【正文】 型號粘著質量（t）軌距（mm）速度m/s配套電機外形尺寸型號功率(Kw)電壓（V）ZK106/2501060011ZQ－2121250450010601500 礦車主要技術特征表 表5－1－5 名稱型號名義載重（t）軌距（mm）外形尺寸（mm）自重（Kg）3t底卸式礦車－6360034501400120018001t固定箱式礦車－6A1600200088011505921t平板車MP1－6A1600200088011504641t材料車MC1－6A160020008801150494 礦井提升該礦井設計井型為150萬t/a，考慮設置一對井筒進行提升，即主斜井和副斜井進行提升，主斜井井筒長度845m，井筒傾角為17186。，采用膠帶輸送機提升，主要負責提煤；副斜井井筒長度為630m，井筒傾角為23186。，輔助提升采用串車提升負責提矸、下料、升降設備和人員等各種輔助提升。該礦井設計生產能力為每年150萬t，年運輸矸石15萬t，井下運輸大巷中采用3t底卸式礦車運煤，輔助運輸通過1t固定式礦車、平板車和材料車來完成。，礦井工作制度為：一年工作日為330天，每天凈提升時間16小時，每天3班作業(yè)，每班工作8小時。該礦采用斜井開拓，地面標高為＋1312m，第一水平標高為＋1070m，第二水平標高為＋850m。①主斜井提升設備的選型主斜井長度為845m，井筒傾角為17186。設計運輸生產率為284t/h，煤在膠帶上的堆積角為30186。，最大貨載塊度為300mm。預選用SDJ150型膠帶輸送機，其主要技術參數(shù)見表521膠帶輸送機主要技術參數(shù) 表521型號帶寬運量速度功率供電電壓SDJ1501200㎜750t/h150kW380/660Va、膠帶寬度（B）、帶速（V）膠帶寬度： 　式中：　A——設計運輸生產率,284t/h。V——帶速，；r——貨載的散集容重,。c——輸送機傾角系數(shù)，；K－貨載斷面系數(shù)，原煤的堆積角ρ＝30176。，查表得K＝209；則：B＝= m＜故滿足要求。帶寬除滿足運輸生產能力要求外，需按物料的塊度進行效核?！υ海骸　≥2amax+200(㎜)則有　　1200≥2300＋200＝800　　故滿足要求。b、膠帶運行阻力計算 如圖5－8所示，3－4段為運送貨載段，膠帶在這一段托輪上所遇到的運行阻力為重段運行阻力，用Wzh表示；1－2段為回空段，膠帶在這一段上所遇到的運行阻力為空段運行阻力，用Wk表示。則有：Wzh＝(q+qd+q′g)Lw′cosβ177。(q+2qd)LsinβWk= (q+q″g)Lw″cosβqdLsinβ式中：L——輸送機長度，L＝845 m；β——輸送機鋪設傾角，β＝17176。，向上運輸；q——貨載每米質量，q＝==㎏/m；qd——膠帶每米長重量，q0＝ ㎏/m；′、″——分別為槽形托輥阻力系數(shù)，；q′g 、q″g——分別為折算到每米長度上、下托輥轉動部分的重量，㎏/m； (㎏/m ) ( ㎏/m)其中：——分別為每祖上、下托輥轉動部分重量，㎏，查表得分別為25㎏、20㎏；　　　——上托輥間距，m，；　　　——下托輥間距，m，取3m；則　　?。健々K/m　　　?。健々K/mWzh＝(q+qd+q′g)Lw′cosβ177。(q+qd)Lsinβ?。剑ǎ?45cos17176。＋（＋）845sin17176?！。絎k=(q+q″g)Lw″cosβqdLsinβ＝（＋）845cos17176。－845sin17176。＝－如圖中，膠帶在2－3段，即在導向滾筒上所遇到阻力可近似的按下式計算：W2－3＝（～）S2而對于傳動滾筒的阻力，即4－1段的阻力可按下式計算：　　　　　 W41=(～)(S4+S1)式中：SSS1——膠帶在相應點上的張力，N。c、膠帶張力的計算　用《逐點計算法》計算各點的張力的一般步驟是：A: 按逐點計算法找出SS1的關系∵　 S2＝S1＝Wk　　　　S3= S2+ W2－3 S4= S3+W2h∴ S4= S1＋W2h＋Wk＋W2－3 B: 按摩擦傳動條件找出SS1的關系∵　 S4－S1 =∴ S4=式中： n——摩擦力備用系數(shù)，取n＝；　　　　——膠帶與滾筒之間的摩擦系數(shù)，查表＝，＝則由上述公式求得：　　　　S1＝　 S2＝S3＝　　　　S4＝d、驗算按上述發(fā)求得Smin，是否滿足下垂條件?！　　　　　