矿山机电专业毕业设计.doc

毕业设计设计题目： 矿井排水设备选型设计 矿用胶带输送机选型设计 综放工作面选型设计 摘 要 本次设计是根据煤矿的实际情况、环境条件而制定的。好的煤矿机械设备选型设计和供电系统，对于企业来说，可以更好的利用和合理分配电力资源，促进安全生产和降低生产成本。所有的设计方案都要以煤矿安全规程、煤矿井下供电设计规范、煤矿电工手册等为准则。 本设计介绍了矿井排水设备选型、胶带输送机选型及综放工作面供电系统；排水设备选型主要介绍确定排水系统、选择排水设备、给出指标经济核算、绘制水泵房布置图、绘制管路系统图等；胶带输送机主要是对胶带的宽度、胶带的运行阻力、胶带的张紧力及选用的电机功率的计算等；综放工作面供电系统主要是介绍采煤工作面供电系统拟定、电缆选型校验、低压供电系统开关整定校验、高压系统整定校验、接地保护系统、漏电保护系统。 总之，所有的煤矿机械设备选型和供电系统都是以井下安全生产所服务为目的。设计一套完整、完善的煤矿机械设备选型设计和井下供电系统，对煤矿安全生产是必不可缺少的。关键词：机械设备选型; 排水设备选型; 胶带输送机选型；选型设计；井下；综放工作面；供电。目 录绪 论4第一部分 矿山固定设备选型设计7矿井排水设备选型设计71. 概 述72. 排水设备及系统的选择82.1设计的原始资料82.2水泵的型号及台数选择82.3 管路的选择93. 工况点的确定及校验103.1 管路系统103.2 校验计算124. 电耗计算134.1 年排水电耗134.2 吨水百米电耗校验14矿用胶带机选型设计151. 概 述152. 原始数据163. 胶带宽度的计及选择163.1 胶带运行阻力的计算173.1.1 重度阻力计算173.1.2 空段阻力计算194.胶带张力计算194.1 胶带打滑条件的验算204.2带强度验算：204.3 电机功率计算214.4 拉紧装置的计算21第二部分 综放工作面供电设计231. 概述231.1综放工作面供电系统拟定241.2 综放工作面负荷统计241.2.1材料道供电系统负荷：（660v）241.2.2 溜子道供电系统负荷：（660v）251.2.3 工作面1140 v 供电系统负荷252. 设备的选择、整定计算、校验252.1功率因数252.2 各变压器容量校验253. 材料道供电系统273.1 设备选择283.2 电缆的选择283.2.1干线283.2.2 负荷线293.3 电压损失检验293.4材料道开关整定计算、校验303.4.1 材料道配电点(3-5 kbd-200a）整定：（动力）303.4.2 材料道分支馈电（3-4 kbd- 400a）323.4.3 材料道总馈电（3-1 kbd-400a）324. 溜子道供电系统334.1 设备选择、校验334.2 1# 移变（660v）供电系统334.2.1 电缆选择、校验334.3 电压损失检验344.4 溜子道开关整定计算、校验355. 工作面1140v系统385.1 电缆的选择、校验385.2 开关整定计算、校验（2#移变系统）396.高压供电系统446.1高压配电装置选择446.2、移变高压电缆的选择、校验：456.3 高防开关整定计算、校验：466.3.1 242-148移变高防（pbg25-6）整定466.3.2 242-125高防（pbg25-6）整定466.3.3 高防（pbg25-6）整定（材料道负荷）477.接地保护措施478.漏电保护措施48结 论50致 谢51附录52参考文献63绪 论煤炭是我国重要的能源之一，在能源消费结构中煤炭占70%，预计到2020年煤炭将增至26亿吨，为发展煤炭工业国家以煤炭为主的能源格局不会发生根本的改变。根据我国的能源发展战略，以煤矿为主体的矿山企业将得到优先发展，而矿山固定设备和矿山供电系统在矿山企业的安全生产中有处于十分重要的地位。一、我国煤炭工业发展概况7 我国是世界上最早开采、利用煤炭的国家之一。解放前的旧中国，矿山设施简陋，开采技术落后，资源横遭破坏，煤炭工业发展处于停滞状况。