机电毕业设计说明书

专业证书班机电专业毕业设计计算及说明设计人：赵占林、王爱生、张红星太原煤气化东河煤矿-1-目录前言------------------------------------------------01煤矿机电毕业设计说明书------------------------------------03第一章矿区概况------------------------------------05第二章回采工作面机械设备选型计算第一节螺旋滚筒采煤机选型设计------------------------07第二节刮板输送机的选择计算---------------------------11第三节转载机和破碎机的选择-------------------------13第四节下顺槽可伸缩带式输送机的选择-------------------15第五节回采工作面支架的选择--------------------------17第六节乳化液泵和冷却喷雾泵--------------------------21第七节三机配套设备的空间尺寸配套关系-----------------22第三章采区供电设备选型第一节工作面概况-------------------------------------23第二节采区供电系统拟定-------------------------------23第三节工作面设备负荷统计-----------------------------24第四节移动变电站的选型-------------------------------24第五节电缆的选择和校验-------------------------------26第六节低压开关的选择---------------------------------31第七节开关的整定计算---------------------------------33第八节工作面通讯、信号、照明系统---------------------35第九节安全监控及闭锁联锁-----------------------------35第十节接地系统---------------------------------------36参考文献------------------------------------------------37致谢------------------------------------------------38-2-前言本设计为一个年产量为100万t/a矿井的一个综合机械化采煤工作面的机电设备及电气选型设计计算说明。通过对**矿的考察，收集到了设计所必需的原始资料，并对原始资料熟悉理解。设计共包括两大部分，一部份为综采工作面的机械设备选型计算，一部份为电气设备选型计算。第一部分通过对综采工作面的采煤机、刮板机和液压支架参数的一系列计算，得出选定结果，并画出工作面设备布置图和“三机”配套尺寸关系图，以对综采工作面最主要的“三机”进行尺寸校验。第二部分通过任务书给定的部分条件，对综采工作面的供电系统设备进行了选型和校验，并绘制出了详细的工作面供电系统图。-3-煤矿机电毕业设计任务书一、设计题目：100万t/年的综采工作面设备选型（包括：机和电气设备）二、已知条件：1、矿井年产量100万t/年。2、煤层赋存条件（1）可采煤层厚度①最大可采厚度3.5m。②最小可采厚度3.1m。（2）顶板情况①直接顶岩层为浅灰色砂质泥岩，稳固性良好，其厚度15m。②基本顶岩层性质及其厚度，浅灰色砂质泥岩、厚度1.6~2.7m③老顶来压强度1.06~1.31MPa、跨落步距15m。（3）底板情况①底板为灰色、浅灰色根土岩、泥岩,底板松软容易钻底。②允许比压0.86MPa。3、煤的性质（1）煤质特征是低灰、低硫、低磷、高挥发份的优质肥气煤。（2）煤的坚固性系数f=1~1.5灰分A=6.33~7.23（3）煤的层理和节流状况，煤的岩理稳定、节理不发育。