礦井綜采工作面機電設(shè)備選型設(shè)計論文說明

目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 4第一章礦區(qū)概況 5第二章機械零件的選擇與設(shè)計 9第三章綜采電源部件的選擇與設(shè)計 46設(shè)計參考 64到 65摘要第一章礦區(qū)概況第1節(jié)Ida摘要塘公溝礦位于具體位于漢臺江以東，賈爾芒溝以西。它的地理坐標(biāo)是：東經(jīng)：109°55′04″～109°56′18″北緯：39°57′40″～39°58′57″京田西至寶深鐵路潮腦溝裝卸站7.5公里，寶福高速東7.5公里，鄂爾多斯市萬里鎮(zhèn)南8.0公里。萬里鎮(zhèn)位于區(qū)南8.0公里處。該區(qū)是自治區(qū)西部政治、經(jīng)濟、文化中心和交通樞紐的重要城市。交通干線四通八達(dá)，公路、鐵路形成網(wǎng)絡(luò)，交通條件便利。礦區(qū)位于煤田區(qū)域分水嶺“梁”的北側(cè)。區(qū)域地形特征為南高北低。礦區(qū)南北方向的獨龜溝梁是礦區(qū)的天然分水嶺。最高點位于礦區(qū)西南邊界。海拔+1422.8m，最低點位于礦區(qū)東北邊界賈爾芒溝底部，海拔+1340.6m，最高高差82.2m，一般高差50m左右。礦區(qū)中部形成的南北走向的獨鬼溝梁是該區(qū)一個小的天然分水嶺，西部河谷的水自東向西流入漢臺河，向北流入黃河。東部河谷的水自西向東流入賈爾芒溝，賈爾芒溝的水自南向北流入漢臺河，再注入黃河。都是斷斷續(xù)續(xù)的流水，只在大雨時形成短暫的激流。塘公溝煤礦最大煤層厚度4m，煤層傾角5°，煤層切削阻力A=375N/mm，頂板巖性：老頂板Ⅲ級，直接頂板2級，工作面設(shè)計長度150m，設(shè)計年產(chǎn)量500萬噸/年；開挖長度為2000m；運輸槽長度2000m；開挖面傾角為3°；原煤密度為1.3t/m。該礦煤層賦存條件良好。煤層為水平煤層，厚度適中，4m。該井型為大中型礦山，設(shè)計產(chǎn)能為500萬噸/年。III型頂板，周期壓力強，工作面支撐強度要求高。煤層具有寬闊平緩的波浪狀起伏，煤田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖體侵入，地質(zhì)構(gòu)造類型簡單。本區(qū)可采煤層頂?shù)装鍘r性多為粉砂或砂質(zhì)泥巖，局部為細(xì)粒砂巖。根據(jù)地質(zhì)資料和礦山生產(chǎn)經(jīng)驗，頂板比較破碎。該地區(qū)氣候干旱，多年沒有穩(wěn)定的地表水體，地下水源相對貧乏。主要河谷地下松散巖石孔隙水含水層含水量比較豐富，可作為小水源。該礦有1座6kV變電站，2座6kV電源，1個來自漢泰35kV變電站（主變?nèi)萘?×800kVA），電線為YJV22-6kV，3×120mm2，185m，已運行；另一條6kV供電線路從萬里一礦35kV變電站引出，線路為LGJ-120/9km，尚未投入運行。該礦目前配備三臺250kVA、6/0.4kV變壓器。礦場及周邊地區(qū)供電充足，礦山引進兩條10kV線路，形成雙回供電，供電條件可靠。礦區(qū)煤體呈黑色，呈棕黑色至深褐色條紋，瀝青色弱至強瀝青光澤，結(jié)構(gòu)均勻或條狀，斷口呈階梯狀、交錯狀，可見貝殼狀和眼球狀的裂縫鏡中明煤富集區(qū)。層狀結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)達(dá)，常充滿方解石和黃鐵礦薄膜，燃點約280℃，燃燒試驗劇烈，殘灰為粉狀，灰白色至灰黃色。莫氏硬度約2。礦區(qū)各煤層煤巖成分主要為暗煤和絲碳，亮煤和鏡煤夾著細(xì)條或透鏡。可以，可以作為煤進行氣化，但由于該地區(qū)煤層灰熔點低，容易結(jié)渣，使用時要注意。根據(jù)詳細(xì)調(diào)查報告中各可采煤層瓦斯成分的測量結(jié)果，煤層中CH4含量很低，為0~0.01ml/g·燃燒，天然氣成分中的可燃?xì)怏w含量為0~0.46%，均在二氧化碳氮區(qū)。，均屬于瓦斯風(fēng)化帶，故礦區(qū)煤層屬于低沼氣煤層。影響煤塵爆炸的主要因素是煤的揮發(fā)量。礦區(qū)煤層干無灰基揮發(fā)分高，達(dá)34%以上。根據(jù)原詳細(xì)調(diào)查報告中采集的大型生產(chǎn)樣品的測試結(jié)果，火焰長度均大于400mm，抑制爆炸的最小巖塵量為70%，因此該地區(qū)的煤層塵是爆炸性的。在25℃～39℃時相差ΔT1-3，即煤很容易自燃。根據(jù)詳查報告全區(qū)3個鉆孔測試：320m井最高溫度19.7℃，最低溫度梯度1.7℃/100m，最高溫度梯度3.3℃/100m,平均溫度梯度為3°C/100m。無異常地?zé)釡囟龋瑢儆谡５責(zé)釁^(qū)，區(qū)內(nèi)不存在地下采煤地?zé)釣?zāi)害。由于塘公溝礦目前礦區(qū)圍場較小，資源有限，勘探程度不高，總地質(zhì)儲量約111.15Mt，其中D級儲量約48.47Mt，占43.6占總地質(zhì)儲量的百分比。因此，建議業(yè)主加大勘探力度，將低品位儲量轉(zhuǎn)化為高品位儲量，同時進一步加強周邊資源整合，擴大礦區(qū)周長，增加服務(wù)。礦山壽命和生產(chǎn)能力。該礦場已開采多年，在后期開采過程中可能會漏水。在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中，要注意收集相關(guān)資料，利用設(shè)計的探水鉆機做好探水放水工作，堅持“探水必行”的治水原則。有疑問時進行。該礦為低瓦斯礦，煤塵易爆，煤層易自燃。地質(zhì)資料煤層相關(guān)采礦技術(shù)條件的一些參數(shù)是早期試驗的結(jié)果。在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并按照有關(guān)規(guī)定和要求補充相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)測試和鑒定，并根據(jù)鑒定結(jié)果及時采取措施。防止事故發(fā)生的實際措施。資源儲量審查報告》和礦山實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)。但本報告的重點是對礦區(qū)煤炭儲量的回顧，對地質(zhì)工作和水文地質(zhì)條件、采礦技術(shù)條件的描述還不夠。地質(zhì)條件變化及時調(diào)整生產(chǎn)安全措施。如果地下水流入量有增加的趨勢，應(yīng)及時擴大底部排水系統(tǒng)；如果煤層火災(zāi)趨于嚴(yán)重，應(yīng)及時提高注氮系統(tǒng)容量等安全措施。第二章機械零件的選擇與設(shè)計由于綜采設(shè)備型號越來越多，每種型號都有自己的優(yōu)勢。多種配套在所難免，不同的采煤機、輸送機、液壓支架可以配套，形成各種合理的成套設(shè)備。但是，只有合理的選擇和適當(dāng)?shù)钠ヅ洌拍苋〉昧己玫氖褂眯Ч?。因此，要使綜采工作面“三機”（采煤機、刮板輸送機和液壓支架）發(fā)揮最大生產(chǎn)能力，需要將性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作面空間聯(lián)系起來。彼此大小。在形式、強度和大小上相匹配。三臺機器的示意圖如下：綜采工作面三機配套選型設(shè)計第一節(jié)滾筒采煤機是目前國外采煤機械的主要機型，開發(fā)生產(chǎn)的機型很多。