistics of transformer protection settingII呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計目錄摘要 . 錯誤！未定義

7、書簽。 Abstract . 錯誤！未定義書簽。 緒論 . 錯誤！未定義書簽。一、課題背景 . 錯誤！未定義書簽。二、課題意義 . 錯誤！未定義書簽。三、課題來源.1第1章 礦井基本概況 . 錯誤！未定義書簽。1.1礦井基本概述 . 錯誤！未定義書簽。1.2礦井煤層情況 . 錯誤！未定義書簽。1.3設(shè)計方案確定.4第2章 井下主要設(shè)備選型設(shè)計 . 52.1滾筒采煤機的選型 . 52.2 液壓支架的選型 . 92.3刮板輸送機的選型 . 錯誤！未定義書簽。2.4 膠帶輸送機的選型 . 錯誤！未定義書簽。2.5乳化液泵站與轉(zhuǎn)載機的選擇 . 錯誤！未定義書簽。2.6噴霧泵站與破碎機水泵的選擇 . 錯

8、誤！未定義書簽。第3章 礦井供電系統(tǒng)設(shè)計 . 203.1 礦井供電簡介 . 203.2 采取變電所位置的確定 . 213.3 擬定采區(qū)供電系統(tǒng)的原則 . 223.4 采區(qū)主要設(shè)備 . 22第4章 采區(qū)變電所設(shè)備選型 . 錯誤！未定義書簽。4.1 采區(qū)負荷計算及變壓器容量臺數(shù)確定 . 錯誤！未定義書簽。4.2 電纜型號及長度的確定 . 錯誤！未定義書簽。第5章 采區(qū)電氣設(shè)備選擇校核 . 錯誤！未定義書簽。5.1 采區(qū)高壓開關(guān)柜的選擇 . 錯誤！未定義書簽。5.2 礦用低壓隔爆開關(guān)選擇 . 錯誤！未定義書簽。5.3 真空磁力起動器的選擇 . 錯誤！未定義書簽。5.4 保護裝置的整定計算 . 錯誤！

9、未定義書簽。III呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計第6章 采區(qū)低壓短路電流的計算 . 386.1 綜采工作面短路計算圖.39第7章 井下照明、信號 . 407.1 井下固定照明 . 407.2 采區(qū)接地保護措施 . 41結(jié)論.43參考文獻.44 致謝 . 錯誤！未定義書簽。附錄.46 (圖紙另附)IV呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計緒 論一、課題背景煤炭行業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要支柱，目前乃至未來相當長一段時期內(nèi)是我國的主要能源之一。煤炭工業(yè)是我國經(jīng)濟建設(shè)的重要基礎(chǔ)，隨著技術(shù)的進步，機械與電氣設(shè)備不斷

10、的更新?lián)Q代，而井下的供電線路設(shè)備也在不斷地在淘汰，所以經(jīng)濟合理的設(shè)計引進新的電氣設(shè)備是非常有必要的，同時也要做到安全可靠的進行采區(qū)工作面的供電設(shè)備布置，所以對礦井采取工作面的設(shè)備選型以及供電設(shè)計具有重要意義。二、課題意義(1)實際應(yīng)用的角度世界十大高危行業(yè)中，煤礦企業(yè)就屬于其中一種高危行業(yè)，其中許多事故都是由于礦井供電系統(tǒng)設(shè)計不合理引起的。煤礦中如果突然供電中斷，不僅會影響生產(chǎn)效率，而且有可能發(fā)生大型設(shè)備損壞，嚴重時會出現(xiàn)人身事故。由于礦山生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，自然條件惡劣，供電設(shè)備容易受到損壞，可能出現(xiàn)漏電或產(chǎn)生電火花導(dǎo)致火災(zāi)和瓦斯煤塵爆炸等事故。所以井下供電一定要可靠、安全。在滿足可靠與安全的前提

