【《内蒙古巴彦高勒矿井机电系统设计》16000字（论文）】

PAGE25内蒙古巴彦高勒矿井机电系统设计摘要通过对内蒙古巴彦高勒煤矿井的现场勘察和研究,得出了该煤矿在深度较大的地区,采用了一次性开采全高的方式采煤。本次学习生毕业设计课题研究的主要目标和内容是为了进行综采各种工作面的机电设备的选型和对各种设备的供电,通过对于采煤机,胶带式输送机,液压支架,乳化液泵站，破碎机，刮板式输送机,转载器等机械设备以及高压电缆及低压电缆以及磁力启动器和移动变电站等设备的选型,掌握各种机械设备和电气设备的选型和供电方法,了解各种机械和电气设备特点。其中主要是介绍了三机配套,综采工作面的布置和配套设施,通过各种设备的相互配合与协调的动作,实现了落煤、装卸煤、运送煤、支护、顶板的自动控制,及对工作面巷道的运输等所有生产工序的完整性。通过对各类机电装置进行选型。这样可以使巴彦高勒煤矿既能够满足工艺要求,又能够进一步地了解和把握综采煤矿工艺流程。关键词：采煤机；液压式支架;输送机;三机配套目录29921摘要 I2827第一章巴彦高勒矿井概述 148981.1井田位置 1132851.2煤矿交通 393371.3煤矿水文地质 382811.4煤层情况 4126271.5煤质情况 5266951.6设计能力及服务年限 5242451.7盘区布置 5242481.8资源储量 6218171.9地形地貌及地表水系 7278541.10井田开拓 7227101.11气象及地震情况 7207921.12主要自然灾害 830325第二章工作面设备选型原则 9205202.1采煤机选型原则 9178522.2刮板输送机选型原则 9372.3液压支架的选型原则 10220012.4顺槽运输设备选型原则 105492.5其他设备选型原则 1132429第三章采煤机选型 12102043.1采高 12106023.2采煤机滚筒直径的选择 12248673.3截深 12106823.4滚筒转速 12209573.5截割速度 1382363.6割煤时的牵引速度和生产率 13153063.7总装机功率 1513443.8采煤机牵引力 1510583.9选取采煤机 1595013.10检验它的技术参数 166905第四章刮板输送机选型 20230204.1刮板输送机链型的选择 20314074.2刮板输送能力 205094.3选择刮板输送机 20266234.4刮板输送机输送能力验算 21225634.5运行阻力、牵引力、和功率计算 2280434.6链子强度验算 2518412第五章液压支架选型 26171675.1支架高度 26257615.2确定支架伸缩比 26133585.3计算顶梁长度 2784935.4顶梁宽度确定 2876625.5底座的宽度 2862405.6中心距 28253715.7移架步距 28287135.8支护强度与工作阻力 29283995.9确定初撑力 30306515.10移架阻力和推流力 30105445.11选择液压支架 30245035.12验算 3241295.13过渡支架选型及技术参数 3394275.14端头支架选型及技术参数 3420251第六章转载机的选型 3618586第七章破碎机选型 377879第八章胶带运输机选型 3844028.1选择胶带运输机 38256798.2胶带输送机运输能力校核 3841718.3胶带输送机圆周力计算 39284248.4胶带输送机垂度校核及各点张力的计算 42293588.5胶带输送机安全系数校核 43287608.6输送功率计算 44258508.7小结 4426600第九章乳化液泵站选型 45326569.1确定乳化液泵站压力 45200759.2确定乳化液泵站流量 46314399.3选择乳化液泵 47234159.4乳化液泵站压力确定 48138149.5乳化液箱容积 48264349.6乳化液 5011893第十章掘进面设备选型 511210410.1选择掘锚机 511291810.2选择局部通风机 511565510.3选择水泵 5112505第十一章综采工作面三机配套 522691711.1工作面生产能力配套 522304411.2三机性能配套 5332334第十二章工作面供电设计 54823912.1工作面设备选用 542969712.1.1工作面设备 542331812.1.2顺槽机电设备 54445512.1.3掘进机电设备 541285512.2工作面负荷统计及计算 551259012.2.1电压等级 551895012.2.2确定移动变电站和它的配电位置 552059612.2.3负荷统计 552143812.3移动变电站选型及计算 581070512.4移动变电站高压配电装置 612373512.5高压电缆选择和它的校核 622607212.6井下低压电缆选择和它的校核 712493512.6.1按长时最大负荷电流与机械强度选择低压电缆截面 712984212.6.2按允许电压损失校验或复选电缆截面 73242712.7短路电流计算 823268912.7.1电源系统的电抗 822397910.7.2高压电缆的阻抗计算 82911210.7.3移动变电站的阻抗计算 84338012.7.2低压电缆阻抗 851981612.7.3三相短路电流计算 861846312.8低压电缆热稳定校核 872014812.9电磁启动器和低压保护箱选择 88735412.9.1选择电磁启动器 883162312.9.2选择低压保护箱 893122112.9.3小结 903548结论 918650参考文献 92巴彦高勒矿井概述井田位置根据呼吉尔特矿区准的规划，本矿位于矿区南部，井田范围由6个拐点坐标圈定，面积65.2734km2，本井田与周边矿井关系示意图见图1.1。井田境界拐点坐标见表1.1。