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文檔簡介
煤礦機(jī)電基礎(chǔ)知識匯報(bào)人:2025-05-02目錄CONTENTS02.運(yùn)輸系統(tǒng)04.供電系統(tǒng)05.排水系統(tǒng)01.采掘設(shè)備03.通風(fēng)設(shè)備06.安全保護(hù)裝置01采掘設(shè)備CHAPTER采煤機(jī)結(jié)構(gòu)與原理切割系統(tǒng)電控系統(tǒng)行走機(jī)構(gòu)采煤機(jī)核心部件包括滾筒式或鏈?zhǔn)角懈钛b置,配備高強(qiáng)度合金截齒,通過電機(jī)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)煤層破碎。滾筒直徑可達(dá)2-3米,轉(zhuǎn)速可調(diào)以適應(yīng)不同硬度煤層,切割深度達(dá)0.8-1.2米/次。采用履帶式或滑靴式設(shè)計(jì),配備液壓馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng),最大牽引力達(dá)500-800kN。具備自適應(yīng)坡度調(diào)節(jié)功能,可在±15°傾角煤層穩(wěn)定作業(yè),行走速度0-15m/min無級變速。集成PLC智能控制模塊,實(shí)現(xiàn)切割參數(shù)自動調(diào)節(jié)、故障診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控。配備瓦斯?jié)舛嚷?lián)動保護(hù)裝置,當(dāng)甲烷濃度超1%時自動斷電,保障井下作業(yè)安全。掘進(jìn)機(jī)工作方式全斷面掘進(jìn)開敞式掘進(jìn)機(jī)采用橫軸式切割頭,截割功率達(dá)200-400kW,通過液壓缸推進(jìn)實(shí)現(xiàn)一次成巷。切割范圍覆蓋4-20㎡斷面,月進(jìn)尺可達(dá)500-800米,適用于中硬巖層施工。除塵系統(tǒng)集成干式過濾與濕式噴霧雙模除塵,風(fēng)量達(dá)600m3/min。配備泡沫降塵裝置,粉塵濃度控制在10mg/m3以下,滿足職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)要求。分步掘進(jìn)護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)采用多級支護(hù)系統(tǒng),先導(dǎo)洞后擴(kuò)挖。配備可伸縮式支撐油缸(工作壓力35MPa)和臨時支護(hù)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)掘支同步作業(yè),特別適用于破碎帶或高應(yīng)力地層。液壓支架功能類型支撐掩護(hù)式支架采用四柱雙平衡千斤頂結(jié)構(gòu),工作阻力達(dá)8000-12000kN。頂梁帶伸縮前梁(行程600mm),配備電液控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鄰架或成組自動移架,適用于厚煤層開采。放頂煤支架特殊設(shè)計(jì)尾梁和插板機(jī)構(gòu),放煤口開度可調(diào)0-800mm。配備三級放煤控制系統(tǒng),煤炭回收率達(dá)85%以上,配套使用反四連桿機(jī)構(gòu)增強(qiáng)穩(wěn)定性。端頭支架加強(qiáng)型設(shè)計(jì),支護(hù)強(qiáng)度達(dá)1.2MPa。采用模塊化結(jié)構(gòu),寬度可調(diào)2-5米,配備自移式邁步機(jī)構(gòu),專門用于工作面端頭及巷道交叉點(diǎn)支護(hù)。02運(yùn)輸系統(tǒng)CHAPTER皮帶輸送機(jī)配置安全防護(hù)體系設(shè)置跑偏開關(guān)(兩級報(bào)警停機(jī))、縱向撕裂檢測器(光纖傳感)、溫度煙霧監(jiān)控(沿線每100米布置),DSJ可伸縮機(jī)型需配置液壓推移裝置和儲帶倉。動力系統(tǒng)匹配采用防爆電機(jī)(ExdⅠMb等級)配合減速機(jī),功率需根據(jù)帶寬(500-1400mm)、帶速(0.8-4m/s)及傾角計(jì)算,傾斜運(yùn)輸時需額外增加20%功率儲備,變頻控制實(shí)現(xiàn)軟啟動/調(diào)速。核心組件選型皮帶輸送機(jī)需根據(jù)煤礦工況選擇阻燃抗靜電輸送帶(MT標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證)、槽型/平行托輥組(35°槽角優(yōu)化承載量)、驅(qū)動滾筒(表面包膠增加摩擦系數(shù)),并配置張緊裝置(重錘/液壓式)和逆止器(防皮帶倒轉(zhuǎn))。