大专毕业设计矿山机电

1煤矿机电设备选型设计任务书根据所给的参数，分别进行以下部份的选型设计，并按要求绘图：1．综采工作面配套设备选型设计，并绘出综采面配套设备关系图；2．井下煤流运输系统各运输点的设备选型设计，并绘出井下运输系统图；3．矿井提升设备选型设计，并绘出提升机房布置示意图；4．矿井排水、通风、压气等系统的选型设计，并绘出排水系统图；5．采区供电设计，并绘出采区供电系统图；6．按要求写出以上1~5部份的设计说明书。2目录第一部份支护设备与采煤机选型设计………………………3第一节支护设备选型……………………………3第二节采煤机选型设计……………………………10第二部份矿山运输部份设计…………………………17第一节刮板输送机的选型………………………………17第二节转载机的选型………………………………31第三节带式输送机的选型………………………………31第四节大巷运输设备选型…………………………………40第三部份矿井提升设备选型设计………………………………46第一节箕斗的选择………………………………46第二节提升钢丝绳的选择………………………………49第三节滚筒直径的选择………………………………50第四节提升机与井口的相对位置计算………………………52第五节运动学力学计算………………………………………53第六节校核提升机电机功率及提升量…………………………55第四部份煤矿压、通、排设备选型设计…………………………56第一节煤矿通风设备选型设计………………………………59第二节煤矿压气设备选型设计………………………………62第三节煤矿排水设备选型设计………………………………65第五部份井下采区供电设备选型设计……………………………73第一节变压器的选择…………………………………………73第二节高低压电缆的选择……………………………………76第三节高低压开关的选择……………………………………77第四节短路电流计算…………………………………………813第一部份支护设备与采煤机的选型原始资料：根据某矿井采煤工作区面地质概况：煤层厚度3.2（M）；煤层倾角160；顶板条件1:老顶Ⅱ级、2：直接顶2类；工作面长度100(M)；设计产量100万吨。按照一年工作300天计算;每天分为四六制工作及，三个班生产；一个班检修。第一节支护设备的选型设计1．1综采支架选型1．1．1支架受地质变化影响煤层厚度3.2（M）选用的综采支架，为了适应受地质变化情况下如以下的影响：（1）、煤层出现断层。（2）、台阶下沉。（3）、过巷。（4）、煤层变厚、变薄等的影响。按照煤层厚度大于2.5～2.8M以上时,应选用带护邦装置的掩护式或支撑掩饰式支架,所以综采支架必须能满足3.2M以上的支护高度,且能适应1～3的变化,可选取3.6M的支撑最大支撑高度。1．1．2．支架是否设计防滑措施煤层倾角160，已经超出150的煤矿采煤中的倾斜角度，综采支架的设计，必须要考虑设计防止综采支架防滑、防倒架的千斤(侧面调架千斤)，使综采支架，在移综采支架的过程中，不造成滑倒、倒支架的问题发生。1．1．3．支架强度初算顶板条件属于Ⅱ级老顶，，这种顶板条件周期来压明显，指标为0.3＜N≤3～5、L：=25～50（M）。且直接顶属于2类,直接顶属中等稳定性顶板，强度较高，但有大量节理裂隙，局部较完整，冒后不能填满采空区，一般在支护设备前移4后随即冒落。主要指标:强度指数D31～70、参考指标：9～18。1．1．4液压支架的结构参数确定根据煤层的厚度为3.2M和以上采区内地质条件的变化.选取择的原则是:在最大采高时,液压支架能顶得住,在最小采高时,支架能过得去.支架最大结构高度Hmax和最小结构高度Hmin,由经验公式计算:最大结构高度HmaxHmax=hmax+a考虑到煤层伪顶,煤层冒落支架仍有可靠的初撑力所需要的支撑高度的补偿量,因此中厚煤层a取值为0.2mHmax=3.2+0.2=3.4(m)最小结构高度HminHmin=hmin-S2-b-c考虑到煤层出现断层。