风水沟煤矿一采区运输系统选型设计前言平煤集团风水沟煤矿是平煤集团的骨干矿井,设计生产能力为90万吨/年，分一采区和二采区两个采区生产。

2005年该矿做了改扩建设计，新的设计能力是210万吨／年。

其中一采区的能力由原来的60万吨／年扩能为165万吨／年。

二采区由过去的30万吨／年扩能为45万吨／年。

一采区原来的生产工艺是综采工艺，使用的采煤机型号是MG150/375W，改造后生产能力大幅度提高的关键在于引进了综采放顶煤工艺，但是由于地质条件限制综采工艺在部分区段仍要继续使用，因此需要对把综放工作面使用的大功率采煤机（MG250/600-WD1型）用在综采工作面时矿井运输环节设备的匹配问题进行分析。

本设计根据平煤集团风水沟煤矿一采区的矿井实际情况和运输设计的相关理论，对采煤工作面使用大功率采煤机后，刮板输送机，顺槽转载机，顺槽输送机，以及主要巷道的强力输送机运输能力和机械性能进行验算，力争使用最合理的、标准的、配套的运输机械产品，以达到最大的运输能力，符合煤矿生产的需要，在本次设计过程中，严格遵守了《煤矿安全规程》和《设计规范》的相关要求进行选型验算，以期能使自己通过本次毕业设计巩固所学知识，为自己以后的工作打好理论基础。

由于本人的知识水平和实际经验有限，在本次设计中有不足之处，恳请各位老师给予指正。

摘要随着矿井扩能后产量的增加和开采深度的延伸，对矿井运输系统的能力提出了更高的要求，因此必须对矿井运输系统设备的使用做最合理，最安全，最可靠的选择。

本设计首先对风水沟煤矿一采区扩能改造后与大功率采煤机配套的综采生产系统进行了生产能力配套的验算,然后对工作面刮板输送机进行了运行阻力的计算，刮板链张力的计算，还有对电动机功率的确定都做了阐述；另外对顺槽转载机进行了运行阻力的计算，刮板链张力的计算，和电动机功率的确定进行了分析；对于顺槽带式输送机，347石门带式输送机，主斜井带式输送机和主平硐带式输送机等以上4条输送机根据各自的条件和环境都做了输送机运行阻力的计算，带式输送机所需功率计算，输送带张力的计算，拉紧力的计算和输送带强度验算。

选型验算表明该矿的大功率采煤机综采配套的矿井运输系统的能力足够，设备选型是可行的。

关键词：生产能力；阻力；张力；功率；拉紧力目录第一章矿井概况介绍 (1)1.1交通位置 (1)1.2井田境界 (1)1.3地质特征 (1)1.4矿井生产能力 (2)1.5矿井开拓 (3)1.5.1开拓方式及主要井筒 (3)1.5.2大巷布置 (4)1.6采区方法及工艺 (4)1.7矿井通风 (5)1.8矿井储量及服务年限 (6)1.8.1矿井地质储量及工业储量 (6)1.8.2矿井服务年限 (6)1.9一采区现有运输系统的构成 (7)1.10矿井供电系统 (7)第二章主要采煤、运输设备参数 (9)2.1主要大巷运输设备 (9)2.1.1主斜井提升胶带输送机 (9)2.1.2347石门胶带输送机 (10)2.1.3主平峒胶带输送机 (10)2.2采煤工作面主要运输设备 (11)2.2.1可伸缩式胶带输送机 (11)2.2.2转载机 (11)2.2.3破碎机 (12)2.2.4刮板输送 (13)第三章运输系统的选型设计 (13)3.1采煤工作面的运输设备配套 (13)3.1.1使用综采工艺时采煤机的最低能力 (14)3.1.2采煤机的实际生能力 (14)3.2工作面刮板输送机的选型验算 (14)3.2.1中部槽单位长度上的装煤量 (15)3.2.2中部槽装煤断面的验算 (16)3.2.3运行阻力的计算 (16)3.2.4刮板链张力、牵引力及功率的验算 (17)3.2.5刮板链强度验算 (18)3.3顺槽转载机的选型计算 (18)3.3.1中部槽单位长度上的装煤量 (19)3.3.2转载机的阻力计算 (19)3.4顺槽带式输送机的验算 (20)3.4.1带宽验算 (20)3.4.2输送机运行阻力的计算 (21)3.5347运输石门胶带输送机的验算 (24)3.5.1输送机运行阻力的计算 (24)3.5.2输送带张力的计算 (25)3.6主斜井胶带输送机的验算 (27)3.6.1输送机运行阻力的计算 (27)3.6.2输送带张力的计算 (29)3.7主平峒胶带输送机的选择计算 (30)3.7.1输送机运行阻力的计算 (30)3.7.2输送带张力的计算 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章、矿井概况介绍1.1 交通位置平庄煤业(集团)公司风水沟煤矿位于内蒙古自治区赤峰市元宝山区，是平庄煤业集团公司元宝山煤田东北端部的一个井田，其地理坐标为东经119°21'-119°26'，北纬42°22'-42°25'。

