礦井綜采工作面機電設備選型設計畢業設計(已修改)

　

【正文】 內蒙古科技大學高等職業技術學院畢業設計說明書（論文） 目 錄摘 要 4第一章 礦井采區概況 5 第一節 井田概括 5位置 5 二、地形地貌及地表水系 5 三、構造 6 四、頂底板巖性 6 五、水源、電源 6 六、煤質特征 7 七、瓦斯 7 八、煤層 7 九、地溫 7 十、地質勘探程度及存在的問題 7第二章 機械部分選型設計 9 第一節 綜采工作面三機配套選型設計 9 （一）采煤機性能參數的計算與決定 10 （三）初選采煤機主要技術參數的校核 16 二、工作面刮板輸送機的選型設計 18 （二）SGZ880/800刮板輸送機的驗算 20 三、液壓支架的選型設計 24 （四）、順槽轉載機的選擇 28 五、破碎機選型 31 六、乳化液泵站的選擇 32 第二節 順槽膠帶輸送機的選型設計 33.設計原始資料: 33.膠帶輸送機的工作原理圖： 33 34 二、輸送機輸送能力與輸送帶寬度的驗算 34 三、計算輸送帶的運行阻力 35空段直線段的運行阻力 35輸送帶強度的驗算 37 六、牽引力及電機功率計算 37 第三節 掘進設備的選型 38 一、工作面概述 38 二、巷道斷面和支護形式 39 四、掘進工作面個數和掘進機械配備確定 39 五、EBH132掘進機技術參數 40 六、管線吊掛 42 七、供風系統 42 八、電氣設備及電纜的型號的確定 42 九、掘進工作面電氣設備管理制度 45第三章 綜采供電部分選型設計 46 第一節 擬定供電系統 46一、綜采工作面供配電設備 46 二、綜采工作面供電系統 47 三、采區負荷統計表 48 第二節 電纜的選擇 49 一、選擇導線截面的一般原則 49 二、高壓電纜的選擇 49 三、高壓電纜的選擇演算 51 四、低壓電纜的選擇驗算 54 五、向刮板輸送機供電電纜的選擇 58 （六）向帶式輸送機供電電纜選擇 60 第三節 電氣設備的選擇 62 一、高壓配電裝置的選擇 62二、低壓配電裝置的選擇 62 三、各設備對應的配電裝置 63設計參考資料 64致　　謝 65 摘 要本設計共三章，主要設計礦井綜采工作面 (采煤機、刮板輸送機、液壓支架、破碎機、轉載機、輸送機、供電設備等) 機電設備選型設計。其中主要介紹了三機配套，綜采工作面布置及配套設備，通過各設備相互配合和協調動作，實現落煤、裝煤、運煤、支護、頂板控制，及工作面巷道運輸等生產工序的全部機械化。以及介紹煤礦高、低壓供電設備。 本設計是結合在校所學課程，對提高自我工作能力和培養解決實際問題的綜合應用。關鍵詞： 綜采工作面 機電設備 三機配套 供電設備AbstractThe design of a total of three chapters, the main design of mine fully mechanized working face (Shearer, scraper conveyor, hydraulic support, crushing machine, transfer machine, conveyor, power supply equipment ) electrical and mechanical equipment design. Mainly introduced the three machine, fully mechanized mining working face layout and supporting equipment, various equipment through mutual cooperation and coordination, implementation coal, coal, coal, support, control, and working face roadway transportation and production process in full mechanization. As well as the introduction of high, low voltage power supply equipment in coal mine.The design is a bination of courses, to improve self ability and cultivating the prehensive application of solving practical problemsKey words : fully mechanized coal face electrical and mechanical equipment three machine power supply equipment第一章 礦井采區概況 第一節 井田概括位置 1 地理位置 唐公溝礦井位于內交通蒙古自治區鄂爾多斯市東勝區西北部，行政隸屬達拉特旗管轄。