協(xié)41112W里段工作面綜合機械化開采設(shè)計方案

1、協(xié)莊煤礦關(guān)于1202W工作面采用綜合機械化開采的請示集團公司：For pers onal use only in study and research; not for commercial use我礦擬對-850水平一采區(qū)1203W工作面進(jìn)行綜合機械化開采，為確保工作面安全生產(chǎn)，特編制1203W工作面綜合機械化開采方案設(shè)計，現(xiàn)予以呈報。當(dāng)否，請批示。附：1、1203W工作面綜合機械化開采方案設(shè)計2、1203W工作面平面圖協(xié)莊煤礦二00六年三月二十日41112W 西段工作面綜合機械化開采方案設(shè)計協(xié)莊煤礦2005 年 11 月 25 日41112W里段工作面綜合機械化開采方案設(shè)計一、概況1、工作

2、面概況41112W西段綜采工作面為3-4采區(qū)西翼一層煤第一個工作面。工作面南起回風(fēng)巷，標(biāo)高 -430.1-456.1米，北至運輸巷，標(biāo)高-491.8-548.0.米，工作面以東為41112W東段綜采 工作面，以西為工作面切眼。41112W西段綜采工作面東西走向長平均 540米，南北傾斜寬47212 米，平均108米，傾斜面積58320平方米。工作面地表標(biāo)高+153.83米，煤層平均埋深643.0 米。工作面以南為與建新礦十一層礦井邊界煤柱、以西為建新礦十一層越界巷道，已實施安全隔離；工作面以東41112W東段綜采工作面正在開拓；工作面以北為F17-1斷層。工作面上覆二、 四層煤已開采完畢，上覆

3、六層及下伏十三、十五層煤尚未開拓，-550西大巷自該工作面下方穿過。工作面范圍內(nèi)有253鉆孔，封孔合格。工作面對應(yīng)地表位置南 300米為韓莊礦工廣，其余 為農(nóng)田，無村莊、河流及其它建筑物。2、煤層及其頂、底板巖性十一層煤為一復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，中夾1-3層夾石，中間一層穩(wěn)定，厚0.10.2米左右，為該 煤層主要標(biāo)志之一，工作面煤厚1.51.85米，運輸巷丫15點至切眼上口附近較薄，厚1.5米， w6點附近較厚,厚1.75米，平均1.65米。煤質(zhì)牌號氣肥煤，煤巖成分以亮煤為主，視密度 1.33t/m3。根據(jù)工作面回風(fēng)、運輸巷及切眼巷道揭露，該面煤層走向變化不大，為80°88°，傾向

4、NV，工作面傾角32 °。根據(jù)巷道實際揭露及附近鉆孔資料分析，煤11頂板多為深灰色砂質(zhì)頁巖，性脆致密，層理發(fā)育，含菱鐵質(zhì)結(jié)核，破碎易冒落，厚 5.5米，其上為細(xì)砂巖，灰白色，泥質(zhì)膠結(jié)，成分以石 英、長石為主，厚8.5米。煤11底板為泥灰?guī)r，厚1.260m,平均0.6m,灰色，具裂隙，多被 方解石充填；其下為灰白色細(xì)砂巖，成分以石英長石為主，鈣質(zhì)膠結(jié)，厚度4.5米；再下下為砂質(zhì)頁巖，灰黑色，含植物化石碎片和黃鐵礦散晶，厚3.0米。煤11底板距四灰頂30.7m，距徐灰頂75.0m。附煤質(zhì)特征表：Mad(%Ad(%Vdaf (%Qb.daf(MJ/Kg)Std(%丫(mm)煤質(zhì)牌號2.31

5、17.2542.7934.62.6827.5氣肥煤3、地質(zhì)構(gòu)造特征根據(jù)工作面巷道揭露情況及上覆煤層開采資料分析，工作面J、F17-1落差大，f1在切 眼西幫，在運輸巷E14點西10米處揭露，F(xiàn)17-1在運輸巷Y3點以西30米至50米下幫處揭露, 兩條斷層未切入工作面，不影響工作面開采。其它斷層落差較小，對工作面回采不會造成較大影 響。工作面中無陷落柱、巖漿侵入體等其它特殊地質(zhì)構(gòu)造。工作面揭露斷層情況表編號斷層性質(zhì)產(chǎn)狀落差（米）揭露點位置走向傾向傾角f1正斷層50300NW60 02.04.0在運輸巷E14點西10米、切1點處揭露。f2正斷層30 0NW60 00.3切眼切1點南4米處揭露。f3

6、正斷層65 0NW60 01.3在切眼切1點南7米處揭露。f4正斷層75 0NW60 01.0在切眼切2點南23米處揭露。f5正斷層65 0NW60 01.0在切眼切2點南24米處揭露。F17-1正斷層70 0NW70 02040在運輸巷丫3點以西30米至50米下幫處揭露工作面無河流沖刷、巖漿侵入體及陷落柱等其它特殊地質(zhì)構(gòu)造。4、41112W綜采工作面條件評價（1）煤層條件工作面煤厚1.51.75m,運輸巷丫15點至切眼上口附近較薄,厚1.5 米, w6點附近較厚, 厚1.75米，平均1.65米，。煤層賦存穩(wěn)定，無巖漿侵入和沖刷帶。煤層厚度較穩(wěn)定，符合綜采 工作面條件。（2）地質(zhì)構(gòu)造條件根據(jù)工

