XXX煤礦機(jī)電設(shè)備選型設(shè)計

1、第一章 綜采工作面配套設(shè)備選型1.1機(jī)械化采煤工作面類型的確定與論證xxx煤礦煤層最大厚度2.9m，煤層傾角6，煤層截割阻抗a375n/mm，頂板巖性：老頂為級，直接頂為2類，工作面設(shè)計長度為110m，設(shè)計年產(chǎn)量為75萬t/a。本礦煤層賦存條件較好，煤層為進(jìn)水平煤層，煤層厚度適中，為2.9m，井型為中型礦井，設(shè)計能力為75萬t/a，直接頂為2類中等穩(wěn)定頂板，老頂為類頂板，周期來壓強(qiáng)烈，要求工作面支護(hù)強(qiáng)度較大。根據(jù)本礦工作面條件及我國目前采煤方法的類型及設(shè)備配套情況，設(shè)計確定工作面的方法為綜采一次采全高。1.2液壓支架的選型1.2.1影響液壓支架選型的因素影響液壓支架選型的因素，主要考慮煤層頂?shù)?/p>

2、板穩(wěn)定性，煤層厚度、傾角賦存狀況及瓦斯含量等情況，其中以煤層及頂、底板穩(wěn)定性影響較大。本礦煤層厚度2.9m，傾角6，煤層賦存條件較好。本礦工作面煤層直接頂為2類頂板，屬中等穩(wěn)定頂板，強(qiáng)度較高，強(qiáng)度指數(shù)在3170kg/cm2之間，發(fā)育大量節(jié)理裂隙，隨采隨落。本礦工作面老頂為級頂板，周期來壓強(qiáng)烈，對支架支護(hù)強(qiáng)度的要求較高。1.2.2液壓支架的選型1.2.2.1架型的選擇液壓支架根據(jù)對頂板的支護(hù)方式和結(jié)構(gòu)特點不同，可分為支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式三種基本型式。支撐式支架頂梁長，立柱多，且垂直支撐，工作阻力大，切頂能力強(qiáng)，通風(fēng)斷面大，后部有簡單的擋矸裝置，架間不撐緊，對頂板不密封，它適應(yīng)于穩(wěn)定或堅硬以

3、上直接頂和周期來壓明顯和強(qiáng)烈的老頂條件。掩護(hù)式支架有寬大的掩護(hù)梁可擋住采空區(qū)冒落的矸石，它的頂梁較短，支柱少且傾斜支撐，架間密封，支架工作阻力較小，切頂能力差，但由于頂梁較短，控頂面積小，支護(hù)強(qiáng)度不一定小，它使用于不穩(wěn)定和中等穩(wěn)定直接頂條件。支撐掩護(hù)式支架兼有上述兩種支架的結(jié)構(gòu)特點，頂梁較長，立柱較多，呈垂直或傾角較小傾斜支撐，故工作阻力大，切頂能力強(qiáng)，具有掩護(hù)梁架間密封，擋矸掩護(hù)性能好，它使用于穩(wěn)定以下各類頂板，有取代支撐式支架的趨勢，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量較大，價錢相對較高。由于本工作面的直接頂類別及老頂級別均以確定，所以可直接根據(jù)“適應(yīng)不同類級頂板的架型及支護(hù)強(qiáng)度表”直接選擇。根據(jù)表中給定的架

4、型選擇標(biāo)準(zhǔn)，確定本工作面的支架類型為支撐掩護(hù)式。雖然該支架結(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)條件的煤層適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。1.2.2.2液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定hmaxhmaxahminhmins2bc式中：hmax支架最大支護(hù)高度，m， hmin支架最小支護(hù)高度，m， hmax煤層最大厚度，2.9m hmin煤層最小厚度，取2.4m， a考慮偽頂，煤皮冒落后，支架仍有可靠初撐力所需要的支 撐高度的補(bǔ)償量；中厚煤層取200mm， s2頂板最大下沉量，取160mm， b支架卸載前移時，立柱伸縮余量，煤層厚度大于1.2m時取 80100mm，本次設(shè)計取100

5、mm， c支架頂梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，取100mm。則：hmax2.90.23.1m hmin2.40.16-0.1-0.1=2.04m1.2.2.3支架支護(hù)強(qiáng)度的確定1、根據(jù)經(jīng)驗公式估算：qkhr式中：q支架支護(hù)強(qiáng)度，t/m2, k作用于支架上的頂板巖石厚度系數(shù)，我國取68，設(shè)計取 8， h最大采高，2.9m， r巖石容重，一般取2.3t/m3。則： q82.92.3=53.36 t/m22、直接查表選取根據(jù)頂板條件及煤層厚度，直接查表可知支架支護(hù)強(qiáng)度為：72 t/m2據(jù)以上計算及查表選取，確定支架支護(hù)強(qiáng)度為72t/m2。1.2.2.4選擇液壓支架型號根據(jù)支架結(jié)構(gòu)參數(shù)及支護(hù)強(qiáng)度，設(shè)計選

6、取支架型號為zy35型。該支架技術(shù)參數(shù)如下：支架初撐力：188.4噸力（1884kn），支架工作阻力：400噸力（4000kn），底板比壓：18.6公斤力/厘米2（1.86mpa），泵站工作壓力：200公斤力/厘米2(20 mpa），支護(hù)強(qiáng)度：73噸力/米2(0.73 mpa）。1.3單體液壓支柱工作高度，支護(hù)強(qiáng)度及型式的選擇1.3.1支柱最大工作高度hmax及最小工作高度hmin的計算hmaxhmaxchminhminsca式中: hmax支柱最大工作高度，m， hmin支柱最小工作高度，m， hmax，hmin煤層最大最小采高，分別為2.9m，2.4m， c頂梁高度，96mm， s最大控頂