礦車與軌道設(shè)計(jì)礦車結(jié)構(gòu)規(guī)范運(yùn)輸能力計(jì)算軌道系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)礦車容積1.1-4m3(側(cè)卸式/固定式),車體采用16Mn鋼焊接,輪對軸承需具備IP54防護(hù)等級,連接器抗拉強(qiáng)度不低于150kN,翻斗式礦車傾卸角≥45°。軌距600/900mm(誤差±3mm),鋼軌型號22-38kg/m(坡度>10‰時選用重型軌),道岔曲線半徑不小于7倍軸距,軌枕間距≤0.7m,彎道處需加設(shè)護(hù)軌裝置。列車組編組數(shù)量根據(jù)電機(jī)車牽引力(8t/10t架線式機(jī)車牽引力14-24kN)和坡度(<5‰時每列車可帶20-30節(jié)礦車)確定,循環(huán)時間包含裝車、運(yùn)行、卸車、調(diào)車全流程。能力與高度正相關(guān):JKMD-2.8×4提升高度達(dá)600m時需501kW電機(jī),而100m淺井僅需7.5kW,能耗差異顯著。鋼絲繩規(guī)格升級:深層礦井(600m+)需24-60mm粗繩抗拉,淺層礦井14-28mm即可滿足安全系數(shù)。場景驅(qū)動選型:斜井提升機(jī)采用低功率電機(jī)適配坡度運(yùn)輸,防爆型優(yōu)先安全設(shè)計(jì)犧牲部分效率。經(jīng)濟(jì)性權(quán)衡:雙滾筒提升機(jī)雖成本高但適合大型礦井集約化作業(yè),小型礦井選單滑輪更經(jīng)濟(jì)。安全冗余設(shè)計(jì):JKMD型號實(shí)際靜張力22kN遠(yuǎn)低于30kN上限,體現(xiàn)煤礦安全規(guī)程的強(qiáng)制冗余標(biāo)準(zhǔn)。提升機(jī)型號提升能力(t/h)提升高度(m)電機(jī)功率(kW)鋼絲繩直徑(mm)適用場景JK型單滑輪1-10100-3007.5-5514-28小型煤礦、淺層礦井JKMD-2.8×450-100400-600315-50124-40中型煤礦、中深礦井雙滾筒提升機(jī)100-200600-1000500-80032-60大型煤礦、深層礦井斜井提升機(jī)20-50200-500110-22018-30傾斜巷道運(yùn)輸防爆型提升機(jī)5-30100-40030-16016-26高瓦斯礦井、特殊環(huán)境提升設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)03通風(fēng)設(shè)備CHAPTER風(fēng)量與風(fēng)壓匹配優(yōu)先選擇高效節(jié)能型風(fēng)機(jī),如采用變頻調(diào)速技術(shù)或葉片可調(diào)結(jié)構(gòu),以適應(yīng)礦井不同時期的通風(fēng)需求變化,降低運(yùn)行成本。同時需符合國家能效標(biāo)準(zhǔn),減少碳排放。高效節(jié)能特性安全可靠性風(fēng)機(jī)需具備防爆、抗腐蝕等特性,尤其在高瓦斯礦井中應(yīng)選用防爆電機(jī)和阻燃材料。此外,設(shè)計(jì)需考慮冗余備份,如雙電源供電或備用風(fēng)機(jī),確保突發(fā)故障時通風(fēng)不中斷。主通風(fēng)機(jī)需根據(jù)礦井總需風(fēng)量和通風(fēng)阻力選型,風(fēng)量應(yīng)滿足井下作業(yè)區(qū)域的最大需求,風(fēng)壓需克服通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總阻力(包括摩擦阻力和局部阻力),避免因選型不當(dāng)導(dǎo)致通風(fēng)不足或能源浪費(fèi)。主通風(fēng)機(jī)選型標(biāo)準(zhǔn)局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)安裝在新鮮風(fēng)流中,距回風(fēng)口不少于10米,避免循環(huán)風(fēng)。掘進(jìn)工作面風(fēng)機(jī)需隨巷道推進(jìn)及時前移,確保風(fēng)筒末端距工作面不超過5米,有效排出瓦斯和粉塵。局部通風(fēng)機(jī)布置合理安裝位置采用抗靜電、阻燃風(fēng)筒,連接處需嚴(yán)密無漏風(fēng),彎頭半徑不小于風(fēng)筒直徑的1.5倍以減少風(fēng)阻。風(fēng)筒吊掛應(yīng)平直,避免擠壓變形,每100米設(shè)置風(fēng)壓傳感器監(jiān)測通風(fēng)狀態(tài)。風(fēng)筒連接規(guī)范高瓦斯掘進(jìn)面必須配置主備兩臺風(fēng)機(jī),并能自動切換。