采区主要设备的选型和供电.docx
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采区主要设备的选型和供电
第一部分采区主要设备的选型及供电
采区设备选型,优先考虑设备的技术先进性和适用性。
并且考虑了矿井以后扩产的需要,所以主要设备的能力均较大,避免了以后再投入。
一.首采工作面9101的设备选型
1.采煤机:
选用MXA-600/3.5W无链齿轮销排式双滚筒采煤机,主要技术特征如下:
⑴采高:
3500㎜
⑵卧底量:
194㎜
⑶倾角:
40°
⑷空顶距:
2247㎜
⑸滚筒直径:
1800㎜
⑹截深:
630㎜
⑺摇臂长度:
1593㎜
⑻牵引力:
400kN
⑼牵引速度:
8.5m/min
⑽总功率:
600kW
⑾电压:
1140V/660V
⑿机面高度:
1605
2.工作面前部溜子:
选用SGZ-730/264W重型刮板输送机,长度180m,其主要技术特征如下:
⑴运输能力:
600t/h
⑵刮板链速度:
0.95m/s
⑶刮板链:
圆环链φ22×92（c级）
⑷电动机:
型号:
KBY550-132
功率:
2×132kW
电压:
1140V
⑸液力偶合器:
YL-56
⑹中部槽尺寸:
长×宽×高=1500×730×220
3.工作面后部溜子:
也选用SG2-730/264W重型刮板输送机,长度180m.
4.工作面支架选型
工作面支架选用ZTF6500/17/35型放顶煤液压支架120部,主要技术特征如下:
⑴支撑力:
6500kN
⑵支撑高度:
1.7-3.5m
⑶支护强度:
Ma
⑷对地板比压:
Ma
⑸适应倾角
⑹质量:
t
5.转载机选型:
选用SZD-90型转载机,长度40m,主要技术特征如下:
⑴运输能力:
700t/h
⑵刮板链速度:
1.12m/s
⑶电动机:
型号:
YBY75
功率:
90kW
电压:
1140V/660V
6.破碎机
选用PELM980/2000轮式破碎机,主要技术特征如下:
⑴出料粒度≤300㎜
⑵产量1000t/h
⑶电机:
功率:
200kW
电压:
1140V/660V
7.运输巷皮带选型:
选用DSJ-100/63/75可伸缩式皮带运输机,长500m，主要技术特征如下:
⑴运输能力:
630t/h
⑵带速:
2.0m/s
⑶储带长度:
50m
⑷主电机:
型号:
YBY75
电压:
1140V/660V
功率:
75kW
⑸张紧绞车电机:
型号:
YBY4-4T2
电压:
1140V/660V
功率:
4kW
⑹传动滚筒直径:
630㎜
⑺总围包角:
455°
⑻带宽:
1000㎜
⑼托辊直径:
φ108
⑽上托辊间距:
1.5m
⑾下托辊间距:
3.0m
⑿液力偶合器型号:
YOXD560
8.液压泵站选型:
选用两台MRB125/31.5型乳化液泵站,采用PRX-1000型乳化液箱,实现两泵一箱.主要技术特征如下:
⑴额定工作压力:
31.5Mpa
⑵电机:
功率:
90kW
电压:
1140V/660V
转速:
1480r/min
⑶额定流量:
125L/min
9.喷雾泵;
选用2台PB-30喷雾泵
电机:
功率37kW
电压:
1140V/660V
二.采区运输上山皮带输送机的选型:
矿井北区运输下山,坡度12°长度700m,拟选用DSJ100/63/2×75型煤矿用伸缩带式输送机,将来可为一采区和二采区服务.
