煤礦設(shè)備選型

1、匯 報(bào) 人： 李志軍指導(dǎo)教師： 李元星日 期： 2015.4匯 報(bào) 人： 李志軍指導(dǎo)教師： 李元星日 期： 2015.4摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代化的綜采設(shè)備大隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代化的綜采設(shè)備大大解放了煤炭開(kāi)采的生產(chǎn)力，極大提高了煤炭開(kāi)采的大解放了煤炭開(kāi)采的生產(chǎn)力，極大提高了煤炭開(kāi)采的效率。在實(shí)際采掘過(guò)程中，合理的綜采設(shè)備配套選型效率。在實(shí)際采掘過(guò)程中，合理的綜采設(shè)備配套選型是影響采掘工作面生產(chǎn)系統(tǒng)的主要因素。是影響采掘工作面生產(chǎn)系統(tǒng)的主要因素。 本文結(jié)合實(shí)際，對(duì)大溝子煤業(yè)有限公司的煤層的本文結(jié)合實(shí)際，對(duì)大溝子煤業(yè)有限公司的煤層的實(shí)際情況進(jìn)行分析。根據(jù)煤層賦存情況、開(kāi)采技術(shù)條件

2、實(shí)際情況進(jìn)行分析。根據(jù)煤層賦存情況、開(kāi)采技術(shù)條件和管理水平，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了選型計(jì)算。和管理水平，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了選型計(jì)算。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)：1.礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量：1.20Mt/a2.礦井服務(wù)年限：10年3.煤礦主立井煤炭提升方式：多繩摩擦提升機(jī)配合固定底卸式箕斗提升4.礦井投產(chǎn)后所需的供風(fēng)量為：213m3/s5.礦井的瓦斯涌出量：最大絕對(duì)CH4涌出量31.99m3/min， 最大相對(duì)CH4涌出量為12.67m3/t6.煤層自然傾向：不易自燃7.礦井涌水量：正常涌水量為120m3/h 最大涌水量為174m3/h主要內(nèi)容主要內(nèi)容概述概述采煤方法及工作面設(shè)備選型采煤方法及工作面設(shè)備選型提升設(shè)備提升設(shè)備排水

3、設(shè)備排水設(shè)備通風(fēng)設(shè)備通風(fēng)設(shè)備煤層概況概述4號(hào)煤層： 煤層厚度02.37m，平均1.19m。該煤層層位較穩(wěn)定，煤層厚度變化不大。根據(jù)4號(hào)煤層剩余資源的鉆孔來(lái)看，41采區(qū)和42采區(qū)的煤層厚度基本都在1.5m左右，故本次設(shè)計(jì)4號(hào)煤層厚按1.5m計(jì)算概述礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a。設(shè)計(jì)服務(wù)年限為10年 礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)，為保證產(chǎn)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，4號(hào)煤層配有2個(gè)綜采工作面，4個(gè)掘進(jìn)工作面，礦井采掘比為1：2。本次設(shè)計(jì)主要開(kāi)采四號(hào)煤層，四號(hào)煤層的產(chǎn)量既整個(gè)煤礦的產(chǎn)量。kZTAK=采煤方法的選擇 4號(hào)煤層可以采用的采煤方法有單一長(zhǎng)壁采煤法和傾斜長(zhǎng)壁采煤法，經(jīng)比較確定采用走向（傾斜）長(zhǎng)壁采

4、煤法，綜采一次采全高回采工藝，全部垮落法管理頂板。 采煤方法 工作面設(shè)備選型 設(shè)備名稱(chēng)煤層采煤機(jī)刮板輸送機(jī)液壓支架4號(hào)煤層MG200/456WDSGB730/180TZZ4000/12/24三機(jī)配套原則 采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)滿(mǎn)足工作面產(chǎn)量要求，采煤機(jī)和液壓支架調(diào)高范圍要適應(yīng)煤層厚度及變化范圍，液壓支架移架速度要跟得上采煤機(jī)的牽引速度。采煤機(jī)要依靠刮板輸送機(jī)導(dǎo)向并在其上移動(dòng)，刮板輸送機(jī)依靠液壓支架推移，液壓支架又靠刮板輸送機(jī)支承而移動(dòng)。采煤機(jī)采煤機(jī)采煤機(jī)平均割煤速度采煤機(jī)平均割煤速度采煤機(jī)生產(chǎn)能力采煤機(jī)生產(chǎn)能力采煤機(jī)總裝機(jī)功率采煤機(jī)總裝機(jī)功率V=（L+2L1）/（t-t1）Q=60HB