7、距處頂板頂板下沉量，160mm， a支柱卸載高度，80mm。則：hmax2.90.096=2.804（m） hmin2.40.160.0960.08=2.064（m）1.3.2單體液壓支柱的工作阻力及支護(hù)密度單體液壓支柱的工作阻力選取dz-25型，即工作阻力為25kn。單體液壓支柱的支護(hù)密度確定如下：由于工作面最大采高為2.9m，選型時按照3m采高進(jìn)行選取支護(hù)強(qiáng)度為：1.635=56(噸/米2)即0.56mpa。支護(hù)密度：5625=2.24（根/m2）1.3.3單體液壓支柱型式及鉸接頂梁的選擇單體液壓支柱的型式分為內(nèi)注式及外注式。根據(jù)內(nèi)注式和外注式的使用條件，本設(shè)計選用外注式單體液壓支柱。外注

8、式單體液壓支柱重量相對較小，制造成本低，伸縮比大，適用于中厚煤層之中。鉸接頂梁的選擇：根據(jù)采煤機(jī)截深，取0.6m，鉸接頂梁的長度取截深的整數(shù)倍。1.4滾筒采煤機(jī)的選擇1.4.1采煤機(jī)性能參數(shù)的計算與決定1.4.1.1滾筒直徑的選擇根據(jù)目前我國采煤機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀及使用情況，設(shè)計選用雙滾筒采煤機(jī)。雙滾筒采煤機(jī)滾筒直徑應(yīng)大于最大采高h(yuǎn)max的一半，一般可按d=（0.520.6）hmax選取，采高大時取小值，采高小時取大值。目前雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑也已經(jīng)系列化，所以滾筒直徑的選取選取和標(biāo)準(zhǔn)直徑相近的數(shù)值。d=0.522.9=1.508(m)根據(jù)計算，設(shè)計取1.6m。1.4.1.2截深的選擇截深的選擇，受

9、煤層厚度、傾角、頂板穩(wěn)定性、截割阻抗、及液壓支架的推移步距影響。中厚煤層一般選取0.6m0.8m，同時考慮到我國生產(chǎn)的采煤機(jī)大部分截深在0.6m左右，設(shè)計選取截深為0.6m。1.4.1.3滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度滾筒轉(zhuǎn)速的選擇，直接影響截煤比能耗、裝載效果、粉塵大小等。轉(zhuǎn)速過高，不僅煤塵產(chǎn)生量大，且循環(huán)煤增多，轉(zhuǎn)載效率降低，截煤比能耗降低。根據(jù)實踐經(jīng)驗，一般認(rèn)為采煤機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在3050轉(zhuǎn)/分較為適宜。設(shè)計取45轉(zhuǎn)/分。滾筒直徑為1.6m，轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，則可計算出截割速度為3.768米/秒。1.4.1.4采煤機(jī)最小設(shè)計生產(chǎn)率采煤機(jī)最小設(shè)計生產(chǎn)率與采煤機(jī)有效開動率有關(guān)。雖然綜合機(jī)械化開采在我

10、國中厚煤層一次采全高工作面的應(yīng)用已經(jīng)成熟，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工技術(shù)也比較完善，設(shè)備可靠性也大大提高，但采煤工作面煤層潛在的變數(shù)及機(jī)械設(shè)備的檢修等的各種因素均影響采煤機(jī)有效開動率，我國平均水平在40左右。設(shè)計取正常開動率為40。采煤機(jī)最小設(shè)計生產(chǎn)率由下式計算：式中： qmin采煤機(jī)最小設(shè)計生產(chǎn)率，t/h， w采煤工作面的日平均產(chǎn)量，750000300=2500（t） 0.4采煤機(jī)有效開動率。則：1.4.1.5采煤機(jī)在截割時的牽引速度及生產(chǎn)率采煤機(jī)截割時牽引速度的高低，直接決定采煤機(jī)的生產(chǎn)效率及所需電機(jī)功率，由于滾筒裝煤能力，運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)效率，支護(hù)設(shè)備推移速度等因素的影響，采煤機(jī)在截割時的牽引速度比空

11、調(diào)時低得多，采煤機(jī)牽引速度在零到某個值范圍內(nèi)變化，選擇截煤機(jī)時的牽引速度，要根據(jù)下述幾個方面因素，綜合考慮。1、根據(jù)采煤機(jī)最小設(shè)計生產(chǎn)率qmin決定的牽引速度v1, m/min式中：qmin采煤機(jī)最小設(shè)計生產(chǎn)率，260.4t/h， h采煤機(jī)平均采高，2.65m， b采煤機(jī)截深，0.6m 煤的容重，1.35t/m32、根據(jù)截齒最大切削厚度決定的牽引速度v2，采煤機(jī)截割過程中，是滾筒以一定的轉(zhuǎn)速n，同時又以一定的牽引速度v2沿工作面移動，切削厚度呈月牙規(guī)律變化，如果滾筒一條截線上安裝的截齒數(shù)為m，則截齒最大的切削厚度hmax在月牙中部，可用下式求出。 mm上式中，m一般取3，n根據(jù)上面的計算取45

