山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)古城煤礦機(jī)電設(shè)備選型設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁

　

【正文】 electrical and mechanical equipment selection and maintenance of a reasonable, scientific and mechanized equipment used to improve the economic efficiency of coal enterprises and the promotion of economic and social sustainable development, has important practical significance.Keywords: coalpi。 matching。49′～116176。其中含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和太原組。其中山西組的 3 號(hào)煤為主要可采煤層，平均厚 ，占區(qū)內(nèi)可采煤層總厚的 %，全區(qū)可采，其余各層厚度均不超過 1m。礦井內(nèi)穿過層位點(diǎn)86 個(gè)，其中可采點(diǎn) 30 個(gè)，不可采點(diǎn) 49 個(gè)，斷缺點(diǎn) 7 個(gè)，其可采性指數(shù)為 ，煤厚變異系數(shù)為 31%。可采范圍內(nèi)煤層厚度 ～，平均 ，煤厚變異系數(shù)為 %，穩(wěn)定。3 煤屬于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大部分可采的較穩(wěn)定煤層。4) 10 下 煤：位于太原組中部，煤厚 0～，平均厚 ，屬薄煤層，煤厚變化較大，距五灰和三灰各為 16m 及 34m 左右。可采范圍主要分布在 15 勘探線至 F5 斷層之間，可采范圍見圖 3。礦井內(nèi)穿過層位點(diǎn) 58 個(gè)，其中可采點(diǎn) 15 個(gè)，不可采點(diǎn) 33 個(gè)，斷缺點(diǎn) 10 個(gè)，其可采性指數(shù)為，煤厚變異系數(shù)為 5%。可采范圍主要分布在 9 線至 14 線間800m 水平以淺和 4 線以南，可采范圍見圖 。礦井內(nèi)穿過層位點(diǎn) 54 個(gè)，其中可采點(diǎn) 36 個(gè)，不可采點(diǎn) 11 個(gè)，斷缺點(diǎn) 7 個(gè)，其可采性指數(shù)為 ，煤厚變異系數(shù)為6%。全區(qū)大部分可采，不可采點(diǎn)主要分布在 15 線以東，26 線以南，可采范圍見圖 。礦井內(nèi)穿過層位點(diǎn) 54 個(gè)，其中可采點(diǎn) 43 個(gè)，不可采點(diǎn) 7 個(gè)，斷缺點(diǎn) 4 個(gè)，其可采性指數(shù)為 ，煤厚變異系數(shù)為19%。為結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，大部分可采的穩(wěn)定煤層。直 接 底 板 為 泥 巖 和 砂 質(zhì) 泥 巖 ， 厚 4～ 6m， 根 據(jù) 鄰 近 礦 井 資 料 ， 為 不穩(wěn) 定 ～ 較 穩(wěn) 定 底 板 。3 煤底板巖性以泥巖、粉砂巖為主，厚度 1m 左右，抗壓強(qiáng)度為 MPa，屬較穩(wěn)定底板。