煤礦工作面供電系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計姓 名： xx 學(xué) 號：041xxxxxx專 業(yè)： 0x高職礦山機電 設(shè)計題目： 礦井排水設(shè)備選型設(shè)計 礦用膠帶輸送機選型設(shè)計 綜放工作面選型設(shè)計 指導(dǎo)教師： xxx 職 稱：副教授 xxx 職 稱：副教授 200x年 x 月 摘 要 本次設(shè)計是根據(jù)煤礦的實際情況、環(huán)境條件而制定的。好的煤礦機械設(shè)備選型設(shè)計和供電系統(tǒng)，對于企業(yè)來說，可以更好的利用和合理分配電力資源，促進安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本。所有的設(shè)計方案都要以煤礦安全規(guī)程、煤礦井下供電設(shè)計規(guī)范、煤礦電工手冊等為準(zhǔn)則。 本設(shè)計介紹了礦井排水設(shè)備選型、膠帶輸送機選型及綜放工作面供電系統(tǒng)；排水設(shè)備選型主要介紹確定排水系統(tǒng)、選擇排水設(shè)備、

2、給出指標(biāo)經(jīng)濟核算、繪制水泵房布置圖、繪制管路系統(tǒng)圖等；膠帶輸送機主要是對膠帶的寬度、膠帶的運行阻力、膠帶的張緊力及選用的電機功率的計算等；綜放工作面供電系統(tǒng)主要是介紹采煤工作面供電系統(tǒng)擬定、電纜選型校驗、低壓供電系統(tǒng)開關(guān)整定校驗、高壓系統(tǒng)整定校驗、接地保護系統(tǒng)、漏電保護系統(tǒng)。 總之，所有的煤礦機械設(shè)備選型和供電系統(tǒng)都是以井下安全生產(chǎn)所服務(wù)為目的。設(shè)計一套完整、完善的煤礦機械設(shè)備選型設(shè)計和井下供電系統(tǒng)，對煤礦安全生產(chǎn)是必不可缺少的。關(guān)鍵詞：機械設(shè)備選型; 排水設(shè)備選型; 膠帶輸送機選型；選型設(shè)計；井下；綜放工作面；供電。目 錄緒 論4第一部分 礦山固定設(shè)備選型設(shè)計7礦井排水設(shè)備選型設(shè)計71. 概

3、 述72. 排水設(shè)備及系統(tǒng)的選擇82.1設(shè)計的原始資料82.2水泵的型號及臺數(shù)選擇82.3 管路的選擇93. 工況點的確定及校驗103.1 管路系統(tǒng)103.2 校驗計算124. 電耗計算134.1 年排水電耗134.2 噸水百米電耗校驗14礦用膠帶機選型設(shè)計151. 概 述152. 原始數(shù)據(jù)163. 膠帶寬度的計及選擇163.1 膠帶運行阻力的計算173.1.1 重度阻力計算173.1.2 空段阻力計算194.膠帶張力計算194.1 膠帶打滑條件的驗算204.2帶強度驗算：204.3 電機功率計算214.4 拉緊裝置的計算21第二部分 綜放工作面供電設(shè)計231. 概述231.1綜放工作面供電系

4、統(tǒng)擬定241.2 綜放工作面負(fù)荷統(tǒng)計241.2.1材料道供電系統(tǒng)負(fù)荷：（660v）241.2.2 溜子道供電系統(tǒng)負(fù)荷：（660v）251.2.3 工作面1140 v 供電系統(tǒng)負(fù)荷252. 設(shè)備的選擇、整定計算、校驗252.1功率因數(shù)252.2 各變壓器容量校驗253. 材料道供電系統(tǒng)273.1 設(shè)備選擇283.2 電纜的選擇283.2.1干線283.2.2 負(fù)荷線293.3 電壓損失檢驗293.4材料道開關(guān)整定計算、校驗303.4.1 材料道配電點(3-5 kbd-200a）整定：（動力）303.4.2 材料道分支饋電（3-4 kbd- 400a）323.4.3 材料道總饋電（3-1 kbd-

5、400a）324. 溜子道供電系統(tǒng)334.1 設(shè)備選擇、校驗334.2 1# 移變（660v）供電系統(tǒng)334.2.1 電纜選擇、校驗334.3 電壓損失檢驗344.4 溜子道開關(guān)整定計算、校驗355. 工作面1140v系統(tǒng)385.1 電纜的選擇、校驗385.2 開關(guān)整定計算、校驗（2#移變系統(tǒng)）396.高壓供電系統(tǒng)446.1高壓配電裝置選擇446.2、移變高壓電纜的選擇、校驗：456.3 高防開關(guān)整定計算、校驗：466.3.1 242-148移變高防（pbg25-6）整定466.3.2 242-125高防（pbg25-6）整定466.3.3 高防（pbg25-6）整定（材料道負(fù)荷）477.接地

