某礦井刮板輸送機(jī)選型計(jì)算分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u279271.1井田位置 1277991.2煤礦交通 4222751.3煤礦水文地質(zhì) 486801.4煤層情況 550981.5煤質(zhì)情況 5128671.6設(shè)計(jì)能力及服務(wù)年限 6298981.7盤區(qū)布置 693241.8資源儲(chǔ)量 7201.9地形地貌及地表水系 7319721.10井田開(kāi)拓 8104411.11氣象及地震情況 823121.12主要自然災(zāi)害 97090第二章刮板輸送機(jī)選型 10276342.1刮板輸送機(jī)鏈型的選擇 10151442.2刮板輸送能力 10173042.3選擇刮板輸送機(jī) 10261782.4刮板輸送機(jī)輸送能力驗(yàn)算 11122282.5運(yùn)行阻力、牽引力、和功率計(jì)算 12200782.6鏈子強(qiáng)度驗(yàn)算 15第一章巴彥高勒礦井概述井田位置根據(jù)呼吉爾特礦區(qū)2008年2月批準(zhǔn)的礦區(qū)總體規(guī)劃，巴彥高勒井田位于礦區(qū)南部，井田范圍由6各拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定，面積65.2734km2，本井田與周邊礦井關(guān)系示意圖見(jiàn)圖1.1。井田境界拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表1.1。巴彥高勒井田位于東勝~神府煤田的東南部,由于主要的可采用煤層比較深,井田內(nèi)及其周邊地區(qū)至今尚無(wú)生產(chǎn)出大型礦井和中小型煤礦。表1.1拐點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)號(hào)XY14295278.75236614410.01524295278.75236625051.24334294147.12036625095.73044291524.00036622401.4205428758306064287486.67036614522.350井田與周邊礦井關(guān)系示意圖1.1圖1.1煤礦交通煤礦交通位置狀況見(jiàn)圖1.2。圖1.2煤礦水文地質(zhì)根據(jù)《內(nèi)蒙古呼吉爾特礦區(qū)巴彥高勒礦井水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告》(2012年11月),井田煤礦水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探狀況類型分析可以將其大體劃分三類為第一～二類第二型采用裂隙型補(bǔ)充水的井田水文地質(zhì)勘探狀況觀測(cè)條件中等。預(yù)計(jì)每年礦井正常平均涌水量797m3/h,最大平均涌水量1196m3/h,根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》(2009年),礦井的主要水文地質(zhì)資源類型情況應(yīng)該較為復(fù)雜。故本項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)以提高礦井的自然水文地質(zhì)探測(cè)性能為復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)防。井田巖的煤層頂部和地下基礎(chǔ)層的底板層對(duì)巖石的沖擊強(qiáng)度相對(duì)較低,多為柔弱~半堅(jiān)硬的砂質(zhì)巖石。工程調(diào)查地質(zhì)根據(jù)調(diào)查礦井類型主要分別為第三類第二型第三層狀型頁(yè)巖類和該工程調(diào)查地質(zhì)根據(jù)調(diào)查礦井條件分別為中等地質(zhì)類;該調(diào)查礦井主要隸屬于大型瓦斯煤層礦井;有的煤塵煤層存在發(fā)生爆炸的直接危險(xiǎn)性;其中的瓦斯煤層主要是容易爆炸發(fā)生起火自燃的劣質(zhì)煤層;沒(méi)有對(duì)土壤地?zé)岬闹苯游：?。