礦井設(shè)備選型及供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘要 煤炭是我國(guó)主體能源，是能源安全的基石，摸清煤炭的資源儲(chǔ)量，評(píng)價(jià)煤炭資源儲(chǔ)量開發(fā)利用前景，有利于我國(guó)煤炭工業(yè)規(guī)劃的制定，有利于煤炭資源節(jié)約保護(hù)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(jī)械化程度越來越高，綜采工作面機(jī)電設(shè)備容量不斷增大，機(jī)械化程度的提高，為加快工作面的推進(jìn)速度，提高生產(chǎn)率，對(duì)煤礦電氣設(shè)備有了更高的要求，同時(shí)煤礦運(yùn)行的生命線就是電。本次設(shè)計(jì)主要是為內(nèi)蒙古呼倫貝爾市扎賚諾爾區(qū)靈露礦進(jìn)行井下綜采工作面設(shè)備選型和供電設(shè)計(jì)，設(shè)備選型以主要設(shè)備為主，通過選型負(fù)荷來確定井下供電系統(tǒng)，合理的選型不僅為工礦安全打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)，而且在經(jīng)濟(jì)效益上也有顯著提升。關(guān)鍵詞： 采煤機(jī) 刮板輸送機(jī)

2、 負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 變壓器 整定保護(hù) 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, conducive to the development of Chinas coal industry planning, is beneficial

3、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 electromechanical equipment in fully mechanized mining face is increasing, the degree o

4、f 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 electric. This design is mainly for the Inner Mongolia Hulun Buir City District of Zh

5、alainuoer 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 selection of load, the reasonable selection for the industrial and mining safety not onl

6、y laid a solid foundation, but also a significant increase in economic benefit.Keywords: Shearer scraper conveyor load statistics of transformer protection setting不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印目錄摘要IAbstractII緒論1一、課題背景1二、課題意義1 三、課題來源.1第1章 礦井基本概況31.1礦井基本概述31.2礦井煤層情況3 1.3設(shè)計(jì)方案確定.4第2章 井下主要設(shè)備選型設(shè)計(jì)52.1滾筒采煤機(jī)的選型52.2 液壓支架

7、的選型92.3刮板輸送機(jī)的選型122.4 膠帶輸送機(jī)的選型152.5乳化液泵站與轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇192.6噴霧泵站與破碎機(jī)水泵的選擇19第3章 礦井供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)203.1 礦井供電簡(jiǎn)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244.1 采區(qū)負(fù)荷計(jì)算及變壓器容量臺(tái)數(shù)確定244.2 電纜型號(hào)及長(zhǎng)度的確定26第5章 采區(qū)電氣設(shè)備選擇校核345.1 采區(qū)高壓開關(guān)柜的選擇345.2 礦用低壓隔爆開關(guān)選擇345.3 真空磁力起動(dòng)器的選擇355.4 保護(hù)裝置的整定計(jì)算36第6章 采區(qū)低壓短路電流的計(jì)算38 6.1 綜采工作面短路計(jì)算

8、圖.39第7章 井下照明、信號(hào)407.1 井下固定照明407.2 采區(qū)接地保護(hù)措施41結(jié)論.43參考文獻(xiàn).44致謝45附錄.46(圖紙另附)緒 論一、課題背景煤炭行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要支柱，目前乃至未來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)是我國(guó)的主要能源之一。煤炭工業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械與電氣設(shè)備不斷的更新?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(jì)合理的設(shè)計(jì)引進(jìn)新的電氣設(shè)備是非常有必要的，同時(shí)也要做到安全可靠的進(jìn)行采區(qū)工作面的供電設(shè)備布置，所以對(duì)礦井采取工作面的設(shè)備選型以及供電設(shè)計(jì)具有重要意義。二、課題意義(1)實(shí)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)

9、，其中許多事故都是由于礦井供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理引起的。煤礦中如果突然供電中斷，不僅會(huì)影響生產(chǎn)效率，而且有可能發(fā)生大型設(shè)備損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)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下，還應(yīng)保證供電質(zhì)量技術(shù)的合理性。同時(shí)，還要做到供電系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝、運(yùn)行操作方便，使建設(shè)投資小和運(yùn)行費(fèi)用低。設(shè)計(jì)本著安全性、可靠性、合理性、經(jīng)濟(jì)性四個(gè)方面對(duì)礦井供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證礦山企業(yè)能夠安全生產(chǎn)的同時(shí)能做到簡(jiǎn)操作低能耗。(2)畢業(yè)生的角度本次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的綜合體現(xiàn)，