巴彦高勒井田位于东胜~神府煤田的东南部,由于主要的可采用煤层比较深,井田内及其周边地区至今尚无生产出大型矿井和中小型煤矿。表1.1拐点坐标点号XY14295278.75236614410.01524295278.75236625051.24334294147.12036625095.73044291524.00036622401.4205428758306064287486.67036614522.350井田与周边矿井关系示意图1.1图1.1煤矿交通煤矿交通位置状况见图1.2。图1.2煤矿水文地质根据《内蒙古呼吉尔特矿区巴彦高勒矿井水文地质补充勘探报告》(2012年11月),井田的水文地质划分为第一～二类第二型裂隙充水的水文地质条件中等的矿床。预计矿井正常涌水量797m3/h，最大涌水量1196m3/h，根据《煤矿防治水规定》(2009年),矿井的主要水文地质资源类型情况应该较为复杂。故本项目工程设计以提高矿井的自然水文地质探测性能为复杂的基础设防。井田煤层顶底板岩石的强度较低，多为软弱～半坚硬岩石。工程调查地质根据调查矿井类型主要分别为第三类第二型第三层状型页岩类和该工程调查地质根据调查矿井条件分别为中等地质类;矿井属瓦斯矿井；煤尘有爆炸危险性；煤层为容易自燃煤层；没有对土壤地热的直接危害。煤层情况煤层倾角倾向300～320°,地层平均方向倾角1～3°,地层内的生产利用状况沿其结构走向及地层倾向均可能存在一定的幅度变化,但是这个变化趋势总体变化不大。沿着火山路线的南北走向都是呈现纵宽缓慢的波状方向发展,区内没有一次发现明显的火山断裂或者主要是褶皱状的结构,也没有明显的火山岩浆石溢流侵入,地质调查结构简易。煤层厚度煤层为侏罗系中的传统延安组,包括四个煤组,含有少量的煤8～23层,其中矿山全区或大多数可以开采的煤层4层(矿山编号分别为)中发掘,井田范围内所包含的、5-1),局部可以开采煤层4层(矿山编号分别为上、上),可以开采区零星分布的不可以开采煤层2层(),其余的煤层都是无法开采。主要开采煤层3-1煤可采厚度3.2～6.21m，平均5.9m，该煤层层位稳定，厚度变化小，其资源量占总资源量的。煤质情况井田内的煤质主要为低至高~中等浓度水分,特低灰、少量黑色石油和其他低灰、特少量氧化硫和高~中等浓硫,特低磷和高~小量黑色石油和其他低磷、高、特热值的非常强粘性焰型煤、长焰燃烧型煤及其他弱黏性焰型煤,是良好的民用及工业动力综合利用能源煤。设计能力及服务年限矿井的日常工作日和时间日常管理制度:按照要求设计的每个矿井每人年平均每个工作日330d,每天4班按时进行日常作业,其中3班按时进行日常生产,1班按时进行日常检修。每日的净质量提高工作时间一般控制在16h。本项目矿井自然资源丰富,外部建设环境条件优良、煤质保证严格、用户安全稳定,开采工艺和技术条件优越,开拓工艺系统简便,经济效益好,适于各种类型的矿井建设。矿井的设计生产能力标准确定值为4.2mt/a。矿井井型556.43mt,其中(3-1煤以上)364.33mt,储量中的备用寿命系数大约取1.4,则4.2mt/a井型的电力供电系统服务器的使用寿命年限大约为101a,a。扣除已经开始回采的11个矿井开采区生产资源的存储量19.44mt/a(3.5a),矿井当期剩余生产服务资源使用量的年限可以设定为97.5a。盘区布置矿井在井上搬运和井下移交煤炭生产时平均需要分别井下布置1个搬运盘区,即13盘区,井下分别需要布置1个3-1煤炭生产工作水平面,达到4.2mt/a的矿井设计生产能力。首采区域13盘区东西宽2.95km，南北长5.18km，面积约为11.3km2。根据各煤层的相对间距和资源数量,矿井划分3个水平,每个煤层按水平分盘区域共布置6组主要大巷,各一组水平大巷沿着所有采用的煤层方向布置，三条大巷间距50m。根据煤矿瓦斯、通风及道路交通运输等行业技术性能要求,经过综合地测量分析并设计充分考虑每个矿井在巷道工程施工期间的现场和实际工作状态,每个矿井工作面均线上应分别布置两条交通巷道,回风巷一条;散装货物巷和搬运巷道各一条。根据国内外厚层岩煤层综合开采管理技术的研究发展和国际应用趋势现状,结合目前我国井田煤层开采的主要技术基础条件,设计3-1煤层应采用双向长壁煤层综合开采机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进行人工管理煤层顶板,工作面落法进行管理后退式煤层回采。本矿的首采工作面长度约为300m,推进时的方向长度约2500左右。初期建成的投产地段平均涂料厚度约为5.9m,设计时采用一次性开采全高综采,最大开采高度为6.2m,最小3.2m。资源储量总资源储量（331+332+333+334）共计1040.22Mt。矿井工程设计计算中的地质资源/矿物储量损失是在泛指为了计算使使用矿井的长期工业地质资源/矿物储量损失减去按照矿井设计计算方法所需要计算生产出的自然断层地质煤柱、防水地质煤柱、井田中的境界地质煤柱、地面上的建(构)物。矿井工程设计的实际可持续采用煤矿资源/煤炭储量值在减去各种煤矿工业生产场地和煤矿环形工程安装施工车间采用煤柱与主要采矿井巷采用煤柱之间的采用煤炭储量后,乘以煤矿开采重点区域的资源回收率即可作为整个矿井工程设计的实际可持续采用资源储量。工业用生产场地及厂房环形煤柱安装场地厂房专用煤柱的基本计算敷设方法主要是根据场地岩层沿着位置方向移动的基岩角度方向进行公式计算基本留设,参考了与东胜铁矿煤田其它岗位相邻的工业生产场地厂房和煤矿井,岩层沿着位置方向移动的基岩角度可用公式表示为:其中基岩45°,基岩角度δ=65°。采区煤层回采率厚中薄煤层一般平均取,中厚中薄煤层一般平均取,薄中厚煤层按比例进行计,经综合测量分析该采区矿井煤层设计最大煤层可采储量一般为582.34mt。地形地貌及地表水系井田位于之东南部，区“东胜梁”的南侧，为的东北边缘地带。井田北部地区自然属于的自然地貌变化特点,大部分井田地区都已经是被第四断层系统的风暴沉积沙丘断层所完整覆盖,多数是呈类似新月形或类似波浪状的小沙丘,没有任何变质基岩的山体出现。区内所有森林动物植被品种数量相对较少,属半封闭荒漠性森林地区。井田内部并没有无常年的大量地表性降水径流。雨水大部分时候是通过地下风沙或积沙直接将水渗透到地下。井田开拓根据临近矿井的施工经验，本矿井筒施工需采用全深冻结，采用斜井开拓明显不合适，因此设计推荐采用立井开拓方式。

