山東科技大學畢業設計古城煤礦機電設備選型設計(專業版)

　　

【正文】 t =L/vk+L/=146/+146/=64min。(2)刮板輸送機的溜槽長度要與液壓支架的寬度相匹配。直接頂 泥 巖 灰黑色，致密、性脆，塊狀結構，含菱鐵礦結核，偶見黃鐵礦散晶，具縱向裂隙。對于基本頂周期來壓強烈(Ⅲ～Ⅳ級)、直接頂不穩定或中等穩定的頂板，可選用支撐掩護式液壓支架；對于直接頂穩定或堅硬的頂板，可選用支撐掩護式液壓支架或支撐式液壓支架。 Qt采煤機理論生產率，t/h。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。工作面回采率為 80％。按牽引方式 鋼絲繩牽引采煤機 牽引力較小，一般適用于中小型煤礦的普才工作面。機身高度限制電動機可能具有的功率。如果大采高支架不配備大流量閥，則每架移架時間需 20～25s，這就使采煤機牽引速度限制在 ～，要實現高產，提高采煤機牽引速度，必須改進支架的供液系統和閥的性能，或采用電液控制液壓支架，以提高移架速度。　該采區共分為 10 個工作面，工作面采用傾斜長壁布置。 通風及排水要求礦井通風方式為中央并列式，通風方法為抽出式，副井進風，主井回風。 ⑹采空區貫眼必須及時撤出材料，及時密封，按期檢查整個工作面，回采結束后，25 天內必須撤除干凈，5 天內安全封閉采空區。⑹嚴格執行炮眼布置、裝藥量，炮泥封眼的規定，防止放炮引燃瓦斯、煤塵。巷道掘進采用 S100 型綜合掘進機。表 生產期間 3 煤層煤塵爆炸危險性試驗結果表工業分析（%） 爆炸性試驗揮發分時間采 樣地 點水分Mad灰分Ad Vd Vdaf焦渣特征火焰長度（mm）抑制煤塵爆炸最低巖粉量結 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性，建議在開采過程中，應采取有效的防、隔爆措施，如水幕噴霧灑水或散布巖粉等，防止爆炸事故的發生，保證礦井安全生產。 礦井涌水量礦井于 1996 年開工，2022 年 10 月基本完成505m 運輸大巷、皮帶及回風巷、井底車場及工作面的準備，2022 年 1 月正式投產。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，區內奧灰與區外上二疊統或侏羅系接觸，形成阻水邊界。3 煤底板巖性以泥巖、粉砂巖為主，厚度 1m 左右，抗壓強度為 MPa，屬較穩定底板。全區大部分可采，不可采點主要分布在 15 線以東，26 線以南，可采范圍見圖 。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。可采范圍內煤層厚度 ～，平均 ，煤厚變異系數為 %，穩定。49′～116176。 equipment。山西組厚 ～，平均 ，含煤 4 層，自上而下為2 上、3 上、3 煤等，煤層平均厚 ，含煤系數 12%，其中 2 上、3 煤為可采和局部可采煤層，厚度 ，3 煤為全區主要可采煤層，2 上煤局部可采。圖 6 煤層可采范圍分布圖可采范圍主要分布在 F19 斷層西南、F19 與 F2 斷層間之南部，可采范圍見圖 。可采范圍內煤層厚度 ～ ，平均 ，其煤厚變異系數為 %，穩定。全區僅局部不可采，可采范圍內厚度 ～ ，平均 ，煤厚變異系數為 %，穩定。 水文地質情況 水文地質概況區域范圍：東起嶧山斷層，西至嘉祥斷層，北起長溝斷層，南至鳧山斷層，面積約 2500km2。不導水的斷層在礦井開采排水的影響下有可能導水。勘探階段各煤層瓦斯成分及含量 礦井建設期間，采取 3 煤層煤樣進行測試，根據化驗結果，臨沂礦務局以“臨局籌字（98）第 49 號”文予以批復，初步定為低沼氣、低二氧化碳礦井。礦井設主、副兩個井筒，主井井筒坐標X=、Y=、Z=+，擔負礦井的煤炭提升任務，是礦井的主提升系統，采用箕斗提升，箕斗型號JDG9/1354，箕斗容量 9T；副井井筒坐標X=、Y=、Z=+，擔負礦井的材料下放、人員上下等輔助運輸。 采區掘進工作面選用 JBD60～ 局部扇風機供風，配風量 4～５m/s 礦井自燃災害情況本礦井屬低沼氣礦井，各煤層均有煤塵爆炸危險及自然發火傾向，因此，為確保礦井安全生產，在礦井生產過程中應重點預防瓦斯、煤塵爆炸和煤層自燃威脅，建立井下環境安全監控系統，對煤塵爆炸、自燃等災害，進行早期預測預報，采取綜合防治措施，防止災害發生。⑹裝備井下安全監測系統，及時測定風流粉塵濃度和沼氣濃度。 （2）地壓 針對760m 水平、850m 水平巷道掘進揭露地壓作用明顯情況，預計本采區深部開采會有沖擊地壓發生，地壓增大對支護所造成的影響也會加大。 主副井系統礦井設主、副兩個井筒，主井擔負礦井的煤炭提升任務主副井具體參數 主運輸系統工作面煤炭 順槽皮帶 840m 水平皮帶 850m 水平煤倉 皮帶下山 505m 水平南翼上倉皮帶 505m 水平井底煤倉 主井地面 輔助運輸系統掘進出矸 順槽絞車 工作面上車場 850m 軌道運 輸巷 850m 水平車場 軌道下山 505m 水平軌道下山上車場 505m 水平軌道巷 505m 水平軌道巷 505m 水平井底車場 副井 地面 礦井供電系統該礦供電系統采用雙線供電，一路來著紅廟 110KV/35KV變電站 古城 I 線 LGJ150/35KV 。　　③采煤機繼續割煤至工作面上端部，割透后空機返回至工作面中部。VC≥Qh 式中 QS——采煤可實現的生產能力，t/h； B——截深，m； M——才高，m； γ——煤的實體密度，t/m3 VC——采煤機平均牽引速度，m/min； C——能力富裕系數。薄煤層采煤機 機身幾何尺寸較小，調高范圍小，采高小于 米。完成這些功能的工作機構是滾筒。