具體位于罕臺川之東，添爾漫溝之西一帶。其地理坐標為：礦井東經：109176。55′04″～109176。56′18″北緯： 39176。57′40″～ 39176。58′57″交通。東勝區是內蒙古自治區西部地區政治、經濟、文化中心及交通樞紐之重要城市，交通干線四通八達，公路、鐵路形成網絡，交通條件便利。二、地形地貌及地表水系礦區位于東勝煤田區域性分水嶺“東勝梁”之北側，區域性地形特征為南高北低，礦區內南北向的獨貴溝梁是礦區內的天然分水嶺，最高點位于礦區西南部邊界處，海拔標高為+，最低點位于礦區東北邊界處的添爾漫溝底，標高為+，一般高差為50m左 礦區區域屬高原侵蝕性丘陵地貌特征，地形縱橫切割，形成梁峁、溝谷。基巖裸露，植被稀少。礦區內中部形成的南北向獨貴溝梁為區內一小型天然分水嶺，西部溝谷水由東向西流入罕臺川，向北注入黃河。東部溝谷水由西向東流入添爾漫溝，添爾漫溝水由南向北匯入罕臺川后注入黃河。均為間歇性流水，只在豐雨期間形成短暫洪流。 三、構造 唐公溝煤礦煤層最大厚度4m，煤層傾角5176。，煤層截割阻抗A＝375N/mm，頂板巖性：老頂為Ⅲ級，直接頂為2類，工作面設計長度為150m，設計年產量為500萬t/a；掘進長度為2000m；運輸順槽長度為2000m；掘進工作面傾角為3176。；。本礦煤層賦存條件較好，煤層為進水平煤層，煤層厚度適中，為4m，井型為大中型礦井，設計能力為500萬t/a，直接頂為2類中等穩定頂板，老頂為Ⅲ類頂板，周期來壓強烈，要求工作面支護強度較大。煤層發育有寬緩的波狀起伏，煤田內未發現有巖漿巖體侵入，地質構造屬簡單類型。四、頂底板巖性 本區各可采煤層頂底板巖石的巖性多為粉砂或砂質泥巖，局部為細粒砂巖。根據地質資料和礦井生產經驗，頂板較破碎。五、水源、電源本區氣候干旱，無長年穩定地表水體，地下水源也比較貧乏。地下松散巖類孔隙潛水含水巖組在各大溝谷中富水性較強，可作為小型水源地。本礦井現有1座6kV變電所，兩回6kV電源，一回引自罕臺35kV變電所(主變容量為1800kVA)，導線為YJV226kV,3120mm2,185m, 已運行；另一回6kV電源線路引自萬利一礦35kV變電所，導線為LGJ120/9km，尚未運行。本礦井目前裝設3臺250kVA，6/。井田及周邊電力供應充足，礦井又引進兩回10kV線路，形成雙回路供電，供電條件可靠。六、煤質特征礦區內煤呈黑色，條痕褐黑~黑褐色，弱瀝青至強瀝青光澤，均一或條帶狀結構，階梯狀、參差狀斷口，鏡、亮煤富集帶可見貝殼狀斷口、眼球狀斷口，層狀構造，內生裂隙較發育，常有方解石及黃鐵礦薄膜充填，燃點280176。C左右，燃燒試驗為劇燃，殘灰為粉狀，灰白~灰黃色。摩氏硬度2左右。礦區內各煤層煤巖組分均為暗煤、絲炭為主，亮煤、鏡煤以薄條帶或透鏡體夾于其中，由于區內煤的化學反應性好，抗碎強度高，熱穩定性好，可做氣化用煤，但由于區內煤層的灰熔點偏低，易結渣，故在利用時應注意。七、瓦斯根據詳查報告對各可采煤層瓦斯成分的測定成果，煤層CH4含量很低，為0~燃，自然瓦斯成分中可燃氣含量為0 ~%，均為二氧化碳氮氣帶，均屬瓦斯風化帶，故礦區內煤層屬低沼氣煤層。八、煤層影響煤塵爆炸的主要因素是煤的揮發分產率，礦區內煤層的干燥無灰基，揮發分產率均較高，在34%以上，據原詳查報告所采生產大樣測試結果可知，火焰長度均大于400mm，抑制爆炸的最低巖粉量為70%，故區內煤層煤塵均有爆炸性。根據詳查報告測定結果：煤的著火溫度300℃左右，還原樣與氧化樣燃點差△T1—3在25℃~39℃，屬易自燃煤。九、地溫據詳查報告中對全區3個鉆孔的測試：℃，℃/100m，℃/100m，平均地溫變化梯度3℃/100m，本區無地溫異常，屬地溫正常區，區內井下采煤無地熱危害。十、地質勘探程度及存在的問題由于唐公溝礦目前井田范圍較小，資源量有限，勘探程度不高， Mt，%。