7、作面巷道實際揭露，該面共揭露斷層6條（如上述），將41112W工作面進(jìn)行綜采地 質(zhì)條件評價：引入斷裂破壞指數(shù)進(jìn)行評價：斷裂破壞指數(shù)K=2 L/SL斷層延展長度（米）S研究區(qū)段面積（公頃），工作面S=58320m=5.8公頃K=L/S=30/5.8=5.2 （米/公頃），小于50米/公頃，該工作面屬于一類綜采地質(zhì)條件， 即在這樣的塊段內(nèi)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬于簡單型，煤層賦存穩(wěn)定，符合綜采面地質(zhì)條件，具有較好的經(jīng)濟效益。綜上分析，41112W綜采工作面屬于一類綜采地質(zhì)條件，即在這樣的工作面內(nèi)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù) 雜程度屬于簡單型，煤層賦存穩(wěn)定，符合綜采面地質(zhì)條件，具有較好的經(jīng)濟效益。5、水文地質(zhì)特征（1

8、）四灰-550 水平十一層煤 3-4 采區(qū)為-550 水平十一層上山采區(qū)，采區(qū)位于 F11 斷層向西至剝蝕 邊界這一水力單元內(nèi)。該區(qū)由于露頭遠(yuǎn)離小汶河及兩岸的古河床，四灰、徐灰富水性較差。建 新礦大面積開采十三層煤至 -230 水平，四灰僅有少量淋水。采區(qū)以南為建新煤礦十一層煤， 該礦十一層煤在對應(yīng)我礦 3-4 采區(qū)西部已經(jīng)采至 -435 米水平， 無底板出水現(xiàn)象。41112W運輸巷丫2點北10米處F17-1揭露四灰無水。-550西大巷西51以西沿 十三層施工，揭露頂板有少量淋水，并向西逐漸減少， -550 水平西大巷揭露四灰無水。從井下施工的水文鉆孔來看， -550 水平 3-3 十一層軌道

9、上山下車場施工徐灰孔揭露，四 灰無水 ; -550 水平 3-3 十一層軌道上山下車場施工奧灰孔揭露， 四灰水量 0.4 m3/h, 水壓觀 測不到。-300水平3-3 十一層軌道上山上車場施工奧灰孔揭露四灰水壓 2.2MPa,水量31.9m3/h。大 量事實來看，四灰淺部富水性較強，向深部富水性減弱， -50 水平以上為巖溶水， -300 水平 為巖溶裂隙水， -550 水平基本無水。 在水平方向上， 四灰表現(xiàn)為構(gòu)造裂隙發(fā)育地段富水性較強， 正常地段富水性較弱，從多處揭露四灰揭露情況看，四灰僅有少量裂隙水，僅在構(gòu)造發(fā)育處有 一定的裂隙水。從建新礦大面積開采十三層煤至 -230 水平，四灰僅有

10、少量淋水。采區(qū)以南為建 新煤礦十一層煤，該礦十一層煤在對應(yīng)我礦 3-4 采區(qū)西部已經(jīng)采至 -435 米水平，無底板出水現(xiàn) 象來看，四灰對十一層工作面開采已無水害影響。（2）徐灰從井下施工的水文鉆孔來看， -550 水平 3-3 十一層軌道上山下車場施工奧灰孔揭露， 水壓33.6MPa,水量0.86m/h。 550水平3-3 十一層軌道上山下車場施工徐灰孔揭露，水壓3.9MPa,水量 0.5m3/h 。41112W工作面上面最大斜長L=212m左右，11煤開采深按照H=643.0m計算，煤層傾角a =32o, 則根據(jù)建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程 ，計算采動底板破壞深度 ：

11、h1=0.0085H+0.1665a +0.10792L-4.3579=34.78 米。根據(jù)建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤 柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程 ，徐灰的突水系數(shù) Ts：采用公式Ts=P/ （M-Cp-Z）式中：Ts突水系數(shù)，MPa/m P實際水壓力，3.63.9MPa；M-底板隔水巖層厚度，取75.0 m Cp-底板采動破壞帶深度，取34.78m。Z-含水層原始導(dǎo)高，取0。計算得Ts=0.090.1根據(jù)新汶礦業(yè)集團的經(jīng)驗，突水系數(shù)的臨界值為0.06，而41112W工作面徐灰的突水系數(shù)高于臨界值 0.06，認(rèn)為該工作面有產(chǎn)生徐灰突水的可能性。 尤其在物探資料異常區(qū)附近的斷層， 要做好密切的監(jiān)測

12、工作，防止產(chǎn)生底板突水。從鄰近 3-3 采區(qū)水文鉆孔水壓計算的突水系數(shù)來 看，工作面開采過程中存在徐灰出水的可能性。因此，在工作面回采過程中制定可靠的探、防 排水措施，以保證安全生產(chǎn)。（3）工作面老頂砂巖屬弱含水層，工作面回采過程中直接頂砂質(zhì)頁巖冒落后會有少量裂隙 淋水。（4）預(yù)計工作面正常涌水量 0.15m3/min ，最大 0.3 m3/min 。6、其它回采技術(shù)條件（1）十一層瓦斯含量低級，無瓦斯突出趨勢；（2）煤塵爆炸指數(shù) 40.64%，具煤塵爆炸危險；（ 3）自燃發(fā)火期六個月，具有自燃發(fā)火性；（4）平均地溫22C，無地溫異?，F(xiàn)象。（ 5）地壓：本工作面開采過程中不存在發(fā)生沖擊地壓的可