與刨煤機相比具有很多優(yōu)點：采高和周長大，對各種煤層適應(yīng)性強，可切割堅硬的煤，能適應(yīng)更復(fù)雜的頂板條件，也有利于實現(xiàn)配套綜采設(shè)備的自動化控制。因此，在國外采煤領(lǐng)域，雙滾筒采煤機已得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代滾筒采煤機應(yīng)具備以下特點：（1）裝機功率能夠滿足煤礦產(chǎn)能要求；（2）切割機構(gòu)能適應(yīng)各層厚度變化可靠工作，牽引機構(gòu)可在工作過程中根據(jù)需要隨時改變牽引速度，并可實現(xiàn)無級調(diào)速以適應(yīng)煤的變化硬度和正常發(fā)揮機器性能；（3）機身占用空間盡量小，這對于薄煤層采煤機尤為重要；（4）可拆成多個獨立的零件，便于進出運輸，也便于拆裝和維修；(5)所有電氣設(shè)備均具有防爆性能，能在有煤塵、瓦斯爆炸危險的工作面上安全工作；(6)電機傳動裝置和牽引部分有過載安全保護裝置；(7)具有防滑裝置，防止采煤機沿煤層趨勢自動滑落；(8)帶外噴抑塵裝置；(9)工作穩(wěn)定可靠，操作簡單，操作手柄和按鈕盡量集中，日常維護工作量小、容易。采煤機選擇原則：①適用于特定煤層地質(zhì)條件，合理選擇采煤機采高、采深、牽引速度等參數(shù)，實用范圍大；②為滿足工作面開采產(chǎn)能要求，采煤機實際產(chǎn)能應(yīng)比工作面設(shè)計產(chǎn)能大10%～20%；③與液壓支架和刮板輸送機配套。影響采煤機選型的主要因素：

煤層的力學(xué)性能、厚度和傾角、工作面的生產(chǎn)能力。根據(jù)我公司煤機目前的生產(chǎn)狀況和使用情況，設(shè)計選用了雙滾筒采煤機。雙滾筒采煤機滾筒直徑應(yīng)大于最大采高h(yuǎn)max的一半。一般可以根據(jù)D=(0.52~0.6)hmax來選擇。目前，雙滾筒采煤機的滾筒直徑也已經(jīng)系列化，因此滾筒直徑的選擇與標(biāo)準(zhǔn)直徑相近。D=(0.52～0.6)×4=2.08～2.4(m)設(shè)計取2.3m。切深的選擇受煤層厚度、煤的軟硬程度、煤層傾角、頂板巖性、頂板穩(wěn)定性、抗切能力、液壓支架的移動臺階。在薄煤層中，由于工作條件艱苦，采煤機的牽引速度受到限制。為確保適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)率，應(yīng)使用較大的切削深度（可達(dá)0.8至1.0m）；反之，在較厚的煤層中，由于輸送機的沖擊，由于容量的限制和頂板容易脫離頂板的情況，宜采用較小的切深，因此設(shè)計選擇0.8m的切削深度。滾筒轉(zhuǎn)速的選擇直接影響到切煤的比能耗、裝載效果、粉塵大小等。轉(zhuǎn)速過高，不僅產(chǎn)生煤塵，而且循環(huán)煤增加，效率降低。降低，降低了采煤比能耗。根據(jù)實際經(jīng)驗，一般認(rèn)為采煤機滾筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在30-50轉(zhuǎn)/分。滾筒速度是設(shè)計切割部分的重要參數(shù)。直徑約2.0m的新型采煤機滾筒轉(zhuǎn)速約為25-40r/min。因為直徑越大，滾筒轉(zhuǎn)速越小，所以設(shè)計為35r/min。滾筒直徑2.3m，轉(zhuǎn)速35rpm。根據(jù)公式V=Dn/60，可計算出切削速度為4.21m/s。式中：V切削速度，m/s；D滾筒直徑，m；n滾筒轉(zhuǎn)速，r/min。采煤機的最低設(shè)計生產(chǎn)率與采煤機的有效開工率有關(guān)。雖然綜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，機械設(shè)備的生產(chǎn)加工技術(shù)比較完善，設(shè)備的可靠性也有較大的提高，但潛力巨大。采煤工作面煤層變數(shù)及機械設(shè)備維護等各種因素影響采煤機有效開工率，我國平均水平在0.6～0.8左右。該設(shè)計采用65%的正常啟動率。采煤機的最小設(shè)計生產(chǎn)率按下式計算：在哪里：Qh采煤機最低設(shè)計產(chǎn)能，t/h；Q工作面所需年產(chǎn)量，500萬噸；D年生產(chǎn)天數(shù)，330d；f能力豐富系數(shù)，1.40；N天工作班次，1班；M每天維修班次，1班；t每班工作時間，6h；k啟動率，0.65。則：Qh=500101.40/[330(4-1)60.65]=1813t/h采煤機在切割時的牽引速度直接決定了采煤機的生產(chǎn)效率和所需的電機功率。切割時的牽引速度遠(yuǎn)低于空調(diào)時的牽引速度。采煤機的牽引速度從零變化到一定值。采煤機的牽引速度應(yīng)根據(jù)以下因素綜合考慮。采煤機的最小設(shè)計生產(chǎn)率Qmin確定的牽引速度=式中：采煤機的平均剪切和牽引速度，m/min；Qh——采煤機可達(dá)到設(shè)計產(chǎn)能，1813t/h；H采煤機平均采高，4m；B采煤機切深，0.8m；γ煤的容重，1.30t/m3；C工作面恢復(fù)率，0.93；K有效切煤時間利用率，0.85。那么：===9.189m/min(2)牽引速度根據(jù)截齒的最大切削厚度確定2同時沿工作面運動，切割厚度呈新月規(guī)律變化。如果在滾筒的一段上安裝截齒的數(shù)量為m，則截齒的最大切割厚度hmax在月牙的中間，可由下式求得。上式中，m一般取6，n按上述計算取35轉(zhuǎn)。一般來說，hmax應(yīng)小于截齒伸出座長度的70%，根據(jù)國內(nèi)采煤機的實際情況取50mm。然后：米/分鐘式中：h'max截齒在齒座上伸出長度的70%，取50mm。但：(3)根據(jù)液壓支架的移動速度確定牽引速度一般來說，支架的移動速度要好于采煤機的牽引速度，這樣才能保證采煤機的安全生產(chǎn)。切割時，牽引速度V應(yīng)根據(jù)以上三方面綜合分析確定，其最大值應(yīng)等于或大于V1，但應(yīng)小于V2，并與V3協(xié)調(diào)，所以采煤機能滿足工作面生產(chǎn)能力。還可以避免齒座或刀片參與切割，保證采煤機的安全生產(chǎn)。綜上所述，采煤機牽引速度取V=9.2m/min(4)采煤機生產(chǎn)率的測定在確定了采煤機的牽引速度后，采煤機的理論生產(chǎn)率Q為：Q=60HBVγt/h采煤機的理論生產(chǎn)率可以直接將上述公式帶入：Q=60×4×0.8×9.2×1.3=2296.32(t/h)實際平均生產(chǎn)率應(yīng)與配套運輸設(shè)備的運輸能力相適應(yīng)，按以下公式計算：Q=KKQ式中：K采煤機輔助工作時間（如：調(diào)機、更換截齒、制作切口、檢查機器及故障排除等）的換算系數(shù)，一般取0.7;K停機時間的換算系數(shù)（如：處理輸送機和支架故障，處理頂板事故等），一般取0.65。則：Q=KKQ=0.70.652296.32=1044.8(t/h)裝機功率包括切割電機、牽引電機、破碎電機、液壓泵電機和機載增壓噴霧泵電機的電機功率之和。裝機功率通過以下等式估算：P=QH=18130.7=1269.1(kw)式中：P裝機功率，kw；Q采煤機的生產(chǎn)率，1813t/h；H比能耗，一般取0.6～0.7，取0.7。據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，采煤機的牽引力一般為其裝機功率值的0.5～1倍。根據(jù)采高、滾筒直徑、切深、生產(chǎn)率、裝機功率、牽引力和牽引速度，初步選擇采煤機型號為MG650/1480-WD，配套的刮板輸送機型號為SGZ880/800。