采区机电设计主要内容
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1 采区机电设计主要内容
一．工作面设备选用：
1．采煤机：根据煤层赋存条件
2．运输机：一般选配套设备
3．工作面支护设备:根据采高、煤层顶板、底板比压.
二．提升、运输系统
1．轨道运输系统示意图:
2.运输路线：
3.运输量:矸石、材料、设备及最大件重量
4.确定沿途每一条大巷、每一条轨道提升运输方式
5.选择提升运输设备
6.提升运输能力校验
①大巷、平巷架线电机车、电瓶车运输能力
②原有绞车提升能力(以斜井为例),校核步骤如下:
（1）基本参数：
绞车型号：
滚筒直径：
提升运行斜长Ls
巷道倾角：α
提升运行阻力系数f1=0.015
钢丝绳运行阻力系数f2=0.2
钢丝绳型号： 2 （2）钢丝绳安全系数计算
最大静载荷：Fmax=mg(Sinα+f1Cosα)+PLc(Sinα+f2Cosα)
钢丝绳安全系数：m=Fs/Fmax
符合《煤矿安全规程》第400条：单绳缠绕式提升装置升降人员和物料规定，升降物料时钢丝绳安全系数最低值7.5（升降人员、混合提升时安全系数最低值9）。符合提升要求可以提升。
(3)最大静张力的计算：
Fjmax=mg(Sinα+f1Cosα)+PL1(Sinα+f2Cosα)＜绞车额定最大静张力,符合要求。
最大静张力差的计算:如果是单绳缠绕式提升机,则最大静张力与最大静张力差相等;若双绳缠绕式提升机,则最大静张力差计算:Fjmax=Q(Sinα+f1Cosα)+PL(Sinα+f2Cosα)< 绞车额定最大静张力差, 符合要求。
③新绞车选型设计
④回风巷对拉绞车校验
（1）钢丝绳校验。
（2）电机功率校验
⑤切眼回柱绞车提升能力校验
(1)钢丝绳安全校验符合要求。
(2)回柱绞车额定最大牵引力大于Fmax：回柱机提升能力满足要求。
三.运煤系统 3 （一）运输系统概况及运输系统示意图
（二）运煤系统设备选型校核：
1、工作面刮板输送机运输能力计算
1.1、货载断面积校验
刮板输送机每米载重 q=Q/(3.6v)
根据公式 q=1000Fψγ
F= q/(1000ψγ)
ψ--货载装满系数（取0.8）
γ--货载的散集容重（取0.9吨/米3）
货载实际断面积F0﹥F满足要求
1.2、刮板运行阻力的计算：
重段阻力计算
Wzh/= qL（ωCOSβ-SInβ）-q0L（ω/ COSβ-SInβ）
空段阻力计算
WK/ = q0L（ω/ Cosβ+Sinβ）
ω—煤在溜槽中的阻力系数（0.4-0.6）
ω/—刮板链在溜槽中的阻力系数（0.25-0.4）
q0--刮板链单位长度重量
β—刮板输送机运输倾角
1.3、电机功率校核
主动链轮的牵引力
W0=1.1×1.1（Wzh/+ WK/） 4 电机功率
No=1.17 W0V/(102η)
此处取电机功率备用系数为1.17
电机传动效率为0.8
所选电机功率＞No，符合要求。
2、转载机运输能力计算(计算方法同上)
3、皮带机运输能力计算
皮带机基础数据：Q、v；原煤容重γ=0.9t/m3；动堆积角ρ=30°；倾角β；运距L；带宽B；围包角α（传动原理图如图所示）
7 8
10
6 5 9
3 4
2 1
3.1 带宽的校验
3.1.1根据公式 B2=Q/（KVCγ）
其中：K为货载断面系数，据ρ=30°，取K=458
C为输送机倾角系数取0.95
3.2 胶带运行阻力的计算
3.2.1有关参数计算
胶带每米载重 q=Q/3.6v,
胶带自重qd
上托辊每米线质量qg/=Gg//Lg/
下托辊每米线质量qg"=Gg"/Lg" 5 ω/--胶带在上托辊运行阻力系数，取0.03
ω"--胶带在下托辊运行阻力系数，取0.025
3.2.2 阻力计算
(1)重段阻力计算
W7-8=ω/ (q+qd+qg/)LCOSβ+(q+qd)LSInβ
(2)回空段阻力计算
W5-6=ω"(qd+qg")LCOSβ-qdLSInβ
(3)按摩擦传动条件计算输送带各点张力
S2=S1
S3=KS2
S4=S3=KS2=KS1
S5=KS4=K2S1
S6=S5+W5-6=K2S1+W5-6
S7=KS6=K3S1+KW5-6
S8=S7+W7-8=K3S1+KW5-6+W7-8
S9=KS8=K4S1+K2W5-6+KW7-8
