机电一体化技术专业_毕业综合实践报告

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1、山西机电职业技术学院机电一体化技术专业毕业综合实践报告摘要近年来，对于煤炭行业存在的矿井规模小、安全水平低、资源浪费严重等问题，如何提高矿井机械化水平成为解决这一问题的关键。为实现高产高效的采煤必须进行正确的机电设备选型。本课题着眼于矿山机电设备配套，旨在对矿山机电设备进行合理的选型和设计，使矿井生产系统实现安全、高产、高效的要求。 本课题在了解矿井概况的基础上，研究综采工作面设备、中央排水系统、通风设备、运输和提升设备的选型和设计。通过筛选实习过程中收集到的原始资料，加以整理，参照各种规程的相关要求确定出相关设备的各项具体参数，进行相关验算，确定设备布置和关系，利用电力、电子等技术对提升机电

2、控系统进行科学设计。 本课题通过对矿山机电设备合理的选择与维护、机械化设备的科学使用，对促进矿井生产效率的提高和安全作业，无疑具有极其重大的影响。 关键词： 矿山机械化 选型 矿井通风 矿井排水 提升电控 目录第一章 综采工作面配套设备选型 11.1 机械化采煤工作面类型的确定与论证 11.2 液压支架的选型 11.2.1 影响液压支架选型的因素 11.2.2 液压支架的选型 21.3 单体液压支柱工作高度，支护强度及型式的选择 41.3.1 支柱最大工作高度 H max及最小工作高度 H min的计算 41.3.2 单体液压支柱的工作阻力及支护密度 51.3.3 单体液压支柱型式及铰接顶梁的

3、选择 51.4 滚筒采煤机的选择 61.4.1 采煤机性能参数的计算与决定 61.4.2 初选采煤机及其配套设备 101.4.3 初选采煤机主要技术参数的校核 131.4.3.1 最大采高的校核 131.4.3.2 最小采高的校核 131.4.3.3 卧底量校核 141.4.3.4 采煤机最大截割速度的校核 141.4.3.5 采煤机牵引力的估算 151.5 采煤机、支护设备、输送机配套关系图 15第二章 矿山运输机械选型设计 162.1 回采工作面运输机械的选择设计 162.1.1 设计原始资料 162.1.2 刮板输送机的验算 162.2 采区运输顺槽运输机械的选择设计 202.2.1 转

4、载机的选择 202.2.1 带式输送机的选型计算 212.2.1.1 带式输送机的验算 222.2.1.2 计算输送带的运行阻力 222.2.1.3 输送带的张力计算 242.2.1.4 输送带的悬垂度和强度验算 252.2.1.5 牵引力及电机功率计算 262.3 采区上山运输及辅助运输设计 262.3.1 采区上山运输设备选型 262.3.2 采区上山辅助运输选择 312.4 大巷电机车运输选型 322.4.1 设计原始资料 322.4.2 列车组成计算 322.5 运输系统图 38第三章 矿井提升设备选型设计 393.1 设计原始资料 393.2 提升容器选型 393.2.1 提升方式选

5、择 393.2.2 提升容器的选择 393.3 提升钢丝绳选择 413.3.1 钢丝绳绳端荷重 413.3.2 钢丝绳绳安全系数校验 423.4 提升机的选择 423.4.1 提升级滚筒直径 423.4.2 钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力及最大静张力差: 433.5 提升系统 433.5.1 天轮直径 Dt 433.5.2 井架高度 Hj 443.5.3 提升机滚筒中心到提升中心线间的水平距离 Ls 443.5.4 提升钢丝绳弦长 Lx 443.5.5 钢丝绳外偏角 1和内偏角 2 453.5.6 钢丝绳的仰角 453.5.7 电动机预选 463.5.8 变位质量计算 473.5.9 提升速度

6、图的计算: 483.5.10 提升设备的动力学计算: 513.5.11 电动机功率校核 53第四章 矿井排水、通风、压气设备选型设计 554.1 排水设备选型 554.1.1 已知条件 554.1.2 排水系统 554.1.3 初选水泵型号、台数 554.1.4 排水管路及布置 564.1.5 排水、吸水管路特性 594.1.6 管路特性方程 594.2 通风设备选型设计 624.2.1 设计原始资料 624.2.2 风源所必须产生的风量和负压 624.2.3 利用类型特征选择离心式风机： 634.2.4 用类型特性曲选择轴流式通风机 664.3 矿井压气设备 684.3.1 设计原始资料 6