采煤機的主要技術(shù)參數(shù)如下：1、采高周長： 2.0～4.34m2.機器高度： 1615mm3、過煤高度： 685mm4.最大臥底體積： 440mm5、煤質(zhì)硬度： 硬或中硬6.適應(yīng)工作面傾角： 0～15°7、適應(yīng)工作面傾角： 0～8°8.電源電壓： 3300V9.電源頻率： 50Hz10、總裝機功率： 1480Kw11、切割電機功率：650Kw×212、牽引電機功率： 75Kw×213、泵站電機功率： 30Kw14.滾筒直徑：φ2300mm15.滾筒切割深度： 800mm16.滾筒轉(zhuǎn)速：29.7rpm17、搖臂旋轉(zhuǎn)中心距：8120mm18、牽引力：750～450KN19、牽引速度：0～9.4～15.6m/min20、主機重量：約70t21、牽引式：交流變頻調(diào)速，銷排無鏈條，節(jié)距147mm22、外噴除塵23、電纜拖曳法自動牽引24.主機尺寸1500024951570mm25、最大計算生產(chǎn)能力2650t/h26、最佳配套運輸機型號SGZ880/800本設(shè)計中最大采高h(yuǎn)max為4m，滾筒直徑D為2.3m。因為采煤機沒有底部支架，1最小采高h(yuǎn)min應(yīng)大于采煤機高度A、支座頂梁高度h1、過機高度h2、三項之和（采煤機頂梁與機身上平面的距離），即采煤機及配套設(shè)備應(yīng)能通過煤層減薄區(qū)，壓路機不應(yīng)切碎巖石。hmin>A+h1+h2式中：h1支座頂梁高度，0.33mh2通過高度，不應(yīng)小于0.1～0.25m，取0.15m，那么：hmin>1.62+0.033+0.15=2.10m工作面最小采高2.3m，選型符合最小采高要求。最大臥底量Kmax計算如下：K最大值=-A式中，βmax搖臂向下擺動的最大角度，20°則：Kmax==415.6(mm)查表，MG650/1480-WD采煤機最大臥底量為440mm，計算值小于實際值，符合要求。工作面長度150m，采煤機切深0.8m，采煤機開工率為65%，采煤機平均采伐速度9.2m/min，則每刀所需時間削減煤炭是：(150+250)/9.2=27.17min，耗時27min。三班生產(chǎn)，一班維修，日有效工作時間6=702min；日喂702/27=26刀；工作面年進深：26=6864m；工作面生產(chǎn)能力計算如下：Q=IMLrCK式中：Q工作面生產(chǎn)能力，t/h；I工作面長度，150m；M工作面采高，4m；L年推進力，6864m；r固體容重，1.3t/m；C工作面恢復(fù)率，93%；K開挖煤，一般取1+5%。那么：Q=1505.23Mt/a經(jīng)計算，工作面年產(chǎn)量為5.23Mt/a，該礦滿足年產(chǎn)量500萬噸的要求。輸送機、采煤機和液壓支架之間的結(jié)構(gòu)性能有相應(yīng)的匹配要求。輸送機的生產(chǎn)能力一般應(yīng)略大于采煤機的生產(chǎn)能力，使煤能隨時間運走，而無需堆煤。根據(jù)這一原理，輸送機的輸送能力可視為采煤機的最大生產(chǎn)率。此時采煤機切割的最大牽引速度為：公式中：運輸機的運輸能力，2650t/hH平均采高，4mB采煤機切深，0.8mγ煤的固體容重，1.3t/m3但：設(shè)計中切割牽引速度為9.2m/min，計算值大于選定值，符合要求。采煤機移動時必須克服的牽引阻力T為：T=K2G+fD(cosα-K2+2K3)±Gsinα式中：f摩擦系數(shù)，取0.18的平均值；D切割阻抗，375N/mm；K1經(jīng)驗系數(shù)，取0.7；K2估計系數(shù)，取0.2；K3側(cè)向?qū)蚍醋饔昧恳枇Φ挠绊懴禂?shù)，導(dǎo)向板布置在采空區(qū)一側(cè)，煤層傾角為5°，取0.402.向上拉時，取正號；向下拉時，取負(fù)號。那么：T=308.75KN,T=186.73KN選用的采煤機牽引力滿足要求。刮板輸送機選型原則：①刮板輸送機的輸送能力應(yīng)大于采煤機最大生產(chǎn)能力，一般為1.2倍；②鏈條的數(shù)量應(yīng)根據(jù)刮板鏈條的載荷確定，鏈條的結(jié)構(gòu)類型應(yīng)根據(jù)煤的硬度選擇；③應(yīng)優(yōu)先采用雙電機雙頭驅(qū)動方式；④鼻尾短者優(yōu)先；⑤應(yīng)符合采煤機的配合要求。Qc=60hBγV式中：h采平均高度，4m；B滾子切削深度，0.8m；γ原煤容重，1.3t/m；V采煤機牽引速度，9.2m/min。那么：Q=60×4×0.8×1.3×9.2=2296.32(t/h)實際生產(chǎn)力：Q=KKQ式中：K輔助工作時間換算系數(shù)，取0.7；K停機轉(zhuǎn)換系數(shù)，取0.65。則：Q=KKQ=0.650.72296.32=1044.8t/h根據(jù)采煤機型號，最佳匹配刮板輸送機型號為SGZ-880/800。技術(shù)參數(shù)如下：1、設(shè)計長度： 250m2、輸送能力：1500t/h3.鏈速：1.1m/s4、減速機速比：38.255.電機型號 DSB-406.額定功率 400kw27、額定電壓：1140V8、額定轉(zhuǎn)速：740/1480r/min9.刮板鏈形式：中雙10.規(guī)格：34126-2（mm）11、鏈環(huán)斷裂力：1450KN12.鏈條中心距：160mm13.每米質(zhì)量：65kg14.長寬高：1500800344(mm)15.水平彎曲角度：116.垂直彎曲角度：3設(shè)計工作面長度150m，刮板鋪設(shè)長度150m。煤層傾角為5°，刮板輸送機最大傾角為5°。刮板輸送機的輸送能力為：Q=3600FV式中：F運行物料截面積，運行物料通過SGZ880-800刮板的截面積為0.43m2計算時煤的容重一般取0.9t/m3填充系數(shù)，查表得0.9V刮板鏈運行速度，1.1m/s則：Q=3600×0.43×0.9×0.9×1.1=1379.268t/h>Qs=1044.8t/h選用的刮板輸送機是合適的。Wzh=(qω+q1ω1)Lgcosβ(q+q1)Lgsinβ式中：q中槽單位長度貨物質(zhì)量，kg/m；q=1000F=1000×0.430.9=387kg/m；q1刮板鏈單位長度質(zhì)量，65kg/m；ω中槽物料運行的阻力系數(shù)，取0.7；ω1刮板鏈在中槽運行的阻力系數(shù)，取0.3；L刮板輸送機鋪設(shè)長度，150m；β刮板輸送機的鋪設(shè)傾角，5°。則：Wzh=(qω+q1ω1)Lgcosβ-(q+q1)Lgsinβ=（387=367354N(2)空段總阻力Wk=q1Lg(ω1cosβ+sinβ)上式中“+”和“-”的選擇，當(dāng)段向上運行時取“+”，向下運行時 取“-”經(jīng)計算，Wk=36884N(3)最小受力點的確定和受力的計算逐點計算：S=S+WS=S+W由于雙電機驅(qū)動，所以：S>S,S>S運行阻力：W=1.2（W+W）根據(jù)上下兩端均分的載荷，上下鏈輪應(yīng)給予的牽引力為：P=P==0.6(W+W)那么：S-S=0.6(W+W)與上式聯(lián)立方程：S-S=0.6W-0.4W因為：(0.6W-0.4W)>0,S>S，即“3”點沿斜坡向下輸送煤的力最小。為了限制刮板鏈的下垂，保證鏈條與鏈輪的正常嚙合和平穩(wěn)運行，刮板鏈每條鏈條的最小受力點一般為2000-3000N，可由鏈條張緊提供設(shè)備。