礦山供電系統(tǒng)、提升系統(tǒng)和排水系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 資源工程系11礦機(jī)班畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 畢業(yè)設(shè)計(jì)班 級(jí)： 11礦山機(jī)電 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 老 師： 企業(yè)指導(dǎo)老師： 2014年5月28前言供電系統(tǒng)、提升系統(tǒng)和排水系統(tǒng)是礦山安全生產(chǎn)的重要組成部分。提升與運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)設(shè)制造涵蓋了運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換、動(dòng)力傳輸、變速機(jī)構(gòu)、鑄鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝內(nèi)容。經(jīng)分析，提升與運(yùn)輸系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)，能夠比較全面的運(yùn)用所學(xué)知識(shí)技能，綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)的分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)選擇、繪圖技能和機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)我們所學(xué)知識(shí)進(jìn)行概括總結(jié)，對(duì)我們的綜合應(yīng)用知識(shí)能力進(jìn)行一次強(qiáng)化訓(xùn)練并獲得提升，都是有益的。電力是煤礦和產(chǎn)的主要能源，由于井下物殊的，為了減少井下自然災(zāi)害對(duì)

2、人身和設(shè)備的的危害，這就要求我們對(duì)煤礦企業(yè)采取一些物殊的電要求和管理方法供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涵蓋了負(fù)荷紡計(jì)、功率因數(shù)的補(bǔ)償、變壓器的選擇、設(shè)計(jì)全礦供電系圖等知識(shí)，對(duì)我們所學(xué)知識(shí)進(jìn)行概括總結(jié)，對(duì)我們的綜合應(yīng)用知識(shí)能力進(jìn)行一次強(qiáng)化訓(xùn)練并獲得提升，都是有益的。排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要函蓋了，水泵的選型、水泵房的地點(diǎn)的選擇、排水管路的鋪設(shè)和繪制排水系統(tǒng)圖等知識(shí)。對(duì)我們所學(xué)知識(shí)進(jìn)行概括總結(jié)，對(duì)我們的綜合應(yīng)用知識(shí)能力進(jìn)行一次強(qiáng)化訓(xùn)練并獲得提升，都是有益的。本設(shè)計(jì)以煤礦實(shí)際運(yùn)輸條件為依據(jù)，以訓(xùn)練提高綜合設(shè)計(jì)能為目的，在設(shè)計(jì)中盡可能采用新的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，選擇更加合理的結(jié)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)，力爭(zhēng)提高提升與運(yùn)輸系統(tǒng)質(zhì)量，降低

3、生產(chǎn)成本，在充分吸收學(xué)習(xí)現(xiàn)有的提升與運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，參考有關(guān)設(shè)計(jì)資料，等工具書(shū)，按照機(jī)械工程設(shè)計(jì)程序、方法和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出具有實(shí)際要求的產(chǎn)品，鍛煉自己調(diào)研分析、加工與整理、運(yùn)用工具手冊(cè)的能力，初步掌握機(jī)械工程設(shè)計(jì)程序、方法和技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、理論分析、圖表繪制、技術(shù)文件編寫(xiě)的能力。 由于初次設(shè)計(jì)，有不足之處敬請(qǐng)老師批評(píng)指教。目錄前言2第一章 礦井概況5第二章 提升設(shè)備設(shè)計(jì)6一 斜井提升設(shè)備選擇計(jì)算的原始資料6二 一次提升量的確定61 確定富裕系數(shù)和提升不均勻系數(shù)62 計(jì)算一次提升量6三 提升容器的確定71 計(jì)算礦車數(shù)73 提升容器型號(hào)、參數(shù)8四 計(jì)算

4、選擇鋼絲繩81 計(jì)算每米長(zhǎng)質(zhì)量82 選擇鋼絲繩83 驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù)84 鋼絲繩型號(hào)、參數(shù)9五 計(jì)算選擇提升機(jī)91 計(jì)算提升機(jī)滾筒直徑92 初選提升機(jī)93 驗(yàn)算滾筒寬度94 驗(yàn)算作用在提升機(jī)上的最大靜張力和最大靜張力差10六 計(jì)算選擇天輪101 計(jì)算天輪直徑102 天輪型號(hào)、參數(shù)10第三章 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)12第二節(jié) 排水系統(tǒng)的確定13第三節(jié) 水泵的選型131、所需工作水泵最小排水能力132、水泵揚(yáng)程133、選擇水泵臺(tái)數(shù)14第四節(jié) 管路的選擇141、排水管直徑的計(jì)算142、排水壁厚驗(yàn)算143、 吸水管徑15第五節(jié) 泵房?jī)?nèi)管路布置形式的選擇，繪制布置圖15第六節(jié) 確定水泵工況171、排水管實(shí)際流速