備用風(fēng)機(jī)電源應(yīng)獨(dú)立于主電源,切換時間不超過10分鐘,確保瓦斯積聚風(fēng)險(xiǎn)可控。雙風(fēng)機(jī)雙電源配置通風(fēng)監(jiān)測裝置多參數(shù)實(shí)時監(jiān)測裝置需集成風(fēng)速、風(fēng)壓、瓦斯?jié)舛取⒁谎趸嫉葌鞲衅?,?shù)據(jù)采樣頻率不低于1次/分鐘,超限時自動觸發(fā)聲光報(bào)警并聯(lián)動風(fēng)機(jī)調(diào)速或斷電系統(tǒng)。校準(zhǔn)與維護(hù)傳感器每季度需進(jìn)行標(biāo)定校準(zhǔn),確保誤差在±2%以內(nèi)。裝置外殼防護(hù)等級不低于IP65,定期清理積塵和檢查線路老化情況,防止誤報(bào)或漏報(bào)。遠(yuǎn)程傳輸與存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)通過工業(yè)以太網(wǎng)或光纖傳輸至地面調(diào)度中心,存儲周期不少于1年,支持歷史數(shù)據(jù)回溯分析。系統(tǒng)需具備防電磁干擾和防雷擊設(shè)計(jì),適應(yīng)井下惡劣環(huán)境。04供電系統(tǒng)CHAPTER井下變電所結(jié)構(gòu)防爆隔離設(shè)計(jì)井下變電所必須采用全封閉隔爆結(jié)構(gòu),各功能單元(高壓開關(guān)柜、變壓器、低壓配電柜)之間設(shè)置耐火隔墻,隔爆接合面間隙控制在0.2-0.4mm,確保瓦斯環(huán)境下安全運(yùn)行。變電所墻體需采用不低于150mm厚的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),并設(shè)置泄壓通道。雙回路供電系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主變電所應(yīng)配置兩路獨(dú)立電源進(jìn)線,采用分列運(yùn)行方式。高壓側(cè)使用BGP9L-6型礦用隔爆高壓配電裝置,配備BJZ系列微機(jī)保護(hù)裝置,實(shí)現(xiàn)過流、速斷、漏電閉鎖三重保護(hù)。低壓側(cè)需設(shè)置自動切換裝置,切換時間不超過0.5秒。變電所內(nèi)需安裝KJ90-F8型多參數(shù)傳感器,實(shí)時監(jiān)測CH4濃度(報(bào)警值≥1.0%)、溫度(≤35℃)、濕度(≤95%RH)等參數(shù),數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸至地面調(diào)度中心,系統(tǒng)響應(yīng)延遲不超過200ms。123高壓電纜(6/10kV)應(yīng)敷設(shè)在最上層支架,間距不小于100mm;低壓動力電纜(1140V/660V)居中敷設(shè),控制與通信電纜置于最下層。電纜彎曲半徑需大于15倍外徑,MYJV22型鎧裝電纜固定間距不超過1.5m,非鎧裝電纜不超過1m。電纜敷設(shè)規(guī)范分層敷設(shè)原則穿越巷道時應(yīng)加裝GLS-200型電纜保護(hù)管,管壁厚度≥6mm;在采掘工作面50m范圍內(nèi)使用MCPTJ采掘機(jī)專用屏蔽橡套電纜,外層包裹3mm厚阻燃橡膠防護(hù)層。電纜接頭處需采用JY-82型隔爆接線盒,灌注環(huán)氧樹脂密封膠。防機(jī)械損傷措施每30m設(shè)置反光標(biāo)識牌,標(biāo)注電壓等級、截面積及走向。電纜溝內(nèi)每間隔20m安裝一組ZHY-4型自動滅火裝置,滅火劑噴射量≥5kg/m3。電纜穿過防火墻時需用礦用防火包(DFB-320)封堵,耐火極限不低于3小時。標(biāo)識與防火要求防爆電器要求ExdI級防爆設(shè)備接合面長度≥25mm(容積≤2L時),粗糙度Ra≤6.3μm。緊固螺栓需施加42-52N·m扭矩,彈簧墊圈壓縮量應(yīng)達(dá)到自由高度的60%-70%。引入裝置密封圈內(nèi)徑與電纜外徑公差±1mm,邵氏硬度45-55度。隔爆面處理標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備外殼接地線截面積≥25mm2(銅芯),接地電阻≤2Ω。移動設(shè)備采用MHYV-1×4型監(jiān)視屏蔽接地線,與主接地極連接點(diǎn)電阻差≤0.1Ω。高壓配電裝置需配置JDB-1200型選擇性漏電保護(hù),動作時間≤0.1s。接地保護(hù)系統(tǒng)05排水系統(tǒng)CHAPTER三類水泵配置必須配備工作、備用和檢修水泵三類設(shè)備,工作水泵能力需按正常涌水量120%配置(20h排出24h正常涌水量),備用水泵能力不低于工作泵70%,檢修泵能力不低于25%,確保極端工況下的排水保障。