【正文】 畢業(yè)設計（論文 )古城煤礦機電設備選型設計 摘要 針對如何提高礦井機械化水平這一亟待解決的問題本課題著眼于礦井機電設備配套旨在通過對礦山機電設備的合理選型和設計使礦井生產系統(tǒng)實現(xiàn)安全高產高效的要求 本課題在了解礦井概況的基礎上研究綜采工作面設備中央排水系統(tǒng)通風設備運輸和提升設備的選型和設計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(guī)程》的相關要求確定出相關設備的各項具體參數(shù)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(tǒng)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(yè)的經濟效益和促進經濟社會可持續(xù)發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實意義 關鍵詞煤礦設備礦井機械化選型配套ABSTRACT Mine mechanization level on how to improve the problems to be solved this issue focuses on electrical and mechanical equipment supporting mine to mine through the electrical and mechanical equipment on the rational selection and design mine production system to achieve safe high yield high efficiency requirements Overview of the subject in the understanding of mine based on research equipment mechanized mining face the central drainage system ventilation equipment transportation and upgrading of equipment selection and design Internship through the screening process the raw data collected arranged and reference Coal Mine Safety Regulations relevant requirements of the related equipment to determine the specific parameters of the related checking determine the equipment layout and the relationship between the use of frequency plc and other technology scientific design of electronic control systems The issue on mine 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 equipment mine mechanization selection matching 目錄 1 礦井概況 1 11 礦井地理位置及井田分布 1 12 煤層賦存情況頂?shù)装鍡l件 2 13 水文地質情況 11 14 瓦斯煤塵自燃發(fā)火等參數(shù) 16 15 礦井開拓系統(tǒng) 21 16 煤層開采方式 22 17 掘進方式 23 18 礦井自燃災害情況 24 19 通風及排水要求 27 110 主副井系統(tǒng) 28 111 主運輸系統(tǒng) 28 112 輔助運輸系統(tǒng) 29 113 礦井供電系統(tǒng) 29 2 綜采工作面設備選型計算 29 21 采煤工作面設計 29 22 采煤工藝 30 23 采煤設備配套要求 31 24 采煤機選型計算 35 25 液壓支架選型 43 26 刮板輸送機選型 47 27 乳化液泵站 53 28 噴霧泵站的選型計算 58 29 采煤工作面供電設備 60 3 排水設備選型設計 62 31 煤礦安全規(guī)程對主排水設備的要求摘錄 62 32 任務和必須的資料 62 33 設計選型步驟 63 4 通風機設備選擇設計 76 41 具體任務 76 42 選型的原始資料資料 77 43 選擇風機 77 5 運輸與提升設備選型設計 83 51 原始數(shù)據 83 52 選型計算 84 53 皮帶能力驗算 84 6 多繩摩擦提升機選型設計 89 61 設計依據 89 62 主井提升容器的計算 89 63 鋼絲繩的選擇計算 92 64 提升機計算選擇 95 65 提升機對井筒相對位置的計算 97 66 提升系統(tǒng)變位質量的計算 101 67 提升運動學計算 104 68 防滑驗算 112 69 提升動力學計算 117 610 提升電動機容量驗算 120 611 提升電耗和效率的計算 122 參考文獻 124 致謝 126 附錄 1271 礦 井概況 11 礦井地理位置及井田分布 古城煤礦位于兗州市東郊曲阜市以西分屬兗州曲阜兩市管轄地理坐標北緯35176。 33′～ 35176。 36′東經 116176。 49′～ 116176。 54′西南部以鐵路煤柱線分界淺部自煤層露頭及單家村煤礦為界具體由 2021年頒發(fā)的采礦許可證核定的 23個坐標點確定開采深度 400～ 1000m 礦井面積 1666km2 礦井邊界范圍坐標見表 11 表 11 古城礦邊界拐點坐標表 序 號 緯 距 X 經 距 Y 緯 距 X 經 距 Y G1 394051000 3948553500 G8 393718000 3948900000 G2 393992500 3948640500 Z12 393579000 3948681000 G3 393953000 3948734500 Z13 393682021 3948610000 D11 393958000 3978750000 Z8 393724000 3948535500 D10 394004000 3948864000 Z7 393772500 3948507500 D9 394012021 3948850000 Z6 393787500 3948505500 D8 394106500 3948951500 Z5 393886500 3948503500 D7 394097500 3948983500 Z4 393923000 3948498500 G4 394152021 3949024000 Z3 393943000 3948496500 