7、84.3.2 选定空压机的型号及台数 694.3.3 选择输气管网： 714.3.4 计算电耗： 72第五章 井下采区供电设计 745.1 概述 745.2 采区变电所及配电点位置的确定 745.3 采区负荷统计和计算 755.3.1 采区负荷统计 755.3.2 高低压电缆的选择 775.4 短路电流的计算 815.4.1 短路点的选择 815.4.2 高压系统短路电流计算 815.4.3 低压系统短路电流计算 815.5 采区变电所高低压开关的选择 845.5.1 采区变电所高低压开关的选择 845.6 井下过流保护装置的整定计算 865.6.1 采区变电所低压开关过流保护单元的选择和整定

8、： 865.6.2 采区变电所低电总馈电开关保护的整定 935.6.3 采区高压配电装置保护的整定 94第一章 综采工作面配套设备选型1.1机械化采煤工作面类型的确定与论证霍 州 煤 电 集 团 梨 树 园 煤 矿 煤 层 最 大 厚 度 2.9m， 煤 层 倾 角 6，煤 层 截 割 阻 抗 A 375N/mm， 顶 板 岩 性 ： 老 顶 为 级 ， 直 接 顶 为 2类 ， 工 作 面 设 计 长 度 为 110m， 设 计 年 产 量 为 75万 t/a。本 矿 煤 层 赋 存 条 件 较 好 ， 煤 层 为 进 水 平 煤 层 ， 煤 层 厚 度 适 中 ， 为2.9m， 井 型 为

9、 中 型 矿 井 ， 设 计 能 力 为 75万 t/a， 直 接 顶 为 2类 中 等稳 定 顶 板 ， 老 顶 为 类 顶 板 ， 周 期 来 压 强 烈 ， 要 求 工 作 面 支 护 强 度 较大 。根 据 本 矿 工 作 面 条 件 及 我 国 目 前 采 煤 方 法 的 类 型 及 设 备 配 套 情 况 ，设 计 确 定 工 作 面 的 方 法 为 综 采 一 次 采 全 高 。1.2液压支架的选型1.2.1影响液压支架选型的因素影 响 液 压 支 架 选 型 的 因 素 ， 主 要 考 虑 煤 层 顶 底 板 稳 定 性 ， 煤 层 厚 度 、倾 角 赋 存 状 况 及 瓦 斯

10、 含 量 等 情 况 ， 其 中 以 煤 层 及 顶 、 底 板 稳 定 性 影 响 较大 。本 矿 煤 层 厚 度 2.9m， 倾 角 6， 煤 层 赋 存 条 件 较 好 。本 矿 工 作 面 煤 层 直 接 顶 为 2类 顶 板 ， 属 中 等 稳 定 顶 板 ， 强 度 较 高 ，强 度 指 数 在 31 70kg/cm2之 间 ， 发 育 大 量 节 理 裂 隙 ， 随 采 随 落 。本 矿 工 作 面 老 顶 为 级 顶 板 ， 周 期 来 压 强 烈 ， 对 支 架 支 护 强 度 的要 求 较 高 。1.2.2液压支架的选型1.2.2.1架 型 的 选 择液 压 支 架 根 据

11、 对 顶 板 的 支 护 方 式 和 结 构 特 点 不 同 ， 可 分 为 支 撑 式 、掩 护 式 、 支 撑 掩 护 式 三 种 基 本 型 式 。支 撑 式 支 架 顶 梁 长 ， 立 柱 多 ， 且 垂 直 支 撑 ， 工 作 阻 力 大 ， 切 顶 能 力强 ， 通 风 断 面 大 ， 后 部 有 简 单 的 挡 矸 装 置 ， 架 间 不 撑 紧 ， 对 顶 板 不 密 封 ，它 适 应 于 稳 定 或 坚 硬 以 上 直 接 顶 和 周 期 来 压 明 显 和 强 烈 的 老 顶 条 件 。掩 护 式 支 架 有 宽 大 的 掩 护 梁 可 挡 住 采 空 区 冒 落 的 矸

