目錄 1 21.1.井田概述 21.1.1.交通地理位置 21.1.2.氣象及地震情況 21.1.3.現(xiàn)有生產(chǎn)、在建礦井情況 21.1.4.水源及電源情況 21.1.5.地面地形條件 31.1.6.煤層賦存條件及煤質(zhì) 31.1.7.水文地質(zhì)條件 31.1.8.瓦斯煤塵自燃地溫等其他條件 31.1.9.井田境界及儲量 41.1.10.煤礦的設(shè)計生產(chǎn)年限和實際生產(chǎn)能力 4 42.1采煤機的選型 42.1.1采煤機的選型原則采煤機性能參數(shù)的計算與決定 42.1.2采煤機的參數(shù) 42.1.3初選采煤機及其配套設(shè)備 72.2刮板輸送機的選型 92.2.1刮板輸送機的設(shè)計生產(chǎn)率 92.2.2刮板輸送機的選型 102.2.3運行阻力、牽引力和功率的計算 112.2.4鏈子強度驗算 132.3液壓支架的選型 142.3.1液壓支架選型原則 142.3.2液壓支架選型計算 142.4轉(zhuǎn)載機與破碎機 192.4.1轉(zhuǎn)載機概述 192.4.2選擇轉(zhuǎn)載機 192.4.3破碎機 202.5膠帶輸送機的選型 202.5.1選擇膠帶輸送機 202.5.2膠帶輸送機圓周力計算 212.5.3膠帶輸送機各點張力的計算和垂度的校核 232.5.4輸送機膠帶安全系數(shù)校核 252.5.5輸送機功率計算 26井田概述交通地理位置萬利一礦在鄂爾多斯市西北方向，地理行政區(qū)劃隸屬鄂爾多斯市的萬利鎮(zhèn)，地理坐標為：東經(jīng)109°52′42″～110°02′24″；北緯39°50′09″～39°58′53″。氣象及地震情況本井田煤礦是半沙漠高原大陸性氣候。區(qū)內(nèi)沒有發(fā)生過地震，萬利一礦可防6級地震?，F(xiàn)有生產(chǎn)、在建礦井情況萬利一礦該礦設(shè)計生產(chǎn)能力，萬利一礦井下由南到北布置運輸、煤炭運輸用的是帶式輸送機，開采對象主要為煤層。水源及電源情況本礦區(qū)氣候干燥，地面沒有穩(wěn)定的水流，地下水源較為缺少。礦區(qū)目前主要使用城塔的水源地作為主要的供水來源，城塔水源地可采儲量，距離萬利一井工業(yè)場地約，建有三級加壓的輸水管線將水送至礦井工業(yè)場地。鄂爾多斯北郊――萬利110kV輸變電初期工程。該站位于萬利鎮(zhèn)，新建110kV變電站1座，建設(shè)規(guī)模為2×50MVA，電壓110/35/10kV。初期建1回110kV線路，導線為LGJ-185/10km，安裝1臺50MVA主變。萬利一井現(xiàn)在的一回電源線路，電源來自鄂爾多斯東郊變電站，導線為，線路長約。另外一個萬利一井變電所,設(shè)置主變壓器臺，，。地面地形條件井田內(nèi)地形呈丘陵地貌，沖溝發(fā)育，溝川縱橫，對井口與工業(yè)場地選擇有一定影響，（韓家村車站附近由北向南分布有焦建溝、海字溝、郝家渠），但地面建筑物和人煙稀少，對建井有利。煤層賦存條件及煤質(zhì)萬利一礦的煤層賦存主要為一單斜構(gòu)造的近水平的煤層，傾角＜，除了寬緩的起伏之外，沒有比較大的斷層和其它構(gòu)造，有利于礦井的開拓開采布置，也有利于設(shè)計利用礦井現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進行技改。4-2煤：自然厚度1～6.98m，平均采厚5m?？刹蓛α?30.35Mt。各煤層主要由暗色煤和絹狀煤組成，含線狀，條帶狀亮煤和鏡質(zhì)組成分。4，2煤層亮煤和鏡質(zhì)體組分高于其它煤層。精煤回收率：4-2中、平均在30.4～45.1%。根據(jù)煤的分類指數(shù)、結(jié)合指數(shù)和透光率，井田的煤結(jié)合指數(shù)y值為零，透光率約為59-77%，除4-2煤層外洗煤揮發(fā)分為38.27%，故煤層以長焰煤（CY41）為主。水文地質(zhì)條件萬利一礦的水文地質(zhì)條件簡單，井下涌水量也比較少，對煤礦水文地質(zhì)條件影響都比較小。礦井涌水量4-2中～5-1煤層承壓含水組正常涌水量120.4m3/h，最大涌水量130m3/h；礦井排水系統(tǒng)按正常涌水量103m3/h，最大涌水量130m3/h設(shè)計。