新星矿井机电设备选型设计.doc

1、 1 毕业设计任务书 学校：西安科技大学 姓名： 日期： 2013.12.1 2 毕业设计题目： 新星矿井机电设备选型设计 毕业设计时间从 2013.11.17 至 2013.12.20 1. 毕业设计内容要求： 按照本矿实际资料数据来设计，技术方面的设计要科学，通过论证来判断设计的正确与否。 达到技术上可行，安全上可靠，经济上合理。 所选取的设备能满足生产需要。 综合分析成功实施矿井机电设备选型设计的对策和措施，指出实施矿井机电设备选型设计的关键因素，以及不 这样做的后果。 最后简明扼要地进行总结，得出结论。 毕业设计（论文）必须符合“湖南理工职业技术学院毕业设计（论文） 规范格式”的要求。

2、 （ 7）毕业设计图纸规范 。 2. 主要参考资料 1 本矿资料地质说明书马技字 1970 2 张荣立、何国纬、李铎等采矿工程设计手册煤炭工业出版社出版 3 湖南省湘潭理工职业技术学院煤矿开采学 4 湖南省湘潭理工职业技术学院矿井开采设计 5 湖南省湘潭理工职业技术学院煤矿开固定机械 6 张国枢等通风安全学徐州：中国矿业大学出版 ， 2004 7 湖南省湘潭理工职业技术学院煤矿供电 8 煤矿安全规程， 2005 年 1 月 9 煤矿固定机械手册 10 煤矿大型机电设备手册 11 煤炭工业设计规范 12 煤矿井下供电三大保护装置整定细则 3. 毕业设计进度安排 阶段 阶 段 内 容 起止时间 1

3、 收集资料 2007.6.14 2007.8.20 2 图纸设计 2007.8.20 2007.11.14 3 修改图纸 2007.11.14 2008.1.10 3 4 编写毕业论文 2008.1.10 2008.5.25 5 修改毕业论文 2008.5.25 2008.6.20 指导老师（签名） _ 时间： _ 教研室主任 (签名 ) _ 时间： _ 系主任（签名） _ 时间： _ _ 摘要 本设计选型严格执行煤矿安全规程、煤炭工业设计规范的要求。本设计选型是从煤矿提升、排水、通风、压气及井下采区供电等五方 面进行选用；提升机是选用中信重型机械公司生产的 TKD 系列 PLC 电控系统；矿

4、井排水是选用 200D65 型水泵；通风是选用 G4-73-11 型抽风机；井下供电变压器是选用KBSG 型、电气开关是选用 QBZ 系列综合保护设备；运输是选用湘潭韶力电机车厂生产的 ZK7-6/250-D（ I）型架线式变频电机车等新设备；在每个设计阶段中，坚持从实际出发，采用新技术、新工艺、新设备，不断提高煤矿机械化和安全装备水平；做到布局合理，生产集中，并贯彻安全生产的方针，结合本矿实际条件，考虑技术经济合理性，作出正确的选择和安排，选用符合本 矿的实际设备型号。 4 关键词 运输设备 矿井提升 矿井通风 矿井排水 采区供电 压气设备 5 目 录 第 1 章 前 言 . 1 第 2 章

5、 矿区概述及井田地质质特征 . 2 2 1 矿区概述 . 2 2 2 井田地质特征 . 3 2 3 煤层特征 . 6 2 4 水文地质 . 9 第 3 章 井田境界及储量 . 12 3 1 计算边界及水平的划分 . 12 3 2 储量 . 12 第 4 章 矿井工作制度及井型、服务年限 . 13 4 1 矿井工作制 . 13 4 2 矿井生产能力及服务年限 . 14 第 5 章 井田开拓 . 15 5 1 井筒形式、数目及位置的确定 . 15 5 2 开采水平的划分及布置 . 17 5 3 方案比较确定开拓系统 . 18 第 6 章 井下运输 . 21 6 1 井下运输系统 . 21 6 2