5、的172、吸水管實(shí)際水流速度的計(jì)算173、管路阻力的計(jì)174、水泵吸水高度：185、水泵總揚(yáng)程18第七節(jié) 繪制工況圖19第八節(jié) 驗(yàn)算水泵揚(yáng)程20第九節(jié) 驗(yàn)算排水時(shí)間及排水管實(shí)際流速：201、排水時(shí)間校驗(yàn)202、排水管中實(shí)際水流速度：203、吸水管中實(shí)際水流速度：20第十節(jié) 電動(dòng)機(jī)功率驗(yàn)算21第十一節(jié) 排水設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算21第十二節(jié) 繪制排真空系統(tǒng)圖并標(biāo)明尺。23第四章 供電系統(tǒng)24第一節(jié) 全礦負(fù)荷計(jì)算25一、用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷：25二、全礦負(fù)荷計(jì)算：25三、計(jì)算各組的負(fù)荷：25四、井下低壓系統(tǒng)：電壓660v27第二節(jié) 功率因數(shù)計(jì)算29第三節(jié) 變壓器的選擇31第四節(jié) 導(dǎo)線的選擇32結(jié)

6、言34參 考 資 料39第一章 礦井概況雙峰縣測(cè)水煤礦座落在雙峰杏子鋪鎮(zhèn)雙石村，距測(cè)水河五公里。該礦始建于1972年，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力6萬(wàn)噸，開(kāi)采方式為炮采，服務(wù)年限為30年。礦區(qū)山清水秀，景色迷人。緊鄰g320國(guó)道。井口標(biāo)高+200米，風(fēng)井標(biāo)高+250米。采用平硐和斜井復(fù)合開(kāi)拓，主要開(kāi)采柴煤，屬于低瓦斯低涌水礦井，井下訊期最大涌水量700立方每小時(shí)?？菟谟克?100立方每小時(shí)。礦區(qū)地表水主要是春夏雨水季節(jié)水，井下涌水量不大。礦區(qū)無(wú)歷史記錄有地震。巖層穩(wěn)定，煤層屬于急傾斜煤層，單層構(gòu)造?，F(xiàn)已建立偽斜柔性掩護(hù)支架工作面。根據(jù)上級(jí)要求和煤礦自身發(fā)展的需要，煤礦決定將現(xiàn)有生產(chǎn)能力提高到15萬(wàn)噸，服

7、務(wù)年限為30年。因此煤礦對(duì)供電、排水、提升系統(tǒng)須進(jìn)行改造。該礦有2個(gè)相同生產(chǎn)能力的工作面，分別設(shè)在2個(gè)采區(qū)2個(gè)采區(qū)裝車站到井底車場(chǎng)的距離分別為l1，l2km。順槽長(zhǎng)度：1260m；上山長(zhǎng)度：1000m；物料的散碎密度：850kg/m3物料中最大塊度的長(zhǎng)尺寸max，300；物料的動(dòng)堆積角(20°)；順槽有少量灰塵，濕度正常，大巷坡度3；大巷條件，低瓦斯礦井，大巷為進(jìn)風(fēng)巷道；第二章 提升設(shè)備設(shè)計(jì)一 斜井提升設(shè)備選擇計(jì)算的原始資料（1）礦井年生產(chǎn)量：=15萬(wàn)噸（2）井筒斜長(zhǎng)：lsh =350m；（3）井筒傾角=28°；（4）礦井工作制度，年工作日數(shù)：br=300天；（5）每日工作

8、小時(shí)數(shù)：t=14h；（6）采用的提升方式：雙鉤串車平車場(chǎng)；二 一次提升量的確定1 確定富裕系數(shù)和提升不均勻系數(shù)c提升不均勻系數(shù)。當(dāng)?shù)V井有兩套提升設(shè)備時(shí)，c1.15；只有一套提升設(shè)備時(shí)，c1.25； 在此設(shè)計(jì)中選擇提升不均勻系數(shù)為c1.25。af提升富裕系數(shù)，主井提升設(shè)備對(duì)第一水平應(yīng)留有1.2的富裕系數(shù)。2 計(jì)算一次提升量式中 m一次提升量，t/次an礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，60000t/年；tx估算的一次提升循環(huán)時(shí)間，s；br提升設(shè)備每年工作日數(shù)，300天；ts提升設(shè)備每天工作小時(shí)數(shù)，14h。采用平車場(chǎng)的雙鉤串車提升：式中 l提升斜長(zhǎng)，l=lsh+lpc,m；lsh斜井井筒長(zhǎng)度，350m；lpc井口平