10、通過這次設(shè)計(jì)能夠讓我們熟練掌握機(jī)械設(shè)備的選型和礦井供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這樣有效的把機(jī)械與電氣融合在一起，體現(xiàn)出本專業(yè)的特點(diǎn)。同時(shí)，也在設(shè)計(jì)中提高課外自主查閱資料的能力，了解我國(guó)現(xiàn)在煤炭行業(yè)前沿供電技術(shù)。有助于自己以后在機(jī)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(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，為期15天，我們對(duì)靈露礦進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)收集。本次設(shè)計(jì)是根據(jù)靈露礦的地質(zhì)概況，設(shè)計(jì)生產(chǎn)量，煤層厚度，煤層傾角等進(jìn)行設(shè)備初步選型，根據(jù)選型設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行礦井供電設(shè)計(jì)。通過本次礦井主要設(shè)備選型及供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使我們能夠了解國(guó)家各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)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

11、和使用各項(xiàng)設(shè)備，為選擇與維護(hù)奠定良好的基礎(chǔ)；能夠正確合理的分析、設(shè)計(jì)和確定選型供電設(shè)計(jì)方案，選擇、計(jì)算和整定、試驗(yàn)各類保護(hù)裝置；能夠正確合理的布置各種設(shè)備；能夠?qū)υO(shè)計(jì)中的各種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析和比較，確定最佳方案。通過本次設(shè)計(jì)讓我們學(xué)會(huì)設(shè)備選型，供電方法，學(xué)會(huì)如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，使我們具有煤礦企業(yè)的設(shè)計(jì)能力。第1章 礦井基本概況及設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(jìn)行試生產(chǎn)，井田內(nèi)有地質(zhì)資源量為590.5Mt，可采

12、儲(chǔ)量278.3Mt，礦井設(shè)計(jì)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、分層組方式開拓。礦井共有三條井筒，分別主斜井1199m(1347、寬3.7m、斷面12.4)，副斜井920m(1342、寬4.2m、斷面14.0)、風(fēng)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(xiǎn)性，煤塵爆炸指數(shù)為39.11%，煤層自燃傾向等級(jí)為一類容易自燃煤層。 礦井CH4相對(duì)涌出量為0.498m3/t，CO2相對(duì)涌出量為1.676m3/t，CH4絕對(duì)涌出量為0.389 m3/min，CO2絕對(duì)涌出量為1.309m3/min。無煤(巖)與瓦斯

13、(二氧化碳)突出危險(xiǎn)，無沖擊地壓現(xiàn)象。 本礦井采用中央并列式的通風(fēng)方式，采用主斜井輔助進(jìn)風(fēng)、副斜井主進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)，礦井采用抽出式通風(fēng)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(jìn)行消塵，粉塵檢測(cè)。綜采工作面采煤機(jī)內(nèi)外噴霧，液壓支架移架噴霧，各轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧齊全完好。各掘進(jìn)工作面采用凈化水幕，隔爆水棚，噴霧降塵，沖洗巷幫降塵，個(gè)人防護(hù)等綜合防塵措施。1.2礦井煤層情況 煤層厚度(m)最大14煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜煤層傾角(度)最大7最小7最小5開采煤層一次采全高開采方法放頂煤開采穩(wěn)定程度較穩(wěn)定工作面長(zhǎng)度(m)175傾斜程度近水平面積(km2)12.351.3 設(shè)計(jì)方案確定在經(jīng)過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)

14、比較以后，初步確定設(shè)計(jì)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，選擇普通采煤機(jī)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(yùn)行。一但發(fā)生故障采區(qū)電路采用并列運(yùn)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(jī)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(zhǔn)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(yuǎn)

15、遠(yuǎn)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(dá)到更好地支護(hù)效果。在礦井供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dá)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(fèi)用大。而單母線接線有更好地靈活性。第2章 井下主要設(shè)備選型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)：煤層傾角6，工作面長(zhǎng)度約175m，礦井設(shè)計(jì)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(shí)間是6h。靈露礦采用長(zhǎng)臂采煤法，綜采放頂煤工藝。為保證回采工作的順利進(jìn)行，開采過程中需留1.0m底煤用以護(hù)

