矿山机电毕业实习报告.docx
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矿山机电毕业实习报告
矿山机电毕业实习报告
矿山机矿山机电实习报告
一、实习时间:
2011年3月至2000年8月
二、实习地点:
内蒙古准格尔旗特弘煤炭有限公司官板乌素煤矿
三、实习目的:
了解整个煤矿的生产管理,为以后的工作做铺垫。
官板乌素煤矿位于准格尔旗薛家湾镇东1km处,由薛家湾镇可通过公路分别到达呼和浩特市、鄂尔多斯市和万家寨,公路交通运输方便,煤矿至呼和浩特市、鄂尔多斯市和万家寨各地公路里程分别为120km、145km和80km,井田南部通
过,区内公路和铁路交通较为便利,煤炭外运条件良好。
二、地形地貌:
准格尔煤田位于鄂尔多斯准格尔东部的黄土高原,因水流的向源冲蚀作用地貌变得十分复杂,形成树枝状冲沟,沟谷纵横、沟深壁陡,切割为支离破碎的地形,地表为固结黄土与风积沙,区域海拔标高在870~1366m之间,高差496m。
官板乌素井田位于准格尔煤田北部的最大沟谷—龙王沟北侧,有两条较大的支沟即东沟和官板乌素沟分别从井田的东西两侧通过,后交汇于龙王沟。
由于向源侵蚀作用,冲沟发展为树枝状,井田地貌为两树枝状沟所切割形成的山地
三矿区经济概况:
本区人口较少,且居住分散,当地以农业为主,其次为牧业、手工业。
当前只有煤炭产业带动地区经济。
薛家湾镇为国家对黑岱沟露天矿的开发和建设,于八十年代建起的新型城镇,近几年准格尔旗政府从沙圪堵迁入薛家湾镇,现拥
四、田开发简史,现有生产、在建矿井和小窑分布及开采情况
1.开发简史
1990年9月1日内蒙古军区开始筹办该矿,1994年4月计生产能力为30万t。
矿井采用房柱式采煤法,回采工作面前进式布置,后退式采煤,用煤柱支撑,爆破落煤,人工装煤,用刮板输送机运煤至矿车,由调度绞车拉至井底车场。
矿井采用中央并列式通风系统,机械抽出式通风方式。
井下运输采用矿车运输,提升采用双筒提升机提升原煤到地面,煤场使用3台大型装载机装运。
现工业场地位于井田的最西南角,场地内有简易生产系统,提升机房、风机房、调度室、锅炉房、机修车间、灯房、浴室、食堂、办公楼、职工宿舍等。
2.现有生产、在建矿井和小窑分布及开采情况
官板乌素井田东南侧紧邻的唐公塔国营煤矿,建于1990年
本井田内没有小窑及生产矿井、在建矿井。
四现有水源、电源情况
1.水源条件
矿区内第四系冲积层地表水比较丰富,可作为供水水源。
该矿目前已有一眼大口井,单井出水量为40m3/d,井下排水处理后还可复用,矿井水源有保障。
(3)地面高压线铁塔基础煤柱:
在离井田北部边界约600m~700m处有一连成片的宽为300m贯穿井田倾斜方向的大面积高压线铁塔煤柱。
另在井田中部有数个孤岛形铁塔基础煤柱。
大巷布置结合高压线煤柱。
(4)矿井有一个专用回风井,风井位置位于井田中南部。
2.工业场地及井口位置
矿井工业场地位于井田的西南侧,官板乌素沟东侧的一台地上,工业场地内布置了一对斜井,即混合提升斜井和回风斜井,该两斜井落底于+980m水平。
回风斜井安设带式输送机作为主斜井,混合提升斜井作为副斜井,专用回风井井口位于井田中南部,东103钻孔以东约165m。
二、井田开拓方式
井田开拓方式为斜、立混合开拓方式,主、副井为斜井,回风井为立井。
三、大巷布置
将井田划分为三个采区,一、三采区煤层倾角在12°以下,采用“倾斜长壁开采法”,二采区煤层倾角较大,有50%的范围煤层倾角超过12°,采用“走向长壁采煤法”。
北翼大巷不直接向北东方向延伸,而拐向东南方向,进入高压线煤柱后再拐向北东方向,结合高压线煤柱布置,至井田北部边界,减少大巷压煤量。