9、車場(chǎng)長(zhǎng)度，即從井口至摘鉤地點(diǎn)的距離30m。vm最大提升速度，煤礦安全規(guī)程規(guī)定：vm5m/s，本次設(shè)計(jì)中取4m/s；vp平均提升速度，一般vp =(0.750.9)vm，m/s，l200m時(shí)取0.75；l600m時(shí)取上限值；此處取0.85。vpc平車場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行速度，一般vpc1.0m/s；此處取1.0m/s。平車場(chǎng)摘掛鉤時(shí)間， =25s。三 提升容器的確定1 計(jì)算礦車數(shù) nc可根據(jù)一次提升量m進(jìn)行計(jì)算初步確定，然后對(duì)鉤頭強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。一般礦車鉤頭強(qiáng)度為60000 n,nc的個(gè)數(shù)不應(yīng)使礦車鉤頭強(qiáng)度超限，以保證作業(yè)安全。 取=4個(gè)式中 m一次提升量， kg；m1單個(gè)礦車的載重， kg；串車總阻力與鉤頭

10、強(qiáng)度應(yīng)滿足：即：=2滿足條件式中 mz1單個(gè)礦車的自重，kg； m1 單個(gè)礦車的載重，kg；軌道傾角；此處為28°。礦車沿軌道運(yùn)行阻力系數(shù)，滾動(dòng)軸承輪對(duì)取=0.010.05。此處取0.03。3 提升容器型號(hào)、參數(shù)型號(hào)：mgc1.1-6 容積：1m 裝載量：1t長(zhǎng)：2000mm 寬：880mm 高：1150mm軌距：600mm 軸距：550mm 輪距：300mm牽引高：320mm 牽引力：60kn 重量：600kg四 計(jì)算選擇鋼絲繩1 計(jì)算每米長(zhǎng)質(zhì)量對(duì)于斜井提升鋼絲繩的計(jì)算，只要考慮到精確的傾角以及容器和鋼絲繩沿斜井運(yùn)行的阻力。2 選擇鋼絲繩 經(jīng)查表選取67，直徑為20.5的鋼絲繩。3

11、 驗(yàn)算鋼絲繩安全系數(shù)式中 mp每米鋼絲繩的質(zhì)量，kg/m；ma鋼絲繩的安全系數(shù)；此處取9。qp所愿鋼絲繩所有鋼絲拉斷力之和；l鋼絲繩的最大長(zhǎng)度，m；鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度，mpa；此處取1550mpa。井筒傾角；1容器運(yùn)行阻力系數(shù)，可取0.010.015；此處取0.01。2鋼絲繩運(yùn)行時(shí)與托輥和底板間的阻力系數(shù)，若鋼絲繩全部支撐在托輥上，其值為0.150.20，若鋼絲繩局部支撐在托輥上，其值為0.250.40；若鋼絲繩全部在底板上運(yùn)行，其值為0.400.60；此處取0.40。4 鋼絲繩型號(hào)、參數(shù)由上可知，選取鋼絲繩符合安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，合格可用。鋼絲繩型號(hào)如下：直徑鋼絲總斷面積參考質(zhì)量鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度

12、mpa鋼絲繩鋼絲140015501770鋼絲破斷拉力總和mmkg/100mkn（不小于）20.52.0131.68125.9361.50400.50439.00五 計(jì)算選擇提升機(jī)1 計(jì)算提升機(jī)滾筒直徑選擇提升機(jī)滾筒直徑的主要原則是：使鋼絲繩在滾筒上纏繞時(shí)所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不要過(guò)大，以保證提升鋼絲繩具有一定的承載能力和使用壽命。根據(jù)規(guī)程：式中 d提升機(jī)卷筒直徑，mm；d提升機(jī)鋼絲繩直徑，mm；提升機(jī)鋼絲繩中最粗鋼絲直徑，mm。2 初選提升機(jī)所以根據(jù)上式計(jì)算出的d，查表可初選出提升機(jī)型號(hào)為。3 驗(yàn)算滾筒寬度單層纏繞時(shí)，滾筒寬度應(yīng)滿足： 式中 b滾筒寬度，mm；鋼絲繩圈的縫隙，一般取23mm，本次設(shè)計(jì)

13、中取2；n錯(cuò)繩圈數(shù)，取24圈，本次設(shè)計(jì)中??；k纏繞層數(shù)；dp多層纏繞時(shí)的平均纏繞半徑。故由上知，單層纏繞符合要求。4 驗(yàn)算作用在提升機(jī)上的最大靜張力和最大靜張力差最大靜張力驗(yàn)算：最大靜張力差驗(yàn)算：5 提升機(jī)型號(hào)、參數(shù)由以上鋼絲繩實(shí)際最大靜張力和最大靜張力差的校驗(yàn)可知所選提升機(jī)強(qiáng)度滿足要求。其型號(hào)和參數(shù)如下：提升機(jī)型號(hào)：型單繩纏繞式提升機(jī) 直徑：1.2m 寬度：1.0 m 鋼絲繩最大靜張力：170kn 兩卷筒中心距：1840mm最大鋼絲直徑：20.5mm 提升高度（一層纏繞）：340m減速比：11.5 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：不大于750r/min提升速度：不大于12m/s 兩根鋼絲繩最大靜張力差：115k