主排水泵配置聯(lián)合排水能力工作泵與備用水泵總能力需達(dá)到最大涌水量120%(20h排出24h最大涌水量),應(yīng)對雨季或地質(zhì)突變導(dǎo)致的涌水量激增情況,且所有水泵應(yīng)能同時滿負(fù)荷運(yùn)行。配電匹配要求配電設(shè)備容量需覆蓋全部水泵同時運(yùn)轉(zhuǎn)的峰值負(fù)荷,采用雙回路供電設(shè)計(jì),任一回路故障時另一回路可承擔(dān)100%負(fù)荷,并配置自動切換裝置保障連續(xù)供電。防水管路設(shè)計(jì)雙管路冗余系統(tǒng)應(yīng)急排水接口管路布局規(guī)范必須設(shè)置工作管路和備用管路,工作管路能力需匹配工作水泵的120%正常涌水量排水需求,雙管路總能力應(yīng)滿足最大涌水量排水要求,且管路材質(zhì)需耐腐蝕、抗高壓。主排水管路應(yīng)避開采動影響區(qū)域,敷設(shè)坡度不小于0.5%,每隔200-300m設(shè)置檢修閥門,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)配置壓力傳感器和流量監(jiān)測裝置,實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。在泵房出口處預(yù)留快速連接接口,配備可移動應(yīng)急排水泵組連接裝置,確保在管路損壞時能迅速建立臨時排水通道,同時管路需定期進(jìn)行耐壓試驗(yàn)和壁厚檢測。水倉管理標(biāo)準(zhǔn)普通礦井水倉有效容積需容納8小時以上正常涌水量,高瓦斯或突出礦井必須設(shè)置主副水倉交替使用,單個水倉清理周期不超過6個月,防止淤積影響蓄水能力。容量分級控制水倉應(yīng)配置水位自動報(bào)警裝置(超高/超低雙閾值)、泥沙沉積監(jiān)測傳感器,與排水系統(tǒng)聯(lián)動控制,水位達(dá)到警戒線時自動啟動備用水泵,并上傳數(shù)據(jù)至中央監(jiān)控平臺。安全監(jiān)測體系配備機(jī)械清淤設(shè)備和應(yīng)急排水設(shè)備,清理作業(yè)時需保證至少50%備用容量,水倉入口處設(shè)置柵欄過濾大顆粒雜質(zhì),定期開展水倉結(jié)構(gòu)完整性檢測(包括混凝土強(qiáng)度、滲漏點(diǎn)等)。清淤防護(hù)措施06安全保護(hù)裝置CHAPTER實(shí)時監(jiān)測功能瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)通過高精度傳感器實(shí)時采集礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?、溫度、風(fēng)速等關(guān)鍵參數(shù),并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將信息反饋至地面監(jiān)控中心,確保異常情況能夠被及時發(fā)現(xiàn)和處理。分級報(bào)警機(jī)制系統(tǒng)預(yù)設(shè)多級報(bào)警閾值,當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^安全范圍時,會觸發(fā)聲光報(bào)警并自動分級響應(yīng),如一級報(bào)警提示巡檢、二級報(bào)警啟動局部斷電、三級報(bào)警觸發(fā)全礦緊急疏散。聯(lián)動控制功能監(jiān)控系統(tǒng)可與通風(fēng)設(shè)備、斷電裝置等聯(lián)動,當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時自動調(diào)節(jié)風(fēng)量或切斷危險(xiǎn)區(qū)域電源,從源頭降低爆炸風(fēng)險(xiǎn),同時支持遠(yuǎn)程手動干預(yù)操作。瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)防爆電氣設(shè)備隔爆型設(shè)備設(shè)計(jì)防爆電機(jī)、開關(guān)等采用強(qiáng)化隔爆外殼結(jié)構(gòu),內(nèi)部電弧或火花被完全隔絕,即使設(shè)備內(nèi)部發(fā)生爆炸,外殼也能承受壓力并阻止火焰向外傳播,符合GB3836標(biāo)準(zhǔn)要求。本質(zhì)安全型電路防爆燈具等設(shè)備通過限制電路能量(電壓≤24V,電流≤100mA),確保在短路或故障時產(chǎn)生的電火花能量不足以引燃瓦斯,適用于高濃度瓦斯區(qū)域。定期維護(hù)檢測防爆設(shè)備需每季度進(jìn)行接地電阻測試、密封性檢查及防爆面維護(hù),防止因機(jī)械損傷或老
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