矿井综采工作面机电设备选型设计毕业论文设计

此文档为WORD格式，下载后您可任意编辑修改目录摘要4第一章矿井采区概况5第一节井田概括5位置5二、地形地貌及地表水系5三、构造6四、顶底板岩性6五、水源、电源6六、煤质特征7七、瓦斯7八、煤层7九、地温7十、地质勘探程度及存在的问题7第二章机械部分选型设计9第一节综采工作面三机配套选型设计9（一）采煤机性能参数的计算与决定10（三）初选采煤机主要技术参数的校核16二、工作面刮板输送机的选型设计18（二）SGZ880800刮板输送机的验算20三、液压支架的选型设计24（四）、顺槽转载机的选择28五、破碎机选型31六、乳化液泵站的选择32第二节顺槽胶带输送机的选型设计33设计原始资料33胶带输送机的工作原理图33一胶带输送机的选择34二、输送机输送能力与输送带宽度的验算34三、计算输送带的运行阻力35空段直线段的运行阻力35输送带强度的验算37六、牵引力及电机功率计算37第三节掘进设备的选型38一、工作面概述38二、巷道断面和支护形式39四、掘进工作面个数和掘进机械配备确定39五、EBH132掘进机技术参数40六、管线吊挂42七、供风系统42八、电气设备及电缆的型号的确定42九、掘进工作面电气设备管理制度45第三章综采供电部分选型设计46第一节拟定供电系统46一、综采工作面供配电设备46二、综采工作面供电系统47三、采区负荷统计表48第二节电缆的选择49一、选择导线截面的一般原则49二、高压电缆的选择49三、高压电缆的选择演算51四、低压电缆的选择验算54五、向刮板输送机供电电缆的选择58（六）向带式输送机供电电缆选择60第三节电气设备的选择62一、高压配电装置的选择62二、低压配电装置的选择62三、各设备对应的配电装置63设计参考资料64致谢65摘要本设计共三章，主要设计矿井综采工作面采煤机、刮板输送机、液压支架、破碎机、转载机、输送机、供电设备等机电设备选型设计。其中主要介绍了三机配套，综采工作面布置及配套设备，通过各设备相互配合和协调动作，实现落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制，及工作面巷道运输等生产工序的全部机械化。以及介绍煤矿高、低压供电设备。本设计是结合在校所学课程，对提高自我工作能力和培养解决实际问题的综合应用。关键词综采工作面机电设备三机配套供电设备ABSTRACTTHEDESIGNOFATOTALOFTHREECHAPTERS,THEMAINDESIGNOFMINEFULLYMECHANIZEDWORKINGFACESHEARER,SCRAPERCONVEYOR,MAINLYINTRODUCEDTHETHREEMACHINE,FULLYMECHANIZEDMININGWORKINGFACELAYOUTANDSUPPORTINGEQUIPMENT,VARIOUSEQUIPMENTTHROUGHMUTUALCOOPERATIONANDCOORDINATION,IMPLEMENTATIONCOAL,COAL,COAL,SUPPORT,CONTROL,ANDWORKINGFACEROADWAYTRANSPORTATIONANDPRODUCTIONPROCESSINFULLMECHANIZATIONASWELLASTHEINTRODUCTIONOFCOALMINETHEDESIGNISACOMBINATIONOFCOURSES,TOIMPROVESELFABILITYANDCULTIVATINGTHECOMPREHENSIVEAPPLICATIONOFSOLVINGPRACTICALPROBLEMSKEYWORDSFULLYMECHANIZEDCOALFACEELECTRICALANDMECHANICALEQUIPMENTTHREEMACHINEPOWERSUPPLYEQUIPMENT第一章矿井采区概况11第一节井田概括位置1地理位置唐公沟矿井位于内交通蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区西北部，行政隶属达拉特旗管辖。具体位于罕台川之东，添尔漫沟之西一带。其地理坐标为矿井东经10955041095618北纬3957403958572、交通井田向西约75KM至包神铁路朝脑沟装车站，向东75KM至包府公路，向南80KM至鄂尔多斯市东胜区万利镇。万利镇向南80KM至东胜区。东胜区是内蒙古自治区西部地区政治、经济、文化中心及交通枢纽之重要城市，交通干线四通八达，公路、铁路形成网络，交通条件便利。二、地形地貌及地表水系矿区位于东胜煤田区域性分水岭“东胜梁”之北侧，区域性地形特征为南高北低，矿区内南北向的独贵沟梁是矿区内的天然分水岭，最高点位于矿区西南部边界处，海拔标高为14228M，最低点位于矿区东北边界处的添尔漫沟底，标高为13406M，最大地形标高差为822M，一般高差为50M左矿区区域属高原侵蚀性丘陵地貌特征，地形纵横切割，形成梁峁、沟谷。基岩裸露，植被稀少。矿区内中部形成的南北向独贵沟梁为区内一小型天然分水岭，西部沟谷水由东向西流入罕台川，向北注入黄河。东部沟谷水由西向东流入添尔漫沟，添尔漫沟水由南向北汇入罕台川后注入黄河。均为间歇性流水，只在丰雨期间形成短暂洪流。