常村第06章提升通風排水和壓縮空氣設備教材

1、常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備第六章提升、通風、排水和壓縮空氣設備6.1 提升設備6.1.1概述常村煤礦 目 前正在運行的提升設備有主立井 、 副立井提升設備 。主立井擔負全礦原煤提升任務 ，在井底設有容量 2000t 的緩沖煤倉 ，井口地面標 高937.3m，井深 497m，井筒直徑 6.5m，組合鋼罐道 ，裝備一對 30t 同側裝卸式五繩 箕斗 。 提升設備為 一臺引進德國 SIEMAG公司制造的五繩落地式多繩摩擦輪提升機 （ Dg=5m、 Fm=110、tFc=30t、 i=1 、 0.25 、 Vm=13m/s） ； 配 2 臺1DQ5040-7AA

2、06-Z型同步電動機 （ 22000kW 、 49.65r/min 、 1550V）； 電氣傳動系 統(tǒng)采用德國西門子公司模擬交 交變頻矢量控制同步電機系統(tǒng) ，控制系統(tǒng)采用 S7 400控制器 ， 傳動控制系統(tǒng)采用 SIMADYNC模擬控制系統(tǒng) 。 首繩為英國 BRIDON公司 制造的 635-FO-1670型鍍鋅鋼絲繩 （直徑 50mm、 單重 9.08kg/m、 拉斷力總和 1593kN/ 根）共5根；尾繩為鞍鋼制造 P17728（849）扁股鋼絲繩 ，共3根。 主井井架為 3支腿 式鋼結構井架 ，井架 上天輪中心到井口高 58m，下天輪中心到井口高 50m，天輪直徑 5m。一 次提升循環(huán)時

3、間為 T=83s，目 前核定提升能力 （350d、 16h）6.0Mt/a。副立井擔負人員 、 矸石 、 材料 、 設備和大件的提升任務 ， 井口軌面標高 937m，提升高度 420m，井筒直徑 8m，組合鋼罐道 ，裝備兩套提升容器 ，一 套是兩 個 3t礦車雙 層單車罐籠 （每次可提升 2輛 3t礦車或 87 人，最大提升負荷為 18t），另 一套為長材罐 平衡錘 （可提升 12m長材或 20人，最大提升負荷為 4t）。雙罐提升機為引進德國 EPR 公司制造的 4 繩落地式多繩摩擦輪提升機 （Dg=3.5m、 Fm=41.6、t Fc=10.6、t i=1、 0.25、 Vm=8m/）s ；

4、配 1臺瑞典 ABB 公司制造的 LC1903型直流電動機 （900kW 、 43.7r/min 、 390V）。 控制系統(tǒng)采用 AC800控制器 ，傳動控制采用 TYRAK系統(tǒng) ，監(jiān)控采編采用 MasterView320系統(tǒng)， 編程維中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司161常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備護系統(tǒng)采用 AS140工程站 。 首繩為英國 BRIDON公司制造的 625FC（12/6+6/1鍍） 鋅鋼 絲繩（直徑 40mm，單重 4.56kg/m、 拉斷力總和 852kN根/ ）共4根；尾繩為 347WSC平 衡鋼絲繩 （直徑 40mm，單重 6

5、.39kg/m共） 3 根。長材罐提 升機為 引進 德國 EPR 公司 制造 的 2 繩落地 式多繩 摩擦輪提 升機 （ Dg=3.5m、 Fm=19.8、t Fc=2t、 i=23.5、 0.25、 Vm=6.5m/）s ； 配 1 臺瑞典 ABB公司制造的 LAB355LC型直流電動機 （260kW 、 834r/min 、 425V）。 控制系 統(tǒng)采用 MasterView20控0 制器 ，傳動控制采用 TYRAK系統(tǒng)，監(jiān)控采編采用 MasterView320 系統(tǒng)，編程維護系統(tǒng)采用 AS140工程站 。 首繩為英國 BRIDON公司制造的 625FC （12/6+6F/1） FC 鍍鋅