6、保護措施478.漏電保護措施48結(jié) 論50致 謝51附錄52參考文獻63緒 論煤炭是我國重要的能源之一，在能源消費結(jié)構(gòu)中煤炭占70%，預(yù)計到2020年煤炭將增至26億噸，為發(fā)展煤炭工業(yè)國家以煤炭為主的能源格局不會發(fā)生根本的改變。根據(jù)我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略，以煤礦為主體的礦山企業(yè)將得到優(yōu)先發(fā)展，而礦山固定設(shè)備和礦山供電系統(tǒng)在礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)中有處于十分重要的地位。一、我國煤炭工業(yè)發(fā)展概況7 我國是世界上最早開采、利用煤炭的國家之一。解放前的舊中國，礦山設(shè)施簡陋，開采技術(shù)落后，資源橫遭破壞，煤炭工業(yè)發(fā)展處于停滯狀況。直至1949年解放時，全國原煤的年產(chǎn)量僅3240萬噸，解放前的最高年產(chǎn)量也只有618

7、8萬噸。新中國成立以后，為我國煤炭工業(yè)飛速發(fā)展開辟了廣闊的前景。50多年以來，煤炭工業(yè)得到迅速發(fā)展，改造、擴建和開發(fā)新建了一大批礦井、礦區(qū)和煤炭基地，煤炭生產(chǎn)能力大幅度提高。目前，我國的原煤年產(chǎn)量已躍居世界第一位。20世紀(jì)80年代后，放頂煤新工藝廣泛得到應(yīng)用，并形成了系列成套的設(shè)備，總采機械化繼續(xù)向大功率、大運輸、大噸位及自動控制方面發(fā)展，使我國采煤機械化進入全面發(fā)展的新階段。20世紀(jì)90年代我國開展高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)。到90年代中期全國百萬噸采煤隊達到70多個，其中超過200萬噸的10個以上，現(xiàn)國有煤礦的采煤機械化程度以達到75%以上。煤礦機械設(shè)備和煤礦供電系統(tǒng)對現(xiàn)在強大的煤礦企業(yè)中有著重大

8、的意義。二、煤礦機械設(shè)備 1.煤礦排水系統(tǒng)由于煤礦井下工作環(huán)境惡劣，地下水和地表水涌入井下，涌入礦井的水稱為礦井水。礦井水積聚在巷道中，不但影響生產(chǎn)，而且威脅著工作人員的健康和安全，為保證煤礦井下作業(yè)人員的生命安全、安全高效的生產(chǎn)、優(yōu)化環(huán)境，需要把礦井水及時排出。因此，礦山排水設(shè)備在煤礦企業(yè)中也是重要設(shè)備之一。排水設(shè)備始終伴隨著礦井建設(shè)和生產(chǎn)，直至礦井壽命終止才完成使命。它對保證礦井的正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。排水方式有自流排水和揚水排水兩種：（1） 自流法排水，就是借助地勢，利用平硐朝出口方向的斜坡，通過水溝將水排出，露天則利用傾斜的水道自流排出。（2） 揚水法排水，就是利用水泵等排水設(shè)備

9、將水排出礦井的方法。主排水設(shè)備負(fù)責(zé)把全礦井或大部分涌水排至地面；輔助排水設(shè)備負(fù)責(zé)把下一開采水平的水排至主排水設(shè)備所在的水平；區(qū)域排水設(shè)備負(fù)責(zé)區(qū)域的涌水直接排至地面；轉(zhuǎn)載排水設(shè)備負(fù)責(zé)把由于反向坡度不能自流的水，轉(zhuǎn)載集中到主排水設(shè)備所在位置。中央排水設(shè)備負(fù)責(zé)把幾個涌水量不大的礦井涌水，匯集起來排出礦井。這些排水設(shè)備，通常都是固定在專門的硐室內(nèi)，故成為固定排水設(shè)備。排水系統(tǒng)又可以分為但水平開采的排水系統(tǒng)和多水平開采的排水系統(tǒng)。2.煤礦帶式輸送機選型 煤礦主要運輸設(shè)備有帶式輸送機、電機車等，此外還有其他很多種類的輔助運輸設(shè)備。對于生產(chǎn)礦井，在礦井開拓系統(tǒng)設(shè)計中，一般情況下要兼顧運輸系統(tǒng)。在選擇運輸設(shè)備

10、類型時，要考慮所需的運輸能力和運輸距離兩個因素。當(dāng)要求運輸能力較大時，往往選用運量大的帶式輸送機；反之，當(dāng)運輸距離較長時，傳統(tǒng)上一般選用電機車運輸，但對于服務(wù)年限較長，且巷道較直的礦井或采區(qū)，也可以考慮使用帶式輸送機作為主要運輸設(shè)備。 目前在大多數(shù)礦井中，主要有鋼絲繩芯帶式輸送機和鋼絲繩牽引帶式輸送機兩種類型，他們擔(dān)負(fù)著煤礦生產(chǎn)采區(qū)乃至整個礦井的運輸任務(wù)。三、煤礦供電系統(tǒng) 供電系統(tǒng)是將發(fā)電廠或附近區(qū)域變電站的電源，通過輸、變、到配電，再到達受電用戶的一整體供電網(wǎng)絡(luò)。電是煤礦生產(chǎn)所必需的主要能源，供電的安全與質(zhì)量的高低，不僅會影響礦山企業(yè)的高效生產(chǎn)，而且會對礦井和礦井中工作人員的安全構(gòu)成嚴(yán)重的威