三、构造唐公沟煤矿煤层最大厚度4M，煤层倾角5，煤层截割阻抗A375NMM，顶板岩性老顶为级，直接顶为2类，工作面设计长度为150M，设计年产量为500万TA；掘进长度为2000M；运输顺槽长度为2000M；掘进工作面倾角为3；原煤密度为13TM。本矿煤层赋存条件较好，煤层为进水平煤层，煤层厚度适中，为4M，井型为大中型矿井，设计能力为500万TA，直接顶为2类中等稳定顶板，老顶为类顶板，周期来压强烈，要求工作面支护强度较大。煤层发育有宽缓的波状起伏，煤田内未发现有岩浆岩体侵入，地质构造属简单类型。四、顶底板岩性本区各可采煤层顶底板岩石的岩性多为粉砂或砂质泥岩，局部为细粒砂岩。根据地质资料和矿井生产经验，顶板较破碎。五、水源、电源本区气候干旱，无长年稳定地表水体，地下水源也比较贫乏。地下松散岩类孔隙潜水含水岩组在各大沟谷中富水性较强，可作为小型水源地。本矿井现有1座6KV变电所，两回6KV电源，一回引自罕台35KV变电所主变容量为1800KVA，导线为YJV226KV,3120MM2,185M,已运行；另一回6KV电源线路引自万利一矿35KV变电所，导线为LGJ1209KM，尚未运行。本矿井目前装设3台250KVA，604KV变压器。井田及周边电力供应充足，矿井又引进两回10KV线路，形成双回路供电，供电条件可靠。六、煤质特征矿区内煤呈黑色，条痕褐黑黑褐色，弱沥青至强沥青光泽，均一或条带状结构，阶梯状、参差状断口，镜、亮煤富集带可见贝壳状断口、眼球状断口，层状构造，内生裂隙较发育，常有方解石及黄铁矿薄膜充填，燃点280C左右，燃烧试验为剧燃，残灰为粉状，灰白灰黄色。摩氏硬度2左右。矿区内各煤层煤岩组分均为暗煤、丝炭为主，亮煤、镜煤以薄条带或透镜体夹于其中，由于区内煤的化学反应性好，抗碎强度高，热稳定性好，可做气化用煤，但由于区内煤层的灰熔点偏低，易结渣，故在利用时应注意。七、瓦斯根据详查报告对各可采煤层瓦斯成分的测定成果，煤层CH4含量很低，为0001MLG燃，自然瓦斯成分中可燃气含量为0046，均为二氧化碳氮气带，均属瓦斯风化带，故矿区内煤层属低沼气煤层。八、煤层影响煤尘爆炸的主要因素是煤的挥发分产率，矿区内煤层的干燥无灰基，挥发分产率均较高，在34以上，据原详查报告所采生产大样测试结果可知，火焰长度均大于400MM，抑制爆炸的最低岩粉量为70，故区内煤层煤尘均有爆炸性。根据详查报告测定结果煤的着火温度300左右，还原样与氧化样燃点差T13在2539，属易自燃煤。九、地温据详查报告中对全区3个钻孔的测试320M井温最大197，最小地温变化梯度17100M，最大地温梯度33100M，平均地温变化梯度3100M，本区无地温异常，属地温正常区，区内井下采煤无地热危害。十、地质勘探程度及存在的问题由于唐公沟矿目前井田范围较小，资源量有限，勘探程度不高，总地质储量约11115MT，其中D级储量约4847MT，占总地质储量的436。因此，建议业主加大勘探程度，使低级储量转化为高级储量，同时进一步加强周边资源的整合力度，扩大井田范围，增加矿井的服务年限和生产能力。井田已开采多年，因此后期开采过程中可能会有采空区积水泄入，矿井在建设和生产过程中应注意收集有关资料，并利用设计配备的探水钻，做好探放水工作，并坚持“有疑必探，先探后掘”的防治水原则。本矿井为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性，煤层容易自燃。地质资料关于煤层相关开采技术条件的部分参数为早期测试的结果，矿井在建设和生产过程中要注意收集相关资料并按照有关规程规范要求补充相应的技术参数测试和鉴定，及时根据鉴定结果采取切实可行的措施防止事故的发生。矿井设计的主要依据为内蒙古自治区东胜煤田万利矿区唐公沟煤矿资源储量复核报告和矿井实际生产情况资料。但该报告重点是对井田煤炭资源储量进行复核，对水文地质条件以及开采技术条件的地质工作和描述尚显不足，所以矿井在建设和生产过程中应重视地质资料的收集整理工作，并根据地质条件的变化情况及时调整生产及安全措施。如矿井井下涌水量有增大趋势时，应及时扩建井底排水系统；如煤层发火趋于严重时，要及时提高注氮系统的能力等安全措施。根据本矿工作面条件及我国目前采煤方法的类型及设备配套情况，设计确定工作面的方法为综采煤层走向长壁采煤法一次采全高单击此处键入英文关键词（自定义35个），内容应当与中文相同第二章机械部分选型设计由于综采设备机型日益增多，各机型又有各自不同的优势，根据煤层赋存条件，工作面生产能力及设备新旧接替的要求，经常采用国产和引进设备交叉互配使用，而国产设备间的多种匹配是必然的，不同采煤机、输送机和液压支架可配套成多种合理的成套设备。但只有选型合理、配套恰当，才能获得良好的使用效果。因此，要使综采工作面“三机”（采煤机、刮板输送机和液压支架）都能发挥最大的生产能力，就必须在性能参数，结构参数，工作面空间尺寸以及相互联接的形式、强度和尺寸等方面互相匹配。三机配套原理图如下第一节综采工作面三机配套选型设计滚筒式采煤机是目前国内外采煤机械的主要类型，现在已经研发和生产出很多类型，她与刨煤机相比有许多优点采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶板条件，还有利于实现综采设备的配套和自动控制。