瓦斯煤塵自燃地溫等其他條件1、煤礦屬于低瓦斯，煤層瓦斯為，瓦斯含量很小。2、礦井下的煤層的揮發(fā)份比較高，均在36%左右，煤塵有爆炸的危險性。3、層屬易自然發(fā)火煤層4、井田無地溫異常區(qū)。井田境界及儲量根據(jù)設(shè)計委托，井田南北長平均為11km，東西寬平均為9km，面積約92km2。儲量為639.141Mt。煤礦的設(shè)計生產(chǎn)年限和實際生產(chǎn)能力1、礦井工作人員工作時間煤礦一年的工作日為330天，三班二倒，當中早班檢修，下午晚班生產(chǎn)。2、煤礦的可采儲量礦井可采儲量為6.0Mt/a。3、煤礦設(shè)計的服務(wù)年限煤礦能采的煤層儲量為，計算服務(wù)年限時儲量備用系數(shù)取1.35，煤礦設(shè)計年產(chǎn)量以6計算，最后計算得出煤礦設(shè)計的服務(wù)年限為78.9年。2.1采煤機的選型2.1.1采煤機的選型原則采煤機性能參數(shù)的計算與決定下面是萬利一礦設(shè)計生產(chǎn)能力6Mt/a進行三機配套設(shè)備選型的初步計算。煤層總厚在6.98m左右，工作面傾向長度為260米，要求開采厚度2.8～6.98m，平均采高5m，工作面地質(zhì)條件良好，煤層傾角為3°，工作面年產(chǎn)量6.0Mt/a。2.1.2采煤機的參數(shù)2.1.2.1滾筒直徑的選擇D=(0.52～0.6)×6.98=3.63～4.19(m)根據(jù)計算，設(shè)計取3.7m。2.1.2.2截深的選擇本次設(shè)計截深選擇是。2.1.2.3滾筒轉(zhuǎn)速及截割速度采煤機滾筒轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分合適。取30轉(zhuǎn)/分。滾筒直徑為3.7m，轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，故而計算截割速度：(2-1)式中：——截割速度，；D——滾筒直徑，；n——滾筒轉(zhuǎn)速，；2.1.2.4最小設(shè)計生產(chǎn)率(2-2)式中：0.85——采煤機有效開動率；——采煤工作面日平均產(chǎn)量，；——采煤機最小設(shè)計生產(chǎn)率，。則：2.1.2.5牽引速度與生產(chǎn)率（1）,(2-3)式中：——采煤機截深，：——采煤機平均采高，；——采煤機的最小設(shè)計生產(chǎn)率，；——煤的容重，。（2）牽引速度，主要是根據(jù)截齒最大切削厚度來計算得出，則：(2-4)上式中，取，轉(zhuǎn)/分。應該＜截齒伸出齒座長度的，依據(jù)采煤機取。則：（3）根據(jù)支架的推移速度來確定牽引速度截割時牽引速度應＜,＞綜上所述，采煤機的牽引速度取V＝4.84m/min確定采煤機牽引速度之后，采煤機的生產(chǎn)率Q＝60·H·B·V·γ把以上計算結(jié)果帶入公式可得處采煤機的生產(chǎn)率：(2-5)2.1.2.7采煤機的裝機功率（1）預計裝機功率采煤機的裝機功率：(2-6)式中：——截深，0.865m；——最大采高，6.98m；——最大牽引速度，6.3m/min；——采煤機截煤的單位能耗，；一般取，取3。（2）截割功率=（0.8～0.85）=0.85×1901.87=1616.59kW（3）牽引和輔助功率：采煤機牽引消耗的功率要遠＞，所以輔助功率忽略不計：=0.9×（0.15～0.2）=0.9×0.2×1901.87=342.34kW（4）輔助裝置功率：=0.1×（0.15～0.2）=0.1×0.2×1901.87=38.04kW（4）總裝機功率采煤機的實際裝機功率為：N=++=1616.59+342.34+38.04=1996.97kW(2-7)2.1.2.8采煤機的牽引力經(jīng)驗公式計算：P=（1.1～1.3）N式中：P——牽引力，kN；N——采煤機裝機容量，kW。則：P=1.1×1996.97=2196.67kN依據(jù)以上計算，確定采煤機的主要參數(shù)為：總裝機功率1，截深不小于，采高（換滾筒），生產(chǎn)能力不應＜，牽引方式是銷排式無鏈電牽引，牽引力為，額定電壓是。