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1、矿山机电主讲人 路书泉矿山机电一.矿山机电设备二.矿山供电系统第一章 矿山井下常用机电设 备一.矿用机电设备的构造特点和类型 二.井下固定设备 三.综采设备 四.综掘设备第一章 矿山井下常用机电设 备一.矿用机电设备的构造特点和类型（一）矿用电器设备的构造特点由于煤矿井下特殊的工作环境，有易 燃、易爆气体和腐蚀性气体、潮湿、有淋 水、矿尘大、电网电压波动大、空 间 狭小 、会发生冒顶和片帮、机电设备启动频繁 等。因此，矿用电气设备同一般电气设备 相比具有如下特点：（）电气防爆煤矿井下具有瓦斯和煤尘，当其浓度 达到爆炸浓度时，若工作在该环境中的电 气设备产生危险电弧、电火花或局部高温 。就会发生
2、燃烧和爆炸。因此，用于煤矿 井下爆炸性环境的电气设备必须是防爆型 电器设备，以避免电气设备所产生的电弧 、电火花和高温引起瓦斯和煤尘爆炸。（）防护性能好煤矿井下除具有甲烷、一氧化碳等易 燃易爆气体外，还有硫化氢等腐蚀性气体 ，加之矿尘大，潮湿、有淋水。因此，矿 用电气设备的防护性能要好，具有防尘、 防潮、防腐、防霉等防护措施。由于井下 有时会发生冒顶和片帮等，要碰撞和挤压 电气设备以及电缆，因此要求电气设备的 外壳必须坚固。（）电网电压波动适应能力强由于煤矿大型电气设备多，启动频繁，造成 电网电压波动大，影响电气设备的正常运行，因 此，要求矿用电气设备对电压波动适应性要强。（）过载能力强采、掘
3、、运等电气设备启动频繁，井下机电 硐室和巷道的温度较高，散热条件差。因此，矿 用电气设备要有足够的过载能力。 (5)保护功能强煤矿井下潮湿、空间小,这就增大了人 体触电的机会。因此矿用电气设备和供电 系统应具有完善、可靠的保护，在高、低 压供电系统装设漏电保护系统及保护接地 装置，对人体经常接触的电器设备要用较 低的电压等级。为防止漏泄电流引起电雷 管提前引爆，还应该减小电器设备的对地 漏泄电流，并加强监测。为防止电网过流 引起电器火灾等事故，应装设过流保护装 置。(6)可靠性高煤矿井下存在有瓦斯和煤尘,主要通 风机、 局部通风机等设备或供电系统的故障 会引起瓦斯积聚,在一定条件下会造成瓦斯和
4、 煤尘爆炸。因此,煤矿井下供电系统及设备的 可靠性要高。（7） 为了适应采、掘工作面不断推进的要 求，电气设备要便于移动。电气设备在结构 上要尽量减小其重量和外型尺寸，在外壳的 底部还装有撬板或小轮以便于移动。（8）井下潮湿且有滴水和矿尘，对电气设影 响较大，因此， 矿用电气设备除了外壳要封 闭外，内外还要涂耐弧漆和防锈漆，而且 电 气设备的绝缘应采用防潮材料制成。 另外， 矿用电气设备使用的环境触电的危险性大，矿 用电气设备的外壳都应设有接地螺丝，对于经 常操作、手动的、人体经常接触的应采用低电 压。（二）矿用电气设备的类型1.矿用一般型电气设备矿用一般型电气设 备具有坚固的外壳，能够 防止
5、任何人员从外部直接 接触带电体，有良好的封 闭性，能防止来自不同方 向水滴的飞溅，有防潮、 防止外物的性能，开关手 柄和门盖之间有机械闭锁 ，外壳有明显的接地装置 ，并标有接地符号。这种矿用一般型电 气设备是非防爆电气设备 ，它只能用于井下无瓦斯 、煤尘爆炸危险的场所。 一般用于井下中央变电所 。在其外壳明显处，均有 清晰的永久性凸纹红色标 志“KY”，由于它使用的局 限性，随着矿井安全生产 要求的提高，即使是符号 条件的场所，其用量也在 逐步地减少。2.矿用防爆型电气设备它是按照国家标准GB 3836爆炸性 环境用防爆电气设备制造的。防爆电气 设备是指设备的外壳具有一定的机械强度 和经过特殊
6、的工艺加工，以帮助外壳内部 瓦斯爆炸时不被破坏，并不能引起外部气 体的爆炸。因此，防爆外壳必须能承受一 定的爆炸压力。该类型电气设备适用于煤 矿瓦斯和煤与瓦斯突出、喷出的区域，矿 用隔爆型电气设备在其外壳的明显处均有 清晰的永久性金属凸纹标志（防爆总标志 ）“EX”1）防爆电气设备的分类防爆型电气设备的 类型很多，性能差 异也很大。按其使用环境的不同分为两类 ：类：煤矿井下用防爆电气设备。类：工厂用防爆电气设备。该类设备适用 于有各种爆炸性气体或可燃物的化工厂、 石油开采、油库等地点。）防爆电气设备类型按照 生产的矿用防爆 型电气设备根据不同的防 爆要求可分为10种类型：（1）隔爆性电气设备（