因而，在国内外煤田开采领域，双滚筒采煤机得到了广泛的应用，现代滚筒式采煤机应具有如下特征（1）装机功率能满足采煤生产率要求；（2）截割机构能适应每层厚度变化而可靠工作，牵引机构能在工作过程中随时根据需要改变牵引速度，并能实现无级调速，以适应煤质硬度变化正常发挥机器效能；（3）机身所占空间尽量小，对薄煤层采煤机尤为重要；（4）可拆成几个独立的部件，以便入井和运输，也便于拆装和检修；（5）所有电器设备都具有防爆性能，能在有煤尘瓦斯爆炸危险的工作面内安全工作；（6）电机传动装置和牵引部等具有超负荷安全保护装置；（7）具有防滑装置，以防采煤机沿煤层倾向自动下滑；（8具有内外喷雾灭尘装置；9）工作稳定可靠，操作简便，操作手把和按钮尽量集中，日常维护工作量小而容易。采煤机选型原则适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、牵引速度等参数选取合理，有较大的实用范围；满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力1020；与液压支架和刮板输送机相匹配。影响采煤机选型的主要因素煤层的力学特性、厚度和倾角，工作面生产能力。（一）采煤机性能参数的计算与决定1采煤机直径的选择根据目前我国采煤机生产现状及使用情况，设计选用双滚筒采煤机。双滚筒采煤机滚筒直径应大于最大采高HMAX的一半，一般可按D（05206）60可计算出截割速度为421米秒。式中V截割速度，MSJD滚筒直径，MN滚筒转速，RMIN4采煤机最小设计生产率采煤机最小设计生产率与采煤机有效开机率有关。虽然综合机械化开采在我国中厚煤层一次采全高工作面的应用已经成熟，机械设备的生产加工技术也比较完善，设备可靠性也大大提高，但采煤工作面煤层潜在的变数及机械设备的检修等的各种因素均影响采煤机有效开机率，我国平均水平在0608左右。设计取正常开机率为65。采煤机最小设计生产率由下式计算/KTMNDFQYH式中QH采煤机最小设计生产率，TQH采煤机可实现设计生产率，1813T（2）根据截齿最大切削厚度决定的牵引速度2V采煤机截割过程中，是滚筒以一定的转速N，同时又以一定的牵引速度V2沿工作面移动，切削厚度呈月牙规律变化，如果滚筒一条截线上安装的截齿数为M，则截齿最大的切削厚度HMAX在月牙中部，可用下式求出。MMN102AXV上式中，M一般取6，N根据上面的计算取35转分。一般来说，式中4采煤机生产率的确定采煤机的牵引速度确定后，则采煤机的理论生产率Q为TQ60HBVTT20、主机重量约70T21、牵引型式交流变频调速，销排无链，节距147MM22、灭尘方式内外喷雾23、拖电缆方式自动拖缆24、主机外形尺寸1500024951570MM25、最大计算生产能力2650TA1620033015210M工作面最小采高23M，选型满足最小采高的要求。3卧底量校核最大卧底量KMAX按下式计算KMAXA2SIN2MAXDLH式中，MAX摇臂向下摆动最大角度，20则KMAX4156（MM）0SI8160查表得MG6501480WD采煤机最大卧底量440MM，计算值小于实际值，满足要求。4工作面生产能力的校核工作面长度150M,采煤机截深为08M，采煤机开机率为65，采煤机平均割煤速度按92MMIN，则每刀割煤所需时间（150250）922717MIN,取27MIN。每日三班生产，一班检修，每日有效工作时间6702MIN53每日进刀7022726刀；工作面年推进度266864M30工作面生产能力按下式计算QIMLRCK/式中Q工作面生产能力，T，计算值大于选取值，满足要求。/6采煤机牵引力的估算采煤机移动时必须克服的牵引阻力T为TK2GFD（COSK22K3）GSIN式中F摩擦系数，取平均值018D截割阻抗，375NMMK1经验系数，取07K2估算系数，取02K3侧面导向反力对牵引阻力影响系数，导向板在采空区侧布置，煤层倾角为5，取0402。当向上牵引时，取正号；向下牵引时，取负号。则T30875KN,T18673KN所选采煤机牵引力满足要求。111二、工作面刮板输送机的选型设计刮板输送机选型原则刮板输送机的运输能力应大于采煤机最大生产能力，一般取12倍；要根据刮板链的负荷确定链条数目，结合煤质硬度选择链子结构型式；应优先选用双电机双机头驱动方式；应优先选用短机头和短机尾；应满足采煤机的配合要求。（一）设计原始资料1回采工作面生产能力QCQC60HBV式中。则Q604081392229632（T9、刮板链形式中双10、规格341262（MM）11、链环破断力1450KN12、链条中心距160MM13、每米质量65KG14、长宽高1500800344MM15、水平可弯角度116、垂直可弯角度32、刮板输送机的铺设长度L（M）设计工作面长度为150M，刮板铺设长度为150M。3、刮板输送机的铺设倾角（）煤层倾角为5，刮板输送机的铺设倾角最大按5考虑。