【正文】 75 77 81 81 81 81 84 84 86： 86 93 94第一章 綜采工作面配套設(shè)備選型，煤層傾角6176。本課題著眼于礦山機(jī)電設(shè)備配套，旨在對礦山機(jī)電設(shè)備進(jìn)行合理的選型和設(shè)計(jì)，使礦井生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全、高產(chǎn)、高效的要求。為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的采煤必須進(jìn)行正確的機(jī)電設(shè)備選型。 本課題通過對礦山機(jī)電設(shè)備合理的選擇與維護(hù)、機(jī)械化設(shè)備的科學(xué)使用，對促進(jìn)礦井生產(chǎn)效率的提高和安全作業(yè)，無疑具有極其重大的影響。根據(jù)本礦工作面條件及我國目前采煤方法的類型及設(shè)備配套情況，設(shè)計(jì)確定工作面的方法為綜采一次采全高。本礦工作面煤層直接頂為2類頂板，屬中等穩(wěn)定頂板，強(qiáng)度較高，強(qiáng)度指數(shù)在31～70kg/cm2之間，發(fā)育大量節(jié)理裂隙，隨采隨落。掩護(hù)式支架有寬大的掩護(hù)梁可擋住采空區(qū)冒落的矸石，它的頂梁較短，支柱少且傾斜支撐，架間密封，支架工作阻力較小，切頂能力差，但由于頂梁較短，控頂面積小，支護(hù)強(qiáng)度不一定小，它使用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定直接頂條件。雖然該支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但該類型支架技術(shù)成熟，安全性高，工作性能穩(wěn)定，對不同地質(zhì)條件的煤層適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。R式中：q——支架支護(hù)強(qiáng)度，t/m2, K——作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，我國取6～8，設(shè)計(jì)取8， H——最大采高， R——巖石容重。，支護(hù)強(qiáng)度及型式的選擇 max及最小工作高度H min的計(jì)算H max＝h max－cH min＝h min－s－c－a式中: H max——支柱最大工作高度，m， H min——支柱最小工作高度，m， h max，h min——煤層最大最小采高， c——頂梁高度，96mm， s——最大控頂距處頂板頂板下沉量，160mm， a——支柱卸載高度，80mm。25=（根/m2）單體液壓支柱的型式分為內(nèi)注式及外注式。根據(jù)目前我國采煤機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀及使用情況，設(shè)計(jì)選用雙滾筒采煤機(jī)。截深的選擇，受煤層厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性、截割阻抗、及液壓支架的推移步距影響。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為采煤機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在30～50轉(zhuǎn)/分較為適宜。雖然綜合機(jī)械化開采在我國中厚煤層一次采全高工作面的應(yīng)用已經(jīng)成熟，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工技術(shù)也比較完善，設(shè)備可靠性也大大提高，但采煤工作面煤層潛在的變數(shù)及機(jī)械設(shè)備的檢修等的各種因素均影響采煤機(jī)有效開動(dòng)率，我國平均水平在40％左右。則：采煤機(jī)截割時(shí)牽引速度的高低，直接決定采煤機(jī)的生產(chǎn)效率及所需電機(jī)功率，由于滾筒裝煤能力，運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)效率，支護(hù)設(shè)備推移速度等因素的影響，采煤機(jī)在截割時(shí)的牽引速度比空調(diào)時(shí)低得多，采煤機(jī)牽引速度在零到某個(gè)值范圍內(nèi)變化，選擇截煤機(jī)時(shí)的牽引速度，要根據(jù)下述幾個(gè)方面因素，綜合考慮。則： m/min式中：h’max——截齒在齒座上伸出長度的70％，取45mm。