行政区划属内蒙古自治区赤峰市元宝山区风水沟镇。

本井田位于赤峰市东45km，距元宝山煤矿约15km，西与老公营子井田建井工程处及元宝山露天煤矿毗邻。

本矿区交通方便，京（北京）-通（通辽）铁路由矿区工业广场西南侧通过，矿区专用铁路线从矿区工业广场经过元宝山电厂到达叶（叶柏寿）-赤（赤峰）铁路的元宝山车站。

公路四通八达，可直通赤峰、通辽、朝阳、锦州、沈阳等地，铁路、公路交通便利。

风水沟地区属大陆性气候，寒冷干燥，春、秋、冬季多风，最大风速18m/s，风向西，年最高气温42.5℃，最低气温-31.4℃；年降雨量最大564.0mm，最小降雨量205.9mm；年蒸发量最大 2315.3mm，最小为1611.7mm，冻解期一般为十一月至翌年四月，最大冻解深度1.97m，一般积雪厚度为5～10cm。

1.2 井田境界风水沟煤矿：井田位于元宝山煤田的东北部，井田边界南起浅部8号煤层露头，北至深部煤层可采边界，东起F40号断层，西至F1号断层，平均走向长 2.4km，倾斜宽3.2km，面积7.6725km2。

1.3 地质特征风水沟煤矿：井田煤系地层在构造上属于南荒向斜的东南翼，南荒向斜被露天F1号断层斜切；本井田是断层东南侧抬起剥蚀后的保留部分，煤层呈以倾没背斜为主体的背斜构造，轴向北30°东，在F38断层附近。