6、采区运输设备的选择 . 21 6 3 主要巷道运输 . 23 第 7 章 矿井提升 . 29 7 1 立井罐笼提升方式的确定与选型计算及内容 . 29 7 2 立井罐笼提升容器的选择 . 30 7 3 提升钢丝绳选择计算 . 32 7 4 矿井 提升机和天轮的选择计算 . 34 7 5 矿井提升机与井筒相对位置的计算 . 35 7 6 提升电动机的初选计算 . 37 6 7 7 提升系统的变位质量 . 39 7 8 提升设备的运动学分析与计算 . 40 7 9 提升设备的动力学分析与计算 . 43 7 10 提升电动机容量的验算 . 45 7 11 提升设备的电耗及效率计算 . 47 第 8

7、章 矿井通风与安全 . 49 8 1 水平通风系统 . 49 8 2 矿井通风系统的选择 . 50 8 3 通风机的选择计算 . 51 8 4 防止灾害的安全措施 . 56 第 9 章 矿井排水 . 59 9 1 矿井排水系统 . 59 9 2 排水设备选型 . 59 第 10 章 动力供应及照明 . 68 10 1 采区供电 . 68 10 2 压气供应 . 89 10 3 照明 . 90 第 11 章 矿井主要技术经济指标 . 91 第 12 章 结束语 . 93 7 第 1 章 前 言 毕业设计是培养我们理论联系实际，提高我们分析问题和解决问题能力的重要环节。本人在编写毕业设计书时，遵循

8、了下列原则： 1、在设计过程中，贯彻了国家的各项改革开放方针和煤炭工业的各项具体政策。 2、在设计中，贯彻实事求是的精神，坚持 从实际出发，深入调查研究，结合本矿资源、器材设备和技术等条件，编制出来的并符合实际的矿井设计。本矿井设计具有投资少，见效快，收益好的优点。 3、新矿井设计做到了布局合理，生产集中，系统完善，环节畅通，改进开拓部署，减少井巷工程量，特别是岩石工程量，以缩短建井工期。 4、在设计中，大力进行技术创新，学习和总结国内外先进科学技术和经验，结合本地实际，采用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高煤矿机械化和安全装备水平。 5、设计时，坚持了工业广场少占农田，节约用地，并结合工程

9、建设做到有利于农田灌溉，改造良田，改善交 通和促进农业发展等原则。居民区建立在无煤地带。 6、为考虑矿井的发展，进行了方案比较，既做定性分析，也做了定量计算，努力节约人力、物力、财力，做到少花钱，多办事。 7、矿井设计按照国家规定和国家批准的矿井精查地质报告的要求编制而成，并且坚持设计程序。 8、设计选型标准化、通用化，以国内成批量供应的型号为依据；新技术、新工艺是采用国内试验成功并鉴定批准的。 9、矿井设计的各个环节，均作了反复推敲的深入，作了细致地分析，充分考虑到了安全上可靠，技术上可行，经济上合理的问题。 10、设计贯彻安全生产的方针政策，严 格执行煤矿安全规程、煤矿工程设计手册等技术文

10、件编写而成。 11、在编写过程中，由于本人的水平有限，资料搜集不全，设计书还存在很多问题，希望老师多加批评和修改。 8 第 2 章 矿区概述及井田地质特征 2 1 矿区概述 2 1 1 矿井地理位置、交通情况 本矿井位于永兴县复合乡境内、位于京广铁路之东，距马田圩火车站 14km ，地理坐标东径 112 57 00 112 59 25，北纬 2606 16 26 0906，面积 4.5 2。 铁 路：自京广铁路马田圩火车站有煤矿专用铁路至马田煤业公司供销科集中煤仓，全长约 2km ；矿井有自营矿山专用 762轻便铁路通本井田，全长约 15km ； 公路：井田内有公路经高泉塘、芝兰冲井田及马田煤