11、下，還應(yīng)保證供電質(zhì)量技術(shù)的合理性。同時，還要做到供電系統(tǒng)簡單，安裝、運行操作方便，使建設(shè)投資小和運行費用低。設(shè)計本著安全性、可靠性、合理性、經(jīng)濟性四個方面對礦井供電系統(tǒng)進行設(shè)計，以保證礦山企業(yè)能夠安全生產(chǎn)的同時能做到簡操作低能耗。(2)畢業(yè)生的角度本次設(shè)計是大學四年專業(yè)知識學習的綜合體現(xiàn)，通過這次設(shè)計能夠讓我們熟練掌握機械設(shè)備的選型和礦井供電系統(tǒng)的設(shè)計，這樣有效的把機械與電氣融合在一起，體現(xiàn)出本專業(yè)的特點。同時，也在設(shè)計中提高課外自主查閱資料的能力，了解我國現(xiàn)在煤炭行業(yè)前沿供電技術(shù)。有助于自己以后在機械、供電領(lǐng)域從事工作。三、課題來源在內(nèi)蒙古呼倫貝爾市扎賚諾爾區(qū)靈露礦進行畢業(yè)實習，為期15天，

12、我們對靈露礦進行了大量的數(shù)據(jù)收集。本次設(shè)計是根據(jù)靈露礦的地質(zhì)概況，設(shè)計生產(chǎn)量，煤層厚度，煤層傾角等進行設(shè)備初步選型，根據(jù)選型設(shè)備進行負荷統(tǒng)第 1 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計計，進行礦井供電設(shè)計。通過本次礦井主要設(shè)備選型及供電系統(tǒng)設(shè)計，使我們能夠了解國家各項技術(shù)經(jīng)濟政策，掌握有關(guān)井下設(shè)備選型和供電的規(guī)程、規(guī)定；能夠正確的選擇和使用各項設(shè)備，為選擇與維護奠定良好的基礎(chǔ)；能夠正確合理的分析、設(shè)計和確定選型供電設(shè)計方案，選擇、計算和整定、試驗各類保護裝置；能夠正確合理的布置各種設(shè)備；能夠?qū)υO(shè)計中的各種方案進行技術(shù)經(jīng)濟指標的分析和比較

13、，確定最佳方案。通過本次設(shè)計讓我們學會設(shè)備選型，供電方法，學會如何運用所學知識解決實際問題，使我們具有煤礦企業(yè)的設(shè)計能力。第 2 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計第1章 礦井基本概況及設(shè)計方案確定1.1礦井基本概述靈露礦位于滿洲里市扎賚諾爾煤田向斜西翼的中部，井田南北走向長3.86km，東西傾斜寬3.27km，面積12.35km2。2009年7月8日建井，2013年11月26日進行試生產(chǎn)，井田內(nèi)有地質(zhì)資源量為590.5Mt，可采儲量278.3Mt，礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力為300萬噸，礦井服務(wù)年限為71.4年。礦井采用斜井、多水平、分層

14、組方式開拓。礦井共有三條井筒，分別主斜井1199m(13°47、寬3.7m、斷面12.4)，副斜井920m(13°42、寬4.2m、斷面14.0)、風井486m(25°、寬4.2m、斷面14.0)。本礦井屬于瓦斯礦井，一采區(qū)煤層煤塵具有爆炸的危險性，煤塵爆炸指數(shù)為39.11%，煤層自燃傾向等級為一類容易自燃煤層。 礦井CH4相對涌出量為0.498m3/t，CO2相對涌出量為1.676m3/t，CH4絕對涌出量為0.389 m3/min，CO2絕對涌出量為1.309m3/min。無煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險，無沖擊地壓現(xiàn)象。本礦井采用中央并列式的通風方式，采

15、用主斜井輔助進風、副斜井主進風，回風斜井回風，礦井采用抽出式通風方法。巷道均按規(guī)定設(shè)有三通閥門，凈化水幕，隔爆水袋，并定期進行消塵，粉塵檢測。綜采工作面采煤機內(nèi)外噴霧，液壓支架移架噴霧，各轉(zhuǎn)載點噴霧齊全完好。各掘進工作面采用凈化水幕，隔爆水棚，噴霧降塵，沖洗巷幫降塵，個人防護等綜合防塵措施。1.2礦井煤層情況1.3 設(shè)計方案確定第 3 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計在經(jīng)過經(jīng)濟和技術(shù)比較以后，初步確定設(shè)計方案。方案一：1. 靈露礦煤層最大厚度14m，最小厚度7m，屬厚煤層，煤層傾角6°，屬近水平煤層根據(jù)煤質(zhì)疏松度，選擇普