在大巷两侧布置倾斜条带工作面开采一、三采区。
结合东西向高压线煤柱布置采区下山,用于开采二采区。
1.大巷布置
(1)大巷条数
本井田煤层为易自燃发火煤层,大巷兼作采区准备巷道,采区内两层煤平均间距20m(底板~底板),采用联合布置方式。
井下辅助运输采用蓄电池电机车。
设专用回风大巷。
辅助运输大巷分煤层布置,初期布置6-1煤层辅助运输大巷,后期与6-1煤层辅助运输大巷垂直重叠布置6煤层辅助运输大巷。
初期三条大巷(胶带输送机大巷、辅助运输大巷、回风大巷)平行布置,间距30m。
(2)大巷层位
煤层硬度大,矿压小,煤巷维护容易,大量巷道均为不支护的裸体巷道。
为此三条大巷均沿煤层布置。
其中胶带输送机大巷、回风大巷沿6煤层布置。
辅助运输大巷分煤层沿煤布置。
五、采区划分及开采顺序
1.采区划分
根据高压线煤柱影响,全井田划分三个采区,一、二采区可布置正规的长壁采煤工作面,三采区受高压线煤柱影响较严重,煤柱部分采用“房式”采煤法部分回收。
2.开采顺序
煤层开采顺序采用下行顺序,先采6-1煤,再采6煤。
采区开采顺序为一采区→二采区→三采区。
第四节井筒
一、井筒数目、用途及装备
全矿井共设置主、副斜井和回风立井三个井筒。
主斜井井筒内安装大倾角胶带输送机,担负全矿井煤炭运输和提升任务,兼作进风和安全出口,井筒内敷设有排水管、消防洒水管路、动力电缆、通讯电缆和监控电缆。
在井筒行人侧每隔40m设置躲避硐室一个。
副斜井井筒装备单钩串车提升,担负全矿井材料、矸石、设备运输和人员升降任务,并兼作进风和安全出口。
回风立井井筒作专用回风井,内设梯子间,兼作安全出口。
各井筒主要技术特征、装备及用途详见表2-4-1。
表2-4-1井筒特征表
序号井筒特征井筒名称备注
主斜井副斜井立风井
1井筒坐标经距(Y)37522638.04937522596.95637523391.5
纬距(X)4413426.3794413399.6664413700.8
2提升方位角/(°)292°292°
3井筒倾角/(°)25°18°90°
4井口标高/m1127.9341127.9131170
5水平标高/m第一水平980980987
最终水平
6井筒深度或斜长/m第一水平342477183
最终水平
7井筒直径或宽度/m净2.74.03.5
掘进4.4表土段
掘进2.94.23.9基岩段
8井筒断面/m2净6.6412.289.62
掘进7.3813.0014.52基岩段
9砌壁/m2厚度/mm0.30.350.40表土段
厚度/mm0.10.10.1基岩段
支护方式锚喷锚喷钢筋混凝土表土段
支护方式料石砌碹料石砌碹锚喷基岩段
10井筒装备强力带式输送机
B=1000
σ=25°单钩串车
JK-2.5/31.5E普通梯子间
三、井壁结构
回风立井井筒表土段采用现浇单层钢筋混凝土井壁,基岩段采用锚喷支护。
主、副井筒表土段为料石碹支护,煤层及岩石段为锚喷支护。
第五节井底车场及硐室
井下采用带式输送机运输煤炭,煤炭由运输大巷带式输送机直接进入主斜井,由主斜井带式输送机运出。
井底车场主要为副斜井井底车场。
一、井底车场形式
副斜井提升系统利用现有混合提升井系统,仅担负材料、设备、人员等辅助运输任务,井底车场为石门式平车场,为提高井底车场调车自动化程度,减轻工人劳动强度,设置高低道。
二、调车方式及通过能力
1.调车方式
本矿井全煤巷布置,掘进出煤进入煤炭运输系统,井底车场仅负担井下材料、设备及少量矸石等辅助运输量,井下需要升井检修的设备由电机车牵引至井底车场,车头摘钩换向后顶入副井重车线,自溜至副井底待提。
副井下放的材料、设备等通过空车道自动滑至材料车线,由电机车运至井下各工作地点。
2.通过能力