6、鋼絲繩 （直徑 35mm，單重 4.56kg/m、 拉斷力總和 852kN根/ ）共 2 根；尾繩為 347WSC平衡鋼絲繩 （直徑 27mm共） 3 根。上述兩套副井提升設備共用 一個井架 ， 井架高度 28.8m。6.1.2 主斜井提升設備本礦井擴建工程設計生產能力 8.00Mt/a（3 號煤 ），原有主立井不能滿足提升要 求，根據方案比較 （見第二章 ）， 設計采用主斜井和副立井的混合開拓方式 ，新鑿 一個主斜井 、一 個副立井和 一個回風立井 ，凈增生產能力為 4.0Mt/a 。 主斜井井 口設在礦井原工業(yè)場地內 ， 在原工業(yè)場地以西王村附近新增副立井及回風立井場 地， 至主斜井井口水

7、平距離約為 3.3km。主斜井裝備 一臺鋼絲繩芯帶式輸送機擔負礦井原煤的提升任務 ， 還配備 一套 RJDY 型架空乘人裝置 ，承擔主斜井帶式輸送機托輥的檢修及檢修人員提升工作；副立井裝備 一套 900mm軌距雙 層寬罐籠 平衡錘作為提升容器 ，擔負人員 、 液壓支 架、 設備及材料等輔助提升任務 。6.1.2.1 主斜井主提升設備在主斜井井筒內裝備 一 臺鋼絲繩芯帶式輸送機 ，擔負礦井原煤的提升任務 。 井 底 1 號煤倉 （倉容量為 2500t） 下裝備 1 臺 JDG/7/F/S- 型甲帶給料機 ， 給料能力為 500-2000t/，h 通過調節(jié)無級變速器的輸出速度 ， 可以很容易地控制

8、主斜井帶式輸送機 上 的煤流量 。 甲帶給料機為連續(xù)給料 ， 與常用的往復式 、 振動式給料機相比 ，中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司162常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備具有運行功率小 （僅 5.5kW）、 能耗低 、 運行平穩(wěn) 、 噪音很小 、 磨損少 、 備件通用性強等優(yōu)點 。 為防止煤倉下口因原煤堵塞造成不能正常生產 ，煤倉下部 周邊設置了空氣炮破拱 清倉裝置 。主斜井帶式輸送機是礦井正常生產的關鍵性設備，其輸送能力 、 輸送帶寬度 、 輸送帶速度的選型應結合井下工作面的生產能力、 大巷運輸條件及井底煤倉容量及設備配套情況來確定 。 針對該主斜井運

9、距長達 1810m、 提升高度達 500m 的實際情況 ，其運輸能力與輸送帶寬度 、 帶速的合理確定 ， 尤為重要 。輸送機的運輸能力與輸送帶寬度 、 帶速成正比 ，在運輸能力 一定時 ， 帶寬與 帶速成反比 。 提高帶速可減小帶寬以及輸送帶的張力 ， 從而減小輸送機的外形尺 寸 。 若增加帶寬 ， 需要增加主斜井巷道斷面積 ， 則增加了巷道工程量 ，投資相應 提高 。 而對大運量 、 長距離的輸送機 ，其輸送帶的投資將占整個輸送機總投資 的 1/3左右，降低帶強 ，能顯著減低設備的投資 。 但帶速若過大 ，物料對托輥的沖 擊增大 ， 托輥的直徑也將加大 ，作為易損件的托輥 更換成本提高 ；同

10、時帶速快 ，輸 送帶的磨損加劇 ，輸送機產生共振危害的可能性增大 ，從而使輸送機的整體壽命降 低 ；對輸送機制造 、 安裝水平的要求高 。 結合國內外帶式輸送機的使用現狀 ， 綜合考慮多種因素 ， 確定主斜井帶式輸送機按 Q=1700t/、h B=1400mm、 v=5m/s進行 設計 。1. 設計依據帶式輸送機運量Q=1700t/h主斜井井筒傾角=16帶式輸送機斜長L=1810m帶式輸送機帶寬B=1400m帶式輸送機運行速度v=5m/s煤的松散容重=1000kg3/m帶式輸送機工作制度330d/a 、 16h/d2. 帶式輸送機選型計算 圓周驅動力的計算中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司1