4) 17 煤層頂板巖性不穩(wěn)定，十一灰常和粉砂巖呈東西向條帶狀交替分布，有時(shí)相變成細(xì)砂巖、砂質(zhì)巖和泥巖，灰?guī)r的抗壓強(qiáng)度為 ～ MPa，空隙率 ～%，砂巖、砂質(zhì)泥巖的抗壓強(qiáng)度 ～ MPa，屬較穩(wěn)定—穩(wěn)定頂板。15 上 煤層頂板為九灰，有時(shí)相變?yōu)榉凵皫r和泥巖，底板為泥巖。南部鳧山有寒武系及奧陶系灰?guī)r零星出露，北部滋陽山有奧陶系灰?guī)r零星出露，其他區(qū)域均被第四系覆蓋。鳧山斷層：落差 2022m，北升南降，在孫氏店店斷層以東寒武系及震旦系地層出露，在孫氏店斷層以西，區(qū)內(nèi)奧灰與區(qū)外上二疊統(tǒng)或侏羅系接觸，形成阻水邊界。開采 3 煤層的直接充水含水層有 3 煤層頂?shù)装迳皫r和三灰，3 煤層頂?shù)装迳皫r厚 40m 左右，單位涌水量最大 ,一般小于 L/，富水性較弱，對(duì)煤層開采威脅不大，但在局部地段靜儲(chǔ)量較豐富，對(duì)礦井生產(chǎn)有一定的影響。斷層是否導(dǎo)水與落差并無直接關(guān)系，有的落差僅幾米的斷層導(dǎo)致礦井突水。地下水的排泄主要以泉的形式泄出地表或泄入湖區(qū)，但隨著奧灰水開采量及礦井排水量的增加，區(qū)域范圍內(nèi)原有的地下水流場(chǎng)已發(fā)生較大的改變，人工排泄成為地下水的主要方式。 礦井涌水量礦井于 1996 年開工，2022 年 10 月基本完成505m 運(yùn)輸大巷、皮帶及回風(fēng)巷、井底車場(chǎng)及工作面的準(zhǔn)備，2022 年 1 月正式投產(chǎn)。2022 年 2103 工作面沿空送巷對(duì) 2105 工作面的空區(qū)積水進(jìn)行了排放水量達(dá) 13 萬立方米，對(duì)礦井的總排水量有一定的影響。從化驗(yàn)結(jié)果看，本礦井瓦斯含量低，瓦斯成份以 N2 為主。生產(chǎn)期間，古城煤礦于 2022 年 7 月進(jìn)行瓦斯登記鑒定工作，鑒定結(jié)果見表 表 層瓦斯檢測(cè)結(jié)果一覽表全 礦 井 采區(qū)工作面瓦斯 二氧化碳相對(duì)涌出量（m 3/t）絕對(duì)涌出量（m 3/t）總 回 風(fēng) 巷CH4 最 大濃 度（ %）相對(duì)涌出量（m 3/t）絕對(duì)涌出量（m 3/t）總 回 風(fēng) 巷CH4 最 大濃 度（ %）瓦斯最大相對(duì)涌出量（m 3/t） 綜上所述，古城煤礦現(xiàn)開采 3 煤層，為低瓦斯礦井，但隨著開采深度的不斷增大，且構(gòu)造發(fā)育不一致，有可能造成瓦斯局部富集，因此礦井生產(chǎn)過程中，應(yīng)加強(qiáng)瓦斯檢測(cè)及通風(fēng)工作，防止瓦斯聚集發(fā)生事故。表 生產(chǎn)期間 3 煤層煤塵爆炸危險(xiǎn)性試驗(yàn)結(jié)果表工業(yè)分析（%） 爆炸性試驗(yàn)揮發(fā)分時(shí)間采 樣地 點(diǎn)水分Mad灰分Ad Vd Vdaf焦渣特征火焰長(zhǎng)度（mm）抑制煤塵爆炸最低巖粉量結(jié) 論 1209面 4 340 80% 有煤塵爆炸性 2108面 6 ﹥400 90% 有煤塵爆炸性 1115面 5 ﹥400 90% 有煤塵爆炸性各煤層都有煤塵爆炸危險(xiǎn)性，建議在開采過程中，應(yīng)采取有效的防、隔爆措施，如水幕噴霧灑水或散布巖粉等，防止爆炸事故的發(fā)生，保證礦井安全生產(chǎn)。另外，據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井資料，太原組各煤層均有自燃發(fā)火傾向。