台阶下沉。过巷。煤层最小厚度取值1.85M;S2:顶板最大下沉量,属Ⅱ级老顶按0.15取值;b:支架卸载前移时立柱伸缩余量,因煤层大于1.2M,取0.1M;c:为支架顶上存留的浮煤和碎石厚度,取值0.1.Hmin=2.35-0.15-0.1-0.1=2(M)1．1．5支架支护强度的确定按经验公式：q=K*H*R吨/米2式中：K——作用于支架的顶板岩石厚度系数，属中厚煤层取7H——最大采高3.2MR——岩石容重，按2.3吨/米3得:q=7*3.2*2.3=51.52吨/米21．2综采支架选型确定1．2．1．支架型号确定选用ZY320/20/35型支撑掩护支架，是根据煤层厚度3.2（M）;煤层倾角5160;顶板条件1:老顶Ⅱ级\2:直接顶2类.工作面长度100(M);设计的，其特点是适应地质条件复杂、倾角度大、节理发育顶煤容易跨落设计。本支架为倾斜四柱支撑掩护式液压支架。1．2．2．支架设计特点Y320/20/35型支架的主要特点是保留液压支架稳定性好，保证足够支护强度条件下支护简单，尺寸紧凑，具有整体性强和安全生产等优点。具体特点如下：a、采用刚性整体顶梁的结构，顶梁设有活动侧护板。b、为防止支架前方提前帽顶，有保证及时支护的前提下，增加了掩护梁。选用了最简单的标准液压系统设计，降低初期投资，保证支架达到良好工作条件。c、为方便整架巷道运输，总体高度下降至2000MM。d、大倾角加装防滑装置实现其功能。e、端头支架设置两操作阀，推溜和移架采取邻架操作。1．3．液压支架主要技术参数ZY320/20/35型支撑掩护式液压支架主要技术参数见下表：项目参数单位附注1支架型式支撑掩护式液压支架高度2000-3500mm中心距1500mm宽度1430-1570mm初撑力1500-1950kNP=31.5MPa工作阻力3200kNP=35.4MPa支护强度47.8-61.2吨力/米2底板比压（前端）13-15公斤力/厘米2H=1.7-2.9m泵站压力31.5MPa6适应倾角15-25º加防护设施操纵方式邻架控制，先移架后推溜质量约14000Kg2立柱型式单伸缩,机械加长段4根缸径180mm柱径/加长杆170/140mm行程/液压2443/1221mm加套390初撑力(推/拉)801/87kNP=31.5MPa工作阻力3200kNP=35.4MPa3推移千斤顶型式差压式1根缸径160mm杆径105mm行程700mm推力273kN锁推腔拉力360kNP=31.5MPa4护帮千斤顶型式普通2根缸径/杆径80/45mm行程390mm初撑力(推/拉)158/108kN锁两腔5侧推千斤顶型式普通3根缸径/杆径80/45mm行程170mm推力158kNP=31.5MPa拉力108kNP=31.5MPa6调架千型式普通1/2根头尾14根缸径/杆径125/70mm行程340mm7斤顶推力/拉力385/264kNP=31.5MPa7调架梁千斤顶型式普通1/2根缸径/杆径80/45mm行程150mm推力/拉力158/108kN锁两腔8防倒千斤顶型式普通头尾21备6缸径/杆径125/70mm行程430mm推力/拉力385/264kNP=31.5MPaZY320/20/35支架结构形式如图1．4．支架组成1．4．1组焊件本支架组焊件主要采用16Mn钢板,部分采用s=45kg/mm2级高强度合金结构钢板材与16Mn普通低合金结构板材组焊；厚度均选用GB709-88热轨钢板尺寸系列中支架常用优选规格(板厚多为12、14、16、20、30)。1．4．2液压缸本支架所有液压缸用钢管均采用27SiMn管材，钢管规格均选用支架常用优选规格。1．4．3销轴、导杆类销轴类中，较重要销轴均采用30CrMnTi棒材，重量约占45%；其余均采用40Cr棒材，重量约占55%。销轴、导杆均镀锌、钝化处理。1．4．4立柱8缸径大于100的千斤顶中的鼓形圈均采用聚氨脂材料。1．5．液压系统1．5．