2014煤矿机电一体化专业毕业设计

江西工业工程职业技术学院毕业论文题目煤矿机电设备选型设计学生姓名罗剑江指导教师周巍松院系机电系专业矿山机电级别2013江西工业工程职业技术学院江西工业工程职业技术学院1目录第一章综采工作面配套设备选型设计.......................................................................................................2第一节设计原始数据及条件.............................................................................................................2第二节液压支架的选型.....................................................................................................................2第三节滚筒采煤机的选择...................................................................................................................4第四节采煤机、支护设备、输送机配套关系图.........................................................................8第二章井下煤流运输系统各运输点设备选型设计...............................................................................9第一节原始数据列表...........................................................................................................................9第二节工作面运输机械的选型设计.................................................................................................9第三节采取顺槽运输机械的选型设计...........................................................................................13第四节采区上（下）山胶带机选型计算.........................................................................................16第五节大巷电机车的选型计算.......................................................................................................19第三章矿井提升设备选型设计.................................................................................................................22第四章矿井排水设备选型设计...............................................................................................................31第五章通风设备选型...............................................................................................................................37第六章矿井压力设备的选型计算...........................................................................................................44第七章供电设备的选型设计计算...........................................................................................................48附图：运输系统图、供电系统图、综采工作面设备配套关系图、绞车房设备布置图、提升机与井筒相对位置图、提升机提升速度图及力图、排水系统工况曲线图。江西工业工程职业技术学院2第一章综采工作面配套设备选型设计第一节设计原始数据及条件设计原数据及条件见（表一）：采区原始数据表一煤层厚度（M）截割阻抗（牛顿/毫米）煤层倾角（°）顶板条件工作面长度（M）设计生产量（万吨/年）生产安排HmaxHmin老顶直接顶3.0根据所支架情况而定3408Ⅲ级4类13090一年工作300天，实行四班制，三班生产，一班检修，日工作时间18小时根据上表资料表明，该采面属中厚、倾斜煤层；顶板坚硬，周期来压强烈。故优先选用综合机械化采煤生产工艺。第二节液压支架的选型一、根据煤层地质条件，查《矿山机械与设备》2005年1月第一版表1-6-7得：初步选择支撑掩护式支架，其采高为3米，支护强度为1.6×55。二、液压支架结构参数的确定液压支架的结构参数包括液压支架高度和伸缩比、宽度和覆盖率、顶梁长度、支护强度、工作阻力和初撑力、移架力和推溜力的确定。