皮带计算书

-800后组一采区十三层、十五层煤工作面运输系统

一、工作面运输系统概况（根据供电系统及运输系统复杂程度，以11518工作面为例对设备进行选择和校验）

1、巷道布置：11518工作面系统由11518工作面上平巷、工作面、运输巷、运煤上山、运输石门、入仓机道等构成。

2、运输系统：

工作面刮板输送机（SGZ-730/400W型；工作面长度161米）→转载机（SZZ630/110型桥式转载机；35米；配PLM500型破碎机）→11518运输巷跟面皮带机（DSS100/63/2×125型；330米，配置除铁器）→11518运输巷石门皮带（SD-150型；65米）→11518运输巷第三部皮带（SD-150型；555米）→11518运输巷第二部皮带（SD-150型；342米）→11518煤仓皮带（DSS100/63/2×125型；721米）→-800后一集运巷皮带→-800卸载站→1#强力皮带→2#强力皮带→3#钢缆机皮带运至地面。

11518综采工作面计划采用MG300/700-WD双滚筒采煤机割煤，牵引速度0～8.2m/min，截深0.63m ，工作面煤层厚度平均1.7m ，容重1.31吨/m3，根据煤机的实际情况和十五层煤赋存条件，煤机的实际平均牵引速度取速度2.5m/min。2.5×60×0.63×1.7×1.31=210（t/h），皮带运输机的运输量以超过出煤量的20％：253t/h，所以按260t/h计算符合要求。

二、运输系统设备选型校核：

（一）、工作面刮板输送机运输能力计算（运输倾角为13°）

SGD730/400刮板输送机原始数据：初始铺设长度L 为161米，运输倾角β=13°，电机功率2*200KW；中双链，链速1米/秒；挡煤板高0.3米；额定运量为700t/h

1、货载断面积校验

刮板输送机每米载重q=260/(3.6v)=260/(3.6×1)=72.22kg/m 根据公式 q=1000 F0γψ

F 0= q/(1000γψ)=72.22/(1000×0.9×0.8)=0.100米 根据公式F 0= Fψ F ≤0.73×0.3=0.219米0.100米＜0.219米 故货载实际断面积满足要求。

ψ--货载装满系数（取0.8，计算一般取0.65—0.9）

γ--货载的散集容重（取0.9吨/米，计算是一般取0.85--1）

3

2

2

2

2

F 0--货载实际断面积 F--货载最大横断面积 2、刮板运行阻力的计算： 重段阻力计算

W zh =(q ω+q 0ω' )L cos β-(q +q 0)L sin β

=(72.22⨯0.7+27.4⨯0.3)⨯161⨯cos13-(72.22+27.4)⨯161⨯sin13 =5612.14Kg

空段阻力计算

W k =q 0L (ω' cos β+sin β)=27.4⨯161⨯(0.3cos13+sin13=2281.85Kg

ω—煤在溜槽中的阻力系数（0.6-0.8） ω—刮板链在溜槽中的阻力系数（0.3-0.4）

/

)

q 0--刮板链单位长度重量，26×92型链条取13.7Kg/m，双链即为27.4Kg/m β—刮板输送机运输倾角 3、校核链条强度

由于Wzh ＞Wk ，S3＜S1，3点为最小张力点，取5000N(单链取2000-3000N, 双链取4000-6000N)

按逐点张力计算法，得 S3=Smin S4=Smin+Wzh

S1=1.05（Smin+ Wzh） S2=1.05（Smin+ Wzh）+Wk

所以最大张力点Smax=S2=1.05×（5000+5612.14×9.8）+2281.85×9.8=85361.05N

M =

2S p λ1.2S max

=

2⨯850⨯1000⨯0.9

=14.9≥3.5

1.2⨯85361.05

其中M---安全系数，刮板输送机要求M ≥3.5； Sp---一条牵引链的破断力， N； Smax---最大静张力KN ；

λ---双链负荷不均系数，双边链取0.85，双中链适当取大些。

4、电机功率校核 电机功率

N max =K

W 0∙V 92833.32⨯1

=1.2⨯=139.25KW

1000η1000⨯0.8

其中W 0≈1.2⨯(Wzh +Wk )=1.2g ⨯(5612.14+2281.85)=92833.32N

N min =

1.1⨯2q 0ωL cos β∙v 1.1⨯2⨯27.4⨯0.7⨯161⨯cos13⨯1

==8.27KW

1000η1000⨯

0.8

Nd =0.6=0.6⨯=103.37KW

其中K---电动机备用常用系数，可取K=1.15～1.2 η---传动装置的总效率，可取η=0.8～0.83 W 0---刮板输送机牵引力，N

所选电机功率为2*200KW ＞103.37KW ，所以满足使用符合要求。 （二）、转载机运输能力计算（运输倾角3°）

SZZ630/110型桥式转载机技术数据：铺设长度L 为35米；运输平均倾角β=3°，电机功率110KW ；中双链，链速1.37米/秒；挡煤板高0.4米；运量为600t/h。

1、货载断面积校验

刮板输送机每米载重 q=Q/3.6v=260/(3.6×1.37)=52.72kg/m 根据公式 q=1000Fψγ

F= q/(1000ψγ)=52.72/(1000×0.8×0.9)=0.073米 ψ--货载装满系数（取0.8）

γ--货载的散集容重（取0.9吨/米）

货载实际断面积F 0=0.63×0.4=0.252米＞0.073米

2

2

3

2

故货载实际断面积满足要求。 2、刮板运行阻力的计算： 重段阻力计算

Wzh=（q ω+ q0ω）LCOS β-（q+ q0）L SInβ

/

=（52.72×0.7+19×0.3）×35×COS3°-（52.72+19）×35×Sin3° =1357.72kg 空段阻力计算

W K = q0L （ωCos β+Sinβ）

=19×35×（0.3×Cos3°+Sin3°） =234.03Kg

ω—煤在溜槽中的阻力系数（0.6-0.8） ω—刮板链在溜槽中的阻力系数（0.3-0.4）

q 0--刮板链单位长度重量，22×86型链条取9.5Kg/m，双链即为19Kg/m β—刮板输送机运输倾角 3、校核链条强度

/

/

由于Wzh ＞Wk ，S1＞S3，3点为最小张力点，取5000N(单链取2000-3000N, 双链取4000-6000N)

按逐点张力计算法，得 S3=Smin S4=S3+Wzh

S1=1.05（Smin+ Wzh） S2=1.05（Smin+ Wzh）+Wk

所以最大张力点Smax=S2=1.05×（5000+1357.72×9.8）+234.03×9.8=21514.43N

M =

2S p λ1.2S max

=

2⨯610⨯1000⨯0.9

=42.5≥3.5

1.2⨯21514.43

其中M---安全系数，刮板输送机要求M ≥3.5； Sp---一条牵引链的破断力， N； Smax---最大静张力KN ；

λ---双链负荷不均系数，双边链取0.85，双中链适当取大些。

4、电机功率校核 电机功率

N max =K

W 0∙V 18718.98⨯1.37

=1.2⨯=38.47KW

1000η1000⨯0.8

其中W 0≈1.2⨯(Wzh +Wk )=1.2g ⨯(1357.72+234.03)=18718.98N

N min =

1.1⨯2q 0ωL cos β∙v 1.1⨯2⨯19⨯0.7⨯35⨯cos3⨯1.37

==2.50KW

1000η1000⨯0.8

Nd =0.6=0.6⨯=28.64KW

其中K---电动机备用常用系数，可取K=1.15～1.2 η---传动装置的总效率，可取η=0.8～0.83 W 0---刮板输送机牵引力，N

所选电机功率为110KW ＞28.64KW ，符合要求。

（三）、11518工作面运输系统跟面皮带机校核（运输倾角为3°，由于坡度较小，且为负坡度，按0°计算，下面不再说明）

DSS100/63/2*125型皮带基础数据：Q=260t/h；v=2m/s；货载的散集密度γ=0.9t/m；动堆积角ρ=30°；倾角β=0°；运距L=330m；带宽B=1000mm；围包角α=455°（传动原理图如图所示）