1主泵管选择支架采用本架大流量控制系统。主进液管路为31.4D高压胶管。主回液选用32胶管。架内主进回液选用25高压胶管。1．5．2阀类选择操纵阀为200L/min流量组合液控单向阀，100L/min流量安全阀。项目参数附注1截止阀NZJF2.00,P=31.5MPa2截止阀NEJF3.00CP=31.5MPa1．5．3高压胶管及接头等附件选择均选用专供煤矿井下使用的优选系列其型号如下。项目参数附注1钢编管总成Φ25×4P×20mP=31.5MPa2钢编管总成Φ10×3P×2.0mP=31.5MPa钢编管总成Φ13×3P×2.0mP=31.5MPa钢编管总成Φ16×3P×1.2mP=31.5MPa钢编管总成Φ25×4P×2.5mP=31.5MPa钢编管总成Φ32×4P×2.5mP=31.5MPa1．6．支架的工艺要求1．6．1钢板焊前除锈，主要筋板刀检；1．6．2本支架组焊件中主要装配孔，均要求部件组焊后整体镗孔；1．6．3高强板组焊后均需进行消除应力处理。91．7．支架质量（重量）支架质量为约14000kg（s=45kg/mm2级高强度钢板重量约占60%）。由于本采煤工作面走向长度为100M，每架支架支护宽度为1.38M,考虑到中间相邻支架,架间距离为100mm,综上所述，本采煤工作面布置70架支架。支架图附后第二节采煤机的选型设计由于煤层的厚度为3.2M和以上采区内地质条件的变化.正确选用和使用采煤机是是提高工作面,生产能力的一项重要任务,对采煤工作面的生产效率、能耗、安全等都具有重要的影响，主要考虑以下几方面的的问题：煤层厚度，倾角及煤的物理机械性质、地质条件、支护设备、运输设备等。2．1采煤机性能参数的计算与确定2．1．1滚筒直径的选择为了正常的采煤工作中，减少不必要的时间损失，少去在机头、机尾操作过多的时间，影响生产。选用双滚筒采煤机，其直径D为采煤工作面最大采高的0.6倍。D=0.6Hmax=3.2*0.6=1.9M2．1．2截深的选择决定截深充分考虑煤层的压张效应，因截割阻抗为380，煤层倾角为160、煤层厚度为3.2M,顶板属2类。为了管理方便，截深还需要与支架的推移步距相适宜，另国产采煤机的推移步距为0.6M,所以，本采煤机按照0.6M的截深选用。2．1．3滚筒转速及截割速度滚筒转速对截煤能耗、装载效果、粉尘大小都有一定的影响。由截齿最大切屑厚度hmen公式hmen=1000V/m*n毫米可知，当滚筒每条截线上的截齿数m,牵引速度V以定，切屑厚度愈小，煤层产生量大，截割比能耗加大。由于本煤层属中厚煤层，滚筒的转速选择为30转/分。截齿的截割速度确定为4米/分左右。2．1．4采煤机的最小设计生产率由于本采煤工作面设计能力为年产100万吨，采用东西两冀开采,每年按照300天，并且每天是三个班生产，一个班检修。由此：本采煤工作面每班产煤量为111)、每日产量为100/300=0.3333万吨/日=3333吨/日2）、每班产量为0.3333/3=0.1111万吨/班=1111吨/班3)、每冀生产量为W=1111/2=556吨/班/冀采煤过程中,由于处理故障,机头、机尾调头、检查和更换刀具,等候支护工作,处理片帮等,经常出现停顿,采煤机实际生产率比理论生产率小的多,考虑到有效开机率，则采煤工作面生产能力所要求的最小设计生产率Qmin为：Qmin=W/18*0.2=556/18*0.2=154吨/小时2．1．5采煤机截割时的牵引速度及生产率由于采煤机装煤能力，运输机生产率，支护设备推移等因素的影响，采煤机在截割时的牵引速度比空运时低的多，特别是采煤机在零到某个值范围变化，所以选择要根据以下几个方面来综合考虑。1）、根据采煤机最小生产率Qmin决定的牵引速度V1V1=Qmin/60*H*B*r米/分式中：Qmin——采煤机最小设计生产率吨/小时H——采煤要同平均采高，米B——采煤要截深，米r——煤的容重1.35吨/米3V1=154/60*3.2*0.6*1.35=0.99米/分因截割阻抗A=3