16、通采煤機一次采全高。2. 液壓支架采用綜采放頂煤液壓支架。3. 采區(qū)工作面采用雙回路電源供電，單母線接線，分列運行。一但發(fā)生故障采區(qū)電路采用并列運行。方案二：1. 靈露礦煤層最大厚度14m，最小厚度7m，屬厚煤層，煤層傾角6°，屬近水平煤層根據(jù)煤質(zhì)疏松度，選擇普通采煤機分層開采。2. 液壓支架采用綜采普通液壓支架。3. 采區(qū)工作面采用雙回路電源供電，雙母線分段接線。方案比較：在巷道前期準備中分層開采工作量要大于一次采全高，而且在采煤過程中，分層開采要遠遠小于一次采全高的采煤效率，根據(jù)靈露礦煤質(zhì)疏松所以采用一次采全高采煤工藝。在液壓支架方面綜采放頂煤液壓支架能達到更好地支護效果。在礦井

17、供電系統(tǒng)設(shè)計中，雙回路電源供電是煤礦安全規(guī)程中的規(guī)定，在接線方面，雙母線接線雖然更能達到安全可靠的供電的效果，但是在操作過程中，接線復(fù)雜，投資費用大。而單母線接線有更好地靈活性。第 4 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計第2章 井下主要設(shè)備選型設(shè)計設(shè)計依據(jù)：煤層傾角6º，工作面長度約175m，礦井設(shè)計生產(chǎn)率300萬噸，礦井工作制度：年工作日為330d，每天為三班出煤，一班檢修，每班工作6h，每天提升時間是6h。靈露礦采用長臂采煤法，綜采放頂煤工藝。為保證回采工作的順利進行，開采過程中需留1.0m底煤用以護底，0.5m頂煤用

18、以保頂。因此實際開采厚度為12.5m。2.1滾筒采煤機的選型2.1.1滾筒直徑的選擇根據(jù)靈露礦煤質(zhì)實際情況及目前我國采煤機生產(chǎn)現(xiàn)狀及使用情況設(shè)計選用雙滾筒采煤機。雙滾筒采煤機滾筒直徑應(yīng)大于最大采高hmax的一半，一般可按D=(0.520.6)hmax選取，采高大時取小值，采高小時取大值。目前雙滾筒采煤機的滾筒直徑也已經(jīng)系列化，所以滾筒直徑的選取選取和標準直徑相近的數(shù)值。D=0.52×3.5=1.82(m)根據(jù)計算值，設(shè)計選取2m。2.1.2截深的選擇截深的選擇，受煤層厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性、截割阻抗、及液壓支架的推移步距影響。中厚煤層一般選取0.6m0.8m，同時考慮到我國生產(chǎn)的采煤

19、機大部分截深在0.6m左右，但是靈露礦煤層厚度大，設(shè)計選取截深為0.8m。2.1.3滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度滾筒轉(zhuǎn)速的選擇，直接影響截煤比能耗、裝載效果、粉塵大小等。轉(zhuǎn)速過高，不僅煤塵產(chǎn)生量大，且循環(huán)煤增多，轉(zhuǎn)載效率降低，截煤比能耗降低。根據(jù)新型采煤機直徑2.0m左右的滾筒轉(zhuǎn)速多為2540r/min左右，直徑小于1.0m的滾筒轉(zhuǎn)速可高達80r/min。滾筒直徑為2m，轉(zhuǎn)速取35r/min，則可計算出截割速度。根據(jù)公式: vj=Dn 60式中： vi-截割速度， m/sD-滾筒直徑, m*n-滾筒轉(zhuǎn)速，r/min第 5 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電

