潘津二采区主要设备选型 2文档格式.docx
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胶带选用ST型阻燃型钢丝绳芯胶带,带强2000N/mm,安全系数M=7.60。
㈢功率配比方案比较
1、功率配比2:
1时,带式输送机张力要比功率配比2:
2时要小,但胶带的带强达不到可降一个级别的要求。
2、功率配比2:
1相比功率配比2:
2,胶带的带强胶带安全系数要大,且驱动硐室要少一个,减少了工程量。
二、轨道下山辅助提升设备
㈠设计依据
1、二采区轨道下山基础参数:
斜长497.8m,倾角16°
2、提升容器:
1t固定式矿车,自重610kg,最大载矸1700kg,载料1000kg。
3、最大班提升量:
提升矸石:
36车
下放材料:
91车
4、提升方式:
单钩串车提升。
提矸、下料一次串4辆矸石车或4辆材料车;
5、工作制度:
四六制。
6、提升任务:
担负二采区提矸、下料等辅助提升任务,运送设备及大件另有慢速绞车担负。
㈡提升设备选型
1、钢丝绳选择及安全系数校验
⑴提升斜长:
Lt=497.8+30=527.8m
⑵钢丝绳最大悬垂长度:
Lc=497.8+60=557.8m
⑶绳端荷重:
提升矸石:
Q矸=4×
(610+1700)×
0.420=3885kg
运送材料:
Q材=4×
(610+1000)×
0.420=2708kg
⑷钢丝绳选择:
选用6V×
18+FC-1670型(GB8918-2006)钢丝绳,钢丝绳直径d=22mm,单重Pk=1.96kg/m,最小钢丝破断拉力总和Qq=350kN。
⑸最大静张力(差)计算:
F矸=(3885+1.96×
557.8×
0.589)×
9.81/1000=44.43kN
F料=(2708+1.96×
9.81/1000=32.88kN
⑹安全系数校核:
m矸=350/44.43=7.88>6.5
安全系数符合《煤矿安全规程》的规定。
2、提升机选择及校验
选用JTPB-1.6×
1.5/24型单绳缠绕式单滚筒防爆提升机,其主要技术参数:
滚筒直径Dg=1600mm,滚筒宽度Bg=1500mm,提升机最大静张力Fj=Fc=45kN,减速器传动比i=24,最大提升速度为Vm=3.42m/s。
天轮选用TD1000/800型游动天轮,天轮直径Dt=1000mm,最大游动距离S=800mm。
提升机校验:
⑴滚筒直径:
Dg=60×
22=1320mm<
1600mm
天轮直径:
Dt=40×
22=880mm<
1000mm
⑵最大静张力(差)验算:
Fjcmax=F矸=44.43kN<
45kN
⑶缠绳校验:
缠绳层数:
KC=(527.8+30+7×
1.6×
π)×
(22+3)/(1500×
π×
1.644)=1.913<3
经验算,所选提升机满足要求。
但最大静张力(差)已接近绞车允许的最大静张力(差),几乎没有富裕量。
3、提升机主电机选型
⑴电动机选型计算
设计提升系统最大提升速度Vm=3.42m/s,计算所需电动机功率:
Nd=1.10×
44.43×
3.42×
1000/(102×
0.85×
9.81)=196.52kW
选用YBPT-6型防爆变频调速电机,电动机额定功率250kW,电压660V,额定转速980r/min,过载系数2。
⑵电动机校验
①按等效容量校验(按提矸)
等效功率:
Nd=190.92kW<
250kW
②按工作过负荷校验(按提矸)
λ=Fmax/Fe=0.95<
1.5(2×
0.75)
经验算,所选电动机符合要求。
4、最大班净作业时间
最大班净作业时间平衡表
提升性质
数量
每次
每班次数
每次时间(s)
每班时间(min)
备注
提升矸石
36车
4车
9
448
67.20
下放材料
91车
23
171.73
合计
238.93
3.98h
最大班净作业时间虽符合《煤炭工业矿井设计规范》的要求,但考虑行人时间后,作业时间已接近4.5h,接近规范要求时间极限,几乎没有富裕量。
5、电控及信号设备