-4-4、矿井运输情况（1）运输上山为皮带运输，回风上山运材料（2）运输大巷为三部皮带机，大巷头为井底煤仓（3）主井为斜井皮带运输，副井位立井罐笼运输5、全矿供电情况（1）地面变电站、容量、电压等级。该矿装备35KV变电站一座，两回35KV电源进线分别来自附近110KV变电站，供电距离为2.5km和5km，变电站装备S9-6300/35/10型主变两台。低压馈出10KV。（2）电缆下井至中央变电所、电压等级。35KV变电站低压侧馈出线双回路供下井至中央变电所，电压等级10KV，电缆截面95mm2，供电距离为450m。（3）井下中央变电所到采区变电所双回10KV供电，采取变电所到回采工作面用10KV供电到干式变压器，干式变压器低压馈出线为1140V和660V。井下中央变电所直接向回采工作面供去一趟50mm2高压绝缘软电缆，供电电压10KV，经工作面移动变压器变为1140V和660V，1140V供综采设备用电，660V供其它辅助设备用电。6、上、下顺槽顶板支护情况。综采工作面运输上山巷道断面为3.2×4.5m，回风上山巷道断面为3.2×3.8m，顶板支护为Φ20×2.5锚杆支护、间排距为0.8×0.8米及Φ17.8×6锚索支护、间排距为1.6×5米。-5-三、设计任务（一）、设备选型计算1、回采工作面：采煤机、可弯曲刮板输送机、自移式液压支架。2、下顺槽转载机、破碎机、可伸缩带式输送机、乳化液泵站、冷却喷雾泵。3、移动变电站：移动变压器、各种控制开关、相应的电缆。（二）、编写设计计算说明书一份。（三）、绘制采区设备布置和供电系统图各一张。1号图。-6-第一章矿区概况一、矿区地理位置及煤层情况**煤矿位于**省**市**县境内，距**市13km，其地理坐标为东经117°21′00″、北纬37°21′00″，是一座国有重点煤矿，隶**集团有限公司。矿区地表系第四纪黄河冲积平原，地貌属构造剥蚀堆积盆地地形中的自流盆地，地形有井田西部由古老地层构成的山丘断续出现；长期以来，因受水流切割及开采的影响，区内沟壑纵横，无河流通过，仅塌陷区常年积水。井田外有**河流过。地表被植被所覆盖，煤系地层很少出露。矿区地势自西向东略有倾斜，西部标高+32m，东部标高+30m，平均标高+31m。矿区内断裂构造不发育，仅在井田东南部有F1断层，为正断层，出露于东河村一带，垂直断距50m左右，倾角70°。另在井下见有1~5m的小断层。井田内地层产状较平缓，倾角一般为3~10°。井田内无陷落柱，无岩浆岩侵入，井田地质构造简单。煤层厚度3.1~3.5m,平均厚度3.2m，稳定性好，煤层结构简单，在中上部普遍有一层厚0.03~0.08m的砂岩泥岩夹矸。顶部为一层灰色、浅灰色砂质泥岩、煤等，总厚度在0.3~0.5m左右，平均0.4m，构成伪顶，随采随落，伪顶之上是浅灰色砂质泥岩，即为其直接顶板，稳固性良好。底板为灰色、浅灰色根土岩、泥岩,底板松软容易钻底。2号煤属于中硬煤，普氏系数为1~1.5。宏观煤岩类型主要暗淡型煤，-7-其次为亮煤、中亮煤。煤质特征是低灰、低硫、低磷、高挥发份的优质肥气煤。全矿井瓦斯相对涌出量为2.359m3/t，绝对涌出量为8.3m3/min，属低瓦斯矿井，无煤尘爆炸危险。本矿储量为设计生产能力为120万t/a，服务年限为56.3年。大巷采用集中岩石大巷，布置在煤层底板的稳定岩层中，两层间使用集中石门联系。工作面采用单一煤层一次采全高的走向长壁综合机械化采煤法。顶板管理采用全部跨落法。矿井通风方式为中央分列式通风。由副井进风，两采区回风井单独回风，矿井选用抽出式通风。运输大巷采用钢芯胶带机运输，辅助运输使用1.5t侧卸式矿车，主井提升使用钢丝绳芯胶带运输，副井采用多绳摩擦式绞车提升,一对1.5t矿车的双罐笼完成提升、运人、运料的任务。全矿布置有1个综合机械化采煤工作面、2个综合机械化掘进工作面和1个开拓工作面，共同完成全年产量，掘进年产量为全年产量的20%。