2.1.3初選采煤機及其配套設(shè)備采煤機技術(shù)特征見下表2.1。表2.1MG1000/2550-GWD型交流電牽引采煤機技術(shù)特征名稱數(shù)據(jù)單位主機外形尺寸1850×2950×3153mm高度范圍3.2~7.1滾筒直徑φ3000，φ3200，φ3600裝機功率2×1000+2×150+2×50+150=2550kw供電電壓3300v拖電纜方式自動拖纜牽引力1360/680kn生產(chǎn)能力4500t/h截深865要求刮板機的槽寬1000牽引速度0~11.5~23m/min滅塵方式內(nèi)外噴霧搖臂擺角62，-17主機重量165t最大不能動的尺寸3220×2520×1100機器最高高度3150煤層傾角≤15圖2.1MG1000/2550-GWD型無鏈電牽引采煤機2.2刮板輸送機的選型2.2.1刮板輸送機的設(shè)計生產(chǎn)率設(shè)計生產(chǎn)率是指運輸?shù)攸c在單位時間內(nèi)需要運出的貨載的質(zhì)量，設(shè)計生產(chǎn)率的計算公式為(2-8)——煤層厚度，；——截深，；——牽引速度，6.3m/s；;——實體密度，；2.2.2刮板輸送機的選型根據(jù)A=3081t/h,選用SGZ1250/2400型刮板輸送機。圖2.2SGZ1250/2400型刮板輸送機表2.2SGZ1250/2400型刮板輸送機的參數(shù)名稱數(shù)據(jù)設(shè)計長度350m運輸能力3750t/h裝機功率刮板鏈速1.54m/s電機型號HXW78電機功率1200kW電機電壓3300V減速器型號XP-KPL-75減速器功率2000kW速比1：33中部槽形式整體鑄焊封底式溜槽結(jié)構(gòu)長×內(nèi)寬×高1750*1250*367mm中部連接方式啞鈴組件刮板鏈形式中心雙鏈緊湊鏈規(guī)格緊湊鏈刮板鏈中心距280mm刮板鏈單位長度質(zhì)量72kg/m刮板鏈破斷力2900kN卸載方式交叉?zhèn)刃毒o鏈方式伸縮機尾輔助緊鏈和液壓馬達緊鏈2.2.3運行阻力、牽引力和功率的計算重段運行阻力(2-9)式中q——輸送機單位長度上貨載質(zhì)量，;——刮板鏈運行速度，m/s。圖2.3空段運行阻力式中——刮板輸送機的有載分支基本運行阻力（N）；L——刮板輸送機設(shè)計長度260（m）；g——重力加速度，取g=10m/s2；β——傾角；q——取；——刮板鏈條每米長度的質(zhì)量；——阻力系數(shù)；——煤在溜槽中的移動阻力系數(shù)0.35?？紤]曲線段阻力及彎曲段的附加阻力，則總牽引力式中——刮板鏈條繞上頭部、尾部鏈輪回轉(zhuǎn)時的附加阻力系數(shù)1.21按逐點計算法進行計算。式中——電動機總臺數(shù)；——表示一段的電動機總臺數(shù)。故而最小張力點在點。為了限制刮板鏈垂度從而保證鏈條于鏈輪正常嚙合平穩(wěn)運行，刮板鏈每條鏈子最小張力點的張力，一般可取，可由拉緊裝置提供。電動機軸上的總功率(2-10)(2-11)(2-12)考慮到20%的備用功率，取電動機的功率備用系數(shù),故而2.2.4鏈子強度驗算鏈子強度系數(shù)其中——兩條鏈子負荷不均勻分配系數(shù)，模鍛鏈，圓環(huán)鏈；——一條刮板鏈的破斷力，N；——刮板鏈抗拉強度安全系數(shù)。2.3液壓支架的選型2.3.1液壓支架選型原則（1）支護強度必須大于綜采工作面礦壓；（2）支架結(jié)構(gòu)與礦井井下的賦存條件相匹配；（3）支護的斷面要能滿足礦井通風需要。2.3.2液壓支架選型計算2.3.2.1液壓支架類型的選擇1.支架高度由于要求煤層的開采厚度為2800～6980mm，得出：(2-13)(2-14)式中：——最大支護高度，——最小支護高度，——煤層最大厚度，6980mm，——煤層最小厚度，2800mm，S1——大采高支架取220mm，S2——大采高支架取600mm。經(jīng)計算，支架伸縮比：2.支護強度按經(jīng)驗公式計算：(2-15)式中，q——支架承受的荷載，MPa；M——采高；ρ——頂板巖石密度，一般取2.5×kg/；K——取K=7。預選液壓支架根據(jù)支架高度和支護強度，預選掩護式液壓支架ZY15000/33/72D。