11、业公司总部至马田圩与107国道和京珠高速公路相联，故本井田交通尚属较方便。 详见图 2-1-1 马田矿区 深 部 勘 探 区图 2-1-1 马田矿业公司交通位置图 9 2 1 2 地形地貌 本区属丘陵区。山脉 走向与地层走向（北东至南西）近于一致，地势北高南低，最高点海拔标高为 287.4m（铁凹岭），最低点为 139.5m（李家湾）。井田内沟壑纵横，但无大的地表水体 ,仅有源头冲、黄沙冲及梓木小溪 ,干旱季节常有断流现象 ,雨季流量： 0.746 2.120M3/秒。池塘、水库星罗棋布。其中 107线 108线间的樟冲水库为最大，蓄水量可达 64万 m3。 2 1 3 矿区气候 本区气候属亚

12、热带温湿性气候，最高气温为 38.1（ 1976年 8 月上旬），最低气温为 -8.3（ 19777 年 2月上旬），每年的 7 8月份为高温季节，最低 气温在每年的 12月至次年的 2月份，年降雨量为 1684.5 1986.8mm，降雨集中在 4 8月份雨量充沛季节。 8 10月降雨稀少，多晴天。平均相对湿度 80%，风向多为北北西向，最大风速 25m/s。霜冻期出现在 11 月中旬至次年 3月上旬止。 地震烈度： 5度。 2 2 井田地质特征 2 2 1 地层情况 本矿井田内出露之地层由新到老有：新生界第四系、中生界白垩系下统、侏罗系下统樟冲组、三迭系下统大冶组、古生界二迭系上统大隆组、

13、龙潭组。现分述如下： 新生界第四系（ Q）：分布在山坡，山麓，冲沟等低洼地带，主要为一 套坡积、洪积、冲积成因的灰黄色、灰黄色亚粘土、粘土为主，其次为粉砂岩、砂岩碎块，厚度为 0 25.00m，平均厚度为 2.86m。与下伏地层呈不整合接触； 中生界白垩系下统（ K1） :分布于本井田的西南角 ,即 95 勘探线以南，为一套陆相碎屑岩建造。主要由紫红色的粉砂岩、细砂岩和砂质泥岩所组成，底部含砾岩。薄至中层状，可见 1 2m 厚的浅绿色石膏层。本井田出露厚度大于 100m，与下伏地层呈不整合接触。 侏罗系下统樟冲组（ J1z）：该组地层在井田内大部分稳伏残存在老亭子断层（ F10）之下，仅在 9

14、5 101 勘探线和 103 107 线间沿 F10 断层有少量出露。该组地层是一套山间盆地型的陆相沉积。中上部为中至粗粒砂岩其成份以石英为主，长石次之，泥质、硅质胶结。地表风化后呈米黄色的疏松状，间夹 1 4层泥岩。下部主要由紫灰色、淡绿色、灰色的砾岩、角砾岩、含鲕粒砂岩和粉砂岩、铝土质泥岩、泥岩及煤组成，含较多植物化石。间夹不稳定的烟煤 0 3层，厚 0 3.51m，一般不可采。井田内有 46 个钻孔穿过樟冲组地层，只有 18 个钻孔见有煤层，其中 7 个孔煤层可采。在 10909 孔取样经煤岩鉴定反射率 0.79 1.5%，平均 1.1%,井田内可见厚度为 0 92.12m，平均 31.

15、59m，与下伏地层呈不整合接触。 三迭系下统大冶组（ T1d）：分布在井田的东部，中深部的广大地带，即 F10断层上盘。为浅海相碳酸盐建造。中上部是青灰色、灰色泥灰岩夹细晶质灰岩；下部是深灰色泥灰色泥灰岩、碎屑状灰岩、钙质砂岩。风化后呈黄色、紫红色，薄至厚层状，水平层理。底部夹 1 2层 0.05 0.2m黄绿色的铝土质泥岩 ,为与大隆组分界的良好标志。石里山向斜大冶级厚度约 770m。井田内最深的 9919孔控制大冶组灰岩厚为 360m。与下伏地层呈不整合接触。 古生界二迭系上统大隆组（ P2d）：沿 地层走向分布于大冶组与龙潭组之间，为10 一套浅海相硅质岩建造。上部为深灰色簿层状硅质岩夹