煤层的走向呈弧形，从东到西由近南北转为近东西，倾向变化为东-北东-北，倾角6°-30°，倾角的变化规律是浅部陡，中部缓，深部又陡。

浅部一般15°-21°，中部局部平缓，仅为4°-6°，深部为10°-15°。

全井田落差大于20m的断层22条，伴生小断层较发育，均为正断层，大都为近倾向和斜交断层。

风水沟煤矿煤系地层为晚侏罗系元宝山组，含煤系数由南向北逐渐降低，由厚分岔变薄，最后尖灭。

一般厚440m左右，全区变化不大。

按其岩性组合可分上、下二段，下段由二煤层以下至杏园组泥岩顶界为主要含煤段。

岩性以砂岩、泥岩、炭质泥岩为主，含可采煤层七组18层，厚350m。

上段二煤层以上，岩性为细砂、粉砂岩，含不可采薄煤层，一般厚90m左右，与白垩系砾岩不整合接触。

可采煤层最大厚度67.46m，含煤率为11.8%。

目前主要可采煤层为3-2、4-2、5-1A、5-1B、5-1C、6-2B、6-3B。

煤层顶板多为细砂岩、粉砂岩，局部也有泥岩，底板为泥岩、细砂岩。

砂岩抗压强度低，泥质胶结差，稳定性差，遇水软化，泥岩、砂质泥岩具有膨胀性、流变性。

风水沟煤矿井田水文地质类型为中等。

第三系孔隙、裂隙含水层分布于煤系露头地段，不整合于煤系之上，第三系岩层有含砾的砂质泥岩、泥、粉砂岩及砾岩。

泥岩固结差，砂岩、砾岩泥质胶结差，饱和时大部分松散，该层中下部含水，含水层厚度0~32m。

煤系砂岩孔隙裂隙含水层为井田内主要含水层。

煤层本身含水微弱，各煤层顶底板赋存有分布比较完整的以薄煤层为主的泥岩、砂质泥岩隔水层。

煤系砂岩大部分都含水，形成被各煤层分隔的单独存在的含水层段，各含水层在浅部与第三系相沟通，具有水力联系。

第三系地层与煤系地层含水层具有水力联系，为矿井主要充水水源。

目前矿井正常涌水量为129.2m3/h，最大涌水量200m3/h。

现矿井的相对瓦斯涌出量为0.88m3/吨。

矿井为低瓦斯矿井。

煤尘爆炸指数为42-45，具有爆炸危险性。

各煤层均属二级自燃发火煤层，自燃发火期为1-3个月。

1.4 矿井生产能力风水沟煤矿是由原平庄矿务局设计处提出初步设计，并经原辽宁省煤炭工业管理局批准，矿井于1979年1月开工建设，1984年12月28日二采区移交生产，1985年11月30日一采区移交生产。

矿井设计生产能力90万吨/年，其中一采区为60万吨/年，二采区为30万吨/年。

1999年一采区年进行二水平开拓延深和技术改造，一采区设计能力为90万吨/年，全矿能力为120万吨/年。

2005年矿井由南京设计院进行改扩建设计，设计能力210万吨/年，其中一采区为165万吨/年，二采区为45万吨/年，矿井现已完成改扩建工程项目。

矿井1997年核定能力为90万吨/年，2005年核定生产能力150万吨/年，现审报生产能力210万吨/年，矿井实际生产能力210万吨/年。

1.5 矿井开拓1.5.1 开拓方式及主要井筒开拓方式：平硐-盲斜井分区分水平开拓。

井筒主要有：平硐3条（一区主平硐、副平硐，二区主平硐）一区主平硐：主运输兼进风。

长度1060m,坡度4‰，U型钢支架喷混凝土或混凝土砌碹支护，直墙三心拱或直墙半圆拱断面，净宽度 4.2m,净断面10.5m2。

安装一台STJ-1000/3型强力胶带运输机进行煤炭运输。

一区副平硐：辅助运输兼进风。

长度1160m，坡度4‰，U型钢支架喷混凝土或混凝土砌碹支护，直墙三心拱或直墙半圆拱断面，净宽度3.0m或3.8m,净断面7.2m2或11m2。

采用ZK10-6/550型架线电机车牵引1T吨矿车或材料车做为辅助运输。

二区主平硐：主运输、辅助运输兼进风。

长度890m，坡度4‰，混凝土砌碹支护，直墙半圆拱断面，净宽度3.8m,净断面11m2。

采用ZK10-6/550型10T架线电机车牵引3T 底卸式矿车及1T矿车做为煤炭主运输和材料设备辅助运输。

斜风井3条（一区风井及新风井，二区风井）一区风井：回风井。

长度230m,坡度16°，混凝土砌碹支护，直墙半圆拱断面，净宽度3.2m,净断面7.83m2。

一区新风井：回风井。

长度210m,坡度16°，混凝土砌碹支护，直墙半圆拱断面，净宽度3.2m,净断面7.83m2。

一区两个风井并联使用，通过一条联络巷与地面风硐及主扇相连，地面安装有两台28D轴流式通风机,电机额定功率280kw，一台使用，一台备用，负担全区通风。

2k58No二区风井：回风井兼辅助运输。

长度745m,坡度16.5°，料石砌碹支护，直墙半圆拱断面，净宽度3.0m,净断面7.1m2。