為保證采煤機正常工作，截割高度范圍 H 為Hmax=(～)Htmax Hmin=(～)Htmin 本礦井采用綜放技術，采煤機平均采高為 米。本次選型先擬定選直徑 米的滾筒。臥底量太小不利于清掃底板,一般為 100～300 mm。　　液壓支架最小高度的確定。支架覆蓋率是頂梁接觸頂板的面積與支架支護面積的比值,即： %10)(BL???kc? )32()15(?式中 B—定量寬度； L—頂梁長度； c—梁端距； k—支架間距。設計生產率 設計生產率是運輸地點在單位時間內需要運出的貨載質量，它是礦井生產任務要求運輸設備具有的運輸能力，用“A”來表示，單位是 t/h；而運輸設備本身所具有的運輸能力，稱為設備生產率，以“m”來表示，單位是 t/h。]10=53970NWzh2 = [(+)146176。工作面正常生產時，每天生產3 個循環，循環進尺 ，日進 ，工作面設計回采率 80%，采煤機每天連續工作 10 小時，最大割煤速度為 4m/min。4）支架調高范圍支架最大結構高度 1maxaxSMH??=+= 支架最小結構高度 2inin=+= 支架伸縮比Ks=Hmax/Hmin= 5）頂梁尺寸和覆蓋率頂梁長度受支架型式、配套采煤機截深、刮板輸送機尺寸、配套關系及立柱缸徑、通道要求、底座長度、支護方式等因素制約。　　液壓支架最大高度的確定。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。 4)滾筒直徑 滾筒直徑一般按最大采高的 倍來考慮。采煤機的截割高度應與煤層厚度的變化范圍相適應。 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。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。M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。電流 I： 。預計至1000m 水平工作面回采不會出現異常熱害。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。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。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。 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。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。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。底板為淺灰色具鮞狀結構的泥巖。為結構簡單，局部可采的不穩定煤層。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。區內可采及局部可采煤層共 7 層，厚為 。通過篩選實習過程中收集到的原始資料，加以整理，參照《煤礦安全規程》的相關要求確定出相關設備的各項具體參數，進行相關驗算，確定設備布置和關系，利用變頻、plc 等技術對電控系統進行科學設計本課題通過對礦山機電設備合理的選擇與維護、機械化設備的科學使用，對提高煤炭企業的經濟效益和促進經濟社會可持續發展，都具有重要的現實意義。礦井邊界范圍坐標見表 。圖 2 上煤層可采范圍分布圖2) 3 煤：位于山西組的下部，是本區最重要的可采煤層，距山西組底界 10m 左右，距三灰 52m 左右，其賦存深度為120～1300m ，厚～，平均 ，全區可采，層位穩定，厚度變異系數為 10%。可采塊段賦存深度為180～1420m。可采塊段賦存深度為140～1480m 。發育兩組互相切割的裂隙，抗壓強度為 ～ MPa ，孔隙率 ～%，屬穩定頂板。區域內一般都發育侏羅系三臺組，三臺組含有遇水膨脹的蒙脫石、伊利石，抽水試驗其單位涌水量很小，原來普遍認為它富水性弱，具有隔水性能，但近幾年礦井生產表明，當煤層開采冒落裂隙帶到達侏羅系內時，其中的孔隙、裂隙水就會直接進入礦井，成為直接充水含水層，它是開采淺部煤層時礦井充水的主要補給水源之一。礦井局部 3煤頂板水在 2022 年 9 月 2105 工作面皮帶順槽出水量為5m3／h，三水平上車場出水量為 13m3／h，以后疏干。3 煤層自燃發火傾向試驗結果表 表 化驗測試采樣 工業分析（%） 著火溫度(℃) △T 自燃地點水分Mad灰分Aad揮發分VdafT 氧(℃)T 原(℃)T 還(℃) (℃) 等級1115面 303 338 340 37 Ⅱ1113面 317 351 354 37 Ⅱ3) 古城煤礦擴大區勘探時，古1 號鉆孔 3 煤層進行自燃發火傾向試驗，采用國家最新頒布的 GBT202242022 試驗方法，根據試驗結果，3 煤層屬于Ⅰ類（容易自燃）煤層。采掘比為 1：4。2）煤塵爆炸預防措施為防止煤塵爆炸，在礦井建設和生產中均要采取除塵，降塵等措施，實行個體防護和綜合預防相結合措施。 ⑻有效控制采空區水位，盡量使采空區自燃帶處于水線以下。靜壓 H: 1720~4660Pa。 采煤工藝 采煤方法 2101 工作面采用傾斜長壁綜采放頂煤工藝,一次采全高全部垮落法管理頂板。其它配套設備的能力都應大于采煤機的生產能力。機身高度和過煤高度決定于采煤機機型。無鏈牽引采煤機 工作平穩、安全，結構簡單，適用傾斜煤層開采按適用煤層條件 緩傾斜煤層采煤機 沒有特殊的防滑裝置，適用于傾角 15176。理論生產率為 ?qtHJv60Q?t/h 式中 Ｈ－工作面平均截割高度，取 m； Ｊ－