H采用比能耗法估算電機(jī)功率，是根據(jù)采煤機(jī)生產(chǎn)率和比能耗（截割單位體積煤所消耗電功率）試驗(yàn)資料來確定。h/t。根據(jù)采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率，可直接查表求得采煤機(jī)的牽引力。且其機(jī)電設(shè)備選型大部分為國家淘汰產(chǎn)品，本次設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。～17176。運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)、液壓支架在結(jié)構(gòu)性能之間有相應(yīng)的配套要求。本次設(shè)計(jì)根據(jù)計(jì)算選擇綜采成套設(shè)備ZC5－ZY35,并根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男薷?。b刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角最大按6176。時(shí)，則：Q＝900（－4/60）=749t/h＞Qc＝515 t/h所選刮板輸送機(jī)適合。g（2）空段直線段的總阻力Wk＝q1總的牽引力W0可按下式計(jì)算W0＝(Wzh＋Wk) ＝(118092+8331) =152971N（1）判斷最小張力點(diǎn)的位置設(shè)計(jì)選取雙機(jī)頭驅(qū)動(dòng)，按兩端布置傳動(dòng)裝置分析，Wk－1/2W0＜0，則1點(diǎn)為最小張力點(diǎn)。刮板輸送機(jī)刮板鏈的安全系數(shù)為n＝＝式中：n——刮板鏈安全系數(shù)， Sd——一條鏈的破斷力，610000N， Smax——刮板鏈的最大凈張力，124092N， λ——雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù)。其技術(shù)參數(shù)如下表： SZB730/110型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的技術(shù)參數(shù)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)長度（m）鏈速（m/s）園鏈環(huán)（mm）輸送量（t/h）中部槽規(guī)格（mm）SZB730/11025φ2286c7001500730222設(shè)計(jì)原始資料:帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)長度，800m帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角，0176。）DSJ100/80/16010001000160177。（q＋qd）Lgsinβ ＝（57＋＋）8001 ＝26301（N）式中：Wzh——重段運(yùn)行阻力，N q——單位長度輸送帶上物料的重量，kg/m q＝Qc/=515/Sminzh =5 (q+qd)gcosβ =5(57+) =空段輸送帶允許的最小張力:Smink =5qggcosβ = 53cosβ =788N強(qiáng)度驗(yàn)算輸送帶為強(qiáng)力帆布輸送帶，帶強(qiáng)P0=960N/cm設(shè)計(jì)運(yùn)量大于600t/h。輸送機(jī)計(jì)算簡圖如下：輸送機(jī)能力驗(yàn)算：Q==＞S—— m2；。= qd——單位長度輸送帶的重量， L——輸送機(jī)鋪設(shè)長度，700m ω＇——輸送帶沿重段運(yùn)行的阻力系數(shù)， ——重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，（2）空段直線段的運(yùn)行阻力Wk＝（qd＋）Lgcosβ+qd Lg sinβ ＝（＋）700cos6176?？蛰d時(shí)牽引力F0k=（2qd＋＋）Lcos6176。井下四六制作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修。主要運(yùn)輸大巷平均坡度按3 0/00 選取，擬選用2K7600/250型架線式電機(jī)車。:式中：P——機(jī)車重量，7t G——礦車載重，1t G0——礦車自重， ψ——粘著系數(shù)， ω’zh——重車列車起動(dòng)的阻力系數(shù)， ip——軌道的平均坡度， a——列車起動(dòng)加速度，取n＝45輛查機(jī)車長時(shí)牽引力Fch = 3240N,長時(shí)速度Vch =，重車運(yùn)行阻力系數(shù)Wzh=，等阻坡度ip=，調(diào)車系數(shù)a=，休止時(shí)間θ=20min。