5、VCN=QHW工作面設(shè)備選型采煤方法L 工作面長(zhǎng)度L1 采煤機(jī)斜切進(jìn)刀長(zhǎng)度t 每個(gè)循環(huán)作業(yè)時(shí)間t1 輔助作業(yè)時(shí)間H 工作面平均采高B 滾筒截深V 平均割煤速度 煤的容重，1.41Q 生產(chǎn)能力Hw 噸煤耗煤系數(shù)煤層賦存條件1、4號(hào)煤層厚02.37m，平均1.5m，屬全井田大部分穩(wěn)定可 采煤層。2、煤層傾角一般為4，屬近水平煤層。3、頂板為砂質(zhì)泥巖，屬軟弱巖層，采用全部垮落法管理頂板。4、煤層瓦斯含量高，為高瓦斯礦井。5、井田內(nèi)水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)原則：1.適合特定的煤層地質(zhì)條件，并且采煤機(jī)采高、截深、牽引速度等參數(shù)選取合理，有較大的適用范圍。2.滿(mǎn)足工作面開(kāi)采生產(chǎn)能力要求，采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能

6、力要大于工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10%20%。3.與液壓支架和刮板輸送機(jī)相匹配。影響采煤機(jī)選型的主要因素是煤層的力學(xué)特性，厚度和傾角，工作面生產(chǎn)能力。 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 采高范圍（m） 1.15-2.2牽引力（kN） 440/220滾筒轉(zhuǎn)速（r/min） 44.36機(jī)面高度（mm） 853 滅塵方式 內(nèi)外噴霧 牽引速度（m/min） 06/10 煤層傾角（） 25 滾筒直徑（mm） 750、800截割電機(jī)功率（kW）1802煤層硬度 硬或中硬滾筒截深（mm） 630、800 整機(jī)質(zhì)量（t）22裝機(jī)功率（kW） 456牽引形式齒輪銷(xiāo)軌電壓等級(jí)（V）1140 4號(hào)煤層采煤機(jī)4號(hào)煤層采煤

7、機(jī) 工作面設(shè)備選型刮板輸送機(jī)：QGQ1.2 Q 采煤機(jī)理論生產(chǎn)能力工作面刮板輸送機(jī)的能力應(yīng)與采煤機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力相適應(yīng)，考慮各種因素影響，刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力按采煤機(jī)理論生產(chǎn)能力的1.2倍考慮。采煤方法設(shè)計(jì)原則：一、是工作面刮板輸送機(jī)能力要保證將采煤機(jī)采落的煤全部運(yùn)出，并留有一定的富裕，刮板輸送機(jī)能力應(yīng)不低于工作面最大能力。二、是外型尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配。 三、是運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度與工作面長(zhǎng)度相一致。4號(hào)煤層 刮板輸送機(jī) 型號(hào)鋪設(shè)長(zhǎng)度 輸送量 鏈速電動(dòng)機(jī)型號(hào)型號(hào)功率電壓SGB-730/180T（邊雙鏈）200m 600t/h0.86m/sYSB-110290660/1140 液壓支架液壓支架支架

8、支撐高度支架支撐高度支架的支護(hù)強(qiáng)度支架的支護(hù)強(qiáng)度支架的工作阻力支架的工作阻力HmaxMmax+0.2 HminMmin-0.2P1000NM9.810-6F1000PA(L+C)工作面設(shè)備選型煤層地質(zhì)條件： 4號(hào)煤層賦存于太原組下部，上距11號(hào)煤45.45m左右，煤層厚02.37m，平均1.5m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-較簡(jiǎn)單，含1層夾矸，單層夾矸最大厚度0.35m，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，頂板為石灰?guī)r（K2），大部分有泥巖偽頂，偽頂厚0.60m左右，底板為砂質(zhì)泥巖。4號(hào)煤層液壓支架型 號(hào)工作阻力(kN)初撐力(kN)支護(hù)高度 (mm)支護(hù)寬度(mm)支護(hù)強(qiáng)度(MPa)對(duì)底板最大比壓(MPa)重量(t)ZZ

9、4000/12/24440041541200240015000.631.057.42 提升設(shè)備多繩提煤箕斗 本次設(shè)計(jì)礦井采用多繩摩擦提升機(jī)配合固定底卸式箕斗提升全礦原煤。提升容器為主立井提升多繩箕斗，井下與井底煤倉(cāng)相接,礦井深度238m，提升高度273m；其中卸載高度15m，裝載高度20m。1、確定合理的經(jīng)濟(jì)速度Vj ： 箕斗選型計(jì)算步驟 Vj=（0.3-0.5）式中 H為提升高度，m H= 為裝載高度確定為20m，=18-25m； 為礦井深度，238m； 為卸載高度，m，=15-25m代入具體數(shù)字，得 H=20+238+15=273m.所以，合理經(jīng)濟(jì)速度為： Vj= 0.3 =4.9m/sH