因此，建議業主加大勘探程度，使低級儲量轉化為高級儲量，同時進一步加強周邊資源的整合力度，擴大井田范圍，增加礦井的服務年限和生產能力。井田已開采多年，因此后期開采過程中可能會有采空區積水泄入，礦井在建設和生產過程中應注意收集有關資料，并利用設計配備的探水鉆，做好探放水工作，并堅持“有疑必探，先探后掘”的防治水原則。本礦井為低瓦斯礦井，煤塵具有爆炸危險性，煤層容易自燃。地質資料關于煤層相關開采技術條件的部分參數為早期測試的結果，礦井在建設和生產過程中要注意收集相關資料并按照有關規程規范要求補充相應的技術參數測試和鑒定，及時根據鑒定結果采取切實可行的措施防止事故的發生。礦井設計的主要依據為《內蒙古自治區東勝煤田萬利礦區唐公溝煤礦資源儲量復核報告》和礦井實際生產情況資料。但該報告重點是對井田煤炭資源儲量進行復核，對水文地質條件以及開采技術條件的地質工作和描述尚顯不足，所以礦井在建設和生產過程中應重視地質資料的收集整理工作，并根據地質條件的變化情況及時調整生產及安全措施。如礦井井下涌水量有增大趨勢時，應及時擴建井底排水系統；如煤層發火趨于嚴重時，要及時提高注氮系統的能力等安全措施。根據本礦工作面條件及我國目前采煤方法的類型及設備配套情況，設計確定工作面的方法為綜采煤層走向長壁采煤法一次采全高. 第 63 頁 第二章 機械部分選型設計由于綜采設備機型日益增多，各機型又有各自不同的優勢，根據煤層賦存條件，工作面生產能力及設備新舊接替的要求，經常采用國產和引進設備交叉互配使用，而國產設備間的多種匹配是必然的，不同采煤機、輸送機和液壓支架可配套成多種合理的成套設備。但只有選型合理、配套恰當，才能獲得良好的使用效果。因此，要使綜采工作面“三機”（采煤機、刮板輸送機和液壓支架）都能發揮最大的生產能力，就必須在性能參數，結構參數，工作面空間尺寸以及相互聯接的形式、強度和尺寸等方面互相匹配。三機配套原理圖如下： 第一節 綜采工作面三機配套選型設計 滾筒式采煤機是目前國內外采煤機械的主要類型，現在已經研發和生產出很多類型，她與刨煤機相比有許多優點：采高范圍大，對各種煤層適應性強，能截割硬煤，并能適應較復雜的頂板條件，還有利于實現綜采設備的配套和自動控制。因而，在國內外煤田開采領域，雙滾筒采煤機得到了廣泛的應用，現代滾筒式采煤機應具有如下特征：（1）裝機功率能滿足采煤生產率要求；（2）截割機構能適應每層厚度變化而可靠工作，牽引機構能在工作過程中隨時根據需要改變牽引速度，并能實現無級調速，以適應煤質硬度變化正常發揮機器效能；（3）機身所占空間盡量小，對薄煤層采煤機尤為重要；（4）可拆成幾個獨立的部件，以便入井和運輸，也便于拆裝和檢修；（5）所有電器設備都具有防爆性能，能在有煤塵瓦斯爆炸危險的工作面內安全工作；（6）電機傳動裝置和牽引部等具有超負荷安全保護裝置；（7）具有防滑裝置，以防采煤機沿煤層傾向自動下滑；（8)具有內外噴霧滅塵裝置； (9）工作穩定可靠，操作簡便，操作手把和按鈕盡量集中，日常維護工作量小而容易。采煤機選型原則：①適合特定的煤層地質條件，并且采煤機采高、截深、牽引速度等參數選取合理，有較大的實用范圍；②滿足工作面開采生產能力要求，采煤機實際生產能力要大于工作面設計生產能力10%～20%；③與液壓支架和刮板輸送機相匹配。影響采煤機選型的主要因素：煤層的力學特性、厚度和傾角，工作面生產能力。（一）采煤機性能參數的計算與決定根據目前我國采煤機生產現狀及使用情況，設計選用雙滾筒采煤機。雙滾筒采煤機滾筒直徑應大于最大采高hmax的一半，一般可按D=（～）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系列化，所以滾筒直徑的選取選取和標準直徑相近的數值。D=(～)4=～(m) 。截深的選擇，受煤層厚度、煤質軟硬、煤層傾角、頂板巖性、頂板穩定性、截割阻抗、及液壓支架的推移步距影響。在薄煤層中，由于工作條件困難，采煤機牽引速度受到限制，為了保證適當的生產率，宜用較大的截深（～）；反之在厚煤層中，由于受輸送機能力和頂板易冒頂片幫條件的限制，宜用較小的截深。滾筒轉速的選擇，直接影響截煤比能耗、裝載效果、粉塵大小等。轉速過高，不僅煤塵產生量大，且循環煤增多，轉載效率降低，截煤比能耗降低。根據實踐經驗，一般認為采煤機滾筒的轉速應控制在30～50轉/分較為適宜。滾筒轉速是設計截割部的一項重要參數，～40r/min左右，因為直徑越大滾筒轉速越小，所以設計取35轉/分。