DSJ100/63/2×75型皮带输送机主要技术参数如下:
1.输送能力:
630t/h
2.水平输送距离:
1000m
3.带速:
2.0m/s
4.储带长度:
50m
5.主电机
型号:
YBY75
功率:
2×75kW
电压:
1140V／660V
转速:
1480r/min
数量:
2台
6.张紧绞车电机:
型号:
YBY4-4T2
功率:
4kW
电压:
1140V/660V
数量:
1台
7.传动滚筒
直径:
630mm
数量:
2个
总围包角:
455°
8.输送带
宽度:
1000mm
强度:
300N/mm·层
9.托辊
直径:
108mm
上托辊间距:
1.5m
下托辊间距:
3m
10.减速机型号:
TS75
11.液力偶合器型号:
YOXD560
12.机头部（长×宽×高）:
4755×2266×1675
13.机尾部:
（长×宽×高）:
3994×1586×686
〈一〉.输送能力的验算:
Qa＝300×14×630＝2646000吨＝264.6万吨
式中:
Qa－一年输送能力
一年工作日取300天
一天工作时间取14个小时
皮带输送量为630t/h
Qa＞90万吨／年,满足矿井生产需要。
〈二〉输送带运行阻力及张力计算
1.有关参数的计算
1输送带上物料的线质量：
q＝
＝
＝87.5㎏/m
式中:
q---输送带上物料的线质量
Q---皮带输送量t/h
V---皮带运行速度m/s
②输送带的线质量:
qd＝1.1B﹙iδ＋δ1＋δ2﹚＝12.65㎏/m
式中:
qd---输送带的线质量
B---输送带的宽度1000㎜
i---尼龙线层数
δ---每层尼龙线的厚度取1.25㎜
δ1δ2---皮带上下覆盖层的厚度㎜
③托辊组的线质量:
q't＝
＝7.33㎏/m
q″t＝
＝3.7㎏/m
式中:
q′tq″t---分别为承载分支和回空分支托辊组旋转部分的线质量
G′G″---分别为承载分支和回空分支托辊组旋转部分的质量
L′tL″t---分别为承载分支和回空分支托辊组的间距m
2.运行阻力计算:
1承载分支直线段输送带的运行阻力W2为
W2＝ω′﹙q＋qd＋q′t﹚gLcosβ＋﹙q＋qd﹚gLsinβ＝29041﹙N﹚
2回空分支直线段阻力Wk为:
Wk＝ω″﹙qd＋q″t﹚gLcosβ－qdgLsinβ＝﹣1420（N）
式中:
ω′ω″---分别为输送带沿承载分支和回空分支运行阻力系数,分别取0.04和0.035
L---输送机皮带铺设长度:
700m
β---皮带输送机铺设倾角:
12°
3.按摩擦传动条件计算输送带各点张力﹙见计算示意图﹚
计算示意图
S1
S2=S1
S3=kS2=kS1
S4=S3=kS1
S5=KS4=k2S1
S6=S5+Wk=k2S1+Wk
S7=kS6=k3S1+kWk
S8=S7+W2=k3S1+kWk+W2
S9=Ks8=k4S1+k2Wk+kW2
S10=S9=k4S1+k2Wk+kW2
式中k=1.04
需要传动滚筒表面输出的牵引力F为:
F=S10－S1=S1（k4－1）+k2Wk+kW2
传动滚筒所能传递的额定牵引力F0为:
F0=
令F=F0
得:
S1=
=4068N
式中α---胶带在滚筒上的围包角455°
μ---滚筒与胶带之间的摩擦系数取0.2
η---摩擦力备用系数取1.17
S1=7855N
S2=7855N
S3=kS1=8169N
S4=8169N
S5=kS4=8496N
S6=S5+Wk=7076N
S7=kS6=7359N
S8=S7+W2=36400N
S9=kS8=37856N
S10=S9=37856N
且Smax=S10=37856N
4.检验输送带的重度条件:
S2min=5（q+qd）Lt′cosβ=7200N
Skmin=5qdLt″cosβ=1819N
因S7＞S2minS6＞Skmin,
故各点张力均满足输送带的重度条件
〈三〉检验输送带强度
输送带的许用张力为:
[S]=
=163636N
式中:
δd---每层单位宽度的纵向拉断强度,N/㎜·层
i---尼龙线层数
B---输送带宽度1000㎜
m---输送带的安全系数取11
因[S]＞Smax=S10,故满足强度条件.
〈四〉验算电动机功率:
传动滚筒主轴总牵引力Fq:
Fq=S10-S1+0.03（S10+S1）=31372N
所需电动机功率:
N
N=kd
×10﹣3=86.4kW
式中kd=1.17
η＝0.85
设备电机总功率为2×75=150kW,故满足要求.
〈五〉其他参数计算:
1.拉紧力Pη＝S2+S3=16024N
3.拉紧行程:
△L＝△L1+△L2=K·L+1.5B=22.5m
△L＜50m故拉紧行程满足要求
式中:
k---输送带工作时的伸长系数取0.015
由以上计算可知,选用DSJ100/63/2×75皮带输送机完全可以满足要求,安装机头架时,可安装逆止器或液压刹车装置,防止突然停电造成皮带下滑。
三、采区材料上山提升绞车的选型
北区材料下山提供一采区及二采区的材料供应及设备的运输，不提升原煤，故不检验提升能力。
只检验绞车的牵引力、容绳量和钢丝绳的安全系数.
拟选用JD-4型（原型号JD-55）矿用调度绞车
1.技术参数如下:
〈1〉JD-4绞车
a牵引力:
40KN
b绳径:
22.5㎜
c容绳量:
750m
d电动机功率:
55kW
e外形尺寸:
2500×2645×1645
f重量:
4702㎏
〈2〉φ22.5绳6×19股绳纤维芯钢丝绳
a:
钢丝绳直径22.5㎜
b:
钢丝绳总断面积:
175.4mm2
c:
参考质量:
165.8㎏/100m
d:
钢丝绳破断力总和:
271500（公称抗拉强度1550N/㎜2）
2.绞车牵引力核算:
井下采掘设备最大部件重量以10吨为限,验算绞车牵引力
Q1=10t
Q2=1t
Q3=165.8×7.5×10-3=1.16t
Q=（Q1＋Q2）（sin12°＋f1cos12°）＋Q3（sin12°＋f2cos12°）
=28kN＜40kN
故绞车牵引力满足要求
式中Q1---最大设备部件重量
Q2---平板车重量
Q3---钢丝绳重量
f1f2---分别为绞车及钢丝绳与铁轨摩擦系数.