16、底，0.5m頂煤用以保頂。因此實(shí)際開采厚度為12.5m。2.1滾筒采煤機(jī)的選型2.1.1滾筒直徑的選擇 根據(jù)靈露礦煤質(zhì)實(shí)際情況及目前我國(guó)采煤機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀及使用情況設(shè)計(jì)選用雙滾筒采煤機(jī)。雙滾筒采煤機(jī)滾筒直徑應(yīng)大于最大采高h(yuǎn)max的一半，一般可按D=(0.520.6)hmax選取，采高大時(shí)取小值，采高小時(shí)取大值。目前雙滾筒采煤機(jī)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(biāo)準(zhǔn)直徑相近的數(shù)值。D=0.523.5=1.82(m)根據(jù)計(jì)算值，設(shè)計(jì)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(shí)考慮到我國(guó)生

17、產(chǎn)的采煤機(jī)大部分截深在0.6m左右，但是靈露礦煤層厚度大，設(shè)計(jì)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(jī)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(dá)80r/min。滾筒直徑為2m，轉(zhuǎn)速取35r/min，則可計(jì)算出截割速度。根據(jù)公式: 式中： vi-截割速度， m/s D-滾筒直徑, m* n-滾筒轉(zhuǎn)速，r/min m/s2.1.4采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率與采煤機(jī)有效開動(dòng)率有關(guān)。雖然綜合機(jī)械

18、化開采在我國(guó)厚煤層一次采全高工作面的應(yīng)用已經(jīng)成熟，機(jī)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(jī)械設(shè)備的檢修等的各種因素均影響采煤機(jī)有效開動(dòng)率，我國(guó)平均水平在40左右。設(shè)計(jì)取正常開動(dòng)率為45。采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率由下式計(jì)算： 式中： Qmin采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，t/h， W采煤工作面的日平均產(chǎn)量，3000000330=9091(t) 取采煤機(jī)的有效開動(dòng)率為0.4，則采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率為： 2.1.5采煤機(jī)在截割時(shí)的牽引速度及生產(chǎn)率采煤機(jī)截割時(shí)牽引速度的高低，直接決定采煤機(jī)的生產(chǎn)效率及所需電機(jī)功率，由于滾筒裝煤能力，運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)效率，支護(hù)設(shè)備推移速度等因

19、素的影響，采煤機(jī)在截割時(shí)的牽引速度比空調(diào)時(shí)低得多，采煤機(jī)牽引速度在零到某個(gè)值范圍內(nèi)變化，選擇截煤機(jī)時(shí)的牽引速度，要根據(jù)下述幾個(gè)方面因素，綜合考慮。1.根據(jù)采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率Qmin決定的牽引速度V1,(m/min)式中：Qmin采煤機(jī)最小設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，841.75t/h， H采煤機(jī)平均采高，3.5m， B采煤機(jī)截深，0.8m 煤的容重，1.35t/m32.根據(jù)截齒最大切削厚度決定的牽引速度V2，采煤機(jī)截割過程中，是滾筒以一定的轉(zhuǎn)速n，同時(shí)又以一定的牽引速度V2沿工作面移動(dòng)，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。 mm上

20、式中，m為葉片上每條截線的截齒數(shù)，一般取3，n根據(jù)上面的計(jì)算取35r/min。一般來說，hmax應(yīng)小于截齒伸出齒座長(zhǎng)度的70，根據(jù)國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)的實(shí)際情況，取45mm。 則： m/min 式中：hmax截齒在齒座上伸出長(zhǎng)度的70，取45mm。 則：綜上所述，采煤機(jī)的牽引速度取V=4.7m/min2.1.6采煤機(jī)小時(shí)生產(chǎn)能力計(jì)算工作面按年產(chǎn)3.0Mt，每年按330d計(jì)算，工作方式為“四六制”，即三班出煤，一班檢修，工作面長(zhǎng)度按175m計(jì)算，要求采煤機(jī)平均落煤能力為： 式中： Qm采煤機(jī)平均落煤能力，t/h； Qr采煤機(jī)平均日產(chǎn)量，2121.2 t/d； L工作面長(zhǎng)度，175m； Ls輸送機(jī)彎曲段長(zhǎng)度

21、，20m； Lm采煤機(jī)兩滾筒中心距，12.81m； 煤層實(shí)體煤容重，1.35t/m3； 工作面回采率，93%； Td采煤機(jī)返向時(shí)間，1min； B采煤機(jī)截深，0.8m； H平均采高，3.5m； K采煤機(jī)平均日開機(jī)率，0.45。 帶入?yún)?shù)計(jì)算得采煤機(jī)平均落煤能力為： 2.1.7采煤機(jī)平均割煤速度工作面是否達(dá)到預(yù)定的產(chǎn)量，主要取決于采煤機(jī)的切割速度。 2.1.8采煤機(jī)最大割煤速度和最大生產(chǎn)能力采煤機(jī)最大割煤速度： 采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力： 式中： 采煤機(jī)最大割煤速度，m/min； 采煤機(jī)最大落煤量，t/h； 采煤機(jī)割煤不均衡系數(shù)，取1.45。 Vmax1.451.231.78 m/min Qmax1.