14、n六 計(jì)算選擇天輪1 計(jì)算天輪直徑根據(jù)規(guī)程規(guī)定，選擇天輪的直徑。式中 d天輪直徑，mm；d鋼絲繩直徑，mm。2 天輪型號(hào)、參數(shù)據(jù)此查表可選用井上型固定天輪。其基本參數(shù)為：天輪直徑：1.2m 繩槽半徑：11.5mm適于鋼絲繩直徑范圍：18.520.5mm 鋼絲繩破斷拉力總和：661.5kn兩軸承中心距：800mm 軸承中心高：200mm變位重力：5.5kn 總重力：15.12kn第三章 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)步驟一、確定排水系統(tǒng)； 二、 選擇排水設(shè)備； 三、 給出指標(biāo)經(jīng)濟(jì)核算； 四、 繪制水泵房布置圖； 五、 繪制斜子管道布置圖；六、 繪制管路系統(tǒng)圖。第二節(jié) 排水系統(tǒng)的確定在煤礦生產(chǎn)中，單水平

15、開(kāi)采通常采用集中排水一級(jí)排水；兩個(gè)水平同時(shí)開(kāi)采時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦井的具體情況進(jìn)行具體分析，綜合基建投資、施工、操作和維修管理等因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后，確定最合理的排水系統(tǒng)。多水平開(kāi)采分一級(jí)排水或多級(jí)排水，一般采用一級(jí)排水。 第三節(jié) 水泵的選型根據(jù)煤礦安全規(guī)程的要求，必須有工作、備用和檢修水泵，其中工作水泵應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量(包括充填水及其他用水)。備用水泵的排水能力應(yīng)不小于工作水泵排水能力的70。工作和備用水泵的總排水能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的排水能力應(yīng)不小于工作水泵排水能力的25。水文地質(zhì)條件復(fù)雜或有突水危險(xiǎn)的礦井，可根據(jù)具體情況，在主泵房

16、內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置，或另外增加排水能力。1、所需工作水泵最小排水能力 正常涌水時(shí) qmin=1.2qm 3 /h =1.2×700= 840m 3 /h最大涌水時(shí) qmax=1.2q m 3 /h = 1.2×1100=1320 m 3 /h2、水泵揚(yáng)程 hb=hg/ g=(hp+hx)/ g =(400+400+5)/0.92 =580.5m式中；hg地形高度 hp排水高度 hx吸水高度 g管路效率，取0.92。查泵類產(chǎn)品樣本,選擇能滿足qmin 及hb 的水泵為d80-30×7。 該水泵的技術(shù)特征： 額定流量q=840m3 /h，揚(yáng)程 h=580.5

17、m, 允許吸上真空度 6.2m,水泵配套電動(dòng)機(jī)1250kw 3、選擇水泵臺(tái)數(shù) 根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定必須有工作、備用和檢修的水泵，且工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20 小時(shí)內(nèi)排出24 小時(shí)的最大涌水量。 檢修水泵的能力不小于工作水泵能力的25%。 根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，將水泵技術(shù)數(shù)據(jù)代入公式驗(yàn)算得出： 故選擇2 臺(tái)型水泵為備用水泵。 其技術(shù)特征為： 額定流量q=840m 3 /h，揚(yáng)程h=580.5米,效率 =80 %，允許吸上真空度 hs=6.2m，電動(dòng)機(jī)功率p=1250 kw。泵房共選擇五臺(tái) d450-60/80×7 型水泵，其中2臺(tái)工作，2臺(tái)備用，一臺(tái)檢修。第四節(jié) 管路的選擇

18、1、 排水管直徑的計(jì)算 式中v 為經(jīng)濟(jì)流速一般v=1.52.2 米/秒,現(xiàn)取v=2 米/秒。根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，管道必須有工作和備用的，至少兩趟，最多不能超過(guò)四趟，井深少于200米的用焊接鋼管，井深大于200米的用無(wú)縫鋼管。經(jīng)查表預(yù)選325*13的無(wú)縫鋼管，則dp=(325-2*13)=299mm。2、 排水管壁厚驗(yàn)算因此所選壁厚合適。式中 dp所選標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑，mm z管材許用應(yīng)力。無(wú)縫鋼管z =80mpa p管內(nèi)水壓，考慮流動(dòng)損失，作為估算p=0.011hampa c附加厚度。焊接鋼管c=0.10.2mm3、吸水管徑根據(jù)選擇的排水管徑，吸水管選用351*8第五節(jié) 泵房?jī)?nèi)管路布置形式的選擇