∈街校骸囟文z帶最小張力，N；　　　——重段兩托輥間距，m；　　　β——輸送機安裝傾角，度；q、qd——貨載和膠帶每米質量，㎏/m；——膠帶最大允許下垂度，計算時可取為＝′a。即　　　　　　同理，可知空段膠帶允許之最小張力為：　　　　　　　式中：——空段兩托輥間距，m；計算　　　　　　　　　　　　　　?。?（＋）cos17186?！　　　　　　　　　。健　? ＝53cos17186?！?　＝滿足下垂條件。e、牽引力及功率的計算　 對于圖所示的膠帶輸送機傳動滾筒的圓周牽引為　 式中：——膠帶與滾筒相遇點張力，N?！　　　z帶與滾筒分離點張力，N?？紤]主軸承摩擦阻力及膠帶在傳動滾筒上的彎曲阻力，主軸的牽引力為： = 因此，電動機的功率為： 式中：V——膠帶運行速度。 ②、副斜井提升設備選型副井主要擔負的任務有提升人員、材料、設備、矸石等。本設計對副井提升設備只進行選型，不進行計算。副井采用1t固定礦車提升，采用2JK3/20型提升機，主要技術特征見表522。2JK3/20型提升機技術特征表 表522型號卷筒鋼絲繩最大凈張力KN鋼絲繩最大凈張力差/KN最大鋼絲繩直徑/mm提升高度個數(shù)直徑m寬度m一層二層2JK3/202313000800037289646 礦井排水本井田共有含水層三層，分別為第四系潛水含水層, 侏羅系中統(tǒng)直羅組砂巖含水層, 侏羅系中下統(tǒng)延安組含水層（分為一煤至八煤砂巖含水層組，八煤至十七煤砂巖含水層組，都屬弱含水層，以及煤系底部分界線的寶塔山砂巖強含水層組）。礦井水文地質類型中等，主要水害類型有地表西天河〈洪〉水、基巖含水層水、老窯積水及采空區(qū)積水四種。礦井正常涌水量220 m3/h，最大涌水量250 m3/h。井型為年產150萬噸的大型礦井，屬于低瓦斯礦井。礦井主要根據(jù)第一水平情況進行設計，采用集中排水系統(tǒng)，對其它水平只作適當?shù)財?shù)目。礦井排水系統(tǒng)見圖5－3－1。圖5－3－1 礦井排水系統(tǒng)簡圖排水系統(tǒng)：回采工作面→區(qū)段運輸平巷→軌道上山→采區(qū)下部車場→水平運輸大巷等一側的水溝，自流到井底車場水倉，再由水泵房的排水泵通過副井排水管道排至地面。①、水泵型號及臺數(shù)a、水泵最小排水量的確定正常涌水量時： QB′＝＝ m3/h式中：QB′——水泵最小排水量，m3/h；Q——礦井正常涌水量，m3/h；由此：QB′＝220 ＝264 m3/h最大涌水量時：QBr′＝ ＝ QBr′ m3/h式中： Qr——礦井最大涌水量，m3/h；由此：QBr′＝250 ＝300 m3/hb、水泵揚程的計算式中：——排水高度，取井筒垂深，m；——吸水高度，取5m；——管道效果，－；所以： ＝320mc、水泵形式及臺數(shù)的確定根據(jù)水泵揚程和礦井正常涌水量，從產品樣本中選擇額定值接近所需值的水泵，水泵型號選250D606型多級分段式離心泵，額定流量330 m3/h，揚程387m，效率73％，配帶電動機型號JSQ158－4型，容量1050KW，外形425415751435。水泵臺數(shù)的選擇：根據(jù)《安全規(guī)程》規(guī)定：必須由工作、備用和檢修的水泵。工作水泵的能力，應能在20h內排出礦井24h的正常涌水量。備用水泵的能力應不小于工作水泵能力的70％。工作和備用水泵的總能力，應能在20h內排出礦井24h的最大涌水量。正常涌水量工作水泵的臺數(shù)：式中：——所選水泵的額定流量，330 m3/h； ＝?。?臺。備用水泵臺數(shù)：＝70％＝?。?臺。最大涌水量時水泵工作臺數(shù)： ＝ ＝?。?臺。并且＝1+＝2，滿足要求。檢修水泵臺數(shù)＝25％＝?。?臺。