3

1、带宽的校验

1.1根据公式 B=Q/KVCγ

其中：K-货载断面系数，据ρ=30°，取K=458 C-输送机倾角系数，由表1知，取1 表1

2

V-胶带运行速度

γ-货载的散集密度，一般取（0.8-1.0）t/m B =260/(458×2×1×0.9) B=0.56m＜1m

故取带宽1m 满足要求，胶带型号为1000s 整芯阻燃带，每米自重17.6kg 。 2、胶带运行阻力的计算 2.1有关参数计算

胶带每米载重 q=Q/3.6v=260/(3.6×2)=36.11kg/m 胶带自重qd=17.6kg/m

上托辊每米转动部分重量qt ’=Gg’/Lg/=17/1.5=11.33kg/m 下托辊每米转动部分重量qt"=Gg"/Lg"=15/3=5kg/m

2

3

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 2.2 能力校核计算 (1)重段阻力计算

W 7-8=ω’(q+qd+qt’)LCOS β-① (q+qd)LSInβ

=0.03×(36.11+17.6+11.33)×330×COS0°-①(36.11+17.6)×330×Sin0° =643.90Kg (2)回空段阻力计算

W 5-6=ω"(qd+qt")LCOSβ+②qdLSIn β

=0.025×(17.6+5)×330×COS0°+②17.6×330×Sin0° =185.63Kg

注：①、②处输送机向上运行时取“+”，向下运行取“-”；两处加减号总是相反。 (3)按摩擦传动条件计算输送带各点张力 S 2=S1 S 3=KS2

S 4=S3=KS2=KS1 S 5=KS4=KS 1

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6 S 7=KS6=KS 1+KW5-6

S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8 S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8 S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8 式中K=1.06

外载荷要求传动滚筒表面输出张力F =S10-S 1=S1(K-1)+KW 5-6+KW7-8 传动滚筒所能传递的额定牵引力F= Fmax /n= S1 (e -1)/n n--摩擦力备用系数, 取1.15-1.2, 此处取1.17 α--胶面滚筒摩擦系数, 取0.25 令F =F得,

S 1=n(KW 5-6+KW7-8)/ 〔e -1-n(K-1) 〕

=1.17×[1.06×185.63+1.06×643.90]/ [2.72

2

(7.94×0.25)

2

ua

4

/

ua

/

4

2

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2

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22

-1-(1.06-1) ×1.17]

4

=1042.60/5.98 =174.35Kg

S 10=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1.06×174.35+1.06×185.63+1.06×643.90=1111.22Kg (4)校验输送带的垂度条件

S minZH ≥5(q+qd )Lg'COS β=5×(36.11+17.6) ×1.5× COS0° =403Kg

S minK ≥5qdLg''COS β=5*17.6*3*COS0°=264Kg 计算各点张力 S 2=S1=174.35Kg S 3=KS2=184.81Kg

S 4=S3=KS2=KS1=184.81Kg S 5=KS4=KS 1=195.90Kg

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6=381.53Kg S 7=KS6=KS 1+KW5-6=404.42Kg S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8=1048.32Kg S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1111.22Kg S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1111.22Kg

胶带重段最小张力S 7=404.42Kg＞403Kg 胶带空段最小张力S 5=195.90Kg＜264Kg 输送带空段悬垂度不符合要求。 令S 5=264Kg，则S 1=235Kg 根据逐点计算法推算各点张力： S 2=S1=235Kg S 3=KS2=249Kg

S 4=S3=KS2=KS1=249Kg S 5=KS4=KS 1=264Kg

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6=450Kg S 7=KS6=KS 1+KW5-6=477Kg S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8=1121Kg S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1188Kg

4

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2

4

233

224

2

4

2

S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1188Kg 按摩擦条件校核摩擦力备用系数

外载荷要求驱动滚筒表面输出牵引力F =S10-S 1=1188-235=953Kg 驱动滚筒所能传递的极限牵引力Fmax =S1(e -1)=235×（2.72n= Fmax/F=1478/953=1.5＞1.2 符合要求。 (5)校验输送带强度 Smax=S9=S10=1188Kg

1000S 整芯胶带抗拉强度为1000（N/mm） B--胶带宽度 m--胶带安全系数 m=BGX/ Smax

=（1000×1000）/1188×9.8 =86＞7

皮带强度满足要求 （6）电机功率验算：

驱动滚筒总牵引力F=S10-S 1+0.04×（S 10+S1）=953+0.04×(1188+235) =1010Kg

电机功率为No=1.2FV/(1000η)=1.2*1010*9.8*2/(1000η)=26KW 此处取电机功率备用系数为1.2 电机传动效率为η=0.9

结论：所使用电机功率为2×125KW ＞26KW ，满足使用要求。 （四）、11518运输巷石门皮带校核（运输倾角为0°）

SD-150皮带基础数据：Q=260t/h；v=2m/s；货载的散集密度γ=0.9t/m；动堆积角ρ=30°；倾角β=0°；运距L=65m；带宽B=1000mm；围包角α=455°（传动原理图如图所示）

3

/

ua

(7.94×0.25)

/

42

-1）=1478Kg

1、带宽的校验

1.1根据公式 B=Q/KVCγ

其中：K-货载断面系数，据ρ=30°，取K=458 C-输送机倾角系数，由表1知取1 表1

2

V-胶带运行速度

γ-货载的散集密度，一般取（0.8-1.0）t/m3 B =260/(458×2×1×0.9) B=0.56m＜1m

故取带宽1m 满足要求，胶带型号为1000s 整芯阻燃带，每米自重17.6kg 。 2、胶带运行阻力的计算 2.1有关参数计算

胶带每米载重 q=Q/3.6v=260/(3.6)=36.11kg/m 胶带自重qd=17.6kg/m

上托辊每米转动部分重量qt ’=Gg’/Lg’=17/1.5=11.33kg/m 下托辊每米转动部分重量qt"=Gg"/Lg"=15/3=5kg/m

2

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 2.2 能力校核计算 (1)重段阻力计算

W 7-8=ω’(q+qd+qt’)LCOS β-① (q+qd)LSInβ

=0.03×(36.11+17.6+11.33)×65×COS0°-①(36.11+17.6)×65×Sin0° =126.83Kg (2)回空段阻力计算

W 5-6=ω"(qd+qt")LCOSβ+②qdLSIn β

=0.025×(17.6+5)×65×COS0°+②17.6×65×Sin0° =36.73Kg

注：①、②处输送机向上运行时取“+”，向下运行取“-”；两处加减号总是相反。 (3)按摩擦传动条件计算输送带各点张力 S 2=S1 S 3=KS2

S 4=S3=KS2=KS1 S 5=KS4=KS 1

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6 S 7=KS6=KS 1+KW5-6

S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8 S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8 S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8 式中K=1.06

外载荷要求传动滚筒表面输出张力F =S10-S 1=S1(K-1)+KW 5-6+KW7-8 传动滚筒所能传递的额定牵引力F= Fmax /n= S1 (e -1)/n n--摩擦力备用系数, 取1.15-1.2, 此处取1.17 α--胶面滚筒摩擦系数, 取0.25 令F =F得,