11、脅。常用的煤礦供電系統(tǒng)是：地面變電所井下中央變電所采區(qū)變電所（移動式變電站）工作面配電點。煤礦供電的電壓等級：交流電包括36v、127v、380v、660v、1140v、3kv、6kv、10kv等；直流電包括110v、220v、440v、250v、550v等等。 井下采區(qū)供電方式有以下三種 1.地面變電亭：煤層埋藏較淺的礦井，在地面設(shè)變電亭，低壓動力線經(jīng)鉆眼送到順槽及工作面。這種供電方式只適合小型礦井； 2.固定的采區(qū)變電所供電方式：動力變壓器安裝在采區(qū)變電所，通過放射式電纜向用電比較集中的配電點供電，由配電點再向各采煤、掘進、運輸?shù)葯C械的電動機供電； 3.綜采及高檔普采工作面：廣泛采用的是移

12、動變電站深入順槽的供電方式。采用移動變電站供電的優(yōu)點： 1）高壓6kv或10kv深入負(fù)荷中心，供電容量大、距離短，電壓損失小； 2）提高了低壓供電電壓的等級，相應(yīng)減小了電動機的體積，降低了電纜的截面積，在允許的電壓損失范圍內(nèi)增大了供電距離； 3）移動變電站移動方便，能減少開拓硐室及搬移的費用和工時；采用移動變電站供電的缺點：1）采區(qū)功率因數(shù)較低； 2）采區(qū)電網(wǎng)的年運行費用不斷增加。解決方法：1）采用靜電電容器進行無功功率補償，以提高采區(qū)供電的經(jīng)濟性；2）提高功率因數(shù)，將采區(qū)電網(wǎng)的功率因數(shù)從0.50.6提高到0.90.95。四、本次設(shè)計的內(nèi)容主要有：1）礦井排水設(shè)備的選型設(shè)計；2）礦用膠帶運輸機

13、的選型設(shè)計；3）綜放工作面的供電系統(tǒng)設(shè)計； 依據(jù)煤礦的實際情況、環(huán)境條件，對煤礦固定設(shè)備選型設(shè)計和井下的供電設(shè)計是非常有必要的。第一部分 礦山固定設(shè)備選型設(shè)計礦井排水設(shè)備選型設(shè)計1. 概 述1）排水設(shè)備 礦井排水設(shè)備包括水泵、水管及附件。根據(jù)煤礦安全規(guī)程的要求，礦井主要排水設(shè)備必須有工作水泵、備用水泵和檢修水泵。工作水泵的能力應(yīng)能在20h內(nèi)排除礦井24h的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70%，并且工作水泵和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%。水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可根據(jù)具體情況在主水泵

14、房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置，或另增設(shè)水泵。 排水管路必須有工作和備用水管。工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20h內(nèi)排完24h的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。2） 礦用水泵的分類水泵的種類是多種多樣的，可以分為離心式泵和軸流式泵兩大類型，礦用水泵多屬于離心式泵。礦用水泵又分為：臥式、單級、單吸水泵，臥式、單吸、多級分段式水泵，臥式、多級螺殼式水泵，潛水泵，深井泵，吊泵. 3）排水系統(tǒng) 在我國煤礦中，目前通常采用集中排水法。集中排水開拓量小，管路敷設(shè)簡單，管理費用低，但由于上水平需要流到下水平后再排出，則增加了電耗。當(dāng)?shù)V井較深時

15、可采用分段排水。涌水量大和水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，若發(fā)生突然涌水有可能淹沒礦井。因此，當(dāng)主水泵房設(shè)在最終水平時，應(yīng)設(shè)防水門。在煤礦生產(chǎn)中，單水平開采通常采用集中排水；兩個水平同時開采時，應(yīng)根據(jù)礦井的具體情況進行具體分析，綜合基建投資、施工、操作和維護管理等因素，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟比較后。確定最合理的排水系統(tǒng)。2. 排水設(shè)備及系統(tǒng)的選擇2.1設(shè)計的原始資料開拓方式為立井，其井標(biāo)口高為+12m，開采水平標(biāo)高為-250m，正常涌水量為320m3/h；最大涌水量為650m3/h；持續(xù)時間60d。礦水ph值為中性，重度為10003n/m3，水溫為15。該礦井屬于低沼氣礦井，年產(chǎn)量為120萬噸。從給定的條件可

16、知，該礦井只有一個開采水平，故可選用單水平開采方案的直接排水系統(tǒng)，只需要在井底車場副井附近設(shè)立中央泵房，將井底所有礦水集中排至地面。1水泵必須排水能力正常涌水期 最大涌水期 式中 工作水泵具備的總排水能力，；工作和備用水泵具備的總排水能力，； 礦井正常涌水量，； 礦井最大涌水量，。2水泵所需揚程估算由于水泵和管路均未確定，無法確切知道所需的揚程，所以需進行估算，即 式中 估算水泵所需揚程，； 側(cè)地高度，即吸水井最低水位至排水管出口間的高度差，一般可取=井底與地面標(biāo)高差+4（井底車場與吸水井最低水位距離），； 管路效率。當(dāng)管路在立井中鋪設(shè)時，=0.90.89；當(dāng)管路在斜井中鋪設(shè)，且傾角>時