16、硅质泥岩，具有 1 3层（厚2 10cm）凝灰岩；中部是深灰色簿层状硅质岩与黑色簿层状硅质泥岩互层。下部是黑色簿层状硅质泥岩夹少量硅质灰岩，含较多动物化石。菱形节理发育，风化后呈褐黄色的菱形碎块。底部有一层菱铁质灰岩 ,细晶质 ,中厚层状 ,裂隙多 ,被方解石充填 ,形如网状。产海百合茎、腕足类等化石。是在隆组与龙潭组分界的良好标志。全组厚 35.92 201.10m,平均 109.51m,与下伏龙潭组地层呈整合接触。 龙潭组（ P2L）：地 表由于 F10、 F7等断层的破坏，无完整地层剖面存在，仅沿井田的西北缘，即 F10 断层下盘有少量出露，为一套过渡相的含煤建造。由中至细粒砂岩、粉砂岩

17、、砂质泥岩、泥岩及煤组成，本井田的龙潭组厚度为 454m,根据岩性、含煤性、古生物等特征分为上段与下段。 2.2.1.1 上段（ P2L2） 自上而下可划分为簿层砂岩组（ P2L26）、 2煤组（ P2L25）、 3 煤组（ P2L24）、4 5 煤组（ P2L23）、 6 煤组（ P2L22）、 7 煤组（ P2L21）。厚度 247.00，现分述如下： 1. 簿层砂岩组（ P2L26）：位于煤 系的顶部，其上即为大隆组。由矿砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩石及煤层组成，富含动物化石。厚 7.00 66.00，平均37.36m。现由上而下分述如下： 灰黑色砂质泥岩、泥岩、局部相变为粉砂岩。薄层状

18、，水平至微波状层理，含较多的不规则瘤状黄铁矿结核及黄铁矿晶体，少量透镜状菱铁质结核。厚度 024.12m,平均 7.92m。富含植物化石碎片。 1 煤层极不稳定 ,般不可采。厚 0 1.39m,平均 0.22m。 2. 细砂岩（ P2L2k）：位于 1煤层之下，深灰色，簿层状，水平至缓波状层理，层面凹凸不平，致密坚硬，断口油脂光 泽。富含动物化石，石英含量高，常夹极不稳定的煤线，砂岩总厚 7.00 40.68，平均厚 29.22左右，厚度稳定，分布普遍，是煤系上段的一个主要标志层。 3. 2 煤组（ P2L25）：灰黑色泥岩、砂质泥岩。局部为粉砂岩，簿层状，水平层理，含较多透镜状、似层状菱铁质

19、结核，煤系上段的中上部，总厚 8 40.32，平均厚约 19.97。底部为 2煤层，极不稳定，仅偶尔可采。厚 0 1.65，平均厚为 0.11。 4. 3 煤组（ P2L24）：灰白色、灰色，中细及中粒石英砂岩，中厚层状，斜层理、缓波状层理，溶蚀空洞 发育，以石英砂岩为主，细中粒状结构，分选性较好。厚度 18.50 49.40，平均厚为 37.73。底部为 3 煤层，其极不稳定，大部分不可采。煤厚为 0 3.65，平均厚为 0.48。 5. 4 5煤组（ P2L23）：主要由细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及煤层组成。上部为细砂岩：灰色，簿层状，缓波状层理，层面具有形印模，具植物化石碎片，夹粉砂岩，其底部为 4煤层位。下部为砂质泥岩、局部为粉砂岩：灰黑色、簿层状，水平层理，富含似层状菱铁质结核细小石英脉垂直层面密集分布。厚 14.70 57.04，平均厚为 35.25 。底部为 5煤层，为本井田局部可采煤层。厚 0 10.34，平均厚为 1.18。 6. 6 煤组（ P2L22）：是由中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及煤层组成。厚为36 102，平均厚为 72.55。其 6 煤层位于 6 煤组底部，为井田内主要可采煤层。厚 . 0 19.38，平均厚为 3.51。