10、xszHHHzHsHxH2732、估算一次提升循環(huán)時(shí)間xT = + + u + 式中，a為提升加速度，一般為a=0.8m/s2 U為箕斗低速爬行時(shí)間，一般取u=10s 為箕斗裝卸載休止時(shí)間，一般取=10s所以， = =81.84sxTjVHaVjxT10108 . 09 . 49 . 4273（3）計(jì)算小時(shí)提升量sAsrnfstbACaA式中：C為不均衡系數(shù)，箕斗提升C=1.15 為礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，t/a ，1200000 為提升富裕系數(shù)，主井提升設(shè)備對(duì)第一水平留有1.2的富裕系數(shù) 為提升設(shè)備每天工作小時(shí)數(shù)，一般為=16h 為提升設(shè)備每年工作日數(shù)，一般為=330d所以， = =394.3t/h

11、fastrbsA1633012000002 . 115. 1nA （5）計(jì)算小時(shí)提升次數(shù)n （次），計(jì)算得 =43.98，取44，xsT3600n sn （6）計(jì)算一次合理提升量，Q ， 計(jì)算得 =8.96t根據(jù)下表選擇合適的箕斗規(guī)格為：JDS9/110X4ssnAQ ，Q箕斗規(guī)格表箕斗規(guī)格表多繩提煤箕斗型號(hào)名義載有效提升鋼絲繩箕斗自重鋼絲繩罐道煤量容積數(shù)量直徑繩間距/kN同側(cè)裝卸載/t/m3 /mm/mm鋼絲繩罐道剛性罐道JDS4/55X444.4 20232006.57.0JDS6/55X466.6 6.97.3JDS6/75X466.6 2028 7.57.9JDS9/110X49104

12、27.532.530010.711.6JDS12/110X41213.2 11.512.4JDS12/90X61213.262532.525012.513.3JDS16/150X41617.64314030016.917.8鋼絲繩的選擇計(jì)算1、提升鋼絲繩的選擇原則1) 當(dāng)供應(yīng)的條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用三角股鋼絲繩2) 在三角股鋼絲繩的貨源無(wú)法解決時(shí)，應(yīng)選用線(xiàn)接觸、品種結(jié)構(gòu)為W(瓦林吞式)、T(填充式)的同向捻圓股鋼絲繩； 3) 在只有普通圓股點(diǎn)接觸鋼絲繩時(shí)，則應(yīng)選用同向捻的鋼絲繩2、提升鋼絲繩的繩端荷重Qd箕斗提升時(shí)：Qz 提升容器(箕斗或罐籠)的質(zhì)量，kg；多繩Q 一次提升量，kg；g 重力加

13、速度，m/s2。 所以，計(jì)算得 =（8960+10700） 9.8=192668NgQQQzd）（gQQQzd）（3、鋼絲繩最大懸垂長(zhǎng)度Hc，ktHcHHHH式中 HH 尾繩環(huán)的高度，m，S5.1HHgHS 提升鋼絲繩的中心距(即提升容器在井筒中的中心距)，m；2.2mHg 過(guò)卷高度，m，煤礦安全規(guī)程及煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：當(dāng)提升速度小于10m/s時(shí)，過(guò)卷高度不小于速度值，且不小于6m；當(dāng)提升速度不小于10m/s時(shí)，不小于10m；S5 . 1HHgH=6+1.52.2=9.3mHt 提升高度，m；Hz 裝載水平至井下運(yùn)輸水平的高度，m；Hs 井筒深度，m；Hx 卸載水平至井口的高度，m， =

14、20+238+15=273mHk 提升容器在卸載位置時(shí)，容器底部至主導(dǎo)輪軸線(xiàn)的高度xsztHHHHxsztHHHHzxlfgrkHHHHHH，Hr 容器全高，m；Hf 防撞梁底部至導(dǎo)向輪層層面的高度，m；Hl 導(dǎo)向輪軸中心距樓板層面的高度，m；Hzx 主導(dǎo)輪中心至導(dǎo)向輪中心的高度，m。 =7m 綜上所述 ， =9.3+273+7=289.3m4、確定提升鋼絲繩每米質(zhì)量p提升鋼絲繩每米質(zhì)量p的計(jì)算公式，箕斗提升式中 B 鋼絲繩公稱(chēng)杭拉強(qiáng)度，Pa；我國(guó)多用1550和1700，此處用1550n/mm2 n 鋼絲繩數(shù)目； 4 g 重力加速度，m/s2；9.8 ma 提升鋼絲繩的安全系數(shù)。ma 提升鋼絲

