呼伦贝尔学院 工程技术学院 2011级机械设计制造及其自动化（机电方向）毕业设计
计，进行矿井供电设计。
通过本次矿井主要设备选型及供电系统设计，使我们能够了解国家各项技术经济政策，掌握有关井下设备选型和供电的规程、规定；能够正确的选择和使用各项设备，为选择与维护奠定良好的基础；能够正确合理的分析、设计和确定选型供电设计方案，选择、计算和整定、试验各类保护装置；能够正确合理的布置各种设备；能够对设计中的各种方案进行技术经济指标的分析和比较，确定最佳方案。通过本次设计让我们学会设备选型，供电方法，学会如何运用所学知识解决实际问题，使我们具有煤矿企业的设计能力。
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第1章 矿井基本概况及设计方案确定
1.1矿井基本概述
灵露矿位于满洲里市扎赉诺尔煤田向斜西翼的中部，井田南北走向长3.86km，东西倾斜宽3.27km，面积12.35km2。2009年7月8日建井，2013年11月26日进行试生产，井田内有地质资源量为590.5Mt，可采储量278.3Mt，矿井设计年生产能力为300万吨，矿井服务年限为71.4年。
矿井采用斜井、多水平、分层组方式开拓。矿井共有三条井筒，分别主斜井1199m(13°47′、宽3.7m、断面12.4㎡)，副斜井920m(13°42′、宽4.2m、断面14.0㎡)、风井486m(25°、宽4.2m、断面14.0㎡)。
本矿井属于瓦斯矿井，一采区煤层煤尘具有爆炸的危险性，煤尘爆炸指数为39.11%，Ⅱ煤层自燃倾向等级为一类容易自燃煤层。 矿井CH4相对涌出量为0.498m3/t，CO2相对涌出量为1.676m3/t，CH4绝对涌出量为0.389 m3/min，CO2绝对涌出量为1.309m3/min。无煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险，无冲击地压现象。
本矿井采用中央并列式的通风方式，采用主斜井辅助进风、副斜井主进风，回风斜井回风，矿井采用抽出式通风方法。
巷道均按规定设有三通阀门，净化水幕，隔爆水袋，并定期进行消尘，粉尘检测。综采工作面采煤机内外喷雾，液压支架移架喷雾，各转载点喷雾齐全完好。各掘进工作面采用净化水幕，隔爆水棚，喷雾降尘，冲洗巷帮降尘，个人防护等综合防尘措施。
1.2矿井煤层情况
煤层厚度 (m) 开采煤层 工作面长度 (m) 最大14 最小7 一次采全高 煤层结构 较复杂 煤层倾角 (度) 稳定程度 面积 (km) 2最大7 最小5 较稳定 开采方法 放顶煤开采 175 倾斜程度 近水平 12.35 1.3 设计方案确定
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在经过经济和技术比较以后，初步确定设计方案。 方案一：
1. 灵露矿煤层最大厚度14m，最小厚度7m，属厚煤层，煤层倾角6°，属近水平煤层根据煤质疏松度，选择普通采煤机一次采全高。
2. 液压支架采用综采放顶煤液压支架。
3. 采区工作面采用双回路电源供电，单母线接线，分列运行。一但发生故障采区电路采用并列运行。 方案二：
1. 灵露矿煤层最大厚度14m，最小厚度7m，属厚煤层，煤层倾角6°，属近水平煤层根据煤质疏松度，选择普通采煤机分层开采。 2. 液压支架采用综采普通液压支架。
3. 采区工作面采用双回路电源供电，双母线分段接线。
方案比较：在巷道前期准备中分层开采工作量要大于一次采全高，而且在采煤过程中，分层开采要远远小于一次采全高的采煤效率，根据灵露矿煤质疏松所以采用一次采全高采煤工艺。在液压支架方面综采放顶煤液压支架能达到更好地支护效果。在矿井供电系统设计中，双回路电源供电是煤矿安全规程中的规定，在接线方面，双母线接线虽然更能达到安全可靠的供电的效果，但是在操作过程中，接线复杂，投资费用大。而单母线接线有更好地灵活性。
