1、 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 0 绪 论 21 世纪矿产资源是全世界极为重要的自然资源。以煤矿、金属矿山为主体的矿山企业，是我国的重要基础产业。矿山企业多年来的巨大变化，对于我国国民经济发展起到了重要的作用，而矿山固定设备也已经形成较为完善的体系。 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，而煤炭在我国能源结构和经济中的地位之举足轻重的，可以说他是我国第一能源。在我国，全国 75%的工业燃料和动力、 65%的化工原料、以及 85%的城市居民所用燃料都是由煤炭提供的，而且从当前的这种格局来看在今后一段时间内不会有根本性的改变。 1、 煤矿设备选型设计： 煤矿主
2、要运输设备有带式输送机、电机车等，此外还有其他很多种类的辅助运输设备。对于生产矿井，在矿井开拓系统设计中，一般情况下要兼顾运输系统。在选择运输设备类型时，要考虑所需的运输能力和运输距离两个因素。当要求运输能力较大时，往往选用运量大的带式输送机；反之，当运输距离较长时，传统上一般选用电机车运输，但对于服务年限较长，且巷道较直的矿井或采区，也可以考虑使用带式输送机作为主要运输设备。 目前在大多数矿井中，主要有钢丝绳芯带式输送机和钢丝绳牵引带式输送机两种类型，他们担负着煤矿生产采区乃至整个矿井的运输任务。 2、综放工作面供电系统设计； 供电系统是将发电厂或附近区域变电站的电源，通过输，变，配电，到达
3、受用电户的整体供电网络。电是煤矿生产所必须得主要能源，供电的安全与质量的高低，不仅会影响矿井生产，而且会对矿井和矿井中工作人员的安全构成严重威胁。因此，矿井供电必须采取有效措施，达到安全，可靠，经济和技术合理的要求，满足矿井安全生产的需要。 本设计将针对综放工作面供电的实际用应计算加以设计论述： （ 1） 供电的重要性及基本要求 （ 2） 设备的选择、整定计算、校验 本次设计在编写时力求突出以下几点： 1.紧扣煤矿中、高等 专业学校的培养目标和专业特点，从实际出发，使书中内容简洁明了，同时与学生的将来专业的职责相结合。 2.重点突出科学性、实用性和先进性。 3.注意理论的完整性和系统性，突出实
4、际生产的应用。本设计中附有必要的插图、表格和例题，有助于理解和分析。 4.本设计处处以解决实际生产问题为基础，力求理论与实践相吻合，突出实效性。 5.本设计尽量反映出新设备和新技术。设计内容中的一切文字符号和图形符号都采用新国标，计量单位业都是采用法定计量单位。 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 1 第一部分 煤矿设备选型设计 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 2 1.1 简述 提升机械设备是沿井筒升降人员，提升煤炭，矿石，器材的机械设备。是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。矿
5、井提升设备的主要组成部分是：提升容器，提升钢丝绳，提升机（包括机械及拖动控制系统），井架（或井塔）及安装，卸载设备等。 对于煤层储存较浅，表土层不厚以及水文地质情况简单的倾斜以及倾斜煤层一般采用斜井开采。有时，在开峒或竖井开拓的井中，深部水平延伸也采用斜井开拓。 斜井平车场串车提升，具有投资少，出煤快的优点，斜井 串车一般适用于中小型矿井，井筒倾角不大于 25度。 中型矿井用双钩提升，双钩提出升量大。电耗小，但不能用水平提升。 矿井提升设备选型是否合理，直接影响到矿井的安全生产、基建投资、生产能力和吨煤成本。 对于斜井提升方式主要有串车、箕斗和带式输送机三种。串车提升一般用于井筒倾角小于 25
6、。 的矿井，对于年产量在 21 万吨及其以下的矿井，一般采用单钩串车提升；当年产量达 30 万吨，而提升距离较短时，一般采用双钩串车提升。箕斗提升一般用于年产量 45 万吨以上，井筒倾角大于 25。 的矿井，箕斗一般采用后卸式箕斗。 2.1 刮板输送机的选型设 计 刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。溜槽是煤炭的承载机构，其牵引推运机构是绕过机头链轮和机尾链轮（或滚筒）而进行循环运动的无极闭合的刮板链。起动电动机，经液力联轴器、减速器传动链轮而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤炭推运到机头处卸载转运。 各种类型的刮板输送机的组成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要结构和基本组成部