19、，繪制布置圖根據(jù)泵的總臺(tái)數(shù)，選用典型5泵3趟管路系統(tǒng)，一條管路工作二條管路備用。正常涌水時(shí)，一臺(tái)泵向一趟管路供水；最大涌水時(shí)，臺(tái)泵同時(shí)工作就能達(dá)到20h內(nèi)排出24h的最大涌水量，故從減少能耗的角可采用兩臺(tái)泵向兩趟管路供水，從而可知每趟管路內(nèi)流量qe等于泵的流量。管路布置參照?qǐng)D1-2所示的方案。這種管路布置方式任何一臺(tái)水泵都可以經(jīng)過(guò)三趟管路中任意一趟排水，排水管路系統(tǒng)圖如圖1-2所示。圖1-2泵房管路布置圖 第六節(jié) 確定水泵工況1、排水管實(shí)際流速的符合經(jīng)濟(jì)流速vp=1.52.2m/s的要求 2、吸水管實(shí)際水流速度的計(jì)算符合經(jīng)濟(jì)流速vx=0.81.5m/s的要求 3、管路阻力的計(jì)排水管流動(dòng)阻力的損

20、失為式中： 排水管水流沿程阻力損失系數(shù)=0.0038 lp排水管總長(zhǎng)度lp=400mp排水管附件局部阻力損失系數(shù)之和，管道附件有2 個(gè)閘閥、1 個(gè)逆止閥、1個(gè)單流三通、2個(gè)直流三能、3個(gè)彎道。p=2×0.35+1×18+1×2+2×0.1+3×0.9=13.6m吸水管流動(dòng)阻力損失的計(jì)算 式中： 吸水管水流沿程阻力損失系數(shù)=0.0038lx吸水管總長(zhǎng)度lx=6mp吸水管附件局部阻力損失系數(shù)之和，管路附件有一個(gè)彎管、1個(gè)無(wú)底濾水網(wǎng)、一個(gè)急脹，一個(gè)急縮，1個(gè)由大到小異徑管。p=1×0.9+1×2.5+1×0.6+1

21、15;0.3+1×0.3=4.6m4、水泵吸水高度： =6.27-(10-10)-1.282/19.62+（0.24-0.24）=5.5m式中：hst水泵最大允許真空度 hst=10.09-(npsh)r+vx2/2g=10.09-3.9+1.282/19.62=5.5 hw水泵安裝地點(diǎn)的大氣壓力水頭，hw=10m ho飽和蒸汽壓力水頭，按20水溫，取ho=0.24m5、水泵總揚(yáng)程式中：ha水泵軸中心到排水管出口的高差，ha=152.5m 水泵級(jí)數(shù)： 取xa=7輸水管總阻力損失計(jì)算：水泵工作點(diǎn)的確定：因h=hsy+rq2式中：hsy測(cè)地高度 hsy=518.5m q所選水泵額定流量

22、q=840m3/h第七節(jié) 繪制工況圖根據(jù)上式繪得的管路物性曲線與所選d450-60/80×7型水泵的性能曲線按同一比例畫(huà)在同一q-h座標(biāo)上，其交點(diǎn)m即為水泵的工作點(diǎn)，該工作點(diǎn)給出水泵工作的流量qm=840m3/h，揚(yáng)程hm=408.5m, 效率m=80%，水泵汽蝕余量（npsh）r=4.0m。見(jiàn)水泵性能曲線圖。第八節(jié) 驗(yàn)算水泵揚(yáng)程 驗(yàn)算水泵揚(yáng)程 :hb所需水泵最小揚(yáng)程 hs管路損失揚(yáng)程 管路損失揚(yáng)程： hs=( l/d+ )*(8/g 2 d 4 )qa 2 (引自煤礦固定設(shè)備）式中l(wèi)排水管長(zhǎng)度 d排水管內(nèi)徑 排水管局部阻力系數(shù)之和 所以hb小于 所以所選水泵揚(yáng)程才符合要求。第九節(jié)