S 1=n(KW 5-6+KW7-8)/ 〔e -1-n(K-1) 〕

=1.17×[1.06×36.73+1.06×126.83]/ [2.72

2

(7.94×0.25)

2

ua

4

/

ua

/

4

2

4

2

4

233

22

-1-(1.06-1) ×1.17]

4

=205.58/5.98 =34Kg

S 10=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1.06×34+1.06×36.73+1.06×126.83=218.63Kg (4)校验输送带的垂度条件

S minZH ≥5(q+qd )Lg'COS β=5×(36.11+17.6) ×1.5× COS0° =403Kg

S minK ≥5qdLg''COS β=5*17.6*3*COS0°=264Kg 计算各点张力 S 2=S1=34Kg S 3=KS2=36Kg

S 4=S3=KS2=KS1=36Kg S 5=KS4=KS 1=38Kg

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6=75g S 7=KS6=KS 1+KW5-6=80Kg S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8=206Kg S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8=218Kg S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8=218Kg

胶带重段最小张力S 7=80Kg＜403Kg 胶带空段最小张力S 5=38Kg＜264Kg

输送带悬垂度不符合要求, 按重段计算： 令S 7=403Kg，则S 1=306Kg 根据逐点计算法推算各点张力： S 2=S1=306Kg S 3=KS2=324Kg

S 4=S3=KS2=KS1=324Kg S 5=KS4=KS 1=343Kg

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6=380Kg S 7=KS6=KS 1+KW5-6=403Kg S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8=530Kg S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8=562Kg

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2

4

233

224

2

4

2

S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8=562Kg 按摩擦条件校核摩擦力备用系数

外载荷要求驱动滚筒表面输出牵引力F =S10-S 1=562-306=256Kg 驱动滚筒所能传递的极限牵引力Fmax =S1(e -1)=306×（2.72n= Fmax/F=1924/256=7.5＞1.2 符合要求。 (5)校验输送带强度 Smax=S8=562Kg

1000整芯胶带抗拉强度为1000（N/mm） B--胶带宽度 m--胶带安全系数 m=BGX/ Smax

=（1000×1000）/562×9.8 =182＞7

皮带强度满足要求 （6）电机功率验算：

驱动滚筒总牵引力F= S10-S 1+0.04×（S 10+S1）=291Kg

反馈功率为No=1.2F V’/(1000η)=1.2×291×9.8×2×/(1000η)=8KW 此处取电机功率备用系数为1.2 电机传动效率为η=0.9

输送带的反馈运行速度V ’，取1.05V

结论：所使用电机功率为75KW ×2＞8KW ，满足要求。 （五）、11518运输巷第三部皮带机校核（运输倾角为2°）

SD-150型皮带基础数据：Q=260t/h；v=2m/s；货载的散集密度γ=0.9t/m；动堆积角ρ=30°；倾角β=0°；运距L=555m；带宽B=1000mm；围包角α=455°（传动原理图如图所示）

3

/

ua

(7.94×0.25)

/

42

-1）=1924Kg

1、带宽的校验

1.1根据公式 B=Q/KVCγ

其中：K-货载断面系数，据ρ=30°，取K=458 C-输送机倾角系数，由表1知取1 表1

2

V-胶带运行速度

γ-货载的散集密度，一般取（0.8-1.0）t/m3 B =260/(458×2×1×0.9) B=0.56m＜1m

故取带宽1m 满足要求，胶带型号为1000s 整芯阻燃带，每米自重17.6kg 。 2、胶带运行阻力的计算 2.1有关参数计算

胶带每米载重 q=Q/3.6v=260/(3.6×2)=36.11kg/m 胶带自重qd=17.6kg/m

上托辊每米转动部分重量qt ’=Gg’/Lg’=17/1.5=11.33kg/m 下托辊每米转动部分重量qt"=Gg"/Lg"=15/3=5kg/m

2

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 2.2 能力校核计算 (1)重段阻力计算

W 7-8=ω’(q+qd+qt’)LCOS β-① (q+qd)LSInβ

=0.03×(36.11+17.6+11.33)×555×COS0°-①(36.11+17.6)×555×Sin0° =1082.92Kg (2)回空段阻力计算

W 5-6=ω"(qd+qt")LCOSβ+②qdLSIn β

=0.025×(17.6+5)×555×COS0°+②17.6×555×Sin0° =313.58Kg

注：①、②处输送机向上运行时取“+”，向下运行取“-”；两处加减号总是相反。 (3)按摩擦传动条件计算输送带各点张力 S 2=S1 S 3=KS2

S 4=S3=KS2=KS1 S 5=KS4=KS 1

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6 S 7=KS6=KS 1+KW5-6

S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8 S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8 S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8 式中K=1.06

外载荷要求传动滚筒表面输出张力F =S10-S 1=S1(K-1)+KW 5-6+KW7-8 传动滚筒所能传递的额定牵引力F= Fmax /n= S1 (e -1)/n n--摩擦力备用系数, 取1.15-1.2, 此处取1.17 α--胶面滚筒摩擦系数, 取0.25

ua

/

4

2

4

2

4

233

22

令F =F得,

S 1=n(KW 5-6+KW7-8)/ 〔e -1-n(K-1) 〕

=1.17×[1.06×313.58+1.06×1082.92]/ [2.72=1755.27/5.98 =294Kg

S 10=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1.06×294+1.06×313.58+1.06×1082.92=1871Kg (4)校验输送带的垂度条件

S minZH ≥5(q+qd )Lg'COS β=5×(36.11+17.6) ×1.5× COS0° =403Kg

S minK ≥5qdLg''COS β=5*17.6*3*COS0°=264Kg 计算各点张力 S 2=S1=294Kg S 3=KS2=312Kg

S 4=S3=KS2=KS1=312Kg S 5=KS4=KS 1=331Kg

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6=645Kg S 7=KS6=KS 1+KW5-6=684Kg S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8=1767Kg S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1873Kg S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1873Kg

胶带重段最小张力S 7=684Kg＞403Kg 胶带空段最小张力S 5=331Kg＞264Kg 输送带悬垂度符合要求 (5)校验输送带强度 Smax=S8=1873Kg

1000整芯胶带抗拉强度为1000（N/mm） B--胶带宽度 m--胶带安全系数 m=BGX/ Smax

=（1000×1000）/1873×9.8

4

2

4

233

224

2

4

2

2

(7.94×0.25)

2

ua

4

/

-1-(1.06-1) ×1.17]

4

=54＞7

皮带强度满足要求 （6）电机功率验算：

驱动滚筒总牵引力F= S10-S 1+0.04×（S 10+S1）=1666Kg

反馈功率为No=1.2F V/(1000η)=1.2×1666×9.8×2×/(1000η)=44KW 此处取电机功率备用系数为1.2 电机传动效率为η=0.9

结论：所使用电机功率为75KW ×2＞44KW ，满足要求。 （六）、11518运输巷第二部皮带机校核（运输倾角为2°）

SD-150型皮带基础数据：Q=260t/h；v=2m/s；货载的散集密度γ=0.9t/m；动堆积角ρ=30°；倾角β=0°；运距L=342m；带宽B=1000mm；围包角α=455°（传动原理图如图所示）

3

1、带宽的校验

1.1根据公式 B=Q/KVCγ

其中：K-货载断面系数，据ρ=30°，取K=458 C-输送机倾角系数，由表1知取1 表1

2

V-胶带运行速度

γ-货载的散集密度，一般取（0.8-1.0）t/m3 B =260/(458×2×1×0.9)