直至1949年解放时，全国原煤的年产量仅3240万吨，解放前的最高年产量也只有6188万吨。新中国成立以后，为我国煤炭工业飞速发展开辟了广阔的前景。50多年以来，煤炭工业得到迅速发展，改造、扩建和开发新建了一大批矿井、矿区和煤炭基地，煤炭生产能力大幅度提高。目前，我国的原煤年产量已跃居世界第一位。20世纪80年代后，放顶煤新工艺广泛得到应用，并形成了系列成套的设备，总采机械化继续向大功率、大运输、大吨位及自动控制方面发展，使我国采煤机械化进入全面发展的新阶段。20世纪90年代我国开展高产高效矿井的建设。到90年代中期全国百万吨采煤队达到70多个，其中超过200万吨的10个以上，现国有煤矿的采煤机械化程度以达到75%以上。煤矿机械设备和煤矿供电系统对现在强大的煤矿企业中有着重大的意义。二、煤矿机械设备 1.煤矿排水系统由于煤矿井下工作环境恶劣，地下水和地表水涌入井下，涌入矿井的水称为矿井水。矿井水积聚在巷道中，不但影响生产，而且威胁着工作人员的健康和安全，为保证煤矿井下作业人员的生命安全、安全高效的生产、优化环境，需要把矿井水及时排出。因此，矿山排水设备在煤矿企业中也是重要设备之一。排水设备始终伴随着矿井建设和生产，直至矿井寿命终止才完成使命。它对保证矿井的正常生产起着非常重要的作用。排水方式有自流排水和扬水排水两种：（1） 自流法排水，就是借助地势，利用平硐朝出口方向的斜坡，通过水沟将水排出，露天则利用倾斜的水道自流排出。（2） 扬水法排水，就是利用水泵等排水设备将水排出矿井的方法。主排水设备负责把全矿井或大部分涌水排至地面；辅助排水设备负责把下一开采水平的水排至主排水设备所在的水平；区域排水设备负责区域的涌水直接排至地面；转载排水设备负责把由于反向坡度不能自流的水，转载集中到主排水设备所在位置。中央排水设备负责把几个涌水量不大的矿井涌水，汇集起来排出矿井。这些排水设备，通常都是固定在专门的硐室内，故成为固定排水设备。排水系统又可以分为但水平开采的排水系统和多水平开采的排水系统。2.煤矿带式输送机选型 煤矿主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。三、煤矿供电系统 供电系统是将发电厂或附近区域变电站的电源，通过输、变、到配电，再到达受电用户的一整体供电网络。电是煤矿生产所必需的主要能源，供电的安全与质量的高低，不仅会影响矿山企业的高效生产，而且会对矿井和矿井中工作人员的安全构成严重的威胁。常用的煤矿供电系统是：地面变电所井下中央变电所采区变电所（移动式变电站）工作面配电点。煤矿供电的电压等级：交流电包括36v、127v、380v、660v、1140v、3kv、6kv、10kv等；直流电包括110v、220v、440v、250v、550v等等。 井下采区供电方式有以下三种 1.地面变电亭：煤层埋藏较浅的矿井，在地面设变电亭，低压动力线经钻眼送到顺槽及工作面。这种供电方式只适合小型矿井； 2.固定的采区变电所供电方式：动力变压器安装在采区变电所，通过放射式电缆向用电比较集中的配电点供电，由配电点再向各采煤、掘进、运输等机械的电动机供电； 3.综采及高档普采工作面：广泛采用的是移动变电站深入顺槽的供电方式。采用移动变电站供电的优点： 1）高压6kv或10kv深入负荷中心，供电容量大、距离短，电压损失小； 2）提高了低压供电电压的等级，相应减小了电动机的体积，降低了电缆的截面积，在允许的电压损失范围内增大了供电距离； 3）移动变电站移动方便，能减少开拓硐室及搬移的费用和工时；采用移动变电站供电的缺点：1）采区功率因数较低； 2）采区电网的年运行费用不断增加。解决方法：1）采用静电电容器进行无功功率补偿，以提高采区供电的经济性；2）提高功率因数，将采区电网的功率因数从0.50.6提高到0.90.95。四、本次设计的内容主要有：1）矿井排水设备的选型设计；2）矿用胶带运输机的选型设计；3）综放工作面的供电系统设计； 依据煤矿的实际情况、环境条件，对煤矿固定设备选型设计和井下的供电设计是非常有必要的。