目前礦井最大開采深度為1000m(2106 工作面其軌道順槽開切眼位置 G623 經(jīng)緯儀點(diǎn)高程)，井下 21 采區(qū)布置有 2106 一個(gè)綜放面、 11 采區(qū)布置有 1118 及 1116 兩個(gè)輕放面，其中 2106 工作面裝備 MG250/591QWD 采煤機(jī)， ZF6200/，SGZ730/400G 刮板輸送機(jī)，SZZ764/132 轉(zhuǎn)載機(jī)，其他 2 個(gè)工作面裝備ZF2400/16/24BH 輕型支架， 3MG200W2 采煤機(jī)，SGD630/110刮板輸送機(jī)。由于本礦井地處兗洲、曲阜兩市之間，工農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)，人口密集，地面建筑物較多，壓煤量大。巷道掘進(jìn)采用 S100 型綜合掘進(jìn)機(jī)。其中850m 水平南北兩翼皮帶巷一個(gè)巖石掘進(jìn)頭，850m 水平軌道巷一個(gè)煤巷掘進(jìn)頭（炮掘），工作面兩順槽兩個(gè)煤巷掘進(jìn)頭（綜掘）。兩個(gè)順槽掘進(jìn)工作面除不裝備綜掘機(jī)外，其他與煤巷掘進(jìn)相同。⑶加強(qiáng)該面周圍所設(shè)風(fēng)門、風(fēng)窗等通風(fēng)設(shè)施管理，任何情況下不準(zhǔn)同時(shí)打開兩組風(fēng)門。⑹嚴(yán)格執(zhí)行炮眼布置、裝藥量，炮泥封眼的規(guī)定，防止放炮引燃瓦斯、煤塵。⑵采區(qū)之間、工作面之間各進(jìn)回風(fēng)道均設(shè)有水幕進(jìn)行降塵。⑸巷道及其它容易存煤處要及時(shí)清理。⑵不得任意破壞上下兩巷的密閉，發(fā)現(xiàn)有壓壞現(xiàn)象及時(shí)修補(bǔ)，減少采空區(qū)漏風(fēng)量。 ⑹采空區(qū)貫眼必須及時(shí)撤出材料，及時(shí)密封，按期檢查整個(gè)工作面，回采結(jié)束后，25 天內(nèi)必須撤除干凈，5 天內(nèi)安全封閉采空區(qū)。850m 水平地溫一般為 21~℃平均約 25℃,地溫梯度為 ℃/100m。同時(shí)針對(duì)采區(qū)實(shí)際狀況，回采時(shí)可以通過加大風(fēng)量，采空區(qū)灌水等有效手段，進(jìn)一步減小地溫對(duì)工作面生產(chǎn)環(huán)境的影響，來提高環(huán)境質(zhì)量。同時(shí)，針對(duì)采區(qū)實(shí)際情況采取鉆孔卸壓，及煤體注水來減小沖擊地壓發(fā)生的可能性。 通風(fēng)及排水要求礦井通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為抽出式，副井進(jìn)風(fēng)，主井回風(fēng)。功率 P： 2280kW。2022 年 7 月 11 日對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)定時(shí)，礦井總進(jìn)風(fēng)量為6195m3/min，總排風(fēng)量 6888m3/min，礦等積孔為 ，通風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)讀數(shù) 1880Pa。 采區(qū)設(shè)計(jì)及工作面巷道布置21 采區(qū)為礦井深部采區(qū)，位于工業(yè)廣場(chǎng)東南部。　該采區(qū)共分為 10 個(gè)工作面，工作面采用傾斜長(zhǎng)壁布置。割煤深度為 ，放煤高度為 ，采放比為 1:。　　②采煤機(jī)在工作面中部通過刮板運(yùn)輸機(jī)彎曲段斜切進(jìn)刀，并移直運(yùn)輸機(jī)。 ②綜采工作面“三機(jī)”性能配套綜采工作面“三機(jī)”性能應(yīng)互相配套，否則會(huì)相互制約，設(shè)備難以充分發(fā)揮其作用。