22、45279.4405.3t/h2.1.9采煤機(jī)截割功率按采煤機(jī)單位能耗計(jì)算采煤機(jī)的截割功率為： 式中： N采煤機(jī)截割功率，kW； 備用系數(shù)，取=1.25； 采煤機(jī)割煤?jiǎn)挝荒芎模?0.55 0.85kWh/m3，取=0.75kWh/m3,則工作面采煤機(jī)截割功率為： N=601.250.83.51.780.7=261.7kW根據(jù)以上計(jì)算初步選取型號(hào)為MG450/1040-WD的采煤機(jī)。主要參數(shù)如下： MG450/1040-WD采煤機(jī)主要參數(shù)列表采高(m)2.14.8搖臂長(zhǎng)度(mm)2890機(jī)面高度(mm)526滾筒直徑(m)2.0截深(mm)800牽引力(KN)748牽引速度(m/min)08.6

23、9裝機(jī)功率(KW)10401. 理論生產(chǎn)率： 式中： Qt-理論生產(chǎn)率， t/h H-工作面平均采高，m Vq-采煤機(jī)截割時(shí)的最大牽引速度，m/min -煤的實(shí)體密度，=1.31.4t/m3，一般取1.35t/m32. 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0.63. 實(shí)際生產(chǎn)率 Qm=QK2=1182.480.6=709.48t/h采區(qū)綜放工作面的實(shí)際開采厚度為12.5m，采煤機(jī)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

24、.1 工作面支架選型 根據(jù)靈露礦的地質(zhì)概況和給定設(shè)計(jì)參數(shù)，初步選擇型號(hào)為ZF12000/23/37型四柱支撐掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架。液壓支架的主要參數(shù)如下：高度（m）2.33.7工作阻力(KN)12000中心距（m）1.75支護(hù)強(qiáng)度（MPa）1.39初撐力（KN）10128工作壓力（KN）31.5伸縮量（m）1.4伸縮比1.8長(zhǎng)寬（m）5.241.42頂梁長(zhǎng)（mm）4370支護(hù)強(qiáng)度和工作阻力根據(jù)上覆巖層壓力計(jì)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(shí)的動(dòng)壓力的影響。為安全起見，煤層開采后，可及時(shí)垮落的上巖層形成對(duì)支架的靜壓力一般按煤層開采

25、后所需的垮落高度來計(jì)算。煤層開采后，上位巖層最大可垮落高度為： 式中： 可及時(shí)垮落的上覆巖層厚度(m)； 直接垮落后未經(jīng)壓實(shí)的碎脹系數(shù)，取=1.45； 煤層最大采高，=15m。1. 支護(hù)強(qiáng)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(shí)，仍然對(duì)支架有一定的動(dòng)載荷。支架支護(hù)強(qiáng)度可按下式估算： 式中： 老頂來壓時(shí)動(dòng)載荷系數(shù)，?。簁=1.2； 可及時(shí)垮落的上覆巖層厚度，?。篐1=33.3m； 巖層容重，?。?21.3kN/m3。2. 確定支架的支護(hù)強(qiáng)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=nLmin Bp/(12) =1.250901.750

26、.851/(0.950.95)10079kN/架式中： B架間距，B1.75m； 1支護(hù)效率，取10.95； 2安全閥波動(dòng)系數(shù)，取2=0.95； p支護(hù)強(qiáng)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： 1007990%=9071.1KN 10128KN4. 支架的調(diào)高范圍 支架的最大結(jié)構(gòu)高度 H大=M大+S1 =3.5+0.3 =3.8m H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=0.3 S2頂板周期來壓的最大下沉量，移架時(shí)支

27、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，0.35 M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 =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(jì)算 =100（個(gè)） 式中: n支架個(gè)數(shù) L支護(hù)長(zhǎng)度，m A中心距，m 根據(jù)驗(yàn)算，煤層可選用ZF12000/23/37型四柱支撐掩護(hù)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