2

B=0.56m＜1m

故取带宽1m 满足要求，胶带型号为1000s 整芯阻燃带，每米自重17.6kg 。 2、胶带运行阻力的计算 2.1有关参数计算

胶带每米载重 q=Q/3.6v=260/(3.6×2)=36.11kg/m 胶带自重qd=17.6kg/m

上托辊每米转动部分重量qt ’=Gg’/Lg’=17/1.5=11.33kg/m 下托辊每米转动部分重量qt"=Gg"/Lg"=15/3=5kg/m

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 2.2 能力校核计算 (1)重段阻力计算

W 7-8=ω’(q+qd+qt’)LCOS β-① (q+qd)LSInβ

=0.03×(36.11+17.6+11.33)×342×COS0°-①(36.11+17.6)×342×Sin0° =667.31Kg (2)回空段阻力计算

W 5-6=ω"(qd+qt")LCOSβ+②qdLSIn β

=0.025×(17.6+5)×342×COS0°+②17.6×342×Sin0° =192.38Kg

注：①、②处输送机向上运行时取“+”，向下运行取“-”；两处加减号总是相反。 (3)按摩擦传动条件计算输送带各点张力

S 2=S1 S 3=KS2

S 4=S3=KS2=KS1 S 5=KS4=KS 1

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6 S 7=KS6=KS 1+KW5-6

S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8 S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8 S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8 式中K=1.06

外载荷要求传动滚筒表面输出张力F =S10-S 1=S1(K-1)+KW 5-6+KW7-8 传动滚筒所能传递的额定牵引力F= Fmax /n= S1 (e -1)/n n--摩擦力备用系数, 取1.15-1.2, 此处取1.17 α--胶面滚筒摩擦系数, 取0.25 令F =F得,

S 1=n(KW 5-6+KW7-8)/ 〔e -1-n(K-1) 〕

=1.17×[1.06×192.38+1.06×667.31]/ [2.72=10080.50/5.98 =181Kg

S 10=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1.06×181+1.06×192.38+1.06×667.31=1152Kg (4)校验输送带的垂度条件

S minZH ≥5(q+qd )Lg'COS β=5×(36.11+17.6) ×1.5× COS0° =403Kg

S minK ≥5qdLg''COS β=5*17.6*3*COS0°=264Kg 计算各点张力 S 2=S1=181Kg S 3=KS2=192Kg

S 4=S3=KS2=KS1=192Kg S 5=KS4=KS 1=204Kg

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6=396Kg

224

2

4

2

2

(7.94×0.25)

2

ua

4

/

ua

/

4

2

4

2

4

233

22

-1-(1.06-1) ×1.17]

4

S 7=KS6=KS 1+KW5-6=420Kg S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8=1087Kg S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1152Kg S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1152Kg

胶带重段最小张力S 7=420Kg＞403Kg 胶带空段最小张力S 5=204Kg＜264Kg 输送带空段悬垂度不符合要求 令S 5=264Kg，则S 1=235Kg 根据逐点计算法推算各点张力： S 2=S1=235Kg S 3=KS2=249Kg

S 4=S3=KS2=KS1=249Kg S 5=KS4=KS 1=264Kg

S 6=S5+W5-6=KS 1+W5-6=456Kg S 7=KS6=KS 1+KW5-6=483Kg S 8=S7+W7-8=KS 1+KW5-6+W7-8=1150Kg S 9=KS8=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1219Kg S 10=S9=KS 1+KW 5-6+KW7-8=1219Kg 按摩擦条件校核摩擦力备用系数

外载荷要求驱动滚筒表面输出牵引力F =S10-S 1=1219-235=984Kg 驱动滚筒所能传递的极限牵引力Fmax =S1(e -1)=235×（2.72n= Fmax/F=1478/984=1.5＞1.2 符合要求。 (5)校验输送带强度 Smax=S9=S10=1219Kg

1000整芯胶带抗拉强度为1000（N/mm） B--胶带宽度 m--胶带安全系数 m=BGX/ Smax

=（1000×1000）/1219×9.8

/

ua

(7.94×0.25)

/

4

2

4

233

224

2

4

23

3

-1）=1478Kg

=84＞7

皮带强度满足要求 （6）电机功率验算：

驱动滚筒总牵引力F= S10-S 1+0.04×（S 10+S1）=1042Kg

反馈功率为No=1.2F V/(1000η)=1.2×1042×9.8×2×/(1000η)=27KW 此处取电机功率备用系数为1.2 电机传动效率为η=0.9

结论：所使用电机功率为125 KW×2＞27KW ，满足要求。 （六）、11518入仓皮带皮带校核（后驱、运输倾角为12°）

DSS100/63/2*125型皮带基础数据：Q=260t/h；v=2.5m/s；货载的散集密度γ=0.9t/m；动堆积角ρ=45°；倾角β=12°；运距L=721m；带宽B=1000mm；围包角α=455°（传动原理图如图所示）

3

2

1、带宽的校验

1.1根据公式 B=Q/KVCγ

其中： K-货载断面系数，据ρ=45°，取K=482 C-输送机倾角系数，由表1知取0.9 表1

V-胶带运行速度

γ-货载的散集密度，一般取（0.8-1.0）t/m3 B =260/(482×2.5×0.9×0.9)

2

B=0.52m＜1m

故取带宽1m 满足要求，胶带型号为1000s 整芯阻燃带，每米自重17.6kg 。 2、胶带运行阻力的计算 2.1有关参数计算

胶带每米载重 q=Q/3.6v=260/(3.6×2.5)=28.89kg/m 胶带自重qd=17.6kg/m

上托辊每米转动部分重量qt ’=Gg’/Lg’=17/1.5=11.33kg/m 下托辊每米转动部分重量qt"=Gg"/Lg"=15/3=5kg/m

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 2.2 能力校核计算 (1)重段阻力计算

W 7-8=ω’(q+qd+qt’)LCOS β-① (q+qd)LSInβ

=0.03×(28.89+17.6+11.33)×721×COS12°-①(28.89+17.6)×721×Sin12° =-5745.74Kg (2)回空段阻力计算

W 5-6=ω"(qd+qt")LCOSβ+②qdLSIn β

=0.025×(17.6+5)×721×COS12°+②17.6×721×Sin12° =3036.78Kg

注：①、②处输送机向上运行时取“+”，向下运行取“-”；两处加减号总是相反。 (3)计算输送带各点张力

因W 0=W7-8+W5-6＜0，则按垂度条件确定各点张力

S minZH =S7=5(q+qd)Lg'COSβ=5*(28.89+17.6)*1.5*COS12°=341.06Kg S minK =S6=5qdLg''COSβ=5*17.6*3*COS12°=258.23Kg 令S 7=341.06Kg

由S 7=S8+W7-8得S 8=341.06+5745.74=6086.80Kg 再由S 8=KS9得S 9=5742.26Kg 根据逐点计算法推算各点张力： S 9=S10=5742.26Kg S 8=KS9=6086.8Kg S 7=S8+W7-8=341.06Kg S 6=KS7=361.52Kg S 5=S6+W5-6=3398.30Kg S 4=KS5=3602.20Kg S 3=S4=3602.20Kg S 2=KS3=3818.33Kg S 1=S2=3818.33Kg