12、轉(zhuǎn)/分。一般來說，hmax應(yīng)小于截齒伸出齒座長度的70，根據(jù)國產(chǎn)采煤機(jī)的實際情況，取45mm。則： m/min式中：hmax截齒在齒座上伸出長度的70，取45mm。則：3、按液壓支架的推移速度決定牽引速度v3一般講支架的推移速度應(yīng)大于采煤機(jī)的牽引速度較好，這樣可保證采煤機(jī)安全生產(chǎn)。截割時牽引速度v應(yīng)根據(jù)上述三方面情況綜合分析后確定，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)，使采煤機(jī)既能滿足工作面生產(chǎn)能力的要求，又可避免齒座或葉片參與截割，并能保證采煤機(jī)安全生產(chǎn)。綜上所述，采煤機(jī)的牽引速度取v4m/min采煤機(jī)的牽引速度確定后，則采煤機(jī)的生產(chǎn)率q為q60hbv t/h將上述確定的直帶

13、入公式求得采煤機(jī)的生產(chǎn)率為q602.650.641.35515.16（t/h）1.4.1.6采煤機(jī)所需電機(jī)功率由于采煤機(jī)在截割和裝載過程中，受到很多因素的影響，所需電機(jī)功率大小，很難用理論方法精確計算，常采用類比法或比能耗法來估算。采用比能耗法估算電機(jī)功率，是根據(jù)采煤機(jī)生產(chǎn)率和比能耗（截割單位體積煤所消耗電功率）試驗資料來確定。如果比能耗確定適當(dāng)，計算值就比較合理。 本設(shè)計煤層截割阻抗為ax375n/mm，根據(jù)下述公式可求得采煤機(jī)截割時的比能耗hx式中：hx煤層截割比能耗，kwh/t， ax煤層截割阻抗，375 n/mm， a基準(zhǔn)煤截割阻抗，取190 n/mm， hb基準(zhǔn)煤比能耗，通過插入法計

14、算知，當(dāng)牽引速度為5.5m/min時，基準(zhǔn)煤比能耗為0.39 kwh/t。則：由于本設(shè)計采煤機(jī)為雙滾筒采煤機(jī)，所以后滾筒的截割比能耗可由下式求得。式中：k3后滾筒工作條件系數(shù)，根據(jù)采煤機(jī)割煤方式，取0.8。則：采煤機(jī)所需電機(jī)功率為：式中：k1功率利用系數(shù)，采煤機(jī)用一臺電機(jī)驅(qū)動，取1， k2功率水平系數(shù)，查表取0.95(牽引速度調(diào)節(jié)方式為自動調(diào)節(jié)，電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩的比值取2.22.4)則：由于國內(nèi)采煤機(jī)的功率均以系列化，根據(jù)計算數(shù)值就近選取，設(shè)計選采煤機(jī)的功率為300kw。1.4.1.7采煤機(jī)牽引力根據(jù)采煤機(jī)電動機(jī)的功率，可直接查表求得采煤機(jī)的牽引力。查表：采煤機(jī)牽引力250300kn。1

15、.4.2初選采煤機(jī)及其配套設(shè)備根據(jù)采高，滾筒直徑，截深，生產(chǎn)率，電機(jī)功率，牽引力及牽引速度，初步選擇采煤機(jī)型號為mls3h-340，查閱煤炭科學(xué)院等編制的采煤機(jī)械化成套設(shè)備參考資料一覽表，確定選用zc5-zy35成套設(shè)備。但其刮板機(jī)的運(yùn)輸能力偏小，設(shè)計選取電機(jī)功率為320kw。且其機(jī)電設(shè)備選型大部分為國家淘汰產(chǎn)品，本次設(shè)計根據(jù)實際進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。設(shè)備選型配套情況見下表141：表141 zc5zy35成套設(shè)備表 型號規(guī)格單位數(shù) 量工作面液壓支架zy-35架100采煤機(jī)mls3h-340臺1刮板輸送機(jī)sgz-764/320臺1單體液壓支柱dz25根20順槽轉(zhuǎn)載機(jī)szb730/110臺1帶式輸送機(jī)d

16、sp1080/1000臺1破碎機(jī)pcm110臺1乳化液泵xrb2b80/200臺2乳化液泵箱xrxta臺1噴霧泵站xpb250/55臺2液壓安全絞車yaj13臺1端頭端頭液壓支架d1zy35組2單體液壓支柱dz25根40金屬鉸接頂梁hdja根50電器設(shè)備移動變電站ksgzy630/1.14臺2ksgzy315/0.69臺1臺1高壓電纜連接器agkb30200/6000個8饋電開關(guān)bkd9-400/1140f臺2bkd9-200/690f臺2磁力啟動器qjz-2120/1140型臺1bqd1080zd1140型臺1bqd10200znd1140型臺1bqd10200znd1140型臺1qjz-2

17、200/1140型臺1qjz-2200/1140型臺1bqd10120zd1140型臺1bqd10120zd1140型臺1bqd1080znd660型臺1bqd1080znd660型臺1bqd1080znd660型臺1bqd1080zd660型臺1煤電鉆變壓器綜合裝置bz802.5臺1ksgz4/0.66臺1礦用照明燈具kby62 26w套50kby15w個50電纜uypj-3.6/6-325+316m2800uyp-0.38/0.66-335+110m150uyp-0.38/0.66-395+125m550uyp-0.38/0.66-325+110m300uyp-0.38/0.66-335+