20、方向）畢業(yè)設(shè)計vj=3.423.5=3.67m/s 602.1.4采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率與采煤機有效開動率有關(guān)。雖然綜合機械化開采在我國厚煤層一次采全高工作面的應(yīng)用已經(jīng)成熟，機械設(shè)備的生產(chǎn)加工技術(shù)也比較完善，設(shè)備可靠性也大大提高，但采煤工作面煤層潛在的變數(shù)及機械設(shè)備的檢修等的各種因素均影響采煤機有效開動率，我國平均水平在40左右。設(shè)計取正常開動率為45。 采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率由下式計算：Qmin=式中：Qmin采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率，t/h，W采煤工作面的日平均產(chǎn)量，3000000÷330=9091(t)取采煤機的有效開動率為0.4，則采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率為：Qmin

21、=W9091=841.75(t/h) 240.4240.45W 240.452.1.5采煤機在截割時的牽引速度及生產(chǎn)率采煤機截割時牽引速度的高低，直接決定采煤機的生產(chǎn)效率及所需電機功率，由于滾筒裝煤能力，運輸機生產(chǎn)效率，支護設(shè)備推移速度等因素的影響，采煤機在截割時的牽引速度比空調(diào)時低得多，采煤機牽引速度在零到某個值范圍內(nèi)變化，選擇截煤機時的牽引速度，要根據(jù)下述幾個方面因素，綜合考慮。1.根據(jù)采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率Qmin決定的牽引速度V1,QminV1=(m/min) 60·H·B·式中：Qmin采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率，841.75t/h，H采煤機平均采高，3.5m，

22、B采煤機截深，0.8m煤的容重，1.35t/m3Qmin841.75V1=3.71(m/min) 60·H·B·603.50.81.352.根據(jù)截齒最大切削厚度決定的牽引速度V2，第 6 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計采煤機截割過程中，是滾筒以一定的轉(zhuǎn)速n，同時又以一定的牽引速度V2沿工作面移動，切削厚度呈月牙規(guī)律變化，如果滾筒一條截線上安裝的截齒數(shù)為m，則截齒最大的切削厚度hmax在月牙中部，可用下式求出。100V02 hmax= mm mn上式中，m為葉片上每條截線的截齒數(shù)，一般取3，n根據(jù)上面

23、的計算取35r/min。一般來說，hmax應(yīng)小于截齒伸出齒座長度的70，根據(jù)國產(chǎn)采煤機的實際情況，取45mm。mnhmax 則：V2= m/min 1000式中：hmax截齒在齒座上伸出長度的70，取45mm。'mnhmax33545=4.725(m/min ) 則：V2=10001000綜上所述，采煤機的牽引速度取V=4.7m/min2.1.6采煤機小時生產(chǎn)能力計算工作面按年產(chǎn)3.0Mt，每年按330d計算，工作方式為“四六制”，即三班出煤，一班檢修，工作面長度按175m計算，要求采煤機平均落煤能力為：60QrL+2Ls+Lm Qm=r1440KLC-3Td BH式中： Qm采煤機平

24、均落煤能力，t/h；Qr采煤機平均日產(chǎn)量，2121.2 t/d；L工作面長度，175m；Ls輸送機彎曲段長度，20m；Lm采煤機兩滾筒中心距，12.81m；煤層實體煤容重，1.35t/m3；C工作面回采率，93%；Td采煤機返向時間，1min；B采煤機截深，0.8m；H平均采高，3.5m；K采煤機平均日開機率，0.45。帶入?yún)?shù)計算得采煤機平均落煤能力為：第 7 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計 Qm=602121.2175+220+12.81=279.4t/h 2121.214400.451750.93-31.00.83.51.

