【文章內(nèi)容簡介】 求。礦井機(jī)電設(shè)備為礦山進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備，其技術(shù)的發(fā)展對促進(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。歷經(jīng)幾十年發(fā)展，我國的礦井機(jī)設(shè)備技術(shù)取得了不少的進(jìn)步，但與美國、德國等世界發(fā)達(dá)國家相比，依然存在著很大的差距。要實(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。 在煤礦機(jī)電設(shè)備中，礦井提升機(jī)作為礦山進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。其電控調(diào)速技術(shù)的發(fā)展對促進(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。綜合機(jī)械化采煤工作面的裝備以采 煤機(jī)、液壓支架和刮板輸送機(jī)為代表，它們共同決定著煤礦的采煤量。而提升運(yùn)輸設(shè)備以皮帶輸送機(jī)、電機(jī)車和主副井提升設(shè)備為主，決定著煤的運(yùn)輸提升量。通風(fēng)和排水設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中的作用更是異常重要，必須保證完全可靠的工作。 本次設(shè)計(jì)以煤礦原始資料為依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效機(jī)械化采煤為目標(biāo)，驗(yàn)證所學(xué)理論，提高理論計(jì)算、問題分析、圖紙繪制、技術(shù)文件編制的能力，旨在融會(huì)貫通所學(xué)知識，進(jìn)行全礦主要機(jī)電設(shè)備的選型設(shè)計(jì)。 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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，配電，到達(dá)受用電戶的整體供電網(wǎng)絡(luò)。電是煤礦 生產(chǎn)所必須得主要能源，供電的安全與質(zhì)量的高低，不僅會(huì)影響礦井生產(chǎn)，而且會(huì)對礦井和礦井中工作人員的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，礦井供電必須采取有效措施，達(dá)到安全，可靠，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)合理的要求，滿足礦井安全生產(chǎn)的需要。 電壓等級的確定，取決于供電的功率及供電距離。供電功率越大，輸送距離越遠(yuǎn)，需要的電壓等級越高。這是因?yàn)楣╇姽β试酱?，線路中的電流越大；距離越遠(yuǎn)，線路的阻抗越大。從而使得線路的功率損失和電壓損失越大。提高供電電壓后，使得功率一定下線路中的電流降低，從而減少了損失，提高供了供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 一、礦井運(yùn)輸與提升選型設(shè)計(jì)原始資料： （ 1）礦井提升與運(yùn)輸：某礦井年產(chǎn)量 90萬噸，地面標(biāo)高＋ 20m，－ 320m 一個(gè)水平開采， 全礦井分為兩個(gè)采區(qū)和兩個(gè)工作面完成年產(chǎn)量，煤層厚度 H＝ ，煤層傾角β＝ 8176。 ,工作面全長 150m，出矸率為 10%，順槽長 800m，上山長 500m， 2 個(gè)采區(qū)裝車站到井底車場距離分別為： L1＝ 3Km， L2＝ ,運(yùn)量 Q1＝ 700t／ h、 Q2＝ 750 t／ h,原封煤 ／ m3, 物料中最大塊度的尺寸：α max＝ 200mm,松散煤密度 ／ m3,安息角 25176。 ,每日工作時(shí) 間12小時(shí)，每年工作日 300天，最大班下井人數(shù) 600人，坑木消耗定額 6m3,工作面采用 MXA300／ 型采煤機(jī)，牽引速度為 ／ min，截深 。大巷坡度 3‰ ,低瓦斯礦井，大巷為進(jìn)風(fēng)巷道。 ： （ 2）供電系統(tǒng)：根據(jù)原始工作面對整個(gè)工作進(jìn)行供電系統(tǒng)的設(shè)備選型和效驗(yàn)。詳細(xì)見附錄設(shè)備布置圖。 二 、 要求 選擇工作面刮板輸送機(jī) 選擇順槽轉(zhuǎn)載機(jī) 選擇順槽可伸縮膠帶輸送機(jī) 選擇上山膠帶輸送機(jī) 選擇大巷電機(jī)車 選擇主井提升機(jī) 選擇副井提升機(jī) 畫出礦井運(yùn)輸提升系統(tǒng)圖 畫上山膠帶輸送機(jī)零號圖 1號 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 第 1 部分 煤礦設(shè)備選型設(shè)計(jì) 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 1 刮板輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì) 工作刮板輸送的選擇原則 采煤機(jī)生產(chǎn)率 A=60178。 h178。 b178。 