17、, =0.830.8；時，0.80.77；時，0.770.74。2.2水泵的型號及臺數(shù)選擇61）水泵型號的選擇根據(jù)計算的工作水泵排水能力，初選水泵。從水泵產(chǎn)品目錄中選取d450-60×5型號泵，額定流量450 m3/h額定揚程300m。則：2）水泵級數(shù)的確定 取=5級式中 水泵的級數(shù)； 單級水泵的額定揚程，。3）水泵臺數(shù)確定 工作泵臺數(shù) 取n1=1備用水泵臺數(shù)n20.7n1=0.7×1=0.7和n2qmax/qe-n1=780/450-1=0.73,取n2=1檢修泵數(shù)n30.25 n1=0.25×1=0.25，取n3=1因此，共選3臺泵。2.3 管路的選擇1、管路

18、趟數(shù)及泵房內(nèi)管路布置形式根據(jù)泵的總臺數(shù)，選用典型三泵兩趟管路系統(tǒng)，一條管路工作一條管路備用。正常涌水時，一臺泵向一趟管路供水；最大涌水時，兩臺泵同時工作就能達到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。2、管材的選擇由于井深遠(yuǎn)大于200m ，確定采用無縫鋼管。3）排水內(nèi)徑式中排水管內(nèi)徑，；排水管中的流量，； 排水管內(nèi)的流速，通常取經(jīng)濟流速.（）來計算。從表1預(yù)選325×8無縫鋼管，則排水內(nèi)徑=（325-2×8）mm = 309mm。表1-1熱軋無縫鋼管（yb231-70）外徑/mm壁厚/mm外徑/mm

19、壁厚/mm外徑/mm壁厚/mm893.524.01464.536.0273 7.050.0953.524.01524.536.02998.075.01023.528.01594.536.03258.075.01083.528.01685.045.03518.075.01144.028.01805.045.03779.075.01214.032.01945.045.04029.075.01274.032.02036.050.04269.075.01334.032.02196.050.04599.075.01404.536.02457.050.04809.075.0常用壁厚尺寸系列2.5 3.0

20、3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.08.5 9.0 9.5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2022 25 28 30 32 36 40 50 56 60 63 70 754)壁厚驗算0.5（)+c式中 所選標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑，cm； 管材許用應(yīng)力。焊接鋼管=60mpa，無縫鋼管=80mpa； 管內(nèi)水壓，考慮流動損失，作為估算；c附加厚度。焊接鋼管，無縫鋼管。所選標(biāo)準(zhǔn)壁厚應(yīng)等于或略大于按上式計算所得的值。吸水管壁厚不需要驗算。= ()+0.15=cm0.8 cm因此所選壁厚合適。5）吸水管徑根據(jù)選擇的排水管徑，吸水管選用×無

21、縫鋼管。3. 工況點的確定及校驗3.1 管路系統(tǒng)管路布置參照圖1-2所示的方案。這種管路布置方式任何一臺水泵都可以經(jīng)過兩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 2、估算管路長度排水管長度可估算為： lp=hsy+（4050）m=266+（4050）m=（306316）取lp=315m ，吸水管長度可估算為lx=7m 。3、管路阻力系數(shù)r的計算4沿程阻力系數(shù)：吸水管 x = = = 排水管 p = = 局部阻力系數(shù)吸、排水管及其阻力系數(shù)分別列于表1-3、表1-4中。 即： 式中 r管路阻力系數(shù)，；、吸、排水管的長度，m； 、吸、排水管的內(nèi)徑，m； 、吸、排水管

22、的沿程阻力系數(shù)，對于流速v1.2m/s，其值可按舍維列夫公式計算，即 、吸、排水管附件局部阻力系數(shù)之和。4、管路特性方程新管 : 舊管: 式中 k考慮水管內(nèi)徑由于污泥淤積后減小而引起阻力損失增大的系數(shù)，對于新管k=1，對掛污管徑縮小10%，取k=1.7，一般要同時考慮k=1和k=1.7兩種情況，俗稱新管和舊管。5、繪制管路特性曲線并確定工況點根據(jù)求得的新、舊管路特性方程，取8個流量值求得相應(yīng)的損失，列入表1-5中。表1-5管路特性參數(shù)表q/（m3·h-1）200250300350400450500550h1/m267.6268.4269.6270.7272.2273.8275.727

23、7.7h2/m268.6270.1271.8274.1276.5279.3282.5285.8利用表1-5中各點數(shù)據(jù)繪制出管路特性曲線如圖1-7所示，新、舊管路特性曲線與揚程特性曲線的交點分別為m1和m2，即為新、舊管路水泵的工況點。由圖中可知：新管的工況點參數(shù)為qm1=533m3/h,hm1=276m,m1=0.83,hsm1=5.3m,nm1=499kw；舊管的工況點參數(shù)為qm2=515 m3/h，hm2=282m,m2=0.85,hsm2=5.4m,nm2=495kw，因m1、m2均大于0.7，允許吸上真空度hsm1=5.1m，符合規(guī)范要求。3.2 校驗計算(1)排水時間的驗算。管路掛污

24、后，水泵的流量減小，因此應(yīng)按管路掛污后工況點流量校核。正常涌水時，工作水泵臺同時工作好似每天的排水小時數(shù)為：最大涌水時采用兩臺泵兩條管路排水，作并聯(lián)等效管路特性曲線與兩臺泵并聯(lián)等效管路特性曲線與兩臺泵并聯(lián)等效泵的揚程曲線，交點為等效泵工作點。反推可求得每臺泵的工況點，以該工況點的流量q=515m3/h。計算排水時間為:即實際工作時，只需2臺水泵同時工作即能完成在20h內(nèi)排出24h的最大涌水量。（2）經(jīng)濟性校核。工況點效率應(yīng)滿足=0.830.850.85×0.81=0.69，=0.850.69。（3）穩(wěn)定性校核。h=2660.9ih0=0.9×5×72=324m式中