112（二）SGZ880800刮板输送机的验算1验算运输能力刮板输送机的运输能力为Q3600FV式中F运行物料的断面积，经过SGZ880800型刮板的运行物料断面积为043M2煤的散碎密度，计算时一般取09TM3装满系数，查表得09V刮板链运行速度，11MS则Q36000430909111379268T链条数，单链1，双链2，取N2；两条链子负荷分配不均匀系数，单链1，双链085；S一条刮板链的破断力，1450000N；PS刮板链实际承受的最大张力值；MAXSS372354NAX4则K66242108计算出的安全系数满足K42,说明链子的强度满足要求。113三、液压支架的选型设计液压支架选型原则支护强度与工作面矿压相适应；支架结构与煤层赋存条件相适应；支护断面与通风要求相适应。（一）影响液压支架选型的因素影响液压支架选型的因素，主要考虑煤层顶底板稳定性，煤层厚度、倾角赋存状况及瓦斯含量等情况，其中以煤层及顶、底板稳定性影响较大。本矿煤层厚度4M，倾角5，煤层赋存条件较好。本矿工作面煤层直接顶为2类顶板，属中等稳定顶板，强度较高，强度指数在3170KGCM2之间，发育大量节理裂隙，随采随落。本矿工作面老顶为级顶板，周期来压强烈，对支架支护强度的要求较高。（二）液压支架的选型1架型的选择液压支架根据对顶板的支护方式和结构特点不同，可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种基本型式。支撑式支架顶梁长，立柱多，且垂直支撑，工作阻力大，切顶能力强，通风断面大，后部有简单的挡矸装置，架间不撑紧，对顶板不密封，它适应于稳定或坚硬以上直接顶和周期来压明显和强烈的老顶条件。掩护式支架有宽大的掩护梁可挡住采空区冒落的矸石，它的顶梁较短，支柱少且倾斜支撑，架间密封，支架工作阻力较小，切顶能力差，但由于顶梁较短，控顶面积小，支护强度不一定小，它使用于不稳定和中等稳定直接顶条件。支撑掩护式支架兼有上述两种支架的结构特点，顶梁较长，立柱较多，呈垂直或倾角较小倾斜支撑，故工作阻力大，切顶能力强，具有掩护梁架间密封，挡矸掩护性能好，它使用于稳定以下各类顶板，有取代支撑式支架的趋势，但结构复杂，重量较大，价钱相对较高。由于本工作面的直接顶类别及老顶级别均以确定，所以可直接根据“适应不同类级顶板的架型及支护强度表”直接选择。根据表中给定的架型选择标准，确定本工作面的支架类型为支撑掩护式。虽然该支架结构复杂，成本较高，但该类型支架技术成熟，安全性高，工作性能稳定，对不同地质条件的煤层适应性强，应用广泛。2液压支架结构参数的确定HMAXS2BC式中HMAX支架最大支护高度，M；HMIN支架最小支护高度，M；SCA式中HMAX支柱最大工作高度，MHMIN支柱最小工作高度，M煤层最大最小采高，分别为4M，35MC顶梁高度，100MMS最大控顶距处顶板顶板下沉量，300MMA支柱卸载高度，80MM。则HMAX40139（M）HMIN350301008302（M）2单体液压支柱的工作阻力及支护密度单体液压支柱的工作阻力选取DZ25型，即工作阻力为25KN。单体液压支柱的支护密度确定如下按照4M采高，进行选取支护强度为742570吨米2即070MPA。支护密度702528（根M2）3单体液压支柱型式及铰接顶梁的选择单体液压支柱的型式分为内注式及外注式。根据内注式和外注式的使用条件，本设计选用外注式单体液压支柱。外注式单体液压支柱重量相对较小，制造成本低，伸缩比大，适用于中厚煤层之中。铰接顶梁的选择根据采煤机截深，取08M，铰接顶梁的长度取截深的整数倍。114（四）、顺槽转载机的选择转载机安装在采煤机工作面下顺槽，是将工作面运出的煤转载到胶带输送机上的中间转载设备，同时输送机伸缩时减少输送带的拆装次数。桥式装载机实际是一种结构特殊的短刮板输送，其传动系统和驱动装置与刮板输送机相同。主要特点是机身有一段悬桥结构，用来与可伸缩胶带输送机搭接，当工作面刮板输送机向煤壁推移后，转载机亦沿顺槽方向整体移动相应的距离。当装载机移动到搭接的极限位置时，胶带输送机缩短，以使装载机仞可逐渐前移。1选择原则（1）转载机的运输能力要稍大于工作面刮板输送机的运输能力；（2）顺槽转载机的机尾与工作面刮板输送机的连接处要配套；（3）顺槽转载机的零部件与工作面的刮板输送机的零部件尽可能通用2转载机选择验算依据以上原则，初选SZZ900315型顺槽转载机，进行溜槽断面和电动机功率的校核；转载机溜槽断面校核同刮板输送机基本吻合，经效验SZZ900315型装载机满足要求。转载机的技术特征型号SZZ900315标准长度45M链速18MS圆环链34126输送量2200T柱塞每分钟往复次数；Z柱塞数目。实际上，因为乳化液泵有泄漏损失，所以泵的实际流量比理论流量小一些，某一具体的浮化液泵，它的柱塞直径，行程，往复次数和数目都是一样的从理论上分析，乳化液泵的流量与压力无关，但实际上随着压力的升高，由于泄露的增加，因而流量要有所减少。2乳化液泵的压力乳化液泵在工作时要克服外部负载及管道阻力，所以泵的压力是随着负载及管道阻力的大小而变化的，如单柱在升柱时将受负载阻力F的作用，于是油腔下腔的油液产生压力，其值P可用下式计算PMPAFA式中F单柱所受的负载阻力，KN；A活塞下端的断面积，MM2。通过上述计算校验得，所选XRB2B80200型乳化液泵符合工作面支护要求。3XRB2B80200乳化液泵站配件型号XRB2B80200排液接头XRB2B01012L接头XRB2B01012G柱塞XRB2B01012A钢套螺堵XRB2B01014螺母XRB2B0101512第二节顺槽胶带输送机的选型设计1设计原始资料带式输送机的铺设长度，1500M；带式输送机的铺设倾角，13；顺槽设计运输生产率，QC1500T12。