井下的主要运输机组均采用胶带式输送电动机,辅助运输则采用不同的轨道胶轮机。气象及地震情况据内蒙古自治区鄂尔多斯乌审旗地区气象站根据历年气温数据分析统计:当地平均最高地区气温+36.6℃,最低气温的年平均值分别为-27.9℃;年各月密布分别为194.7~531.6mm,分别为,且多部分集中于三个降水月内;降雨量分别为,平均当地下降降雨量分别为2534.2mm,年平均当地蒸发降雨量约等于占年平均降水雨量总和的5~12倍。井田内部有季风多雨但云雾少,最大地区持续最高风速平均可达24m/s,一般地区持续最高风速2.6~5.2m/s,最大最小冻土沉积深度沙尘为1.71m,最大最小冻土深度沙尘和风暴日为50d/a。据2011年中国对特大地震烈度活动峰峰测值烈度区划图,井田水库所处地震区域的特大地震测量活动烈度峰值地震加速度大约为0.05g,地震烈度活动峰值烈度预测等级峰值为中或相当于特大地震活动强度的其他地方为地震烈度,属于弱弱地震区域的预测峰值范围,历史上亦未多次发生任何造成破坏性的特大地震。主要自然灾害矿区的主要天气和自然灾害是沙尘暴和冰冻的天气。夏季降雨集中,雨量大时低洼处易形成水涝,雨量小时易造成干旱。矿井工业用场地、风井施工场地、矿井安装车站、风井公路等工程用场地及周边无任何洪水、泥石流、滑坡、岩崩及其他工程地质灾害,因此各个建设项目所遭遇的地质灾害发生的概率较低,危害严重程度较低,而且发生的危险性较小。工作面设备选型原则采煤机选型原则采煤机的选型位置应该是否能够满足采煤机对割掘高度的要求以及割掘能力是否符合生产技术要求,采煤机的生产能力也不得低于采煤机的工作平面理论生产能力。凭借已知的和计算出来的采高,滚筒的直径、截深、生产率、发动机功率、牵引力及其牵引运行速度等来确定初选采煤机,.然后和我们初选的支护装置一起,尽可能地与表中所要求提供的成套装置吻含,以有效地节约费用,并通过配套的设备列表来选择输送机。采煤机的初选作出决定后,通过相关的产品说明书等其他有关信息可以获取采煤机的高度、质量、电机、滚筒直径、牵引力、牵速度、电机等参数。并且以此为单位列出了初选的采煤机的主要技术参数。刮板输送机选型原则刮板输送机主要是利用刮板链条进行物料输送的一种设备，刮板输送机选型主要可以参考以下几个方面：刮板式输送机可以是水平或者倾斜式输送机的粉状、细胞形及小型块态的物料,对于各种类型的输送物料,对于刮板输送机选型有很多影响,如输送高温性质的物料可以选择耐热型材质,即耐高温型刮板输送机。通过对刮板输送机的输送量进行分析,它们可以决定一个刮板机槽的宽度及其刮板链条的运行速度,进而决定链条的型号及其链轮的直径,根据链速及其链轮的直径,它们就可以精确地计算得出一个刮板头轮的运行转速,在相同的输送量下,选择略大一些的机型就可以使得链速有所降低,从而延长了它们的使用寿命。液压支架的选型原则支架的初始承撑力和支架工作时的阻力量级需要非常适合直接控制顶和顶或老顶底板岩层地带位移时所可能产生的位移压力,把对于空顶岩层地带的顶和老底板岩层位移压力量级的控制设定在了最低压的限度。支架的支护结构特征形式及其作用支护结构特征最重要的是能够充分适应直接支架顶下部变质岩层的发生悬浮破裂冒泡掉落等气候特征,尤其要的是此时要充分能够注意看到当直接顶板上部处于垂直无缝或立柱状的空间环境中的悬浮破裂掉落状态时,要尽可能地尽量保持此处的直接支架上部结构完整。支架的基板底座位置需要由于能够有效适应压在基础上的整块底板而被岩石压并具有较高的土地耐压性和强度,以此也便于有效防止撑撑支架的基板底座被岩石压在无人支撑到底的基础上,影响撑撑支架的横向位移。支架的大小支撑高度大小需要与支架工作在地面的原煤采高相匹配适应,一般使用情况下我们要求支架当原煤采高大时不会产生遗弃大的煤,当要求采低度高小时需要保证煤的支架不容易受到外力压死。当支架煤层滑动倾角较大时,支架上部位应及时设置煤层防倒、免滑动等装置。支架的梁端距应为350mm左右。顺槽运输设备选型原则顺槽里面的这些设备，其作用就是要让采煤机才出来的煤一定能运送出去才行，那么，这里面的这些东西就必须满足采煤机生产出来的量必须小于或者等于顺槽里面的装置能运出去的最大的量。这些装置的后一个要比前一个至少要强才行，这就需要我们认真的挑选。其他设备选型原则乳化液液压泵站的整体选型系统需要能够结合最大公称空气液压撑撑支架的实际应用情况来对其本身进行系统选型,乳化液液压泵站的最大公称空气压力和最大公称液压流量都要求能够为其本身提供一个公称液压撑撑支架以便使其符合正常工作运行设备工作的最大初始支撑力量和要求,移动机械变电站选型可以通过对类型工作台平面各种移动机械设备的最大功率,功率成本因数等相关参数可以进行应用计算机的方式分析来对其进行系统选型,移动机械变电所的最大输入输出电压参数及其输出容量参数可以充分满足各种类型工作面各种移动机械设备正常工作运行与设备生产的最大需求和要求。采煤机选型采高最大采高6.2m最小采高3.2m平均采高5.9m采煤机滚筒直径的选择双滚筒式采煤机中的滚筒长度通常是不超过最大开采高度的一半。如今双滚筒式采煤发动机的滚筒直径已经完成了标准化,因而在滚筒直径的初始选择上寻到了与标准直径相差很大的型号。 (3.1)式中：D采煤机滚筒直径，m；采煤机最大采高，m。根据计算，设计取3.2m。截深采煤机切割的各种机构(例如滚筒)每次切割后以b为截深度,取代采煤机切割后的深度。