煤矿设备选型课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,张子山1.2Mt/a矿井设备选型设计,汇 报 人：李志军,指导教师：李元星,日 期：2015.4,大沟子煤矿,1.2Mt/a矿井设备选型设计,汇 报 人：李志军,指导教师：李元星,日 期：2015.4,张子山1.2Mt/a矿井设备选型设计汇 报 人：李志,1,摘要,随着科学技术的迅猛发展，现代化的综采设备大,大解放了煤炭开采的生产力，极大提高了煤炭开采的,效率。在实际采掘过程中，合理的综采设备配套选型,是影响采掘工作面生产系统的主要因素。,本文结合实际，对大沟子煤业有限公司的煤层的,实际情况进行分析。根据煤层赋存情况、开采技术条件,和管理水平，对相关设备进行了选型计算。,摘要 随着科学技术的迅猛发展，现代化的综采设备大,2,设计任务书：,1.矿井设计年产量：1.20Mt/a,2.矿井服务年限：10年,3.煤矿主立井煤炭提升方式：多绳摩擦提升机配合固定底卸式箕斗提升,4.矿井投产后所需的供风量为：213m3/s,5.矿井的瓦斯涌出量：最大绝对CH4涌出量31.99m3/min，,最大,相,对C,H4,涌出量为12.67m3/t,6.煤层自然倾向：不易自燃,7.矿井涌水量：正常涌水量为120m3/h,最大涌水量为174m3/h,设计任务书：1.矿井设计年产量：1.20Mt/a,3,主要内容,概述,采煤方法及工作面设备选型,提升设备,排水设备,通风设备,主要内容概述采煤方法及工作面设备选型提升设备排水设备通风设备,4,煤层概况,概述,4号煤层：煤层厚度02.37m，平均1.19m。该煤层层位较稳定，煤层厚度变化不大。根据4号煤层剩余资源的钻孔来看，41采区和4,2,采区的煤层厚度基本都在1.5m左右，故本次设计4号煤层厚按1.5m计算,煤层概况概述4号煤层：煤层厚度02.37m，,5,概述,矿井的设计生产能力,矿井的设计生产能力为,1.2Mt/a,。,设计服务年限为10年,矿井达产时，为保证产量达到设计要求，4号煤层配有2个综采工作面，4个掘进工作面，矿井采掘比为1：2。本次设计主要开采四号煤层，四号煤层的产量既整个煤矿的产量。,概述矿井的设计生产能力矿井的设计生产能力为1.2Mt/a。,6,采煤方法的选择,4号煤层可以采用的采煤方法有单一长壁采煤法和倾斜长壁采煤法，经比较确定采用走向（倾斜）长壁采煤法，综采一次采全高回采工艺，全部垮落法管理顶板。,采煤方法,采煤方法的选择 4号煤层可以采用的采煤方法有单一,7,工作面,设备选型,三机配套原则,采煤机和刮板输送机的生产能力应满足工作面产量要求，采煤机和液压支架调高范围要适应煤层厚度及变化范围，液压支架移架速度要跟得上采煤机的牵引速度。采煤机要依靠刮板输送机导向并在其上移动，刮板输送机依靠液压支架推移，液压支架又靠刮板输送机支承而移动。,工作面设备选型三机配套原则 采煤机和刮,8,采煤机,采煤机平均割煤速度,采煤机生产能力,采煤机总装机功率,V=（L+2L,1,）/（t-t,1,）,Q=60HBVC,N=QH,W,工作面设备选型,采煤方法,L 工作面长度,L1 采煤机斜切进刀长度,t 每个循环作业时间,t1 辅助作业时间,H 工作面平均采高,B 滚筒截深,V 平均割煤速度,煤的容重，1.41,Q 生产能力,Hw 吨煤耗煤系数,采煤机采煤机平均割煤速度采煤机生产能力采煤机总装机功率V=（,9,煤层赋存条件,1,、4号煤层厚02.37m，平均1.5m，属全井田大部分稳定可,采煤层。,2,、煤层倾角一般为4，属近水平煤层。,3,、顶板为砂质泥岩，属软弱岩层，采用全部垮落法管理顶板。,4,、煤层瓦斯含量,高,，为,高,瓦斯矿井,。,5,、井田内水文地质条件比较简单。,煤层赋存条件1、4号煤层厚02.37m，平均1.5m，属全,10,设计原则：,1.适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、牵引速度等参数选取合理，有较大的适用范围。,2.