山東科技大學畢業設計古城煤礦機電設備選型設計-wenkub

　

【正文】 Z7 D9 Z6 D8 Z5 D7 Z4 G4 Z3 G5 Z2 G6 Z1 G7 本礦井交通非常方便，京滬鐵路從古城煤礦西側通過，礦井西南方 即是兗州車站，327 國道橫貫本礦井，各村間均有簡易公路可通汽車 圖 交通位置示意圖 煤層賦存情況、頂底板條件本礦井發育地層由上到下為：第四系、古近系、上侏羅統三臺組、上二疊統石盒子組（上部） 、下二疊統石盒子組黑山段和月門溝群山西組、太原組、本溪組及奧陶系中下統。區內可采及局部可采煤層共 7 層，厚為 。1) 2 上 煤：位于山西組中上部，距山西組頂界 15～39m ，平均25m，煤厚 0～，平均 ，厚度變化較大。可采范圍多分布在 3 線以南及 13 線至 16 線間， 。直接頂板為深灰色厚 3m 左右的砂質泥巖，有少數孔為泥巖，老頂是灰白色含黑色礦物較多的中粒砂巖；底板為厚 5～7m 發育波狀層理及生物擾動構造的細砂巖，常相變為灰黑色的砂質泥巖，有時為泥巖。除 301 孔和 132 孔發現有 和 厚的泥巖夾矸外，其余各孔無夾矸，頂底板多為深灰色的砂質泥巖，9線至 14 線間頂板多為中細砂巖，底板往往相變為細砂巖和粉砂巖。可采塊段賦存深度為200～1210m 。10 下 煤屬結構簡單，大部分可采的較穩定煤層。圖 10 下煤層可采范圍分布圖5) 15 上 煤：位于太原組中下部，煤厚 ～ ，平均厚，屬薄煤層，下距十 下 灰巖 28m 左右。為結構簡單，局部可采的不穩定煤層。圖 15 上煤層可采范圍分布圖6) 16 上 煤：位于太原組下部，煤厚 ～，平均 ，屬薄煤層，厚度變化較大。為結構較簡單，大部分可采的較穩定煤層。7) 17 煤：位于太原組下部，煤厚 ～，平均 ，上距十 下 灰巖 10m 左右。底板為淺灰色具鮞狀結構的泥巖。圖 16 上 煤層可采范圍分布圖頂底板條件1) 2 上 煤層直接頂板為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖，厚 3～5m，根據星村煤礦資料，其抗壓強度為 ～,屬穩定頂板。3 煤層直接頂砂質泥巖及粉砂巖的抗壓強度為 ～ MPa ，孔隙率 ～ %，泥巖的抗壓度為 ，屬較穩定—穩定頂板。16 上 煤層底板為泥巖，厚 2m 左右，其抗壓強度為 ～ MPa，根據鄰近生產礦井資料，底板泥巖易吸水膨脹，造成底鼓而影響開采和運輸。10下 煤層頂板為泥巖和砂質泥巖，底板為砂質泥巖、粉砂巖，局部相變為細砂巖。區內地勢平坦，地表水系發育，主要有泗河、京杭運河、白馬河等，自北向南流入南陽湖。長溝斷層：落差 500m，南升北降，區內奧灰與區外二疊系接觸，為阻水邊界。當煤層距侏羅系底界間距大時，在斷層的影響下，其中的孔隙、裂隙水會通過斷層垂向或側向補給煤系地層。3) 斷層導水性區域內煤系斷層導水情況各有不同，主要與斷層兩盤接觸部位的巖性有關，隔水層與隔水層對接時，斷層帶不導水。地下水的逕流方向基本與地表水逕流方向一致，由東北向西南，南部鳧山的寒武系灰巖、奧灰裸露區接受的補給水，順巖層的傾斜方向向北運動，與向南運動的水在露頭附近匯合，形成強逕流帶而入湖區。(3) 開采 117 煤層直接充水含水層為十 下 灰，其補給來源主要為奧陶系石灰巖水，奧灰富水性及其對礦井充水影響程度隨構造及埋藏條件的不同而差異很大。 1999 年開始試生產至今，礦井水主要來自工作面、頂板砂巖水、三灰水、礦井防塵用水。 瓦斯、煤塵、自燃發火等參數（礦井瓦斯及涌出量、煤層發火自燃周期、煤層及爆炸指數） 瓦 斯在勘探施工期間，曾做過瓦斯采樣化驗，化驗結果見表。但隨礦井不斷延伸及產量的增加，礦井瓦斯含量可能略有增高。