如果大采高支架不配備大流量閥，則每架移架時(shí)間需 20～25s，這就使采煤機(jī)牽引速度限制在 ～，要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，提高采煤機(jī)牽引速度，必須改進(jìn)支架的供液系統(tǒng)和閥的性能，或采用電液控制液壓支架，以提高移架速度。否則，采煤機(jī)采出的煤可能運(yùn)不出去。γ采煤機(jī)平均截割牽引速度： 60ktcQnVBMC???式中符號(hào)含義同前。機(jī)身高度限制電動(dòng)機(jī)可能具有的功率。否則，采煤機(jī)割下的煤可能運(yùn)不出去。中厚煤層采煤機(jī) 機(jī)身幾何尺寸較大，調(diào)高范圍較大，采高 ~ 米。按機(jī)身設(shè)置方式 騎輸送機(jī)采煤機(jī) 適用范圍廣，裝煤效果好，適用于中厚及其以上的煤層。按牽引方式 鋼絲繩牽引采煤機(jī) 牽引力較小，一般適用于中小型煤礦的普才工作面。急傾斜煤層采煤機(jī) 牽引力較大，有特殊的工作機(jī)構(gòu)也牽引向?qū)аb置，適用于急傾斜煤層工作面。采煤機(jī)的主要功能是截煤和裝煤。適應(yīng)性強(qiáng)所選采煤機(jī)應(yīng)和煤質(zhì)煤層厚度煤層頂?shù)装宸N類煤層傾角等基本條件相適應(yīng)。工作面回采率為 80％。 實(shí)際使用中，考慮到工作中發(fā)生的所有類型的停機(jī)時(shí)間， ，如處理輸送機(jī)和支架的故障、處理頂?shù)装迨鹿实龋瑥亩玫讲擅簷C(jī)每小時(shí)的實(shí)際生產(chǎn)率 Qm 為Qkm2? t/h 式中 K2－與采煤機(jī)技術(shù)上的可靠性和完備性有關(guān)的系數(shù)，取～。考慮到頂?shù)装迳系母∶汉晚敯逑鲁恋挠绊懀ぷ髅娴膶?shí)際截割高度要減小，一般比煤層厚度Ht 小 ~。截深與截割高度有很大的關(guān)系。一般壓張深度為煤層厚度的 ～ 倍，脆性煤取大值，韌性煤取小值。加大截深的目的是為了提高生產(chǎn)率，減少液壓支架的移架次數(shù)。滾筒直徑應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)系列（、、） 。6）牽引速度 牽引速度與電動(dòng)機(jī)功率、牽引電動(dòng)機(jī)功率、采煤機(jī)生產(chǎn)率的關(guān)系都近似成正比，牽引速度的上限受電動(dòng)機(jī)功率、裝載能力、液壓支架移架速度、輸送機(jī)運(yùn)輸能力等限制。 Qt采煤機(jī)理論生產(chǎn)率，t/h。 采煤機(jī)的潤滑方式 采煤機(jī)的潤滑方式為飛濺式 滾筒結(jié)構(gòu) 截割滾筒為螺旋焊接結(jié)構(gòu)滾筒，為了適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的需要，提高開機(jī)率充分發(fā)揮電牽引采煤機(jī)的效力，截割刀具采用截齒、齒套、齒座三件組合式鎬型刀具，增加了端盤、葉片和殼體的厚度以提高滾筒的強(qiáng)度，增加其可靠性。 過煤高度和臥底量 過煤高度過低會(huì)造成機(jī)身下面煤流的堵塞,一般中厚煤層機(jī)的過煤高度要大于 250～300 mm ,薄煤層機(jī)的過煤高度要大于200～240 mm。不同的直接頂和基本頂基本決定了所采用的液壓支架架型和工作方式。對(duì)于基本頂周期來壓強(qiáng)烈(Ⅲ～Ⅳ級(jí))、直接頂不穩(wěn)定或中等穩(wěn)定的頂板，可選用支撐掩護(hù)式液壓支架；對(duì)于直接頂穩(wěn)定或堅(jiān)硬的頂板，可選用支撐掩護(hù)式液壓支架或支撐式液壓支架。