11、63根據帶式輸送機的實際工作條件及國內設備生產廠家的加工 、 安裝水平 ，同時考慮到現場的管理水平等因素后， 確定采用并計算出如下參數 ：模擬摩擦系數f0.027傳動滾筒摩擦系數0.35帶式輸送機運行速度v5m/s輸送帶強度St5400N/mm每米輸送物料質量qG 94.44kg/m每米輸送帶質量qB 92.40kg/m每米承載托輥轉動質量qRO=29.1kg/m每米回程托輥轉動質量qRU=10.84kg/m附加阻力系數C1.055特種主要阻力FS14210N特種附加阻力FS22950N傾斜阻力Fst462234.21N滿載時圓周驅動力FuCfLgqRU+qRO+（2qB+qG）+FS1+FS

12、2+Fst630829.87 N 電動機功率常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備帶式輸送機正常運行時滾筒總的軸功率 ：PA Fuv/10003154.15kW帶式輸送機全部驅動電機所需驅動功率 ：PPA/ 3710.8kW式中 ：總傳動效率 ，取0.85。為此，選擇 SIEMENS公司的 調速異步電動機 3 臺。1LA45604CN60Z（ 1600kW、 6kV）型大功率變頻 輸送帶張力計算主斜井帶式輸送機采用頭部雙滾筒三電機傳動 ，功率配比 2:1。 根據輸送機的 布置形式 ，確定第 一傳動滾筒的圍包角 1 170，第二傳動滾筒的圍角 2200。則 FuS1

13、S2F1 S1 S1-2 Fu/3中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司164常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備F2S1-2S22Fu/3S4S3=S2F2qBLgsin 設第二傳動滾筒 e值2 用足時 ， 則 ：S2F2/(e21)596516.95NS1 Fu S2806793.57NS1-2S2F2596516.95N故 S1/S1-2806793.57/596516.951.35e1 2.82S1-2/S2596516.95/596516.953.39 e23.39按不打滑條件驗算 ，張力滿足要求 。 按輸送帶允許最大下垂度計算最小張力 ： 承載分支 ：

14、Smina0(qB+qG)g/8(h/am) ax 27494.16N 回程分支 ：SminauqBg/8(h/am)ax33991.65N，故應按此值計算輸送帶各點張力 則 S1SminCfLg(qROqB qG) FS1FS2FstqBLgsin 1064832.72N 輸送帶安全系數計算n BSt/S1140054001064832.72 7.1 安全系數在許用值 79 范圍內 ，所選輸送帶強度滿足要求3. 驅動裝置選型，對礦井的正常生產起著決定性作， 對于大型帶式輸送機 ，驅動方式可靠運行至關重要 。 由于本輸送主斜井帶式輸送機是整個礦井的運輸咽喉用 。 驅動裝置是主斜井帶式輸送機的關

15、鍵部件 的選擇和帶式輸送機的控制 ，對整機的穩(wěn)定 、 機運輸距離較長 、 運輸能力大 、 提升高度較大 ， 為降低起動和緊急制動時輸送 帶的動張力 ，減少起動時對電網的沖擊和起動過程中各承力部件的動載荷 ， 延長減 速器 、 電動機和工作機構等關鍵部件的使用壽命 ，實現電機間的功率平衡 ，應對 帶式輸送機的起 /制動加速度進行控制 ，因此驅動裝置應具有軟起 /停功能 。， 設計對本帶式輸送機的驅動方式目前，在帶式輸送機 上 應用的具有軟起 /停功能的驅動裝置比較多 ，根據國內同 類設備生產現狀及現有生產礦井的實際使用情況中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司165常村煤礦擴建工程初步設計第六章

16、提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備進行了 CST可控啟 /停驅動 、 高速交 直 交變頻驅動系統(tǒng)的方案比較 。CST 可控啟 /停驅動系統(tǒng)的原理及技術性能詳見第三章3.2.1 相關敘述 。 其主要優(yōu)點為 ： 完全可調節(jié)起動速率斜率 ，軟啟動 、 軟制動性能良好 ； 耦合片與 減速器在 一個整體內 ，體積小 ，占地少 ； 起動完成后 ， 在正常運行帶速時 ，無滑 差消耗 ， 效率高 ；可以實現多臺驅動電機之間的功率平衡 ； 其離合器安裝于減 速器的低速軸側 ，如果發(fā)生過載 ，離合器能快速響應并提供對減速器 、 滾筒 、 輸送帶和電動機的保護 ； CST離合片能立即隔開沖擊并吸收沖擊載荷 。CST