按摩擦条件校核摩擦力备用系数

外载荷要求驱动滚筒表面输出牵引力F = S10-S 1=5742.26-3818.33=1923.93Kg 驱动滚筒所能传递的极限牵引力Fmax =S1(e -1)=3818.33×（2.72=24010.36Kg

n= Fmax/F=24010.36/1923.93=12.5＞1.2 符合要求。 (4)校验输送带强度 Smax=S8=6086.8Kg

1000整芯胶带抗拉强度为1000（N/mm） B--胶带宽度 m--胶带安全系数 m=BGX/ Smax

=（1000×1000）/6086.8×9.8 =16.8＞7

/

ua

(7.94×0.25)

/

-1）

皮带强度满足要求 （6）电机功率验算：

驱动滚筒总牵引力F=1.1×(-5745.74+3036.78)×9.8=-29202.59N 反馈功率为No=1.2η)=102.21KW

此处取电机功率备用系数为1.2 电机传动效率为η=0.9

输送带的反馈运行速度V ’，取1.05V

结论：所使用电机功率为2×125KW ＞102KW ，满足要求。 3、制动力矩验算

对于发电状态下胶带输送机的总制动力矩为：

F

V’/(1000η)=1.2×29202.59×2.5×1.05/(1000

0.75⨯103DN 00.75⨯103⨯0.63⨯102M Z ===19278N ∙m

V 2.5

M Z -制动装置作用在驱动滚筒轴上的总制动力矩

换算到减速机高速轴上的制动力矩

M Z 'M Z

=

/i==1022.16N ∙m

现用两台YWZB-400/90制动器，制动力矩为2*1600N.m=3200 N.m，所以符合要求。

--800后组一采区十三层、十五层煤工作面供电系统

(一) 工作面及运输系统供电系统概况

依据供电可靠、安全、技术、经济的原则，-800水平以上的工作面由-800副井配电所或-800后一变电所供电，-800水平以下的工作面由-800后一变电所供电，故不再新建采区变电所。供电设计初步按照一个综采工作面、两个综掘迎头施工布置。掘进迎头风车电源取自-800副井车房变电所。根据位置确定原则和本采区的具体情况，考虑综采工作面机械化程度较高，综采工作面及掘进迎头供电距离远，以及大功率设备起动时的电压损失等因素，选择移动变电站深入负荷中心的供电方式供电。

（二）供电方案：

供电计算分别以最远一个综采工作面及一个综掘迎头为例进行计算校验。

11518断东综采工作面供电距离长，设备功率大，运输系统复杂，因此以11518断东综采工作面为例，说明供电方案的计算过程。

11518断东综采工作面供电系统：根据巷道布置情况，在11518工作面上出口以外150米安装一台综采移变，供电负荷为工作面设备、转载机及乳化液泵站及其他上平巷设备；11518运输巷第三部皮带机尾外20米，供电负荷为跟面皮带、石门皮带及机道内潜水泵；11518运输巷第二部、第三部及入仓皮带由-800副井车路上二偏口ZK800-64#移变进行供电。

一、负荷统计

1、11518综采面移变站负荷统计表：

2、11518运输移变负荷统计表：

3、11518煤仓移变负荷统计表：

二、供电方案计算

（一）变压器选择及容量校验 1、11518综采工作面移变站选择 由负荷统计表知：

移变站装机容量：∑Pe ＝1455.5KW ，需用系数：

Kx =0.4+0.6

P e ,max

P e

=0.4+0.6?

400

1455.5

0.56

变压器的计算容量为：

S max =

Kx åP e Cos j

=

0.56´1455.5

=1018.85KVA

0.8

根据实际情况计算选用一台KBSGZY-1250/6/1.2kv的移变站，额定变压比为6/1.2KV，容量1250KVA ，满足要求。

根据移变站一次侧额定电流Ie 1=120.3A选择高防开关, 选用BGP9L-150/6G型高防开关，额定电流为150A ，满足要求。

2、11518运输移变站校验： 由负荷统计表知：∑Pe ＝500.5KW ，

运输移变需用系数k x =0.5 变压器的计算容量为： S max =

Kx åP e Cos Y pj

=

0.5´500.5

=313KVA

0.8

根据实际情况计算选用一台KBSGZY-315/6/1.2kv的移变站，额定变压比为6/1.2KV，容量315KVA ，满足实际使用要求。

根据移变站一次侧额定电流Ie 130.3A 选择高防开关, 选用BGP9L-50/6G型高防开关，额定电流为150A ，满足要求。

3、11518煤仓移变站校验： 由负荷统计表知：∑Pe ＝629KW ， 运输移变需用系数k x =0.5 变压器的计算容量为： （二）供电电缆的选择： 1、确定电缆的型号和长度

根据《煤矿安全规程》和相关技术管理规定，高压电缆选用MYJV 22型煤矿阻燃电力电缆，1140V 电缆选用MYP-0.66/1.14型煤矿阻燃橡套软电缆。

2、电缆截面的选择 2.1 高压电缆截面的选择

（1）自-800副井车房变电所606#高压板向11518综采移变及11518运输移变供电的高压电缆截面选择

①按长时允许负荷电流校验电缆截面

高压电缆中通过的最大工作电流：

，所以移变符合要求。

I j =

=

11518综采max +11518运输max

=

=128A ，选用MYJV 22-3×50型的

高压电缆，额定电缆194A ＞128A ，根据实际情况满足使用要求。

②按电压损失校验电缆截面

∆U %=

I J ⋅L (R 0cos ϕ+X 0sin ϕ)

10U N

%=

1.732⨯124⨯0.53⨯(0.412⨯0.8+0.075⨯0.6)

10⨯6

%

=0.71%＜7%，符合使用要求。

2.2、以11518综采面设备供电系统为例，计算说明低压电缆的选择过程：

根据设备布置，设置配电点。根据所测巷道长度乘以1.1的富余系数，算出电缆长度。 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。

（1）、选择负荷线。

综采面设备受电电压1140V ，700机组左、右截割部及牵引部、电控箱由两台真空起动开关分别控制，其中左截割部和调高泵电机额定电流为（300+18.5）*0.7＝222.95A ，选择MYP3*70+1*25型电缆，其长时允许载流量为215A ，实际使用中满足要求；右截割部电机、牵引部电机额定电流为（300+2*40）*0.7＝266A ，选用MYP3*95+1*25型电缆，其长时允许载流量为260A ，实际使用中满足要求。

工作面溜子单电动机额定电流为：140A ，上、下电动机负荷线选用50mm 截面的电缆，共同线选用95mm 截面的电缆允许长时电流260A ，实际使用满足要求；

转载机电机额定电流为：77A ，电动机负荷线选用16mm 截面的电缆，16mm 截面的电缆允许长时电流85A>77A，破碎机电机额定电流为：63A ，电动机负荷线选用16mm 截面的电缆，16mm 截面的电缆允许长时电流85A>63A，满足使用要求，考虑压降问题，公共线选用50mm 截面的电缆，50mm 截面的电缆允许长时电流173A>150.5A，满足使用要求；

乳化液泵电机额定电流为：80A ，电动机电源、负荷线选用25mm 截面的电缆，25mm 截面的电缆允许长时电流113A ＞80A ，满足要求；

22.5KW 回柱机电机额定电流为：15.4A ，电动机负荷线选用16mm 截面的电缆，16mm 截面的电缆允许长时电流85A>15.4A,满足要求，考虑到压降及灵敏度要求，电源线选用25mm 截面的电缆。

DSS100/63/2*125皮带机单电动机额定电流为：80A ，电动机负荷线根据长时允许电流选用25mm 截面的电缆，25mm 截面的电缆长时允许负荷电113A 。双电动机额定电流为：160A ，根据长时允许电流选用50mm 截面电缆作为DSS100/63/2*125皮带机电动机负荷线公共段，50mm 截面的电缆长时允许负荷电流173A 。