S10=S9=K4S1+K2W5-6+KW7-8
式中K=1.06
外载荷要求传动滚筒表面输出张力F/=S10-S1=S1(K4-1)+K2W5-6+KW7-8
传动滚筒所能传递的额定牵引力F= Fmax/n=S1(eua -1)/n
n--摩擦力备用系数,取1.15-1.2
α--胶面滚筒摩擦系数,取0.25 6 令F/=F得,
S1 = n(K2W5-6+KW7-8)/ „eua -1-n(K4-1)‟
Smax=S10=K4S1+K2W5-6+KW7-8
(4)校验输送带的垂度条件
Szmin≥5(q+qd)Lt/
(5)校验输送带强度
Gx—胶带抗拉强度，普通尼龙带为420Kgf/cm
B--胶带宽度
m--胶带安全系数
m=BGX/ Smax＞7
皮带强度满足要求
（6）电机功率
传动滚筒总牵引力F=S10-S1+0.03（S10+S1）
N0=1.17FV/（102η）
此处取电机功率备用系数为1.17
电机传动效率取0.9
结论：所使用电机功率 ＞N0，满足使用要求。
四.供电系统
(一)供电方案设计
1、供电方案：（1）、根据巷道布置情况，确定移动变电站位置，所带负荷等；（2）、确定移变高压电源来源
2、移变站负荷统计表： 7 序号 设备名称
设备型号
设备地点 电动机 每台设备电动机数（台） 工作设备台数 工作设备总额定功率（kw) 电压v 额定功率（kw)
1
2
3
合计
(二)供电方案计算
1.变压器选择及容量校验
移变站选择:由负荷统计表知：移变站装机容量：∑Pe
需用系数：PePekxmax6.04.0
变压器的计算容量为：
pjCosPeKxSmax ,根据计算选择移变站。
2、确定电缆的型号和长度
根据电缆型号的确定原则及实际情况，选择电缆的型号如下：
工作面移变的高压电缆，选用YJV22型高压屏蔽电缆；660V用电设备选用MY-0.38/0.66型矿用电缆；1140v电缆选用MYP-0.66/1.14型矿 8 用电缆。
根据电缆长度的确定原则，选用高压电缆长度等于测量巷道实际距离乘以1.05～1.1的系数，低压电缆等于实际巷道距离乘以1.1～1.25的系数。
3、电缆截面的选择
3.1 高压电缆截面的选择
向综采移变供电的高压电缆截面选择，按长时允许负荷电流选择。
高压电缆中通过的最大工作电流：3maxUeSIj，一般矿井采区年利用小时数为3000～5000，选铜芯电缆，其经济电流密度为2.25jJ=,故电缆的经济截面为：Sj=Ij/Jj，按最大长时工作电流选用电缆,大于计算值，符合要求.
3.1.2.电压损失校验
按末端电压不小于额定电压的5%计算, 末端电压不小于6000×(1-5%)=5700V,根据实际测量情况,矿井地面主变压器二次侧最高电压一般为6300-6700V,则允许压降为600-1000V.
校核电压损失:地面主变压器电压损失△UB+地面变电站至井下中央变电所电压损失+井下中央变电所至移变站电压损失≤600-1000V,满足要求,否则,更换电缆.
A.矿井地面主变压器电压损失△UB=△UB%×U2NT/100=S/SE×(UR%×COSФ+UX%×SinФ)×U2NT/100
式中:S—主变计算负荷容量
SE--主变额定容量 9 ⊿UB%--主变压器电压损失的百分数
UR%--主变压器的电阻压降百分数=⊿P×100/ SE, ⊿P—主变的短路损耗KW
UX%--主变的电感压降百分数
UX%=22%_%RDUU
B.高压电缆电压损失校验：查《煤矿电工手册》第五册公式10-3-10
ΔU%＝PL（R0＋X0 Tgφ）/10UN2
R0、X0－电缆线路单位长度的电阻及电抗，欧/千米。
3.1.3按热稳定性校验
短路电流的周期分量稳定性I≦=Sd/√3Ucp
式中:Sd—母线的短路容量
因短路电流不衰减,假想时间等于短路器的动作时间(0.25S)
电缆最小热稳定截面:Smin=I≦3√Tj/C
式中:C—电缆热稳定系数
3.2、低压电缆的选择
根据设备布置，设置配电点。根据所测巷道长度乘以1.15的富余系数，算出电缆长度。另绘出综采面设备、上平巷设备、下平巷运输设备供电示意图。
低压电缆选择时，负荷线按电动机额定电流选择，干线电缆按满足正常工作电压损失要求选电缆截面，按允许长时电流、满足电动机起动要求、保护灵敏度达到要求校验电缆截面。
3.2.1、选择负荷线。按设备额定电流选择电缆.