17、 的主要缺點是 ： 串軸驅動在需要功率平衡時從動驅動 （CST 的功率平衡 原理是以某臺 CST的功率為給定 ，另幾臺 CST的功率跟隨該臺 CST的功率 ）與主驅動 須稍有差轉的能力 ， 需要連續(xù)的熱耗散 ， 必須采用熱交換 ，有一 定的功率損耗 。 類似地 ，CST 在啟動段有 一 定的功率損耗 。 無法在低速段長期運行 ，所以無法 提供可調驗帶速度 。 系統(tǒng)復雜 ， 主要元件依賴進口 ，液壓元器件的維護工作量 大，年 運行費用較高 。高速交 直 交變頻驅動系統(tǒng)的原理及技術性能與第三章 3.2.1講述的高速交 -直- 交防爆變頻驅動系統(tǒng)相類似 ， 但其為交 -直-交電壓型變頻器 。 具有調

18、速范圍寬 、 控制精度高 、 動態(tài)響應快 、 效率高等優(yōu)點 ， 易于實現啟 /制動速度的自動跟蹤 ， 能夠提供可控的 、 理想的啟 /制動性能 ， 啟動加速度可以控制在 0 0.05m/s2， 適用 于長距離 、 大功率 、 線路復雜的帶式輸送機 ，可以控制輸送機按設定的 “S形”曲 線啟動和制動 ，控制啟 /制動時間 ， 以限制輸送帶的彈性振動 ， 減少起動時的動張 力 ，滿足整機動態(tài)穩(wěn)定性及可靠性的要求 ，能在低速情況下長時間運行 ，真正提供 驗帶速度 。 因電氣中高次諧波分量極小 ， 無需治理 ，且功率因數接近為 1， 無需補 償及濾波設備 。 還可根據井下原煤的生產情況調節(jié)輸送帶速度以

19、最大限度地節(jié)能 運行 ，另外還具有效率高 、 維護方便等優(yōu)點 。交 直交變頻驅動系統(tǒng)的主要缺點是 ： 變頻器安裝于減速器的高速軸 ，如果 產生過載 ，不能立即提供對減速器 、 滾筒 、 輸送帶和電動機的保護 ；如果產生 沖擊負荷 ， 變頻器不能吸收沖擊載荷； 電控設備占地面積大 ， 需設置專門的電機 、 減速器冷卻通風系統(tǒng) 。中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司166常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備通過上述比較 ，可以看出 CST 可控啟/停驅動系統(tǒng)與交 直交變頻驅動系統(tǒng)的 技術水平相當 ， 都可顯著降低輸送帶帶強 ，延長輸送帶的使用壽命 ， 改善帶式輸送 機

20、設備的運行工況 。 若單從設備投資看 ， CST 可控啟 /停驅動系統(tǒng)與交 直交變 頻驅動系統(tǒng)相當 ，但后期維護費用較多 ， 且不能實現低速驗帶 ； 若從綜合投資方面 看 ，考慮變頻驅動系統(tǒng)須設置的電機 、 減速器冷卻通風系統(tǒng)投資 、 以及需加大 的井口房土建設施投資等因素 ，則交 直交變頻驅動系統(tǒng)綜合投資要高于 CST可控 啟/停驅動系統(tǒng) 。 交 直 交變頻驅動系統(tǒng)所具備的可根據運量調節(jié)帶速以節(jié)能運 行的特性 ，就該主斜井帶式輸送機而言 ， 具有實際意義 ， 因常村礦井下 一水平與二 水平原煤系統(tǒng)要實現雙向運輸 ，帶式輸送機的運量常常不均衡 ，而井底 1 號煤倉容量 僅 2500t其, 存儲