7、件是相同的。刮板输送机一般是由机头部、； 机身 部和机尾部三部分组成。 刮板输送机的组成部件： 1、 机头部：由机头架和安装其上的链轮组件、联轴器、减速箱和电动机组成。 2、 机 尾部：机尾架、链轮组件、联轴器、减速箱、电动机。 3、 机身部：中部槽、刮板链 、 铲煤板、挡煤板。 4、辅助装置：主要包括紧链装置、推移装置、和锚固定装置。 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 3 2.1.1 采煤机的生产率计算 hbvk60A 式中： vk-采煤机的牵引速度， 2.5m/min b -截深， 0.6m -煤的实体密度， 1.37t/m htA /58.32037.15.2
8、6.06.260 h/t58.3842.115.1 AQ ）（ 选 SGW-730/180 型刮板输送机。 2.1.2 电机功率校验 重段运行阻力： mA /kg6.92605.292.06.358.3 2 050vkv6.3q ）（）（式中： q-每米长度的牵引机构上所装的货载质量， kg/m V-牵引机构的运行速度 gL s inqq-L c o sqwwqzh 000 ）（）（ W 1010s i n1806.9226.36-10c os1807.06.923.026.36 ）（）（ 1073.4 0 2 7-53.1 3 3 ）（ N93254 式中： W-货载在溜槽中的移动阻力系数，
9、双链 W=0.6-0.8,取 0.7 W0-刮板链在溜槽中的移动阻力系数， W0=0.2-0.3 取 0.3 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 4 空段运行阻力： ）（ s inc o sgqk 00 WLW 1010s in10c o s3.01 8 026.36 ）（N96.30675 式中： Wzh， Wk-分别为刮板输送机重段，空段运行阻力， N L-刮板机工作面长度 -刮板输送机安装倾角 10 q-中部槽单位长度上的装载质量， kg/m q0 刮板链单位长度质量， kg/m Wzh=93254 N Wk=30675.96 N 可弯曲刮板输送机全动链轮牵动力
10、为： NWWW3.1 4 9 9 5 5)96.3 0 6 7 59 3 2 5 421.1kzh1.11.10（）（ 式中：主动链轮圆周牵引力，除客服直线段的阻力外，还要考虑弯曲段的阻力，所以弯曲段的阻力系数 1.1，再考虑输送机本身的弯曲，取系数 1.1 对于各特殊点张力，按两端布置传动装置分析，首先 确定最小张力点的位置，然后根据“逐点计算法”进行计算，因： 02 3.1 4 9 9 5 5-96.3067521-knna-k 00 ）（ WWWW 故最小张力点在 3点。 NSS 6 0 0 03 0 0 02m i n3 NWSS 9 9 2 5 49 3 2 5 46 0 0 0zh
11、34 NWSS 35.2 4 2 7 665.7 4 9 7 7-9 9 2 5 42- 041 NWSS 31.5 4 9 5 296.3 0 6 7 596.2 4 2 7 5k12 电动机轴上的总功率： kw4.1 7 28.01 0 0 0 92.03.1 4 9 9 5 51 0 0 0v0m ax WN NN 7.538.04 1 3 1092.010c o s3.01 8 026.364 1 3 vgc o sLWq 00m i n m i n2m i nm axm ax2d 6.0 NNNNN 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 5 KW8.122 7
12、.537.534.1724.1726.0 22 考虑 20%的备用功率，取电机功率备用系数 1.2k w1 8 0w36.1 4 78.1 2 22.12.1 d KKNN 由计算知，用两端布置传动装置时电动机功率足够。 2.1.3 链子强度验算 NSS 992544m a x 链子强度系数： 2.456.149 9 2 5 48 5 0 0 0 085.022k m a xp S S 式中： k-刮板链抗拉强度安全系数 pS -一条刮板的破段力， N -两条链子负荷分配不均匀系数，圆环链 85.0 链子强度足够，选型设计完成。 3.1 顺槽输送设备选型设计 3.1.1 转载机选择 顺槽转载机
13、的输送机能力要与工作面刮板输送机的能力相匹配，一般转载机的输送能力要稍大于工作面输送机，为此多采用增大溜槽断面（溜槽两侧加挡板），增大链速或缩短刮板间距等措施，可根据具体条件采取适当措施。 由此原因，预选 SZD-730/90 型转载机，其输送量 500 吨 /小时。 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 6 3.2.1 可伸缩胶带输送机的选型 配合机采工作面顺槽运输一般选用可伸缩代时输送机，其生产能力要与转载机相匹配。根据输送量选择合适的带宽和带速。 可伸缩胶带输送机用于综合机械化回采工作面的顺槽运输，由于它自身有可伸缩性，可以大大减小顺槽运输机拆移次数和时间话费，可