表 勘探階段各煤層煤塵爆炸性試驗結果一覽表 項目煤層號火焰長 mm巖粉量（%）爆炸指數結論2 上 250～600477 55～9070 有爆炸危險3 250～560478 60～9578 有爆炸危險6 225～810531 90～9071 有爆炸危險10 下 540～560548 70～9090 有爆炸危險15 下 400～665535 70～9082 有爆炸危險16 下 520～665571 75～9588 有爆炸危險17 650～725616 65～9585 有爆炸危險2) 礦井生產期間，分別于 2022 年 12 月、2022 年 5 月采取3 煤層煤樣，送煤炭科學研究總院重慶分院進行化驗測試，結果見表 ，3 煤層煤塵具有爆炸危險性。根據上述資料，3 煤層現開采水平應屬于自燃煤層，礦井生產中 3 煤層實際自燃發火期為 3～6 個月。礦設有機電、運輸、通防、綜采、掘進、開拓等生產工區，現礦井正生產采區為 11 采區及 21 采區，開拓采區為 13 采區、22 采區。 煤層開采方式古城煤礦目前開采的煤層為 3 煤層，煤層厚度穩定，結構簡單，煤層中硬，可放性中等，適合機械化分層或放頂煤開采，“古城礦井初步設計”推薦采用網下放頂煤開采。 一個懸移支架放頂煤工作面，采用 DCⅡ 支架，SGB620/40T 型可彎刮板輸送機，炮采放頂煤，一次采全高。根據采區生產條件采煤工藝和運輸條件，確定采用三班生產，日進多循環做業方式（附循環圖表） 表 勞動組織表，工種 班次 早班 中班 夜班 合計正副班長 2 2 2 6機組司機 2 2 2 6安全網員 1 1 1 3放煤工 2 2 2 6打眼工 4 4 4 12移架工 4 4 4 12送飯工 1 1 1 3泵站司機(兼電工) 1 1 1 3維修工 1 1 1 3溜子司機 3 3 3 9絞車司機 1 1 1 3合計 22 22 22 66 掘進方式根據采區實際情況采區開拓時設掘進頭 4 個。850m 水平煤巷綜掘工作面配備 S100 型掘進機、SCF6 濕式除塵風機、局部扇風機，HPLG5 混凝土攪拌上料機，HPCV 混凝土噴射機，MGJ1 錨桿打眼安裝機，污水泵 MZ12A 巖石電鉆及 MYZ150 型鉆機，以更好探明地質構造。⑵加強工作面通風管理，工作面安全出口及進風巷及時維護，保證有足夠的通風斷面，確保工作面風量充足。⑸當 CH4 濃度、CO 2 濃度超過規定時，嚴格執行《煤礦安全規程》144 條、145 條規定。⑴各采區煤倉及煤轉載點均設有噴霧灑水系統，并指定專人管理和維修，防止煤塵飛揚。掘進工作面采用濕式打眼，并配備濕式除塵風機外，還應采取灑水和凈化通風等措施。3）自然發火預防措施⑴浮煤清掃工作必須徹底，工作面不得隨意留頂底煤。 ⑸開展工作面煤層自然發火預測、預報工作，每周一次對工作面氣體分析，氣溫水溫比較，做到無 CO 超限作業，無自然發火。4）其它預防措施（1）地溫本采區主要回采760～850m 塊段 3 煤，根據地質報告來看，煤層底板等高線和地溫等值線近似平行趨勢。預計至1000m 水平工作面回采不會出現異常熱害。爭取掌握適時資料，摸清規律，及時調整支護參數以降低地壓對生產的影響。（3）突水針對850m 水平北翼開拓地質條件的復雜性，以及單家村煤礦對本礦井的影響，擬在北翼 F14 斷層以南設一組防水閘門，防止突水災害的發生。轉速 n： 740r/min。電流 I： 。2 綜采工作面設備選型計算 采煤工作面設計 工作面概況 綜采工作面長度 85m，走向長度平均 1121m。地面村莊有河頭村、田家村、馬家村、焦家莊。施工工藝為雙滾筒采煤機割煤，液壓支架尾梁、插板伸縮、擺動放頂煤，采高 177。具體操作如下：　　①采煤機割煤至工作面下端部后，放下前滾筒空機返回至工作面中部。詳見附圖圖 2. 1 工作面采煤機進刀方式 采煤設備配套要求 采煤工作面正規循環生產能力 ①綜采工作面“三機”橫斷面配套尺寸關系 從頂板管理角度出發，支架前柱到煤壁的無立柱空間寬度越小越好。c 支架性能與采煤機牽引速度的匹配。就“三機”而言，生產能力配套的原則是：工作面輸送機的生產能力必須略大于采煤機的理論生產能力，順槽轉載機和膠帶輸送機的生產率有應大于工作面輸送機的生產率。M4）液壓支架應達到的移架速度和液壓系統流量為了保證高產高效工作面采煤機連續割煤，整個工作面移架速度應不小于采煤機連續割煤的平均割煤牽引速度。過機高度不得小于 100250mm，以便司機觀察頂板起伏、煤層厚度變化等情況。 