25、: 單級泵最大揚程，；由-型水泵特性曲線圖可知=。（4）經(jīng)濟流速校核。吸水管中流速:排水管中流速:吸、排水管中的流速在經(jīng)濟流速之內(nèi)，故滿足要求。(注：吸、排水管的經(jīng)濟流速通常取1.52.2m/s)（5）吸水管高度校核。h 式中: hsm1 = hsm1-（10-ha）-（hn-0.24）=5.1-（10-10.3）-（0.17-0.24）=5.47m實際吸水高度h=4mh，吸水高度滿足要求。（6）電機功率計算。= 式中: 電動機容量富余系數(shù)，一般當(dāng)水泵軸功率大于100kw時，取=1.1；當(dāng)水泵軸功率為10100kw時，取=1.11.2。水泵配套電機功率為，大于計算值，滿足要求。4. 電耗計算4

26、.1 年排水電耗式中 年排水電耗， ； 水的重度，；由給定條件可知=10003； 、年正常和最大涌水期泵工作臺數(shù)； 、 正常和最大涌水期泵工作晝夜數(shù)；傳動效率，對直聯(lián)接取1，聯(lián)軸器聯(lián)接取0.950.98； 、正常和最大涌水期泵每晝夜工作小時數(shù)； 電動機效率，對于大電動機取0.90.94，小電動機取0.820.9；電網(wǎng)效率，取0.95。4.2 噸水百米電耗校驗式中: 噸水百米電耗，。礦用膠帶機選型設(shè)計1. 概 述一、帶式輸送機的使用及優(yōu)缺點 現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，皮帶運輸機在各個企業(yè)中是不可缺少的主要連續(xù)運輸設(shè)備之一。帶式輸送機是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運輸物料的機構(gòu)；它由驅(qū)動裝置、拉緊裝置、輸送帶

27、中部構(gòu)架和托輥組成，帶作為牽引和承載構(gòu)架，借以連續(xù)運輸散碎物料或成件品。 皮帶運輸機的應(yīng)用：它可以將物料在一定的運輸線上從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程；它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送；除去進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成由節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。 1、皮帶運輸機的優(yōu)點：在輸送速度較小的情況下，可實現(xiàn)高效連續(xù)運輸，完成較大的輸送量；運輸距離長，生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟適用，操作簡單，便于維修；在長距離運輸線上，沒有或只有很少的轉(zhuǎn)載站，使被輸送物料獲得較好的保護；適合于任何地形。2、帶式輸送機的缺點： 帶式輸送

28、機的輸送帶成本高且易損壞，故與其他運輸設(shè)備相比，初期投資高，且吧適于運送帶棱角的物料。隨著煤炭科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外對帶式輸送機可彎曲運行、大傾角運輸、線摩擦驅(qū)動等方面的研究有較大進展，提高了帶式輸送機的適應(yīng)能力。二、帶式輸送機的類型 帶式輸送機的類型：通用帶式輸送機、繩架吊掛式帶式輸送機、可伸縮帶式輸送機、鋼絲繩芯帶式輸送機、鋼絲繩牽引帶式輸送機、線摩擦驅(qū)動帶式輸送機、可彎曲帶式輸送機、大傾角帶式輸送機、氣墊式輸送機。 皮帶運輸機也是煤礦主要生產(chǎn)設(shè)備之一，它用于水平運輸或傾斜運輸,是大型現(xiàn)代化煤礦，從工作面直到裝車站，煤的運輸幾乎全由各類運輸機傳送。當(dāng)工作面威力強大的高產(chǎn)高效設(shè)備正常工作時，

29、大量煤全靠這些運輸機向外運，因而帶運輸機選型設(shè)計對礦企業(yè)非常重要。目前在我國大多數(shù)礦井中，主要有鋼絲芯帶式輸送機和鋼絲繩牽引帶式輸送機兩種類型。 煤礦井下開拓系統(tǒng)由具體地質(zhì)條件和地面環(huán)境所決定，不同的礦井在設(shè)計開拓系統(tǒng)時都要兼顧運輸設(shè)備的運輸能力。在大型生產(chǎn)礦井中，若安裝條件許可，可以采用鋼絲繩芯帶式輸送機和鋼絲繩牽引輸送機作為主運輸機運輸設(shè)備。煤礦用鋼絲繩芯帶式輸送機類型按帶寬分由800mm、1000mm、1200mm、1400mm、等型號。其中800mm、1000mm、1200mm帶寬的鋼絲繩帶式輸送機使用較普遍。煤礦用鋼絲繩芯帶式輸送機的類型按帶寬分800mm、1000mm、1200mm