按摩擦牵引力条件得SS1536S6NE联立上二式得S30075N将S的值代入上列各关系式得6S161202NS1692621NS302421N按重段输送带最大允许垂度的要求，重段的最小张力点S应不小于按下3式求得之值S5（QQ）LGCOSMIND将重段托轮间距L12M带入得GS5（104231）1298COS374632NIN令S74632N，以此为准，按上列各点张力的关系式求算各点张力得S213652NS203478NS77856NS83604NS407544N4拉紧力在图示位置的拉紧装置应具有的拉紧力为H105SS1057785683604165353N4此拉紧力是按稳定运行条件计算的，启动和制动工况下还要按加、减速度的惯性力，增大拉紧力，以免输送带在驱动滚筒上打滑。5输送带强度的验算选用680S型阻燃输送带的拉断强度为680NMM，带宽B1200MM，则安全系数为M2012AXDB47568所选胶带输送机强度满足要求。121六、牵引力及电机功率计算输送机主轴牵引力为F0S6S1005S6S1407544203478005407544203478234617N电动机功率NKWVFK16850372460式中N电动机功率，KWF驱动滚筒牵引力，234617N0输送带运行速度，35MSV减速器的机械效率，取085；K功率备用系数，K115120。通过上述计算，说明所选带式输送机的电机容量2250KW，满足要求。13第三节掘进设备的选型131一、工作面概述1该工作面煤层顶板岩石的岩性多为细粉砂质泥岩，局部为细粒砂岩，根据地质资料和矿井生产经验，顶板较破碎。2工作面倾角为13，掘进长度为2000M，煤层厚度为4M。3该工作面煤层中瓦斯含量很低，0001MLG燃，自然瓦斯成份中可燃气体含量为0046，均为二氧化碳氮气带，均属瓦斯风化带，故该工作面为低瓦斯矿井。4本井田水文地质条件简单，影响矿井安全生产的充水源主要为四系松散潜水含水层静储量，在煤层基岩厚度较小区域，煤层采动后，若冒裂带导水裂隙与该含水层导通，潜水含水层便可能沿裂隙涌入井下，对矿井安全生产构成威胁，基层裂隙含水微量，含水性弱，静储量小，补给条件差，根据该矿井及临近矿井历年开采情况，采动冒落后，不会对矿井安全生产构成威胁。根据现有地质资料和该矿井扩大区面积推测本矿井正常涌水量为40M3伸缩行程420MM截齿形式镐形2转运机构装运行式星轮，双边链刮板输送机驱动方式液压装载宽度22,28（带有铲板）运输链速13MS装运能力160M履带板宽度480MM4液压系统泵站驱动功率90KW油泵型号及数量CBZ2063050,2个；CBZ2063050040,3个泵站总流量380LMIN系统工作压力2315MPA马达型号及数量AZF160W2P2,2个MHM161400B,2个；NHM11700I,1个油缸数量10（含第二输送机，13个）5供水系统喷雾及冷却水压力15MPA喷雾耗水量45LMIN喷雾喷嘴数量9个6电气系统防爆型是隔爆型供电电压1140V控制电压AC190V,36V,24V,18VDC24V7整机外形尺寸（长宽高）024M2M18M质量42612T总功率222（含第二输送机，233）KW挖底深度280MM132六、管线吊挂材料巷、皮带巷管路各为3趟，从上至下依次为供水管、供风管、排水管。管路均吊挂在两巷的煤柱帮，在顶板上距煤帮50MM的位置打设一排专用吊挂锚杆（规格为202000螺纹钢树脂锚杆），配套固定镀锌扁铁连接片，用螺栓连接标准水管卡固定管路，吊挂间距为5米，管路之间采用标准水管卡连接，吊挂间距为5米。供水管在两巷入口处均需安装一个DN150阀门和一个水质过滤器，并沿巷每500米安装一个水压表，每50M加设一个减压阀及DN50洒水三通；另外根据供水施救系统要求，供水管必须每隔1000M预留一个三通阀门，并向下延接一段管路，确保管路离底板高度为15M，且在管路未端安装一组供水阀门，工作面设置不少于一组的人体饮用水阀门组，饮水嘴与阀门组要设置配套的快速对接头。排水管在沿巷低洼处需预留三通阀门，安设水泵进行排水。所有管路必须吊挂平直、无起伏，且必须按规定刷标准防锈漆，供风管刷淡蓝色，供水管刷绿色，排水管刷黑色，水管卡刷银色；管路每隔100M要挂设标志牌，标明管路用途；每隔6米贴反光标志。133七、供风系统工作面选用两台MLGF208132G移动式螺杆空气压缩机提供动力用风，空压机安置在回风联巷开口临时配电点处，材料巷、皮带巷均选用一趟DN100钢管供风，根据压风自救系统要求，供风管每500M要预留DN100三通，并向下延接一段DN100管路确保管路离底板高度为15M且在管路未端安设一组压风三通阀门装置和一组压风自救装置。134八、电气设备及电缆的型号的确定（一）变压器选择掘进工作面选择KBSGZY1600KVA移变，提供巷道1140V动力电缆；选用KBSG630KVA移变为采区变电所内660V供电移变，提供660V动力电源。二低压电缆型号选择1选择原则根据煤矿安全规程及低压电缆的型号与电压等级，应选用专用移动型电缆。