圖2.4ZY15000/33/72D掩護式液壓支架表2.3掩護式液壓支架ZY15000/33/72D的參數(shù)名稱參數(shù)額定工作阻力15000kN中心距2050mm支架最大支護高度7200mm支架最下支護高度3300mm支護強度1.24～1.30MPa初撐力12370kN額定壓力31.5MPa支架重量68t支護寬度1880～2130mm底座比壓2.5～2.7MPa支架推移步距865mm操縱方式電液控制頂梁長度：圖2.5(2-16)式中——鏟煤板鏟尖部與煤壁之間的距離，取。式中d——超前移架時＞截深，滯后移架時取0；e——人行道的寬度，不小于0.6米，高度不應該小魚仙倌采高H的70%；H——采高，m；——立柱傾角；c——梁端距，取250～350mm；a——a>300mm；——一般，較厚煤層布置人行道；——由結(jié)構(gòu)而定，一般為300～500mm。頂梁全長工作阻力支架支撐頂板的有效工作阻力為初選支架時可取80%左右，因此有效工作阻力12333.83kN<掩護式液壓支架ZY15000/33/72D的工作阻力15000kN，因此預選的掩護式液壓支架ZY15000/33/72D滿足要求。初撐力：一般計算中，初撐力依據(jù)工作阻力的倍取，故而初撐力為推溜力與移架力移動力與支架的架重、結(jié)構(gòu)、頂板性質(zhì)和煤層厚度有關(guān)。厚煤層移動力一般為，滑動力一般為。架數(shù)確定該型號的液壓支架的寬度為1950mm，工作面長度為260m，需要布置127臺液壓支架。臺式中L——工作面長度，m；A——液壓支架中心距，m。2.4轉(zhuǎn)載機與破碎機2.4.1轉(zhuǎn)載機概述轉(zhuǎn)載機是起到一個承上啟下的作用，主要作用是把刮板機破碎機上的煤，轉(zhuǎn)移到膠帶機。2.4.2選擇轉(zhuǎn)載機依據(jù)以上原則，初選SZZ1350/525型順槽轉(zhuǎn)載機，進行溜槽斷面和電動機功率的校核；轉(zhuǎn)載機溜槽斷面校核同刮板輸送機基本吻合，經(jīng)效驗SZZ1350/525型裝載機滿足要求。設(shè)計的長度為；鏈速：輸送能力為;電動機的功率。參數(shù)見表2-4表2-4轉(zhuǎn)載機 項目參數(shù)單位功率525kW電壓等級3300V上升坡度8度電動機轉(zhuǎn)速1485/748r/min長度33m鏈速1.78m/s運輸能力4000t/h額定電流151/100A園環(huán)鏈破斷負荷1810kN鏈間距500mm刮板間距756mm緊鏈形式伸縮機頭輔助緊鏈和液壓馬達緊鏈伸縮機頭有效行程300mm2.4.3破碎機因為轉(zhuǎn)載機，所以選擇破碎機。表2-5輪式破碎機名稱參數(shù)單位電壓3300kW破碎能力4000t/h排出粒度＜400mm主軸轉(zhuǎn)速419r/min功率525kW錘頭沖擊速度21.9m/s最大輸入塊度1350×1000mm錘頭數(shù)10個轉(zhuǎn)速1485r/m長寬高4510×3680×1935mm2.5膠帶輸送機的選型2.5.1選擇膠帶輸送機根據(jù)運輸生產(chǎn)率，輸送長度，選擇型可伸縮膠帶輸送機。帶速，帶寬，輸送能力。電動機功率。表2-6膠帶輸送機名稱參數(shù)單位電壓3300kW輸送能力3500t/h帶寬1600mm功率kW帶速4.5m/s輸送長度3000m2.5.1.1膠帶輸送機的運輸能力校驗1）按輸送能力計算(2-17)求得：m2）按塊度要求計算(2-18)已知B=1600mm，滿足條件。實際運輸能力：t/h>3500t/h2.5.2膠帶輸送機圓周力計算(2-19)根據(jù)式（2-5-3），（2-5-4）得：1）承載和回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量計算kg/m(2-20)kg/m(2-21)式中：G1、G2——G1=49.5kg，G2=42kg；ao、au——ao=1.5m，au=3m。2）每米輸送帶的質(zhì)量該膠帶輸送機選用型號為阻燃NN-500尼龍帆布芯膠帶8層，縱向拉斷強度是層，則(2-22)kg/m求得：整體拉伸強度，。3）每米貨物質(zhì)量：kg/m(2-23)4）傾斜阻力Fst的計算：(2-24)N5）主要特種阻力Fs1計算：