18、116m180uyp-0.66/1.14-370+116m420ucp-0.66/1.14-370+116+36m121yc500/3414(mm2)m250yc500/31016(mm2)m1000 采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1-4-2。表1-4-2 采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表型號高度（m）質(zhì)量（kg）電機(jī)高度（m）減速箱高度（m）搖臂長度（m）擺角范圍（）mls3h-34023.2300000.60.61.1965171.4.3初選采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的校核1.4.3.1最大采高的校核本設(shè)計最大采高h(yuǎn)max為2.9m，滾筒直徑d為1.6m，采煤機(jī)高度a及所需底托架高度b可由下式計算：ahmaxbhma

19、x式中：a采煤機(jī)高度，m hmax工作面最大采高，2.9m h采煤機(jī)截割部減速箱高度，一般等于電機(jī)高度，0.6m l搖臂長度，1.19m max搖臂向上擺動最大角度60， d滾筒直徑，1.6m s運(yùn)輸機(jī)槽幫高度，0.220m則：a2.91.37（m） b2.91.4.3.2最小采高的校核采煤工作面最小采高h(yuǎn)min應(yīng)大于采煤機(jī)高度a，支架頂梁高度h1，過機(jī)高度h2，（頂梁與采煤機(jī)機(jī)身上平面之間的距離）三項之和，即采煤機(jī)與支護(hù)設(shè)備應(yīng)能通過煤層變薄帶，滾筒不割巖石。hminah1h2式中：h1支架頂梁高度，0.33mh2過機(jī)高度，不應(yīng)小于0.10.25m，取0.15m，則：hmin1.370.033

20、0.15=1.533m工作面最小采高2.4m，選型滿足最小采高的要求。1.4.3.3臥底量校核最大臥底量kmax按下式計算：kmaxa式中，max搖臂向下擺動最大角度，20kmax1.6=0.16（m）采煤機(jī)臥底量一般為90300mm，最大臥底量為0.16m，滿足要求。1.4.3.4采煤機(jī)最大截割速度的校核運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)、液壓支架在結(jié)構(gòu)性能之間有相應(yīng)的配套要求。運(yùn)輸機(jī)的生產(chǎn)能力一般應(yīng)略大于采煤機(jī)的生產(chǎn)率，以便把煤及時運(yùn)走，不出現(xiàn)堆煤現(xiàn)象。根據(jù)此原則，可把運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力看成采煤機(jī)的最大生產(chǎn)率，此時采煤機(jī)截割的最大牽引速度為：式中：運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力，800t/h h平均采高，2.65m b采煤機(jī)

21、截深，0.6m 煤的實體容重，1.35t/m3則：設(shè)計選取得截割牽引速度為4m/min，計算值大于選取值，滿足要求。1.4.3.5采煤機(jī)牽引力的估算采煤機(jī)移動時必須克服的牽引阻力t為：tk2gfd（cosk22k3）gsin式中：f摩擦系數(shù)，取平均值0.18k1經(jīng)驗系數(shù)，取0.7k2估算系數(shù)，取0.2k3側(cè)面導(dǎo)向反力對牽引阻力影響系數(shù)，導(dǎo)向板在采空區(qū)側(cè)布置，煤層傾角傾角為6，取0.402最后一項，當(dāng)向上牽引時，取正號，向下牽引時，取負(fù)號。1.5采煤機(jī)、支護(hù)設(shè)備、輸送機(jī)配套關(guān)系圖采煤機(jī)、輸送機(jī)、支護(hù)設(shè)備均已系列化，選取設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)計算參數(shù)選擇相近參數(shù)的設(shè)備。本次設(shè)計根據(jù)計算選擇綜采成套設(shè)備zc

22、5zy35,并根據(jù)設(shè)計的實際情況進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男薷?。工作面設(shè)備配套關(guān)系圖見附圖。第二章 礦山運(yùn)輸機(jī)械選型設(shè)計2.1回采工作面運(yùn)輸機(jī)械的選擇設(shè)計2.1.1設(shè)計原始資料1、回采工作面生產(chǎn)能力qc（t/h）qc60hbv式中：h回采平均高度，2.65m b滾筒截深，0.6m 原煤容重，1.35t/m3 v采煤機(jī)牽引速度，4m/min則：q602.650.61.354=515（t/h）2、刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長度l（m）設(shè)計工作面長度為110m，刮板鋪設(shè)長度為110m。3、刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角（）煤層傾角為6，刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角最大按6考慮。4、物料的散碎密度（）物料散碎密度為0.9t/m3。2.1.2刮

23、板輸送機(jī)的驗算2.1.2.1驗算運(yùn)輸能力刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力為q3.6f（vvc/60）式中：f運(yùn)行物料的斷面積，經(jīng)過sgz764-320型刮板的運(yùn)行物料斷面積為0.28m2 物料的散碎密度，0.9t/m3 v刮板鏈速，1.1m/s vc采煤機(jī)牽引速度，4m/min 裝滿系數(shù)，查表可知，當(dāng)為6時，取0.8則：q3.60.289000.8（1.14/60）=749t/hqc515 t/h所選刮板輸送機(jī)適合。2.1.2.2運(yùn)行阻力計算（1）重段直線段的總阻力wzh（qq11）lgcos（qq1）lgsin 118092n式中：q中部槽單位長度貨載質(zhì)量，kg/m qqc/3.6v749/3.61.1