25、352.1.7采煤機平均割煤速度工作面是否達到預(yù)定的產(chǎn)量，主要取決于采煤機的切割速度。279.4Qm=1.23m/min VC= 60BH600.83.51.352.1.8采煤機最大割煤速度和最大生產(chǎn)能力采煤機最大割煤速度：Vmax=KcVc采煤機最大生產(chǎn)能力：Qmax=KcQm式中：Vmax采煤機最大割煤速度，m/min； Qx ma采煤機最大落煤量，t/h；Kc采煤機割煤不均衡系數(shù)，取1.45。Vmax1.45×1.231.78 m/minQmax1.45×279.4405.3t/h2.1.9采煤機截割功率按采煤機單位能耗計算采煤機的截割功率為：N=60KbBHVmax

26、Hw式中： N采煤機截割功率，kW；Kb備用系數(shù)，取Kb=1.25；Hw采煤機割煤單位能耗，Hw=0.55 0.85kWh/m3，取Hw=0.75kWh/m3,則工作面采煤機截割功率為：N=60×1.25×0.8×3.5×1.78×0.7=261.7kW 根據(jù)以上計算初步選取型號為MG450/1040-WD的采煤機。 主要參數(shù)如下：第 8 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計MG450/1040-WD采煤機主要參數(shù)列表1. 理論生產(chǎn)率：Q=60HBVq=603.50.88.691.35

27、=1970.8t/ht式中： Qt-理論生產(chǎn)率， t/hH-工作面平均采高，mVq-采煤機截割時的最大牽引速度，m/min-煤的實體密度，=1.31.4t/m3，一般取1.35t/m3 2. 技術(shù)生產(chǎn)率Q=QtKL=1970.80.6=1182.48t/h 式中： Q-技術(shù)生產(chǎn)率KL-與采煤技術(shù)的可靠性和完備性的系數(shù)，一般取0.6 3. 實際生產(chǎn)率Qm=QK2=1182.480.6=709.48t/h采區(qū)綜放工作面的實際開采厚度為12.5m，采煤機割煤高度為3.5m，放煤高度為9m，采放比為1:2.57。采取放頂煤工藝，所以符合要求。2.2 液壓支架的選型2.2.1 工作面支架選型根據(jù)靈露礦的

28、地質(zhì)概況和給定設(shè)計參數(shù)，初步選擇型號為ZF12000/23/37型四柱支撐掩護式低位放頂煤液壓支架。 液壓支架的主要參數(shù)如下：第 9 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計支護強度和工作阻力根據(jù)上覆巖層壓力計算：綜采工作面液壓支架受力，主要是受上覆可垮落下位巖層(直接頂)的靜壓力和上位巖層(老頂)來壓時的動壓力的影響。為安全起見，煤層開采后，可及時垮落的上巖層形成對支架的靜壓力一般按煤層開采后所需的垮落高度來計算。煤層開采后，上位巖層最大可垮落高度為：M15.0H1=33.3m -11.45-1式中： H1可及時垮落的上覆巖層厚度(m)

29、；直接垮落后未經(jīng)壓實的碎脹系數(shù)，取=1.45；M煤層最大采高，M=15m。1. 支護強度和工作阻力盡管直接頂和部分老頂能夠隨采隨冒，但是上位巖層的周期性斷裂時，仍然對支架有一定的動載荷。支架支護強度可按下式估算：p=kH1=1.233.321.3=851KNm2=0.851MPa式中： k老頂來壓時動載荷系數(shù)，?。簁=1.2；H1可及時垮落的上覆巖層厚度，?。篐1=33.3m；3巖層容重，取：=21.3kN/m。 2. 確定支架的支護強度之后，即可根據(jù)支架的控頂范圍和支架的結(jié)構(gòu)型式，確定支架的工作阻力。P=n×Lmin ×B×p/(1×2)=1.2

30、15;5090×1.75×0.851/(0.95×0.95)10079kN/架式中： B架間距，B1.75m；1支護效率，取10.95；2安全閥波動系數(shù)，取2=0.95；p支護強度，0.851MPa；Lmin最小控頂距，5090mm；n安全系數(shù)，取1.2。3. 支架的初撐力支架的初撐力一般應(yīng)等于或大于工作阻力的90%即：10079×90%=9071.1KN < 10128KN4. 支架的調(diào)高范圍支架的最大結(jié)構(gòu)高度第 10 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計H大=M大+S1=3.5+0.3