底座是液壓支架的主要承載部件，它將頂板壓力傳至底板。考慮到頂板有頂板冒落或可能局部冒落而壓住液壓支架，為保證立柱有一定的行程量，液壓支架最大高度應(yīng)在煤層最大采高基礎(chǔ)上，再加 200mm～300mm。 《煤礦安全規(guī)程》第 67 條規(guī)定：煤層傾角大于 15176。直接頂 泥 巖 灰黑色，致密、性脆，塊狀結(jié)構(gòu)，含菱鐵礦結(jié)核，偶見黃鐵礦散晶，具縱向裂隙。3）移架力和推溜力移架力與支架結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、煤層厚度、頂板性質(zhì)等有關(guān)。減小頂梁長(zhǎng)度，有利于減小空頂面積，增大支護(hù)強(qiáng)度，減少頂板反復(fù)支撐次數(shù)，保護(hù)支架結(jié)構(gòu)緊湊，減輕質(zhì)量。支架支護(hù)強(qiáng)度：Pt=P/F= 刮板輸送機(jī)選型 刮板機(jī)的選型原則1）刮板輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)大于采煤機(jī)的最大輸送能力；2）要根據(jù)刮板鏈的負(fù)載情況確定鏈條數(shù)目，結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈子結(jié)構(gòu)形式；3）輸送機(jī)的中部溜槽一般應(yīng)選用開底式，封底式主要用于地板較松軟的情況；4）在傳動(dòng)裝置布置方式、電機(jī)臺(tái)數(shù)和鋪設(shè)長(zhǎng)度方面，通常采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，一般 2～4 臺(tái)；5）為了配合滾筒采煤機(jī)自開切口，應(yīng)優(yōu)先選用短機(jī)頭和短機(jī)尾，但機(jī)頭架和機(jī)尾架中板升角不宜過大，以減少通過壓鏈塊時(shí)的能耗；6）刮板輸送機(jī)中部槽兩側(cè)應(yīng)附設(shè)采煤機(jī)滑靴或行走滾輪跑道，為防止采煤機(jī)掉道，還應(yīng)設(shè)有導(dǎo)向裝置；7）為配合采煤機(jī)雙向往復(fù)割煤的需要，應(yīng)在輸送機(jī)靠煤壁一側(cè)附設(shè)鏟煤板，以清理機(jī)道浮煤；8）為配合采煤機(jī)行走時(shí)能自動(dòng)鋪設(shè)拖移電纜和水管，應(yīng)在輸送機(jī)靠采空區(qū)一側(cè)附設(shè)電纜槽。(2)刮板輸送機(jī)的溜槽長(zhǎng)度要與液壓支架的寬度相匹配。采用 MG150/375 型雙滾筒采煤機(jī)割煤，煤層平均厚 ，采高 ，割煤深度為 ，平均放煤高度 ,采放比為 1:。結(jié)合放頂煤開采現(xiàn)狀，采煤機(jī)回采率為 80%，液壓支架放煤效率為65%。 N－日循環(huán)個(gè)數(shù)，采煤時(shí)為 6，放煤時(shí)為 3； J－循環(huán)進(jìn)尺，采煤時(shí) J =，放煤時(shí) J=； ρ－煤體視密度，ρ=； H－采（放）煤平均厚度,采煤時(shí) H=,放煤時(shí)h=； C－綜放工作面回采率,采煤時(shí) C=，放煤時(shí) C=。t =L/vk+L/=146/+146/=64min。0Y?運(yùn)行阻力、牽引力和功率計(jì)算q=A/[(v+vk/60)] 由已知可得,q1 =387/[（+）]=q2 =430/()= 煤在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù) 取 ，刮板鏈在溜槽中的移動(dòng)?阻力系數(shù) 取 。