SD-150皮带机单电动机额定电流为：52.5A ，电动机负荷线根据长时允许电流选用16mm

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

截面的电缆，16mm 截面的电缆长时允许负荷电85A 。双电动机额定电流为：115A ，根据长时允许电流选用35mm 截面电缆作为SD-150皮带机电动机负荷线公共段，35mm 截面的电缆长时允许负荷电流173138A 。

2

2

（2）、选择干线 ①、按正常允许电压损失选择干线电缆主芯截面。

机组负荷电流大，以机组校验（工作面切眼长度为161m, 加面上头距四合一开关150米，考虑富裕系数后电缆暂按最长距离320m 选择）

②、求支线电缆的电压损失：

D U z 机组=

P e K f L z 10700创0.65320 10

==20.0V

DU e S Z h 42.5创1140165 0.91

K x åP e (Rb +tg j X b )

U e

33

③、求变压器的电压损失：

D U b =

=

0.56创1455.5(0.0101+0.75 0.0931)

=57.1V

1.14

式中　tg j =0.75(cosj =0.8)

④、干线允许电压损失：

D Ugy =D Uy -D Ub =1200-0.95? 114057.1=59.9V

式中：D Uy =D Ube -D Udy =1200-0.95*1140=117V D Uy ：网络允许电压损失； D Ub ：变压器的电压损失； D Ube ：变压器二次侧额定电压； D Udy ：电动机允许的最低电压。

⑤、对于特别远的电动机，可只供应90%的额定电压，干线电缆按两路95mm 电缆并联供电，综采移变到工作面四合一配电点的距离为10米，求干线电压损失：

2

D U g =

K X åP e l g 103

DU e S g

0.56创1455.510 103

==0.9V

42.5创1140190

到机组电动机线路电压总损失：

D U =D U b +D U g +D U Z =57.1+0.9+20.0=78V

供电电压为额定电压的比例：

1200-78

? 100%

1140

98.42% 满足要求。

⑥、按长时允许电流校验干线电缆截面

干线计算电流：I j max =

S =

=516A ，

干线电缆按两路95mm 电缆并联供电，长时温度允许电流：260A+260A＝520A ，满足使用要求。

⑦、按起动条件校验电缆截面 根据起动条件校验电缆截面

采煤机虽然功率最大，但是截割部电机为顺序启动，工作面溜子电机为2×200KW ，同时启动，因此按工作面溜子起动校验所选电缆截面

⑧、溜子电动机允许最小起动电压：U q

2

721V 工作面溜子电动机实际起动电压(用一次计算式) ：

2

4⨯∆U dqe U

e U qs =[+(U be -∆U b -∆U g +∆U bgs ) -1] 2

2∆U dqe U e

11402=1] 2⨯310.2=948V >721V

满足电动机起动要求。 式中

P dqe =

P e 400

k q cos Φqe =⨯6⨯0.52=1714KW

ηe cos Φe 0.91⨯0.8

Q dqe =P dqe tg Φqe =1714⨯1.64=2811K var ∆U dqe =

R l =

P dqe R ∑+Q dqe X ∑

U e

=

1714⨯0.0415+2811⨯0.1005

=310.2V

1.14

l

, -----X l =X 0l DS

R ∑=R b +R g +R z =0.0101+0.002+0.0294=0.0415ΩR bg =R b +R g =0.0101+0.002=0.0121Ω

R g =

L g DS g

=

18

=0.002Ω

42.5*190

R z =

L z 89.0

==0.0419Ω DS z 42.5*50

X ∑=X b +X g +X z =0.0931+0.0004+0.007=0.1005Ω

X bg =X b +X g =0.0931+0.0004=0.0935Ω X g =0.08*L g =0.08*0.005=0.0004W X z =0.08*L z =0.08*0.089=0.007W

∆U bgs =

P ds R bg +Q ds X bg

U e

=

286⨯0.0121+214.5⨯0.0935

=20.6V

1.14

P ds =

P e K f

η

=

400⨯0.65

=286KW

0.91

Q ds =P ds tg ϕ=286⨯0.75=214.5K var

⑨、配电点工作面溜子真空起动器处的端电压：

U P =U qs +U zq =U qs +

P dqe R z +Q dqe X z U qs 2

()

U d U e

⎛1714⨯0.0294+2811⨯0.005⎫8972

=897+ ) ⎪⨯( 1.141140⎝⎭=932V

U P 932

==0.82>0.75 U e 1140

满足起动开关可靠吸合要求。 综上，所选电缆满足起动要求。

同理，所选其它设备供电电缆如本设计供电示意图上所标，经过计算，满足要求。 同理，所选其它设备供电电缆如本设计供电示意图上所标，经过计算，满足要求。 (三) 电气设备的选择及整定计算

1、各种保护整定、及灵敏度校验计算公式：

开关整定及校验依据《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》中的有关规定、公式计算。

A 、高压保护：

①控动力变压器的电子式高防开关短路速断整定公式： I z ≥(1)

校验高防开关整定灵敏度公式：

1. 2~1. 4

(I Qe +K X ∑I e )

k b k i

对Y/∆接线变压器 K L =

(2)

I d

3K b I z

≥1. 5 (2)

(2) I d

对Y/Y接线变压器 K L =≥1. 5 (3)

K b I z

保护动力变压器的高防开关过负荷整定公式： 电子式过流反时限继电保护整定：I Z ≈

I e

(4) k i

保护动力变压器的高防开关过负荷整定灵敏度校验公式：(2k I ) d

l =k ≥1. 25~1. 5 (5)

b k i I Z

B 、1200V 及以下的低压保护: ①馈电开关短路整定： 对保护干线：I Z ≥I Q e +K x

∑I

e

（K x 取0.5～1） (6)

(2) 灵敏度校验：k I d

l =I ≥1. 5 (7)

Z

对保护支线 I Z ≥I Q e (8)

(2) 灵敏度校验：k I d

l =I ≥1. 5 (9)

Z

②电磁起动器中电子保护器的过流整定： 对保护干线：

I Z ≤I e max +K x ∑I e

（Kx 取0.5～1） (10)

k =I (2) d

l ≥1灵敏度校验：8I . 2

Z

(11)

对保护支线：

I Z ≤I e (12)

(2)

k I d

l =灵敏度校验： 8I ≥1. 2

Z

(13)

③熔断器熔体额定电流的选择:

I ≈

I Qe 对保护电缆干线的装置：

r 1. 8~2. 5

+∑I e

(14)

对保护电缆支线的装置：

I r ≈

I Qe

1. 8~2. 5 (15)

(2) I d

K l =≥4~7

I r

熔体保护灵敏度校验： (16)

当电压为1140V 、660V 、380V ，熔体额定电流为100A 及以下时，系数取7。电流为125A 时，系数取6.4。

④照明、信号综保和煤电钻综保中变压器的一次侧熔断器熔体整定：

I r ≈

对照明、信号综保保护：

1. 2~1. 4

I e

K b

(17)

I Qe 1. 2~1. 4

I r ≈(+∑I e )

K 1. 8~2. 5b 对煤电钻综保保护： (18)

灵敏度校验：

对Y/∆接线变压器

K L =

(2) I d

3K b I r

≥4

(19)

(2) I d

K L =≥4

K I 对∆/∆接线变压器 b r (20)

L X +K g L g

(21)