r 式中 采煤機(jī)牽引速度 b截深 r原封煤 A=60178。 h178。 b178。 r=60 查 表 11 刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù) 出廠長度 m 輸送量（ t／ h） 鋪設(shè)長度（ m） 刮板鏈速（ m／ s） 150 350 150 電動(dòng)機(jī) 型號 DSB90 功率（千瓦） 2179。 90 電壓（伏） 660/1140 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)／分） 1475 刮板鏈 型式 圓環(huán)鏈 規(guī)格（ mm） φ 26179。 92 刮板鏈破斷拉力（ kn） ≥ 850 中部槽 長179。寬179。高（ mm） 1500179。 630179。 220 電機(jī)功率校核 運(yùn)行阻力計(jì)算 式中： q每米長度的牽引機(jī)構(gòu)上所裝的貨載質(zhì)量 kV 牽引機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度 m／ s 重段阻力： 式中： zhW ， KW 分別為刮板輸送機(jī)重，空段運(yùn)行阻力， kg W 貨載在溜槽中的移動(dòng)系數(shù) 0W 刮板鏈在溜槽中的移動(dòng)阻力系數(shù) 對中雙鏈刮板輸送機(jī) 0W ＝ 取 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 W＝ — 取 L— 刮板輸送機(jī)長度 β — 刮板輸送機(jī)安裝傾角 8176。 q 中部槽單位長度上的裝載質(zhì)量 0q 刮板鏈單位長度質(zhì)量 N 空段阻力： ? ?00 c o s β + s inβKW q gl w? =N 可彎曲刮板輸送機(jī)全動(dòng)鏈輪牽引力應(yīng)為： 式中：主動(dòng)鏈輪圓周牽引力，除克服直線段的阻力外，還要考慮彎曲段的阻力，所以彎曲段的阻力系數(shù)為 在考慮輸送機(jī)本身的彎曲取系數(shù) 電動(dòng)機(jī)功率校核： = 式中： ?— 傳動(dòng)裝置的效率，一般為 ?=~ ?取 輸送電機(jī)功率應(yīng)按等效功率計(jì)算 考慮 20%的備用功率，去電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù) k39。= 則 鏈條的強(qiáng)度校核（雙機(jī)頭驅(qū)動(dòng)） 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 2 順槽輸送設(shè)備選型設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)載機(jī)選擇 順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送能力要與工作面刮板輸送機(jī)的能力相匹配，一般轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送能力要稍大于工作面輸送機(jī)。為此多采用增大溜槽斷面增大鏈速改變減速器內(nèi)第二級齒輪傳動(dòng)比或縮短刮板間距等措施，可根據(jù)具體條件采取適措施因此原意，預(yù)選 表 21 轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù) 可伸縮膠帶輸送機(jī)選型 圖 21 可伸縮輸送機(jī)示意圖 出廠長度 M 輸送量 t/h 刮板鏈速 m/s 減速速比 25 400 電動(dòng)機(jī) 型號 JBY404 功率 (kw) 40 電壓 (v) 380/660 轉(zhuǎn)速 (r/min) 1470 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 表 22 膠帶輸送機(jī)參數(shù) 輸送量（ t/h ） 輸送長度（ m ） 帶速（ m/s ) 400 600 輸送帶 寬度（ mm） 800 類型 阻燃 強(qiáng)度（ n/mm) 500S 與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接 最大長度（ m） 12 軌距 1362 儲帶長度 100 電動(dòng)機(jī) 型號 JDSB40 功率 2179。 40 轉(zhuǎn)速 1470 電壓 380/660 質(zhì)量 Kg 47933 配合機(jī)采工作面順槽運(yùn)輸一般選用可伸縮帶式輸送機(jī)，其生產(chǎn)能力要與轉(zhuǎn)載機(jī)想匹配，根據(jù)輸送量選擇合適的帶寬和帶速。 可伸縮膠帶輸送機(jī)用于綜合機(jī)械化回采工作面的順槽運(yùn)輸，由于它自身有可伸縮性，可以大大減少順槽運(yùn)輸機(jī)拆移次數(shù)和時(shí)間花費(fèi)，可以適應(yīng)綜合機(jī)械化工作面，快速推進(jìn)，充分發(fā)揮綜采設(shè)備的能力。 