第一部分 矿山固定设备选型设计矿井排水设备选型设计1. 概 述1）排水设备 矿井排水设备包括水泵、水管及附件。根据煤矿安全规程的要求，矿井主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。工作水泵的能力应能在20h内排除矿井24h的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，并且工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另增设水泵。 排水管路必须有工作和备用水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排完24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。2） 矿用水泵的分类水泵的种类是多种多样的，可以分为离心式泵和轴流式泵两大类型，矿用水泵多属于离心式泵。矿用水泵又分为：卧式、单级、单吸水泵，卧式、单吸、多级分段式水泵，卧式、多级螺壳式水泵，潜水泵，深井泵，吊泵. 3）排水系统 在我国煤矿中，目前通常采用集中排水法。集中排水开拓量小，管路敷设简单，管理费用低，但由于上水平需要流到下水平后再排出，则增加了电耗。当矿井较深时可采用分段排水。涌水量大和水文地质条件复杂的矿井，若发生突然涌水有可能淹没矿井。因此，当主水泵房设在最终水平时，应设防水门。在煤矿生产中，单水平开采通常采用集中排水；两个水平同时开采时，应根据矿井的具体情况进行具体分析，综合基建投资、施工、操作和维护管理等因素，经过技术和经济比较后。确定最合理的排水系统。2. 排水设备及系统的选择2.1设计的原始资料开拓方式为立井，其井标口高为+12m，开采水平标高为-250m，正常涌水量为320m3/h；最大涌水量为650m3/h；持续时间60d。矿水ph值为中性，重度为10003n/m3，水温为15。该矿井属于低沼气矿井，年产量为120万吨。从给定的条件可知，该矿井只有一个开采水平，故可选用单水平开采方案的直接排水系统，只需要在井底车场副井附近设立中央泵房，将井底所有矿水集中排至地面。1水泵必须排水能力正常涌水期 最大涌水期 式中 工作水泵具备的总排水能力，；工作和备用水泵具备的总排水能力，； 矿井正常涌水量，； 矿井最大涌水量，。2水泵所需扬程估算由于水泵和管路均未确定，无法确切知道所需的扬程，所以需进行估算，即 式中 估算水泵所需扬程，； 侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取=井底与地面标高差+4（井底车场与吸水井最低水位距离），； 管路效率。当管路在立井中铺设时，=0.90.89；当管路在斜井中铺设，且倾角时, =0.830.8；时，0.80.77；时，0.770.74。2.2水泵的型号及台数选择61）水泵型号的选择根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。从水泵产品目录中选取d450-605型号泵，额定流量450 m3/h额定扬程300m。则：2）水泵级数的确定 取=5级式中 水泵的级数； 单级水泵的额定扬程，。3）水泵台数确定 工作泵台数 取n1=1备用水泵台数n20.7n1=0.71=0.7和n2qmax/qe-n1=780/450-1=0.73,取n2=1检修泵数n30.25 n1=0.251=0.25，取n3=1因此，共选3台泵。2.3 管路的选择1、管路趟数及泵房内管路布置形式根据泵的总台数，选用典型三泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。正常涌水时，一台泵向一趟管路供水；最大涌水时，两台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量，故从减少能耗的角可采用两台泵向两趟管路供水，从而可知每趟管路内流量qe等于泵的流量。