24、=189kg/m， q1刮板鏈單位長度質(zhì)量，18.8kg/m物料在溜槽中運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.71刮板鏈在溜槽內(nèi)移行的阻力系數(shù)，取0.3l刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長度，110m刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角，6。（2）空段直線段的總阻力wkq1lg（1cossin）上述式中，“”、“”的選取，該段向上運(yùn)行時去“”，向下運(yùn)行時取“”經(jīng)計算，wk8331n（3）彎曲段運(yùn)行阻力工作面刮板輸送機(jī)在推溜時，機(jī)身產(chǎn)生蛇形彎曲，由此產(chǎn)生的附加阻力為重段彎曲段的附加阻力wzhw0.1wzh=11809n式中：wzhw重段彎曲段附加阻力，n空段彎曲段附加阻力wkw0.1wk=831n刮板鏈繞經(jīng)從動鏈輪處的阻力wc（0.050.07

25、）sy=640n式中：sy刮板鏈在從動鏈輪處的阻力，10665n刮板鏈繞經(jīng)主動鏈輪時的阻力wz（0.030.05）（sysl）656n式中：sy刮板鏈在主動鏈輪相遇點的張力，10665n s1刮板鏈在主動鏈輪分離點的張力，11198n?？偟臓恳0可按下式計算w01.21(wzhwk) 1.21(118092+8331) =152971n2.1.2.3刮板鏈張力的計算（1）判斷最小張力點的位置設(shè)計選取雙機(jī)頭驅(qū)動，按兩端布置傳動裝置分析，wk1/2w00，則1點為最小張力點。（2）用逐點計算法求各點張力通常從最小張力點開始計算。計算簡圖如下：s1=smin6000ns2=s1wzh600011

26、8092124092ns3= s2w0124092152971/247606.5ns4= s1+ wk=6000+8331=14331n2.1.2.4牽引力及電動機(jī)功率計算設(shè)計為機(jī)采工作面，刮板輸送機(jī)的總牽引力為w01.21(wzhwk) 1.21(118092+8331) =152971nnmaxnminnd0.6考慮20的備用功率，取電機(jī)功率備用系數(shù)為k1.2，則：n1.2nd=159.24kw由計算知，所選刮板輸送機(jī)的電機(jī)功率滿足要求。2.1.2.5刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力計算（略）刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力，以保證鏈條與鏈輪的正常嚙合平穩(wěn)運(yùn)行為宜，一般按20003000n考慮。2.1.2.6

27、驗算刮板鏈的強(qiáng)度刮板輸送機(jī)刮板鏈的安全系數(shù)為n7.8式中：n刮板鏈安全系數(shù)， sd一條鏈的破斷力，610000n， smax刮板鏈的最大凈張力，124092n， 雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù)，取0.96。計算出的安全系數(shù)必須滿足：n3.5經(jīng)計算，n為7.8,說明鏈子的強(qiáng)度滿足。2.2采區(qū)運(yùn)輸順槽運(yùn)輸機(jī)械的選擇設(shè)計2.2.1轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇2.2.1.1選擇原則1、轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)輸能力要稍大于工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力；2、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的機(jī)尾與工作面刮板輸送機(jī)的連接處要配套；3、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的零部件與工作面的刮板輸送機(jī)的零部件盡可能通用。2.2.1.2順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇根據(jù)上述選擇原則及工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力等，選

28、擇轉(zhuǎn)載機(jī)型號為：szb730/110型。其技術(shù)參數(shù)如下表： szb730/110型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)的技術(shù)參數(shù)型號標(biāo)準(zhǔn)長度（m）鏈速（m/s）園鏈環(huán)（mm）輸送量（t/h）中部槽規(guī)格（mm）szb730/110251.072286-c70015007302222.2.1帶式輸送機(jī)的選型計算設(shè)計原始資料:帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)長度，800m帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角，0順槽設(shè)計運(yùn)輸生產(chǎn)率，qc 515t/h物料的松散密度，0.9t/m3物料中的最大塊度尺寸，300mm物料堆積角，30根據(jù)上述資料，初選順槽帶式輸送機(jī)型號為：dsj100/80/160型可伸縮帶式輸送機(jī)。其技術(shù)參數(shù)如下：型號運(yùn)量（t/h）運(yùn)距（m）帶速

29、（m/s）電機(jī)功率（kw）傾角（）dsj100/80/160100010002.516052.2.1.1帶式輸送機(jī)的驗算1、驗算帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力和帶寬帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力用下式計算：qkb2vc=458122.50.91=1030.5t/h式中：b輸送帶的寬度，1m k物料斷面系數(shù)，查表取458 v輸送機(jī)的帶速，2.5m/s 物料松散密度，0.9t/m3 c傾角系數(shù)，1qqc，輸送機(jī)的選擇滿足運(yùn)輸?shù)囊?。輸送帶的寬度驗證：物料最大塊度為300mm，則輸送帶的寬度應(yīng)滿足下式：b2300200mm800mm設(shè)計帶寬1000mm，滿足運(yùn)輸要求。2.2.1.2計算輸送帶的運(yùn)行阻力(1)重段直線段的