12、石 ， 它 的 顶 梁 较短 ， 支 柱 少 且 倾 斜 支 撑 ， 架 间 密 封 ， 支 架 工 作 阻 力 较 小 ， 切 顶 能 力 差 ，但 由 于 顶 梁 较 短 ， 控 顶 面 积 小 ， 支 护 强 度 不 一 定 小 ， 它 使 用 于 不 稳 定 和中 等 稳 定 直 接 顶 条 件 。支 撑 掩 护 式 支 架 兼 有 上 述 两 种 支 架 的 结 构 特 点 ， 顶 梁 较 长 ， 立 柱 较多 ， 呈 垂 直 或 倾 角 较 小 倾 斜 支 撑 ， 故 工 作 阻 力 大 ， 切 顶 能 力 强 ， 具 有 掩护 梁 架 间 密 封 ， 挡 矸 掩 护 性 能 好

13、， 它 使 用 于 稳 定 以 下 各 类 顶 板 ， 有 取 代支 撑 式 支 架 的 趋 势 ， 但 结 构 复 杂 ， 重 量 较 大 ， 价 钱 相 对 较 高 。由 于 本 工 作 面 的 直 接 顶 类 别 及 老 顶 级 别 均 以 确 定 ， 所 以 可 直 接 根 据“适 应 不 同 类 级 顶 板 的 架 型 及 支 护 强 度 表 ”直 接 选 择 。根 据 表 中 给 定 的 架 型 选 择 标 准 ， 确 定 本 工 作 面 的 支 架 类 型 为 支 撑 掩护 式 。 虽 然 该 支 架 结 构 复 杂 ， 成 本 较 高 ， 但 该 类 型 支 架 技 术 成 熟

14、 ， 安 全性 高 ， 工 作 性 能 稳 定 ， 对 不 同 地 质 条 件 的 煤 层 适 应 性 强 ， 应 用 广 泛 。1.2.2.2液 压 支 架 结 构 参 数 的 确 定H max h max aH min h min S2 b C式 中 ： H max支 架 最 大 支 护 高 度 ， m，H min支 架 最 小 支 护 高 度 ， m， h max煤 层 最 大 厚 度 ， 2.9mh min煤 层 最 小 厚 度 ， 取 2.4m，a考 虑 伪 顶 ， 煤 皮 冒 落 后 ， 支 架 仍 有 可 靠 初 撑 力 所 需 要的 支撑 高 度 的 补 偿 量 ； 中 厚 煤

15、 层 取 200mm，S2顶 板 最 大 下 沉 量 ， 取 160mm，b支 架 卸 载 前 移 时 ， 立 柱 伸 缩 余 量 ， 煤 层 厚 度 大 于1.2m 时 取80 100mm， 本 次 设 计 取 100mm，c支 架 顶 梁 上 存 留 的 浮 煤 和 碎 矸 石 厚 度 ， 取100mm。则 ： H max 2.9 0.2 3.1mH min 2.4 0.16-0.1-0.1=2.04m1.2.2.3支 架 支 护 强 度 的 确 定1、 根 据 经 验 公 式 估 算 ：q KHR式 中 ： q支 架 支 护 强 度 ， t/m2,K作 用 于 支 架 上 的 顶 板 岩

16、 石 厚 度 系 数 ， 我 国 取6 8， 设 计 取 8，H最 大 采 高 ， 2.9m，R岩 石 容 重 ， 一 般 取 2.3t/m3。则 ： q 82.92.3=53.36 t/m22、 直 接 查 表 选 取根 据 顶 板 条 件 及 煤 层 厚 度 ， 直 接 查 表 可 知支 架 支 护 强 度 为 ： 72 t/m2据 以 上 计 算 及 查 表 选 取 ， 确 定 支 架 支 护 强 度 为 72t/m2。1.2.2.4选 择 液 压 支 架 型 号根 据 支 架 结 构 参 数 及 支 护 强 度 ， 设 计 选 取 支 架 型 号 为 ZY35型 。该 支 架 技 术 参 数 如 下 ：支 架 初 撑 力 ： 188.4吨 力 （ 1884kN） ，支 架 工 作 阻 力 ： 400吨 力 （ 4000kN） ，底 板 比 压 ： 18.6公 斤 力