2、管材的选择由于井深远大于200m ，确定采用无缝钢管。3）排水内径式中排水管内径，；排水管中的流量，； 排水管内的流速，通常取经济流速.（）来计算。从表1预选3258无缝钢管，则排水内径=（325-28）mm = 309mm。表1-1热轧无缝钢管（yb231-70）外径/mm壁厚/mm外径/mm壁厚/mm外径/mm壁厚/mm893.524.01464.536.0273 7.050.0953.524.01524.536.02998.075.01023.528.01594.536.03258.075.01083.528.01685.045.03518.075.01144.028.01805.045.03779.075.01214.032.01945.045.04029.075.01274.032.02036.050.04269.075.01334.032.02196.050.04599.075.01404.536.02457.050.04809.075.0常用壁厚尺寸系列2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.08.5 9.0 9.5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2022 25 28 30 32 36 40 50 56 60 63 70 754)壁厚验算0.5（)+c式中 所选标准内径，cm； 管材许用应力。焊接钢管=60mpa，无缝钢管=80mpa； 管内水压，考虑流动损失，作为估算；c附加厚度。焊接钢管，无缝钢管。所选标准壁厚应等于或略大于按上式计算所得的值。吸水管壁厚不需要验算。= ()+0.15=cm0.8 cm因此所选壁厚合适。5）吸水管径根据选择的排水管径，吸水管选用无缝钢管。3. 工况点的确定及校验3.1 管路系统管路布置参照图1-2所示的方案。这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过两趟管路中任意一趟排水，排水管路系统图如图1-2所示。图1-2泵房管路布置图 2、估算管路长度排水管长度可估算为： lp=hsy+（4050）m=266+（4050）m=（306316）取lp=315m ，吸水管长度可估算为lx=7m 。3、管路阻力系数r的计算4沿程阻力系数：吸水管 x = = = 排水管 p = = 局部阻力系数吸、排水管及其阻力系数分别列于表1-3、表1-4中。 即： 式中 r管路阻力系数，；、吸、排水管的长度，m； 、吸、排水管的内径，m； 、吸、排水管的沿程阻力系数，对于流速v1.2m/s，其值可按舍维列夫公式计算，即 、吸、排水管附件局部阻力系数之和。4、管路特性方程新管 : 旧管: 式中 k考虑水管内径由于污泥淤积后减小而引起阻力损失增大的系数，对于新管k=1，对挂污管径缩小10%，取k=1.7，一般要同时考虑k=1和k=1.7两种情况，俗称新管和旧管。5、绘制管路特性曲线并确定工况点根据求得的新、旧管路特性方程，取8个流量值求得相应的损失，列入表1-5中。表1-5管路特性参数表q/（m3h-1）200250300350400450500550h1/m267.6268.4269.6270.7272.2273.8275.7277.7h2/m268.6270.1271.8274.1276.5279.3282.5285.8利用表1-5中各点数据绘制出管路特性曲线如图1-7所示，新、旧管路特性曲线与扬程特性曲线的交点分别为m1和m2，即为新、旧管路水泵的工况点。由图中可知：新管的工况点参数为qm1=533m3/h,hm1=276m,m1=0.83,hsm1=5.3m,nm1=499kw；旧管的工况点参数为qm2=515 m3/h，hm2=282m,m2=0.85,hsm2=5.4m,nm2=495kw，因m1、m2均大于0.7，允许吸上真空度hsm1=5.1m，符合规范要求。