考虑到机车摘钩换向,车辆调度时间,根据车场列车运行图表,列车进入井底车场的平均间隔时间为25min。
Njd=316800/1.15×Qjd/Tjd
=316800/1.15×16×1.0/25
=17.63万t/a
式中Njd——井底车场年通过能力,万t;
Qjd——每一调度循环进入井底车场的所有列车的净载量,t;
Tjd——每一调度循环时间,min,;
316800—年运输工作时间,按年工作日330,每天16h计算,min;
1.15——运输不均衡系数。
根据工作面年推进度,井下锚杆及喷射砼年消耗量约1.82万t,其他材料、设备按照锚杆及喷射砼年消耗量的30%计算,井底车场年运量约2.37万t。
井底车场通过能力富裕系数为17.63/2.37=7.44。
大于《煤炭工业矿井设计规范》中要求的30%的富裕系数。
三、车场线路布置
井底设高低道,高低道结束紧接调车线,以便减少推顶车工作量。
根据井下开拓布置,井底车场采用石门式布置。
井底车场平面布置详见图2-5-1。
四、井底车场硐室
井底车场主要硐室有:
中央变电所、主排水泵房、水仓及管子道、调度室、换装硐室、井下消防材料库、电机车修理间及蓄电池充电硐室等。
电机车修理间和蓄电池充电硐室利用现有大巷联络巷改建而成,位于北翼大巷风井底附近。
1.中央变电所
现有中央变电所和主排水泵房为联合布置,位于980m水平井底车场,建中央变电所和主排水泵房。
2.主排水泵房、水仓、管子道
把原有主排水泵房及中央变电所改造,形成改扩建主排水泵房。
共有两个水仓半圆拱断面:
净宽3.0m,墙高1.0m,净断面6.5m2,长度约110m,容量715m3,可满足矿井8h涌水量储水要求。
3.电机车修理间
位于北翼大巷风井底附近。
4.蓄电池充电硐室
位于北翼大巷风井底附近。
5.井下消防材料库
与中央变电所联合布置。
根据鄂尔多斯市煤炭局要求,结合本矿井实际,井下没有爆炸材料库及爆炸材料发放硐室。
五、井底车场巷道及硐室的支护方式和支护材料
井底车场巷道及各硐室的支护方式均采用锚喷支护。
第三章大巷运输及设备
第一节运输方式
一、井下煤炭运输方式
运输巷道布置减少了弯曲转折地段,以直线布置为主,为适应发展的需要提高机械化水平,减少人员及减轻劳动强度,采用胶带输送机,优点如下:
1.主斜井提升为带式输送机,煤炭从运输大巷提升至地面全部采用带式输送机连续运输系统;
2.井田面积小,运距短、运量大,巷道沿煤掘进起伏变化大,宜采用胶带输送机运输;
3.带式输送机还具备以下优点:
(1)运输巷道允许稍有起伏不平的工况,适应多开煤巷少开岩巷的情况;
(2)不需要设调度车场,系统简单,用人少;
(3)采用多电机驱动单机功率小,电动机起动时对电网冲击较小;
(4)煤炭、辅助运输互不干扰,可提高辅助运输的效率及速度;
(5)可实现自回采工作面至地面胶带化一条龙连续运输,能保证工作面的连续工作,提高机时利用率,提高产量降低成本;
(6)安全性能好,据有关资料介绍,事故概率是矿车的6.4%;
(7)胶带强度高,运输机单机长度长,用于大巷运输可省去普通带式输送机多点搭接的硐室工程量。
二、井下辅助运输方式
电机车运输具有投资省、技术成熟和运营成本低等优点,本矿井井田面积小,生产能力120万t/a,北翼大巷分两段运输(中部有斜巷,需采用绞车牵引),运距短。
根据上述特点,采用蓄电池电机车运输方式。
第二节运输车辆
一、矿车类型
本矿井矿车只承担辅助运输,采用600mm轨距1t固定车箱式矿车及相应载重量、轨距的平板车、材料车等。
二、矿车数量
根据《采矿工程设计手册》,利用排列法计算矿车数量,见表3-2-1。
表3-2-1矿车数量排列计算表
顺序用车地点单位数量备注