21、和調節(jié)緩沖作用有限 ， 采用變頻驅動系統(tǒng)可根據井下原煤的生產情況 調節(jié)帶速 ，節(jié)能效果明顯 ， 無運行功率損耗 ； 且變頻驅動系統(tǒng)的控制及自動化程度 更高 ，維護方便 。 因此本設計推薦交 直 交變頻驅動系統(tǒng) 。4. 拉緊裝置選型由于該主斜井只有 一個角度且 =16，帶式輸送機的尾部張力最小 ，故采用尾部 重錘車式拉緊裝置 ， 其布置較為簡單 ，輸送帶張緊速度快 。5. 輸送帶的選型根據計算 ， 該主斜井帶式輸送機需要 B=1400mm、 St5400N/mm的阻燃型鋼絲繩 芯輸送帶 。 考慮到使用環(huán)節(jié)的重要性及國內供貨廠家進行輸送帶接頭的實際工藝 水平 ，設計建議采用進口輸送帶 。 并強調

22、： 將來在本條帶式輸送機的安裝過程 中 ， 應加強對輸送帶硫化接頭的質量控制和檢測 ，以確保接頭強度滿足有關規(guī)定的 要求。6. 帶式輸送機的保護與供電在主斜井選用 一套集監(jiān)測 、 控制、 信號、 通信為 一體的帶式輸送機監(jiān)控 系統(tǒng) ，為分級分布式結構 ，具有較高的運行可靠性和使用靈活性 ，顯示功能強 ，聯(lián) 網方便 ，設有驅動滾筒打滑 、 堆煤、 跑偏 、 溫度、 煙霧 、 撕裂 、 輸送 帶張力下降 、 電動機過載 、 電機超溫等項保護功能 ，能與井底 1 號煤倉給料機及 井上下的其他帶式輸送機實現閉鎖集中控制中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司167常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通

23、風、 排水和壓縮空氣設備經過計算 ，主斜井帶式輸送機主要參數為 ：斜長 L 1810m， 傾角 =16運,量 1700t/h，帶寬 B1.4m，速度 v5m/s，輸送帶為 St5400N/mm（阻燃）， 驅動裝置為專 用變頻電動機 （6kV、 1600 kW）三臺、 減速器 H3SH2331.5（稀油站冷卻 、 速 比 i=31.5）型三臺，配 SIMENS中壓變頻器 （2000kVA/6k）V 三臺，采用尾部重錘車式拉 緊裝置 。 根據 煤礦安全規(guī)程 的規(guī)定 ，該主斜井帶式輸送機設有盤形閘制 動器控制停機 、 設有逆止器防止逆轉 。主斜井帶式輸送機技術特征見 表 6.1-1。6.1.2.2

24、主斜井輔助提升設備 為使主斜井帶式輸送機檢修及主斜井井底其它設備檢修人員 上、 下井快捷 、 方便 ，在主斜井井筒內設置 一套 RJDY型架空乘人裝置 。 該架空乘人裝置為立輪單 道布置 ， 通過驅動裝置正反轉牽引鋼絲繩作往復運動而實現人員 上下 ，以減少井筒 斷面 ，節(jié)省投資 。由于該主斜井井筒長達 1810m、 提升高度近 500m，根據 煤礦安全規(guī)程 第 368 條的規(guī)定 ，架空乘人裝置運送人員時的運行速度不得超過1.2m/s，據此計算 ，在主斜井內的乘坐時間大約需要 26min。 考慮到該架空乘人裝置還有運送小型零部 件（如托輥等 ） 的功能 ，因此其驅動裝置采用變頻調速 ， 使架空乘

25、人裝置的運行速 度在 0.53m/s內可調 ，運送人員時為 1.2m/s，運送物件時為 2.5m/s左右 。表 6.1-1 主斜井帶式輸送機技術特征 表序號名稱單位參數備注1運輸量t/h17002運輸物料原煤3運輸物料容重kg/m310004速度m/s55輸送機斜長m18106輸送機角度167輸送帶寬度mm1400帶強N/mmSt5400阻燃8電動機型號1LA45604CN60Z3臺中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司 168功率kW1600轉速r/min1494電壓kV69減速器型號H3SH23 31.53臺傳動比31.510拉緊裝置尾部重錘車式拉緊常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通