3.2 校验计算(1)排水时间的验算。管路挂污后，水泵的流量减小，因此应按管路挂污后工况点流量校核。正常涌水时，工作水泵台同时工作好似每天的排水小时数为：最大涌水时采用两台泵两条管路排水，作并联等效管路特性曲线与两台泵并联等效管路特性曲线与两台泵并联等效泵的扬程曲线，交点为等效泵工作点。反推可求得每台泵的工况点，以该工况点的流量q=515m3/h。计算排水时间为:即实际工作时，只需2台水泵同时工作即能完成在20h内排出24h的最大涌水量。（2）经济性校核。工况点效率应满足=0.830.850.850.81=0.69，=0.850.69。（3）稳定性校核。h=2660.9ih0=0.9572=324m式中: 单级泵最大扬程，；由-型水泵特性曲线图可知=。（4）经济流速校核。吸水管中流速:排水管中流速:吸、排水管中的流速在经济流速之内，故满足要求。(注：吸、排水管的经济流速通常取1.52.2m/s)（5）吸水管高度校核。h 式中: hsm1 = hsm1-（10-ha）-（hn-0.24）=5.1-（10-10.3）-（0.17-0.24）=5.47m实际吸水高度h=4mh，吸水高度满足要求。（6）电机功率计算。= 式中: 电动机容量富余系数，一般当水泵轴功率大于100kw时，取=1.1；当水泵轴功率为10100kw时，取=1.11.2。水泵配套电机功率为，大于计算值，满足要求。4. 电耗计算4.1 年排水电耗式中 年排水电耗， ； 水的重度，；由给定条件可知=10003； 、年正常和最大涌水期泵工作台数； 、 正常和最大涌水期泵工作昼夜数；传动效率，对直联接取1，联轴器联接取0.950.98； 、正常和最大涌水期泵每昼夜工作小时数； 电动机效率，对于大电动机取0.90.94，小电动机取0.820.9；电网效率，取0.95。4.2 吨水百米电耗校验式中: 吨水百米电耗，。矿用胶带机选型设计1. 概 述一、带式输送机的使用及优缺点 现代工业的迅速发展，皮带运输机在各个企业中是不可缺少的主要连续运输设备之一。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机构；它由驱动装置、拉紧装置、输送带中部构架和托辊组成，带作为牵引和承载构架，借以连续运输散碎物料或成件品。 皮带运输机的应用：它可以将物料在一定的运输线上从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程；它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送；除去进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成由节奏的流水作业运输线。 1、皮带运输机的优点：在输送速度较小的情况下，可实现高效连续运输，完成较大的输送量；运输距离长，生产效率高，结构简单经济适用，操作简单，便于维修；在长距离运输线上，没有或只有很少的转载站，使被输送物料获得较好的保护；适合于任何地形。2、带式输送机的缺点： 带式输送机的输送带成本高且易损坏，故与其他运输设备相比，初期投资高，且吧适于运送带棱角的物料。随着煤炭科学技术的发展，国内外对带式输送机可弯曲运行、大倾角运输、线摩擦驱动等方面的研究有较大进展，提高了带式输送机的适应能力。二、带式输送机的类型 带式输送机的类型：通用带式输送机、绳架吊挂式带式输送机、可伸缩带式输送机、钢丝绳芯带式输送机、钢丝绳牵引带式输送机、线摩擦驱动带式输送机、可弯曲带式输送机、大倾角带式输送机、气垫式输送机。 皮带运输机也是煤矿主要生产设备之一，它用于水平运输或倾斜运输,是大型现代化煤矿，从工作面直到装车站，煤的运输几乎全由各类运输机传送。当工作面威力强大的高产高效设备正常工作时，大量煤全靠这些运输机向外运，因而带运输机选型设计对矿企业非常重要。目前在我国大多数矿井中，主要有钢丝芯带式输送机和钢丝绳牵引带式输送机两种类型。 