7、标 志符号d）。是一种具有 隔爆外壳的电气设备，该 外壳既能承受其内部爆炸 性气体混合物的爆炸压力 ，又能防止爆炸物穿出隔 爆间隙点燃外壳周围的爆 炸性混合物。）防爆电气设备类型（2）增安型电气设备 （标志符号e）在正常 运行条件下，不会产 生电弧、火花或可能 点燃爆炸性混合物的 高温设备结构上，采 取措施，提高安全程 度，以避免在正常和 认可的过载条件下出 现上述现象。）防爆电气设备类型 （3）本质安全型电气设备（标志符号i）全部电路 均为本质安全电路的电气设备。就是在规定的试 验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的 电火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物的电器 。（4）正压型电气设备（标
8、志符号p）具有正压外 壳的电气设备。既外壳内充有保护性气体，并保 持其压力高于周围爆炸性环境的压力，以防止外 部爆炸性混合物进入的电气设备。（5）充油型电气设备（标志符号o）全部或部分 器件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或壳 外的爆炸性混合物的电气设备。）防爆电气设备类型（6）充砂型电气设备（标志符号q）外壳内充填 砂粒材料，使之在规定的条件下壳内产生的电弧 、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热温 度，均不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。（7）浇封型电气设备（标志符号m）将电气设备 或其部件浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的 过载或认可的故障下不能点燃周围爆炸性混合物 的电气设备。（
9、8）无火花型电气设备（标志符号n）在正常运 行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般 不会发生有点燃作用的故障的电气设备。）防爆电气设备类型(9)气密型电气设备(标志符号h)用熔化挤压或胶 粘的方法进行密封的外壳,这种外壳能防止壳外气 体进入壳内。（10）特殊型电气设备（标志符号s）特殊型电气 设备不同于上述9种防爆形式，由主管部门制定暂 行规定，经国家认可的检验机构证明，具有防爆 性能的电气设备。该类型防爆电气设备须报国家 技术监督局备案。按国外的要求，特殊型电气设 备的防爆性能应达到本质安全型。二.井下固定设备主排水水泵（一）矿山排水设备的 任务在煤矿开采过程中,由于地层含水的 涌出,江
10、河水、雨雪水的渗透,使大量的的水 昼夜不停地汇集于井下。矿山排水设备的 任务就是将这些矿水及时排送至地面。（二）性能和保安的要求矿井主排水泵，安装在井下不同水平 的井底车场附近的专用硐室，一般安装三 组同型号的水泵，要求必须分别为工作、 备用和检修水泵各一台。工作水泵的能力 ，应在20小时内排出矿井24小时的正常涌 水量。备用水泵的能力不小于工作水泵能 力的70%，并且工作和备用水泵的总能力 ，应在20小时内排出矿井24小时的最大涌 水量。检修水泵的那能力应不小于工作水 泵能力的25%。主排水泵应有预防涌水突 然增加而致使设备被淹没的措施。（三）D型水泵的型号含义以200D435和200DF4