配套要求：工作面輸送機的生產能力必須略大于采煤機的理論生產率，順槽轉載機和膠帶輸送機的生產率又應大于工作面輸送機的生產率。按滾筒數 單滾筒采煤機 機身較短，重量較輕，自開切口性能較差，適宜在煤層起伏變化不大的條件下工作雙滾筒采煤機 調高范圍大，生產率高，可在各種煤層地質條件下工作按煤層厚度 厚煤層采煤機 機身幾何尺寸大，調高范圍大，采高大于 米。機身搖臂調高式采煤機 機身短窄，穩定性好，但自開切口能力差，臥底量較小，適應煤層起伏變化小，頂板條件差等特殊條件。電牽引采煤機 控制、操作簡單，傳動效率高適用各種地質條件。一下的工作面傾斜煤層采煤機 牽引力較大，有特殊的工作機構與牽引向導裝置，與無鏈牽引機構相配，適用于傾斜煤層工作面。 采煤機的選型原則及主要技術要求； 采煤機的選型重點是適應煤層條件和煤層的力學特征功能全、性能好。所選的采煤機參數（如生產率、牽引速度、裝機功率等）應滿足工作面高產高效的要求。 采煤機的選型計算 1）工作面循環生產能力 工作面割煤回采率為 97%、放煤回采率為 78%。 考慮到采煤機進行必要的輔助工作，如調動機器 、更換截齒、開切口、檢查機器和排放故障等所占用時間后的生產率稱為技術生產率Ｑ，可由式（）求得 tQk1? t/h 式中 K1－采煤機在實際工作中的連續工作系數，取～。采煤機的截割高度應與煤層厚度的變化范圍相適應。截深決定著工作面每次推進的步距，是決定采煤機裝機功率和生產率的主要因素，也是支護設備配套的一個重要的參數。截深的選擇還要考慮煤層的壓張效應，當被截割的煤體處于壓張區內時，截割效率明顯下降。近年來大功率電牽引采煤機向大截深方向發展，截深為 左右的已相當多，部分截深已達到 。 4)滾筒直徑 滾筒直徑一般按最大采高的 倍來考慮。5）截割速度 ,提高塊煤率, ～，少數機型只有 。8）裝機功率P= QtHW 式中 P裝機功率，KW。 采煤機的型號、主要技術參數、總體尺寸；型號： MG150/375W最大計算生產能力： 800t/h采煤高度： ~臥底： 160~230mm 機面高度： 1100mm過煤高度： 380mm滾筒： 滾筒轉速： 46r/min、52r/min截深： 630mm額定牽引速度： 6m/min額定牽引力： 325KN裝機功率： 2*150+75KW 供電電壓： 660/1140V外形尺寸(長*寬*高)； 10206*1730*1100mm 截割部傳動系統各級傳動比表 傳動比序號 齒數比 輸出軸傳動比 輸出軸轉速Ⅰ 36/33 39Ⅱ 39/30 Ⅲ 41/28 調速方式 牽引電機調速裝置位于主機架中央，它可從采空側方便地推入和抽出，主要功能是完成采煤機的控制和監測；牽引電機調速裝置內設有監控裝置，變頻裝置及一些輔助設備，從高壓控制箱送來的 400V 電源(W6)，通過牽引電機調速裝置送給左、右變頻器，實現采煤機的牽引；從高壓控制箱送來的 220V 控制電源經自動開關(2QF)送給直流電源裝置和本安電源裝置，產生 24V 開關電源和 5V 裝置，實現整機控制和監測。如果采用無鏈牽引采煤機由于滾輪始終與齒條或齒軌嚙合，且牽引部液壓馬達設有制動裝置，采煤機不會下滑，優先選用無鏈牽引采煤機　牽引力 牽引力和煤質軟硬、煤層傾角、采高、機器質量、牽引速度等諸多因素有關,難于精確計算,有鏈牽引和無鏈單牽引采煤機的牽引力 F = (1. 1～1 . 3) N,用于大傾角煤層的無鏈雙牽引采煤機,牽引力應加大一倍。一般情況下，根據直接頂的類別和基本頂級別選擇架型。對于基本頂周期來壓不明顯的中等穩定或破碎頂板，可選用掩護式液壓支架；對于直接頂穩定的頂板，可選用支撐式或支撐掩護式液壓支架。　　底板軟硬程度或強度大小，決定了底座結構形式和支承面積。　　液壓支架最大高度的確定。　　煤層傾角主要影響液壓支架的穩定性能。 煤層頂底板條件表 頂底板情況表頂、底板名稱 巖石名稱 厚度m 特 征老 頂 中粗砂巖 灰白色，成分以石英為主，長石次之，含云母星點，黑色礦物較多硅泥質膠結，隱顯斜水平層理。2)初撐力煤層頂板為中