当电压为1140V、660V时选用MYP系列，型号分别为MYP1140370127和MYP660350116照明，信号选用MYQ038066325115矿用移动电缆。注MYP1140370127电缆载流量为233A；MYP660350116电缆载流量为170A。设备选型及配套情况序号设备名称规格型号容量1掘进机EBH132132KW2刮板输送机SGB62040T255KW3胶带转载机ZP255KW4胶带输送机SJ80SSJ8009090KW5锚杆液压钻机MTY120C3KW6移动变电站KBSGZY16001250KVA7移动变电站KBSG630630KVA8局部通风机FBDNO71230KW9水泵BQW100107575KW10照明ZXZ844KVA3掘进机供电电缆的选择I8356ACAWMNDECOSUPK3103012根据矿用橡套电缆长时允许载流量，查表得25电缆为I110A8356A满足要求。同时，机械强度也满足要求，所以选用MYPJP10325电缆。4刮板输送机供电电缆的选择I696ACAWMNDECOSUPK310334081根据矿用橡套电缆长时允许载流量，查表得16电缆为I85A696A2P满足要求。同时，机械强度也满足要求，所以选用MYPJ10316电缆。5胶带转载机供电电缆的选择I348ACAWMNDECOSUPK31030815根据矿用橡套电缆长时允许载流量，查表得4电缆为I36A348A2P满足要求。同时，机械强度也满足要求，所以选用MYPJ1034电缆。6胶带输送机供电电缆的选择I5698ACAWMNDECOSUPK3103340819根据矿用橡套电缆长时允许载流量，查表得16电缆为2I85A5698A满足要求。同时，机械强度也满足要求，所以选用MYPJP10316电缆。7局部通风机供电电缆的选择I38ACAWMNDECOSUPK310340816根据矿用橡套电缆长时允许载流量，查表得16电缆为I85A38A满2P足要求。同时，机械强度也满足要求，所以选用MYPJ10316电缆。根据计算，所选电缆见下表负荷名称长时负荷电流（A）长时负荷电流要求最小截面（MM2）电缆截面MM2掘进机53562525转载机34844刮板输送机6961616局部通风机38616胶带输送机56981616135九、掘进工作面电气设备管理制度1、井下停送电操作要严格执行矿停送电制度。2、电缆沿线每隔500米、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端都应设置电缆标志牌。3、掘进机等移动设备必须安设专用设施吊挂电缆，电缆不允许拖地。4、掘进机使用维护保养要符合作业规程规定，停止截割时必须将开关打至零位并闭锁，截割头落地并加盖护罩。5、在掘进过程中严格执行“有掘必探，先探后掘”的防治水原则，在巷道低洼处要打设标准水仓安置水泵进行排水，以确保安全生产。6、掘进巷道打设临时配电点时，规格为3M3M，高度与巷道断面高度一致，必须采用锚喷式不燃支护，墙体用白色防火材料喷涂，底板进行硬化，（硬化高度必须高出同水平巷道高度200MM），硐室应设置防护栏（颜色为天蓝色），护栏全部用4040MM的角钢焊接，中间用6的钢筋焊接，护栏边框刷红漆，中间红白相间，护栏应上锁，变台必须砌筑水泥基础，要求高200，宽1500，长2500。设备与设备之间必须留有800以上的检修、散热空间，设备与硐室壁之间必须留有500以上的检修、检查空间。7、所有机电设备入井前，必须经机电供应科防爆检查组检查，检查合格张贴防爆合格证后方可允许入井。开关设备漏电、接地、过流保护必须齐全、灵敏，否则严禁设备投入运行。第三章综采供电部分选型设计14第一节拟定供电系统一、综采工作面供配电设备随着综合采煤机械化程度的提高，综采工作面设备的装机容量、电压等级和控制保护性能要求都在提高，因此为其配套的电气系统与地面其他场所使用的电气系统相比，出防护性能有特殊要求外，还具有以下特点1、供电系统中，高压直接进入采区，低压已达33KV，目前最大的移动变电站容量已超过3000KVA，且变压器中性点采用电抗器或电阻接地的方式，并与保护装置配合，以减少单相接地时的故障电流。2、移动变电站全部采用干式变压器，一次侧电压为6KV125KV，二次侧电压有5KV,416KV,33KV,23KV,11KV不同等级。自然冷却方式，耐压、过热系数高，以满足井下空间小，散热条件差，且安全性要求较高的特点。3、变压器一、二次侧断路器均采用真空断路器，并带有可靠灵敏的保护。4、在多回路、多控制方案中，保护齐全的同时，控制开关向组合化、小型化方向发展。5、控制、保护、通信、监测广泛使用单片机，PLC可编程控制器，计算机系统，使结构更加简单可靠，便于控制方案多样化、自动化和程序化141二、综采工作面供电系统综采工作面供电系统主要由高压供电系统、变电系统和低压配电系统三部分组成。综采工作面供电系统图110KV高压供电系统由高压配电箱、高压双屏蔽软电缆和高压电缆连接器组成10KV高压供电系统，高压配电箱接受从地面变电所送入井下的高压电能，并经高压电缆向综采工作面的移动变电站输送高压电能。10KV高压配电箱采用真空断路器，断流容量可达1000MVA，在其范围内发生的短路、漏电、过载和欠压等电气故障均由保护装置动作于高压开关，实现保护动能。同时，也是移动变电站二次侧短路故障的后备保护。