S=S=2×2500=5000N其他點的強制：S=S+W=5000+367354=372354NS=S-0.6(W+W)=372354-242542.8=129811.2NS=S+W=129811.2+36884=166695.2N設(shè)計為機采工作面，刮板輸送機的總牽引力為：W0=1.2(Wzh+Wk)=1.2(367354+36884)=485085.6NP=即上下電機功率分別為：P=P==333.5KW考慮到礦區(qū)的電壓降，雙頭驅(qū)動電機的負(fù)載不能均勻，額外的電阻難以計算，需要考慮備用容量的15-20%。P=333.5×1.15=383.5KW<400KW根據(jù)計算，選用的刮板輸送機電機功率滿足要求。刮板鏈條的預(yù)緊力和鏈條張緊力適合保證鏈條與鏈輪正常嚙合和平穩(wěn)運行，一般認(rèn)為每條鏈條為2000-3000N。刮板輸送機刮板鏈的安全系數(shù)為：K=4.2式中：K刮板鏈條抗拉強度安全系數(shù)；n鏈數(shù)，單鏈1，雙鏈2，取n=2；λ兩條鏈的不均勻載荷分布系數(shù)，單鏈λ=1，雙鏈λ=0.85；S刮板鏈斷裂力，1450000N；S刮板鏈的實際最大受力；S=S=372354N那么：K==6.624.2計算出的安全系數(shù)滿足K4.2，說明鏈條強度滿足要求。液壓支架的選用原則：①支護強度與工作面巖石壓力相適應(yīng)；②支護結(jié)構(gòu)與煤層賦存條件相適應(yīng)；③支撐截面應(yīng)適應(yīng)通風(fēng)要求。影響水力支架選擇的因素主要考慮煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性、煤層厚度、傾角的發(fā)生情況和瓦斯含量。其中，煤層和頂?shù)装宓姆€(wěn)定性影響較大。該礦煤層厚度4m，傾角5°。煤層賦存條件好。該礦工作面煤層直接頂板為2型頂板，為中度穩(wěn)定頂板，強度高。該礦工作面老頂板為Ⅲ級頂板，周期性強壓，支護強度要求高。液壓支架根據(jù)屋頂?shù)闹畏绞胶徒Y(jié)構(gòu)特點的不同，可分為支撐式、罩蓋式和支撐與罩蓋式三種基本類型。支撐式支架頂梁長，立柱多，垂直支撐，工作阻力大，頂切能力強，通風(fēng)斷面大，后部有簡易擋矸裝置，機架間支撐不嚴(yán)，不密封頂板。它適用于穩(wěn)定或堅硬的直接頂部和循環(huán)以壓倒明顯和強烈的舊頂部條件。蓋式支架具有寬大的蓋梁，可以阻擋從采空區(qū)落下的矸石。頂梁短，柱少，斜支撐，框架間密封。較短，控制屋面面積小，支撐強度不一定小，用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定的直接屋面工況。支撐屏蔽支架具有上述兩種支架的結(jié)構(gòu)特點。頂梁較長，立柱較多，豎向或斜撐較小，因此工作阻力大，頂切能力強，屏蔽梁與砌塊之間具有密封性。脈石防護性能好。用于穩(wěn)定以下幾種屋頂，有取代支架的趨勢，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，價格較高。由于該工作面的直接屋面類型和老屋面水平均已確定，可根據(jù)《不同類型屋面的框架型式及支護強度表》直接選擇。根據(jù)表中給出的框架類型選擇標(biāo)準(zhǔn)，確定該工作面的支撐類型為支撐和覆蓋類型。雖然支架結(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)條件煤層適應(yīng)性強，應(yīng)用廣泛。H最大值=h最大值+aHmin=hmin-S2-bC式中：Hmax支架的最大支撐高度，m；Hmin支架的最小支撐高度，m；hmax煤層最大厚度，4m；h煤層最小厚度，取3.5m；a考慮假頂，煤皮升起后，支座仍有可靠的初始支座力所需的支座支撐高度補償量；中厚煤層取300mm；S2頂板最大下沉量，取300mm；b支座卸荷前移時，煤層厚度大于1.2m時，應(yīng)計取立柱膨脹余量。80～100mm，本設(shè)計取100mm；c支架頂梁上剩余的浮煤和碎矸石厚度，取100mm。那么：Hmax=4+0.3=4.3mH=3.5-0.3-0.1-0.1=3m(1)根據(jù)經(jīng)驗公式估算：q=K·H·R式中：q——支架的支撐強度，t/m2；K——頂板巖石作用在支座上的厚度系數(shù)，我國取5～8，設(shè)計取7；H——最大開采高度，4m；R——巖石容重，一般為2.5t/m3。則：q=7×4×2.5=70t/m3(2)直接查表選擇根據(jù)頂板情況和煤層厚度，我們可以直接查表知道：支架的支撐強度為：82t/m2根據(jù)以上計算和選表，確定支架的支撐強度為82t/m2。根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)和支撐強度，設(shè)計選用的支架型號為ZZ5200/22/42。支架的技術(shù)參數(shù)如下：工作阻力：5200kN支架高度：2200～4200㎜底板比壓：1.58MPa支撐強度：0.82MPa推力：223KN拉力：410KN支架支撐頂板的有效工作阻力為：Q=9F式中：F支架支撐面積，m2；F=(L+C)(B+K)=6.15㎡L支架頂梁長度，3.8m；C梁端距離，0.3m；B支撐頂梁寬度，1.2m；K機架間距，0.3m。即：Q=9F=70×6.15=430.5（噸力）Hmax=hmax-cHmin=hmin-sca式中：Hmax——支柱的最大工作高度，m；Hmin——支柱的最小工作高度，m；hmax、hmin——煤層的最大和最小開采高度，分別為4m和3.5m；c——頂梁高度，100mm；s——最大控制頂距處頂板下沉量，300mm；a——支柱卸料高度，80mm。則：Hmax=4－0.1=3.9(m)Hmin=3.5－0.3－0.1－0.08=3.02(m)單體液壓支柱的工作阻力為DZ-25型，即工作阻力為25kN。單個液壓支柱的支撐密度確定如下：根據(jù)采高4m，選定的支護強度為：7×4×2.5=70(ton/m2)為0.70MPa。支撐密度：70÷25=2.8（根/m2）單體液壓支柱的類型分為注射式和外注射式。本設(shè)計根據(jù)射入式和外射式的使用條件，選擇了外射式單體液壓支柱。外噴式單體液壓支柱重量較輕，制造成本低，膨脹比大，適用于中厚煤層。鉸接頂梁的選擇：根據(jù)采煤機的切深取0.8m，鉸接頂梁的長度為切深的整數(shù)倍。機器沿采煤機工作面下方的槽安裝。它是將煤炭從工作面輸送到帶式輸送機的中間裝置。同時，當(dāng)輸送機伸縮時，減少了輸送帶的拆裝次數(shù)。橋式裝載機實際上是一種結(jié)構(gòu)特殊的短刮板輸送機，其傳動系統(tǒng)和驅(qū)動裝置與刮板輸送機相同。主要特點是機身有一段懸索橋結(jié)構(gòu)，用于與收放式皮帶機搭接。當(dāng)工作面刮板輸送機向煤壁移動時，整機也沿凹槽方向移動相應(yīng)的距離。當(dāng)裝載機移動到重疊的極限位置時，帶式輸送機縮短，使裝載機逐漸向前移動。(1)本機輸送量略大于工作面刮板輸送機；（2）插床機尾與工作面刮板輸送機的連接應(yīng)匹配；(3)工作面上槽機的零件和刮板輸送機的零件應(yīng)盡量通用根據(jù)以上原則，初步選用了SZZ900/315型槽式裝載機，對溜槽段和電機功率進行了校核；機器技術(shù)特點：型號：SZZ900/315標(biāo)準(zhǔn)長度：45m鏈速：1.8m/s環(huán)鏈：34×126輸送能力：2200t/h在機械化采煤工作面，破碎機安裝在刮板的著陸段上，與刮板配合使用。將機器均勻地送入皮帶機，以滿足皮帶機對煤塊程度的要求，避免在輸送過程中煤塊自卷，造成輸送帶損壞和傾覆。輸送機、大塊煤堵塞煤倉漏煤等。破碎機的種類很多，根據(jù)物料的物理性質(zhì)、粒度、產(chǎn)量和用途來選擇。對于機械化采煤工作面，與該機配套使用的破碎機有顎式破碎機和錘式破碎機兩種。類別。顎式破碎機生產(chǎn)能力低，僅適用于破碎中硬煤。