满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力10%20%。,3.与液压支架和刮板输送机相匹配。影响采煤机选型的主要因素是煤层的力学特性，厚度和倾角，工作面生产能力。,设计原则：1.适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、,11,4,号煤层采煤机,4,号煤层采煤机,4号煤层采煤机4号煤层采煤机,12,工作面设备选型,刮板输送机：,QGQ1.2,Q 采煤机理论生产能力,工作面刮板输送机的能力应与采煤机设计生产能力相适应，考虑各种因素影响，刮板输送机的运输能力按采煤机理论生产能力的1.2倍考虑。,采煤方法,工作面设备选型刮板输送机：QGQ1.2采煤方,13,设计原则：,一,、,是工作面刮板输送机能力要保证将采煤机采落的煤全部运出，并留有一定的富裕，刮板输送机能力应不低于工作面最大能力。,二,、,是外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配。,三,、,是运输机长度与工作面长度相一致。,设计原则：一、是工作面刮板输送机能力要保证将采煤机采落的煤全,14,4,号煤层,刮板输送机,4号煤层,15,液压支架,支架支撑高度,支架的支护强度,支架的工作阻力,H,max,M,max,+0.2,H,min,M,min,-0.2,P,1000NM9.810,-6,F,1000PA(L+C),工作面设备选型,液压支架支架支撑高度支架的支护强度支架的工作阻力Hmax,16,煤层地质条件：,4号煤层,赋存于太原组下部，上距11号煤45.45m左右，煤层厚02.37m，平均1.5m，煤层结构简单-较简单，含1层夹矸，单层夹矸最大厚度0.35m，为全区稳定可采煤层，顶板为石灰岩（K2），大部分有泥岩伪顶，伪顶厚0.60m左右，底板为砂质泥岩。,煤层地质条件：4号煤层赋存于太原组下部，上距1,17,4号煤层液压支架,4号煤层液压支架,18,提升设备,多绳提煤箕斗,本次设计矿井采用,多绳摩擦提升机配合固定底卸式箕斗,提升全矿原煤。提升容器为主立井提升多绳箕斗，井下与井底煤仓相接,矿井深度238m，提升高度273m；其中卸载高度15m，装载高度20m。,提升设备多绳提煤箕斗 本次设计矿井采用多绳,19,1、确定合理的经济速度Vj,：,箕斗选型计算步骤,Vj=（0.3-0.5）,式中 H为提升高度，m,H=,为装载高度确定为,2,0m，=18-25m；,为矿井深度，238m；,为卸载高度，m，=15-25m,代入具体数字，得 H=20+238+15=273m.,所以，合理经济速度为：,Vj=0.3,=4.9m/s,1、确定合理的经济速度Vj：箕斗选型计算步骤 Vj=,20,2、估算一次提升循环时间,=,+,+,u,+,式中，a为提升加速度，一般为a=0.8m/,s2,U为箕斗低速爬行时间，一般取u=10s,为箕斗装卸载休止时间，一般取=10s,所以，,=,=81.84s,2、估算一次提升循环时间,21,（3）计算小时提升量,式中：C为不均衡系数，箕斗提升C=1.15,为矿井设计年产量，t/a，1200000,为提升富裕系数，主井提升设备对第一水平留有1.2的富裕系数,为提升设备每天工作小时数，一般为=1,6,h,为提升设备每年工作日数，一般为=3,3,0d,所以，,=,=394.3t/h,（3）计算小时提升量式中：C为不均衡系数，箕斗提升C=1.1,22,（5）计算小时提升次数n,（次），计算得,=43.98，取44,（6）计算一次合理提升量,，,计算得,=8.96t,根据下表选择合适的箕斗规格为：JDS9/110X4,（5）计算小时提升次数n （次），计算得,23,箕斗规格表,箕斗规格表,24,钢丝绳的选择计算,1、提升钢丝绳的选择原则,1)当供应的条件允许时，应优先采用三角股钢丝绳,2)在三角股钢丝绳的货源无法解决时，应选用线接触、品种结构为W(瓦林吞式)、T(填充式)的同向捻圆股钢丝绳；,3)在只有普通圆股点接触钢丝绳时，则应选用同向捻的钢丝绳,钢丝绳的选择计算1、提升钢丝绳的选择原则,25,2、提升钢丝绳的绳端荷重Qd,箕斗提升时：,Qz 提升容器(箕斗或罐笼)的质量，kg；多绳,Q 一次提升量，kg；,g 重力加速度，m/s2。