30、等型號。其中1000mm、1200mm帶寬的鋼絲繩牽引輸送機使用較多。本設(shè)計依據(jù)礦井的生產(chǎn)能力和井下的特殊條件，考慮選用1.0米寬的gx2000型鋼繩芯膠帶，單位長度重量qd=25公斤米，膠帶厚度d=17毫米；運輸傾角（向上運輸），運輸斜長為950米，運輸速度2米/秒。設(shè)計計算示意圖 2. 原始數(shù)據(jù)1)礦井生產(chǎn)能力160萬噸年，以最大的生產(chǎn)能力為設(shè)計依據(jù)；2)礦井小時最大運輸生產(chǎn)率為: 噸小時 3)主斜井傾斜角度：；4)煤的牌號：原煤；5)煤的塊度：400毫米；6)煤的散集容重：噸/米3；7)輸送機斜長：950米。3. 膠帶寬度的計及選擇1選取膠帶速度v=2米/秒；按堆積角查表2-1，得k=4

31、58；又按查表2-2，得c=0.95； 米式中 礦井小時最大運輸生產(chǎn)率，(噸/小時)；貨載斷面系數(shù)，值與貨載的堆積角有關(guān)，值見表2-1；貨載散集容重（噸/米3），見表2-3；帶速（米/秒）；輸送機傾角系數(shù)，見表2-2。慮礦井的增產(chǎn)潛力，貨載塊度及膠帶的來源，選用1.0米寬的膠帶。b=1.0米的gx2000型鋼繩芯膠帶，單位長度重量qd=25公斤米，膠帶厚度d=17毫米。表2-1貨載斷面系數(shù)表堆積角10°20°25°30°35°槽型316385422458496平行67135172209247 2-2輸送機傾角系數(shù)表010°1015&#

32、176;1520° c1 0.95 0.9 表2-3各種貨載散集容重表貨載名稱噸/秒貨載名稱噸/秒煤0.81.030°石灰石1.62.025°煤 渣0.60.935°砂1.630°焦 炭0.50.735°粘 土1.82.035°黃鐵礦2.025°碎石及礫石1.820°3.1 膠帶運行阻力的計算3.1.1 重度阻力計算2-3段的阻力w2-3為 式中 每米長的膠帶上的貨載重量（公斤/米） 即 ： 公斤/米； 每米長的膠帶自重（公斤/米）， 25公斤/米； 、分別為折算到每米長度下的上、下托輥轉(zhuǎn)動部分的重量（公

33、斤/米）， 公斤/米；上托輥間距（米），一般取=11.5米；、分別為槽形、平形托混阻力系數(shù)，見表2-4。 即 =19280.7公斤表2-4托輥阻力系數(shù)表工作條件 （槽形） （平行）滾動軸承含油軸承滾動軸承含油軸承清潔、干燥0.020.040.0180.034少量塵埃正常濕度0.030.050.0250.040大量塵埃大濕度0.040.060.0350.563-4段阻力w3-4為： w3-4=式中 凸弧上托輥單位長度重量； 公斤米凸弧段上托輥轉(zhuǎn)動部分重量，根據(jù)選用的托輥實際重量=22公斤（見表2-5）； 凸弧上托輥間距，選用=0.4米； r凸弧段曲率半徑，由圖可知r=30； 中心角為弧度。h凸弧

34、段提升高度h=1.25米。表2-5托輥轉(zhuǎn)動部分重量表托輥型式帶 寬 （毫米）500650800100012001400gg gg （公斤）槽形鑄鐵座111214222527沖壓座8911172022平形鑄鐵座81012172023沖壓座7911151821 這里應(yīng)按懸重要求，求得之值后再計算 = 公斤 =433.1公斤段阻力為： =76.1公斤3.1.2 空段阻力計算段雖有圓弧部分，但影響較小，仍可按直線計算 式中 下托輥單位長度， ； 下托輥（平均托輥）轉(zhuǎn)動部分重量為17公斤； 下托輥間距米，一般取=23米； 公斤/米；膠帶在下托輥上運行阻力系數(shù)，選取=0.034。 即：（公斤） 空段阻力：

35、=-4063.67公斤空段阻力： =（25+6.8）×5×0.034 =5.4（公斤）4.膠帶張力計算 公斤，（前面已經(jīng)計算過）； 公斤；公斤；公斤；公斤；公斤；公斤；公斤；公斤。4.1 膠帶打滑條件的驗算 =1.5核算圍包角：在煤礦中因運轉(zhuǎn)條件較差，故取u=0.3則: 故在選取設(shè)備實際設(shè)備圍包角時應(yīng)大于時a的植才能符合要求。4.2帶強度驗算：已知最大張力公斤，求的安全系數(shù) 式中 b為膠帶寬度；為膠帶的最大張力；膠帶斷裂強度。m值大于7，故符合要求。4.3 電機功率計算 式中 k為備用功率系數(shù)，取1.2； n為表示效率取n=0.9； 膠帶輸送機的總牽引力。4.4 拉緊裝置的

36、計算 拉緊裝置的拉緊行程按膠帶伸長的4%考慮，故拉緊行程為： 米，取s=4米；機尾拉緊裝置配重的計算根據(jù)拉緊裝置平衡條件得： 拉緊裝置計算圖式中 g拉緊裝置總重（公斤）； 即： 拉緊裝置重量為1034公斤拉緊小車車輪與軌道之間的摩擦系數(shù)，取=0.05； = =3200公斤 則： （3200+1034）×0.956×0.05+（532+502）=（3200+1032）×0.292 1236=1236所以此設(shè)計合格。第二部分 綜放工作面供電設(shè)計1. 概述 供電系統(tǒng)是將發(fā)電廠或附近區(qū)域變電站的電源，通過輸、變、到配電，再到達受電用戶的一整體供電網(wǎng)絡(luò)。電是煤礦生產(chǎn)所必需的