錘式破碎機生產(chǎn)能力大，可破碎普氏硬度為f4.5的硬煤。錘式破碎機一般與重型機械配合使用。本設(shè)計選用PCM110型礦用錘式破碎機，功率110KW，額定電壓1140V。乳化液泵站是采煤工作面的重要設(shè)備。它是液壓支架和外注式單體液壓支柱的動力源。乳化液泵端站由乳化液泵、乳化液罐等輔助設(shè)備組成。具有完善的控制、過濾和安全保護功能。結(jié)合乳化液液壓支架及相關(guān)液壓系統(tǒng)的參數(shù)，初步選擇了XRB2B-80/200乳化液泵站。從泵的工作原理可以看出，它的流量取決于工作容積的變化、比值和單位時間內(nèi)柱塞變化的次數(shù)，理論流量為：Q=式中：D柱塞直徑，mm；S柱塞行程，mm；n柱塞每分鐘往復(fù)運動的次數(shù)；Z柱塞編號。事實上，由于乳化液泵有泄漏損失，泵的實際流量小于理論流量。對于特定的浮選液泵，其柱塞直徑、行程、往復(fù)次數(shù)和次數(shù)都是相同的。理論上，乳化泵的流量與壓力無關(guān)，但實際上隨著壓力的增加，流量會因泄漏量的增加而降低。乳化液泵在工作時需要克服外界負(fù)荷和管道阻力，所以泵的壓力隨負(fù)荷和管道阻力而變化。腔內(nèi)的油產(chǎn)生壓力，其值P可由下式計算：P=(MP)式中：F單柱的負(fù)載電阻，KN；A活塞下端截面積，mm。通過以上計算驗證，選用的XRB2B80/200乳化泵滿足工作面支護要求。型號：XRB2B80/200排水接頭：XRB2B.0101-2L連接器：XRB2B.0101-2G柱塞：XRB2B.0101-2A鋼套塞：XRB2B.0101-4螺母：XRB2B.0101-5第二節(jié)帶式輸送機沿槽的選擇與設(shè)計帶式輸送機鋪設(shè)長度，1500m；帶式輸送機的鋪設(shè)傾角為1～3°；沿槽設(shè)計運輸生產(chǎn)率，Qc=1500t/h；物料容重，0.9t/m3；材料中最大塊尺寸，300mm；物料堆積角度，30°。計算的主要內(nèi)容是：輸送能力和輸送帶寬度計算；運行阻力和輸送帶力的計算；檢查輸送帶強度的計算；計算牽引力和電機功率。根據(jù)以上資料，槽式帶式輸送機的主要型號為：DSJ120/200/2×250收放式帶式輸送機。其技術(shù)參數(shù)如下：模型帶寬交貨量皮帶速度輸送距離伸縮尺寸皮帶長度電動馬達(dá)長度測量力量電壓DSJ120/200/2×2501200mm2000噸/小時3.5m/s1500米15m1572毫米100m250×2KW660/1140V帶式輸送機的輸送能力按下式計算：Q=kB2vγc=458×12×3.5×0.95×1=1522.9t/h式中：B輸送帶寬度，1m；k材料截面系數(shù)，表中取458；v輸送帶速度，3.5m/s；γ物料容重，0.9t/m3C傾斜系數(shù)，1。Q>Qc，輸送機的選擇符合運輸要求。物料最大塊尺寸為300mm，則輸送帶寬度應(yīng)滿足下式：B≥2×300+200mm=800mm設(shè)計帶寬為1000mm，滿足運輸要求。Wzh=(q+qd+)Lgcosβ±(q+qd)Lgsinβ=(104+23.1+15.75)×1500×9.8×0.04×COS3-(104

+23.1)×1500×9.8×Sin3=-13902(N)式中：Wzh重截面運行阻力，N；q單位長度輸送帶上物料的重量，kg/mq=Qc/3.6v=1500/3.6·4=104kg/m；qd輸送帶單位長度重量，查表23.1kg/m；L輸送機鋪設(shè)長度，1500m；ω＇輸送帶沿重段運行的阻力系數(shù)，查表取0.04；重截面單位長度上分布的托輥轉(zhuǎn)動部件質(zhì)量計算為15.75kg/m；輸送帶鋪設(shè)傾角，3．Wk=(qd+)Lgcosβ±qdLgsinβ=(23.1＋5.36)×1500×9.8×0.035×COS3+23.1×1500×9.8×Sin3=32394.3N式中：空段單位長度上分布的托輥轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量計算為5.36kg/m；輸送帶沿空段運行時的阻力系數(shù)，查表取0.035。(1)受力計算圖如下：(2)傳送帶各點受力的計算為簡化計算，通過將輸送帶受力增加5%，計算輸送帶繞托輥的兩個阻力。根據(jù)逐點計算方法：S=1.05SS=S+W=1.05S+(-13902)=1.05S-13902S=1.05S=1.1S-14597S=1.05S=1.2S-16057S=S+W=1.2S+16337本機采用雙滾筒驅(qū)動，取=420；橡膠面帶動滾筒，礦區(qū)空氣濕潤=0.25；摩擦力的儲備系數(shù)為n=1.2。根據(jù)摩擦牽引條件：S=S(1+)=5.36S上述兩個公式得到：S=3007.5NS代入上述關(guān)系得到：S=16120.2NS=16926.21NS=3024.21N根據(jù)重段輸送帶最大內(nèi)容垂度的要求，重段的最小受力點S應(yīng)不小于下式得出的值：S=5(q+q)LgCOS=重截面托輥之間1.2m：S=5(104+23.1)×1.2×9.8×COS3=7463.2NS=7463.2N為準(zhǔn)，根據(jù)上列各點受力關(guān)系式計算各點受力：S=21365.2NS=20347.8NS=7785.6NS=8360.4NS=40754.4N圖中所示位置張緊裝置的張緊力為：H=1.05S+S=1.05×7785.6+8360.4=16535.3N該張緊力是根據(jù)穩(wěn)定的運行條件計算得出的。在啟動和制動工況下，應(yīng)加大加減速慣性力，防止輸送帶在驅(qū)動滾筒上打滑。680S阻燃輸送帶的抗拉強度為680N/mm，帶寬B=1200mm，則安全系數(shù)為：米===2012所選帶式輸送機的強度符合要求。輸送機主軸的牽引力為：F0=S6-S1+0.05(S6+S1)=40754.4－20347.8＋0.05(40754.4＋20347.8)=23461.7N電機功率：N=式中：N電動機功率，KW；F驅(qū)動滾輪牽引，23461.7N；輸送帶運行速度，3.5m/s；減速機的機械效率，取0.85；K動力儲備系數(shù)，K=1.15～1.20。通過以上計算可知，所選帶式輸送機的電機容量為2×250KW，滿足要求。第三節(jié)開挖設(shè)備的選擇1、本工作面煤層頂板巖性多為細(xì)粉質(zhì)砂質(zhì)泥巖，部分為細(xì)粒砂巖。根據(jù)地質(zhì)資料和礦山生產(chǎn)經(jīng)驗，頂板比較破碎。2、工作面傾角1～3度，開挖長度2000m，煤層厚度4m。3、該工作面煤層瓦斯含量很低，0-0.01ml/g，天然氣成分中可燃?xì)怏w含量為0-0.46%，均為二氧化碳和氮氣帶，均屬瓦斯風(fēng)化帶，工作面為低瓦斯礦。4、礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，影響礦山安全生產(chǎn)的充水源主要是四系松散潛水層的靜態(tài)儲量。含水層連通后，淹沒的含水層可能沿裂縫流入地下，對礦山安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。如果采礦落后，不會對礦山的安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料和礦山擴大區(qū)面積，估算礦山正常進水量為40m/h。主要地下巷道均為煤巷道。根據(jù)×××煤礦的成熟經(jīng)驗，煤巷設(shè)計主要為矩形斷面。由于該礦煤層易自然，自然引燃期為2～3個月，煤層易風(fēng)化，故采用錨網(wǎng)噴射混凝土支護封堵煤層，特殊支護如由于在復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和破碎的圍巖中增加了錨索和鋼帶。