13、能性。7、儲量計算41112W工作面傾斜面積 58320m2,平均煤厚1.65m,視密度1.33t/m 3,回采率95%Q 工業(yè)儲量 =58320X 1.65 X 1.33=127983.2（噸）Q 可采量 =127983.2X0.95=121584.0（ 噸）Q 損失量=6399.1（噸）8、存在問題及建議（1）工作面直接頂局部為 砂質(zhì)頁巖， 性脆易冒落， 回采中應(yīng)加強支護措施， 確保安全生產(chǎn)。（ 2）工作面以南、以西為建新礦十一層越界巷道采空區(qū) , 雖已實施安全隔離 , 開采過程中應(yīng) 注意工作面回風(fēng)巷南部，若發(fā)現(xiàn)異常，通知調(diào)度室進(jìn)行處理，保證工作面開采的安全。（3）因-550 西大巷自該工

14、作面下方穿過，工作面開采后，對該大巷有一定的影響。（4）在工作面推進(jìn)至 253鉆孔附近時，要注意煤層水文情況，若發(fā)現(xiàn)異常，及時通知調(diào)度 室進(jìn)行處理。二、工作面布置及開采情況1 、巷道布置：運輸斜巷：從 -550 西大巷 50 號導(dǎo)線點以東 16m 處北幫開門，真方位 2980，長度 45m 。 運輸巷：從斜巷下頭按真方位 2520 沿煤層頂板施工 500m 后，調(diào)向按方位 2230 施工 38m 至 切眼位置；再從斜巷下頭按真方位 780沿煤層頂板施工 120m 后，調(diào)向按方位 810施工 645m， 調(diào)向按方位 3320 施工入倉巷 115m；輔助上山：從-550 西大巷 45 號導(dǎo)線點以西

15、 8m 處南幫開門， 平推見煤后按真方位 1130施工 290m,揭露斷層，退回10m沿走向掘一 20m車長后，按方位215°施工5m至回風(fēng)巷位置?；仫L(fēng)巷：從輔助上山上頭按真方位 80°施工335m與原41112W回風(fēng)巷掘透，然后按方位 262°施工346m,調(diào)向按方位260°施工220m,最后按方位266°施工80m至切眼位置。切眼：方位 1640 長度 43m2、開采程序里段切眼長43m，初采時安裝支架28架，由于上下兩巷非平行布置，隨采隨延長，停采時面長196m，支架130架。三、工作面設(shè)備選型1、參照面11105W工作面礦壓參數(shù)(見后表

16、)2、合理支護參數(shù)的計算a. 回歸分析法：Ps=Ck(39hm+2.4Lf6.9N+134)=1.2 X(39 X1.65+2.4 X 31 - 6.9 X 5.5/1.65+134)2=299.7KN/m 2式中： Ps 支護強度， KN/m2；hm 采高， m；Lf 初此來壓步距， m；N 采空區(qū)充填系數(shù)；Ck 備用系數(shù)，一般取 1.2 - 1.4 ；N= hi/h m式中： hi 直接頂厚度， m；hm 煤層采高， m；b. 6 至 8 倍采高的巖石重量對支柱造成的載荷強度2P=8hYg=8 X 1.65 X 2.4 X 9.8=310.464KN/m2通過上述計算 , 按 8 倍采高計

17、算支柱載荷最大。同煤層11105W綜采工作面礦壓觀測參數(shù)參考表號項目單位同煤層實測1頂?shù)?板條 件直接頂厚度m8.7基本頂厚度m12.6直接底厚度m0.22直接頂初次垮落步距m73初次 來壓來壓步距m31最大平均支護強度Kn/m 2410來壓顯現(xiàn)程度不明顯4周期 來壓來壓步距m13最大平均支護強度Kn/m 2390來壓顯現(xiàn)程度不明顯5平時最大平均支護強度2Kn/m3806直接頂懸頂情況m無7底板容許比壓MPa7.638直接頂類型類19基本頂級別級I10巷道超前影響范圍m上巷19m下巷21m根據(jù)以上礦壓參數(shù)及支架阻力計算，液壓支架選型為:型 號：ZY260(X0920初撐力：1972 KN支架寬

18、度：14101580mm 采煤機：型 號：MG132/320-W滾筒直徑：1400 mm截割功率：320KW工作阻力：2600KN支架高度：9002000mm支護強度：0.550.63MPa采 高：1.42.7m截 深：600 mm過煤高度：380mm電壓等級： 1140V 刮板輸送機（ 1 部）：型號： SGD630264功 率： 264KW運輸能力： 400T h鏈 速： 0.93ms刮板鏈形式：中單鏈刮板間距： 1080mm中 部 槽：1500X 630X 222m（長X寬X高）4、轉(zhuǎn)載機（ 1 部）型 號： SZD630/110運輸能力： 500t h功 率： 110KW運輸長度： 4

19、5m鏈 速：1.34 m s中 部 槽：1500X6 30 X 222m（長X寬X高）四、通防系統(tǒng)（一）通風(fēng)系統(tǒng)1、回采工作面風(fēng)量計算按集團公司通風(fēng)實施細(xì)則計算風(fēng)量：Q采=60X H均 X B均 X VX PX KlT=23°C, V=1.3m/s，面長=108m H 均=1.65mK L=1.3 P=0.753Q采=60X 1.3 X 3.98 X 1.65 X 0.75 X 1.2 X 1.1 X 1.15=583m'/min2、通風(fēng)路線進(jìn)風(fēng)路線：副立井-550W大巷41112W運輸巷41112W工作面回風(fēng)路線：41112W匸作面41112W回風(fēng)巷31112W回風(fēng)巷3-3