28、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型。工作面前、后超前支護(hù)采用單體支柱配合型頂梁進(jìn)行支護(hù)，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(hù)長(zhǎng)度為2030m。2.3刮板輸送機(jī)的選型刮板輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)生產(chǎn)率： A=60hbvk =603.50.84.71.35 =1065.96t/h式中： h-煤層開采厚度 b-截深 vk-采煤機(jī)牽引速度 -煤的實(shí)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(jī)其主要參數(shù)如下：設(shè)計(jì)長(zhǎng)度（m）20

29、0出廠長(zhǎng)度（m）150輸送量（t/h）2500刮板鏈速（m/s）1.30刮板鏈每米質(zhì)量（kg）41.5中部槽高度（mm）352中部槽寬度（mm）1000電動(dòng)機(jī)額定功率（kw）2700鏈環(huán)破斷力（KN）610包角18.12.3.1 運(yùn)輸能力計(jì)算 =1/210.352+1/211/20.577 =0.32 式中 F溜槽裝煤最大截面積， a中部槽寬度，m b中部槽高度，m 煤的堆積角，一般取2030，取30 Q=3600FV =36000.32111.30 =1497.4t/h 式中 Q刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力，t/h 煤的松散密度，取 裝滿系數(shù)，水平及向下運(yùn)輸取0.91，取=1 V刮板鏈運(yùn)行速度，m/

30、s 1497.4 = Q 4.2 Smax=S4 鏈子強(qiáng)度足夠，所以可以使用。 式中 k刮板鏈抗拉強(qiáng)度安全系數(shù) N鏈條數(shù)，取2 Sp鏈條破斷力 Smax刮板鏈實(shí)際承受的最大張力值，KN2.4 膠帶輸送機(jī)的選型膠帶輸送機(jī)選型該工作面順槽初步選用DSJ120/160型可伸縮膠帶輸送機(jī)，其主要參數(shù)如下：DSJ120/160型可伸縮膠帶輸送機(jī)主要參數(shù)輸送量1600t/h帶寬1200mm帶速3.15m/s最大輸送長(zhǎng)度2000m儲(chǔ)帶長(zhǎng)度100m主電動(dòng)機(jī)功率2500KW圍包角450 4542. 4.1 輸送能力與膠帶寬度1. 輸送能力 =1837.08t/h 式中 Q帶式輸送機(jī)輸送能力，t/h Km貨載斷面

31、系數(shù)，取 Km=300 Km= B帶寬，m V帶式輸送機(jī)運(yùn)行速度，m/s 煤的松散密度，1.31.4t/m C輸送機(jī)傾角系數(shù)，取1 QQ刮 符合要求2. 膠帶寬度 如給定使用地點(diǎn)的設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率為A，則A=Q刮=709.48t/h，則可滿足設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率要求的最小膠帶寬度為 =0.56m 對(duì)于未過篩的松散貨載（如原煤） B2amax+200 12002500+200 B3.3ap+200 12003.3300+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(yàn)算，符合要求2.4.2 運(yùn)行阻力的計(jì)算1. 直線段運(yùn)行阻力 （承載托輥

32、轉(zhuǎn)動(dòng)部分線密度） （回空托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分線密度）式中 折算到每米長(zhǎng)度上的上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量，kg/m 折算到每米長(zhǎng)度上的下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量，kg/m 分別為每組上托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量，kg 分別為每組下托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量，kg 上托輥間距，取1.5m 下托輥間距，取3m =62.56kg/m =1.11.2（28+3+1） =26.4kg/m式中 q每米長(zhǎng)膠帶上的貨載質(zhì)量，kg/m qd每米長(zhǎng)膠自身質(zhì)量，kg/m =10（62.56+26.4+16.67）20000.0610 =126756 =10（26.4+6.67）20000.05610 =37038.4 Wzh膠帶在重段的運(yùn)行阻力，N Wk膠

33、帶在空段的運(yùn)行阻力，N 輸送機(jī)的傾角，0 L輸送機(jī)長(zhǎng)度，2000m 槽形托輥?zhàn)枇ο禂?shù)，0.06 平形托輥?zhàn)枇ο禂?shù)，0.056 B膠帶寬度，m i膠帶帆布間層數(shù)，8 一層帆布厚度，2mm 1膠帶上保護(hù)層厚度，3mm 2膠帶下保護(hù)層厚度，1mm2. 曲線段運(yùn)行阻力 根據(jù)： S2=S1+Wk S3=S2+W2-3 S4=S3+Wzh S4=S1+Wzh+Wk+W2-3 W2-3=(0.050.07)S2 C0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=8934.62N S4 =79696.81N S2