工作面及槽沿線采用液壓支架和橫梁加固支護，以承受采礦對工作面沖擊而增加的移動支護壓力。目前，我國機械化礦山主要采用煤掘進機和連采機兩種機械化驅(qū)動方式。煤炭掘進機設(shè)備成套設(shè)備成本低，在我國生產(chǎn)礦山早已廣泛使用。擁有非常成功的技術(shù)和生產(chǎn)管理經(jīng)驗?？赏诰蚋鞣N形狀的斷面，適應(yīng)性強。用于長距離單車道挖掘的帶式輸送機和伸縮式帶式輸送機。連采設(shè)備大部分需要進口，設(shè)備及配件成本高。該設(shè)備我國起步較晚，主要用于矩形巷道斷面開挖，適應(yīng)性較差。其優(yōu)點是既可用于房柱式采煤，也可用于煤巷的開挖。用于開挖過程中的一般開挖、錨固、裝載、運輸和平行作業(yè)。開挖速度快，工作效率高，屋面整體性易于維護，支護及時。設(shè)計是根據(jù)礦區(qū)生產(chǎn)經(jīng)驗和礦山實際生產(chǎn)情況，采用煤巷綜采機開挖煤巷。為確保礦山建設(shè)的高質(zhì)量、高速度，在建設(shè)中需要新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，努力提高機械化水平。本設(shè)計為開挖工作面配備了較為先進的煤巖掘進機等設(shè)備，并參照近幾年全國礦山巷道平整度的實際水平，礦井主軸及巷道工程進度指標(biāo)為確定為600m/月。根據(jù)礦山要求，設(shè)計裝備了煤巷綜采工作面。根據(jù)礦山等煤巖特性設(shè)計要求，礦山綜采工作面配備EBH-132半煤巖掘進機、ZP-2帶式輸送機、伸縮帶式輸送機SSJ800/90、MTY-120C錨桿液壓鉆機等EBH-132掘進機型號含義如下：E掘進機；B半煤巖；H橫切；132切割功率，KW。切割方式：軸向切割、外伸縮功率：132KW切割頭轉(zhuǎn)速：80r/min伸縮行程：420mm摘要形式：摘要裝載線：星輪，雙側(cè)鏈刮板輸送機驅(qū)動方式：液壓裝載寬度：2.2㎜、2.8㎜（帶鏟板）輸送鏈速度：1.3m/s運輸能力：160m/h行走形式：履帶式驅(qū)動方式：液壓最大功率：2×35KW行走速度：5.11m/min履帶板寬度：480mm泵站驅(qū)動功率：90KW油泵型號及數(shù)量：CBZ2063/050、2個；CBZ2063/050/040,3泵站總流量：380L/min系統(tǒng)工作壓力：23.15Mpa電機型號及數(shù)量：AZF160W2P2、2；MHM16-1400B，2個；NHM11-700I,1油缸數(shù)：10（含第二輸送機，13）噴淋冷卻水壓力：1.5Mpa噴水耗量：45L/min噴嘴數(shù)量：9防爆型為：防爆型供電電壓：1140V控制電壓：AC：190V、36V、24V、18VDC：24V尺寸（長×寬×高）：0.24m×2m×1.8m質(zhì)量：42.612t總功率：222（含第二臺輸送機，233）KW底部挖掘深度：280mm料道和皮帶道各有3條管道，從上到下依次為：給水管、送風(fēng)管、排水管。管道掛在兩條巷道的煤柱上，在頂板距煤排50mm處設(shè)置一排專用掛錨（規(guī)格為φ20×2000螺紋鋼樹脂錨），與固定鍍鋅扁鐵。連接件與標(biāo)準(zhǔn)水管卡箍連接，用螺栓固定管道，吊距5米，管道采用標(biāo)準(zhǔn)水管卡箍連接，垂距5米。給水管道兩條車道的入口處安裝DN150閥門和水質(zhì)過濾器，沿車道每隔500米安裝一個水壓表，并安裝減壓閥和DN50灑水三通。每50m安裝一次；系統(tǒng)要求每1000m給水管必須預(yù)留一個三通閥，并向下延伸一段管道，保證管道距底板的高度為1.5m，并設(shè)置一套水供氣閥應(yīng)安裝在管道末端。人用飲水閥組應(yīng)不少于一組，飲水嘴與閥組應(yīng)有配套的快接接頭。沿路低洼處排水管應(yīng)預(yù)留三通閥，并安裝水泵排水。所有管道必須直掛，不得有起伏，并按規(guī)定涂刷標(biāo)準(zhǔn)防銹漆。送風(fēng)管漆成淺藍(lán)色，給水管漆成綠色，排水管漆成黑色，水管漆成銀色；每100m管道應(yīng)懸掛標(biāo)志，標(biāo)明管道用途；反光標(biāo)志應(yīng)每6米張貼一次。工作面采用兩臺MLGF-20/8-132G移動式螺桿空壓機提供動力空氣。空壓機放置在回風(fēng)通道開口處的臨時配電點。料道和皮帶道均采用DN100鋼管。供氣方面，根據(jù)壓縮空氣自救系統(tǒng)的要求，供氣管每500m預(yù)留一個DN100三通，并向下延伸一段DN100管道，保證管道高度。距底板1.5m，管道末端應(yīng)安裝一組管道。壓縮空氣三通閥裝置和一套壓縮空氣自救裝置。開挖工作面選用KBSGZY-1600KVA變換變壓器，巷道提供1140V電力電纜；根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和低壓電纜的種類和電壓等級，應(yīng)選用專用移動電纜。電壓1140V、660V時選擇MYP系列，型號有：MYP-11403×70+1×27和MYP-6603×50+1×16照明和信號使用MYQ0.38/0.663×2.5+1×1.5礦用移動電纜。注：MYP-11403×70+1×27電纜的載流量為：233A；MYP-6603×50+1×16電纜的載流量為：170A。設(shè)備選型及配套情況：我===83.56A根據(jù)礦用橡套電纜長期內(nèi)容載流能力，25mm電纜滿足I=110A>83.56A要求。同時機械強度也滿足要求，所以選用MYPJ-10-3×25電纜。我===69.6A根據(jù)礦用橡套電纜的長期內(nèi)容載流能力，16mm電纜I=85A>69.6A滿足表中要求。同時機械強度也滿足要求，所以選用MYPJ-10-3×16電纜。I===34.8A根據(jù)礦用橡套電纜長期內(nèi)容載流量，4mm電纜I=36A>34.8A滿足要求。同時機械強度也滿足要求，所以選用MYPJ-10-3×4電纜。我===56.98A根據(jù)礦用橡套電纜長期內(nèi)容載流量，16mm電纜I=85A>56.98A滿足要求。同時機械強度也滿足要求，所以選用MYPJ-10-3×16電纜。我===38A_根據(jù)礦用橡套電纜長期內(nèi)容載流量，16mm電纜I=85A>38A滿足要求。同時機械強度也滿足要求，所以選用MYPJ-10-3×16電纜。根據(jù)計算，選用的電纜如下表所示：加載名稱長時間負(fù)載電流（A）長時間負(fù)載電流要求最小橫截面（mm2）電纜橫截面(mm2)掘進機53.562525機器34.844刮板輸送機69.61616局部呼吸機38616皮帶輸送機56.9816161、井下停電輸電作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行礦井停電輸電制度。2、在電纜沿線每隔500米、拐角或分支點處，應(yīng)在連接不同直徑電纜的接線盒兩端安裝電纜標(biāo)志。3、掘進機等移動設(shè)備必須配備專門的吊索設(shè)施，不得將電纜拖到地上。4、掘進機的使用和維護必須符合《操作規(guī)程》。停止切割時，必須將開關(guān)轉(zhuǎn)到零位并鎖緊，切割頭必須接地并蓋上保護罩。5、在開挖過程中，嚴(yán)格執(zhí)行“先探后開、先探后開”的治水原則，在低洼處設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)水箱。巷道安裝水泵排水，確保安全生產(chǎn)。