工作面设备选型附压风自救供水施救排水系统

1、双柳矿 308 综采工作面设备选型及压风 自救、供水施救、排水系统、通讯系统 机电矿长： 机电副总： 机电科： 审核： 编 制： 2011-5-20 一、308工作面设备选型 （一）308工作面采煤机选型验算 33408工作面所采（3+4） #煤层，该煤层属二叠系山西组下段顶部煤层，该煤层区内 较为稳定，结构复杂，含二一四层厚约0.04 0.2M的深灰一黑色碳质泥岩、泥岩夹矸层。 区内煤层倾角0 25平均5平均采高为3.60m 根据这一特点，选用双柳矿现有煤机型号为：MG400/920-WD，它是上海创力矿山设 备有限公司成熟的一种大功率电牵引采煤机，该采煤机采用多电动机驱动、横向布置，框 架

2、结构，总装机功率 920kW，截割功率 2X 400kW，牵引功率 2X 50kW，牵引速度为 0 8.35m/s采用机载的交流变频调速，摆线轮-销轨式牵引，适用于煤层2.04.2m，倾角w 16，煤质中硬或硬的综采工作面。 M 1 25x 200 x 104 矿井回采量为200万吨，每小时最大生产率为A=k =595t/h dh 300X4 式中M年产量，t/a d年工作天数 h每天的工作时间，h 1、采煤机的生产率校验 1）理论生产率 Qt=60HBvqp =60 X 3.6X 0.63 X 8.35X 1.39=1579.5 式中 Qt 理论生产率，t/h H 工作面平均采高，m B滚筒

3、有效截深，m vq给定条件下可能的最大牵引速度，m/mi n P煤的密度 2）技术生产率 Q=K1 Qt=0.6 X 1579.5=947.7 式中Q技术生产率，t/h K1采煤技术上的可靠性和完备性有关的系数，即连续工作的系数，一般取0.5 0.7 3）实际生产率 Q m=Q K2= 947.7 X 0.65=616 式中Q m实际生产率，t/h K2 考虑由于工作面配套设备的影响，如刮板输送机、液压支架的故障等而停机延 误的时间，一般取 0.60.65 实际生产率为616t/h 595t/h满足生产的需要 2、滚筒直径校验 根据公式：D0.5Hmax 即 2 0.5X 3.8=1.9m 所

4、以滚筒直径满足要求 3、采高及卧底量 最大采高：Hma=A+Lsin a max+D/2-h/2 =（1.546+0.344）+2. 4 X sin42.5 +2/2-0.66/2=4.18m 采高4.18m3.8m满足要求 最大卧底量： Kmax=Lsin 3 max+D/2+d/2-A=2. 4 X sin22.5 +2/2+0.66/2- (1.546+0.344) =0.358 卧底量0.358 v 0.46 (下切量)故符合要求 式中：L 采煤机摇臂长度 A电动机高度 A max摇臂向上最大摆角 3 max摇臂向下最大摆角 4、装机容量 采煤机的生产能力初定为595t/h,根据规定装

5、机容量要求为600750KW.故 920KW满足 要求。 (二) 工作面输送机的选型验算 根据运输能力和出厂长度初选与采煤机相配套的刮板输送机， 型号为：SGZ800/800,出厂长度为200m,溜槽宽为800mm,采用中双刮板链运煤，链 速为1.1m/s,链子抗拉强度为1810KN。机头机尾各布置一台400KW电机提供驱动力。 1、运输能力验算 Q=3600F ；：一 扌)=3600 X 0.32 X 0.8 X 0.9=829.44 式中L 煤的松散度，一般取 0.851, t/m3,式中取0.9 ;：装满系数，取 0.8 、刮板链的运行速度，m/s Q输送机的运输能力，t/h F货载在溜

6、槽中的断面积，m2F=lh+l 2ta n=0.8 X 0.113+0.8 2ta n20 2 =0.32m q=1000F t =1000 X 0.32 X 0.9=288kg/m l槽宽 h槽高 :-堆积角，取20 运输能力829.44t/t大于采煤机的生产能力616t/h，满足要求 2、运行阻力的计算 Wzh=g(qw+q Wo)Lcos 3 +g(q+q)Lsin 3 =10X( 288X 0.7+98X 0.3)X 200X cos5 +10 X (288+98) X 200X sin5 =527526.18 2 Wk=gLq o(wocos 3 -sin 3 ) =10X 200X

7、 98 X (0.3X cos5 -sin5 ) =41493.72 式中 Wzh重段阻力，N Wk空段阻力，N qo刮板链单位长度，kg/m L输送机实际铺设长度，m w Wo货载、与刮板链与溜槽间的阻力系数取w=0.7, wo =0.3 3、牵引力与电动机功率的计算 如上图所示 牵引力 W=i.iwf(Wzh+ Wk) =1.1 X 1.1 X (527526.18+41493.72) =688514.08 式中 wf 附加阻力系数，一般取1.1 电动机功率的计算： cWoV Pmax= 1000口 688514.08 1.1 =797.2 1000 X 0.95 式中Pmax电动机的最大