电控设备采用防爆四象限变频调速电控系统。
该系统能实现提升机软启动,提高了机械设备使用寿命,具有调速平稳、调节灵活方便、抗干扰能力强等优点。
为实现该提升机安全运行,系统还对减速功能保护装置、防止过卷装置、防止过速装置、限速装置设置为相互独立的双线制,由两套PLC完成提升机所有控制功能及保护。
并能实现各种安全制动。
提升信号采用TXH-3型多功能斜井本安型提升信号系统。
三、二采区排水设备
矿井正常涌水量41.67m3/h
矿井最大涌水量100m3/h
黄泥灌浆的析水量:
按灌浆用水量的70%考虑,取33.56m3/h
水泵吸水和矿井水处理站附加扬程共取12m,排水高度238.5m
矿井水容重:
γ0=1020kg/m3
㈡排水设备选型
1、排水泵的选择
正常涌水时所需水泵排量:
Qn=1.2×
(41.67+33.56)=90.28m3/h
最大涌水时所需水泵排量:
Qm=1.2×
(100+33.56)=160.27m3/h
水泵所需扬程:
H=1.25×
238.5=298m
选用MD155-30×
10型耐磨多级离心泵3台,1台工作,1台备用,1台检修,配套电机功率220kW。
2、排水管路的选择
估算排水管直径dp、管壁厚度δp:
根据计算,排水管选用Φ194×
8mm无缝钢管2趟,1趟工作,1趟备用,管路沿二采区轨道下山及副斜井井筒敷设至地面,连接方式以套管焊接连接为主,局部采用法兰连接。
吸水管选用Φ219×
7mm无缝钢管。
为防止水锤冲击对水泵及管路的损害,在水泵出口管路上安装多功能水泵控制阀或缓闭式止回阀。
3、管路特性和水泵工作工况
⑴单趟Φ194mm排水管路特性曲线方程
新管:
H’z=238.5+0.00174Q2
旧管:
Hz=238.5+0.00297Q2
⑵水泵运行工况
依据单趟管路特性曲线和水泵性能曲线求得的工况点(Md’、Md)参数见下表。
单泵单管运行工况点参数表
参数
管路
流量
Q(m3/h)
扬程
H(m)
效率
η(%)
理论最大吸水高度Hs(m)
新管
168
287
76.5
3.8
旧管
157
311
77
3.6
4、电动机选型
电动机功率按照《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》中关于“选择水泵电动机容量应以管路未淤积情况下的水泵轴功率为基础,并留有一定的富裕系数”的规定进行计算。
所需电机功率:
选择YB2型隔爆电动机,功率220kW,电压660V,转速1480r/min。
5、管路壁厚校验
所选管路壁厚满足要求。
6、排水能力校核
矿井正常涌水时期单泵单管工作,按管路结垢水泵排水能力为157m3/h,每天排水时间11.5h;
最大涌水时期两泵两管工作,按管路结垢水泵排水能力为314m3/h,每天开泵时间10.21h;
均满足《煤矿安全规程》第二百七十八条的要求。
四、主要采煤设备选型
㈠采煤机
1、采煤机应具有的最小生产能力
式中:
Qh——工作面设备所需最小生产能力,t/h;
Qy——要求的工作面年产量,工作面生产能力为300万t/a,按采放比1:
2计算时,采煤机能力为100万t/a;
f——能力富裕系数,1.25;
D——年生产天数,330d;
N——日作业班数,4班;
M——每日检修班数,1班;
t——每班工作时数,6h;
K——开机率,根据统计资料,取0.65。
则:
=324t/h
2、采煤机平均截割牵引速度
Vc——采煤机平均截割牵引速度,m/min;
Qh——采煤机可实现的生产能力,324t/h;
H——平均采高,取2.6m;
B——截深,按0.8m计算;
γ——煤的容重,23-25号煤层1.28t/m3;
C——工作面回采率,取93%;
则
=1.74m/min
3、采煤机装机功率
装机功率包括截割电动机、牵引电动机、破碎电动机、液压泵电动机、机载增压喷雾泵电动机等电动机功率总和。
装机功率由下式估算:
P=Q×
Hw
P——装机功率,kW;
Q——采煤机生产率,324t/h;
Hw——比能耗,一般0.6~0.7,取0.7。