公式中K1、K2、„„KN ----------- 换算系数

公式中L1、L2、„„LN ----------- 各段电缆的实际长度，m

L X +K g L g

--------------------- 系统电抗、高压电缆的折算长度,m

2、高防开关及馈电的选择及整定计算

以11518综采移变站、综采面电气设备为例，说明选择电气设备、计算整定值的整定值。

为便于说明，对11518面综采移变、综采面供电设备示意图上填加设备编号。 2.1、800副井车房变电所606#高压板整定： (1) 速断整定：

按保护变压器整定，据公式 (1)：

I zs ≥

1.31.30.7⨯400⨯6+0.5⨯0.7⨯(1455.5+426.5-400)

(I Qe +K X ∑I e ) =⨯

2006k b k i

51.2

=14.3A

取近似值15A 。 （2）过载整定

保护动力变压器的高防开关过负荷整定公式：电子式过流反时限继电保护整定按公式(4)：

Iz ≈

I e 120.3+30.3＝＝4A ，取为4A k i 200/5

故606#高压板整定取为4A/15A。 2.2、11518综采移变站低压本体整定： (1) 短路整定

短路整定其短路整定按据公式(6)： 对保护干线：Iz ≥Iqe+Kx∑Ie

=0.7⨯400⨯6+0.56⨯0.7⨯(1455.5-400)=2093.76A

取为520A ×5=2600A。

2.4、四合一配电点处5#馈电开关的选择及整定 (1) 5号馈电开关的工作电流：

I j max =

S =

1018.85-127=452A ，

选择一台KBDZ-630/1140型馈电开关，Ie ＝630A ＞452A 满足要求。 (2) 短路整定

5号馈电开关为一台低压总开关，其短路整定为： 对保护干线：Iz ≥Iqe+Kx∑Ie

=0.7⨯400⨯6+0.56⨯0.7⨯(1455.5-127-400)=2043.97A

由于选用新泰一统矿用电气设备有限公司的KBDZ-630/1140型真空开关作为低压总开关，其具有相敏保护，整定值可降低40％，按65％算2043.97*65％＝1329A ，取为500A ×4=2000A。

2.5、四合一配电点处6#馈电开关的选择及整定

（1）6号馈电开关的工作电流：Ie=0.7×207.5=145.25A，

选择一台BKD16-200型馈电开关，Ie ＝200A ＞145.25A ，满足使用要求。 （2）整定计算

过流整定：Iz ≥∑Ie=0.7×207.5=145.25A，取为140A ；

速断整定：Iz ≥Iqe+Kx∑Ie=0.7×110×6+0.5×0.7×90.5=506.62A，取为140A ×4=560A。 2.6、乳化液泵站配电点处1#馈电开关的选择及整定 （1）1号馈电开关的工作电流：Ie=0.7×127=88.9A，

选择一台BKD16-200型馈电开关，Ie ＝200A ＞88.9A ，满足使用要求。 （2）整定计算

过流整定：Iz ≥Ie ≥0.7×127=88.9A，取为100A ；

速断整定：Iz ≥Iqe+Kx∑Ie ≥0.7×125×6+0.7×2≥526.4A ，取为90A*6=540A。 3、计算短路电流值，校验各开关整定

以11518综采移变站、综采面电气设备供电系统为例

在线路最远端取短路点，用查表法求两相短路值。系统阻抗折算到高压侧等效电缆长度45米。求得折算长度。 3.1、短路d 1点：

L h ＝K 1L 1+K 2L 2+...... +K N L N +L X +K g L g

＝114m

查表得：I 1(2)＝6287A ，通过1#BKD16-200型馈电开关保护此短路点，保护形式为短路保护，校验保护灵敏度。

(2)

I d 6287

灵敏度校验： k l ＝＝＝11.6＞1.5 满足要求。

I Z 540

3.2、短路d 2点：

L h ＝K 1L 1+K 2L 2+...... +K N L N +L X +K g L g

＝48m

查表得：I 1(2)＝8008A ，通过移变低压本体开关保护此短路点，保护形式为短路保护，校验保护灵敏度。

(2)I d 8008

灵敏度校验： k l ＝＝＝3.1＞1.5 满足要求。

I Z 2600

3.3、短路d 3点：

L h ＝K 1L 1+K 2L 2+...... +K N L N +L X +K g L g

＝265m

查表得：I 1(2)＝3878A ，通过5# KBDZ-630型馈电开关保护此短路点，保护形式为短路保护，校验保护灵敏度。

(2)I d 3878

灵敏度校验： k l ＝＝＝1.9＞1.5 满足要求。

I Z 2000

3.3、短路d 4点：

L h ＝K 1L 1+K 2L 2+...... +K N L N +L X +K g L g

＝445m

查表得：I 1(2)＝1658A ，通过6# BKD-200型馈电开关保护此短路点，保护形式为短路保护，校验保护灵敏度。

(2)I d 1658

灵敏度校验： k l ＝＝＝3.0 1.5 满足要求。

I Z 560

4、11518综采工作面、运输系统所需电气设备（表一）、电缆（表二）、机械设备（表三） 4.1、表一：系统安装需用电气设备

4.2、表二：工作面及运输系统安装需用电缆明细表

4.3、表三：工作面安装需用机械设备

第十节 排水系统

一、 排水路线

由于工作面由突水危险，需使用双管路排水，正常涌水时工作面涌水流入运输巷巷道低洼处（安设潜水泵），敷设4吋排水管路至11518运输石门与11318运输巷三岔口，与31319辅助上山4吋排水管路合茬，经31319运输巷排至-800十三层运煤上山，通过自流经后一南石门大巷、-800东大巷至-800泵房沉淀池，最后由立排排至地面，工作面发生突水后开启备用泵，关闭运输巷压风管路主阀门，使用压风管路排水，形成双泵双管路排水。

一路排水路线：11518工作面→11518运输巷（低洼处安设潜水泵）→11518运输石门（4吋管路）→11518运输巷（4吋管路）→11518辅助上山（4吋管路）→31319运输巷（4吋管路）→-800十三层运煤上山（自流）→-800后一南石门（自流）→-800东大巷（自流）→-800水仓（经千米立排）→地面。

二路排水路线：1518工作面→11518运输巷（低洼处安设潜水泵）→11518运输石门（4吋管路）→11518运输巷（4吋管路）→11518辅助上山（4吋管路）→-600十三层大巷（4吋管路）→-600十三层大巷三岔口水沟→-800十三层回风上山上头储水池（自流）→-400水平（4吋管路）。

二、采区水仓设计

根据11518面6m 3/h的正常涌水量及《煤矿安全规程》第二百八十条规定“采区水仓的有效容量应能容纳4小时的采区正常涌水量的相关规定，在运输巷巷道低洼处布置一个容量为24m ³储水池，在水池以前设置沉淀池并安装过滤篦子。

三、排水系统概况

在运输巷停采线以外低洼处布置储水池，安装两台BQS60/100-37/N潜水泵两台，一用一备，敷设单趟四吋管路，一路压风管路作为突水备用排水管路，由11518运输移变供电。

四、排水系统设计（见采区水仓设计图）

1#泵下排设计

1、条件

⑴11518工作面涌水量

正常涌水量 qz =0.1m/min 最大涌水量 qmax =0.2 m/min 最大突水量 qmax =0.7m/min ⑵排水高度 Hj =0m

⑶矿水比重 γ=1020×9.8N/m

⑷管路 初步选用单趟4吋无缝钢管作为排水管路。巷道坡度β=3°管路长度1365m 。 2、水泵选型：

33

3

⑴排量

正常涌水量时， QB =1.2qz =1.2×0.1×60=7.2m/h 最大涌水量时，Q Bmax =1.2qmax =1.2×0.2×60=14.4m/h 最大突水量 qmax =1.2qmax =1.2×0.7×60=40m/h ⑵估算排高：