1井底车场辆16
2副井口辆16
3掘进工作面辆243个掘进工作面,每个8辆
4副斜井运行车辆辆3
5大巷运行车辆辆16
6其他辆10
7小计辆85
8备用辆17
9总计辆102
材料车及平板车数量按设计规范要求配备,各车辆型号及数量详见表3-2-2。
表3-2-2矿车型号及数量汇总表
顺序矿车名称型号单位数量备注
11t固定车厢式矿车MGC1.1-6A辆102
2材料车MC1-6A辆25
3平板车MP1-6A辆60
4特种平板车载重20t辆20
5斜井人车XRB15-6/6列1一首一尾
第三节运输设备选型
一、主斜井底胶带输送机选型
预选胶带输送机参数:
带宽B=1000mm,带速v=2.5m/s,输送距离L=210m,承载托辊组为深槽上托辊Φ108mm,回程托辊组为平行、V型及下调心托辊Φ108mm,钢绳芯胶带ST630,液压拉紧。
输送能力验算:
按带宽B=1000mm,带速v=2.5m/s计算,完全满足227.3t/h的运量要求,最大可达600t/h。
圆周驱动力计算:
kN
传动滚筒轴功率计算:
kW
电动机功率计算:
kW电机配置:
75kW
输送带不打滑最小张力计算:
kN
输送带最大张力计算:
kN
输送带安全系数计算:
,满足安全要求。
选型结果:
1.带宽:
B=1000mm;
2.带速:
V=2.5m/s;
3.钢绳芯阻燃胶带强度:
ST=630N/mm(TM668-1997);
4.电动机:
YB280S-4,N=75kW,1140V,IP54;
5.减速器:
DCY280-25,i=25;
6.液力偶合器:
YOXII450,水介质。
二、北翼胶带输送机大巷1#胶带输送机选型
预选胶带输送机参数:
带宽B=1000mm,带速v=2.5m/s,输送距离L=569m,承载托辊组为槽形前倾托辊Φ108mm,回程托辊组为V型前倾托辊Φ108mm,钢绳芯胶带ST630,液压拉紧。
输送能力验算:
t/h
圆周驱动力计算:
kN
传动滚筒轴功率计算:
kW
电动机功率计算:
kW,电机配置:
132kW
输送带不打滑最小张力计算:
kN
输送带最大张力计算:
kN
输送带安全系数计算:
,满足安全要求。
选型结果:
1.带宽:
B=1000mm;
2.带速:
V=2.5m/s;
3.钢绳芯胶带强度:
ST=630N/mm(TM668-1997);
4.电动机:
YB315M1-4,N=132kW;
5.减速器:
DCY400-20,i=20;
6.制动器:
YWZ5-20/30,N=200W;
7.调速液力偶合器:
YOTcp500。
三、北翼胶带输送机大巷2#带式输送机选型
预选胶带输送机参数:
带宽B=1000mm,带速v=2.5m/s,输送距离L=298m,承载托辊组为槽形前倾托辊Φ108mm,回程托辊组为V型前倾托辊Φ108mm,钢绳芯胶带ST630,液压拉紧。
输送能力验算:
t/h
圆周驱动力计算:
kN
传动滚筒轴功率计算:
kW
电动机功率计算:
kW,电机配置:
75kW
输送带不打滑最小张力计算:
kN
输送带最大张力计算:
kN
输送带安全系数计算:
,满足安全要求。
选型结果:
1.带宽:
B=1000mm;
2.带速:
V=2.5m/s;
3.钢绳芯胶带强度:
ST=630N/mm(TM668-1997);
4.电动机:
YB225-4,N=75kW;
5.减速器:
DCY250-25,i=25;
6.制动器:
YWZ5-25/30,N=200W;
7.液力偶合器:
YOXII400。
四、6煤胶带输送机巷胶带输送机选型
预选胶带输送机参数:
带宽B=1000mm,带速v=2.5m/s,输送距离(初期)L=507m,输送距离(后期)L=1767m承载托辊组为槽形前倾托辊Φ108mm,回程托辊组为V型前倾托辊Φ108mm,钢绳芯胶带ST800,液压拉紧。
输送能力验算:
t/h
圆周驱动力计算:
kN
传动滚筒轴功率计算:
kW
电动机功率计算:
kW,电机配置:
2×185kW
输送带不打滑最小张力计算:
kN
输送带最大张力计算:
kN
输送带安全系数计算:
,满足安全要求。
选型结果:
1.带宽:
B=1000mm;
2.带速:
V=2.5m/s;
3.钢绳芯胶带强度:
ST=1250N/mm(TM668-1997);
4.电动机:
2×YB355M-4,N=2×185kW;
5.减速器:
2×DCY450-31.5,i=31.5;
6.制动器:
2×YWZ5-20/30,N=2×200W;
7.调速液力偶合器:
2×YOTcp560。
五、井底煤炭运输系统流程
工作面原煤→运输顺槽可伸缩胶带输送机→6煤胶带输送机巷胶带输送机→北翼胶带输送机大巷2#胶带输送机→北翼胶带输送机大巷1#胶带输送机→主斜井底胶带输送机→主斜井胶带输送机→地面。
六、辅助运输设备选型
(一)电机车选型
1.计算依据及参数
瓦斯等级:
低瓦斯矿井;
矸石运量:
108t/班;
运距:
1.81km;
工作制度:
工作日330d/a,每天三班作业,每班工作6h;
运输线路平均坡度:
3‰,重车下坡运行;
调车时间:
25min;
矿车:
1t固定式矿车,q0=0.592t;
运输不均衡系数:
K=1.25;
2.电机车选型和列车组成
根据本矿井辅助运输特点和《煤矿安全规程》规定,井下辅助运输选用XK8-6/110-1A型蓄电池电机车。
列车组成计算如下:
1)按重列车上坡起动条件
式中Q-列车组质量,t;
Pn-电机车粘着质量,8t;
P-电机车质量,8t;
Ψq-电机车不撒砂起动的粘着系数,取0.2;
a-列车起动加速度,取0.04m/s2;
ωq-重列车起动阻力系数,取0.0135;
i-轨道大巷坡度,取3‰。
2)按电机车允许升温条件
式中Fd-电机车等值牵引力,取2.94kN;
α-电机车调车时电能消耗系数,取1.25;
τ-相对运行时间,根据北翼大巷运距、电机车平均运行速度及调车与停车时间,经计算τ=0.525min;
ωy-重列车运行阻力系数,取0.009;
id-等阻坡度,取2‰。
其余符号意义同前。
3)按重列车下坡制动条件
式中Pz-电机车的制动质量,取8t;
Ψz-电机车不撒砂制动的粘着系数,取0.09;
b-制动减速度,按照8t蓄电池电机车长时速度10.5km/h,允许的制动距离取40m计算,制动减速度为0.1063m/s2;
其余符号意义同前。
根据上述计算结果,取Q值最小者计算列车组成的矿车数。
运煤时:
运矸石时:
式中n-矿车数量,辆;
qm-运煤时矿车载重,t;
qd-运矸石时矿车载重,t;
根据上述计算,考虑到矿井掘进煤炭进入胶带输送机运输系统,辅助运输主要承担矿井运矸石及材料、设备,为此取列车组成为16辆矿车。
4)验算制动距离
制动距离小于40m,满足要求。
3.电机车台数
根据北翼辅运大巷长度,运输距离1.81km,机车平均运行速度按照8t畜电池电机车长时速度为10.5km/h,则列车往返一次运行时间为27.6min;中间北翼辅运斜巷绞车牵引时间取20min,电机车停车及调车时间取25min,电机车往返一次总时间为72.6min。
每台电机车每班可能运输次数:
次
式中Tb-电机车每班工作时间,6h;
T-电机车往返一次总时间,72.6min。
每班运矸所需列车数:
式中m1-每班运矸所需电机车总台数,台;
k-运输不平衡系数,取1.25;
Ab-每班掘进矸石量,108t;