31、=3.8mH小=M小+S2=2.4+0.35=2.75m式中：S1偽頂冒落的最大厚度一般取0.20.3,取S1=0.3S2頂板周期來壓的最大下沉量，移架時支架的下降量和頂梁 上、底座下的浮矸、浮煤厚度之和一般取0.250.35m，0.35M大與M小為最大、最小采高3.2m和1.8m5. 支架的伸縮量和伸縮比支架的伸縮量 S=H大H小=3.8-2.75=1.05m < 1.4m支架的伸縮比 m=H大/H小=3.8/2.5=1.38 < 1.8符合要求6. 支架數(shù)目的計算n=L A175 1.75=100（個）式中: n支架個數(shù)L支護長度，mA中心距，m根據(jù)驗算，煤層可選用ZF1200

32、0/23/37型四柱支撐掩護式低位放頂煤液壓支架2.2.2 其他液壓支架的選型根據(jù)采區(qū)工作面情況及和ZF12000/23/37型支架的配套選擇，選用端頭支架選擇為ZTZ30356/20/42型，過渡支架選擇為ZFG13000/23/37、ZFG13000/23/40型，超前液壓支架選擇為ZTC40000/23/42、ZW30400/23/37第 11 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計型。工作面前、后超前支護采用單體支柱配合型頂梁進行支護，選用DW型外注式單體液壓支柱，工作阻力為200300kN，棚距為0.8m，超前支護長度為203

33、0m。2.3刮板輸送機的選型刮板輸送機選型設(shè)計生產(chǎn)率： A=60hbvk=60×3.5×0.8×4.7×1.35=1065.96t/h式中： h-煤層開采厚度b-截深vk-采煤機牽引速度-煤的實體密度由于是方頂煤開采工作面初步選用SGZ1000/1400型刮板輸送機其主要參數(shù)如下：2.3.1 運輸能力計算n F=ab+aata =1/2×1×0.352+1/2×1×1/2××0.577=0.32式中 F溜槽裝煤最大截面積，a中部槽寬度，mb中部槽高度，m煤的堆積角，一般取20°30&#

34、176;，取30°Q=3600FV=3600×0.32×1×1×1.30第 12 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計 =1497.4t/h式中 Q刮板輸送機的運輸能力，t/h煤的松散密度，取裝滿系數(shù)，水平及向下運輸取0.91，取=1 V刮板鏈運行速度，m/s1497.4 = Q < 2500所以符合要求2.3.2 運行阻力的計算刮板輸送機的實際運輸能力為1497.4t/hQ=3.6qVQ q= 3.6V=1497.4 3.61.30=319.9kg/m1. 直線段運行阻力Wzh

35、=g（qw+q0w0）Lcos（q+q0）Lsin=10（319.9×0.8+41.5×0.35）200×0.9510（319.9+41.5）×2000.33 =275321.5N=275.3215KNWk=gLq0（w0cos+sin）=10×200×41.5（0.35×0.95+0.33）=54987.5N=54.9875KN式中 Wzh重段阻力，KNWk空段阻力，KNq0刮板鏈單位長度質(zhì)量，kg/mw煤在溜槽中運行阻力系數(shù)，0.8w0刮板鏈在溜槽中運行阻力系數(shù)，0.352. 牽引力計算S1=Smin=2×(2

36、0003000）S1=2×3000=6000N=6KNS2=S1+Wk=6+54.98=60.98KN第 13 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計S3=1.07S2=1.07×60.98=65.25KNS4=S3+Wzh=65.25+275.32=275.32KN主動輪的牽引力為：W0=(S4-S1)+(0.030.05)(S4+S1)=269.32+11.25=280.57KN總牽引力為：W0=1.1Wf（Wk+Wzh)=1.1×1.1（54.98+275.321）=399.66KN式中:Wf為附加阻

37、力系數(shù)，取1.1W0為牽引力2.3.3 電動機功率計算1. 最大功率值WV p=0 max1000=3996601.30 100090%=577KW式中 P電動機軸上的功率，最大功率值，KWW0輸送機的總牽引力，NV刮板鏈牽引速度，m/s傳動裝置的效率，90%2. 最小功率2(1.1fq0L0cos)Vg Pmin= 1000=2(1.11.141.52000.350.95)1.1210 100090%=96.46KN3. 等效功率22+PmaP+Pm Pd=0.6Pm axxminin=0.6(577)2+57796.46+(96.46)2第 14 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院