则P=324×
0.7=227kW。
结合计算,考虑一定的不均衡系数(取1.6),采煤机装机功率要求不小于363kW。
4、采煤机所需牵引力
据经验统计,采煤机牵引力一般为其装机功率数值的0.5~1倍。
根据以上分析、计算结果,设计暂选用MG250/600-WD型交流电牵引采煤机,主要技术参数见下表。
采煤机主要技术参数
项目
单位
总装机功率
kW
600
采高
m
1.8~3.5
适应煤质硬度
f≤4
适应煤层倾角
°
≤40°
截深
mm
800
滚筒直径
1.8
牵引方式
交流电牵引
牵引力
kN
500~300
牵引速度
m/min
0~8.3~13.9
电压
V
1140
总重量
t
45
㈡液压支架
1、支架支撑高度的选择
合适的支撑高度是支架正常工作面的关键,支架的最大及最小高度可按下面经验公式确定:
Hmax=Mmax+0.2
Hmin=Mmin-(0.25~0.35)
Hmax、Hmin—支架的最大、最小结构高度,m;
Mmax、Mmin—煤层最大、最小采高,23-25号煤层厚度12.49~20.87m,平均割煤厚度取2.6m,煤层最大、最小采高取2.2m、2.8m。
Hmax=Mmax+0.2=2.8+0.2=3.0m
Hmin=Mmin-(0.25~0.35)=2.2-(0.25~0.35)=1.85m
经上述计算,所选综采放顶煤液压支架的支撑高度应按1.85~3.0m考虑。
2、支架支护强度的选择
设计采用统计类比法和实测统计法对放顶煤支架工作阻力进行计算,取其大值对液压支架进行选型。
①按统计类比法计算综放支架工作阻力
据经验统计,综采放顶煤支架支护阻力与煤层采深、煤层强度成正比,与放顶煤高度成反比,根据经验公式:
P=k(1939+2.1H+471f+155/Md)
P—支架承受的荷载,kN;
k—支架安全系数,取1.2;
H—煤层采深,m;
f—煤层普氏硬度系数,取2.0;
Md—工作面放顶煤高度,23-25号煤层分层开采,每层厚17.03/2=8.52m,割煤厚2.6m,则放顶煤厚度为5.92m。
P=1.2×
(1939+2.1×
400+471×
2.0+155/5.92)=4496kN
②按实测统计法计算综放支架工作阻力
P=(325×
M0.21)S
P——支架承受的荷载,kN;
S——支架支护的顶板面积,按8.0m2计;
M——煤层开采最大高度,取8.52m。
P=(325×
8.520.21)×
8.0=4077kN
根据上述两种方法计算,所选综采放顶煤支架的工作阻力不应低于4496kN。
3、基本架的选型
由于煤层采用分层综放开采,液压支架需铺设金属网,开采后下分层形成再生顶板,因此需选用铺网放顶煤液压支架。
根据以上分析、计算结果,设计暂选用ZFP5200/17/32型铺网放顶煤液压支架,主要技术参数见下表。
支架主要技术参数
支架型号
ZFP5200/17/32
支撑高度
1.7~3.2
工作阻力
5200
初承力
4552
支护强度
MPa
0.76
泵站压力
27.4
支架中心距
1500
推移步距
18
㈢刮板输送机
工作面刮板输送机的运输能力的选择原则是保证采煤机采落的煤能被全部运出,并留有一定的备用能力。
刮板输送机的运输能力应满足:
Qc=Kc×
Km×
Ky×
Qm
Qc——刮板输送机应具有的运输能力,t/h;
Kc——采煤机截割速度不均衡系数,1.1;
Qm——采煤机平均落煤能力,324t/h;
Km——采煤机与刮板输送机同向运动时的修正系数,1.08;
Ky——运输方向及倾角系数,0.9。
经计算,刮板输送机的运输能力应大于346t/h。
结合采煤机选型,设计选用2部SGZ-830/630型可弯曲刮板输送机,输送能力1200t/h,刮板链速1.03m/s,功率2×
315kW,电压1140V。
㈣刮板转载机
刮板转载机选用SZZ-830/180型,输送能力1200t/h,功率2×
90kW,电压1140V。
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