煤層情況煤層傾角本次發(fā)掘井田地層位于現(xiàn)今中國(guó)鄂爾多斯高原之東南部,井田的地層構(gòu)造走向形態(tài)基本上按其總體趨勢(shì)是地層作為一向沿著北西東南方向快速傾斜的典型單斜地層構(gòu)造,傾向300～320°,地層平均方向傾角1～3°,地層內(nèi)的生產(chǎn)利用狀況沿其結(jié)構(gòu)走向及地層傾向均可能存在一定的幅度變化,但是這個(gè)變化趨勢(shì)總體變化不大。沿著火山路線的南北走向都是呈現(xiàn)縱寬緩慢的波狀方向發(fā)展,區(qū)內(nèi)沒(méi)有一次發(fā)現(xiàn)明顯的火山斷裂或者主要是褶皺狀的結(jié)構(gòu),也沒(méi)有明顯的火山巖漿石溢流侵入,地質(zhì)調(diào)查結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易。煤層厚度井田范圍內(nèi)所包含的煤層為侏羅系中的傳統(tǒng)延安組,包括2、3、4、5四個(gè)煤組,含有少量的煤8～23層,其中礦山全區(qū)或大多數(shù)可以開(kāi)采的煤層4層(礦山編號(hào)分別為3-1、4-1、4-2中、5-1),局部可以開(kāi)采煤層4層(礦山編號(hào)分別為2-1、2-2中、4-2上、5-2上),可以開(kāi)采區(qū)零星分布的不可以開(kāi)采煤層2層(4-1下、4-2下),其余的煤層都是無(wú)法開(kāi)采。主要開(kāi)采煤層3-1煤可采厚度3.2～6.21m，平均5.9m，該煤層的厚度穩(wěn)定,厚度和溫差變化小,其資源量約占總自然資源量的42.35%。煤質(zhì)情況井田內(nèi)的煤質(zhì)主要為低至高~中等濃度水分,特低灰、少量黑色石油和其他低灰、特少量氧化硫和高~中等濃硫,特低磷和高~小量黑色石油和其他低磷、高、特?zé)嶂档姆浅?qiáng)粘性焰型煤、長(zhǎng)焰燃燒型煤及其他弱黏性焰型煤,是良好的民用及工業(yè)動(dòng)力綜合利用能源煤。設(shè)計(jì)能力及服務(wù)年限礦井的日常工作日和時(shí)間日常管理制度:按照要求設(shè)計(jì)的每個(gè)礦井每人年平均每個(gè)工作日330d,每天4班按時(shí)進(jìn)行日常作業(yè),其中3班按時(shí)進(jìn)行日常生產(chǎn),1班按時(shí)進(jìn)行日常檢修。每日的凈質(zhì)量提高工作時(shí)間一般控制在16h。本項(xiàng)目礦井自然資源豐富,外部建設(shè)環(huán)境條件優(yōu)良、煤質(zhì)保證嚴(yán)格、用戶安全穩(wěn)定,開(kāi)采工藝和技術(shù)條件優(yōu)越,開(kāi)拓工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)便,經(jīng)濟(jì)效益好,適于各種類型的礦井建設(shè)。礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力標(biāo)準(zhǔn)確定值為4.2mt/a。礦井井型設(shè)計(jì)的平均可采儲(chǔ)量556.43mt,其中一個(gè)最大水平(3-1煤以上)364.33mt,儲(chǔ)量中的備用壽命系數(shù)大約取1.4,則4.2mt/a井型的電力供電系統(tǒng)服務(wù)器的使用壽命年限大約為101a,其中一個(gè)最低水平53.0a?？鄢呀?jīng)開(kāi)始回采的11個(gè)礦井開(kāi)采區(qū)生產(chǎn)資源的存儲(chǔ)量19.44mt/a(3.5a),礦井當(dāng)期剩余生產(chǎn)服務(wù)資源使用量的年限可以設(shè)定為97.5a。盤區(qū)布置礦井在井上搬運(yùn)和井下移交煤炭生產(chǎn)時(shí)平均需要分別井下布置1個(gè)搬運(yùn)盤區(qū),即13盤區(qū),井下分別需要布置1個(gè)3-1煤炭生產(chǎn)工作水平面,達(dá)到4.2mt/a的礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。