38、 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計=378.47KW2.3.4 刮板鏈強度驗算NSp k= Smax20.85610 127.95=8.1>4.2Smax=S4 鏈子強度足夠，所以可以使用。式中 k刮板鏈抗拉強度安全系數(shù)N鏈條數(shù)，取2Sp鏈條破斷力Smax刮板鏈實際承受的最大張力值，KN =2.4 膠帶輸送機的選型膠帶輸送機選型該工作面順槽初步選用DSJ120/160型可伸縮膠帶輸送機，其主要參數(shù)如下：2.4.1 輸送能力與膠帶寬度1. 輸送能力Q帶=KmB2V'C=300(1.2)23.151.351=1837.08t/h式中 Q帶式輸送機輸送能力，t/hK

39、m貨載斷面系數(shù)，取 Km=3000.08 Km=36000.0693+(2a-sin2) 2sinB帶寬，mV帶式輸送機運行速度，m/s第 15 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計 煤的松散密度，1.31.4t/m³C輸送機傾角系數(shù)，取1Q>Q刮 符合要求2. 膠帶寬度如給定使用地點的設(shè)計運輸生產(chǎn)率為A，則A=Q設(shè)計運輸生產(chǎn)率要求的最小膠帶寬度為B=A KmV'C刮=709.48t/h，則可滿足709.48 3003.151.351=0.56m =對于未過篩的松散貨載（如原煤）B2amax+20012002&

40、#215;500+200B3.3ap+20012003.3×300+200式中：amax貨載最大塊度的橫向尺寸，查表取500mm ap貨載平均塊度的橫向尺寸， 查表取300mm 經(jīng)驗算，符合要求2.4.2 運行阻力的計算1. 直線段運行阻力Gg'25'=16.67kg/m （承載托輥轉(zhuǎn)動部分線密度） qt=Lg'1.5qt''=Gg''20=6.67kg/m （回空托輥轉(zhuǎn)動部分線密度） Lg''3式中 qt'折算到每米長度上的上托輥轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量，kg/mqt''折算到每米長度上的下托輥轉(zhuǎn)

41、動部分的質(zhì)量，kg/m'分別為每組上托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，kg Gg''分別為每組下托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，kg Gg'上托輥間距，取1.5m Lg''下托輥間距，取3m Lg第 16 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計 q=Q刮 3.6V709.48 3.63.15=62.56kg/mqd=1.1B(i+1+2)=1.1×1.2（2×8+3+1）=26.4kg/m式中 q每米長膠帶上的貨載質(zhì)量，kg/mqd每米長膠自身質(zhì)量，kg/mWzh=g(q+qd+qt')L&

42、#39;cos±g(q+qd)Lsin=10×（62.56+26.4+16.67）×2000×0.06×1±0=126756Wk=g(qd+qt'')L''cos±gqLsin=10×（26.4+6.67）×2000×0.056×1±0=37038.4Wzh膠帶在重段的運行阻力，NWk膠帶在空段的運行阻力，N輸送機的傾角，0°L輸送機長度，2000m槽形托輥阻力系數(shù)，0.06"平形托輥阻力系數(shù)，0.056B膠帶寬度，mi膠帶

43、帆布間層數(shù)，8一層帆布厚度，2mm1膠帶上保護層厚度，3mm2膠帶下保護層厚度，1mm2. 曲線段運行阻力根據(jù)： S2=S1+WkS3=S2+W2-3S4=S3+WzhS4=S1+Wzh+Wk+W2-3W2-3=(0.050.07)S2第 17 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計e-1 S4=(1+) m'=S1+(1+10.5-1) 1.2=8.92S1C0摩擦力備用系數(shù)，一般取C0=1.151.2 S4=S1+Wzh+Wk+0.07（S1+Wk）=1.07S1+Wzh+1.07Wk解得 S1=8934.62NS4 =79