6、隧道內(nèi)設(shè)置臨時配電點時，規(guī)格為3m×3m，高度與隧道斷面高度一致。必須采用栓噴式不燃支架，墻體噴涂白色防火材料，底板硬化。高于同級巷道高度200mm），倉內(nèi)應(yīng)設(shè)置護欄（顏色為天藍(lán)色），所有護欄用40mm×40mm角鋼焊接，中間用￠6鋼筋焊接，護欄的邊框涂成紅色，中間是紅白相間，護欄要鎖好，換臺必須用水泥地基搭建，要求高200mm，寬1500mm，長度為2500毫米。設(shè)備與設(shè)備之間必須留有800mm以上的維護和散熱空間，設(shè)備與室壁之間必須留有500mm以上的維護和檢查空間。7、進井前，所有機電設(shè)備必須經(jīng)過機電供應(yīng)科防爆檢查組的檢查。開關(guān)設(shè)備的漏電、接地和過流保護必須齊全、靈敏，否則嚴(yán)禁設(shè)備投入運行。第三章綜控電源部件的選擇與設(shè)計第1節(jié)擬議的供電系統(tǒng)隨著煤炭綜合開采機械化程度的提高，綜采工作面設(shè)備的裝機容量、電壓等級和控制保護性能要求都在提高。除對性能有特殊要求外，還具有以下特點：1、供電系統(tǒng)中，高壓直接進入礦區(qū)，低壓已達(dá)到3.3KV，目前最大的移動變電站容量超過3000KVA，變壓器中性點采用a接地電抗器或電阻，并配合保護裝置減少單相接地時的故障電流。2、移動變電站均采用干式變壓器，一次側(cè)電壓為6KV～12.5KV，二次側(cè)電壓有5KV、4.16KV、3.3KV、2.3KV、1.1KV等不同等級。自然冷卻方式，耐壓高，過熱系數(shù)高，滿足地下空間小，散熱條件差，安全要求高的特點。3、變壓器一、二次側(cè)斷路器均為真空斷路器，保護可靠靈敏。4、在多電路、多控制方案中，在保護完備的同時，控制開關(guān)向組合化、小型化方向發(fā)展。5、控制、保護、通訊、監(jiān)控廣泛采用單片機、PLC可編程控制器、計算機系統(tǒng)，使結(jié)構(gòu)更簡單、更可靠，便于控制方案的多樣化、自動化和編程綜采工作面供電系統(tǒng)主要由高壓供電系統(tǒng)、變電站系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)三部分組成。綜采工作面供電系統(tǒng)圖10KV高壓供電系統(tǒng)由高壓配電箱、高壓雙屏蔽軟電纜和高壓電纜接頭組成。高壓配電箱接收地面變電站送入井內(nèi)的高壓電能，通過高壓電纜輸送至綜采工作面。變電站提供高壓電能。10KV高壓配電箱采用真空斷路器，分?jǐn)嗄芰蛇_(dá)1000MVA。周圍發(fā)生的短路、漏電、過載、欠壓等電氣故障均由高壓開關(guān)上的保護裝置動作，實現(xiàn)保護動能。同時也是移動變電站二次側(cè)短路故障的后備保護。10KV高壓供電系統(tǒng)采用插入式高壓電纜接頭，移動變電站移動時電纜拆裝方便。采用帶監(jiān)測線的高壓雙屏蔽電纜，與高壓開關(guān)中的漏電監(jiān)測保護裝置配套使用。如果出現(xiàn)電纜故障，可提前切斷電源，從而保證10KV高壓對所采用的電源安全。變電站由移動變電站組成。10KV高壓通過三相防爆干式變壓器轉(zhuǎn)換為1140V的電源電壓，作為綜采工作面動力設(shè)備的工作電壓。移動變電站應(yīng)盡量靠近工作面，一般距離工作面50m～300m，以縮短低壓1140V供電電纜長度，降低電壓損耗，改善供電質(zhì)量。移動變電站送出的1140V與低壓隔爆饋線開關(guān)相連。通過饋線開關(guān)的控制和保護，將屏蔽橡套電纜與電磁起動器相連接，為綜采工作面的電氣設(shè)備供電。低壓失電開關(guān)和電磁啟動器均設(shè)有過流保護裝置，通過合理調(diào)整可以更好地實現(xiàn)對礦區(qū)短路故障的選擇性保護和后備保護。自動饋線開關(guān)和電磁啟動器配有漏電阻斷裝置。當(dāng)線路發(fā)生漏電時，漏電繼電器動作，有漏電故障指示和自鎖功能，防止線路漏電時合閘送電，根據(jù)信號指示發(fā)現(xiàn)漏電。故障，并及時修復(fù)。1140V電源線采用分相屏蔽電纜配合漏電保護裝置。一旦電纜漏電，可切斷電源，防止漏電造成短路故障，確保供電安全。序列不姓名說類型不電機數(shù)量額定功率Pn/kW額定電壓Vn/V1采煤機MG650/1480-WD2148033002刮板機SGZ-8800/800280011403槽帶機放下DSJ120/200/2×250250011404插床SZZ900/315131511405破碎機PCM-110111011406乳液泵XRB2B-80/200220011407噴霧泵XPB-250/5515511408小水泵BQW100-10-7.521511409照明ZXZ8-4一些0.512710局部呼吸機FBD-NO7.12111140第二根電纜的選擇(1)根據(jù)長期內(nèi)容負(fù)載電流選擇導(dǎo)線截面，使導(dǎo)線能在最大負(fù)載下長期工作而不會過熱，即不超過其長期內(nèi)容溫度.(2)根據(jù)內(nèi)容的電壓損失選擇導(dǎo)體截面，使線路末端的電氣設(shè)備有足夠的工作電壓(3)根據(jù)經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面，使輸電線路年運行成本最低，達(dá)到經(jīng)濟供電的目的。(4)根據(jù)機械強度選擇導(dǎo)線截面，避免導(dǎo)線在移動或安裝過程中中斷，或擠壓損壞，以保證電源的安全運行。(5)根據(jù)短路時的熱穩(wěn)定性條件選擇導(dǎo)線的截面，使導(dǎo)線在短路時的短時內(nèi)容溫度不超過其短時電流。①3300V系統(tǒng)供電變壓器式中：SBJ計算出的變壓器內(nèi)容容量，kVA連接變壓器的電氣設(shè)備總額定容量，1480kWcosψpj——電機加權(quán)平均功率因數(shù)，綜采工作面取0.7需求率計算如下：=0.4+0.6P最大電機功率數(shù)，1480kW。那么：=0.4+0.6×=0.663計算得出的電氣負(fù)載總視在功率為：==1401.8KVA據(jù)測算，選用KBSG-T-2OOO/10/1.2（0.69）礦用隔爆型移動變電站即可滿足供電需求。②1140V系統(tǒng)電源的選擇：計算電氣負(fù)載的總視在功率：=0.4+0.6×=0.67然后：=根據(jù)計算負(fù)荷，可選擇一臺KBSG-T-2000/10/1.2礦用隔爆型移動變電站滿足供電需求。根據(jù)供電系統(tǒng)，高壓電纜的需求包括以下幾個部分：①礦區(qū)變電站高壓配電箱至工作面KBSG-T-2000/10/1.2移動變電站的電纜長度為1400m。②KBSG-T-2000/10/1.2移動變電站從礦區(qū)變電站高壓配電箱到綜采工作面的長度為1400m。上述電纜電壓等級為6kV雙屏蔽監(jiān)控型高壓軟電纜，電纜型號，UCP-3×50+1×16。③移動變電站二次變壓器從饋線開關(guān)到工作面1140V電氣設(shè)備的電纜應(yīng)為UCPJR3×95+1×50+2×2.5-0.66/1.14型橡套軟電纜。電纜長度：Lsx=1.1×(110+150)=286m取電纜長度為300m我=其中：=0.4+0.6=0.4+0.6×=0.67式中：綜采工作面所有電氣設(shè)備額定功率之和，KW；加權(quán)平均功率因數(shù)，取0.9；電纜所承載負(fù)載的加權(quán)功率因數(shù)，取0.9。:I==168.3A由于三班倒作業(yè)，年工作時間5000多小時，所以選用電力電纜（銅芯電纜），查表得到經(jīng)濟電流密度I=2.0A/㎜。經(jīng)濟段：A===84.15㎜橫截面積為95mm的高壓電纜。