採礦 煤礦供電 採礦畢業設計 徐機高職校HK

2022-10-06 02:27:02 字數 3927 閱讀 8679

近年來,由於現代化高產高效礦井新技術的迅猛發展,礦用機電裝置也在不斷更新。現階段我國對研究和**、開發和應用煤礦主要技術裝備也要採取主動性,僅僅圍繞高產高效礦井建設的實際需要,更快、更好的將機電一體化、智慧型化、自動化的控制技術及安全優質的產品應用到我國煤礦生產,全面提公升我國煤礦技術裝備的技術水平和執行成果。

我國煤層地質條件和煤層儲存狀況的複雜性,決定了我國採煤機械化方式的多樣性。因此我們應根據不同地區、不同地質條件和不同的煤層儲存狀況的實際需要,合理的選擇所需煤礦機電裝置設計出一套最佳的採煤方案,以提高採煤的安全性及經濟性。

本設計主要針對綜採工作面的供電系統、礦井排水裝置及礦用膠帶輸送機進行選型設計。

1、礦井排水裝置的選型設計。

湧入礦井的水稱為礦水。礦水主要有大氣降水、地表水、含水層和老空區水等。礦水積聚在巷道中不但影響到生產,而且影響著工作人員的健康和安全,因此需要把礦水及時的排出。

有時也需要向井下提供生產用水,如噴霧除塵、噴水降溫等。礦井生產無論是排水或供水,都由排水系統來完成。

(1)排水裝置的組成

排水裝置主要由水幫浦、電機、啟動裝置、管路、各種儀表和閘閥等組成。

(2)排水裝置的分類

煤礦井下多是利用巷道的坡度,使礦水沿水溝自流匯集於水倉,然後由水幫浦排至地面。

排水裝置按能否移動可分為固定式和移動式;按幫浦的級數不同可分為單級幫浦和多級幫浦。固定排水裝置安裝在幫浦房內,一般用於主排水系統和水平排水系統;移動式排水裝置用於下山掘進頭、井底水窩等地點的區域性排水系統,它可隨掘進頭延伸或水面下降而移動。

(3)排水系統的確定

礦井排水系統由礦井的深度、開拓系統、以及各水平湧水量的大小來確定。排水系統主要分為:集中排水系統、分段排水系統。

(4)水幫浦選型設計應做工作

在對水幫浦選型設計之前首先統計工作面的正常湧水量、最大用水量、測地高度等。通過統計的引數進行分析、核算、校驗,從而選擇水幫浦的型號、所需台數、趟數及管徑的確定。

2、 膠帶輸送機的選型設計。

膠帶輸送機是井下和地面廣泛使用的一種連續動作是運輸裝置。它主要應用於工作面的順槽,運輸平巷上下山及煤樓或主斜井煤的運輸,傾斜布置運輸時布置傾角受到限制。

(1)膠帶輸送機的特點:

1)、投資小運費少,在數千公尺距離運輸時,比電機車經濟效益好。

2)、運速,高運輸能力大。

3)、相對而言,它比刮板輸送機具有長度大、阻力小、節能的有點、所以在煤礦中凡是能使用皮帶機的地方,都盡量選取皮帶機。

缺點是機身高,不便裝載,且不宜運輸帶有稜角的貨物,無法彎曲敷設。

(2)膠帶輸送機的組成

膠帶輸送機由膠帶、主動滾筒、拉緊裝置、託輥、機架以及傳動(驅動)裝置等部分組成。

(3)膠帶輸送機的工作原理:

膠帶輸送機的工作原理與帶式傳動機構原理一樣,通過膠帶與滾筒之間的摩擦力來驅動輸送機執行。膠帶輸送機是平行帶傳動的一種特殊情況,膠帶本身即是傳動件又是承載件。為增大能力,膠帶輸送機常通過增加張緊力、增大膠帶在主動滾筒上的圍包角及增大兩者之間的摩擦因數這三項措施來實現。

(4)膠帶輸送機的分類

1)通用固定式

簡稱普通型它是煤礦最早使用的一種膠帶輸送機。其特點是託輥安裝在固定的機架上,機架固定在地基上,由於它不能適應採煤工作面經常移動、輸送機需經常拆裝的要求,因此這種膠帶輸送機目前只用於礦井地面選煤廠及井下主要運輸巷道等長期固定位置的運輸地點。

2)可拆式

有兩種可拆式的膠帶輸送機,一種是無螺栓連線機架的落地式;一種是鋼絲繩吊掛式。後者的拆裝和調節更為方便,且不受巷道的底板狀況的影響,故在採區得到廣泛應用。它的主要特點是機身結構用兩根縱向平行布置的鋼絲繩為機架,機身吊掛在巷道的支架上,機身高度可以調節。

3)可伸縮式

由於綜合機械化採煤的迅速發展,工作面的推進速度越來越快,因此出現了與綜採配套的運輸裝置—可伸縮式膠帶輸送機。它的機身可以較為方便地伸縮變化,在結構上比普通膠帶輸送機多乙個儲帶裝置,可以儲存一捲膠帶(約50~100m),是供順槽運輸的專用裝置。