1．高度和伸缩比的确定高度选择原则是：在最大采高时，液压支架能“顶得住”，在最小采高是支架能“过得去”。支架的最大结构高度：mshH3.3331maxmax江西工业工程职业技术学院3故选液压支架的最大高度为3.5米。支架的最小结构高度：mashHa8.105.005.02.01.22minmin故选液压支架的最小高度为1.7米。式中：hmax、hmin——煤层最大厚度和最小厚度；米。S1—考虑伪顶，煤皮冒落，支架仍有可靠初撑力所需的支撑高度补偿量，本设计中取300mm。S2—顶板最大下沉量，这里取150mm。a—支架卸载前移时立柱伸缩余量，这里取50mm。δa—支架顶梁上存留的浮煤和碎矸石厚度，这里取50mm。伸缩比：05.27.15.3minmaxHHKS2．宽度和覆盖率支撑掩护式支架包括侧护板在内的顶梁正常宽度为1.5米。由于是坚硬顶板覆盖率大于60％。3．顶梁长度不予计算4．支架强度的确定支护强度：MPaKHq6.0105.2381022式中：K—作用于支架上的顶板岩石厚度系数，取8。H—最大采高，取3.6米。R—岩石容重,这里取2.5吨/米35．液压支架的选型根据以上计算结果，查《矿山机械与设备》2005年1月第一版表1-6-11，选择ZZ4000/17/35型支撑掩护式液压支架。其具体技术参数见（表二）液压支架特征（表二）特征型号高度（m）宽度（m）适应坡度初撑力(KN)工作阻力(KN)支护强度（MPa）对地比压(MPa)质量(t)支撑掩护式Zz4000/17/351.7-3.51．530°3141．640000.721．7310．5江西工业工程职业技术学院4第三节滚筒采煤机的选择一、采煤机性能参数的计算与决定1．滚筒直径的选择双滚筒采煤机的滚筒直径应大于最大采高的一半，按经验公式双滚筒采煤机的滚筒直径。mHD8.136.0)6.052.0(max初步选取滚筒直径为1.8米。2．截深的选择滚筒截深是采煤机工作机构截入煤壁的深度，截深的确定与煤层的压张效应，截割阻抗（截齿截割单位切削厚度所对应的截割阻力）大小，煤层厚度、倾角、顶板稳定性及采煤机稳定性有关。本设计中采煤机的工作在厚煤层中截深宜小，可取0.5米，但国内的采煤机为了制造方便截深一般为0.6米，故本设计中采煤机的截深取0.6米。3．滚筒转速及截割速度滚筒的转速对能耗、装载、煤尘影响很大,由公式采煤机截齿的最大切削厚度mnVh1000max，知当采煤机一条截线上安装的截齿数m、牵引速度v一定是转速n愈高，煤尘产生量愈大，截割部耗能也就愈高。在实践中滚筒转速愈高则循环愈快，采煤机装煤效果不好。一般认为滚筒的转速控制在30~50转/分为宜。本设计中滚筒转速n=50转/分。滚筒的转速及直径确定后采煤机的截齿截割速度也就定了，一般控制在4米/秒。4．采煤机的最小设计生产率采煤机的最小设计生产率用公式表示为6252.02430002.024minWQ吨／小时式中：W采煤机的日平均产量，查表1可知W=90×104／300=3000吨。5．采煤机截割时的牵引速度及生产率1）根据采煤机的最小设计生产率Qmin决定牵引速度V1江西工业工程职业技术学院5HBrQV60min128.435.16.0360625米／分式中：Qmin—采煤机的最小设计生产率，625吨/小时。H—采煤机平均采高，3米。B—采煤机截深，取0.6米。R—煤的容重，取1.35吨/米32）按截齿最大切削厚度决定牵引速度V2采煤机在工作过程中滚筒及按一定的转速n运动，由按一定的牵引速度v运动，滚筒的切削厚度按照月牙规律变化，如果滚筒的截齿数为m，则截齿的最大切削厚度hmax用公式表示如下：mnvh1000maxmm当m、n一定，hmax与v成正比关系，当hmax大于齿坐上截齿伸出长度，使齿座及螺旋叶片也参与截割，则截割阻力及功率剧增，使齿座受到磨损，造成截齿不能正常工作。为了避免上述情况的发生，一般截齿的最大切削厚度应小于截齿伸出齿座长度的70%，按照这一要求采煤机的牵引速度V2可用下式表示。1000/max2mnhV1000504524.5米／分式中：/maxh—截齿在齿座上伸出长度的70%（毫米）国产径向截齿大约为44~55毫米，切向截齿大约为41~52毫米，取45毫米。m—采煤机一条截线上安装的的截齿数，取2个。n—采煤机滚筒的转速，取50转/分。3）液压支架的推移速度决定的牵引速度V3支架的推移速度应大于采煤机的牵引速度，才可以保证采煤机安全生产。故V3≤支架的推移速度。在这里我们取V3=6米/分由以上计算得知：采煤机截割时的牵引速度V应满足V1≤V≤V2，即V在4.28~4.5江西工业工程职业技术学院6米/分之间，并且V≤V3=6米/分，故确定采煤机的牵引速度V＝4.5米/分采煤机的牵引速度确定V后，采煤机的生产率Q为：1.6565.435.16.036060HBVrQ吨／小时6．采煤机所需电机功率采煤机工作过程中受到的影响因素较多，我们很难精确的计算出采煤机的电机功率，为此我们采用比能耗来估算采煤机的电功率。采煤机比能耗值：748.020044.0340AHAHEBXB式中：AX—采煤机的截割阻抗，取340牛顿/毫米。A—基准煤的截割阻抗，取200牛顿/毫米。HEB—基准煤的比能耗，取0.44对于上滚筒采煤机前部滚筒的比能耗值为HB=0.48，则后滚筒的比能耗值为：H′B=KHB=0.7×0.748=0.524双滚筒采煤机的滚筒直径以采高的52%计算，则双滚筒采煤机所需单电机功率为：KwHHKKQNBB6262)524.048.0748.052.0(18.021656)48.052.0(2/21式中：K1—功率利用系数，取0.8K2—功率水平系数，取1由计算选择功率为2×300KW电机2台作为采煤机主电机。7．牵引力由于工作环境的复杂，采煤机牵引力无法精确给出，我们可以根据采煤机的电机功率2×300KW，选择牵引力为300