10KV高压供电系统采用插拔式高压电缆连接器，电缆在移动变电站移动时拆装方便。采用带有监视线的高压双屏蔽电缆，与高压开关中的漏电监视保护装置相配合，如果发生电缆故障，就能提前切断电源，从而确保10KV高压对采取的供电安全。2变电系统变电系统由移动变电站构成，通过三相隔爆干式变压器将10KV高压变换成1140V的动力电压，作为综采工作面动力设备的工作电压。移动变电站应尽量设在靠近工作面的地方，通常离工作面50M300M，以缩短低压1140V供电电缆的长度，减少电压损失，提高供电质量。3低压1140V配电系统移动变电站送出的1140V接至低压隔爆馈电开关，通过馈电开关的控制和保护，由屏蔽橡套电缆接至电磁启动器，给综采工作面中用电设备供电。低压亏电开关和电磁启动器均装有过流保护装置，通过合理整定能较好地实现采区短路故障的选择性保护和后备保护自动馈电开关和电磁启动器内设有漏电闭锁单元，当线路发生漏电时，漏电继电器动作，有漏电故障指示并进行自锁，防止在线路漏电情况下合闸送电，并根据信号指示寻找漏电故障，及时进行修复。1140V供电线路采用分相屏蔽电缆，以配合漏电保护装置。一旦电缆漏电，就可以切断电源，防止应漏电导致短路故障，确保安全供电。142三、采区负荷统计表序号名称型号电机数额定功率PNKW额定电压VNV1采煤机MG6501480WD2148033002刮板机SGZ8800800280011403顺槽带式机送机DSJ1202002250250011404顺槽转载机SZZ900315131511405破碎机PCM110111011406乳化液泵XRB2B80200220011407喷雾泵XPB2505515511408小水泵BQW100107521511409照明ZXZ84若干0512710局部通风机FBDNO71211114011煤电钻MTY120C11212715第二节电缆的选择151一、选择导线截面的一般原则（1）按长时允许负荷电流选择导线截面，使导线在最大负荷下长时工作而不过热，即不超过其长时允许温度。（2）按允许电压损失选择导线截面，使线路末端的用电设备有足够的工作电压（3）按经济电流密度选择导线截面，使输电线路的年运行费用最低，达到经济供电的目的。（4）按机械强度选择导线截面，避免在移动或安装过程中断线，或受砸压而损坏，以保证供电的安全运行。（5）按短路时的热稳定条件选择导线截面，使导线通过短路电流时不致超过其短时允许温度。152二、高压电缆的选择1移动变压器容量、台数确定给3300V系统供电的变压器PJEXBJPKSCOS式中SBJ变压器的计算许用容量，KVA联结到变压器的用电设备的总额定容量，1480KWPECOSPJ电动机加权平均功率因素，综合机械化采煤面取07需用率，按下式计算XK0406XESPP最大电机的功率数，1480KW。S则04060663XK81经计算电力负荷总视在功率为14018KVAPJEXBJPSCOS7根据计算，选用KBSGT2OOO1012069矿用隔爆型移动变电站可以满足供电需求。给1140V系统供电移变的选择计算电力负荷总视在功率0406067XK18则PJEBJPSCOSKVA37根据计算负荷，选用KBSGT20001012矿用隔爆型移动变电站一台可以满足供电需求。2高低压电缆的选择型号根据供电系统，高压电缆的需用包括以下几个部分采区变电所内高压配电箱到工作面KBSGT20001012型移动变电站的电缆，取长度1400M。采区变电所内高压配电箱到综采面顺槽内KBSGT20001012型移动变电站长度1400M。上述电缆的电压等级KV级双屏蔽监视型高压软电缆，电缆型号，UCP350116移动变电站变压器二次从馈电开关到工作面1140V用电设备的电缆选用UCPJR395150225066114型橡胶软电缆。3以综采工作面采煤机组电缆的选择进行计算电缆长度LSX11（110150）286M取电缆长度为300M153三、高压电缆的选择演算（一）向1号3号移变供电的高压电缆1按经济电流密度选择主截面ICAWNNDECOSUPK103其中04060406067DEMAX328式中综采工作面所有用电设备额定功率之和，KW；NP加权平均功率因数,取09；WNCOS电缆所带负荷的加权功率因数，取09。NU则I1683ACA90132673由于三班作业，年工作小时数在5000以上，所以选用动力电缆（铜芯电缆），查表得经济电流密度I20A。ED2经济截面A8415ECA36初选截面积95高压电缆。22按长时最大允许负荷电流校验查表可知，95MM2的铜芯橡套电缆的长时允许电流IP215A,大于其工作电流I1683A,所以满足要求，又因为该电缆经常移动，故确定所用型号CAMYPJ10395矿用橡套移动非金属屏蔽监视电缆。3按热稳定条件校验电缆截面电缆首端三项最大短路电流I549857AS3ANUS31056式中I通过电缆的最大短路电流SS电源母线上的短路容量或断路的断流容量,查资料,一般10KV供S电系统选取100MVAU电源母线上的平均电压，查表得U105103V。ANAVAI5498571896MM295MM2MINSCTPH420式中A电缆的最小热稳定截面，MM2；IC热稳定系数，与电缆材料和短路最高允许温度有关，查表取C145；T短路电流的假想作用时间，取T025S。