【正文】 ............................................................65 緒 論 5 煤炭是我國(guó)重要的能源之一，在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭占 70%，預(yù)計(jì)到 2020 年煤炭將增至 26億噸，為發(fā)展煤炭工業(yè)國(guó)家以煤炭為主的能源格局不會(huì)發(fā)生根本的改變。設(shè)計(jì)一套完整、完善的煤礦機(jī)械設(shè)備選型設(shè)計(jì)和井下供電系統(tǒng)，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)是必不可缺少的。好的煤礦機(jī)械設(shè)備選型設(shè)計(jì)和供電系統(tǒng)，對(duì)于企業(yè)來說，可以更好的利用和合理分配電力資源，促進(jìn)安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本。所有的設(shè)計(jì)方案都要以《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦井下供電設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦電工手冊(cè)》等為準(zhǔn)則。 關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備選型 。根據(jù)我國(guó)的能源發(fā)展戰(zhàn)略，以煤礦為主體的礦山企業(yè)將得到優(yōu)先發(fā)展，而礦山固定設(shè)備和礦山供電系統(tǒng)在礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)中有處于十分重要的地位。 新中國(guó)成立以后，為我國(guó)煤炭工業(yè)飛速發(fā)展開辟了廣闊的前景。 20 世 紀(jì) 90 年代我國(guó)開展高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)。礦井水積聚在巷道中，不但影響生產(chǎn)，而且威脅著工作人員的健康和安全，為保證煤礦井下作業(yè)人員的生命安全、安全高效的生產(chǎn)、優(yōu)化環(huán)境，需要把礦井水及時(shí)排出。 排水方式有自流排水和揚(yáng)水排水兩種： （ 1） 自流法排水，就是借助地勢(shì)，利用平硐朝出口方向的斜坡，通過水溝將水排出，露天則利用傾斜的水道自流排出。這些排水設(shè)備，通常都是固定在專門的硐室內(nèi)，故成為固定排水設(shè)備。在選擇運(yùn)輸設(shè)備類型時(shí)，要考慮所需的運(yùn)輸能力和運(yùn)輸距離兩個(gè)因素。電是煤礦生產(chǎn)所必需的主要能源，供電的安全與質(zhì)量的高低，不僅會(huì)影響礦山企業(yè)的高效生產(chǎn)，而且會(huì)對(duì)礦井和礦井中工作人員的安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅 。這種供電方式只適合小型礦井； ：動(dòng)力變壓器安裝在采區(qū)變電所，通過放射式電纜向 用電比較集中的配電點(diǎn)供電，由配電點(diǎn)再向各采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械的電動(dòng)機(jī)供電； ：廣泛采用的是移動(dòng)變電站深入順槽的供電方式。 8 第一部分 礦山固定設(shè)備選 型設(shè)計(jì) 礦井排水設(shè)備選型設(shè)計(jì) 1. 概 述 1）排水設(shè)備 礦井排水設(shè)備包括水泵、水管及附件。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的 25%。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在 20h 內(nèi)排出礦井 24h 的最大涌水量。當(dāng)?shù)V井較深時(shí)可采用分段排水。確定最合理的排水系統(tǒng)。 ] 從 給定的條件可知，該礦井只有一個(gè)開采水平，故可選用單水平開采方案的直接排水系統(tǒng)，只需要在井底車場(chǎng)副井附近設(shè)立中央泵房，將井底所有礦水集中排至地面。 [6] 1）水泵型號(hào)的選擇 根據(jù)計(jì)算的工作水泵排水能力，初選水泵。 管路的選擇 管路趟數(shù)及泵房?jī)?nèi)管 路布置形式 根據(jù)泵的總臺(tái)數(shù)，選用典型三泵兩趟管路系統(tǒng)，一條管路工作一條管路備用。 4 88 88 9 ~ 6360 0 ~ ppd m mvv?? ? ? ? 式中 pd —— 排水管內(nèi)徑， m ； Q —— 排水管中的流量， 3/mh； pv —— 排水管內(nèi)的流速，通常取經(jīng)濟(jì)流速 pv ＝１ .５～２ .２ （ｍ／ｓ）來計(jì)算。焊接鋼管 cm? ，無縫鋼管 ~ cm? 