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第2章 井下主要设备选型设计
设计依据：煤层倾角6o，工作面长度约175m，矿井设计生产率300万吨，矿井工作制度：年工作日为330d，每天为三班出煤，一班检修，每班工作6h，每天提升时间是6h。灵露矿采用长臂采煤法，综采放顶煤工艺。为保证回采工作的顺利进行，开采过程中需留1.0m底煤用以护底，0.5m顶煤用以保顶。因此实际开采厚度为12.5m。
2.1滚筒采煤机的选型
2.1.1滚筒直径的选择
根据灵露矿煤质实际情况及目前我国采煤机生产现状及使用情况设计选用双滚筒采煤机。
双滚筒采煤机滚筒直径应大于最大采高hmax的一半，一般可按D=(0.52～0.6)hmax选取，采高大时取小值，采高小时取大值。目前双滚筒采煤机的滚筒直径也已经系列化，所以滚筒直径的选取选取和标准直径相近的数值。
D=0.52×3.5=1.82(m)
根据计算值，设计选取2m。 2.1.2截深的选择
截深的选择，受煤层厚度、倾角、顶板稳定性、截割阻抗、及液压支架的推移步距影响。中厚煤层一般选取0.6m～0.8m，同时考虑到我国生产的采煤机大部分截深在0.6m左右，但是灵露矿煤层厚度大，设计选取截深为0.8m。 2.1.3滚筒转速及截割速度
滚筒转速的选择，直接影响截煤比能耗、装载效果、粉尘大小等。转速过高，不仅煤尘产生量大，且循环煤增多，转载效率降低，截煤比能耗降低。根据新型采煤机直径2.0m左右的滚筒转速多为25～40r/min左右，直径小于1.0m的滚筒转速可高达80r/min。
滚筒直径为2m，转速取35r/min，则可计算出截割速度。
根据公式:
vj??Dn 60 式中： vi--截割速度， m/s
D--滚筒直径, m*
n--滚筒转速，r/min
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vj?3.4?2?3.5?3.67m/s
602.1.4采煤机最小设计生产率
采煤机最小设计生产率与采煤机有效开动率有关。虽然综合机械化开采在我国厚煤层一次采全高工作面的应用已经成熟，机械设备的生产加工技术也比较完善，设备可靠性也大大提高，但采煤工作面煤层潜在的变数及机械设备的检修等的各种因素均影响采煤机有效开动率，我国平均水平在40％左右。设计取正常开动率为45％。
采煤机最小设计生产率由下式计算：Qmin? 式中：
Qmin——采煤机最小设计生产率，t/h，
W——采煤工作面的日平均产量，3000000÷330=9091(t) 取采煤机的有效开动率为0.4，则采煤机最小设计生产率为：
Qmin?W9091??841.75(t/h)
24?0.424?0.45W
24?0.452.1.5采煤机在截割时的牵引速度及生产率
采煤机截割时牵引速度的高低，直接决定采煤机的生产效率及所需电机功率，由于滚筒装煤能力，运输机生产效率，支护设备推移速度等因素的影响，采煤机在截割时的牵引速度比空调时低得多，采煤机牵引速度在零到某个值范围内变化，选择截煤机时的牵引速度，要根据下述几个方面因素，综合考虑。
1.根据采煤机最小设计生产率Qmin决定的牵引速度V1,
QminV1?(m/min)
60·H·B·?式中：Qmin——采煤机最小设计生产率，841.75t/h，
H——采煤机平均采高，3.5m，
B——采煤机截深，0.8m γ——煤的容重，1.35t/m3
Qmin841.75V1???3.71(m/min)
60·H·B·?60?3.5?0.8?1.352.根据截齿最大切削厚度决定的牵引速度V2，
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