3.钢丝绳安全系数验算
M＝
＝
=9.69＞5
故钢丝绳安全系数符合要求
式中:
M---钢丝绳安全系数
Qp---钢丝绳破断力总和
Q---钢丝绳承受静拉力
4.终端最大载荷计算:
①按最大静张力计算:
Qmax=
=16t
2按钢丝绳安全系数核算:
Qmax=
=
=54.3t
故取最大负荷为16t
③由此可推算一次可提升1.6t翻斗车数量:
n＝
=7个
5.容绳量核算:
绞车容绳量750m＞采区材料上山巷道长度700m
故满足要求.
6.绞车峒室及车场布置
①在采区材料下山上头施工一个长×宽×高=4×4×3m的绞车屋,基础用砼浇注,预埋底脚螺栓.
②在采区材料下山上部设一个长20m的甩车场.
③在采区材料下山下部进入工作面材料巷方向设一个长20m的甩车场.
四、采区供电设计
采区运输上山、采区材料上山及综采工作面所有660V电气设备均由中央变电所供给,中央变电所安装一台KBSGZ-1000/10型干式变压器,供井下所有660V设备用电.9101工作面的采煤机,前、后部溜子、转载机、破碎机、乳化液泵、喷雾泵等设备均由移动变电站供给1140V电源.
1.1140V变电列车所需负荷供电计算
⑴负荷统计
序号
设备名字
装机容量
kW
工作容量
kW
电压等级
V
需用系数
功率因数
计算容量
kW
1
采煤机
2×300
2×300
1140
0.628
0.7
376.8
2
刮板输送机
2×132
2×132
1140
0.628
0.7
165.8
3
刮板输送机
2×132
2×132
1140
0.628
0.7
165.8
4
转载机
90
90
1140
0.628
0.7
56.5
5
破碎机
200
200
1140
0.628
0.7
125.6
6
乳化液泵
2×125
125
1140
0.628
0.7
78.5
7
喷雾泵
2×37
37
1140
0.628
0.7
23.2
8
总计
1742
1580
992
kx=0.4+
=0.628
⑵移动变电站的选择及负荷分配
S=
=1417kVA
可选择一台KBSGZY-800/10型移动变电站供采煤机、两台液压泵站和两台喷雾泵用电.
一台KBSGZY-800/10型移动变电站供工作面前、后刮板输送机及破碎机、转载机用电.容量计算如下:
S1=
=683kVA
S2=
=734kVA
故确定选择2台KBSGZY-800/10移动变电站供电,低压侧均为1140V.
2.因660V设备均从中央变电所供电,故不进行变压器负荷供电计算.
3.变电所馈出高压开关柜校验
Ie=
=82A
变电所开关柜额定容量为400A,电流互感器一次侧为200A＞82A,满足要求.
4.高压电缆的选择:
⑴确定电缆型号:
移动变电站应采用双屏蔽监视型高压软电缆,自中央变电所至移动变电站的高压电缆选用MYPTJ-10型矿用双屏蔽监视高压软电缆.
⑵按经济电流密度选择电缆截面积:
查表知电缆经济电流密度为2.25A/㎜2,故电缆经济截面积为:
SJ=
=36.5㎜2
故选用MYPTJ-10型50㎜2双屏蔽高压橡套电缆.
5.低压电缆的选择:
综采面660V电气设备主要有:
⑴一部皮带输送机:
75kW
⑵两部调度绞车:
2×25kW
⑶两部回柱绞车:
2×30kW
计185kW，考虑到设备部同时工作,故选用MY-3×70㎜2低压橡套电缆给综采面660V所有设备供电.
6.采区供电系统图:
见（图1图2图3）
图1图2中未标注型号的电缆均为MCP千伏级屏蔽电缆.
图3中未标注型号的电缆均为MY低压橡套电缆.
7.短路电流的计算:
根据供电系统图进行计算,各点短路电流均符合要求.
第二部分采区运输与排水
一采区运输
1.原煤运输线路
工作原切眼---工作面运输顺槽---采区皮带下山---井底煤仓。
2.工作面材料运输
采区轨道下山（55kW绞车）---工作面材料顺槽1#调度绞车---2#调度绞车---工作面。
二采区排水
根据资料显示,该采区日涌水量为40方
1.在采区轨道下山底部设一采区水仓，安装两台30kWIH化工离心泵,型号为IH25-125/30，一用一备,技术特征如下:
扬程:
125m
流量:
25m³/h
电机:
功率:
30kW
电压:
660V
沿采区轨道下山铺设一趟3寸铁管至中央泵房水仓.
2.在9101工作面运输巷底部安装一台4kW潜水泵,铺设一趟2寸铁管至采区水仓。
潜水泵型号:
BQW15-45/4
技术特征如下:
扬程:
45m
流量:
15m³/h
电机:
功率:
4kW
电压:
660V
3.两台水泵扬程及流量均满足要求.
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