26、風、 排水和壓縮空氣設備6.1.3 王村副立井提升設備礦井擴建后 +470m水平最大班輔助運輸量為 ：下井工人 450人、 矸石 30 車、 材料 45車、 設備 15車、 保健車 1 次。 經核算現有副井提升設備能力能夠滿足 擴建工程最大班輔助運輸量的要求 ， 最大班工人下井時間 33min 40min，作業(yè)時間 4.4h908.9347.93412.9058.9348.527.9341.922MPa711.89900kN152.32200kN17801.5kg138349.3kg183263.1 kg129.91KN173.19s中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司173常村煤礦擴建工程初

27、步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備等效功率 ：11171700kW電動機額定出力 ：197.63kN計算的電動機過載系數 ：1.430.85 2注：應建設方的要求 ，電動機的容量還考慮了調節(jié)鋼絲繩懸垂長度時， 做短時單側提升所產生的特殊力 。 調繩時罐籠側的靜張力為 417.3kN，電動機 2.3 倍過載時 最大出力為 454.55kN。6. 提升系統(tǒng)防滑校驗由于本副井提升系統(tǒng)提升的負荷質量變化較大 （大至 30000kg，小至幾人 ）， 且 運行方向改變頻繁 ， 為安全起見 ，選用恒減速液壓站 。 該站在安全制動過程中制 動力矩是自動調節(jié)的 ， 在不同工況下 ，制動力矩不同 ，

28、但可保證安全制動減速度基 本相同 ，設計取各工況安全制動減速度為 1.51.6m/s2。 同時 ，為了安全設計還給 出在采用恒力矩制動 （一 旦恒減速控制失效 ，可自動轉為恒力矩控制 ）時的防滑計算結果 。 以下系按最不利情況下的恒力制動時的一級制動進行校驗的 。重載側鋼絲繩靜張力 ：711.89KN輕載側鋼絲繩靜張力 ：559.57KN下放重載極限減速度 ：2.4m/s2提升重載極限減速度 ：4.18m/s2下放平衡錘 、 提升空容器極限減速度 ：2.03m/s2提升平衡錘 、 下放空容器極限減速度 ：4.3m/s2最小安全制動力 ：404.85KN最大安全制動力 ：428.07KN安全制動

29、力 ：404.9KN安全制動力矩倍數 ：2.66下放重載安全制動減速度 ：1.5m/s2提升重載安全制動減速度 ：3.31m/s2下放平衡錘 、 提升空容器安全制動減速度：1.86m/s2提升平衡錘 、 下放空容器安全制動減速度 ：3.99m/s2中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司174常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備7. 最大班作業(yè)時間 最大班作業(yè)時間見 表 6.1-2。表 6.1-2 最大班作業(yè)時間 表項目單位每班 提升量每次 提升量每班 提升次數每次提升時間 (s)每班提升 時間 (min)矸石t1065.320196.4365.47坑木車414246

30、.4216.43噴射材料車10110246.4241.07風墻砌筑材料車212246.428.21鋪底材料車212246.428.21鋼材車15115246.4261.61設備車10110246.4241.07保健車次111246.424.11其它次515246.4220.54共計4.45h 5h8. 其它提升機房設于提升副立井的北側 ，為地面 樓層 式鋼筋混凝土框架結構 ，單獨基 礎 ， 半 地 下 樓 層 式 布 置 帶 后 側 雙 層 電 控 間 ， 長 寬 高 18m21m18.8m+6m21m4.5m，大廳 層標高 +2m。 箱型鋼結構井架 ，上 天輪中心標高 35.25m。 為便于

31、設備安裝和檢修 ， 在提升機房內設 32/5t 電動雙梁橋式起重機 1 臺。提升機電控裝置選用交 -直-交變頻電控成套裝置 。 由風井場地 35/10kV變電所引 入兩回電源電纜 。6.2 通風設備本礦為高瓦斯礦井 ，開采的 3 號煤 層有煤塵爆炸危險性 ，局部地段有發(fā)生自燃的 可能 ，煤層自燃傾向為三類 ，屬不宜自燃煤 層。礦井原采用中央并列式通風系統(tǒng) ， 通風方法為抽出式 ，由工業(yè)場地主 、 副立井 進 風 ， 中 央 回 風 立 井 回 風 。 在 工業(yè) 場地 中央 回風 立井 安裝 2 臺引 進 德 國 的中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司175常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、