23、驗(yàn)算排水時(shí)間及排水管實(shí)際流速： 1、排水時(shí)間校驗(yàn)正常涌水量時(shí)，1臺(tái)水泵工作，水泵每天工作小時(shí)數(shù)最大涌水量時(shí)，2臺(tái)水泵工作，水泵每天工作小時(shí)數(shù)2、排水管中實(shí)際水流速度：3、吸水管中實(shí)際水流速度：正常涌水期的排水時(shí)間 - 5 - t=24q/qa=小時(shí)20 小時(shí) 最大涌水期的排水時(shí)間 tmax=24q/2qa=小時(shí)20 小時(shí) 通過(guò)驗(yàn)算可知正常與最大涌水期的排水時(shí)間，都小于 20 小時(shí)，故所選水泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)合適。 排水管實(shí)際流速 vp=qa /(900 dp 2 )= (m/s) vp 沒(méi)有超出經(jīng)濟(jì)流速范圍(1.52.2 米/秒），因此 排水管選擇排水管合適。穩(wěn)定性校驗(yàn)：因?yàn)楸昧髁繛榱愕膲侯^值ho=

24、255.5m,測(cè)地高度hsy=395m。由于hsy0.9ho=0.9×255.5=230m，故水泵能穩(wěn)定工作。第十節(jié) 電動(dòng)機(jī)功率驗(yàn)算 式中： a水泵效率，取70% n傳動(dòng)效率，取1 水的比重k備用系數(shù) 根據(jù)計(jì)算所得的電動(dòng)機(jī)容量及所選水泵的轉(zhuǎn)速，選用yb225m-2型電動(dòng)機(jī)，其額定功率45kw,轉(zhuǎn)速為2950r/min，額定電壓660v。第十一節(jié) 排水設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算年排水電耗量式中：e年排水電耗，; 水的重度，n/m3;由給定條件可知=10003n/m3 nz、nmax年正常和最大涌水期泵工作臺(tái)數(shù)； rz、rma正常和最大涌水期泵工作晝夜數(shù)； c 傳動(dòng)效率，對(duì)直聯(lián)接取1，聯(lián)軸器

25、聯(lián)接取0.950.94d 電動(dòng)機(jī)效率，取0.94w電網(wǎng)效率，取0.95；排一噸水電耗量：第四章 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)礦井有兩路供電電源，一路來(lái)梓門(mén)變電站，供電距離15km，供電電壓10kv, 另一路來(lái)自杏子鋪?zhàn)冸娬荆╇娋嚯x10km，供電電壓10kv。1：提升系統(tǒng)：平硐采用1噸隔爆型蓄電車，+200地面絞車房采用zlk(b)1.2米變頻絞車，電機(jī)功率為55kw,電壓為380v。-100水平同樣采用zlk(b)1.2米變頻絞車，電機(jī)功率為55kw,電壓為660v.2:通風(fēng)系統(tǒng)：采用兩臺(tái)380v，ybz-2離心式通風(fēng)機(jī)，額定功率為22kw,一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用。3：通訊系統(tǒng)：采用本質(zhì)安全型合式電話機(jī)，已

26、覆蓋所有當(dāng)頭，絞車房，水泵房。暗井絞車等，通信系統(tǒng)比較完善。4：排水系統(tǒng)：在-100水平有3臺(tái)660v水泵，配防爆電機(jī)45kw。一臺(tái)工作一臺(tái)備用一臺(tái)檢修。5:監(jiān)控系統(tǒng)：采用kj-75本質(zhì)安全型斷電儀和探頭，安全可靠。6：壓風(fēng)系統(tǒng)：采用2臺(tái)壓縮機(jī)，一臺(tái)工作一臺(tái)備用，配380v,功率為45kw的電機(jī)2臺(tái)。向各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)供風(fēng)。第一節(jié) 全礦負(fù)荷計(jì)算一、用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷：pca=kdepn qca=pcatan&mm sca=(pca2+qca2) 1/2 ica=sca/un 式中： pca 用電設(shè)備有功功率計(jì)算負(fù)荷qca:無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、kvar sca:視在計(jì)算負(fù)荷、kva kde:用電

27、設(shè)備的需用系數(shù) ica:計(jì)算電流、a un:額定電壓、u二、全礦負(fù)荷計(jì)算： （1）、全礦高壓負(fù)荷統(tǒng)計(jì):pca=pca1+pca2+.+pcanqca=qca1+qca2+.+qcan （2）、全礦計(jì)算負(fù)荷：p=ksppca q=kaqqca （見(jiàn)總表）三、計(jì)算各組的負(fù)荷： （1）地面低壓：380v壓風(fēng)機(jī)：一臺(tái)工作一臺(tái)備用，工作容量45kw, k=0.8 cos=0.9 根據(jù)公式：p=工作容量×k 既p1=45×0.8=36kwq1=p×tan=36×0.48=17.28kvars1=p÷cos=105.6÷0.9=40kw 將計(jì)算結(jié)果