37、主要能源，供電的安全與質(zhì)量的高低，不僅會影響礦山企業(yè)的高效生產(chǎn)，而且會對礦井和礦井中工作人員的安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。一、礦山企業(yè)對供電的要求 1、由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境的特殊，根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，礦山供電應(yīng)滿足以下四方面的要求。1）供電可靠 供電可靠就是要求供電不間斷。供電中斷不僅會影響企業(yè)的生產(chǎn)，而且可能損壞設(shè)備，甚至發(fā)生人生事故，嚴(yán)重時會造成礦井的破壞。2）供電安全 供電安全就是在電能的分配、供應(yīng)和使用過程中，不應(yīng)發(fā)生人身觸電事故和設(shè)備事故，也不引起火災(zāi)和爆炸事故。3）供電質(zhì)量 所有的用電設(shè)備都是按照一定的電壓和頻率設(shè)計制造的，用電設(shè)備在額定值下運行性能最好。因此要求供電質(zhì)量方面有穩(wěn)定的頻率和電

38、壓，電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。4）供電經(jīng)濟 要求做到供電系統(tǒng)投資少、運行維修費用低，并盡量減少有色金屬的消耗量。2、電壓允許偏差電壓偏差計算公式如下：電壓偏差(額定電壓-實際電壓) ×100%/額定電壓電能質(zhì)量供電電壓允許偏差（gb 1232590）規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運行條件下，用戶受電端供電電壓允許偏差值為：（1）35kv 及以上供電和對電壓有特殊要求的用戶為額定電壓的+5%5%；（2）10kv 及以上高壓供電和低壓電力用戶的電壓允許偏差為用戶額定電壓的+7%7%；（3）低壓照明用戶為+5%10%。二、電氣設(shè)備的選擇的基本原則 正確的選擇電氣設(shè)備對供電系統(tǒng)的可靠、安全性和

39、經(jīng)濟性都有著重要的意義。1）電氣設(shè)備的型式應(yīng)當(dāng)與使用環(huán)境相適應(yīng)；2）電氣設(shè)備的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與所在的電路的實際工作條件相適應(yīng)，以保證電力系統(tǒng)的正常運行時和故障時，電氣設(shè)備都能安全可靠的工作；3）選擇電氣設(shè)備時應(yīng)盡量選用國產(chǎn)先進設(shè)備，避免選用過時的或已被淘汰的產(chǎn)品；4）還要注意在技術(shù)合理的條件下，盡量節(jié)約投資。三、采區(qū)供電設(shè)計要滿足以下幾點要求 1）供電設(shè)計應(yīng)滿足安全可靠、電能質(zhì)量好和技術(shù)經(jīng)濟合理； 2）條件允許時應(yīng)盡可能采用較高的供電電壓和較先進的設(shè)備； 3）供電系統(tǒng)應(yīng)具有較完善的短路、斷相過負(fù)載、欠電壓、漏電閉鎖等保護和電壓、電流及故障指示； 4）嚴(yán)格遵守煤礦安全規(guī)程及其他有關(guān)規(guī)定。1.1綜放工

40、作面供電系統(tǒng)擬定2某工作面是某礦某采區(qū)綜放工作面，其供電系統(tǒng)分為：材料道供電系統(tǒng)、溜子道供電系統(tǒng)、工作面1140v供電系統(tǒng)。其中：材料道系統(tǒng)由車場變電所供電；溜子道由上部變電所饋出660v移變（1移變）供電；1移變饋出4個配電點:分別供破碎機、轉(zhuǎn)載機、皮帶、溜子道絞車。工作面1140v供電系統(tǒng)由2、3移變供電。其中：2移變饋出三個配電點分別供煤機、噴霧泵、轉(zhuǎn)載機。3移變饋出三個配電點分別供：前、后溜子和乳化泵。 圖1： 1變電所供電系統(tǒng)1.2 綜放工作面負(fù)荷統(tǒng)計1.2.1材料道供電系統(tǒng)負(fù)荷：（660v）負(fù)荷：25 kw 調(diào)度絞車 4部 18.5 kw 回柱絞車 1部 pe=118.5 kw 1

41、.2.2 溜子道供電系統(tǒng)負(fù)荷：（660v）負(fù)荷：2×75 kw 皮帶 1部 160 kw 轉(zhuǎn)載機 1部 110 kw 破碎機 1部 25 kw 調(diào)度絞車 4部 18.5 kw 回柱絞車 1部pe=538.5 kw 1.2.3 工作面1140 v 供電系統(tǒng)負(fù)荷：負(fù)荷：375 kw 煤機 1部 2×132 kw 可彎曲刮板輸送機 2部110 kw 乳化泵 2部 110 kw 噴霧泵 2部 160 kw 轉(zhuǎn)載機 1部 pe=1503 kw 以上負(fù)荷均為各分支系統(tǒng)實際裝機容量，具體設(shè)備、電纜詳見供電系統(tǒng)圖和機電設(shè)備布置圖。2. 設(shè)備的選擇、整定計算、校驗10 11：2.1功率因數(shù)3