PHPH由计算结果可知，热稳定条件校验电缆截面满足要求4、按允许电压损失校验电缆截面查表得MPQ370型电缆RO0217KMX00069KMR0、X分别为电缆每千米长的电阻和电抗。负荷功率因数COS1COS07，所以TANTAN10221100UTAN2021021XRULPXRLNN式中U电缆电路电压损失率COS电缆所带负荷的功率因数TAN功率因数对应的正切值P负荷的有功功率U电缆线路的额定电压NL电缆长度,LLLL。CA1CA2CA021700691020217U231036231078006910210013047所以选用的MPQ370高压电缆能够满足供电要求。（二）向4号移动变电站供电的高压电缆1按经济电流密度选择主截面，向移变供电的负荷电流I1321ACAWMNEDCOSUK310306578其中K04060406085DENPMAX1732查表得，对应三班作业的电力电缆经济电流密度I20AMM2ED则A66MM2EIDCA013初选截面为16MM2的矿用橡套电缆，长度为2000M。2按长时最大允许符合电流校验查表可知，16MM2电缆的长时最大允许负荷电流IP85A,大于其工作电流I132所以满足要求，并确定型号为MYPJ10316电缆。CA3按热稳定条件校验电缆截面电缆首端三相最大短路电流I549857ASANSU3AI189616MM2MINSCTPH所以改选截面为25MM，确定型号为MYPJ103254按允许电压损失校验电缆截面查表得，MYPJ10325型电缆的每千米电阻R0824KM,电抗为X0088KM。功率因数COS07TAN102RXTAN100U2NAUPL0824008810210003723175所以选用MYPJ10325高压电缆能够满足要求154四、低压电缆的选择验算向采煤机供电电缆的选择1按长时允许电流选择线路截面I185ACAWMNDECOSUPK31033074式中COSWM加权平均功率因数取07。查表可知70MM的铜芯橡套电缆的长时允许电流IP205大于其工作电流2I185A,所以满足要求，且该电缆是经常移动的，故其型号选用为MYPJCA10370电缆，此截面满足机械强度对橡套电缆最小截面的要求2按允许电压损失校验得电缆截面（1）计算变压器的电压损失UT变压器负载的加权平均功率因数COS07,则变压器的电压损失为UUCOSTUXSINTTNSR式中U变压器电压损失的百分数S变压器的计算容量，KVA；TS变压器的额定容量，KVA；NU变压器额定运行时电阻压降的百分数；RUX变压器额定运行时电抗压降的百分数。其中UR10010006TNSP2UX6472US265则U0607647071401T1UU3645V16416VTN21式中U变压器二次侧的额定电压，查表得U3645VTN2TN2UT变压器的点损失。（2）计算电流截面的电压损失U1813VMSMSNDERCALPK31070534式中L电缆长度300MSA电缆的截面积为70MM2MRSC查表,铜芯软电缆的电导率20C时，RSC53M1。2M3低压电网的实际总电压损失为UUU16416181318229VTMS（4）低压电网的允许总电压损失为查表得低压电网允许总电压损失为330V，则UU故按允许电压MSP损失校验电缆截面满足要求。3按启动条件校验电缆截面采煤机电动机的技术数据为额定启动电流I1106A,启动时的功率因数COSST05N1采煤机最小启动电压的确定UU330022863VMINSTNK51式中U电动机额定电压,3300VK电动机最小启动转矩倍数查表取K12电动机在额定电压时的启动转矩M与电动机额定转矩M之NST比，一般取225N所以启动电流II110676626ASTNTUSTMIN328启动时的电压损失为U5366MSTMSCTST3ARCOSLI7053控制采煤机的启动器的安装处的电压为UU228635366233992VMINSTST因为U23399270U2310VN所以满足启动器吸持电压的要求，采煤机的最小启动电压，确定为22863V。（2）启动时该供电线路上各部分电压损失的计算启动时电缆线路的电压损失由上面可知U5366VSTM启动时变压器的电压损失启动时变压器的负荷电流和功率因数计算如下ISTT2WMCASTT2WMCASTSTINIOSIIICOS其中I6148ACA3DE10UPKN7083式中I启动时变压器的负荷电流；STT启动时的功率因数，取05,；TCOSI除启动电机外，其余用电设备的最长时工作电流。CAI8257ASTT2104687648615027启动时的功率因数为COSSTTSTWMRECATTTICOSSI052782546107对应的正弦值SIN085STT则启动时变压器的电压损失为UURCOSUXSINSTTTNI2STSTTSTT其中I2NT为变压器二次侧的额定电流由UR10006TNR23I117678ATN2TNU245式中U变压器二次侧的额定电压,3465NTU2R拆算到二次侧的每相电阻,取102。T则U06052647085408STT78125U346514137VSTTN2ST0（3）启动时变压器的电压损失为UUUMSST14137536619503VSTSTT此时采煤机电动机端子上电压为UU