11、35为例200水泵吸水口直径为200mm；D单吸多级分段式清水泵；DF单吸多级分段式耐酸泵；43平均单级额定扬程为43m；5叶轮级数。（四）水泵的组成和工作原理矿山排水设备一般由水泵、电动机、启动设 备、管路、管路附件和仪表等组成。单吸单级离心式水泵示意图主皮带输送机矿井主斜井提升运送煤炭。基本上都采用钢丝绳芯 强力胶带输送机，这种胶带以纵向排列的钢丝绳作骨架， 具有抗拉强度高，伸长量小，拉紧行程短，纵向弹性高， 因而张力传播速度快，不会出现浪涌现象，起动和制动比 较容易；成槽性好，由于胶带只有一层芯体，胶层与托辊 贴合紧密，可形成较大的槽角；动态性能好，使用寿命长 ，但一次性图纸高。由于钢丝
12、绳芯胶带是以很细的钢丝捻 成的，它耐弯曲疲劳和耐冲击性能非常好，出现破损、破 伤几乎不在扩大，修补也比较容易，采用硫化热补胶接， 接头受命长。钢丝绳芯输送带耐寒、耐热、难燃、具有横 向增强层抗撕裂能力，保护功能齐，监测监控化，最安全 、最可靠、最实用，能满足长距离、大运量、高速度的技 术要求。1.强力胶带输送机的 组成：输送带、托辊、 机架、减速器、电动 机、控制系统、保护 装置等组成。2.钢丝绳芯输送带标志ST 1000 G 1400 10T16 2001.05 2005ST钢丝绳代号1000强力级G用途代号1400胶带宽度10T16上下盖胶厚度，下加有抗撕裂层2001.05生产日期2005
13、制造号3.强力胶带输送机装设的安全保护装置1.欠压保护；2.过电流保护；3.断带保护；4.煤位保 护；5.打滑保护；6.超速保护；7.防跑偏保护；8. 超温自动洒水灭火装置；9.烟雾报警装置；10.输 送机沿线每隔50m设紧急停车开关；11.输送机沿 线必须敷设灭火（灭尘）管路每隔50m设一管接 头；12.在机头和机尾装有防止人员与驱 动滚筒 和导向滚筒相接触的防护拦；13.在倾斜井巷中使 用的胶带输送机，必须装设防逆转装置或制动装 置。三.综采设备采煤机械在机械化采煤中 的功能是落煤和装煤,它是机械 化采煤工作面的关键设备.采煤 机械分为采煤机和刨煤机两大类 ,目前应用最广泛的采煤机械是 滚
14、筒式采煤机。采煤机械双滚筒采煤机BH38/2400型刨煤机滚筒采煤机的分类（一）按滚筒数目分:1.单滚筒采煤机: 机身较段,重量较轻,自开切 口性能较差,适宜在煤层起伏 变化不大条件下工作。2.双滚筒采煤机: 调高范围大,生产效率 高,可在各种煤层地质条件下 工作。（二）按煤层厚度分: 1.厚煤层采煤机: 机身几何尺寸大,调高范围大 ,采高大于3.5米。 2.中厚煤层采煤机: 机身几何尺寸较大,调高范围较大, 采高1.33.5米。3.薄煤层采煤机: 机身几何尺寸较小,调高范围较小, 采高小于1.3米。（三）按机身设置方式分:骑输送机采煤机: 适用范围广,装煤效果好,适 用于中厚及其以上的煤层。
15、爬底板采煤机:适用于各种薄煤层和极薄煤 层地质条件。（四）按牵引控制方式分:机械牵引采煤机:操作简单,维护检修方便,但不 能自动调速,实用性差,目前已淘汰 不用。液压牵引采煤机:控制操作简便,性能可靠,功能 齐全,能实现自动调速和无极调速, 适用范围广。电牵引采煤机:控制操作简便,传动效率高,适 用于各种地质条件,近年来得到了广 泛应用。（五）按使用煤层条件分:缓倾斜煤层采煤机:没有特殊的防滑装置,适用于倾 角15度以下的煤层工作面。倾斜煤层采煤机:牵引力较大,具有特殊设计的制 动装置,与无链牵引机构相配,适 用于倾斜煤层工作面。急倾斜煤层采煤机:牵引力大,具有特殊的工作机构 与牵引导向装置,
16、适用于急倾斜煤 层工作面。（六）按牵引机构设置方式分:内牵引采煤机: 结构紧凑,操作方便,自护力强,适用性强。外牵引采煤机: 机身短,适用于薄煤层工作面,牵引装置设置于工 作面两端。（七）按牵引方式分: 钢丝绳牵引采煤机:牵引力较小,一般用于小型矿井的普采工作面。由于钢丝 绳容易发生断绳和弹跳事故,目前以基本淘汰不用。 锚链牵引采煤机:中等牵引力,适用于中厚煤层工作面,同样由于容易发生 断链和锚链弹跳事故,造成人员伤亡或设备运行不稳,目前除 外牵引采煤机使用,其它已逐步淘汰。 无链牵引采煤机:工作平稳、安全,结构简单,适用于各种地质条件。采煤机型号意义MG250/600WD型采煤机M采煤机G滚筒式250主截割电机600采煤机总功率W无链牵