28、列入表1-1（2）地面通風(fēng)機(jī)：380v、一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用工作容量22kw k=0.7 cos=0.8 根據(jù)公式p=工作容量×k那么：p2=22kw×0.7=15.4kw q2=p×tan=15.4×0.62=11.55kvar s2=p÷cos=15.4÷0.8=19.25kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1（3）絞車房：工作容量55kw k=0.9cos=0.85 tan=0.62 根據(jù)公式p=工作容量×k那么p3=55kw×0.9=49.5kwq3=p3×tan=49.5×0.62=30.69kva

29、rs3=p3÷cos=49.5÷0.85=58.2kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1（4）地面坑木廠工作容量90kwk=0.4 cos=0.7 tan=1.02根據(jù)公式p=工作容量×k 那么：p4=90kw×0.4=36kw q4=p×tan=36kw×1.02=36.72kvar s4=p÷cos=36kw÷0.7=51.4kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1(5)機(jī)修廠：工作容量6.6kwk=0.4 cos=0.65 tan=1.169根據(jù)公式p=工作容量×k那么p5=6.6kw×0.4=2.64kwq5=p

30、×tan=2.64×1.169=3.08kvars5=p÷cos=2.64÷0.4=4.06kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1(6)礦燈房：工作容量60kwk=0.7 cos=0.7 tan=1.02根據(jù)公式p=工作容量×k那么p6=60kw×0.7=42kwq6=p×tan=42×1.02=42.8kvars6=p÷cos=42÷0.7=60kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1(7)辦公照明：工作容量35kwk=0.8 cos=1 tan=0根據(jù)公式p=工作容量×k那么p7=35kw×0.8

31、=28kwq7=p×tan=28×0=0kvars7=p÷cos=28÷1=28kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1四、井下低壓系統(tǒng)：電壓6300v（1）全礦局扇：工作容量66kw k=0.7 cos=0.8 tan=0.75根據(jù)公式p=工作容量×k那么：p8=66kw×0.7=46.2kw q8=p×tan=46.2×0.75=34.65kvar s8=p÷cos=57.75kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1(2)井下變頻絞車工作容量55kw k=0.9 cos=0.85 tan=0.62根據(jù)公式p=工作容量×

32、k那么：p9=55kw×0.9=49.5kw q9=p×tan=49.5×0.62=30.69kvar s9=p÷cos=49.5÷0.85=58.2kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1(3)水泵：工作容量45kw k=0.85 cos=0.85 tan=0.62根據(jù)公式p=工作容量×k那么p10=45×0.85=38.25kwq10=p×tan=38.25×0.62=23.71kvars10=p÷cos=38.25÷0.85=45kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1(4)乳化泵：工作容量30kw k=0

33、.85 cos=0.85 tan=0.62根據(jù)公式p=工作容量×kp11=30×0.85=25.55kwq11=p×tan=25.5×0.62=15.81kvars11=p÷cos=25.5÷0.85=30kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1(5)刮板輸送機(jī)：工作容量51kw k=0.6 cos=0.7 tan=1.02根據(jù)公式p=工作容量×k那么p12=51×0.6=30.6kwq12=p×tan=30.6×1.02=31.2kvars12=p÷cos=30.6÷0.7=43.71k

34、w將計(jì)算結(jié)果列入表1-1(6)電煤鉆：工作容量15kw k=0.6 cos=0.8 tan=0.75根據(jù)公式p=工作容量×k那么p13=15×0.6=9kwq13=p×tan=9×0.75=6.75kvars13=p÷cos=9÷0.8=11.25kw將計(jì)算結(jié)果列入表1-1注（其他負(fù)荷沒(méi)有進(jìn)行一一計(jì)算，只證明數(shù)據(jù)來(lái)源，詳細(xì)負(fù)荷在表1-1每人統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有所不能，所有數(shù)據(jù)謹(jǐn)供參考）第二節(jié) 功率因數(shù)計(jì)算計(jì)算全礦6kv測(cè)總的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組間最大負(fù)荷重合系數(shù)查相關(guān)資料重合系數(shù)取0.85根據(jù)表1-1查同步負(fù)荷得：p總=408.59kw q總

35、=284.97kvars總= 498.15kw 根據(jù)cos=p÷s=408.59÷498.15=0.82 此值低于國(guó)家規(guī)定值0.9必須進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償，取補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.95那么所需補(bǔ)償?shù)膓=p總（tan前- tan后）=408.59*（0.69-0.31）=156kvar 電容器柜選用標(biāo)稱容量為30kvar,額定電壓為6.3/kv的電容器裝于電容器柜中，每柜裝6只，每柜容量為180kvarn=qc/qn.c(uw/un.c)由于電容器柜要接在母線上，為了在每段母線上構(gòu)成星型接線，每組的電容器柜數(shù)應(yīng)為n=n/6=0.9/6=0.15取n=1臺(tái)，則電容器柜總數(shù)為n=1臺(tái)