為適應長距離大運輸量運輸的需要,膠帶輸送機又有兩種新的發展趨勢:一是降低膠帶的張緊力,如採用多點驅動的膠帶輸送機;二是提高膠帶的強度,採用高強度膠帶,如鋼絲繩膠帶。

(5)膠帶輸送機的傳動系統與結構方案的確定

針對輸送機的工作環境,(如使用地點、距離、散集容量、

煤炭塊度等),及裝載和解除安裝方式等,根據工作環境的需要合理地確定輸送機的傳動系統與結構方案。

(6)設計前應給引數

設計計算膠帶輸送機時,一般應給出下列原始資料:輸送

機長度l(m);輸送機安裝傾角β(度);設計運輸生產率a(t/h);貨載散集容量γ(t/m3),貨載在膠帶上的堆積角ρ(度);貨載塊度a(mm)。

3、 綜採工作面供電設計。

(1)設計前應考慮的問題

1)煤礦的生產環境

礦井的生產環境惡劣,生產場地狹小,而且有頂板壓力的作用,常有冒頂、片幫等現象發生,容易砸壞裝置;有淋水、滴水現象,空氣潮濕,使電氣裝置的金屬表面和絕緣材料受到侵蝕。

隨著採掘工作面的向前推進,電網和電氣裝置也需經常移動,使電纜和電氣裝置容易受到機械損傷。

煤礦空氣中含有瓦斯、煤塵等可燃易爆物。當遇到地質條件的變化時(如煤層、岩層硬度不均勻;用夾矸等),採掘機械經常有衝擊負荷,所以負荷變化大,易引起裝置過載。

2)供電要求

供電安全:供電安全有兩個方面的意義,即防止人身觸電和防止由於電氣裝置的損壞和故障引起的電氣火災及瓦斯、煤塵**事故。因此,為了避免事故的發生,在井下供電方面應嚴格按照規程的有關規定,確保供電安全。

供電質量:用電裝置在額定值下執行時效能最好。因此,衡量供電質量高低的技術指標是頻率的穩定性和電壓的偏移量。

供電頻率由發電廠保證。對於頻率為50hz的工業用交流電,其偏差不允許超過額定值±0.2hz~±0.

5hz 。對於供電電壓,送到用電裝置的端電壓與額定值總有一些偏差,此偏差值稱為電壓偏移。一般情況下,各種電氣裝置都能適應一定範圍內的電壓偏移,但是如果電壓偏移超過允許範圍,電氣裝置的運**況將顯著惡化,甚至損壞裝置。

如交流電機,當電壓降低時,電動機轉矩急劇下降,使電動機啟動困難,執行溫度高,加速了絕緣的老化,甚至燒毀電機。因此一般規定電動機允許電壓偏差範圍為±5%。

供電經濟:使供電系統在執行中儘量減少損耗、提高效率,盡量降低供電系統的基本建設投資和維護費用。此外,在裝置選型上應盡量選用低能耗、功率因數高的節能產品。

總之,要在安全生產安全用電的前提下,使使用者得到可靠、優質、經濟的電能,並且在保證技術、經濟指標符合要求的同時,盡可能的使系統結構簡單、便於安裝維護、易於操作。

3)電氣裝置的結構要求

煤礦井下電氣裝置必須具有防爆和隔爆效能;裝置的外殼必須有足夠的機械強度和較好的防潮和防鏽效能;具有良好過載能力;裝置必須有機械、電氣閉鎖及專用接地螺絲。

(2) 設計時應事先對綜採工作面的所有電氣裝置的額定電壓、負荷、進行統計。通過計算、校驗選擇適當容量的變壓器、饋電開關,磁力啟動器及適當截面積的連線電纜等。

綜述以上特點詳細的對礦井排水裝置的選型、膠帶輸送機的選型及綜採工作面供電系統進行擬定設計。

在我國煤礦中,目前通常採用集中排水法。集中排水開拓量小,管路敷設簡單,管理費用低,但由於上水平需要流到下水平後再排出,則增加了電耗。當礦井較深時可採用分段排水。

湧水量大和水文地質條件複雜的礦井,若發生突然湧水有可能淹沒礦井。因此,當主水幫浦房設在最終水平時,應設防水門。

在煤礦生產中,單水平開採通常採用集中排水;兩個水平同時開採時,應根據礦井的具體情況進行具體分析,綜合基建投資、施工、操作和維護管理等因素,經過技術和經濟比較後。確定最合理的排水系統。

從給定的條件可知,該礦井只有乙個開採水平,故可選用單水平開採方案的直接排水系統,只需要在井底車場副井附近設立**幫浦房,就可將井底所有礦水集中排至地面。

根據《煤礦安全規程》的要求,主要排水裝置必須有工作水幫浦、備用水幫浦和檢修水幫浦。工作水幫浦的能力應能在20h內排除礦井24h的正常湧水量(包括充填水和其他用水)。備用水幫浦的能力應不小於工作水幫浦能力的70%,並且工作水幫浦和備用水幫浦的總能力,應能在20h內排出礦井24h的最大泳水量。

檢修水幫浦的能力應不小於工作水幫浦能力的25%。水文地質條件複雜的礦井,可根據具體情況在主水幫浦房內預留安裝一定數量水幫浦的位置,或另增設水幫浦。

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