20、 十一層回風(fēng)上山-300W 回風(fēng)大巷中部風(fēng)井底地面3、通風(fēng)監(jiān)測儀器型號及數(shù)量監(jiān)控系統(tǒng)型號：KJ70型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量、位置：系統(tǒng)分站電源各 1臺，在-550西大巷41112移便處；瓦斯傳感器 1臺，在41112W匸作面上出口 10米范圍內(nèi)；風(fēng)速傳感器1臺，在41112W匸作面回風(fēng)巷內(nèi)；饋 電傳感器2臺，在41112W匸作面總開關(guān)處和41112W匸作面回風(fēng)巷分路開關(guān)處；斷電器執(zhí)行器 2臺，分別在41112W工作面總開關(guān)處和41112W工作面回風(fēng)巷分路開關(guān)處；電纜PUYVRX4X7/0.47 共需 2500米?？刂茀^(qū)域：工作面上出口瓦斯傳感器：瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時報警，達(dá)到1.5%時

21、，斷電，其范圍是工作面及回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電器設(shè)備。序號名稱型號數(shù)量（臺）1監(jiān)測系統(tǒng)分站KJ31.112電源箱KDW-1713瓦斯傳感器KGJ1514風(fēng)速傳感器KGF-215饋電傳感器KGT1626開停傳感器KGT907電纜PUYV398電纜PUYVRX4X 7/0.472500M9斷電器.KHJ6.32（二）采區(qū)防塵1、綜合防塵要求回采工作面防塵 回采面投產(chǎn)前先在煤層內(nèi)注水，預(yù)先潤濕煤體，注水后煤體水分增加不少于1%含水率在4加右。 在運輸巷轉(zhuǎn)載點處，必須安裝噴霧防塵裝置，并設(shè)專人負(fù)責(zé)管理。 進(jìn)、回風(fēng)巷距工作面50m內(nèi)設(shè)置凈化風(fēng)流水幕，并正常使用。 運輸巷、回風(fēng)巷必須按規(guī)定周期清掃或沖

22、洗煤塵，并清除堆積的浮煤。 必須安設(shè)綜采隨機聯(lián)動吐露裝置，并正常使用。其它地點防塵 運輸上山內(nèi)各轉(zhuǎn)載地點，均應(yīng)設(shè)置噴霧裝置，轉(zhuǎn)載時實施自動噴霧。 皮帶運輸巷內(nèi)防塵管路每50m設(shè)一個三通閥門，以供灑水沖塵，其它地點每100米設(shè)一個三通通閥門。2、防塵系統(tǒng)采區(qū)內(nèi)防塵水源來自-50水倉，防塵水經(jīng)-300人行暗井一一-300西大巷一一3-3 十一層軌 道下山一一-550西大巷一一41112V工作面上、下平巷。上平巷必須安裝 4寸防塵管路，下平巷 防塵管路不低于2寸，工作面上平巷必須安設(shè)水壓表。3、隔爆設(shè)施水袋棚采用集中式布置，每組用水量按所在巷道斷面計算應(yīng)不小于200升 /m2,棚區(qū)長度不小于20米，

23、距工作面60米200米。水袋棚安設(shè)好后，要指定專人管理，并經(jīng)常保持水袋的完好 和規(guī)定的水量 五、運輸系統(tǒng)41112W里段綜采面運輸設(shè)備選型面上用 MG132/320-V煤機一SGD-630/264 溜子一 T 轉(zhuǎn)載機一STJ1000/125 X 2 皮 帶機SZD-630/110溜子3T底卸式礦車1、運輸巷長600米，傾角-5.5。，選擇125皮帶機按 Q=400t/h，皮 STJ1000/125X 2 帶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：V=2m/s,功率 250KV；原煤容重 丫 =0.9t/m ;動堆積角P =30°運距L=600m帶寬B=900mm圍包角a =455°(傳動原理圖如圖所示)

24、7a&f10ZD2 a(1) 帶寬的校驗根據(jù)公式B 2=q/kvcy其中：K為貨載斷面系數(shù)，據(jù)p =30°,取K=458C為輸送機傾角系數(shù)取0.95400疋=0.5107458X 2X 0.9 X 0.95B =0.715m v 0.9m故取帶寬0.9m滿足要求，膠帶型號為1000S整芯阻燃帶，每米自重12.15kg(2) 膠帶運行阻力的計算有關(guān)參數(shù)計算膠帶每米載重 q=Q/3.6v=400/(3.6 X 2)=55.6kg/m膠帶自重qd=12.15kg/m上托輥每米線質(zhì)量 qt'=G'/Lt'=14/1.5=9.4kg/m下托輥每米線質(zhì)量qt ”

25、=G"/Lt"=12/3=4kg/m圓周力計算Fu=CfLg (2 qd+ q ) CO$ + qt'+ qt ” +qHg取附加阻力系數(shù)C=1.20模擬磨擦系數(shù) f=0.03Fu=CfL (2 qd+ q ) C0$ + qt'+ qt ”-qHg=1.20 X 0.03 X 600X 9.81 (2X 12.15+55.6 ) COS5.50+9.4+4 55.6 X 9.81 X 600X SIN5.5 o=19692-31366=11675N 膠帶最大張力計算：Fmax=F10= Fun/ (eua - 1) +1n- 摩擦力備用系數(shù) ,取1.15-

26、1.2, 此處取 1.2a -膠面滾筒摩擦系數(shù),取0.2Fmax=F10= Fun/ (eua - 1) +1=11675 X 1.2/( 2 .72 (7.94 X0.2) -1 )+1=15177Nc、校驗輸送帶強度S -1000S整芯膠帶抗拉強度為1000( N/mmB- 膠帶寬度m-膠帶安全系數(shù)m=(900X1000)/15177 =59 12皮帶強度滿足要求。 電機功率電機功率 N=1.2FuV/1000n =1.2 X 11675X 2/850=32KW此處取電機功率備用系數(shù)為 1.2電機傳動效率為 0.85電機功率250KV,符合要求。雖然正常運行是皮帶機的負(fù)荷小，但在啟動是負(fù)荷