32、 通風、 排水和壓縮空氣設備GVI-4.0-2000/10型軸流式通風機 ，1臺工作 ，1 臺備用 ，配套電機額定功率 2000kW。 該風機設計最大風量 580m3/s，通風阻力 1700Pa，目 前該風機運行情況良好 。隨著礦井生產的擴大 ，全礦井瓦斯涌出量不斷增大 ， 南翼采區(qū)距離中央回風立井 較遠 ，2005 年底在距工業(yè)場地以南約 5km 的西坡村新建 一風井場地 ， 場地內布置 進、 回風立井 ，主要服務于 S3、 S4采區(qū)后期部分工作面及 S5、 S6采區(qū) 。 該 風井安裝有 Howden公司生產的 ANN-2884/1400N軸流式礦井通風機 2 臺，1 臺工作 ，1 臺備用

33、， 隨主機配三相異步電機 （ 1800kW， 6kV， 990rpm）。 風機工況點參數為 ： 通風容易時期風量 224m3/s， 通風阻力 2200Pa， 通風困難時期風量 289m3/s，通風阻力 3800Pa。目 前該風機運行情況良好 。 該風井安裝后礦井通風系統(tǒng)由原來的中央并 列式改為分區(qū)式通風系統(tǒng) 。 原中央回風立井主要服務于北翼采區(qū)和 S1、 S2 采區(qū) 及 S3、 S4 采區(qū)初期部分工作面 。常村煤礦原有通風系統(tǒng)保持不變 。 為滿足此次擴建工程通風的要求 ，設計在王 村副井工業(yè)場地回風立井安裝 2 臺通風機 ，通風方法為抽出式 。 整個礦井仍為分區(qū) 式通風系統(tǒng) 。 由常村煤礦工業(yè)

34、場地主 、 副立井以及新增主斜井和王村副井工業(yè) 場地副立井進風 ，王村回風立井回風 ，服務 年限約為 20年。6.2.1設計依據初期風量 ： Q1 365m3/s后期風量 ： Q2 365m3/s初期負壓 ： H1 1336Pa 后期負壓 ： H2 2434Pa 6.2.2通風機風量及負壓計算考慮通風設施漏風 、 風道局部阻力損失及通風機阻力損失 （包括進口風門 、 出口消聲器 、 連接件 、 出口風道 、 出口彎頭和卡諾損失等 ）后王村回風立井的 風量、 全壓升為 ：初期風量 ： Q1 KQ11.05 365384m3/s后期風量 ： Q2 KQ21.05 365384m3/s 初期全壓升

35、：H1 H1+ H1 1336+5031839Pa中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司176常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備后期全壓升 ：H2 H2+ H2 2434+4992933Pa式中：K 通風設備漏風系數 ，取 1.05； H 通風設施漏風 、 風道局部阻力及通風機阻力損失之和 ， 經廠家詳 細計算 ， H1503Pa，H2499Pa。通風網路特性曲線方程 ：初期：2 1839 2 2H RQ 22 Q2 0.0125 Q 23842后期 ：2 2933 2 2H RQ 22 Q2 0.0199 Q 238426.2.3設備選型根據計算的風量 、 全壓

36、升 ， 對該風井通風設備的選型進行了方案比較，詳見表 6.2-1。表 6.2-1 王村回風立井通風設備選型方案比較 表內容方案一（推薦 ）方案二通風機型號ANN-3584/1600NGAF37.5-21.1-1臺數22初期 工況點參數風 量 (m3/s)384384負 壓 (Pa)1839（全壓升 ）1536(靜壓)效 率 (%)7867葉片角度43-3軸功率 （kW）900880后期 工況點參數風 量 (m3/s)384384負 壓 (Pa)2933（全壓升 ）2634(靜壓)效 率 (%)86.984.5葉片角度472軸功率 （kW）1282.71197電動機型號異步電動機異步電動機臺數2