8、轴功率 v 刮板机的牵引速度，m/s n传动装置的效率 2vg(1.1wf qo Lwo cosP) Pmin = 1000n _ 2 1.1 10 1.1 1.1 98 200 .0.3 cos5 =1000 0.95 =164 Pd=0.6 . PnL PmaxPmin -卩爲=0.6 X . 797.2? 797.2 164 164? =534.36kw 故800KW满足要求 4、刮板链强度的验算 溜子为双电机驱动，因为Wk-w =41493.72- 688514.08 4.2 Smas532526.18 式中k刮板链抗拉强度 N链条数 入两条链子负荷分配不均匀数，双链入=0.85 Sp

9、 一条刮板链的破断力 刮板链强度也满足要求。 (三) 装载机破碎机的选型验算 装载机与破碎机配套出厂，型号和主要参数如下 转载机 SZZ1000/800 槽宽 功率 输送量 长度 链速 1000mm 400Kw 3000t/h 42m 1.8m/s 破碎机PCM200 破碎能力 冲击速度 最大进入块度 外形尺寸 1000t/h 20m/s 700 X 950,长度 不限 3540 X 1785 X 1741 校验同输送机一样，满足运输能力的要求 （四）运巷胶带机的选型验算 由于308运巷达2000多M,所以试选型号为 SSJ1200/2X 315的可伸缩皮带输送机两 台，设计长度为1400m,

10、运输能力为1500t/h,采用2 X 315KW双电机驱动，带速为 3.15m/s, 储带仓可储带100m,皮带采用河北九洲胶带有限公司出厂的整芯阻燃输送带，带宽为 1200mm,一卷 100m 带重 1.6t,抗拉强度为 1250s N/mm. 1 ）输送能力的计算 输送能力Q=kB 2v p =316 X 1.22x 3.15 X 0.9X 1 =1290.03 t/h 式中 B胶带的宽度 k 取 316 P 取 0.9 C取1 k货载断面系数。 p 货载散集密度。 C输送机倾角系数。 2)运行阻力的计算 Wzh=g(q+q d+qg)Lw os 3 +g(q+qd)Lsin 3 =10X

11、( 52.47+16+20.83 ) X 1000X 0.04cos7 +10X (52.47+16) X 1000sin7 =118897.69 Wk=g(qd+qg”Lw ”cos 3 -gqdLsin 3 =10X (16+6.67) X 1000 X 0.035cos7 -10X 16 X 1000sin7 =-11623.73 式中3输送机的倾角 L输送机长度 Q 595 q每M胶带上的货载量，q= =52.47kg/m 3.6v3.6 沃 3.15 w w - 槽形、平形托辊的阻力系数， w 取 0.04, w” 取 0.035 qg) q 这算到 每 M 长度 上的上 下托辊转动

12、部分的质量 Gg 25” Gg 20 qg -20.83qg”- =6.67 Lg 1.2 Lg 3 qd 胶带的自身重量 3）胶带张力的计算 由悬垂度要求，求得 S2=5 (q+qd) Lcos 3 =5 X (52.47+16) X 1.2cos7 =407.76 S2407.76 Si=384.68 1.06 1.06 S3=S2+ Wzh/10=407.76+11889.76=12297.52 S4=1.06S3 =1.06X 12297.52=13035.37 4-5段阻力太小忽略不计， S5=S4=13035.37 S6= S1 -Wk=384.68-(-11623.73/10)=

13、1547.053 5) 胶带强度的验算 最大张力 Smax=S5=13035.37 求安全系数 BGx 1200 1250“ 10 m= =11.50 7 Smax13035.37 式中 Gx皮带的抗拉强度 6) 牵引力与功率计算 电动机功率 kW0v P= =1.2X (13035.37-1547.053) X 3.15 - 100-0.95=457.11 100 式中v胶带运行速度，m/s k功率备用系数，k取1.2 经过以上计算，皮带输送机功率为2X 315KW符合要求. 二、308压风系统及压风自救系统校验 一、压风系统能力的核定 1、压风系统原始资料 我矿地面现有4台由无锡阿特拉斯科

14、普柯压缩机有限公司生产的空压机，型号为 GA250-8.5、GA250-7.5 ;额定工作压力为0.8MPa、0.7MPa；最大工作压力为0.85MPa、 0.75MPa；排气量为697L/S、730L/S ;额定功率为250KW我矿压风系统主管路沿斜井向井 下铺设，采用6寸管铺设，主管路从压风机房到三采轨道共4500M。在三采轨道与 308 材、运两巷交接地点采用 6寸管变4寸管的接头，输送到工作面各个地点。距工作面为 2170M 2、压风能力的核定 2.1308工作面所需的供气量估算 Q ra小于20 度，g =0.77-0.74，这里取 g=0.75 2.3水泵的型号及台数的选择 根据计