首采區(qū)域13盤區(qū)東西寬2.95km，南北長(zhǎng)5.18km，面積約為11.3km2。根據(jù)各煤層的相對(duì)間距和資源數(shù)量,礦井劃分3個(gè)水平,每個(gè)煤層按水平分盤區(qū)域共布置6組主要大巷,各一組水平大巷沿著所有采用的煤層方向布置，三條大巷間距50m。根據(jù)煤礦瓦斯、通風(fēng)及道路交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)技術(shù)性能要求,經(jīng)過(guò)綜合地測(cè)量分析并設(shè)計(jì)充分考慮每個(gè)礦井在巷道工程施工期間的現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)際工作狀態(tài),每個(gè)礦井工作面均線上應(yīng)分別布置兩條交通巷道,回風(fēng)巷一條;散裝貨物巷和搬運(yùn)巷道各一條。根據(jù)國(guó)內(nèi)外厚層巖煤層綜合開(kāi)采管理技術(shù)的研究發(fā)展和國(guó)際應(yīng)用趨勢(shì)現(xiàn)狀,結(jié)合目前我國(guó)井田煤層開(kāi)采的主要技術(shù)基礎(chǔ)條件,設(shè)計(jì)3-1煤層應(yīng)采用雙向長(zhǎng)壁煤層綜合開(kāi)采機(jī)械化一次采全高大采高落的采煤管理方法,全高大冒采高落煤方法采煤進(jìn)行人工管理煤層頂板,工作面落法進(jìn)行管理后退式煤層回采。本礦的首采工作面長(zhǎng)度約為300m,推進(jìn)時(shí)的方向長(zhǎng)度約2500左右。初期建成的投產(chǎn)地段平均涂料厚度約為5.9m,設(shè)計(jì)時(shí)采用一次性開(kāi)采全高綜采,最大開(kāi)采高度為6.2m,最小3.2m。資源儲(chǔ)量總資源儲(chǔ)量（331+332+333+334）共計(jì)1040.22Mt。礦井工程設(shè)計(jì)計(jì)算中的地質(zhì)資源/礦物儲(chǔ)量損失是在泛指為了計(jì)算使使用礦井的長(zhǎng)期工業(yè)地質(zhì)資源/礦物儲(chǔ)量損失減去按照礦井設(shè)計(jì)計(jì)算方法所需要計(jì)算生產(chǎn)出的自然斷層地質(zhì)煤柱、防水地質(zhì)煤柱、井田中的境界地質(zhì)煤柱、地面上的建(構(gòu))物。礦井工程設(shè)計(jì)的實(shí)際可持續(xù)采用煤礦資源/煤炭?jī)?chǔ)量值在減去各種煤礦工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)地和煤礦環(huán)形工程安裝施工車間采用煤柱與主要采礦井巷采用煤柱之間的采用煤炭?jī)?chǔ)量后,乘以煤礦開(kāi)采重點(diǎn)區(qū)域的資源回收率即可作為整個(gè)礦井工程設(shè)計(jì)的實(shí)際可持續(xù)采用資源儲(chǔ)量。工業(yè)用生產(chǎn)場(chǎng)地及廠房環(huán)形煤柱安裝場(chǎng)地廠房專用煤柱的基本計(jì)算敷設(shè)方法主要是根據(jù)場(chǎng)地巖層沿著位置方向移動(dòng)的基巖角度方向進(jìn)行公式計(jì)算基本留設(shè),參考了與東勝鐵礦煤田其它崗位相鄰的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)地廠房和煤礦井,巖層沿著位置方向移動(dòng)的基巖角度可用公式表示為:其中基巖45°,基巖角度δ=65°。采區(qū)煤層回采率厚中薄煤層一般平均取75%,中厚中薄煤層一般平均取80%,薄中厚煤層按85%比例進(jìn)行計(jì),經(jīng)綜合測(cè)量分析該采區(qū)礦井煤層設(shè)計(jì)最大煤層可采儲(chǔ)量一般為582.34mt。地形地貌及地表水系井田位于鄂爾多斯高原之東南部，區(qū)域性地表分水嶺“東勝梁”的南側(cè)，為毛烏素沙漠的東北邊緣地帶。