30、運(yùn)行阻力：wzh（qqd）lgcos（qqd）lgsin （5723.115.75）8009.80.041 26301（n）式中：wzh重段運(yùn)行阻力，n q單位長度輸送帶上物料的重量，kg/m qqc/3.6v=515/3.62.5=57kg/m qd單位長度輸送帶的重量，查表23.1kg/m l輸送機(jī)鋪設(shè)長度，700m 輸送帶沿重段運(yùn)行的阻力系數(shù)，查表取0.04 重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，經(jīng)計算取15.75kg/m （2）空段直線段的運(yùn)行阻力wk（qd）lgcosqdsin （23.15.36）8009.80.0351 6833.2n式中：空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量

31、，經(jīng)計算取5.36kg/m 輸送帶沿空段運(yùn)行時的阻力系數(shù)，查表取0.035（3）曲線段運(yùn)行阻力在進(jìn)行張力計算時，滾筒處阻力計算如下：繞出改向滾筒的輸送帶張力為式中：繞出改向滾筒的輸出帶張力，n 繞入改向滾筒的輸送帶張力，n k張力增大系數(shù)，傳動滾筒處阻力為：wc（0.030.05）（sys1）式中：wc傳動滾筒處的阻力，n sy輸送帶在傳動滾筒相遇點的張力，n s1輸送帶在傳動滾筒相離點的張力，n2.2.1.3輸送帶的張力計算1.用逐點計算法找出了s1與s4的關(guān)系.按磨擦轉(zhuǎn)動條件找出s1 s4關(guān)系: 因為s2=s1+wk s3= s2+w23s4=s3+wzh 所以s4=s1+wzh+wk+w

32、23w230.07s2=0.07(s1wk)s4= s1wzh+wk+0.07(s1wk) 1.07 s1wzh+1.07 wk2.按磨擦轉(zhuǎn)動條件找出s1 與s4關(guān)系: 式中：c0摩擦力備用系數(shù)，取1.2 0輸送帶與滾筒之間的摩擦因數(shù)，取0.2 圍包角，取240則：2.31即s4=2.1s1 解聯(lián)立方程，求得s1=32633.5ns4=68530.4n s2=39466.7ns3=42229.4n 2.2.1.4輸送帶的懸垂度和強(qiáng)度驗算1、垂度驗算重段膠帶允許最小張力為;sminzh =5 (q+qd)gcos =5(57+23.1)1.59.8cos =5877.4n空段輸送帶允許的最小張力

33、:smink =5qggcos = 55.3639.8cos =788n2、強(qiáng)度驗算輸送帶為強(qiáng)力帆布輸送帶，帶強(qiáng)p0=960n/cm層，設(shè)計輸送帶按硫化接頭，7層帆布設(shè)計。se2.2.1.5牽引力及電機(jī)功率計算輸送機(jī)主軸牽引力為f0=s4s10.04(s4s1) 68530.432633.50.04(68530.432633.5) 39943.5n電動機(jī)功率：n考慮到15的備用功率，電動機(jī)的容量為：1.15117.5=135kw通過上述計算，說明所選帶式輸送機(jī)的電機(jī)容量80kw2滿足要求。2.3采區(qū)上山運(yùn)輸及輔助運(yùn)輸設(shè)計2.3.1采區(qū)上山運(yùn)輸設(shè)備選型設(shè)計上山長度為700m，傾角6。設(shè)計運(yùn)量大于

34、600t/h。根據(jù)工作面運(yùn)輸順槽設(shè)備選型，采區(qū)上山運(yùn)輸設(shè)備仍選擇帶式輸送機(jī)。根據(jù)順槽設(shè)備的運(yùn)輸能力，設(shè)計選擇上山帶式輸送機(jī)為dx-1000/55型帶式輸送機(jī)。輸送機(jī)帶寬1000mm，帶速2.5m/s。輸送機(jī)計算簡圖如下：1、輸送機(jī)能力驗算：q=3.6svk=1014.00t/h600.00t/h 滿足s輸送帶上最大的物料橫截面積0.1127 m2；k-傾斜輸送機(jī)橫截面積折減系數(shù)1.0。2、輸送帶寬度驗算b2a+200=800mm1000mm (最大粒度a=300mm) 滿足3、運(yùn)行阻力計算(1)重段直線段的運(yùn)行阻力：wzh（qqd）lgcos-（qqd）lgsin （66.723.115.75

35、）7009.80.04cos6（66.723.1）7009.8sin6 35588（n）式中：wzh重段運(yùn)行阻力，n q單位長度輸送帶上物料的重量，kg/m qqc/3.6v=600/3.62.5=66.7kg/m qd單位長度輸送帶的重量，查表23.1kg/m l輸送機(jī)鋪設(shè)長度，700m 輸送帶沿重段運(yùn)行的阻力系數(shù)，查表取0.04 重段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量，經(jīng)計算取15.75kg/m（2）空段直線段的運(yùn)行阻力wk（qd）lgcos+qd lg sin （23.15.36）7009.80.035cos6+23.17009.8sin6 23360n式中：空段單位長度上分布的托輥旋轉(zhuǎn)

36、部分的質(zhì)量，經(jīng)計算取 5.36kg/m 輸送帶沿空段運(yùn)行時的阻力系數(shù)，查表取0.035（3）曲線段運(yùn)行阻力在進(jìn)行張力計算時，滾筒處阻力計算如下：繞出改向滾筒的輸送帶張力為式中：繞出改向滾筒的輸出帶張力，n 繞入改向滾筒的輸送帶張力，n k張力增大系數(shù)，傳動滾筒處阻力為：wc（0.030.05）（sys1）式中：wc傳動滾筒處的阻力，n sy輸送帶在傳動滾筒相遇點的張力，n s1輸送帶在傳動滾筒相離點的張力，n4、輸送帶張力計算（1）依據(jù)逐點計算法，計算輸送帶各點張力s2=s1wks123360s31.05s2=1.05s1+24528s4=s3+wzh1.05s1+24528355881.05