27、大，因此選擇 125 雙機。2、長 40 米，傾角 25°的小軌道選用SGW-40刮板輸送機一部，長度為40m運輸量Q=400t/h，傾角為25°,功率為80KW, 鏈速 0.86 米/秒；擋煤板高 0.3 米；( 1 )貨載斷面積校驗刮板輸送機每米載重 q=Q/3.6v=400/(3.6 X0.86)=129kg/m根據(jù)公式q=1000F 丫F= q/1000 書 丫 =129/1000 X 0.8 X 0.9=0.179 米 2書-貨載裝滿系數(shù)(取0.8 )丫 -貨載的散集容重(取0.9噸/米3)貨載實際斷面積 F0=0.6X 0.3+0.1 X 0.5+0.5 X 0

28、.3X 0.6Xtg20°=0.26 米 2> 0.179 米 2故加高擋煤板后，貨載實際斷面積滿足要求。( 2)刮板運行阻力的計算：重段阻力計算Wzh= qL ( 3 CO串-SIn B ) +SL ( 3 ' COSB -Sin B )=(q3 + q°3)LCOB + (q+ qo) L Sin B=(129X0.8+24X0.35)X 40XCOS25°+ (129+24)X 40XSin25° =4046+2586=6632Kg空段阻力計算WK= q 0L(3' COSB +SinB)=24X 40( 0.35X COS2

29、°5 +Sin25°)=710Kg3煤在溜槽中的阻力系數(shù)( 0.6-0.8 )3 ' 刮板鏈在溜槽中的阻力系數(shù)( 0.2-0.35 )q0- 刮板鏈單位長度重量B 刮板輸送機運輸傾角( 3 )電機功率校核主動鏈輪的牽引力 W0=1.1(Wzh+ WK)=1.1X(6632+710)=8076Kg電機功率 N0=1.2 W0V/102 n =1.2 X 8076X 0.86/81.6=102KW此處取電機功率備用系數(shù)為 1.2電機傳動效率為 0.8所選電機功率為110KV,故符合要求。( 4 )刮板鏈強度校核SGW-40鏈條選用雙圓環(huán)鏈，規(guī)格為© 18X64

30、,每條圓環(huán)鏈破斷拉力為35000kg，現(xiàn)強 度校驗如下：Smin=200-300 kg ；對于雙鏈則 Smin=2Smin=2< 300=600 kg按逐點計算法，得S2= Smin+ WKS3=1.06S2S4= S3+ Wzh由上式公式得，Smax= S4=1.06(600+710)+6632=8020kg刮板鏈抗拉強度安全系數(shù)2Sp入K= =2X 35000X 0.85/1.2 X 8020=603.51.2 SmaxSp 刮板鏈破斷拉力35000kg入-雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù)，取0.85刮板鏈抗拉強度足夠。六、供電系統(tǒng)1、供電方式及負(fù)荷情況工作面采煤機、面溜子、轉(zhuǎn)載機及下運輸系統(tǒng)供電

31、電壓采用 1140V供電，高壓電源來自-850 上車場6#開關(guān)柜負(fù)荷側(cè)。上平巷泵站絞車電源采用 660V供電，高壓電源來自-850上車場6#開 關(guān)柜負(fù)荷側(cè)。用電設(shè)備負(fù)荷情況見下表。用電設(shè)備情況及負(fù)荷統(tǒng)計表設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備臺數(shù)額定功率額定電壓額定電流工作面采煤機MWG132/3201320KW1140V240A面刮板機SGD630/26412X 132KW1140V2X 96.2A轉(zhuǎn)載機SZD630/55155KW1140V40A下運皮帶機STJ1000/25012501140V180A通訊控制臺TK2001127V運輸巷乳化液泵BRW200/31.51125KW660V144A調(diào)度絞車JD

32、-55255KW660V2X 60A回柱機JH-30128.5KW660V30A回柱機JH-20T217.5KW660V2X 20照明信號綜保ZXZ8-2.522.5KVA660V2、移變位置的確定工作面開關(guān)站與通訊控制臺設(shè)在下平巷距工作面切眼520M處，工作面移變設(shè)在41112W回風(fēng)巷軌道下頭，距開關(guān)站100米。上平巷供電采用-550西大巷Z315-27移變，供上平巷絞車、泵站、 抽風(fēng)機。皮帶、轉(zhuǎn)載機開關(guān)站設(shè)在各自的機頭處，泵站開關(guān)站設(shè)在泵站處。3、變壓器選擇(1) 工作面移變選擇變壓器的計算容量為：S= KxPe /COSS =0.6(320+264+55+250)/0.7=762(KVA

33、)計算得Kx取0.6 COS ©取0.7選擇KSGBY-80型礦用隔爆移動變電站一臺，其額定容量為Snt=800KVA額定電壓為6/1.2KV。(2) 上平巷系統(tǒng)移變選擇變壓器的計算容量為：S=KxPe/CO=0.6(125+55+55+30+20+3)/ 0.7=246(KVA) 計算得Kx取0.6 COS ©取0.7選擇KSGBY-31型礦用隔爆移動變電站一臺，其額定容量為 St=315KVA額定電壓為6/0.66KV。4、供電電纜的選擇：(1)確定電纜的型號和長度根據(jù)電纜型號的確定原則及實際情況，選擇電纜的型號如下：由X23移變至工作面移變的高壓電纜，選用VV22-3