煤矿井下开拓系统由具体地质条件和地面环境所决定，不同的矿井在设计开拓系统时都要兼顾运输设备的运输能力。在大型生产矿井中，若安装条件许可，可以采用钢丝绳芯带式输送机和钢丝绳牵引输送机作为主运输机运输设备。煤矿用钢丝绳芯带式输送机类型按带宽分由800mm、1000mm、1200mm、1400mm、等型号。其中800mm、1000mm、1200mm带宽的钢丝绳带式输送机使用较普遍。煤矿用钢丝绳芯带式输送机的类型按带宽分800mm、1000mm、1200mm等型号。其中1000mm、1200mm带宽的钢丝绳牵引输送机使用较多。本设计依据矿井的生产能力和井下的特殊条件，考虑选用1.0米宽的gx2000型钢绳芯胶带，单位长度重量qd=25公斤米，胶带厚度d=17毫米；运输倾角（向上运输），运输斜长为950米，运输速度2米/秒。设计计算示意图 2. 原始数据1)矿井生产能力160万吨年，以最大的生产能力为设计依据；2)矿井小时最大运输生产率为: 吨小时 3)主斜井倾斜角度：；4)煤的牌号：原煤；5)煤的块度：400毫米；6)煤的散集容重：吨/米3；7)输送机斜长：950米。3. 胶带宽度的计及选择1选取胶带速度v=2米/秒；按堆积角查表2-1，得k=458；又按查表2-2，得c=0.95； 米式中 矿井小时最大运输生产率，(吨/小时)；货载断面系数，值与货载的堆积角有关，值见表2-1；货载散集容重（吨/米3），见表2-3；带速（米/秒）；输送机倾角系数，见表2-2。虑矿井的增产潜力，货载块度及胶带的来源，选用1.0米宽的胶带。b=1.0米的gx2000型钢绳芯胶带，单位长度重量qd=25公斤米，胶带厚度d=17毫米。表2-1货载断面系数表堆积角1020253035槽型316385422458496平行67135172209247 2-2输送机倾角系数表01010151520 c1 0.95 0.9 表2-3各种货载散集容重表货载名称吨/秒货载名称吨/秒煤0.81.030石灰石1.62.025煤 渣0.60.935砂1.630焦 炭0.50.735粘 土1.82.035黄铁矿2.025碎石及砾石1.8203.1 胶带运行阻力的计算3.1.1 重度阻力计算2-3段的阻力w2-3为 式中 每米长的胶带上的货载重量（公斤/米） 即 ： 公斤/米； 每米长的胶带自重（公斤/米）， 25公斤/米； 、分别为折算到每米长度下的上、下托辊转动部分的重量（公斤/米）， 公斤/米；上托辊间距（米），一般取=11.5米；、分别为槽形、平形托混阻力系数，见表2-4。 即 =19280.7公斤表2-4托辊阻力系数表工作条件 （槽形） （平行）滚动轴承含油轴承滚动轴承含油轴承清洁、干燥0.020.040.0180.034少量尘埃正常湿度0.030.050.0250.040大量尘埃大湿度0.040.060.0350.563-4段阻力w3-4为： w3-4=式中 凸弧上托辊单位长度重量； 公斤米凸弧段上托辊转动部分重量，根据选用的托辊实际重量=22公斤（见表2-5）； 凸弧上托辊间距，选用=0.4米； r凸弧段曲率半径，由图可知r=30； 中心角为弧度。h凸弧段提升高度h=1.25米。表2-5托辊转动部分重量表托辊型式带 宽 （毫米）500650800100012001400gg gg （公斤）槽形铸铁座111214222527冲压座8911172022平形铸铁座81012172023冲压座7911151821 这里应按悬重要求，求得之值后再计算 = 公斤 =433.1公斤段阻力为： =76.1公斤3.1.2 空段阻力计算段虽有圆弧部分，但影响较小，仍可按直线计算 式中 下托辊单位长度， ； 下托辊（平均托辊）转动部分重量为17公斤； 下托辊间距米，一般取=23米； 公斤/米；胶带在下托辊上运行阻力系数，选取=0.034。 即：（公斤） 空段阻力：=-4063.67公斤空段阻力： =（25+6.8）50.034 =5.4（公斤）4.胶带张力计算 公斤，（前面已经计算过）； 公斤；公斤；公斤；公斤；公斤；公斤；公斤；公斤。