其余符号意义同前。
矿井所需电机车总台数:
台
式中m2-每班平巷运人所需电机车台次,本矿井大巷长度为1.81km,需要考虑机械输送人员,取m2=1。
其余符号意义同前。
根据计算,矿井井下辅助运输选用3台XK8-6/110-1A型蓄电池电机车,其中2台工作,1台检修。
2台电机车分别在两段北翼辅运大巷运行。
(二)北翼辅运斜巷绞车选型
1.设计依据
(1)提升任务
最大班下井人数69人
矸石60车/班
设备及材料20车/班
炸药、雷管各2车/班
其他6次/班
最大件液压支架重18t,加平板车共重20t
(2)提升容器
选用MGC1.1-6,1t固定矿车。
载矸1.8t,自重592kg,取600kg。
根据估算,每钩设计限挂6辆矿车。
(3)北翼辅运斜巷倾角6°,斜长264m,单钩提升。
2.钢丝绳选择及安全系数校验
提升钢丝绳选18NAT6×7+FC1670ZZGB/T8918-1996,其参数见表6-1-1。
各计算条件为:
提升矸石时对侧配空矿车,下放大件时对侧配矸石矿车。
表6-1-1提升主钢丝绳参数表
名称参数
钢丝绳直径d18mm
公称抗拉强度σb1670MPa
最小钢丝破断拉力总和Qd179kN
单位长度质量Pk1.11kg/m
最粗钢丝直径δmax≤1mm(订货时提出要求)
钢丝绳长度L~360m
提升钢丝绳安全系数校验:
提升矸石:
Fj矸=(Q+Qc)(sinα+0.015cosα)g+PkLc(sinα+0.3cosα)g
=17.9kN
提升大件:
Fj大件=(Q+Qc)(sinα+0.015cosα)g+PkLc(sinα+0.3cosα)g
=24.5kN
m矸=Qd/Fj矸=11.4>6.5
m矸=Qd/Fj大件=8.42>6.5
所选钢丝绳满足要求。
3.提升设备选择及校验
北翼辅运斜巷提升选用JTB-1.2×1.2/24E型防爆提升绞车,其主要技术参数见表6-1-2。
提升机主要技术参数表表6-1-2
名称参数
滚筒直径Dg1200mm
滚筒数量1
滚筒宽度B1200mm
提升机最大静张力Fj30kN
减速比24
游动天轮直径Dt=1200mm,天轮变位重量Gt≈120kg
天轮校验:
滚筒及天轮直径
60d=1080mm<Dg=1200mm
60d=1080mm<Dt=1200mm
1200δmax≤1200mm
钢丝绳最大静张力
Fj大件=24.5kN<30kN
钢丝绳在滚筒上缠绕层数
kc=(L+Lm+(3+4)πDg)(d+ε)/πDpB=1.59≤2
式中Dp=Dg+(kc-1)d=1218mm。
所选提升机满足要求。
北翼辅运斜巷提升系统图见图3-3-1。
4.预选电动机
按提升矸石车选择,大件采用低速方式(速度小于1.2m/s)。
Nn=KFcVm/102/η=55.0kW
预选防爆电动机,其主要技术规格见表6-1-3。
表6-1-3电动机技术规格表
名称参数
型号YB2-315M-8
额定功率PN75kW
额定转速nN735r/min
额定电压U660V
过载倍数λ2
防爆电动机符合高原使用的要求。
5.提升系统运动学和动力学计算
最大提升速度:
Vm=πDNnN/60i=2.59m/s
提矸时采用七阶段速度图,设计中采用:
加、减速度a1=0.3m/s2
a3=0.5m/s2
a5=0.3m/s2
爬行速度V4=1m/s
计算出最大班提升作业时间:
1.63h<6h。
6.电气控制
北翼辅运斜巷提升绞车电源引自井下中央变电所660V母线段,选用交流防爆绞车成套电控装置。
第四章采区布置及装备
第一节采区布置
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