②每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的牽引力③查表確定機(jī)車實(shí)際運(yùn)行速度及電流Izh＝24A，Vzh＝19km/h，Ik＝30A，Vk＝④計(jì)算一個(gè)運(yùn)輸循環(huán)牽引電動(dòng)機(jī)的等值電流其中tzh＝tk=Idz=＜Ich＝34A滿足溫升條件。電機(jī)車加權(quán)平均周期運(yùn)行時(shí)間由式T=（60Lq / ）+(6Lq /)+ θ得 T=(6019)+(60)+20 = 每臺(tái)機(jī)車每班往返次數(shù)： 由式 Z1 =60Tb /T 得Z1 =60 5 / = 取 Z1 = 10次/班每班需運(yùn)送貨載總次數(shù)由式 Zb =k(Ab+Aa) / nG得Zb = (900+900)/171 =取Zb=133次/班工作電機(jī)車臺(tái)數(shù)由式 N= Zb /Z1 =133 / 10 = 取N=14備用與檢修臺(tái)數(shù)由式 N1 = =14= 取N1 =4全井所需機(jī)車總臺(tái)數(shù)N0=14+4=18臺(tái). 第三章 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計(jì)An=90萬t/aHs=300mHz=18mHx＝18mγ＝br＝300dt＝14h單水平開采。為使鋼絲繩能夠承受繩端荷載，必須使下式成立：mp≥=kg/m根據(jù)計(jì)算，鋼絲繩選擇61937170右同三角形股鋼絲繩。mDt＝80d＝8037=2960mmDt＝1200δ＝1200=2880mm根據(jù)計(jì)算選擇TSH型天輪。計(jì)算得：α1=176。12′47″＜1176。滿足規(guī)范要求?；诽嵘跫铀俣萢0的確定初加速度由下式確定a0=＝式中：v0——箕斗離開卸載曲軌時(shí)的速度， h0——箕斗離開曲軌內(nèi)的行程，～設(shè)計(jì)取a0=箕斗主加速度a1的確定箕斗的主加速度由下式計(jì)算式中，F(xiàn)e——電動(dòng)機(jī)的額定出力，N ＝ Ne——電動(dòng)機(jī)的額定功率，570kW ηj——出動(dòng)效率， λ——電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷系數(shù)， ——提升系統(tǒng)變位質(zhì)量，64120kg Vm——提升機(jī)實(shí)際提升速度，按減速器允許的輸出傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩來確定主加速度。、臺(tái)數(shù) 及凈排水揚(yáng)程高度HgQb≥＝620=744m3/hHg＝Hx＋Hp＝5+360+1=366m式中：Hx——吸水高度，取5m Hp——排水高度，取開采水平距井口的標(biāo)高差再加1m。檢修水泵的臺(tái)數(shù)n3n3==檢修泵數(shù)量選1臺(tái)則水泵臺(tái)數(shù)n為n＝n1＋n2＋n3=2＋1＋1=4臺(tái)水泵正常工作時(shí)，要求滿足下式Hg≤=420=378m根據(jù)排水泵的數(shù)量及各涌水期排水泵的臺(tái)數(shù)，設(shè)計(jì)選擇3趟排水管路，正常排水時(shí)、最大排水時(shí)合用2趟，備用1趟。西水管外徑：dx＝ ＝＝取dx＝335mm δx＝10mm排水管路布置見附圖如下： Lp=Hg+（40～50）=360+（40～50）＝400～410m取Lp＝410m，Hx＝8m、吸水管路特性當(dāng)量管路特性：吸水管、名稱數(shù)量系數(shù)底閥、帶慮網(wǎng)190176。求風(fēng)源的靜壓特征設(shè)通風(fēng)機(jī)的全壓系數(shù)為P，動(dòng)壓系數(shù)為Pd ，靜壓系數(shù)為Pst ,風(fēng)源的靜壓系數(shù)為Py 圖4 21 通風(fēng)機(jī)特性曲線電動(dòng)機(jī)的功率=＜在服務(wù)區(qū)內(nèi)不需分段選擇電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)按下式計(jì)算選擇N＝取同步轉(zhuǎn)速600r/min電耗：E＝由圖可以看出最高效率點(diǎn)處求等積孔確定風(fēng)機(jī)直徑確定風(fēng)機(jī)直徑為D＝反求等積孔系數(shù)確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)數(shù)n＝750r/min圓周速度u＝得換算系數(shù)求工況曲線的端點(diǎn)礦井服務(wù)初期預(yù)期工況點(diǎn)為G0礦井服務(wù)末期預(yù)期工況點(diǎn)求工況曲線R0=3480/=RK=4960/1432=a=R0－RR＝=b＝=工況曲線為P＝（R0－）Q2 =(＝＋代入P＝10648,此式化為+已知某礦掘進(jìn)工作面網(wǎng)路圖如下：各管段的長度分別為：AB=200M，BC＝300m，BD＝300m；LM＝CL＝DE＝EG＝150m；FI＝130m；KN＝30m；EH＝KC＝200m；DF＝FJ＝170m。則每班同時(shí)使用風(fēng)動(dòng)工具數(shù)為：1班：16臺(tái)， 2班：11臺(tái)，3班：13臺(tái)。選定空氣機(jī)的型號(hào)及臺(tái)數(shù)：依據(jù)P和Q值參照教材P286表47選用三臺(tái)5L40/8活塞式空機(jī)。h第五章 井下采區(qū)供電設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)在采區(qū)的軌道上山和運(yùn)輸上山的橫貫內(nèi)內(nèi)設(shè)采區(qū)變電所為該采區(qū)服務(wù)。為了使采區(qū)變電所處于負(fù)荷中心，滿足工作面采煤工作面采煤機(jī)組隨著開采逐漸后退，采用KSGZY型移動(dòng)變電站，使GKV高壓深入采區(qū)負(fù)荷中心以縮短供電距離。在設(shè)備的選型計(jì)算方面，主要以KSGZY—500移變電系統(tǒng)為主，以采煤機(jī)組供電為重點(diǎn)展開一系列，校驗(yàn)，短路計(jì)算等來選擇饋電開關(guān)，起認(rèn)開關(guān)，電纜等。采區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見表531采區(qū)供電系統(tǒng)擬定采用幾臺(tái)變壓器分別運(yùn)行方式，這樣在發(fā)生漏電事故時(shí)，不會(huì)發(fā)生全采區(qū)停電，可靠性高，比并聯(lián)運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)緣電阻高，對電容小。1．高低壓電纜的選擇型號(hào)：根據(jù)供電系統(tǒng)，高壓電纜的需用包括以下幾個(gè)部分：①采區(qū)變電所內(nèi)高壓配電箱到工作面KSGZY－630/，取長度為750＋650=1400m。以電動(dòng)機(jī)在額定電流計(jì)算Ｉn＝108A查表電纜截流量已知。以給移動(dòng)變電站供電系統(tǒng)為例，選擇KSGBZY移變前，高壓配電裝置為6000V，移變后和負(fù)荷前三點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算．高壓開關(guān)箱的選擇在采區(qū)變電所內(nèi)設(shè)的高壓配電箱作為變電器的正常運(yùn)行時(shí)送電控制及故障保護(hù)作用，設(shè)在變電器的高壓側(cè)．BPG5－6真空高壓隔離配電柜采用真空短路器，切斷能力強(qiáng)，維修方便，選擇電流為100/50型號(hào)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型號(hào)空路電流開斷電流極限峰值電流有效值整定范圍整定倍數(shù)整定時(shí)間分閘時(shí)間使用壽命BGP561002510110210＜1000為了考慮維修，安裝的統(tǒng)一性，共選５臺(tái)BPG5－6高壓隔爆配置電柜，其中一臺(tái)備用。（1）JBD型電子保護(hù)器過流保護(hù)的整定①過電流保護(hù)整定a、過載保護(hù)。（1）JBD型電子保護(hù)器過流保護(hù)的整定①過電流保護(hù)整定a、過載保護(hù)。（1）JBD型電子保護(hù)器過流保護(hù)的整定①過電流保護(hù)整定a、過載保護(hù)。（1）JBD型電子保護(hù)器過流保護(hù)的整定①過電流保護(hù)整定a、過載保護(hù)。（1）JBD型電子保護(hù)器過流保護(hù)的整定①過電流保護(hù)整定a、過載保護(hù)。（1）JBD型電子保護(hù)器過流保護(hù)的整定①過電流保護(hù)整定a、過載保護(hù)。（1）JBD型電子保護(hù)器過流保護(hù)的整定①過電流保護(hù)整定a、過載保護(hù)。以T1移動(dòng)變電站低壓側(cè)饋電開關(guān)QA12(BKD9400/1140F)