4.1 胶带打滑条件的验算 =1.5核算围包角：在煤矿中因运转条件较差，故取u=0.3则: 故在选取设备实际设备围包角时应大于时a的植才能符合要求。4.2带强度验算：已知最大张力公斤，求的安全系数 式中 b为胶带宽度；为胶带的最大张力；胶带断裂强度。m值大于7，故符合要求。4.3 电机功率计算 式中 k为备用功率系数，取1.2； n为表示效率取n=0.9； 胶带输送机的总牵引力。4.4 拉紧装置的计算 拉紧装置的拉紧行程按胶带伸长的4%考虑，故拉紧行程为： 米，取s=4米；机尾拉紧装置配重的计算根据拉紧装置平衡条件得： 拉紧装置计算图式中 g拉紧装置总重（公斤）； 即： 拉紧装置重量为1034公斤拉紧小车车轮与轨道之间的摩擦系数，取=0.05； = =3200公斤 则： （3200+1034）0.9560.05+（532+502）=（3200+1032）0.292 1236=1236所以此设计合格。第二部分 综放工作面供电设计1. 概述 供电系统是将发电厂或附近区域变电站的电源，通过输、变、到配电，再到达受电用户的一整体供电网络。电是煤矿生产所必需的主要能源，供电的安全与质量的高低，不仅会影响矿山企业的高效生产，而且会对矿井和矿井中工作人员的安全构成严重的威胁。一、矿山企业对供电的要求 1、由于煤矿生产环境的特殊，根据煤矿安全规程规定，矿山供电应满足以下四方面的要求。1）供电可靠 供电可靠就是要求供电不间断。供电中断不仅会影响企业的生产，而且可能损坏设备，甚至发生人生事故，严重时会造成矿井的破坏。2）供电安全 供电安全就是在电能的分配、供应和使用过程中，不应发生人身触电事故和设备事故，也不引起火灾和爆炸事故。3）供电质量 所有的用电设备都是按照一定的电压和频率设计制造的，用电设备在额定值下运行性能最好。因此要求供电质量方面有稳定的频率和电压，电压和频率是衡量电能质量的重要指标。4）供电经济 要求做到供电系统投资少、运行维修费用低，并尽量减少有色金属的消耗量。2、电压允许偏差电压偏差计算公式如下：电压偏差(额定电压-实际电压) 100%/额定电压电能质量供电电压允许偏差（gb 1232590）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为：（1）35kv 及以上供电和对电压有特殊要求的用户为额定电压的+5%5%；（2）10kv 及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7%7%；（3）低压照明用户为+5%10%。二、电气设备的选择的基本原则 正确的选择电气设备对供电系统的可靠、安全性和经济性都有着重要的意义。1）电气设备的型式应当与使用环境相适应；2）电气设备的技术参数应与所在的电路的实际工作条件相适应，以保证电力系统的正常运行时和故障时，电气设备都能安全可靠的工作；3）选择电气设备时应尽量选用国产先进设备，避免选用过时的或已被淘汰的产品；4）还要注意在技术合理的条件下，尽量节约投资。三、采区供电设计要满足以下几点要求 1）供电设计应满足安全可靠、电能质量好和技术经济合理； 2）条件允许时应尽可能采用较高的供电电压和较先进的设备； 3）供电系统应具有较完善的短路、断相过负载、欠电压、漏电闭锁等保护和电压、电流及故障指示； 4）严格遵守煤矿安全规程及其他有关规定。1.1综放工作面供电系统拟定2某工作面是某矿某采区综放工作面，其供电系统分为：材料道供电系统、溜子道供电系统、工作面1140v供电系统。其中：材料道系统由车场变电所供电；溜子道由上部变电所馈出660v移变（1移变）供电；1移变馈出4个配电点:分别供破碎机、转载机、皮带、溜子道绞车。工作面1140v供电系统由2、3移变供电。其中：2移变馈出三个配电点分别供煤机、喷雾泵、转载机。3移变馈出三个配电点分别供：前、后溜子和乳化泵。 