34、X 35型高壓電纜，其它用電設(shè)備干線電纜均選 用UP(型電纜；上平巷移變使用原在西大巷 Z315-27移變，其它用電設(shè)備干線電纜均選用 UZ型橡 套軟電纜。根據(jù)電纜長度的確定原則，高壓電纜實際距離乘以1.05的系數(shù)，低壓電纜實際距離乘以1.1的系數(shù)。(2)電纜截面的選擇 高壓電纜截面的選擇向工作面移變供電的高壓電纜截面選擇 : 按長時允許負(fù)荷電流選擇。根據(jù)實際情況，現(xiàn)有 V V22-3X 35的電纜，截面35mm最大長時工作電流138A,移變的額定電流=77A<138A選用V V22-3 X 35的高壓電纜滿足要求。向上平巷移變供電的高壓電纜截面選擇 : 按長時允許負(fù)荷電流選擇。根據(jù)實際

35、情況，現(xiàn)有 MYJV22-X 70的高壓電纜，截面70口市最大長時工作電流215A,移變的額定電流 =30A+77=107<215A選用MYJV22-3X 70的高壓電纜滿足要求。 低壓電纜截面的選擇A、 選擇支線電纜截面。支線電纜的截面按機械強度和長時允許電流選擇和校驗，以面刮板機電 纜為例：查表知，選擇滿足機械強度的最小截面為 50 mrh其長時允許電流為173A面刮板機額定電 流193A,故不選擇50 mm電纜。用70 m純纜，其長時允許電流為215A面刮板機額定電流193A 故選擇70 mn2電纜。按照同樣方法，選擇出其它支線電纜截面。B、選擇干線電纜的截面以面開關(guān)站為例，按允許

36、負(fù)荷電流初選其截面Ica=Kx 刀 Pe/ V3UeCO$ =0.7X889/選擇雙路95 mm電纜，其允許負(fù)荷電流：2 X260=520A,電纜截面符合要求。 根據(jù)電壓損失校驗電纜截面校驗 KBSGZY-800A、干線電纜的電壓損失Ue:移變距開關(guān)站的距離為110M按電壓損失校驗電纜截面：3刀 Pe KxLg10889X 0.7 X 1000X 110 ug= =7.4VDUeSg 42.5X 1140X 190式中， D :導(dǎo)電系數(shù)，銅芯橡膠D=42.5,m/( Q .mm );刀Pe：電動機額定功率，KW;Sg：干線電纜截面，mm2;Ue：額定電壓Kx:相應(yīng)于刀Pe的需用系數(shù)；取0.7L

37、g：干線電纜長度，mB、支線電纜的電壓損失 Uz:以采煤機支線電纜為例Pe KfLz10 3320X 0.7 X 620X 1000=4.8V Uz=DUeSz n e 42.5X 1140X 70X 0.85式中:D:導(dǎo)電系數(shù),銅芯橡膠D=42.5,m/( Q .mni );Pe：電動機額定功率，KWKf：負(fù)荷系數(shù)； 0.7Lz:支線電纜長度,m； 480m.Sz：支線電纜截面，.mm2； 70 mnin e：電動機效率；0.85Ue：額定電壓；1140乂C. 變壓器的電壓損失 Ub:刀 Pe KxRb+E Pe Kxtg © pj Xb Ub= Ue889X0.7X 0.0135

38、+889X=51.3V1.14式中，Rb :變壓器繞組的電阻值，Q; 0.0135 QXb:變壓器繞組的電抗值， Q; 0.1072 QTg© pj:對應(yīng)于COSp角度的正切值.0.75Ue：變壓器二次額定電壓，.1.14 KVKx:相應(yīng)于刀Pe的需用系數(shù)；取0.7D. 電壓損失合計： UM Ub+A Uz+A Ug=51.3+4.8+7.4=63.5V 允許電壓損失 : Ug=Ube-Udy=1200-0.95X 1 140=1 17V故選電纜截面滿足要求。 與以上方法相同，校驗其它電纜截面均滿足要求。5、短路電流的計算及靈敏度校驗根據(jù)圖表法 , 查得各點的短路電流。 靈敏度校驗值

39、有的大于 1.5, 符合要求；靈敏度校驗值有的 小于 1.5, 不符合要求6、電氣設(shè)備的選擇供工作面移變選用高低壓一體的隔爆移動變電站，高壓側(cè)配電裝置的額定電流為250A,變壓器的額定電流為77A,滿足要求。供上平巷泵站及運輸巷皮帶移變選用高低壓一體隔爆移動變電站，高壓側(cè)配電裝置的額定 電流為250A,變壓器的額定電流為30A,滿足要求。工作面溜子額定電流為193A煤機額定電流為240A,各選用QJZ-315/1140型磁力開關(guān),250 皮帶機額定電流為180A,選用QJZ-300/1140型磁力開關(guān)，額定電流為300A,轉(zhuǎn)載機額定電流為 40A,選用BQD-120/1140,滿足要求。工作面

40、與運輸巷負(fù)荷889KW額定電流653A，選用一臺BKZ-400/1140型饋電開關(guān)與一臺BKDZ-630/1140型饋電開關(guān)并聯(lián),額定電流1030A,滿足要求。根據(jù)低壓電氣設(shè)備的選擇原則,可選擇出其他饋電開關(guān)、磁力啟動器的型號。7、保護裝置的整定計算(1)高壓側(cè)整定工作面1140V移變高壓側(cè)整定過流： 1.2-1.4ldz=(Iqd+Kx 刀 le)=1.3 X (1400+0.7 X 413)/5=439A,取440A。Kb過載：按額定電流整定650Iz<=130A,取 90A。5(2)上平巷660V移變高壓側(cè)整定過流：1.2-1.4Idz=(Iqd+Kx 刀 Ie)=1.3 X (9