井田北部地區(qū)自然屬于青藏高原半溫帶沙漠性的自然地貌變化特點(diǎn),大部分井田地區(qū)都已經(jīng)是被第四斷層系統(tǒng)的風(fēng)暴沉積沙丘斷層所完整覆蓋,多數(shù)是呈類似新月形或類似波浪狀的小沙丘,沒(méi)有任何變質(zhì)基巖的山體出現(xiàn)。區(qū)內(nèi)所有森林動(dòng)物植被品種數(shù)量相對(duì)較少,屬半封閉荒漠性森林地區(qū)。井田內(nèi)部并沒(méi)有無(wú)常年的大量地表性降水徑流。雨水大部分時(shí)候是通過(guò)地下風(fēng)沙或積沙直接將水滲透到地下。井田開(kāi)拓本井田主采煤層3-1煤的賦存深度為628～783m，若采用斜井開(kāi)拓，主、副斜井提升長(zhǎng)度達(dá)到1600m左右，已到國(guó)內(nèi)斜井提升設(shè)備的極限。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，井田內(nèi)第四系厚度為74～154m，淺部全新統(tǒng)含6m左右的流砂層，斜井施工極為困難，工期也較長(zhǎng)。另外，根據(jù)臨近礦井的施工經(jīng)驗(yàn)，本礦井筒施工需采用全深凍結(jié)，采用斜井開(kāi)拓明顯不合適，因此設(shè)計(jì)推薦采用立井開(kāi)拓方式。

井下的主要運(yùn)輸機(jī)組均采用膠帶式輸送電動(dòng)機(jī),輔助運(yùn)輸則采用不同的軌道膠輪機(jī)。氣象及地震情況據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯烏審旗地區(qū)氣象站根據(jù)歷年氣溫?cái)?shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì):當(dāng)?shù)仄骄罡叩貐^(qū)氣溫+36.6℃,最低氣溫的年平均值分別為-27.9℃;年各月平均當(dāng)?shù)亟邓棵懿挤謩e為194.7~531.6mm,平均當(dāng)?shù)亟邓糠謩e為396.0mm,且多部分集中于7、8、9三個(gè)降水月內(nèi);年平均當(dāng)?shù)卣舭l(fā)降雨量分別為2297.4~2833.7mm,平均當(dāng)?shù)叵陆到涤炅糠謩e為2534.2mm,年平均當(dāng)?shù)卣舭l(fā)降雨量約等于占年平均降水雨量總和的5~12倍。井田內(nèi)部有季風(fēng)多雨但云霧少,最大地區(qū)持續(xù)最高風(fēng)速平均可達(dá)24m/s,一般地區(qū)持續(xù)最高風(fēng)速2.6~5.2m/s,最大最小凍土沉積深度沙塵為1.71m,最大最小凍土深度沙塵和風(fēng)暴日為50d/a。據(jù)2011年中國(guó)對(duì)特大地震烈度活動(dòng)峰峰測(cè)值烈度區(qū)劃圖,井田水庫(kù)所處地震區(qū)域的特大地震測(cè)量活動(dòng)烈度峰值地震加速度大約為0.05g,地震烈度活動(dòng)峰值烈度預(yù)測(cè)等級(jí)峰值為中或相當(dāng)于特大地震活動(dòng)強(qiáng)度的其他地方為地震烈度,屬于弱弱地震區(qū)域的預(yù)測(cè)峰值范圍,歷史上亦未多次發(fā)生任何造成破壞性的特大地震。主要自然災(zāi)害礦區(qū)的主要天氣和自然災(zāi)害是沙塵暴和冰凍的天氣。夏季降雨集中,雨量大時(shí)低洼處易形成水澇,雨量小時(shí)易造成干旱。礦井工業(yè)用場(chǎng)地、風(fēng)井施工場(chǎng)地、礦井安裝車站、風(fēng)井公路等工程用場(chǎng)地及周邊無(wú)任何洪水、泥石流、滑坡、巖崩及其他工程地質(zhì)災(zāi)害,因此各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目所遭遇的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率較低,危害嚴(yán)重程度較低,而且發(fā)生的危險(xiǎn)性較小。刮板輸送機(jī)選型刮板輸送機(jī)鏈型的選擇刮板鏈由一個(gè)帶有鏈條的刮板連接而成,它們是對(duì)刮板式輸送電動(dòng)機(jī)的一種牽引必不可少的結(jié)構(gòu),擁有運(yùn)走貨載的功能?