。 5）吸水管徑 根據(jù)選擇的排水管徑，吸水管選用Φ３５１８無縫鋼管。 管路阻力系數(shù) R的計(jì)算 [4] 沿程阻力系數(shù)： 吸水管 λ x = = = 排水管 λ p = = = 局部阻力系數(shù)吸、排水管及其阻力系數(shù)分別列于表 1表 14 中。 彎頭21112444. 80. 97 40. 1∑ ζ χ = 5. 87 42 5 . 5 2 = 1 1 . 0 46. 51. 50. 54 0 . 7 = 2 . 84 0 . 9 7 4 = 3 . 8 9 62 0 . 9 7 4 3 0 / 9 0 = 0 . 6 4 9∑ ζ pζp = 26 .8 85表13吸水 管附件及局部阻力系數(shù) 表14排水 管附件及局部阻力系數(shù) 即： 2 5 4 5 481 ( 1 )[]pxxx p px x p pllR g d d d d?? ? ?? ?? ? ? ? ? ? 2 5 4 52548 7 4 .0 9 4 3 1 5{ 0 .0 2 9 2 0 .0 2 9 99 .8 1 0 .3 3 5 0 .3 3 5 0 .3 0 91( 1 2 0 .4 1 2 ) ] } /0 .3 0 9[hm?? ? ? ? ? ??? 252 2 55 2 55 0 1 .6 9 /15 0 1 .6 9 ( ) /36003 .8 7 1 1 0 /smhmhm?????? 式中 R—— 管路阻力系數(shù)， 25/sm； xl 、 pl —— 吸、排水管的長(zhǎng)度， m； xd 、 pd —— 吸、排水管的內(nèi)徑， m； x? 、 p? —— 吸、排水管的沿程阻力系數(shù)，對(duì)于流速 v≥ ，其值 可按舍維列夫公式計(jì)算，即 13 ?? x?? 、 p?? —— 吸、排水管附件局部阻力系數(shù)之和。 h1） 200 250 300 350 400 450 500 550 H1/m H2/m 利用表 15中各點(diǎn)數(shù)據(jù)繪制出管路特性曲線如圖 17所示，新、舊管路特性曲線與揚(yáng)程特性曲線的交點(diǎn)分別為 M1和 M2，即為新、舊管路水泵的工況點(diǎn)。 正常涌水時(shí)，工作水泵 1n 臺(tái)同時(shí)工作好似每天的排水小時(shí)數(shù)為： 1 224 2 4 3 2 0 1 4 . 9 1 2 01 5 1 5zzMq h h hnQ ?? ? ? ? ?? 最大涌水時(shí)采用兩臺(tái)泵兩條管路排水，作并聯(lián)等效管路特性曲線與兩臺(tái)泵并聯(lián)等效管路特性曲線與兩臺(tái)泵并聯(lián)等效泵的揚(yáng)程曲線，交點(diǎn)為等效泵工作點(diǎn)。 工況點(diǎn)效率應(yīng)滿足η1M=≥ max≥ =，η2M=≥ 。 吸水管中流速 : 122533 / 1 . 6 8 1 /9 0 0 9 0 0 0 . 3 3 5Mx xQv m s m sd??? ? ??? 排水管中流速 :1 22533 / 1 . 9 8 /9 0 0 9 0 0 0 . 3 0 9MppQv m s m sd??? ? ??? 吸、排水管中的流速在經(jīng)濟(jì)流速之內(nèi)，故滿足要求。 11136001000MMMdd HQKN ?? ???? = 1 0 0 0 3 5 3 3 2 7 61 .1 5 4 1 .7 k w1 0 0 0 3 6 0 0 0 .8 3?????? 式中 : dK —— 電動(dòng)機(jī)容量富余系數(shù)，一般當(dāng)水泵軸功率大于 100KW時(shí)，取 dK =；當(dāng)水泵軸功率為 10～ 100KW時(shí)，取 dK =～ 。 16 礦用膠帶機(jī)選型設(shè)計(jì) 1. 概 述 一、帶式輸送機(jī)的使用及優(yōu)缺點(diǎn) 現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，皮帶運(yùn)輸機(jī)在各個(gè)企業(yè)中是不可缺少的主要連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備之一。 帶式輸送機(jī)的缺點(diǎn)： 帶式輸送機(jī)的輸送帶成本高且易損壞，故與其他運(yùn)輸設(shè)備相比，初期投資高，且吧適于運(yùn)送帶棱角的物料。當(dāng)工作面威力強(qiáng)大的高產(chǎn)高效設(shè)備正常工作時(shí)，大量煤全靠這些運(yùn)輸機(jī)向外運(yùn)，因而帶運(yùn)輸機(jī)選型設(shè)計(jì)對(duì)礦企業(yè)非常重要。 煤礦用鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)類型 按帶寬分由 800mm、 1000mm、 1200mm、 1400mm、等型號(hào)。 本設(shè)計(jì)依據(jù)礦井的生產(chǎn)能力和井下的特殊條件，考慮選用 米寬的GX2021 型鋼繩芯膠帶，單位長(zhǎng)度重量 qd=25 公斤／米，膠帶厚度 d=17 毫米；運(yùn)輸傾角 ?13?? （向上運(yùn)輸），運(yùn)輸斜長(zhǎng)為～ 950 米，運(yùn)輸速度 2米 /秒。 