95平方毫米銅芯橡套電纜的長期內(nèi)容電流Ip=215A大于其工作電流I=168.3A，符合要求，而且由于電纜移動頻繁，確定所用型號為MYPJ-10-3×95礦用橡套移動式非金屬屏蔽監(jiān)控電纜。電纜前端的三個最大短路電流：我===5498.57A_式中：I通過電纜的最大短路電流；S電源母線上開路的短路容量或分?jǐn)嗳萘?，查資料，一般10KV供電系統(tǒng)選用100MVA；U電源母線上的平均電壓，查表得U=10.5×103V。A=I=5498.57×=18.96mm2<95mm2式中：A電纜的最小熱穩(wěn)定截面，mm2；C熱穩(wěn)定性系數(shù)，與電纜材料和最高內(nèi)容短路溫度有關(guān)，取表中C=145；t短路電流的虛動作時間，取t=0.25s。從計算結(jié)果可以看出，熱穩(wěn)定性條件驗證了電纜截面滿足要求Ro=0.217Ω/KM；X=0.069Ω/kmR和X分別是每公里電纜的電阻和電抗。負(fù)載功率因數(shù)cosφ1=cosφ=0.7，所以tanφ=tanφ=1.02=×100%式中：ΔU電纜線路電壓損耗率；cosφ電纜所承載負(fù)載的功率因數(shù)；tanφ功率因數(shù)對應(yīng)的正切值；P負(fù)載的有功功率；U電纜線路的額定電壓；L電纜長度，L=L；L=L。Δ=[×﹙0.217+0.069×1.02﹚+×﹙0.217+0.069×1.02﹚]×100%=1.304%＜7%因此，選用的MPQ-3×70高壓電纜可以滿足供電要求。我===13.21A其中：K=0.4+0.6=0.4+0.6×=0.85查表，三班制作業(yè)對應(yīng)的電力電纜經(jīng)濟電流密度I=2.0A/mm2那么：A===6.6mm2選用初級截面為16mm2、長度為2000m的礦用橡套電纜。表中16mm2電纜長期最大內(nèi)容負(fù)載電流Ip=85A大于其工作電流I=13.2，符合要求，確定型號為MYPJ-10-3×16電纜。電纜首端三相最大短路電流：I==5498.57AA=I=18.96>16mm2因此選擇截面為25mm，確定型號為MYPJ-10-3×25。查表，MYPJ-10-3×25電纜每公里電阻R=0.824Ω/km，電抗X=0.088Ω/km。功率因數(shù)cosφ=0.7∴tanΦ=1.02Δ=(R+Xtanφ)×100%=(0.824+0.088×1.02)×100%=0.3%＜7%因此選用MYPJ-10-3×25高壓電纜即可滿足要求我===185A_式中：cosφwm——加權(quán)平均功率因數(shù)取0.7。70mm銅芯橡套電纜長期內(nèi)容電流Ip=205大于其工作電流I=185A，符合要求，電纜經(jīng)常移動，所以型號為MYPJ—10—3×70電纜，此橫截面滿足橡套電纜機械強度的最小橫截面要求變壓器的電壓損耗ΔU變壓器負(fù)載的加權(quán)平均功率因數(shù)為COSΦ=0.7，則變壓器的電壓損耗為：ΔU%=(U%cosφt+Ux%sinφt)式中：ΔU%變壓器電壓損耗的百分比；S變壓器的計算容量，KVA；S變壓器額定容量，KVA；U%變壓器額定運行時電阻壓降的百分比；Ux%變壓器額定工作時電抗壓降的百分比。其中：Ur%=×100=×100=0.6則：ΔU%=×(0.6×0.7+6.47×0.71)=4.01式中：U變壓器二次側(cè)額定電壓，查表得U=3645V；Ut變壓器的點損。(2)計算電流截面的電壓損耗ΔU===18.13V式中：L電纜長度300m；A電纜截面積為70mm2Rsc查表，當(dāng)銅芯軟電纜的電導(dǎo)率為20℃時，Rsc=53m。(3)低壓電網(wǎng)的實際總電壓損耗為：ΔU=ΔU+ΔU=164.16+18.13=182.29V(4)低壓電網(wǎng)內(nèi)容的總電壓損耗為：查表，低壓電網(wǎng)內(nèi)容的總電壓損耗為330V，則ΔU>ΔU。因此，請根據(jù)內(nèi)容的電壓損失檢查電纜截面是否符合要求。采煤機電機技術(shù)數(shù)據(jù)為：額定啟動電流I=1106A，啟動時功率因數(shù)COSφst=0.5(1)采煤機最低啟動電壓的確定U=U=3300×=2286.3V式中：U電機額定電壓，3300V；K電機最小啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)查表取K=1.2；α電機在額定電壓下的啟動轉(zhuǎn)矩M與電機額定轉(zhuǎn)矩M的比值，一般取2～2.5所以啟動電流：I=I×=1106×=766.26A啟動時的電壓損失為ΔU===53.66安裝控制采煤機的啟動器的電壓為：U=+ΔU=2286.3+53.66=2339.92V因為U=2339.92＞70%U=2310V因此，為滿足起動機保持電壓的要求，確定采煤機的最低起動電壓為2286.3V。(2)啟動時電源線各部分的電壓損失計算①啟動時電纜線路的電壓損失由上可知：ΔU=53.66V②變壓器啟動時的電壓損失變壓器啟動時的負(fù)載電流和功率因數(shù)計算如下：我=其中：I===61.48A式中：I變壓器啟動時的負(fù)載電流；啟動時的功率因數(shù)，取0.5，；I除啟動電機外其余電氣設(shè)備的最長工作電流。I==825.7A啟動時的功率因數(shù)為：COSφ===0.52對應(yīng)正弦值Sinφ=0.85那么變壓器啟動時的電壓損耗為：ΔU%=(ur%COSφ+ux%Sinφ)其中：I2nt為變壓器二次側(cè)的額定電流由：ur%=100%=0.6我===1176.78A式中：U變壓器二次側(cè)額定電壓，=3465N；R拆下副邊各相電阻，取1.02Ω。則：ΔU%=×(0.6×0.52+6.47×0.85)=4.08ΔU==×3465=141.37V(3)變壓器啟動時的電壓損耗為：U=U+ΔUms.st=141.37+53.66=195.03V此時采煤機電機端子上的電壓為：U-U=3465-195.03=3269.97>U=2286.3V因此，根據(jù)啟動條件，驗證電纜的截面積是否符合要求。通過以上計算完全滿足要求。電纜段較長時的最大工作電流為：我===238.3A按礦用橡套電纜長期內(nèi)容載流量為95mm，電纜250A>238.3A滿足要求。刮板輸送電纜的最小截面為16-35mm，選用的95mm電纜也符合要求。，所以選擇它的型號為MYPJ-10-3×95電纜。(1)=146.53V(2)計算電纜段的電壓損失：=14.19V(3)低壓電網(wǎng)實際總電壓損耗：U=+U=146.53+14.19=160.72V(4)低壓電網(wǎng)內(nèi)容的總電壓損耗為：查表，低壓電網(wǎng)的內(nèi)容總壓損為U=330V，則U<U，因此電纜按內(nèi)容壓損效果滿足要求。刮板輸送機技術(shù)數(shù)據(jù)為：額定啟動電流I=1206A，啟動功率系數(shù)0.45，電機額定電壓啟動時轉(zhuǎn)矩M與額定轉(zhuǎn)矩M之比=2.5，查表，K=1.3.(1)刮板輸送機最低啟動電壓的確定U=U=1140×=822.07VI=I=1206×=869.66A啟動時的電壓損失為：ΔU===27.41V啟動器電壓為：U=U+△U=869.66+27.41=897.07V因為U>70%U=798V，所以確定刮刀的最低啟動電壓為822.07V。(2)啟動時電源線各部分的電壓損失計算啟動時電纜線路的電壓損耗可以從上面的計算中看出：△U=120VI=869.66Acos=0.45sin=0.89變壓器啟動時的電壓損失變壓器啟動時的負(fù)載電流和功率因數(shù)計算如下：我=其中，我===246A公式：I、cos——除啟動電機外的其他電氣設(shè)備的最