36、。將計(jì)算結(jié)果列入表1-1那么補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率為：q補(bǔ)=1×180=180(kvar)則：線路中輸出的無(wú)功功率為q=q總-q補(bǔ)=284.97-180=104.97線路中輸出的有功功率為p=p總=408.59kw線路中輸出的視在功率為s=(p2+ q2) 1/2=(408.592+104.972)1/2=421.86功率因數(shù)為cos=p÷s= 408.59÷421.86=0.968第三節(jié) 變壓器的選擇sntktpsac 式中：snt每臺(tái)變壓器的容量，ktp故障保證系數(shù)，一般ktp應(yīng)取1.151.25）、負(fù)荷率;ß=sac/snt=0.951、全礦總負(fù)荷：主變壓

37、器損耗計(jì)算： pt=pit+pntß2 =1.2+6.2*0.952=6.795kw 變壓器無(wú)功損耗為：qt =i0%snt/100+us%sntß2/100)=1.8/100*597.78+4.5/100*797.78*0.952=35.1kvar 2）、全礦總負(fù)荷p'=p+ptq'=qca+qt s'=(p'+q')1/2 cos&'=p'/s'i'=s'/un查表2-3得出輸出功率為sac=416.62kw選用兩臺(tái)，一臺(tái)工作一臺(tái)備用。 那么sncsac查資料得出：選用s9-500/

38、10*2可以滿足要求。變壓器選擇為s9-500/10型號(hào)額定容量kva額定電壓/kv額定損耗/kw阻抗電壓/%空載電流/%連接組質(zhì)量/t外形尺寸/mm高壓低壓空載短路長(zhǎng)寬高s9-500/10500100.41541.9y，d111.9157012501670第四節(jié) 導(dǎo)線的選擇根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得知地面負(fù)荷s總=253.21kw.可以選擇s9-400/10變0.38的變壓器，地面最大369.28a 滿足變壓器啟動(dòng)規(guī)定，變壓器進(jìn)線采用lgl-3*50，出線采用lgl-4*70.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式低壓(0.38)i=2pn. 通過(guò)3條pv3*50+1*25銅芯電纜支路分別向地面各個(gè)地點(diǎn)供電. 下井 高壓：經(jīng)負(fù)荷

39、統(tǒng)計(jì)得知 s=244.88kw統(tǒng)一算在6kv側(cè)取重合系數(shù)=0.85那么井下s總=208.13.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式i=0.12p=0.12*208.13=25a那么下井電纜（取最大值）查電工手冊(cè)得必須用6kv交聯(lián)聚乙烯絕緣細(xì)鋼絲鎧裝電纜（10/mm2）×3銅芯高壓雙回路電纜滿足煤礦的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展井下低壓：1.經(jīng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得知水泵房 s=45kw，i=39.36a查電工手冊(cè)得用礦用橡膠電纜（16/mm2）×3銅芯電纜.2. 經(jīng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得知暗井絞車 s=103.2kw，i=90.3a查電工手冊(cè)得用礦用橡膠電纜（25/mm2）×3銅芯電纜.3. 經(jīng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得知刮板輸送機(jī) s=43.7

40、1kw，i=38.2a查電工手冊(cè)得用礦用橡膠電纜（16/mm2）×3銅芯電纜.4.經(jīng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得知局扇 s=57.75kw，i=50.5a查電工手冊(cè)得用礦用橡膠電纜（16/mm2）×3銅芯電纜.5. 經(jīng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得知電煤鉆 s=11.25kw，i=9.84a查電工手冊(cè)得用礦用橡膠電纜（6/mm2）×3銅芯電纜.6.經(jīng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得知乳化泵 s=30kw，i=26.24a查電工手冊(cè)得用礦用橡膠電纜（10/mm2）×3銅芯電纜.表1-1 測(cè)水煤礦負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)用電設(shè)備名稱額定電壓/kv設(shè)備臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/kw需用系數(shù)kde功率因數(shù)coswm正切值tan wm計(jì)算負(fù)荷主要負(fù)荷比例/%備注安裝臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)安裝容量工作容量有功功率/kw無(wú)功功率/kvar視在功率/kva計(jì)算電流/a12356789101112131417181地面低壓絞車房0.38155550.90.850.6249.530.6958.288.482通風(fēng)機(jī)0.382144220.70.80.7515.4 11.55 19.25 29.2 3壓風(fēng)機(jī)0.382145450.80.90.4836 17.28 40 60.7 4辦公照明0.3835350.81028 028 42.54 5機(jī)修車間0.3