B=米的 GX2021 型鋼繩芯膠帶，單位長(zhǎng)度重量 qd=25公斤／米，膠帶厚度 d=17 毫米。 30176。 煤 渣 ～ 35176。 黃鐵礦 25176。32 ??? ?????? LqqLqqqW dgd ）（ 式中 q —— 每米長(zhǎng)的膠帶上的貨載 重量（公斤 /米） 即 ： 476 663 .6 3 .6 2Aq v? ? ??公斤 /米； ? 0～ 10176。gq 、 39。22 1 8 .3 31 .2gggGq l? ? ?公斤 /米； gl? —— 上托輥間距（米），一般取 gl? =1～ ； 39。 ?? ∴ ??? s i nc os39。（ 66 ） = 公斤 表 24托輥?zhàn)枇ο禂?shù)表 工作條件 39。 H—— 凸弧段提升高度 H=。39。 帶強(qiáng)度驗(yàn)算： 已知最大張力 7 21575S ? 公斤， 求的安全系數(shù) m a x1 0 0 2 0 0 0m 9 .2 721575XBGS? ?? ? ? ? 式中 B—— 為膠帶寬度； maxS —— 為膠帶的最大張力； XG —— 膠帶斷裂強(qiáng)度。 24 第二部分 綜放工作面供電設(shè)計(jì) 1. 概述 供電系統(tǒng)是將發(fā)電廠或附近區(qū)域變電站的電源，通過輸、變、到配電，再到達(dá)受電用戶的一整體供電網(wǎng)絡(luò)。供電中斷不僅會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)，而且可能損壞設(shè)備，甚至發(fā)生人生事故，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成礦井的破壞。 4）供電經(jīng)濟(jì) 要求做到供電系統(tǒng)投資少、運(yùn)行維修費(fèi)用低，并盡量減少有色金屬的消耗量。 三、采區(qū)供電設(shè)計(jì)要滿足以下幾點(diǎn)要求 1）供電設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全可靠、電能質(zhì)量好和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理； 2）條件允許時(shí)應(yīng)盡可能采用較高的供電電壓和較先進(jìn)的設(shè)備； 3）供電系統(tǒng)應(yīng)具有較完善的短路、斷相過負(fù)載、欠電壓、漏電閉鎖等保護(hù)和電壓、電流及故障指示； 4）嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》及其他有關(guān)規(guī)定。其中： 2＃移變饋出三個(gè)配電點(diǎn)分別供煤機(jī)、噴霧泵、轉(zhuǎn)載機(jī)。 需用系數(shù) :pepx d???? 21 6037 ??? = 需用系數(shù)： Kx 取 式中 x? —— 需用系數(shù) 。其額定容量 ,為 :200 KVA ,額定電壓 6/ KV, 但考慮其他負(fù)荷 ,故選擇 KBSG500/6 型變壓器 , 其額定容量 ,為 :500 KVA ,額定電壓 6/。 工作面 1140V 移變（ 25 移變 800KVA）（供可彎曲刮板輸送機(jī)、乳化泵） epjexB kpks ???? ?c os ??? =641 KVA 選擇 KBSGZY800/6 型干式移動(dòng)變壓器 [13]。 2）礦用隔爆型開關(guān)可使用于沼氣突出礦井的任何地點(diǎn)及有沼氣和煤塵爆炸危險(xiǎn)礦井的采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷道以及采掘工作面。 4）礦用低壓開關(guān)的接線喇叭口數(shù)目及內(nèi)徑要符合受控線路所選用的電纜的條數(shù)及內(nèi)徑要求。 2）真空磁力啟動(dòng)器進(jìn)出線及控制線喇叭口內(nèi)徑必須符合連接電纜的最大外徑要 29 。 II、真空磁力啟動(dòng)器的選擇原則 1）真空磁力啟動(dòng)器的額定電壓必須大于或等于受控電動(dòng)機(jī)的額定電壓，其額定電流應(yīng)大于或等于受控電動(dòng)機(jī)的最大工作電流。 3）在選用礦用低壓隔爆型開關(guān)時(shí)，其額定電壓必須小于或等于被控制線路的額定電壓，其額定電流要大于或等于被控制線路的負(fù)荷長(zhǎng)期最大實(shí)際工作電流。 3. 材料道供電系統(tǒng)： 設(shè)備選擇： I、礦用低壓隔爆開關(guān)選擇原則 1）礦用一般開關(guān)適用于無沼氣和煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井和無沼氣突出的井底車場(chǎng)幾主要進(jìn)風(fēng)巷道中。 工作面 1140V 移變 （ 3＃移變 800KVA）（供煤機(jī)、噴霧泵、轉(zhuǎn)載機(jī)） epjexB kpks ???? ?c os 28 ??? 647? KVA 選擇 KBSGZY800/6 型干式