15、算的工作水泵的排水能力，初选水泵，选用ISO-80-50-315Z型水泵，流量为 3 100m /h，额定扬程125m。 工作泵台数：n, =QB60 =0.6取n,=1 Qe 1001 n2 王 0.7口 =0.7汉1=0.7 备用泵台数：取压=1 n2 Qmax / Qe m =1.81=0.8 因此，工作泵与备用泵各为1台。 3、管路的选择 3.1管路趟数 根据泵的总台数，一条管路工作，一条管路备用(压风管路改接)。最大涌水时，两 台泵同时工作 20h内排出24h的最大涌水量，故从减少能耗的角度考虑，可采用两台泵两 趟管路排水，从而可知每趟管路内流量Qe等于泵的流量。 3.2管材的选择

16、由于咼差为80M左右，确定采用带有法兰的钢管。 3.3排水管内径的验算 dp -0.0188 = 0.09 0.109m 式中：dp 排水管的内径，m Q排水管的流量 Vp 排水管内的流速，通常取经济流速Vp=1.5-2.2 ( m/s)计算 故，选用排水管内径为0.1m的标准管，规格型号为114-2*7。 3.4确定管材壁厚 z 0.4p0.4 80 0.4 0.011 80 , 、=0.5dp ,zc=0.5 10、C= 0.44V 0.7cm p z -1.3p 0.4X80 1.3汇0.011汉80 管材壁厚选用符合要求。 二、现308工作面排水系统 在33408材、运巷及专用抽采巷各

17、按不低于正常涌水量50m3/h的排水能力配备，且配 备必要的备用水泵。水仓必须有沉淀池，材、运巷的排水管为3寸管，抽采巷的排水管为 4寸管。在材运两巷各个低凹处安设若干台潜水泵，排水能力要能满足生产需要。若水量 增大，可将材、运巷及专用抽采巷的压风管路改为排水管路。 1、主排水线路： 33408运巷t 33408运联巷宀三采集中轨道下山宀三采中央水泵房宀主斜井宀地面污 水站 33408材巷t 33406运联巷t三采集中轨道下山t三采中央水泵房t主斜井t地面污 水站 33408专用抽采巷t 33408抽采联巷宀33408运巷宀33408运联巷宀三采集中轨道下 山t三采中央水泵房t主斜井t地面污水

18、站 2.308回采面排水布置 根据排水能力的需要 308运巷有设置 4个水仓，400M出安设15KW离心泵，1000M 处安设37KW 离心泵，1700处安设7.5KW 潜水泵，2100处安设 37KW 离心泵。外加 6处 积水低洼处，如 200、600、800、1300、1600M处均装有 3KW 潜水泵，以防巷道大量积 水。 根据排水能力的需要 308材巷设置3个水仓，150M处安设37KW潜水泵，1000M处 37KW 离心泵，1400处安设 7.5KW 潜水泵，另外在 500、1100M处装有 3KW 潜水泵排出 巷道低洼处积水。 抽采巷设置75KW离心泵，满足最大涌水量的需要。 水泵

19、型号及参数如下： 水泵型号 电机功率（KW） 流量（m /h） 扬程（m） IS0100-65-315Z 75 100 125 IS0100-50-315Z r37 50 125 IS80.50.2007 15 50 50 BQS20-507.5/N 7.5 20 50 BQS15-28 3/N 3 15 25 五、照明通讯系统 为将308工作面打造成精品工作面，巷道及工作面的充分照明及方便的通讯是必不可 少的，具体布置如下: 1）照明 材巷全长 2170m，按要求每 20M挂一盏型号为：DGD60/127节能灯，另外，各个 水仓和油脂硐室也要挂灯，每盏灯的功率为13W，共计 110盏灯，由1

20、000m处型号 为:ZBZ-10.0的照明综保供电。 工作面长为196.8m,排列134个支架，每10个支架悬挂一盏型号为： DJC36/127L（ B） 的LED灯，另外，设备列车操作台和转载机机头部各悬挂1盏灯，每盏灯的功率为 20W， 共计13盏，由设备列车上型号为:ZBZ-4.0的照明综保供电。 运巷全长为 2120m,按要求每20m挂一盏型号为：DGD60/127的节能灯，另外各个 水仓和油脂硐室也要挂灯，每盏灯的功率为13W，共计115盏灯，头部机头和二部机头往 前500M各安装一台型号型号为： ZBZ-4.0的照明综保，头部综保控制前 1000m的照明， 二部综保控制1000m至

21、工作面的照明。 一、负荷统计 1、308材巷照明负荷统计（左右负荷侧带，每段按 1000M考虑） 变压器容量计算公式：St= Kde刀Pn/COS $ wm 式中：St变压器计算容量（KVA） K de需用系数 刀Pn 供电设备额定功率之和（KW） COS$ wm加权平均功率因数 取 Kde=0.9COS $ wm=0.95 St=0.9*55*13/0.95=678W5KV A，满足要求。 2、308工作面设备列车照明负荷统计 St = KdeE Pn/COS $ wm =0.9*16*20/0.95=303W4KVA ，满足要求 3、308运巷前1000M照明负荷统计（同后 1000M ） St = KdeE Pn/COS $ wm=0.9*58*13/0.95=715W4KVA 二、电缆的选择 依据供电设计中电缆选择原则及实际情况，选择采用MY-3*1.5+1*1橡套电缆，主要 满足机械强度及截流量加以校