41、36+0.7 X 170)/ 9= 130A,取 150A。過載：按額定電流整定IzKb310<=36A，取 30A。9（3）低壓側(cè)總開關(guān)整定 工作面 1140V 移變低壓側(cè)總開關(guān)過流整定： （ 630）Idz > （Iqd+Kx 刀 le）= 1400+0.7 X 220=1440A取 1260A。過載：按額定電流整定Iz< 刀 le =460A，取441A。 工作面 1140V 移變低壓側(cè)總開關(guān)過流整定： （ 400）Idz > lqd= 1186,取 1200A過載：按額定電流整定Iz< 刀 Ie =180A，取 160A。七、綜采支架運輸能力驗算（一）運輸

42、線路由礦里維修中心裝車，由8T或2.5T架線電瓶車牽引一 1#付井井口，經(jīng)1#付井下松一 -300 井底車場，由10T架線電機車牽引-550暗井上車場，經(jīng)-550暗井下松-550井底車場，由 10T架線電機車牽引一 -550西大巷架線未段，由一部2.5T電瓶車牽引-41112W0風(fēng)巷一段軌道下 變坡點，由軌道上頭30T回柱絞車提升（纏繞1寸繩，運輸距離285米，最大坡度220）-軌道上 頭30T回柱絞車前，由軌道30T回柱絞車下松至軌道片口車場-由軌道上頭 20T回柱絞車提升（纏 繞1寸2繩，運輸距離40米，最大坡度340）-軌道上頭20T回柱絞車前-55KW絞車對拉絞車外滑 頭處-使用55K

43、W絞車對拉絞車運輸（纏繞7分繩，運輸距離780米，最大坡度18°）-切眼以外車 場。（二）各提升環(huán)節(jié)能力驗算1 、1 副井絞車提升綜采支架能力驗算、 技術(shù)特征：提升機型號： 2JK-3.5/20鋼絲繩規(guī)格：6*7- © 34.5-167-特最大靜張力： 15000Kg 最大靜張力差： 10500Kg 電動機型號： YR143/39-12 電動機功率： 630KW 礦車連接器強度的驗算F=Q（Sina+?1cosa）=9200（sin 19。15' +0.015 X cos19015'）=9200 （0.3296+0.0141 ）=3162 Kg<600

44、0Kg式中：Q液壓支架和托盤重量（9200Kg 提升鋼絲繩安全系數(shù)的驗算提升鋼絲繩最大靜張力 Fjm 的計算：Fjm=Q（Sina+?1cosa）+PLc（sina+ ? 2cosa）=9200（sin 19。15' +0.015 X cos19015' ）+4.547 X 1395（sin19。15' +0.2cos19015'） =3162+3283=6445Kg<15000Kg式中：Q液壓支架和托盤重量(9200Kg) a 井筒傾角(19°15')?1容器運行阻力系數(shù) 取 0.015 ?2鋼絲繩運行時與托輥和地板之間的阻力系數(shù)取 0

45、.2P提升鋼絲繩每米重量(4.547Kg/m) Lc 鋼絲繩最大傾斜長度 (1395m) 提升鋼絲繩安全系數(shù)的驗算： m=Qd/Fjm=73750/6445=11.4 式中：m-實際安全系數(shù)Qc鋼絲繩中所有鋼絲的破斷拉力總和。 符合煤礦安全規(guī)程第 400條的規(guī)定 提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量工m的測定總變位質(zhì)量的計算：藝 m=1/g(Q+2PLp+2Gt+Gj+Gd)2=1/9.81(9200+2 X 4.547 X 1800+2X 140X 22+20529+41024)=1/9.81(9200+16369.2+1120+20529+41024)=1/9.81 X 88242=8995(Kg)式中：K

46、gQ-液壓支架和托盤重量(9200Kg)Lp 實際長度 mG j 提升機變位重量 KgKg工m-提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 P主繩每米質(zhì)量Kg/m G 天輪的變位重力Kg G電動機轉(zhuǎn)子的變位重量 提升機強度的驗算：a) 最大靜張力 Fjm 的驗算：Fjm=6445KgC Fje=15000Kg 符合要求b) 最大靜張力差 Fjc 的驗算Fjc =Q(sina- ?1cosa)- nQz (sina+ ? 1 cosa) +PLc(sina-?2cosa)=9200(sin 19 015' -0.015cos19 °15' )- 5 X 670X (sin19 °15

47、' +0.015cos19°15' )+4.547 X 1395(sin19 °15' -0.2cos19 °15')=2902-1151+698=2449(Kg) < Fce=10500Kg 符合要求 提升機制動裝置的驗算：制動力矩的驗算所需用的實際制動力矩M jm= Fjc* D/2= 2449*1.75=4285.75(Kg?m)所選用的制動力矩的確定：Mz> 3Mn=3X 4285=12855(Kg?m)Mz< 5 藝 m? Mk =5 X 8995X 3.5/2 4436=74270( Kg?m)實際確定