二、矿区交通状况**煤矿西侧和南侧，约8～10km分别有**高速公路、**国道、**铁路干线通过，并有矿区专用线与**铁路相通，北侧有**公路通过，东侧有**国道，南侧3km处为**河，矿区公路交通十分便利。三、矿区气候条件**矿区属**区，具有黄河流域气候的特征，全年风向和气候受季风控制明显，四季分明，日照充足，夏热多雨，春、秋季短，冬旱干-8-燥。年平均气温14.4℃，七月最热平均气温26.9℃，一月最冷平均气温-0.7℃，最高气温为40.6℃（1978年6月11日），最低气温为-22.6℃（1969年2月6日）。年平均降水量为842.3mm，雨量集中在7~8月，占年降水量的59%。最高年降水量为1412.3mm（1990年），最低年降水量为512.6mm，最大日降水量为225.5mm。年平均蒸发量为1745mm，最高年蒸发量为2279mm（1978年），最低年蒸发量为1467.9mm（1973年），6月份蒸发量最高，平均为269.6mm，元月份蒸发量最低，平均为50.4mm。年平均相对湿度为69.7%，7~8月相对湿度最高为80~83%，3~6月相对湿度最低为62~65%，平均相对湿度最高76%，平均相对湿度最低为64%。第二章回采工作面机械设备选型计算第一节螺旋滚筒采煤机选型设计一、选型依据1、采煤机每小时产量的确定由已知条件可知，掘进和回采总年产量为100万t/a,掘进年产量为全年产量的20%，因此综采工作面采煤机全年产量应为：120×（1-20%）=80万t/a。1年按300天计算，1天按16h生产，则可得出采煤机每小时的产量：Q1=A/(300×16×K)式中：Q1——采煤机的小时最小割煤能力，t/h；A——矿井年生产能力。-9-K——总时间利用系数，取0.6。则Q1=80×104/(300×16×0.6）=277.8t/h。2、采煤机功率的初步确定根据本矿煤层的坚固系数f=1~1.5，由下表可知，初步选择采煤机功率为200KW3、采煤机机型的初步确定本矿煤层厚度最高为hmax=3.5m，最低为hmin=3.1m，平均值为h=3.2m，查下表可知，采煤机机型初步选择为：双滚筒采煤机。4、根据煤层倾角选择采煤机牵引方式由已知可知，本矿所采的煤层倾角为3°~10°，由该矿基本情况可知，煤层倾角α小于12°时可以不考虑机械防滑装置，且对机械化采煤有利，但根据现采煤机的发展趋势，为适应复杂的工作面条件，初步选择采煤机的牵引方式为无链电牵引式采煤机。-10-由上可知，初步选择采煤机生产能力应大于277.8t/h；截割功率为：200KW；机型为：双滚筒；牵引方式为：无链电牵引。二、采煤机参数选择1、采煤机的生产率（1）理论生产率理论生产率，为采煤机最大生产率，在给定条件下，以最大参数运作时的生产率，其计算公式如下：qtvHBQ60式中：Qt——理论生产率，t/h；H——工作面平均采高，取H=3.2m；B——滚筒有效截深，取0.63m；ρ——煤的实体密度，t/m3，取ρ=1.35t/m3。vq——采煤机工作时，最大可能牵引速度，取vq=4m/min；则htvHBQqt/2.653435.163.02.36060（2）技术生产率技术生产率指除去采煤机必要辅助工作，如检修机器、更换截齿、自开缺口及排除故障等上用的时间以外的生产率，公式如下：式中：K1——采煤机技术上的可靠和完备性有关的系数，即连续工作系数，一般K1=0.5~0.7，取K1=0.7。则（3）实际生产率tQKQ1htQKQt/2.4572.6537.01-11-采煤机的实际生产率应当满足工作面计划日生产能力的要求。实际生产率公式如下：式中：K2——考虑由于工作面配套设备的影响，如刮板机和支架故障等所延误的时间，一般K2=0.6~0.65，取K2=0.65，由于采煤机运行速度较慢，故障率低，在此取K2=0.75。则因此所选采煤机理论生产率≥653.2r/h时可以满足实际生产率的需求。2、滚筒直径的选择计算公式如下：D=H/2+