37、s1-11060s5=1.05s4=1.1s1-11613（2）按摩擦傳動條件并考慮摩擦力備用能力列方程式中：c0摩擦力備用系數(shù)，取1.2 0輸送帶與滾筒之間的摩擦因數(shù)，取0.20 圍包角，取480則：5.34即s1=4.6s5 解聯(lián)立方程，求得s1=13157.6ns2=36517.6n s3=38343.5ns4=2755.5n s5=2893.3n 5、輸送帶的懸垂度和強(qiáng)度驗算（1）承載段最小張力點s4=2755.5n按懸垂度要求，承載段允許最小張力為sminzh =5 (q+qd)gcos =5(66.7+23.1)1.59.8cos =6564n因為s4小于6564n，所以輸送帶的懸

38、垂度不能滿足要求，為保證輸送帶的懸垂度要求，令s4=6564n，帶入原方程中解得s1=16784.8ns2=401444.8n s3=42152ns4=6564n s5=6893.3n這就要求利用輸送機(jī)的拉緊裝置來保證s4點的張力不小于6554n。（2）強(qiáng)度驗算設(shè)計輸送帶采用鋼絲繩芯膠帶，帶強(qiáng)gx=10000n/cm，設(shè)計輸送帶按硫化接頭設(shè)計。se6、牽引力及電機(jī)功率計算輸送機(jī)主軸牽引力為f0=s1s50.05(s1s5) 16784.86893.30.05(16784.86893.3) 11075.4n電動機(jī)功率：n輸送帶所配電機(jī)功率55kw，故電機(jī)在有載運(yùn)行時功率能滿足要求?？蛰d時牽引力f

39、0k=1.05（2qd）lcos69.8 1.05(223.115.755.36)7000.035cos69.8 16876n則輸送機(jī)空載運(yùn)行時的電機(jī)功率為故電機(jī)在空載時，電機(jī)功率仍是滿足的。2.3.2采區(qū)上山輔助運(yùn)輸選擇采區(qū)上山輔助運(yùn)輸設(shè)備選用單軌吊運(yùn)輸。單軌吊具有以下優(yōu)點：運(yùn)行穩(wěn)定可靠，不跑車，不掉道。爬坡能力強(qiáng)，最大可達(dá)到18，設(shè)計上山坡度為6，在其爬坡范圍之內(nèi)。能實現(xiàn)運(yùn)距離連續(xù)運(yùn)輸，設(shè)計上山700m，如果采用一般調(diào)度絞車運(yùn)輸，需接力運(yùn)輸，增加了輔助運(yùn)輸?shù)娜斯ぜ皺C(jī)械，最少轉(zhuǎn)載一次。單軌吊設(shè)備已經(jīng)成套化，技術(shù)成熟，管理簡單。2.4大巷電機(jī)車運(yùn)輸選型2.4.1設(shè)計原始資料礦井為低瓦斯礦井，分

40、兩翼開采，井下大巷采用電機(jī)車運(yùn)送煤矸，主要運(yùn)輸大巷有兩個裝車站。井下四六制作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修。生產(chǎn)班每班工作時間為5小時。東翼采區(qū)裝車站距井底車場的距離l1=1200米，采區(qū)每班出煤量q1=900t；西翼采區(qū)裝車站距井底車場的距離l2=1200m，采區(qū)每班出煤量q2=900t。確定礦車組及全井電機(jī)車臺數(shù)。主要運(yùn)輸大巷平均坡度按3 0/00 選取，擬選用2k7-600/250型架線式電機(jī)車。電機(jī)車牽引電機(jī)為兩臺zq21型電動機(jī)，電動機(jī)長時電流ich34a，電動機(jī)粘著重力pn70kn，長時速度vch4.69m/s。采用標(biāo)準(zhǔn)1t固定礦車。礦車軌距600mm，自重mz1=595kg，載重m1=1

41、000kg。2.4.2列車組成計算2.4.2.1按粘著力條件計算車組組成:式中：p機(jī)車重量，7t g礦車載重，1t g0礦車自重，0.6t 粘著系數(shù)，0.24 zh重車列車起動的阻力系數(shù)，查表取0.0135 ip軌道的平均坡度，0.003 a列車起動加速度，0.04m/s2取n45輛2.4.2.2按牽引電動機(jī)溫升條件計算查機(jī)車長時牽引力fch = 3240n,長時速度vch =16.9km/h，重車運(yùn)行阻力系數(shù)wzh=0.009，等阻坡度ip=0.002，調(diào)車系數(shù)a=1.25，休止時間=20min。加權(quán)平均運(yùn)距如下：km根據(jù)下式計算在等阻坡度上往返一次的運(yùn)行時間t = tzh + tkt2=2

42、根據(jù)下式求相對運(yùn)行時間將上述數(shù)據(jù)帶入下式，取n41輛2.4.2.3按制動條件計算=式中：制動狀態(tài)的粘著系數(shù)，取0.17 ip軌道的平均坡度，0.003 b制動減速度，用下式計算 = vs取長時速度，16.9km/h4.69m/s lzh實際制動距離，m lzhlzhivst404.692=30.62m lzhi按運(yùn)送物料制動距離40m t制動空行程時間，取2s。根據(jù)以上計算，n最終取17輛。2.4.2.4列車組成的驗算1、電動機(jī)溫升驗算列車運(yùn)行時的牽引力重列車下坡運(yùn)行時的牽引力fzh1000pn（gg0）（zhip）g 1000717(10.6)（0.009-0.003）9.8 2010.96