它直接决定了工作台面每一次推动时间的高低,是影响采煤机装机能力和生产效果的主要因素,也是保证支护装置配套运行的一个非常重要的参数。滚筒转速通常滚筒转速为最合适。取滚筒转速为30r/min。截割速度 (3.2)采煤机最小设计生产率 (3.3)求得: 采煤机最小设计生产率： (3.4) 得：割煤时的牵引速度和生产率 (3.5)求得：m/s (3.6)m/min3）按照液压支架的推移速度决定牵引速度V3采煤机的生产能力Q为 (3.7)式中参数含义同上。t/h总装机功率 (3.8)式中：Hmax——工作面最大采高，m；B——截深，m;V——最大割煤牵引速度，m/min；Hw——能耗系数，在1.1到4.4之间。采煤机牵引力由于采煤机的运行工况和环境的变化较大,故对采煤机的牵引力进行精确地计算有很大的困难,也无必要。因此初选采煤机牵引力为600KN。选取采煤机表3.1项目采高(mm)倾角机面高度(mm)滚筒直径(mm)截深(mm)卧底量(mm)摇臂摆动中心距(mm)摇臂长度(mm)摇臂摆角滚筒转速r/min牵引力(kN)牵引速度调速和牵引方式交流变频调速，齿轮销轨式无链牵引装机功率(KW)供电电压(V)机器重量(T)检验它的技术参数 (3.9)求得：采煤机最大采高符合生产要求。最小采高校核 (3.10)式中：采煤机最小采高，；支架顶梁高度，；过机高度，求得：3)卧底量校核最大卧底量按下式计算： (3.11)采煤机最大卧底量450mm，符合要求。 (3.12)刮板输送机的运输能力用下式计算。 (3.13)运输情况水平运输°倾角10°以上向下向上向下向上求得：=6045.90.81.351.51.051=2408.62t/h则： (3.14)计算结果满足要求。采煤机移动时需要克服的牵引阻力T用下式计算。 (3.15)得：计算结果满足要求。刮板输送机选型刮板输送机链型的选择选择配有中双链的刮板输送机。刮板输送能力刮板输送机的运输能力用下式计算。 (4.1)选择刮板输送机根据运输量和工作面长度，选择型输送机。它的详细参数见表4.1。表4.1刮板机参数表项目SGZ1000/2000输送能力（t/h)2500工作长度（m)300装机功率（kw)2×1000刮板链速（m/s）1.537链条规格（mm)2-48×152链型中双链中部槽规格(mm)1500×1000×376中板厚度（mm）50(60)封底板厚（mm)40哑铃销强度（kN）4000额定电压（V）3300刮板输送机输送能力验算 (4.2) (4.3)货载断面积根据图4.1求得 (4.4)图4.1货载断面积图输送情况水平及向下运输向上运输°°求得：m2运行阻力、牵引力、和功率计算重段运行阻力 (4.5) (4.6)类型阻力系数空段运行阻力 (4.7)考虑曲线段阻力及弯曲段的附加阻力，则总牵引力 (4.8)如图4.2。图4.2 (4.9)故最小张力点在3点 (4.10)

(4.11) (4.12)

(4.13)电动机轴上的总功率 (4.14) (4.15) (4.16)考虑的备用功率，取电机功率备用系数，则 (4.17)由计算知，用两端布置传动装置时电动机功率足够。链子强度验算 (4.18)链子强度系数 (4.19)链子强度足够。选型设计完成。液压支架选型支架高度支架高度可由下式计算： (5.1) (5.2)求得：=6.2－0.2+0.2+0.1=6.3m=3.2－0.2－0.2－0.1=2.7m确定支架伸缩比液压支架最大支撑高度和最小支撑高度之比叫做伸缩比。 (5.3)求得：=1.3计算顶梁长度顶梁计算如下，见图5.1所示。图5.1液压支架简图顶梁全场： (5.4) (5.5)式中：——铲煤板铲尖到煤壁的距离，m,取150mm；y=F+G+J+V (5.6)由结构而定，；经常取，在中厚煤可设置为通行道取；计算出顶梁的全长:顶梁宽度确定支架的宽度是指顶梁最小及其最大的宽度。顶梁宽度取决于支架间距及其结构类别。我国规定支架标准中心距为和。支架顶梁一般装有活动侧护板一般形成。支架的中央线间距离约为时,最小宽度一般,最大宽度一般。通过分析取中心距1.75m，宽度取1.68m。底座的宽度装在支架上的基础部和底座的最大宽度为。通过不断扩展或者不断增大支架底座的内部横向宽度平稳性及尽量减小对支架底板的比重挤压,厚重型煤层结构支架的最大底座横向宽度目前己经有望能够逐步增长至以上,。取。底座中央配备有推移设备的沟槽，这与推移设备的构造与千斤顶缸径有联系,通常为300~380mm,中心距选择与刮板输送机溜槽长度配套的中心距。取。移架步距与选择采煤机截深有联系，理论计算时推移千斤顶的行程等于采煤机的截深。取。支护强度与工作阻力当下主要是运用经验方法或者实测结果等数据确定一个支架的稳定性和支护强度。 (5.7)液压运动支架的安全保护运动强度通常为。支撑支架工作的使用阻力大小可以通过其顶板支护工作强度与整个顶板框架支护占用面积之比来综合确定。 (5.8) (5.9)求得：支架上每个立柱的平均长度总工作效率压力公式为 (5.10)确定初撑力取初撑力为工作阻力的80%，为6356.28KN。移架阻力和推流力厚煤层支架为。取移架阻力为。推溜力一般为。推溜力取。选择液压支架选支撑掩护式液压支架。特征参数见表5.1。