机电专业毕业论文=煤矿机电设备选型【矿井机电设备研究】 (2).doc
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1、山东科技大学学士学位论文摘 要煤炭是我国的基础能源和重要原料,在国民经济中占有重要的战略地位,煤炭生产的高产高效得煤炭企业发展的。 本课题主要研究对象为矿井机电设备,通过对机电设备的正确选型,为实现采煤的高产高效提供技术支持。本课题主要研究对象为矿井机电设备,通过对机电设备的正确选型,为实现采煤的高产高效提供技术支持。根据课题的设计要求,本设计主要从矿井地理位置,井田走向,顶底板条件,水文地质,矿井开拓系统,通风及排水要求,主副井系统,主运输系统等矿井基本情况出发,进行采煤机选型计算,液压支架选型计算,刮板输送机选型计算,通风设备选型计算,排水设备选型计算,皮带输送机选型计算。并绘制工作面布置
2、图,三机配套图,通风设备布置图,带式输送机施工图。关键词:矿井机械化;选型设计;设备配套;运输提升;通风排水ABSTRACTCoal is Chinas basic energy and important raw materials, the national economy in an important strategic position, it is Chinas national conditions.At present, the coal industry faces some situation: safe foundation is weak, the safety pro
3、duction grim situation, Comprehensive utilization of resources enough to improve ecological environment of mining, urgent. Advanced and backward production capacity, technical level is low.This topic in the main direction for mine electrical equipment.To achieve high efficiency of coal mining, must
4、be the correct selection of equipment.According to the design requirements issues, the design mainly from the mine location, Ida trend, roof and floor conditions, hydrogeology, mine development system, ventilation and drainage requirements, the main shaft system, the main transport systems of basic
5、conditions of mine, for mining machine selection calculation, selection of emulsion pumping station hydraulic support selection calculation, scraper conveyor selection calculation, calculation of ventilation equipment selection, equipment selection drainage calculations, selection of belt conveyor c
6、alculation, the main shaft hoisting equipment selection Computing. And the mapping of Figure 3, and machinery, pump house floor plan, main shaft hoisting equipment, electric control plan.Key words: shearer; conveyor; belt conveyor; drainage and ventilation; hydraulic support; mine hoist目录1 绪论.12 矿井概
7、况42.1 矿井地理位置及井田分布42.2 煤层赋存情况82.3 水文地质情况92.4 瓦斯、二氧化碳等参数122.5 通风及排水要求132.6 主运输系统163 采煤工作面设备选型设计173.1 采煤工作面概述173.2 采煤工艺263.3 工作面设备配套要求293.4 采煤机械选型设计323.5 支护设备选型设计413.6 刮板输送机选型设计524 带式输送机选型设计574.1 带式输送机原始参数574.2 输送机驱动简图57 4.3 设计计算.575 排水设备选型设计705.1 矿井水文情况705.2 水泵选型设计706 通风设备选型设计.866.1 矿井通风概况.866.2 通风机选型