14、以适应综合机械化工作面快速推进，充分发挥综采设备的能力。 根据输送能力，巷道长度等初选 SDJ-150 型胶带输送机： 3.2.2 胶带宽度的校验： 要完成规定的运输生产率，胶带宽应为： crvk AB 式中： A-输送机必须输送量 v-胶带运行速度 r-胶带运行速度 k-货载断面系数， k=442 c-输送机倾角系数， c=0.9 表 1 货载断面系数表【设计指导书】 堆积角 10 20 25 30 35 K 槽型 316 385 422 458 496 平行 67 135 172 209 247 表 2 输送机倾斜角系数表【设计指导书】 100 1510 2015 c 1 0.95 0.9
15、 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 7 crvk AB=0.62m mm620mm1000 B 满足要求。 另外，宽度还必须按物料的块度进行校验。 mm1 0 0 02 0 04 0 02 mm2 0 0a2 m a x BB满足要求。 式中： maxa -货载最大块度的横向尺寸， maxa =400mm 3.2.3 胶带运行阻力的计算： 胶带在顺槽内水平布置 重段阻力： c o sgqqqzh td WLW ）（ 空段阻力： c o sgqqk td WLW ）（ 式中： WW -分别为槽型，平行托辊的阻力系数， 0 3 5.004.0 WW L-输送机长度， 9
16、00m q-每米长胶带上的货载质量， kg/m m/kg24.569.16.3 6 9 6.3 8 4v6.3q A dq -每米长的胶带自重 m/kg1.1q 21d ）（ B 1.1-胶带的平均密度 -尼龙输送带厚度（ NN100） 0.7x10=7mm 1 -胶带上保护层厚度， 3mm 2 -胶带下保护层厚度， 1.5mm 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 8 m/kg65.125.13711.1q d ）（ ttqq -承载、回空托辊转动部分线密度， kg/m m/kg65.2 5.1gqm/kg33.115.117gLqttLGG式中： GG ， -分别为
17、上下托辊质量 gg LL ， -分别为上下托辊间距 m5.2m32gm5.15.11g 取取 LL NWLW 2.2 8 8 7 904.0109 0 0)33.1165.1224.56c o sgqqqzh td （）（ NWLW 75.5 8 7 410 3 5.0109 0 0665.12c o sgqqk td ）（）（ 3.2.4 胶带张力计算 图待画 W zhWkSW zhSSSSWSSWkSS05.105.105.013422322312）（ n 1-e1 mx14 SS 式中： n-摩擦力备用系数，一般取 n=1.15-1.2，取 n=1.2 -胶带在滚筒上的围包角， 450
18、M-胶带在滚筒之间的摩擦引述， 0.20 解得：NSNS NSNS 05.1 7 8 5 11 7 0 0 1 25.1 1 1 2 625.4 6 7 3 0 32 14 图待画 江苏省徐州机电工程高等职业学校 08 级高职矿山机电毕业设计 9 3.2.5 输送带悬垂度和强度的验算 承载段最小张力点张力 NS 05.178513 ，按悬垂度要求，承载段允许的最小张力为： 3dz m i n75.5 1 6 61015.165.1224.565gc o sgqq5SNLS）（）（ 故输送带悬垂度满足要求。 3.2.6 输送带强度验算 输送带允许承受的最大张力为： 40 00e 1 0 0 0
19、0 010 101 0 01 0 0 0 Sm ZPBS 故输送带强度满足要求。 式中： B-输送带宽度， 1000mm 0P -织物层输送带拉断强度 0Z -帆布层数 0m -输送带安全系数， 0m =10 3.3.1 计算牵引力与电动机功率 输送机主轴牵引力为： NSSSSF26.3 7 9 1 825.1 1 1 2 625.4 6 7 3 004.025.1 1 1 2 6-25.4 6 7 3 004.0- 14140）（）（电动机功率为： kw8585.01 0 0 0 9.126.3 7 9 1 81 0 0 00 NFN 式中： v-输送带运行速度， m/s -减速器的机械效率， =0.8-0.85 考虑到 15%的备用功率，电动机的容量为： 1.15x85=98kw 通过以上计算证明，在所给条件下可以使用 SDJ-150 型可伸缩带式输送机。