序号项目参数名称单位数值1支架支架高度支架宽度支架中心距支护强度（f=0.2)底板前端比压（f=0.2)初撑力（P=31.5MPa)工作阻力（P=43.3MPa)操作方式重量泵站压力mmmmmmMPaMPaKNKNTMPa2900~65001680~188017501.25~1.302.10~4.44872812000约46.531.52立柱根数缸径柱径初撑力（推/收）（P=31.5MPa)工作阻力（推/收）（P=43.3MPa)液压行程（一级/二级）根mmmmKNKNmm2（双伸缩)420/310400/2804364600034903平衡千斤顶根数缸径/杆径初撑力（推/收）（P=31.5MPa)工作阻力（推/收）（P=43.3MPa)行程根mmKNKNmm1(普通)250/1601546/9132125/12556454推移千斤顶根数缸径/杆径推溜力/拉架力行程根mmKNmm1(普通)200/140505/9909605侧推千斤顶根数缸径/杆径推力/拉力行程根mmKNmm4（内进液）100/70247/1262006抬底千斤顶根数缸径/杆径推力/拉力行程根mmKNmm1（内进液）140/105485/212260验算1)底板比压校核液压支架的底板比压为2.1MPa小于底板比压2.16~2.2.35MPa满足使用条件。2)工作阻力初撑力验算即所选定的支架在H采高时的支撑力（支护强度）≥计算值。由此可知选型满足条件。3)顶板覆盖率支架顶梁对支护面积的覆盖率为 (5.11)求得：覆盖率应符合顶板性质的要求，一般不稳定顶板不小于；中等稳定顶板不小于；稳定顶板不小于。经计算得出该支架满足条件。支架布置台数 (5.12)求得：过渡支架选型及技术参数所选型号为ZYG12000/26/50D型过渡支架。主要技术参数见表5.2。表5.2参数名称单位数值支架高度mm2600~5000支架宽度mm1680~1880支架中心距mm1750支护强度（f=0.2)MPa1.14~1.17底板尖端比压（f=0.2)MPa3.13~4.41初撑力（P=31.5MPa）KN8728工作阻力（P=43.3MPa）KN12000操作方式电液控制重量T约43泵站压力MPa31.5端头支架选型及技术参数所选型号为ZYT12000/26/50D型端头支架。技术参数见表5.3。表5.3参数名称单位数值支架高度mm2600-5000支架宽度mm1680~1880支架中心距mm1750支护强度（f=0.2)MPa0.99～1.02底板尖端比压（f=0.2)MPa2.85~4.41初撑力（P=31.5MPa）KN8728工作阻力（P=43.3MPa）KN12000操作方式电液控制重量T约43.5泵站压力MPa31.5转载机的选型根据运输量=2167.75（t/h)选取SZZ-1000/400中双链桥式转载机。技术参数见表6.1。表6.1项目SZZ-1000/400中双链桥式转载机运输能力(t/h)2500长度(m)50适应角度水平倾角±10°走向倾角±10°电动机型号YBSD2-400/200-4/8功率(KW)400绝缘等级H冷却方式双速水冷供电电压(V)3300刮板链形式规格(mm)链速(m/s)中双链2×34×1261.83破碎机选型根据运输量=2167.75t/h选取PLM3000型轮式破碎机。技术参数见表7.1。表7.1破碎机参数项目PLM3000破碎能力(t/h)3000最大入口断面(mm)800×800出口粒度(mm)150-300电动机型号YBSS-250功率(KW)250转速(r/min)1485电压(V)3300破碎轴转速(r/min)429刀齿顶圆线速度(m/s)2.1传动速比1：3.1外廓尺寸(mm)4840×2775×1694(长×宽×高)胶带运输机选型选择胶带运输机根据运输量，运输长度1600m，初选型可伸缩胶带输送机。输送能力，带宽，带速。电动机功率，电压。胶带输送机运输能力校核1）按输送能力计算 (8.1)求得：m2）按块度要求计算 (8.2)求得：计算可知带宽，满足使用条件。其实际运输能力：胶带输送机圆周力计算 (8.3) (8.4)根据式（6-3），（6-4）得：1）承载、回程分支托辊组每米长度旋转部分的质量计算 (8.5) (8.6)2）每米输送带的质量该胶带输送机选用型号为阻燃NN-500尼龙帆布芯胶带8层，纵向拉断强度是500N/mm·层，则 (8.7)kg/m求得：整体拉伸强度，。3）每米货物质量： kg/m (8.8)4）倾斜阻力Fst的计算： (8.9)N5）主要特种阻力Fs1计算： Fs1=Fsa+Fsb (8.10)托辊前倾摩擦阻力Fsa：重载段为等长三托辊，前倾角ε=3 (8.11)N附加的特种阻力Fs2： Fs2=Fsc+Fsd (8.12)清扫器的摩擦阻力Fsc： Fsc=A·p·μ3 (8.13)P清扫器与胶带的的压力，一般，取；机头部清扫器阻力：Fsc1=A1·p·μ3空段的清扫器阻力：Fsc2=A2·p·μ3Fs2=Fsc1+Fsc2+Fsd求得：N胶带输送机垂度校核及各点张力的计算1）空、重段阻力计算：空段阻力： (8.14)=22687N重段阻力： (8.15)=69650+11395=81045N2）传动滚筒不打滑需要的最小张力S2min计算：使用双滚筒驱动，传动滚筒与输送带之间摩擦系数是μ=0.35，传动滚筒的围包角α=400°，则有eμα=3.4×3.4=11.56。 N (8.16)3）胶带垂度校核按空段胶带悬垂度要求，确定空段最小张力点张力：空段： N (8.17)重段： N (8.18)3）满载运行各点张力值计算：根据不打滑条件，传动滚筒奔离点最小张力为65058.78N见图8.1胶带布置图，即图8.1胶带布置图取=14530.4N则：=14530.4N=14966.3N=14966.3N=15415.3N=15415.3N=15877.7N=15877.7N=16354.4N=39041.4N=40212.6N=77409.6N=79732N=82124N胶带输送机安全系数校核取，硫化接头效率。 (8.19) (8.20)式中：。所以NN-500尼龙帆布芯输送带满足强度要求。输送功率计算1）轴功率的计算 kW (8.21)2）电动机功率＜945kW通过以上计算，证明在所给条件下，可以使用型胶带输送机。小结本章通过顺槽胶带输送机所需的运输能力，进行选型，通过验算各种参数确定胶带输送机能够达到生产要求。