42、：因工作面為綜放工作面故取0.7。需用系數(shù): =0.51需用系數(shù)：kx取0.6式中 需用系數(shù);容量最大的那臺電動機額定功率kw；pe工作面用電設(shè)備的額定功率之和，kw。2.2 各變壓器容量校驗：1.材料道： =101.57 kva 式中 變壓器計算容量；需用系數(shù)；pe材料道用電設(shè)備的額定功率之和，kw；加權(quán)平均功率因數(shù)；采區(qū)重合系數(shù)。選擇kbsg-200/6型變壓器13;其額定容量,為:200 kva ,額定電壓6/0.69 kv, 但考慮其他負(fù)荷,故選擇kbsg-500/6型變壓器, 其額定容量,為:500 kva ,額定電壓6/0.693kv。2、溜子道 (2-3移變 630kva) =4

43、37.57 kva 選擇kbsgzy-630/6型干式移動變壓器13；其額定容量,為:630 kva ,額定電壓6/o.693kv。3、工作面1140v移變 （3移變800kva）（供煤機、噴霧泵、轉(zhuǎn)載機） kva 選擇kbsgzy-800/6型干式移動變壓器13;其額定容量,為:800 kva ,額定電壓6/1.2kv。4、工作面1140v移變（2-5 移變800kva）（供可彎曲刮板輸送機、乳化泵） =641 kva 選擇kbsgzy-800/6型干式移動變壓器13;其額定容量,為:800kva ,額定電壓6/1.2kv。3. 材料道供電系統(tǒng)：1、設(shè)備選擇：i、礦用低壓隔爆開關(guān)選擇原則1）

44、礦用一般開關(guān)適用于無沼氣和煤塵爆炸危險的礦井和無沼氣突出的井底車場幾主要進風(fēng)巷道中。礦用增安型開關(guān)適用于有沼氣和煤塵爆炸危險的礦井和無沼氣突出的井底車場幾主要進風(fēng)巷道和通風(fēng)良好的硐室中。2）礦用隔爆型開關(guān)可使用于沼氣突出礦井的任何地點及有沼氣和煤塵爆炸危險礦井的采區(qū)進風(fēng)巷、回風(fēng)巷道以及采掘工作面。礦用本質(zhì)安全型和礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開關(guān)的應(yīng)用范圍同礦用隔爆型開關(guān)。3）在選用礦用低壓隔爆型開關(guān)時，其額定電壓必須小于或等于被控制線路的額定電壓，其額定電流要大于或等于被控制線路的負(fù)荷長期最大實際工作電流。同時應(yīng)根據(jù)控制線路需要選定過流保護繼電器的整定電流值。4）礦用低壓開關(guān)的接線喇叭口數(shù)目及內(nèi)徑要符

45、合受控線路所選用的電纜的條數(shù)及內(nèi)徑要求。一個喇叭口只允許接一條電纜。ii、真空磁力啟動器的選擇原則1）真空磁力啟動器的額定電壓必須大于或等于受控電動機的額定電壓，其額定電流應(yīng)大于或等于受控電動機的最大工作電流。同時要根據(jù)過流保護需要對過流保護需要對過流繼電器選定適當(dāng)?shù)恼娏髦怠?）真空磁力啟動器進出線及控制線喇叭口內(nèi)徑必須符合連接電纜的最大外徑要求，并且一個喇叭口只能接一條電纜。3）工作機械不要求帶負(fù)荷改變旋轉(zhuǎn)方向時，可選用不可逆的真空磁力啟動器。4）真空磁力啟動器必須具備良好的隔爆性能及可靠的過載和短路保護裝置。對使用環(huán)境的要求與隔爆自動饋電開關(guān)相同。ii、電纜選擇的一般原則1、為了做到供

46、電上的安全、可靠、經(jīng)濟和技術(shù)合理，電纜截面選擇應(yīng)按以下幾種原則確定：1）按長時允許負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線截面。使導(dǎo)線在最大負(fù)荷下長時工作而不過熱，即不超過其長時允許溫度。2）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線截面。使受點端有足夠的電壓保證供電質(zhì)量。3）按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面。使輸電線路的年運行費用最低，達到經(jīng)濟供電的目的。4）按機械強度選擇導(dǎo)線截面。避免在運行或安裝過程中斷線，或因受砸壓而損壞，以保證供電的安全運行。5）按短路時的熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)線截面。使導(dǎo)線通過短路電流時不致超過其短時允許溫度。 2、電纜的選擇、校驗： 電纜型號確定根據(jù)供電電壓、工作條件、敷設(shè)地點環(huán)境，確定電纜型號為:myp、my、myjv22 和mycp 型。其中myp 型電纜用于額定電壓為1140v的設(shè)備，myjv22型電纜用于高壓開關(guān)至移變的電纜，mycp 用于采煤機組及工作面刮板運輸機真空磁力啟動器至電動機的電纜，其余所需電纜用my 型。圖2：材料道供電系統(tǒng)圖3.1 設(shè)備選擇：詳見附表1，其分布地點見機電設(shè)備布置圖附表4。電纜的選擇、校驗：3.2 電纜的選擇53.2.1干線 = 100 a 電纜中通過的實際電流，a；pe電纜所帶負(fù)荷有功功率之和，kw；電網(wǎng)額定電壓；加權(quán)平均效率；加權(quán)平均功率因數(shù)9；需用系數(shù)9。選擇電纜