8、计算.86参考文献94致谢辞96附录1 英文文献97附录2 英文文献译文105IV1 绪 论11 目的及意义煤炭是我国的主要能源,又是重要的化工原料。建国50多年来,煤炭工业作为我国的重要能源工业,为推动和保障国民经济的发展,取得了举世瞩目的伟大成就。我国煤炭储量居世界前列,原煤年产量从1949年的0.32亿t到2005年已突破21亿t,跃居世界产煤大国第一位。根据我国的国情,在我国一次性能源结构中,煤炭所占的比重一直在70%以上;而在今后相当长的时期内,煤炭仍然是我国的主要能源。随着我国经济社会的不断改革和发展,煤炭行业必将高速、持续、科学的向前发展20世纪末期以来,在新技术革命的带动下,煤
9、炭开采、矿山运输和提升装备迅速发展。先进采煤国家积极应用机电一体化和自动化技术,研制开发了高生产能力、高性能的技术装备,广泛应用计算机技术实现了矿井生产、运输、提升过程自动化控制,实现了矿井的高产高效生产。采掘机械化是煤炭工业增加产量、提高劳动效率、改善劳动条件、保障安全生产的必要技术手段,也是煤炭生产过程中节约能源、人力和减少原材料消耗的有效技术措施。综合机械化采煤工作面的装备以采煤机、液压支架和刮板输送机为代表。经过几十年的艰苦努力,我国已经掌握了缓倾斜中厚和厚煤层综合机械化采煤成套设备的设计、研究和制造技术。部分薄煤层适用的采煤机、液压支架和刨煤机也研制成功。今后的发展方向除进行采煤方法
10、、采煤工艺的研究与创新外,对于采煤装备来说,还要研制机电一体化、自动化煤矿开采技术装备。自动化采煤工作面关键技术包括液压支架电液控制技术、在薄煤层中实现刮板输送机直线推进技术、煤层分界及采煤机摇臂自动调高技术、薄煤层用电气调速自动化刨煤技术、设备工况检测与故障诊断技术、顺槽集中控制技术等。1.2研究现状矿山运输与提升是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节。矿井运输与提升在矿井生产中担负着以下任务:(1)将工作面采出的煤炭运送到地面装车站;(2)将掘进出来的矸石运往地面矸石场或矸石综合利用加工厂;(3)将井下生产所必需的材料、设备运往工作面或其他工作场所;(4)运送井下工作人员。可以说,矿井运送
11、与提升是矿井生产的“动脉”与“咽喉”,其设备在工作中一旦发生故障,将直接影响生产,甚至造成人身伤亡。此外,矿井运输与提升设备的耗电量很大,一般占矿井生产总耗的50%70%。因此,合理选择与维护、使用这些设备,使之安全、可靠、经济、高效地运转,对保证矿井安全高效地生产,对提高煤炭企业的经济效益和促进经济社会的可持续发展,都具有重要的现实意义。由于矿井运输与提升设备是在井下巷道内和井筒内工作,空间受到限制,故要求它们结构紧凑,外部尺寸尽量小;又因工作地点经常变化,因而要求其中的许多设备应便于移置;因为井下瓦斯、煤尘、淋水、潮湿等特殊工作环境,还要求设备应防爆、耐腐蚀等。我国缓倾斜煤层工作面较多,刮
12、板输送机应用极广,种类很多,达30余种。有单链、双链、三链刮板输送机,使用较多的有10多种,并且新品种不断增加,如有的可弯曲刮板输送机,能完成拐弯90运行。在带式输送机运输方面,近年来,国内外带式输送机向着长距离、大运量、高速度、大功率、低能耗方向发展。为实现长距离无转载连续运输,在发展长运输线的同时,单机长度也在不断提高。在进行井下开采时,有大量有害气体喷发出来,加以易于引起爆炸的煤尘,对井下工作人员和矿井安全都有很大威胁。我国煤矿安全规程对井下空气的成分(包括各种有害气体的浓度)、温度、风速和按人员计算的风量都做了严格的规定。为了保障广大煤矿职工有一个安全、可靠和良好的工作条件,必须向井下
13、输送足够数量的新鲜空气,以冲淡有害气体的浓度和带走飞扬的煤尘。这项任务是由称之为“矿井肺脏”的通风机设备完成的。通风设备除担负正常通风任务外,在井下发生火灾需要改变风流方向时,还必须及时完成反风任务。通风机设备必须昼夜不停地连续运行,要求它能十分可靠地工作。同时由于它耗电量大,因而又要求它能经济地工作。采矿过程中,随时有矿水涌入矿井。矿井排水设备保证了矿井正常生产不被淹没的危险。排水设备对矿井正常生产起着重要作用,因此必须保证它可靠运行。采煤方法、工艺研究与创新是煤矿实现高效生产的基础,机电一体化、自动化煤矿开采、运输、通风排水技术装备的研制是实现高效生产的基本保障。面对21世纪我国能源面临的
14、巨大挑战,煤炭科技工作者承担者重大的历史使命,只有依靠科技进步,才能进一步加快我国煤矿现代化的步伐。13本文的主要研究内容2矿井概况2.1 翟镇煤矿矿井地理位置及井田分布2.1.1、矿井概况与地质特征1、井田概况:(1)、翟镇井田的位置与交通翟镇井田位于山东省泰安市管辖的新泰市境内。矿区有一条铁路线磁莱铁路,磁莱铁路西通磁窑与津浦线衔接,交通便利(2)、翟镇井田的地形及水文情况翟镇井田对应地面地形为山东较为普遍的丘陵。井田北部为莲花山脉,标高为200m308m,向南逐渐平缓。井田内无巨大水源,河流分布,中间分布有太古片麻岩及第三系地层形成的中型冲沟,冲沟宽为30m50m,向南汇入小汶河,为季节
15、性河流。(3)、气候条件井田气候为为半湿润的北温带气候,年平均降雨量为931.735mm,结冰期为11月份翌年3月份,冻结深度为0.40.8m。(4)、其它地震烈度:根据地质资料,地震烈度为7级。井田瓦斯等级为低瓦斯矿井。井田煤层有煤尘爆炸危险和自燃发火倾向。矿井地温正常。2、井田地质资料翟镇井田含煤地层属石炭二迭系,煤系地层平均总厚约260m,井田内地层特征由上而下分别为第四系、第三系、下二迭系下石盒子组、下二迭系山西组、上石炭系太原群、中石炭系本溪群、奥陶系。井田内断裂与褶曲较发育,其构造形态为两盆一鞍一背的复式宽缓褶皱构造。全井田共有主要断层16条(均为高角度正断层),其中落差大于100