，F(xiàn)在普遍采用的三種類型刮板鏈分別是邊雙鏈,中兩個(gè)或中一個(gè)或多個(gè)鏈。中雙邊拉鏈力量均相對(duì)于邊雙鏈均勻,預(yù)緊時(shí)拉力適中,水平彎曲運(yùn)動(dòng)性能也更優(yōu)。目前采用輸送量大的兩種工作橫截面長(zhǎng)和輸送功率高的兩種工作面輕型的帶刮板式交流輸送電動(dòng)機(jī)通常直接采用中間或小鏈。綜上所述選擇配有中雙鏈的刮板輸送機(jī)。刮板輸送能力刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力用下式計(jì)算。 (4.1)式中：刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力；煤的容量，1.35t/m3；截深，m；裝載不均勻系數(shù)，一般取1.5；采煤機(jī)和運(yùn)輸機(jī)同向運(yùn)輸時(shí)的修正系數(shù)；運(yùn)輸傾角和運(yùn)輸方向的系數(shù)?？捎杀?-2查得。=6045.90.81.351.51.050.9=2167.75t/h選擇刮板輸送機(jī)根據(jù)運(yùn)輸量=2167.75t/h和工作面長(zhǎng)度L=300m，選擇SGZ1000/2000型輸送機(jī)。它的詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表4.1。表4.1刮板機(jī)參數(shù)表項(xiàng)目SGZ1000/2000輸送能力（t/h)2500工作長(zhǎng)度（m)300裝機(jī)功率（kw)2×1000刮板鏈速（m/s）1.537鏈條規(guī)格（mm)2-48×152鏈型中雙鏈中部槽規(guī)格(mm)1500×1000×376中板厚度（mm）50(60)封底板厚（mm)40啞鈴銷強(qiáng)度（kN）4000額定電壓（V）3300刮板輸送機(jī)輸送能力驗(yàn)算 (4.2)式中：刮板輸送機(jī)的輸機(jī)能力，t/h；輸送機(jī)單位長(zhǎng)度上貨載重量，kg/m；刮板輸送機(jī)鏈速。 (4.3)式中：F貨載斷面積，；煤的松散容重，0.83～1.0；裝滿系數(shù)，見(jiàn)表4.2。貨載斷面積根據(jù)圖4.1求得 (4.4)式中：溜槽承載段橫截面積；原煤在溜槽中的動(dòng)堆積面積。圖4.1貨載斷面積圖表4.2輸送機(jī)裝滿系數(shù)表輸送情況水平及向下運(yùn)輸向上運(yùn)輸+5°+10°+15°裝滿系數(shù)0.9～1.00.80.60.5求得：m2=1000·F=1000×0.47×0.9×0.95=381kg/mt/h因?yàn)椤?，所以輸送機(jī)符合要求。運(yùn)行阻力、牽引力、和功率計(jì)算重段運(yùn)行阻力 (4.5)式中：A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)率t/hL——出廠長(zhǎng)度,mV——刮板鏈速m/sVk——牽引速度4m/s (4.6)式中：重段時(shí)的阻力，N；空段時(shí)的阻力，N；g重力加速度，m/s2；q輸送機(jī)單位長(zhǎng)度上貨載重量，kg/m；q0刮板鏈每米質(zhì)量，kg/m；L輸送機(jī)長(zhǎng)度,m；β輸送機(jī)鋪設(shè)傾角；w,w0貨載及刮板鏈在溜槽內(nèi)的阻力系數(shù)，見(jiàn)表4.3；對(duì)重段，向上輸送取“+”，向下輸送取“-”；對(duì)于空段，符號(hào)與重段相反。表4.3刮板鏈在溜槽中的移動(dòng)的阻力系數(shù)圖類型阻力系數(shù)ww0單鏈0.4~0.60.3~0.4雙鏈0.6~0.80.3~0.4空段運(yùn)行阻力 (4.7)考慮曲線段阻力及彎曲段的附加阻力，則總牽引力 (4.8)對(duì)于各個(gè)特殊點(diǎn)的張力,按兩端分別布設(shè)傳動(dòng)器和張力點(diǎn)進(jìn)行分析,首先要確定最小張力點(diǎn)的位置,各點(diǎn)的位置如圖所示,然后據(jù)"逐點(diǎn)計(jì)算法"來(lái)