乳化液泵站选型确定乳化液泵站压力1)根据初撑力的要求 (9.1) (9.2)2）根据拉架力和推溜力的要求 = (9.3)=≈31.5MPa. = (9.4)=MPa取，，大值，即：=MAX｛，，｝，再考虑压力损失，得所需的泵站压力： ≥· (9.5)≥31.5×1.1=34.64Mpa确定乳化液泵站流量确定的原则是：液压支架的移架速度≥采煤机的工作牵引速度，即： ≥ (9.6)≥4 = (9.7)移架时间，=+。为降架、移架、升降的动作时间（供液时间）；为操作调整时间。=0.15（分/架） = (9.8)即有：，从此式中可求出。=≥4可得选择乳化液泵根据和选泵。选择的型号为BRW400/31.5乳化液泵其技术参数见表9.1。表9.1乳化液泵参数型号公称流量公称压力电机功率电机转速外型尺寸重量BRW400/31.5400L/min31.5MPa250KW1480r/min1100×1450×7001800kg乳化液泵站压力确定 (9.9)乳化液箱容积乳化液箱应能容纳以下三部分流量，即： =++ (9.10) =3+ (9.11) = (9.12) L (9.13) = (9.14)L=++=1200+500+577.3+197=2474.3L乳化液箱应能容纳以下三部分流量。选择RX400/25乳化液箱。在配有W10FX辅助液箱。具体见下表9.2。表9.2乳化液箱参数表名称数据单位公称容积L公称压力MPa公称流量L/min蓄能器容积L外形尺寸7mm出厂时蓄能器充气压力MPa重量kg乳化液液压支架通常使用乳化液作工作介质，它是由水和乳化油通过不同比例配制而成乳白色液体，国内外的液压支架多用水包油型乳化液。掘进面设备选型选择掘锚机选择MB670型掘锚机，高3.2m，长11.2m,截割宽度5.4m,缩回宽度4.9m。额定电压1140V，额定功率510KW,其中截割电动机270KW，液压电动机132KW，物料传动电动机2×36KW，传送带传送电动机36KW。爬坡能力18°。选择局部通风机选择No8.0型局部通风机，转速2970r/min,风量1260~675m3/min,额定电压1140V,额定功率2×45KW。选择水泵选择水泵，转速，功率5.5KW，电压660/1140V。综采工作面三机配套工作面生产能力配套1）工作面小时生产能力： (11.1)2）核算采煤机可实现的生产能力： (11.2)式中参数含义同上。采煤机的生产率为3）核算刮板输送机可实现的生产能力 (11.3)式中参数同上。其输送机的运输能力比采煤机的产量多20%左右保证经计算得满足配套条件。三机性能配套采煤机的割煤速度要能够液压支架的移架速度相匹配。液压支架的高度要与采煤机的采高相适应。刮板输送机和转载机的联接应满足相互间的移动和转动的要求等。工作面供电设计工作面设备选用工作面设备1)采煤机，型号:MG900/2210-WD，总装机功率是2210KW,其中2台截割电动机，每台截割功率900kW，额定电压3300V。2台牵引电动机，每台牵引功率100kW，额定电压380V，破碎电机1台，每台功率100kW，额定电压1140V，泵站电机一台，每台功率，额定电压。2)刮板输送机。SGZ1000/2000型输送机，额定功率为2×1000kW，额定电压3300V。顺槽机电设备1)破碎机，型破碎机。额定功率为，额定电压。2)转载机，型转载机。其额定功率为，额定电压。3)胶带输送机，DSJ140/300/3×315型输送机。额定功率为3×315kW，额定电压1140V。带速4m/s，带宽1.4m。4)乳化液泵，BRW400/31.5型乳化液泵。共2台，额定功率250kW，额定电压1140V。掘进机电设备掘锚机，型掘锚机，额定功率，额定电压。局部通风机，No8.0型局部通风机，额定功率，额定电压。选择水泵，转速，功率5.5KW，电压660/1140V。工作面负荷统计及计算电压等级井下中央变电所的电是从地面变电所送来高压，经过移动变电站分别向用电设备供电。井下照明用电电压采用。1）电压：采煤机，刮板输送机，破碎机，转载机。2）电压：胶带输送机，乳化液泵站，掘锚机，局部通风机，水泵。确定移动变电站和它的配电位置采用大断面单巷布置法。将工作点配电站和乳化液泵站等设备布置在可伸缩式胶带输送机的一侧，随着工作面的推进而移动变配电设备及泵站等设备布置在可伸缩胶带输送机的一侧，随着工作面的推进而移动变配电设备及泵站。负荷统计移动变电站负荷统计图如下表所示表12.11#变电站负荷统计图设备名称部位电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφNMG900/2210-WD采煤机截割电机YBCS2-90022×90033001800.88牵引电机YBQYS2-15022×1501140550.9破碎电机YBRB-15011501140900.85泵站电机YBRB-401401140260.87照明41140/1272小结功率∑PN2294加权平均功率因数cosφpj0.7表12.22#变电站负荷统计图设备名称型号电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφN乳化液泵BRW400/31.5YBK2-355M2-42250×21140147×20.9小结功率∑PN500加权平均功率因数cosφpj0.7表12.33#变电站负荷统计图设备名称型号电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφN刮板输送机SGZ1000/2000YBSS2-1000G21000×23300224×20.82转载机SZZ-1000/400YBSD2-400/200-4/814003300251/1720.86破碎机PLM3000YBSS-250125033001500.88小结功率∑PN2650加权平均功率因数cosφpj0.7表12.44#变电站负荷统计图设备名称型号