16、米的3条;落差大于50米的8条;小于50米的5条。井田水文地质条件简单。煤系上部由厚达117958米红色粘土质粉砂岩、红色砂岩及砾岩覆盖,因而地面水补给条件不良;煤系本身所含一灰及四灰含水性微弱;本溪群徐灰、草灰虽然具有一定的含水性,但埋藏较深,地下水排泄流通不畅,基本是一个裂隙岩溶净水区域。本井田含水层自上而下简述如下:第三系含水砂砾层、第三系红层、山西组2层煤及4层煤顶板砂岩含水层、四层石灰岩、本溪群徐灰和草灰、奥陶系石灰岩。400水平正常涌水量为319.2498米/时,最大涌水量706.2米/时。3、井田煤层埋藏特征及煤质井田含煤地层为二迭系山西组和石炭系太原群,煤系地层平均厚度为260
17、m,共含煤层20层,可采煤层七层(2、4、6、11、13、15、16层煤),局部可采煤层四层(2上、4上、7、9),其中,煤层2、煤层4平均煤层厚度为2m4m,属主采煤层,煤层11、煤层13、煤层15平均煤层厚度为1m1.7m,为井田后期主要开采煤层。井田煤质山西组为低硫气煤,太原组为高硫肥煤,上部2、4、6层煤为气煤;11层煤为气、肥煤;13、15层煤为肥煤。4、井田境界和储量(1)、井田境界根据(87)鲁煤管基字第220号文,翟镇煤矿调整后的井田境界如下:东南:以第5勘探线与良庄矿井为界:东北和北:以320、313钻孔连线及F21断层与王家寨井田为界;西北:以F22断层和33、35、7、3
18、40号钻孔连线及泉189、23号钻孔连线(即F6断层)与小港井田为界。西南:以F10断层与协庄矿井为界。井田范围:东西平均长约5公里,南北平均宽约3.5公里,井田面积约17.6平方公里。总地质储量19039.0万吨。比原初步设计总地质储量减少9908.9万吨。(2)、井田工业储量井田各煤层容重:煤层名称24611131516容重(t/m)1.341.361.321.411.201.41.42翟镇煤矿井原初步设计(1986年修改版)的地质储量为21606.4万吨,工业储量为16469.3万吨,根据(87)鲁煤管字第220号文又划归邻近矿井的地质储量为2549.4万吨,调整境界后的储量为:地质储量
19、为19039万吨,工业储量为15258.19万吨。本井田煤层的最小可采厚度为0.6米,因此0.550.6米厚块段的储量损失约277.11万吨,则设计储量为14697.49万吨,扣除各种煤柱及开采损失,则可采储量应为9970.0万吨。5、井田开拓与矿井采煤工艺(1)、井田采煤方法采用走向长壁综采机械化陷落采煤法,建筑物下采用综采机械化矸石充填采煤工艺对采空区进行有效充填。(2)、井巷工程及三个煤量、井巷工程量全矿井设计的井巷工程总长度22645米。其中岩巷14585米;煤巷8060米。井巷掘进率为188.7米/万吨,煤巷约占井巷总工程量的35.6。 、三个煤量及可采期矿井现在的三个煤量如下:开拓
20、煤量 1276.5万吨,可采期11.6年。准备煤量 1276.5万吨,可采期11.6年。回采煤量 114.1万吨,可采期7.2个月。6、井田开拓方式及采区划分矿井采用立、斜井混合开拓方式,分组水平集中大巷、采区石门运输,-400m单水平开采。主、副井采用立井开拓,风机井口位置选建在井田西南边界22号钻孔附近,斜风井井筒延F4、F4-1两条断层之间布置。全井田划分为一个主要水平、两个辅助水平开采。主要开拓水平标高为400米。已划分为一采、二采、三采、四采、五采、六采、七采上部、七采下部、后组一采、后组一采下部延伸、后组三采、后组五采等共计10个采区,其中,一采、二采、四采、五采、后组一采、后组三
21、采已回采完毕,三采、七采下部、后组五采为生产采区,六采、七采上部、后组一采下部延伸为准备采区。7、井底车场形式井底车场形式为立式环形车场。2.2 煤层赋存情况2.2.1 煤层本井田含煤地层为二迭系山西组和石炭系太原群。煤系地层平均厚度260米。共含煤20层,可采煤层七层(2、4、6、11、13、15、16层煤),平均可采总厚10.11米。局部可采煤层四层(2上、4上、7、9),本井田分布零散,连不成片。现将可采煤层叙述如下,其特征见表12。2层煤:全区可采,为结构简单的稳定煤层。总厚度14.24米,平均2.1米。顶板为粉砂岩,层位稳定,一般厚7米,底板为粉砂岩,一般厚为4米,具有粘性和膨胀性特
22、点。4层煤:全区可采,为结构简单的稳定煤层。煤层厚度一般0.953.81米,平均2.37米。煤层多保持在2.7米左右。深部及西北、东北方向稍薄,一般保持在1.81.6米左右;一般不含夹矸,煤层顶板以中砂岩、细砂岩为主,稳定,厚度一般15米左右;底板为粘土岩,有时出现细砂岩,厚5米。6层煤;一般厚度为01.62米,平均0.78米。本层煤属较稳定到不稳定煤层。局部含有夹矸一层(厚0.050.35米),该层煤在不同区段有变化,如羊村次背斜较稳定,但往东南有变薄趋势。顶板为灰色粉砂岩或泥沙岩,厚10米,底板为中细砂岩。11层煤:全区稳定可采,煤层厚度一般为0.792.12米,平均1.53米。本煤层结构
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