44、696.81NS2=S1+Wk=25213NW從=0.07Sy=0.07S2=0.07×25213=1764.91NW主=0.05（Sy+SL）=0.05（S4+S1）=0.05（79696.81+8934.62） =4431.57N式中：W2-3膠帶繞經(jīng)導(dǎo)向滾筒所遇的阻力，W2-3=0.07S2 Sy膠帶與從動滾筒相遇點的張力，S2Sy膠帶與驅(qū)動滾筒相遇點的張力，S4S2膠帶與驅(qū)動滾筒分離點的張力，S12.4.3 膠帶懸垂度驗算1. 重段膠帶允許最小張力' Smizhs n=5(q+qd)Lggco=5×(62.56+26.4)×1.5×10&

45、#215;1 =6672NS4>Smax Smax>Sminzh2. 空段膠帶允許的最小張力s Smikn=5qdLggco=5×26.4×3×10×1=3960N第 18 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計2.4.4 膠帶強度驗算Bp'in 10Smax1200960811 1079696.8111.5611式中 B膠帶寬度，mmi帆布層數(shù)，8p一層帆布每厘米寬的拉斷力，960N/(cm層)Smax膠帶運行時實際承受的最大張力，Nn膠帶的允許安全系數(shù)，112.4.5 牽引

46、力與功率計算1. 牽引力計算F0=S4-S1+W4-1=S4-S1+0.02（S4+S1）=1.05S4-0.95S1=75193.76N2. 電動機功率計算FV P=K0 1000=1.275193.763.15 100090=315.81KWP<2×500KW符合要求經(jīng)以上驗算，型號DSJ120/160型可伸縮膠帶輸送機可用于該工作面2.5乳化液泵站與轉(zhuǎn)載機的選擇2.5.1 乳化液泵站的選擇根據(jù)液壓支架的工作壓力選擇型號BRW-400/31.5的乳化液泵站。2.5.2 轉(zhuǎn)載機的選擇根據(jù)刮板輸送機的輸送能力選型號SZZ1200/700的轉(zhuǎn)載機。第 19 頁 共 45 頁呼倫貝

47、爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計2.6噴霧泵站與破碎機水泵的選擇2.6.1 噴霧泵站的選擇根據(jù)液壓支架的工作壓力選擇型號WPZ320/6.3的噴霧泵站。2.6.2 破碎機的選擇根據(jù)刮板輸送機的輸送能力選型號PLM3500的破碎機。2.6.3 水泵的選擇根據(jù)礦井正常涌水量560m3選型號MD-60×7的耐磨礦用離心式水泵。第 20 頁 共 45 頁呼倫貝爾學院 工程技術(shù)學院 2011級機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向）畢業(yè)設(shè)計第3章 礦井供電系統(tǒng)設(shè)計3.1 礦井供電簡介3.1.1礦山企業(yè)對供電的基本要求礦山由于生產(chǎn)條件的特殊性，對供電系統(tǒng)有特殊

48、的要求，具體如下：1. 保證供電安全可靠供電的可靠性是指供電系統(tǒng)不間斷供電的可能程度。礦山如果供電不僅影響產(chǎn)量，而且有可能造成人身事故和設(shè)備損壞，嚴重會造成礦井的破壞。為了保證對礦山供電的可靠性，供電電源應(yīng)采用兩回路獨立電源線路，它可以來自不同的變電所或者是同一變電所的不同母線，且電源線路上不得分接任何負荷。安全是指不發(fā)生人身觸電事故和因電氣故障而引起的爆炸火災(zāi)等重大事故。由于礦山生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，自然條件惡劣，供電設(shè)備容易受損壞，可能造成觸電及電火花和瓦斯煤塵爆炸等事故，所以必須采取如防爆、防觸電過負荷及過電流保護一系列的技術(shù)措施和制定相應(yīng)的管理規(guī)程，以確保供電的安全。2. 保證供電電能質(zhì)量在滿足供電可靠與安全的前提下，還應(yīng)該保證供電質(zhì)量，即供電技術(shù)合理。良好的電能質(zhì)量是指電壓偏移不超過額定值得±5%，頻率偏移不超過±（0.2-0.5）HZ。此外，由于大功率整流和可控硅的應(yīng)用使配電網(wǎng)中的諧波分量增加，可能會造成電力電容器過負荷，