48、：Mz= 22100Kg?m制動力矩的驗算：Mz= 22100Kg?m>3Mi=3X 4285=12855 (Kg?m) 制動器制動油壓的驗算：整定油壓 56Kg/cm2 是根據(jù)實際確定制定力矩計算得到的，由于實際確定制動力矩未變，因 此油壓值未變。按制動油壓 5.6MPa 對制動減速度進(jìn)行驗算按公式Px=Fjcs/Fjce x P1+C進(jìn)行計算式中： Px 實際確定的工作油壓 56(Kg/cm2)Pi按Fjce(10500Kg)所確定的工作油壓值 41.2 (Kg/cmi)C盤式制動器各阻力之和折算成的油壓值16.5 (Kg/cm2)Fjcs=MZ/ Rz ，Rz 取1.87M Z=

49、Fjcs* Rz=(Px C) *Fjce*P 1=(56-16.5)*10500*1.87/41.2 = 22100Kg?m 減速度的驗算：上提重載：ah=2(Mz+Mjm)/E m*D=2(22100+4285)/ (8995x 3.5 ) =1.68<3.7=Ac 符合煤礦安全規(guī)程第 433 條規(guī)定 下放重載：ah=2(Mz-Mjm)/ 刀 m*D=2(22100-4285)/8995 x 3.5=1.14 > 0.3Ac=1.02 符合煤礦安全規(guī)程第 433 條規(guī)定 式中：Ac=g(sina+ ?1cosa)=9.81(sin 19°15' +0.015c

50、os19°15')=3.373(m/s2)均符合要求。 電動機容量的驗算式中：N=K*Fjc*V/102* n=1.2*2449 *4.67/102*0.85=158KW630KW符合要求n :傳動效率：n =0.85K:電機備用系數(shù)：K=1.2V:最大速度：V=4.67m/s通過以上驗算得知，提升鋼絲繩安全系數(shù)、提升機強度、制動力矩、制動減速度、電動機 容量均滿足要求，具備下放液壓支架的要求。2、-550 暗斜井絞車提升綜采支架能力驗算1 )原始參數(shù)： 絞車型號：2JK-2.5/20A，滾筒直徑2.5米，最大靜張力90KN對應(yīng)制動油壓5.3Mpa,運 動部位變位質(zhì)量1920

51、0Kg,制動閘8對，制動面積94cm2制動半徑1.64m,提升最大速度3.8m/s。 電動機型號JR157-10，功率260Kw 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量額定轉(zhuǎn)速585rpm,額定 電流 329A。 軌道長度718m最大傾角20.5 °0 提升方式：斜井串車，提升礦車 5輛，礦車自重620Kg,提升載荷1700Kg (煤)，綜采 支架自重8200 Kg,平盤車自重1000 Kg。 提升鋼絲繩直徑32mm鋼絲繩單重3.857Kg/mm2)制動力矩驗算 提升鋼絲繩安全系數(shù)的驗算： 最大靜載荷的計算： 提升綜采支架：Fj = ( Q綜 + Q 平)(sin a +f 1COS a )+plC(Sina

52、 +f 2C0S a )式中：Q綜一一綜米支架自重 8200KgQff平平盤車自重 1000 Kg a 軌道傾角 20.5°1 礦車運行阻力系數(shù) 0.0152 鋼絲繩運行阻力系數(shù) 0.2PL鋼絲繩單重 3.857Kg/m軌道長度 718mF= (8200+1000 x( Sin20.5 ° +=3351+1489=4839Kg 鋼絲繩安全系數(shù)驗算： 提物：m物=Fs/ F 物 ma=68650/4839=14.2>7.5 綜上所述：鋼絲繩安全系數(shù)符合煤礦安全規(guī)程要求。3、最大提升靜張力的確定1 )最大靜張力的驗算：Fjmax = (Q綜 + Q 平)(sin a +f

53、 1cos a )+plc(sin a +f 2cos a ) =4839 Kg <9000Kg2)靜張力差的計算：Fcmax=Q(sin a +f 1cos a )+(nQ 車+Q平)f 1+ plc(sin a +f 2cos a ) =8200 x( sin20.5 ° +=2987+61.5+1489=4537 Kg<5500 Kg4、提升系統(tǒng)變位質(zhì)量的計算：電機：GD (i/D ) 2=300 (20/2.5 ) 2=19200Kg 天輪： 1394.4Kg 鋼絲繩： 3.857x1200x2=9256kg 提升容器： 9200kg 提升機變位質(zhì)量： 21184

54、 則：藝 G=Q+2pl2nqz+Ga+Gd+Gj=9200+5x 620+2x3.857x 1200+19200+21184+1394.4=58707kg藝 M=2 G /g=58707/9.8=5991Kg.s 7m5、制動油壓值的確定(按提物時計算)：1 )制動力矩的確定 根據(jù)規(guī)程第 432條規(guī)定：全部制動力矩與最大靜力矩的比值應(yīng)大于 3 最大靜力矩的計算(按提物)：Mjmax=FcmaxD/2=5671 Kg.m 取 K=3Mzh> 3X 5671=17013 Kg.m 按下放重物時減速度不小于 0.75 米/秒計算制動力矩：Mzh> a藝 M物.D/2+Mjmax=0.75 x 5991 x 2.5/2+4839=10456 Kg.m 按上提重物時減速度不小于 Ac計算制動力矩： Ac=g(sin a +f1cosa )=9.81 x (sin20.5+2=3.60m/s 2Mzh< Ac藝 MD/2-Mjmax=3.6 X 5991X 2.5/2-4839=22121 Kg.m 制動力矩的確定：( 1 )( 2)(3)可以同時滿足取 Mzh =18000 Kg.m 實際制動力矩的倍數(shù)：K= Mzh/ Mjmax=18000/4839=3.