根據(jù)所需輸送能力，巷道長度等初選 SSD— 80型膠帶輸送機(jī)，其規(guī)格與性能如下： 膠帶寬度的校核 要完成規(guī)定的運(yùn)輸生產(chǎn)率，膠帶的寬度應(yīng)為： B≥ kvrcA （ m） 式中： A— 輸送機(jī)的必要輸送量（ t／ h） V— 膠帶的運(yùn)行速度 （ m／ s） r— 煤的散集密重 （ t／ m） k— 貨載斷面系數(shù) k＝ 422 c— 輸送機(jī)傾角系數(shù) c＝ 1 滿足要求另外寬度還必須按物料的塊度進(jìn)行校核，對于未過篩的松散貨載（如原煤） 式中 — 貨載最大塊度的橫向尺寸 =200mm B 表 23 貨載斷面系數(shù)表 堆積角 10 20 25 30 35 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 β K 槽型 316 385 422 458 496 平行 67 135 172 209 247 表 24 輸送機(jī)傾斜角系數(shù)表 β 010 1015 1020 c 1 如果帶寬不能滿足塊度的要求，則可把帶寬提高一級，但不能單從塊度考慮把帶寬提高兩級或兩級以上，否則造成浪費(fèi)，這時(shí)可在輸送機(jī)前面加一臺破碎機(jī) 膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)算 膠帶在順擦內(nèi)水平布置 重段阻力 =g178。 L178。178。 cosβ 空段阻力 =178。 cos 式中 β — 輸送機(jī)的傾角，當(dāng)輸送帶在該斷的運(yùn)行方向是傾斜向上時(shí)， sinβ 取正數(shù)，而傾斜向下時(shí) sinβ 取負(fù)號，固在順槽其傾角為 L— 輸送機(jī)長度， m。 ,分別為槽型，平行托輥?zhàn)枇ο禂?shù)見取 = = q— 輸送帶每米長度上的物料質(zhì)量， kg/m，由 q= 求得 q= 承載，回空托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分密度 — 每米長的膠帶自重。 =(178。 20178。 82)==式中 – 帶芯層厚度： 取 =(查表 26)39。 δ 1δ 2— 輸送帶上下覆蓋膠厚度，取δ 1= δ 2=3(查表 26) qt?= qt??= 式中： G?G??— 分別承載四空托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量 kg（查表 5） G?取 1 G??=11 lg?— 上托輥間距，一般去 1~,取 米 lg??— 下托輥間距，一般取 2~ 3米 qd— 輸送帶線密度， kg/m 織物層芯輸送帶線密度可按下式計(jì)算 qd=[層膠布質(zhì)量層數(shù)179。覆蓋層厚度 qt?== qt=== wzh=（ q179。 qd179。 qt）178。 lg178。 w?=（ 179。 179。 ） 800= wk=(qd179。 qt??)178。 lg178。 w??=（ 179。 ） =2588N 膠帶張力計(jì)算 用逐點(diǎn)計(jì)算出各點(diǎn)的張力關(guān)系：（按輸送帶的張力增加 5%計(jì)算） S1=1230N S2=s1 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 S3= S4= S5=179。 wk S6=179。 S7=179。 179。 wzh S8s9= 式中： w2~3— 輸送帶繞經(jīng)導(dǎo)向滾筒所遇到的阻力， w2~3=（ ） `s2 取 178。 s2 S9=s1（ 1） 式中： C0— 摩擦力備用系數(shù)，一般取 C0=~ 取 C0= μ 0— 輸送帶與滾筒之間的摩擦因數(shù)，對于井下一般取 μ 0=（查表 220） S9=S1（ 1） S1=13035N S2=13035N S3=13817N S4=14646N S5=17234N S6=18268N S7=32588N S8=33891N S9=33891N 圖 22 輸送機(jī)計(jì)算示意圖 輸送帶強(qiáng)度計(jì)算 輸送帶允許承受的最大張力為 [Se]===7111NS9 式中： [Se]輸送帶允許承受的最大張力 B輸送帶寬度， mm 織物層輸送帶拉斷強(qiáng)度 N/mm 帆布層數(shù) 輸送帶的安全系數(shù) 此處安全系數(shù) =9 是按硫化接頭選取的，若采用機(jī)械頭， =11，則輸送帶強(qiáng)度符合要求 計(jì)算機(jī)牽引力并驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率 因輸送機(jī)有載運(yùn)行時(shí)工作于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，故牽引力為 =(~)（） =3389113035179。 179。 = 電動(dòng)機(jī)功率為 N= 式中： V輸送帶運(yùn)行速度 m/s ?減速器的機(jī)械效率， ?=~ 取 ?= 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 N==58kw 考慮到 15%的備用功率，電動(dòng)機(jī)的容量為 = 滿足要求 膠帶最大允許懸垂度校核 [min]=5（ q）178。 lgcosβ 178。 g =5（ 179。 ） =3927N13035 江蘇省徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校 2020 屆高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 3 皮帶上山選型設(shè)計(jì) 初選 STJ（ D)系列上山皮帶機(jī)，該輸送機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)