43、n空列車山坡運(yùn)行時的牽引力fk1000（png0）（kip） 1000(7170.6)（0.0110.003）9.8 2359.84n式中字母意義同上。每臺電動機(jī)的牽引力查表確定機(jī)車實際運(yùn)行速度及電流izh24a，vzh19km/h，ik30a，vk17.5km/h計算一個運(yùn)輸循環(huán)牽引電動機(jī)的等值電流其中tzhtk=idz=18.5aich34a滿足溫升條件。制動距離驗算按重車運(yùn)行速度vzh和最大制動減速度驗算制動距離。制動時的減速度為式中：b制動時的減速度，m/s2 制動狀態(tài)的粘著系數(shù)，取0.17 實際制動距離為：lzh36.5m小于40m，制動距離滿足要求。即電機(jī)車可以拉17輛1噸礦車。2

44、.4.2.5全礦電機(jī)車臺數(shù)的確定電機(jī)車加權(quán)平均周期運(yùn)行時間由式t=（60lq / 0.75vzh）+(6lq /0.75vk)+ 得 t=(601.2/0.7519)+(601.2/0.7517.5)+20 =30.5min 每臺機(jī)車每班往返次數(shù)： 由式 z1 =60tb /t 得z1 =60 5 / 30.5 = 9.8取 z1 = 10次/班每班需運(yùn)送貨載總次數(shù)由式 zb =k(ab+aa) / ng得zb = 1.25(900+900)/171 =132.4取zb=133次/班工作電機(jī)車臺數(shù)由式 n= zb /z1 =133 / 10 = 13.3取n=14備用與檢修臺數(shù)由式 n1 =

45、0.25n =0.2514=3.5 取n1 =4全井所需機(jī)車總臺數(shù)n0=14+4=18臺.2.5運(yùn)輸系統(tǒng)圖礦井運(yùn)輸系統(tǒng)圖見附圖. 第三章 礦井提升設(shè)備選型設(shè)計3.1設(shè)計原始資料an=90萬t/ahs=300mhz=18mhx18m0.9t/m3br300dt14h單水平開采。3.2提升容器選型3.2.1提升方式選擇設(shè)計提升方式為立井單繩纏繞式雙箕斗提升。3.2.2提升容器的選擇3.1.2.1小時提升量ah = can/brt =1.1900000/ 30014=236(t/h)3.1.2.2.經(jīng)濟(jì)提升速度: ht=hs+hx+hz=300+18+18=336(米)vj =0.4 0.47.3m

46、/s3.1.2.2.一次提升經(jīng)濟(jì)時間估算tj 75.2s式中：a提升加速度，箕斗提升取0.8m/s2 u容器爬升時間，對雙箕斗提升取10s 提升終了休止時間，暫取10s3.1.2.3.一次經(jīng)濟(jì)提升量 式中：an礦井設(shè)計年產(chǎn)量，900000t/a af提升富裕系數(shù)，取1.2 c提升不均勻系數(shù)，有煤倉取1.1 t日工作日，一般取14h b礦井年工作日，取300d3.1.2.4.提升容器選擇根據(jù)計算，選擇標(biāo)準(zhǔn)箕斗，型號jl6。技術(shù)參數(shù)如下：名義噸位：6t有效容積：6.6m3提升鋼絲繩直徑：43mm自重：5.0t最大終端負(fù)荷:120kn最大提升高度：700m箕斗總高：9.45m箕斗中心距：1.87m使

47、用井筒直徑：5m提升機(jī)型號：2jk3.53.1.2.5.重新計算最大提升循環(huán)時間3.3提升鋼絲繩選擇3.3.1鋼絲繩繩端荷重鋼絲繩最大靜荷載qmax按下式計算：qmaxqqzphcmgmzgmpghc式中：qmax鋼絲繩最大計算靜荷載，n q一次提升貨載重力，60009.8=58800n qz容器自重力，50009.8=49000n p鋼絲繩每米重力，n mp鋼絲繩每米質(zhì)量，kg/m hc鋼絲繩最大懸垂長度，按下式計算 hchjhshz3030018=348m hj井架高度，暫取30m hs礦井深度，300m hz裝載高度，根據(jù)設(shè)計要求取18m。為使鋼絲繩能夠承受繩端荷載，必須使下式成立：mp=kg/m根據(jù)計算，鋼絲繩選擇619-37-170右同三角形股鋼絲繩。pk = 4.871kg/m = 2.4mm ,qs= 87600kg3.3.2鋼絲繩繩安全系數(shù)校驗m = 87600/(6000+5000+4.871348)=6.9 6.5 鋼絲繩選擇滿足要求。3.4提升機(jī)的選擇3.4.1提升級滾筒直徑提升機(jī)滾筒直徑應(yīng)滿足下式：d80d8037=2960mmd120012002.4=28800mm根據(jù)計算，滾筒直徑確定為3000mm。3.4.2鋼絲繩作用在滾筒上的最大靜張力及最大靜張力差:最大靜張力：fj = qd+ pkhc =6000+5