图1： 1变电所供电系统1.2 综放工作面负荷统计1.2.1材料道供电系统负荷：（660v）负荷：25 kw 调度绞车 4部 18.5 kw 回柱绞车 1部 pe=118.5 kw 1.2.2 溜子道供电系统负荷：（660v）负荷：275 kw 皮带 1部 160 kw 转载机 1部 110 kw 破碎机 1部 25 kw 调度绞车 4部 18.5 kw 回柱绞车 1部pe=538.5 kw 1.2.3 工作面1140 v 供电系统负荷：负荷：375 kw 煤机 1部 2132 kw 可弯曲刮板输送机 2部110 kw 乳化泵 2部 110 kw 喷雾泵 2部 160 kw 转载机 1部 pe=1503 kw 以上负荷均为各分支系统实际装机容量，具体设备、电缆详见供电系统图和机电设备布置图。2. 设备的选择、整定计算、校验10 11：2.1功率因数3：因工作面为综放工作面故取0.7。需用系数: =0.51需用系数：kx取0.6式中 需用系数;容量最大的那台电动机额定功率kw；pe工作面用电设备的额定功率之和，kw。2.2 各变压器容量校验：1.材料道： =101.57 kva 式中 变压器计算容量；需用系数；pe材料道用电设备的额定功率之和，kw；加权平均功率因数；采区重合系数。选择kbsg-200/6型变压器13;其额定容量,为:200 kva ,额定电压6/0.69 kv, 但考虑其他负荷,故选择kbsg-500/6型变压器, 其额定容量,为:500 kva ,额定电压6/0.693kv。2、溜子道 (2-3移变 630kva) =437.57 kva 选择kbsgzy-630/6型干式移动变压器13；其额定容量,为:630 kva ,额定电压6/o.693kv。3、工作面1140v移变 （3移变800kva）（供煤机、喷雾泵、转载机） kva 选择kbsgzy-800/6型干式移动变压器13;其额定容量,为:800 kva ,额定电压6/1.2kv。4、工作面1140v移变（2-5 移变800kva）（供可弯曲刮板输送机、乳化泵） =641 kva 选择kbsgzy-800/6型干式移动变压器13;其额定容量,为:800kva ,额定电压6/1.2kv。3. 材料道供电系统：1、设备选择：i、矿用低压隔爆开关选择原则1）矿用一般开关适用于无沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场几主要进风巷道中。矿用增安型开关适用于有沼气和煤尘爆炸危险的矿井和无沼气突出的井底车场几主要进风巷道和通风良好的硐室中。2）矿用隔爆型开关可使用于沼气突出矿井的任何地点及有沼气和煤尘爆炸危险矿井的采区进风巷、回风巷道以及采掘工作面。矿用本质安全型和矿用隔爆兼本质安全型开关的应用范围同矿用隔爆型开关。3）在选用矿用低压隔爆型开关时，其额定电压必须小于或等于被控制线路的额定电压，其额定电流要大于或等于被控制线路的负荷长期最大实际工作电流。同时应根据控制线路需要选定过流保护继电器的整定电流值。4）矿用低压开关的接线喇叭口数目及内径要符合受控线路所选用的电缆的条数及内径要求。一个喇叭口只允许接一条电缆。ii、真空磁力启动器的选择原则1）真空磁力启动器的额定电压必须大于或等于受控电动机的额定电压，其额定电流应大于或等于受控电动机的最大工作电流。同时要根据过流保护需要对过流保护需要对过流继电器选定适当的整定电流值。2）真空磁力启动器进出线及控制线喇叭口内径必须符合连接电缆的最大外径要求，并且一个喇叭口只能接一条电缆。3）工作机械不要求带负荷改变旋转方向时，可选用不可逆的真空磁力启动器。4）真空磁力启动器必须具备良好的隔爆性能及可靠的过载和短路保护装置。对使用环境的要求与隔爆自动馈电开关相同。ii、电缆选择的一般原则1、为了做到供电上的安全、可靠、经济和技术合理，电缆截面选择应按以下几种原则确定：1）按长时允许负荷电流选择导线截面。使导线在最大负荷下长时工作而不过热，即不超过其长时允许温度。2）按允许电压损失选择导线截面。使受点端有足够的电压保证供电质量。3）按经济电流密度选择导线截面。使输电线路的年运行费用最低，达到经济供