电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφN胶带输送机DSJ140/300/3×315YBSS3-3153315×31140336×30.82小结功率∑PN945加权平均功率因数cosφpj0.7表12.55#变电站负荷统计图设备名称型号电动机型号电动机数额定功率/kW额定电压/V额定电流A额定功率因数cosφN掘锚机MB670YBSS-510/1140151011405500.82局部通风机No8.0YBSS2×45/1140245×2114045×20.86水泵YBQS-5.5/114015.511400.88小结功率∑PN605.5加权平均功率因数cosφpj0.7移动变电站选型及计算1)1#移动变电站向采煤机供电，其需用容量值为： (12.1)可按下式计算： (12.2)得KVA选用一台型移动变电站，其额定容量为2500KVA＞=1941KVA,满足供电要求。2)2#移动变电所的选择2#移动变电站向乳化液泵站供电，其需用容量值为： 得 KVA 选用一台型移动变电站，其额定容量为KVA,满足供电要求。3)3#移动变电所的选择3#移动变电站向刮板输送机，转载机，破碎机供电，其需用容量值为： 得KVA选用一台型移动变电站，其额定容量为2500KVA＞=2385KVA,满足供电要求。4）4#移动变电所的选择4#移动变电站向胶带输送机供电，其需用容量值为： 得KVA选用一台型移动变电站，其额定容量为1000KVA＞=810KVA,满足供电要求。5）5#移动变电所的选择5#移动变电站向掘锚机和局部通风机供电，其需用容量值为： 得KVA选用一台型移动变电站，其额定容量为,满足供电要求。移动变电站高压配电装置1）配电装置额定电压：选定为10KV。2）高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。变压器最大长时长时工作电流为 = (12.3)1#移动变电站高压配电装置的选择高压侧额定电流为==A选择型隔爆型高压真空配电装置。2#移动变电站高压配电装置的选择高压侧额定电流为A通过计算选择型隔爆型高压真空配电装置。3#移动变电站高压配电装置的选择高压侧额定电流为选择型隔爆型高压真空配电装置。4#移动变电站高压配电装置的选择高压侧额定电流为==选择隔爆型高压真空配电装置。5#移动变电站高压配电装置的选择高压侧额定电流为选择型高隔爆型高压真空配电装置。高压电缆选择和它的校核按设计规定及矿用高压电缆选型，初选型矿用铜芯，橡套，双屏蔽电缆。1）供1#移动变电站高压电缆截面选择按长时允许电流选电缆截面 (12.4) 求得：根据表12.6得70电缆长时允许负荷为215A＞128.8A满足要求。铜芯主芯截面(mm2)长时允许负荷电流(A）按经济电流密度校核电缆截面 (12.5)一班制作业1000~30002.5两班制作业3000~50002.25三班制作业5000以上2求得：==64.4mm2根据高压电缆经济电流密度校验70mm2电缆能够满足。按热稳定校核电缆截面 = (12.6) (12.7)求得：mm2所需最小截面=15.5mm2＜70mm2.能满足综采工作面高压供电热稳定要求。按允许电压损失校验10KV及以下高压线路中的电压损失按在正常负荷下的电压偏移不得超过±7%，具体可以用下式从地面主变电逐段电缆算到井下高压最远点，即移动变电站的进线端为止。要求： (12.8)井下中央变电所到1#移动变电站的总压降：地面变电所到井下中央变电所的总压降则总压降按电压损失校核，满足要求。选用MYPJ-6/10-3×70+3×25/3+3×2.5型电缆能够满足供电的要求。2）供2#移动变电站高压电缆截面选择按长时允许电流选电缆截面 根据表12.6得25电缆长时允许负荷为满足要求。按经济电流密度校核电缆截面 式中参数含义同上。==15mm2根据高压电缆经济电流密度校验25mm2电缆能够满足。按热稳定校核电缆截面= mm2所需最小截面=15.5mm2＜25mm2.能满足综采工作面高压供电热稳定要求。按允许电压损失校验 式中参数同上。井下中央变电所到2#移动变电站的总压降：地面变电所到井下中央变电所的总压降则总压降按电压损失校核，满足要求。选用型电缆能够满足供电的要求。3）供3#移动变电站高压电缆截面选择按长时允许电流选电缆截面 根据表12.6得95电缆长时允许负荷为满足要求。按经济电流密度校核电缆截面 ==27mm2根据高压电缆经济电流密度校验95mm2电缆能够满足。按热稳定校核电缆截面=mm2所需最小截面=15.5mm2＜95mm2.能满足综采工作面高压供电热稳定要求。按允许电压损失校验 井下中央变电所到3#移动变电站的总压降：地面变电所到井下中央变电所的总压降则总压降按电压损失校核，满足要求。选用型电缆能够满足供电的要求。4）供4#移动变电站高压电缆截面选择按长时允许电流选电缆截面 根据表12.6得25电缆长时允许负荷为满足要求。按经济电流密度校核电缆截面 ==24.5mm2根据高压电缆经济电流密度校验25mm2电缆就能够满足。按热稳定校核电缆截面= 求得：mm2所需最小截面=15.5mm2＜25mm2.能满足综采工作面高压供电热稳定要求。按允许电压损失校验 井下中央变电所到3#移动变电站的总压降：地面变电所到井下中央变电所的总压降则总压降按电压损失校核，满足要求。选用MYPJ-6/10-3×25+3×16/3+3×2.5型电缆能够满足供电的要求。5）供5#移动变电站高压电缆截面选择按长时允许电流选电缆截面 根据表12.6得电缆长时允许负荷为满足要求。按经济电流密度校核电缆截面式中参数含义同上。==23.45mm2根据高压电缆经济电流密度校验25mm2电缆能够满足。按热稳定校核电缆截面=式中参数含义同上。求得：mm2所需最小截面=15.5mm2＜25mm2.