G5 394090000 3949078000 Z2 393974000 3948497000 G6 394014000 3949073000 Z1 394031000 3948505500 G7 393873000 3948928000 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 25km 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 11 交通位置示意圖 12 煤層賦存情況頂?shù)装鍡l件 本礦井發(fā)育地層由到為第四系上侏羅統(tǒng)組上二疊統(tǒng)石盒子組下二疊統(tǒng)石盒子組和山西組太原組本溪組及奧陶系 山西組厚 5225～ 10810m平均 7657m含煤 4層自上而下為 2上 23 上 3煤等煤層平均厚 990m含煤系數(shù) 12其中 2上 3煤為可采和局部可采煤層厚度 915m3煤為全區(qū)主要可采煤層 2 上煤局部可采 太原組厚 14592～ 19350m 平均 16847m 含煤 21 層自上而下 56 上 68 上 8 下910 上 10 下 1112 上 12131415 上 1516 上 16 下 1718上 1818 下煤層總厚 989m 含煤系數(shù)為 58610 下 15 上為局部的可采煤層 16 上 17 煤大部可采煤層 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～ 107m平均 0m 厚度變化較大未發(fā)現(xiàn)有夾石直接頂板常為厚 3～ 5m 的泥巖或砂質泥巖老頂為灰白色中粒砂巖底板多為厚 4～ 6m 的砂質泥巖有時相變?yōu)檎惩翈r和細砂巖下距 3 煤 m 屬結構簡單部可采穩(wěn)定煤層 可采多分布在 3 線以南及 13 線至 16 線間 ～ 107m～ m 圖 12 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(qū)最重要的可采煤層距山西組底界 10m 左右距三灰 5m 左右～ m 厚～ 15m 平均 8m 全區(qū)可采層位穩(wěn)定厚度直接頂為深灰色厚 3m左右的砂質泥巖有少數(shù)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 57m 發(fā)育波狀層理及生物擾動構造的細砂巖常相變?yōu)榛液谏纳百|泥巖有時為泥巖 3 煤屬于結構簡單全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層 36 煤位于太原組上部厚 0～ 115m 平均 0m 屬薄煤層上距 3煤 40m 左右下距三灰 1m 左右除 301 孔和 132 孔 的泥巖夾矸外其余各孔 無夾矸頂?shù)装宥酁樯罨疑纳百|泥巖 9 線至 14 線間頂板多為中細砂巖底板往往相變?yōu)榧毶皫r和粉砂巖為結構簡單部可采的穩(wěn)定煤層 圖 13 6 煤層可采范圍分布圖 可采主要分布在 F19 斷層西南 F19 與 F2 斷層間之南部～ 1m 平均 084m 煤厚變異系數(shù)為 89 穩(wěn)定可采塊段賦存深度為 200～ m 4 10下煤位于太原組中部煤厚 0～ m平均厚 067m屬薄煤層煤厚變化較大距五灰和三灰各為 16m 及 34m 左右全區(qū)僅有 5 個孔發(fā)現(xiàn)夾矸夾矸層厚度在 005～015m 之間頂板多為深灰色的細砂巖或中砂巖有時遞變成砂質泥巖厚度約為35m10 下煤屬 結構簡單部可采的穩(wěn)定煤層 可采主要分布在 15 勘探線至 F5 斷層之間～ m 平均 079m 煤厚變異系數(shù)為 85穩(wěn)定可采塊段賦存深度為 180～ m 圖 14 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～ 1m 平均厚 0m 屬薄煤層下距十下灰?guī)r28m 左右全區(qū) 9 個鉆孔發(fā)現(xiàn)含有泥巖或砂質泥巖夾矸層厚 004～ 05m 煤層頂板為一薄層泥灰?guī)r九灰厚 0～ 182m 往往為砂質泥巖所代替底板為比較厚的灰厚 10m左右含炭屑和植物化石為結構簡單局部可采的不穩(wěn)定煤層 可采主要分布在 9 線至 14 線間 800m 水平以淺和 4 線以南～ 107m～ m 圖 15 15 上煤層可采范圍分布圖 6 16 上煤位于太原組下部煤厚 0～ 1m 平均 m 薄煤層厚度變化較大含夾石1～ 2層厚 01～ 02m直接頂板為十下灰?guī)r底板多為厚 2m左右的灰黑色含鋁土質的泥巖局部變成深灰色的砂質泥巖為的穩(wěn)定煤層 全區(qū)大部分可采不可采點主要分布在 15 線以東 26 線以南～ 1m 平均 081m 其煤厚變異系數(shù)為 205 穩(wěn)定可采塊段賦存深度為 140～ m 7 17煤位于太原下部煤厚 0～ 13m平均 09m上距十下灰?guī)r 1m左右含夾矸 1～2層厚 005019m頂板十一灰為薄層灰?guī)r一般厚 1m左右不穩(wěn)定常相變?yōu)榉凵皫r或泥巖底板為淺灰色具鮞狀結構的泥巖結構較部可采的穩(wěn)定 ～ 1m 平均 097m 煤厚變異系數(shù)為 128 穩(wěn)定可采塊段賦存深度為 180～ m 圖 16 16 上 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521～ 726MPa 屬穩(wěn)定頂板 直接底板為泥巖和砂質泥巖厚 4～ 6m 根據鄰近礦井資料為不穩(wěn)定～較穩(wěn)定底板 2 3 煤層 老頂為中粒砂巖有時相變?yōu)榉凵皫r與中－細紗巖互層厚度 4 米左右直接頂主要由粉砂巖泥巖構成厚度 2～ 6 米但巖性變化較大上部常出現(xiàn)細砂巖或粉砂巖互層下部漸變?yōu)榧毞凵皫r局部存在偽頂以砂質泥巖和炭 質泥巖為主 3 煤層直接頂砂質泥巖及粉砂巖的抗壓強度為 5510～ 9480 MPa 孔隙率 19～ 45 泥巖的抗壓度為 4814MPa 屬較穩(wěn)定穩(wěn)定頂板 3 煤底板巖性以泥巖粉砂巖為主厚度 1m 左右抗壓強度為 4860 MPa 屬較穩(wěn)定底板 3 16 上煤層 直接頂板為十下灰厚度 221～ 1136m平均厚 571m底面呈蛤蟆頂狀屬不完全頂板發(fā)育兩組互相切割的裂隙抗壓強度為 9267～ 15363 MPa 孔隙率 04～ 19 屬穩(wěn)定頂板 16 上煤層底板為泥巖厚 2m 左右其抗壓強度為 1784～ 2353 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 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相變成細