水泵總臺數(shù)為：＝++ ＝1+1+1 ＝3 臺②、管路的確定a、管路趟數(shù)的確定《安全規(guī)程》規(guī)定必須由工作和備用的水管，其中工作水管的能力應配合工作水泵在20小時內排出礦井24小時的正常涌水量，工作和備用水管的總能力，且能配合工作和備用水泵在20小時內排出礦井24小時的最大涌水量，因此，設計中主排水管敷設兩趟，一趟工作，一趟備用。b、管徑計算排水道管徑：dp′= ，m式中：v — 排水管流速，v＝－＝2m/s；所以：dp′= ＝查表，選用內徑為242mm的標準無縫鋼管，壁厚7mm，外徑249mm。吸水管直徑：，m；由此：＝查表，選用內徑為267mm的標準無縫鋼管，壁厚8mm，外徑275mm。由于垂高小于400m時，可選用壁厚度最薄的一種，且不必驗算。③、管道特性曲線，確定工況點a、最大吸水高度的計算 ，m式中：——產品樣本上給出的允許吸上真空度，m（取額定工況時的）——吸水管中流速，m/s； ，m/s——所選標準吸水管的內徑，m；——吸水管的阻力損失，m； ，m查表可知，因＝267mm，故＝，＝，?。?0m由此： ＝ ＝最大吸水高度： ＝ ＝b、求管道特性方程，繪制管道特性曲線式中：——排水管阻力損失，m；——排水管沿程阻力系數(shù)；——排水管中流速； ，m/s；——所選標準排水管內徑，m；——排水管上各管件局部阻力系數(shù)之和；——排水管長度，m；——泵房里最遠一臺泵排水管長，取20m；——斜巷內排水管長，取20m；——井管內管長，取井筒深；——地面上排水管長，取20m；所以： ＝20+20+630+20 ＝690m查表，因＝235mm，故＝。＝4++83+3++13+5＝又因為： ＝所以： ＝H＝250+（++1） ＝管道阻力系數(shù)：式中：——所選泵的額定流量，m3/h；所以： ＝則管道特性方程為：Q2取不同的Q值，求得相應的值列表見表531。 管道特性參數(shù)表 表531Q m3/h0100200300400500H m250260374c、確定水泵級數(shù)及工況點水泵級數(shù)：i＝H/Hk＝250/60＝，取整為6；式中：Hk——所選水泵一級額定揚程，m；由上計算結果決定選六級水泵。工況點參數(shù)：＝427m3/h，＝，＝95Kw，=347m。所選的水泵管道特性曲線見圖5－3－2。圖5－3－2 水泵特性曲線圖④、校驗計算a、驗算排水時間及排水管中的流速正常涌水時： ＝20h最大涌水時：＝20h排水管中的實際流速： ＝b、校驗水泵經(jīng)濟性和穩(wěn)定性經(jīng)濟性： 式中：——水泵額定工況時的效率；穩(wěn)定性：式中：H?！昧髁繛榱銜r一級揚程；c、驗算電動機功率 （Kw）式中： — 傳動效率，直連時＝1；～ — 富裕系數(shù)：當Q≤300m3/h，；N＝ ＝9671050所以電動機的功率符合要求。6 礦井通風與安全技術措施 礦井通風系統(tǒng)的選擇由地質資料所述；礦井相對瓦斯量為4 m3/t，本礦井屬于低瓦斯礦井。但煤塵有爆炸危險性，煤塵爆炸指數(shù)為33. 12%—%。十五號煤層屬易自燃發(fā)火煤層，發(fā)火等級為一類，最短自燃發(fā)火期23天。從臨近的礦井情況來看，鄰礦得瓦斯含量也不高，且沒有瓦斯突出的傾向；所以本礦井確定為低瓦斯礦井是適合的。選擇通風系統(tǒng)主要考查礦井開采技術條件和開拓開采設計，同時盡可能地減少井巷工程量和通風運營費，設備運輸及維修費等經(jīng)濟問題。同時還要根據(jù)上述問題思考是否要灌漿、煤層注水及抽放瓦斯等。： 結合第三章和第四章所確定的井田開拓、采區(qū)巷道布置、回采工藝，選擇礦井通風系統(tǒng)。要求要符合安全可靠、技術先進合理、經(jīng)濟、投產快等原則。 礦井通風系統(tǒng)要符合下列要求。①、每一個生產礦井，必須至少有兩個能行人的通達地面的安全出口。各個出口之的距離不得小平 30m。井下每一個水平到上水平和每個采區(qū)至少都要有兩個便于行人的安全出口，并同通到地面的安全出口相連通。保證有一個井筒進新鮮空氣，另一個井