能满足综采工作面高压供电热稳定要求。按允许电压损失校验井下中央变电所到4#移动变电站的总压降：地面变电所到井下中央变电所的总压降则总压降按电压损失校核，满足要求。选用MYPJ-6/10-3×25+3×16/3+3×2.5型电缆能够满足供电的要求。井下低压电缆选择和它的校核按长时最大负荷电流与机械强度选择低压电缆截面向三台及以上电动机供电的电缆工作电流为 式中符号同上。表12.8机械强度条件下的最小截面表用电设备名称满足机械强度要求的最小截面/各种采煤机50～95胶带输送机、刮板输送机和转载机25～50小功率刮板输送机10～25安全回柱绞车、装岩机16～25调度绞车、照明干线4～6（1）供给采煤机，照明的电缆工作电流为选用2条主芯截面为95mm2的电缆。（2）供给乳化液泵站的电缆工作电流为选用2条主芯截面为95mm2的电缆。（3）供给刮板输送机，转载机，破碎机的电缆工作电流为选用2条主芯截面为95mm2的电缆。（4）供给胶带输送机的电缆工作电流为选用2条主芯截面为95mm2的电缆。（5）供给掘锚机和局部通风机及水泵的电缆工作电流为选用2条主芯截面为95mm2的。表12.9低压干线电缆表长度（Ｍ）数量1#变电站低压干线电缆388.8400951022#变电站低压干线电缆270240951523#变电站低压干线电缆434.65240951524#变电站低压干线电缆429.6240951525#变电站低压干线电缆413.624095152按允许电压损失校验或复选电缆截面正常运行时，电动机端电压应不低于额定电压的7%~10%，正常运行时的电动机的端电压允许偏移额定电压的5%。，运行电压损失-5%UN额定电压/V变压器副边额定电压=1.05/V/VΔUy=U2N-133121121141938040036139342586606936276659499114012001083117102617433003465313533029704951）1#移动变电站供电系统正常运行时的电压损失，KBSGZY-2000/10/3.45,10000/3300移动变电站负载损耗=8500W，短路阻抗=5.0%。变压器的电压损失 (12.9) (12.10)求得V向采煤机供电支线电缆的电压损失为 (12.11) 选择以供电距离最远电动机功率最大的采煤机截割电机进行电压损失校核。干路允许电压损失：=117-44.18-14.16=58.66V干线电缆需要最小截面： (12.12)满足供电的要求。2）2#移动变电站供电系统正常运行时的电压损失，KBSGZY-630/10/1.2,10000/1140移动变电站负载损耗=3000W，短路阻抗=5.5%。变压器的电压损失式中含义同上。求得V向乳化液泵站供电支线电缆的电压损失为式中参数同上。对乳化液泵站电机进行电压损失校核。干路允许电压损失：=117-16.75-81.39=18.86V干线电缆需要最小截面：满足供电的要求。3）3#移动变电站供电系统正常运行时的电压损失，KBSGZY-2500/10/3.45,10000/3300移动变电站负载损耗=10800W，短路阻抗=5.5%。变压器的电压损失式中含义同上。求得V向刮板输送机供电支线电缆的电压损失为式中参数同上。对刮板输送机电机进行电压损失校核。干路允许电压损失：=330-138-59.96=132.04V干线电缆需要最小截面：式中参数同上满足对刮板输送机供电的要求。向转载机供电的支线电缆的电压损失。干路允许电压损失：=330-138-19.8=171.6V干线电缆需要最小截面：满足供电的要求。向破碎机供电的支线电缆的电压损失。干路允许电压损失：=330-138-12.37=179.63V干线电缆需要最小截面：满足供电的要求。4）4#移动变电站供电系统正常运行时的电压损失，KBSGZY-1000/10/1.2,10000/1140移动变电站负载损耗=4300W，短路阻抗=5.5%。变压器的电压损失式中含义同上。求得V向胶带输送机供电支线电缆的电压损失为式中参数同上。对胶带输送机电机进行电压损失校核。干路允许电压损失：=117-11.34-49.46=56.2V干线电缆需要最小截面：式中参数同上满足供电的要求。5）5#移动变电站供电系统正常运行时的电压损失，KBSGZY-800/10/1.2,10000/1140移动变电站负载损耗=3500W，短路阻抗=5.5%。变压器的电压损失式中含义同上。求得V向掘锚机供电的支线电缆的电压损失。干路允许电压损失：=117-32.72-55.33=28.95V干线电缆需要最小截面：满足对掘锚机机供电的要求。向局部通风机的支线电缆的电压损失。干路允许电压损失：=117-32.72-4.88=79.4V干线电缆需要最小截面：满足对掘锚机机供电的要求短路电流计算电源系统的电抗1）1#，3#电源系统电抗为： (12.13)求得：2）2#，4#，5#电源系统电抗为 (12.14)求得：10.7.2高压电缆的阻抗计算1）给1#移动变电站供电的MYPJ-6/10-3×70高压电缆的阻抗 (12.15) (12.16)求得： 2)给2#，4#，5#移动变电站供电的高压电缆的阻抗式中参数含义同上。求得：3)给3#移动变电站供电的高压电缆的阻抗10.7.3移动变电站的阻抗计算1）1#移动变电所的阻抗移动变电站负载损耗，短路阻抗。 (12.17) (12.18)求得：2）2#移动变电所的阻抗移动变电站负载损耗，短路阻抗。求得：3）3#移动变电所的阻抗移动变电站负载损耗，短路阻抗。求得：4）4#移动变电所的阻抗移动变电站负载损耗，短路阻抗。求得：5）5#移动变电所的阻抗移动变电站负载损耗，短路阻抗。求得：低压电缆阻抗1）给采煤机截割电机供电的电缆的阻抗 (12.19) (12.20)求得：2）给刮板输送机电机供电的电缆的阻抗3）给胶带输送机电动机供电的电缆的阻抗4）给乳化液泵电动机供电的电缆的阻抗三相短路