,所以，计算得,=（8960+10700）,9.8=192668N,3、钢丝绳最大悬垂长度Hc,式中 HH 尾绳环的高度，m，,2、提升钢丝绳的绳端荷重Qd箕斗提升时：3、钢丝绳最大悬垂长,26,S 提升钢丝绳的中心距(即提升容器在井筒中的中心距)，m；2.2m,Hg 过卷高度，m，煤矿安全规程及煤炭工业设计规范规定：当提升速度小于10m/s时，过卷高度不小于速度值，且不小于6m；当提升速度不小于10m/s时，不小于10m；,=6+1.52.2=9.3m,Ht 提升高度，m；,Hz 装载水平至井下运输水平的高度，m；,Hs 井筒深度，m；,Hx 卸载水平至井口的高度，m，,=,20+238+15=273m,Hk 提升容器在卸载位置时，容器底部至主导轮轴线的高度,S 提升钢丝绳的中心距(即提升容器在井筒中的中心距)，,27,Hr 容器全高，m；,Hf 防撞梁底部至导向轮层层面的高度，m；,Hl 导向轮轴中心距楼板层面的高度，m；,Hzx 主导轮中心至导向轮中心的高度，m。,=7m,综上所述,，,=9.3+273+7=289.3m,4、确定提升钢丝绳每米质量p,提升钢丝绳每米质量p的计算公式，箕斗提升,式中 B 钢丝绳公称杭拉强度，Pa；我国多用1550和1700，此处用1550n/mm2,n 钢丝绳数目；4,g 重力加速度，m/s2；9.8,ma 提升钢丝绳的安全系数。,ma 提升钢丝绳的安全系数，煤矿安全规程及煤炭工业设计规范规定：,当钢丝绳悬垂长度Hc不大于1200m时，按下列公式计算：,专为升降物科时：ma7.2-0.0005Hc ma=7.06,专为升降人员时：ma9.2-0.0005Hc,计算得，P 39.58N/M,Hr 容器全高，m；,28,根据计算出的p值，从钢丝绳规格表中选出钢丝绳。,选择结果为 绳6（30）股（6+12+12）绳芯纤维 单位重力40.57N/m,绳直径为32.5mm，钢丝绳的拉断力之和为2091500N,则此钢丝绳的安全系数为：,7.2 7.02,所以计算结果符合要求。,根据计算出的p值，从钢丝绳规格表中选出钢丝绳。,29,矿井提升机的选择,根据上面所选箕斗为JDS9/110X4，为多绳箕斗，故初步确定提升机为多绳摩擦塔式提升机。,1,、,选型计算,（1）选择提升机卷筒直径,选择提升机直径的主要原则：使钢丝绳在卷筒上缠绕时所产生的的弯曲应力不要过大，以保证提升钢丝绳具有一定的承载能力和使用寿命,我国煤矿安全规程规定，对于安装在地面的提升机，其直径与钢丝绳的直径有以下关系,80d=2600mm,1200,=2760mm,为提升机卷筒直径,d,为提升钢丝绳直径 32.5mm,为提升钢丝绳中最粗钢丝直径，2.3mm,根据计算结果选择标准卷筒直径2800mm,对应的滚筒宽度为1.5m，提升机JKM-2.8/4,矿井提升机的选择根据上面所选箕斗为JDS9/110X4，为多,30,煤矿设备选型课件,31,（2）卷筒的实际宽度B,H为提升高度，m,D为提升机卷筒直径，m,d为提升钢丝绳直径，mm,为提升钢丝绳圈的间隙，一般取=2-3mm,计算得，,=1.31mB,（3）提升机最大静张力及最大静张力差,为提升机工作状态的最大静张力，N,为提升机工作状态的最大静张力差，N,Q为有益载荷，kg,为提升容器质量，kg,P为钢丝绳单位长度重力，N/M,H为提升高度，m,计算得，,=285【,】=3,3,0,=,56,【,】=,10,0 满足要求。,（2）卷筒的实际宽度B,32,天轮的选型计算,根据煤矿安全规程的规定，对于地面设备，当钢丝绳对天轮的围抱角大于90时（立井）,80d=2600,1200,=2760,为天轮直径,d,为提升钢丝绳直径 32.5mm,为提升钢丝绳中最粗钢丝直径，2.3mm,由此，选择天轮直径为3000mm，型