HB=Hj+（5-5.5）/ηg=（ 0+5）/0.74=7m

ηg-管道效率，与排水管路敷设角度有关；一般为： α=90 ，ηg=0.89~0.9；90 ＞α≥30 ，ηg=0.80~0.83； 30 ＞α≥20 ，ηg=0.77~0.80；α＜20 ，ηg=0.74~0.77

（3）由于排水管路较长，沿程损失大，因此初步设计选用BQS60/100-37/N潜水泵 BQS60/100-37/N潜水泵：最大排水量:60m3/h；扬程100m ，满足实际需求。 （4）确定排水管内径：

3

33

dp =

. 0188

QH Vp

==0.0982～0.1189m

根据计算选用外径114mm ，内径106mm ，壁厚为4毫米的热轧无缝钢管（排水高度小于400m ，壁厚选择最薄）。 3、管道特性曲线及工况的确定 排水管阻力损失的计算

h p =(λp

λp

d p

l p d p +∑ξp ) 2g

v p 2

——排水管沿程阻力系数；

——所选标准排水管的内径，m;

p

∑ξ

v p

——排水管上各局部装置的局部阻力系数之和；

——排水管中水的流速，m/s；

排水管内流速

v p =

Q H 900πd p 2

=

900*3.14*0.1062

=1.89m /s

l p =1365m

查表知：因dp=106mm,

λp

=0.037（沿程阻力系数）

∑ξ

p

=ξ闸+7ξ90=0.2+7*0.36=2.52

l p d p

h p =(λp

+∑ξp )

v p 22g

2

=(0.037⨯0.106+2.52) 2g =87m

潜水泵所需总扬程：

H =H p +hp =5+87=92m

2#泵上排设计

1、条件

⑴11518工作面涌水量

正常涌水量 qz =0.1m/min 最大涌水量 qmax =0.2 m/min 最大突水量 qmax =0.7m/min ⑵排水高度 Hj =63.2m

⑶矿水比重 γ=1020×9.8N/m

⑷管路 初步选用单趟∮50无缝钢管作为排水管路。巷道最大坡度β=15°管路长度467m 。

2、水泵选型： ⑴排量

正常涌水量时， QB =1.2qz =1.2×0.1×60=7.2m/h 最大涌水量时，Q Bmax =1.2qmax =1.2×0.2×60=14.4m/h 最大突水量 qmax =1.2qmax =1.2×0.7×60=40m/h ⑵估算排高：

HB=Hj+（5-5.5）/ηg=（63.2+5）/0.74=92m

3

33

33

3

所以初选BQS60/100-37/N潜水泵，扬程100m ＞72m ，符合要求。

ηg-管道效率，与排水管路敷设角度有关；一般为： α=90 ，ηg=0.89~0.9；90 ＞α≥30 ，ηg=0.80~0.83； 30 ＞α≥20 ，ηg=0.77~0.80；α＜20 ，ηg=0.74~0.77 （3）初步设计选用BQS60/100-37/N潜水泵

BQS60/100-37/N潜水泵：最大排水量:60m3/h；扬程100m ，满足实际需求。 （4）确定排水管内径：

dp =

. 0188

QH Vp

==0.0982～0.1189m

根据计算选用外径114mm ，内径106mm ，壁厚为4毫米的热轧无缝钢管（排水高度小于400m ，壁厚选择最薄）。 3、管道特性曲线及工况的确定 排水管阻力损失的计算

h p =(λp

λp

d p

l p d p +∑ξp ) 2g

v p 2

——排水管沿程阻力系数；

——所选标准排水管的内径，m;

p

∑ξ

v p

——排水管上各局部装置的局部阻力系数之和；

——排水管中水的流速，m/s；

排水管内流速

v p =

Q H 900πd p 2

=

60

900*3.14*0.1062

=1.89m /s

l p =467m

查表知：因dp=106mm,

λp

=0.037（沿程阻力系数）

∑ξ

p

=ξ闸+6ξ90=0.2+6*0.36=2.36

h p =(λp

l p p +∑ξp )

v p 22=(0.037⨯+2.36) =30m

潜水泵所需总扬程：

H =H p +hp =63.2+30=93.2m

五、供电设计 1、供电方案设计

根据现场负荷情况，确定潜水泵采用1140V 供电电压，电源来自11518综采移变。 2、供电计算

（1）11518运输移变站负荷统计表：

3、供电方案计算： （1）1151运输移变校验： 供电设计中已经校核，符合要求。 （2）潜水泵供电计算 ①开关电气设备选择及整定

37KW 潜水泵（1140V ）额定电流：Ie=26A，则潜水泵起动器开关整定值Iz 取为30A 。

所以初选BQS60/100-37/N潜水泵，扬程100m ＞93.2m ，符合要求。

馈电开关整定值Iz=Iqe+KxIe=160×6+0.5×0.7×（74+22.5）=994A,取165×6=990A。 ②选择电缆 a 按长时工作电流

37KW 潜水泵（1140V ）额定工作电流为：26Ａ，选择6mm2负荷线. b 按满足短路保护要求选择干线电缆截面：

电源来自11518运输移变负荷侧，水泵电动机选用16mm2电源电缆，对应电缆折算长度为：

L 总折＝

382米, 由表查得的最小两相短路电流为：Id(2) =1926A，

(2)

I d

K l ==1.9>1.5，符合要求。

I z

干线电缆选用16mm2电缆能满足要求。 供电线路图如下页：

压风系统

1、基本概况：

-800十一层、十五层供风根据距离远近由北风井、北立井压风机站分别供风，最远端迎头压风由北风井压风机房，北风井安装有3台SM5110A 型空压机，由10吋无缝钢管经风井井筒送至-400井底，再用4吋供风线路送至-600副井车路偏口、经-600副井车路、-800副井车路，再由顶板绕道送至迎头。

2、用风量计算：

该采区初步计划安排两个综掘队同时使施工，两个综掘队需使用风钻4部。附风动工具技术特征表：

风动设备统计表

喷浆机、风钻一般不同时使用，故供风量统计分别按风钻与喷浆机计算 Q 1＝a 1a 2∑m i q i k i ＝1.2×1.15×4×2.82×0.85＝13.2m /min 式中：a 1——沿管路全长的漏风系数1.1-1.2 取1.2

a 2——机械摩损使空气消耗量增加的系数1.10-1.15 取1.15 m i ——同种类型风动工具台数

q i ——每台风动工具的耗风量 m/min

k i ——同型号风动工具的同时使用系数 取0.85 3、压风管选择 压风管路直径的计算

di=20√Qi=20√13.32＝72.99mm

式中：di ———第i 段管路的计算直径 mm

Qi ———通过i 段管路的空气量 m/min 迎头敷设的4寸管路符合要求。 4、压风路线

风源来自北风井压风机站，用10寸无缝钢管经风井井筒送至-400井底，再用4寸无缝钢管经-400大巷送至-600副井车路偏口，经-600副井车路、-800副井车路，再由顶板绕道送至迎头。

33

3

5、风压校核

迎头压风用φ108×4经-800副井上头、顶板绕道至迎头，最远供风距离2594m ，按最远供风距离进行校核，根据实测，-800副井上头风压为6.0kg 。至迎头最远处压力损失：

Δp=(10×L ×Q

-11

1.85

)/d=(10×2594×13.2

5-111.85

)/0.108=0.21Mpa

5

因此最远处压力P ＝0.6－0.21＝0.39Mpa ，风动工具的额定工作压力一般取0.4 MPa 最远端迎头风压稍小，但基本满足风钻实际使用要求。