34、=S1+Wk=25213N W從=0.07Sy =0.07S2 =0.0725213 =1764.91N W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(dòng)滾筒相遇點(diǎn)的張力，S2 Sy膠帶與驅(qū)動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)的張力，S4 S2膠帶與驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力，S12.4.3 膠帶懸垂度驗(yàn)算1. 重段膠帶允許最小張力 =5(62.56+26.4)1.5101 =6672N S4Smax SmaxSminzh2. 空段膠帶允許的最小張力 =526.4310

35、1 =3960N2.4.4 膠帶強(qiáng)度驗(yàn)算 11.5611式中 B膠帶寬度，mm i帆布層數(shù)，8 p一層帆布每厘米寬的拉斷力，960N/(cm層) Smax膠帶運(yùn)行時(shí)實(shí)際承受的最大張力，N n膠帶的允許安全系數(shù)，112.4.5 牽引力與功率計(jì)算1. 牽引力計(jì)算 F0=S4-S1+W4-1 =S4-S1+0.02（S4+S1） =1.05S4-0.95S1 =75193.76N2. 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 =315.81KW P2500KW符合要求經(jīng)以上驗(yàn)算，型號(hào)DSJ120/160型可伸縮膠帶輸送機(jī)可用于該工作面2.5乳化液泵站與轉(zhuǎn)載機(jī)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(hào)B

36、RW-400/31.5的乳化液泵站。2.5.2 轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇 根據(jù)刮板輸送機(jī)的輸送能力選型號(hào)SZZ1200/700的轉(zhuǎn)載機(jī)。2.6噴霧泵站與破碎機(jī)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(hào)WPZ320/6.3的噴霧泵站。2.6.2 破碎機(jī)的選擇根據(jù)刮板輸送機(jī)的輸送能力選型號(hào)PLM3500的破碎機(jī)。2.6.3 水泵的選擇根據(jù)礦井正常涌水量560m3選型號(hào)MD-607的耐磨礦用離心式水泵。第3章 礦井供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 礦井供電簡(jiǎn)介礦山企業(yè)對(duì)供電的基本要求礦山由于生產(chǎn)條件的特殊性，對(duì)供電系統(tǒng)有特殊的要求，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

37、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(yán)重會(huì)造成礦井的破壞。為了保證對(duì)礦山供電的可靠性，供電電源應(yīng)采用兩回路獨(dú)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(fù)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(fù)荷及過電流保護(hù)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

38、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(huì)造成電力電容器過負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)甚至造成事故。所以必要時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施保證電能質(zhì)量。3. 保證供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性在滿足以上要求條件下，應(yīng)要求供電系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝、運(yùn)行操作方便，投資少、見效快和運(yùn)行費(fèi)用低。3.1.2 電力負(fù)荷的分級(jí)按照對(duì)供電可靠性的要求不同，一般將電力負(fù)荷分為三級(jí)，以便在不同情況下區(qū)別對(duì)待。1 一級(jí)負(fù)荷這類負(fù)荷若供電突然中斷造成生命危險(xiǎn)，或者造成重大設(shè)備損壞且難以修復(fù)，或者打亂復(fù)雜的生產(chǎn)過程并使大量產(chǎn)品報(bào)廢，給國(guó)名經(jīng)濟(jì)帶來極大的損失。如礦井主扇風(fēng)機(jī)、分區(qū)扇分機(jī)與井下主排水泵以及立井經(jīng)常提人的提升機(jī)等。這類負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，無論是電力網(wǎng)在正?；蛘呤鹿蕰r(shí)均保證對(duì)它的供電。2 二級(jí)負(fù)荷這類負(fù)荷若突然停電，會(huì)造成生產(chǎn)設(shè)備局部損壞，或生產(chǎn)流程紊亂且恢復(fù)困難，企業(yè)內(nèi)部運(yùn)輸停頓或出現(xiàn)大量廢品或大量減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟(jì)上造成一定的損失。如煤礦集中提運(yùn)設(shè)備、大型礦井地面空氣壓縮機(jī)、井筒防凍設(shè)備等。對(duì)這類負(fù)荷一般采用雙回路或經(jīng)方案對(duì)比確定。3 三級(jí)負(fù)荷凡不屬于一二級(jí)負(fù)荷的用電設(shè)備，均列為