15、繩的安全系數(shù)，煤礦安全規(guī)程及煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定： 當(dāng)鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度Hc不大于1200m時(shí)，按下列公式計(jì)算： 專(zhuān)為升降物科時(shí)：ma7.2-0.0005Hc ma=7.06 專(zhuān)為升降人員時(shí)：ma9.2-0.0005Hc 計(jì)算得，P 39.58N/M ，kHcHcaBzH-m11.0QQn1P）（根據(jù)計(jì)算出的p值，從鋼絲繩規(guī)格表中選出鋼絲繩。選擇結(jié)果為 繩6（30）股（6+12+12）繩芯纖維 單位重力40.57N/m,繩直徑為32.5mm，鋼絲繩的拉斷力之和為2091500N則此鋼絲繩的安全系數(shù)為： 7.2 7.02 所以計(jì)算結(jié)果符合要求。aczmnpHQQ)(gnQq礦井提升機(jī)的選擇根據(jù)上面所

16、選箕斗為JDS9/110X4，為多繩箕斗，故初步確定提升機(jī)為多繩摩擦塔式提升機(jī)。1、選型計(jì)算（1）選擇提升機(jī)卷筒直徑選擇提升機(jī)直徑的主要原則：使鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)所產(chǎn)生的的彎曲應(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 我國(guó)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，對(duì)于安裝在地面的提升機(jī)，其直徑與鋼絲繩的直徑有以下關(guān)系 80d=2600mm 1200 =2760mm 為提升機(jī)卷筒直徑 d 為提升鋼絲繩直徑 32.5mm 為提升鋼絲繩中最粗鋼絲直徑，2.3mm根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇標(biāo)準(zhǔn)卷筒直徑2800mm,對(duì)應(yīng)的滾筒寬度為1.5m，提升機(jī)JKM-2.8/4，D，D，D（2）卷筒的實(shí)際寬度B H為提升高度，m

17、 D為提升機(jī)卷筒直徑，m d為提升鋼絲繩直徑，mm 為提升鋼絲繩圈的間隙，一般取=2-3mm 計(jì)算得， =1.31mB（3） 提升機(jī)最大靜張力及最大靜張力差 為提升機(jī)工作狀態(tài)的最大靜張力，N 為提升機(jī)工作狀態(tài)的最大靜張力差，N Q為有益載荷，kg 為提升容器質(zhì)量，kg P為鋼絲繩單位長(zhǎng)度重力，N/M H為提升高度，m計(jì)算得， = 285【 】=330 = 56 【 】=100 滿(mǎn)足要求。）（）（，d3D30HB，BpHgQzgjmaxQFpHQgFjcjmaxFjcFzQjmaxFjmaxFjcFjcF天輪的選型計(jì)算根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，對(duì)于地面設(shè)備，當(dāng)鋼絲繩對(duì)天輪的圍抱角大于90時(shí)（立井）

18、 80d=2600 1200 =2760 為天輪直徑 d 為提升鋼絲繩直徑 32.5mm 為提升鋼絲繩中最粗鋼絲直徑，2.3mm由此，選擇天輪直徑為3000mm，型號(hào)為T(mén)SG。下表為該天輪的參數(shù)tDtDtD型號(hào)名義直徑D/mm繩槽半徑R/mm適用于鋼絲繩直徑范圍/mm允許鋼絲繩全部破斷拉力總和兩軸承中心距L/mm軸承中心高H/mm變?yōu)橹亓?N總重/NTSG300018 31-33 1010000 950 240 7810 24600 礦井通風(fēng)方式及通風(fēng)系統(tǒng)的選擇 根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、礦井瓦斯涌出量等條件，本礦選擇通風(fēng)方式為中央并列式，中央并列式，主扇工作方式為抽出式抽出式。通風(fēng)

19、設(shè)備具體設(shè)計(jì)依據(jù)條件： 礦井達(dá)到1.20Mt/ a的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力開(kāi)采4號(hào)煤層時(shí)，礦井絕對(duì)CH4涌出量為31.99m3/min，相對(duì)CH4涌出量為12.67m3/t，絕對(duì)C02涌出量為7.92m3/min，相對(duì)C02涌出量為6.27m3/t，為高瓦斯礦井。 通風(fēng)機(jī)選型通風(fēng)設(shè)備 通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)主扇風(fēng)量主扇風(fēng)量確定主扇的風(fēng)壓確定主扇的風(fēng)壓選擇電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī) Hmin=hminhHmax=hmaxh 0eKQQQe-井下所需風(fēng)量K-漏風(fēng)系數(shù)。當(dāng)風(fēng)井不作提升用時(shí)，k=1.1-1.5；兼做箕斗井時(shí)，k=1.15-1.2；罐籠時(shí)，k=1.25-1.3全壓公式)2/(QpPP222stmin1kF）（2k2estmax2F2/QPPPFBCDZ-10煤礦防爆軸流通風(fēng)機(jī)（590r/min）經(jīng)計(jì)算，礦井需風(fēng)量為213s/m3排水設(shè)備選擇條件1、據(jù)地質(zhì)報(bào)告：正常涌水量為80m3/h 最大涌水量為114m3/h2