37、2功 率 (kW)15001600電 壓 (kV)66中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司 177轉 速 (r/min)745590機房起重機SSQ-3型手動雙梁起重機1 臺 ， 16t/16.5mSSQ-3型手動雙梁 起重機 2 臺， 16t/16.5m、 10t/13.5m投 資設備+電控費用 （萬元 ）650470.8土 建 費（萬元 ）254334.1合計（萬元 ）904804.9年運行費用（萬元 ）初期384.4375.8后期547.8511.2常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備注：投資中不包括供設備安裝費方案 一中的 ANN-3584/1600N型液

38、壓動葉可調軸流式礦井通風機是 Howden公司生產 的最新產品 ，它代 表了 90 年代末期世界通風設備先進技術 ；采用反轉反風 ，反風量 較大 ，反風時間較短 ；風機性能按國際最高標準衡量 ，無負偏差 ，曲線準確 ；結構 設計合理 ，全壓效率較高 ， 制造質量好 ， 可靠性高 ，維護量小 ； 能在現場方便地 更 換葉片 ， 對葉輪進行大中修 ，能確保備用風機的安全性 ； 主電機安裝在進風側 ，傳 動軸穿過尺寸較小的進氣箱與風機葉輪連接， 長度較短 ， 對設備基礎的要求較低 ，便于安裝 、 維護；產品配帶百葉窗式電動閘門 、 液壓站 、 潤滑油站 、 消音 器、 喘振報警裝置 、 通風測量裝置

39、等 ，成套性強 ，噪音小 ， 占地面積較少 ，易 于場地布置 ；該公司在山東威海建有獨資工廠 ，備品備件有保證 。 缺點是由于核 心部件（葉輪、 液壓站、 潤滑油站等 ）從國外進口 ，設備費較高 。方案二選用的 GAF37.5-21.1-1型液壓動葉可調軸流式通風機是 80年 代引進 TLT公司技術 ， 由上海鼓風機廠生產的 ，制造質量較好 ；可以在風機運轉過程中調節(jié)葉片 角度以適應不同時期礦井通風的需要 ，最大限度的節(jié)約能耗 ，可以在最短的時間內 測試風機性能曲線 ， 大大減少了因測試停產帶來的經濟損失 ；產品配帶消音器 、 箱式風門 、 軸承潤滑站 、 喘振報警裝置等 ，成套性強 ； 風機

40、品種規(guī)格齊全 ，可 根據需要的風量和風壓選擇效率高的風機 。 其缺點是由于主電機安裝在出風側 ， 傳動軸需穿過擴散塔與風機葉輪連接 ，其尺寸較長 ，安裝對中困難 ， 同時擴散塔較 高，為避免基礎的不均勻下沉 ，基礎處理難且工程量大 ； 風道長 ，占地面積較大 ， 土建投資較高 ； 安裝調試復雜 ，施工周期長 ， 維護量稍大 ；調節(jié)葉片反風 ， 反風功中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司178常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備率較大 ， 電機安裝功率較大 。根據建設方的要求 ，結合西坡村已有風機的實際情況 ，設計選用方案 一， 即選用 ANN-3584/1600N

41、型礦用軸流式通風機2 臺。每臺通風機配 1 臺高壓異步電動機（1500kW、 6kV、 745r/min。）工況點參數 ：初期 ：Q384m3/s H1839Pa78% 43；后期 ：Q3843m/s H2933Pa86.9% 47?？紤]到采用液壓動葉調節(jié)裝置可以在風機運轉過程中調節(jié)風量 、 負壓 ，以適 應不同時期礦井通風的需要 ，最大限度的節(jié)約能耗 ， 可以在最短的時間內測試風機 性能曲線 ，大大減少了因測試停產帶來的經濟損失 ， 所以設計采用動葉可調風 機。該通風設備不設反風道 ， 采用停機后電機反轉的方式進行反風 ，經校核 ，反風 風量大于 40%、 反風功率小于額定功率 ，反風時間小

42、于 10min，滿足有關規(guī)程的要 求。王村回風立井通風系統(tǒng)工作及反風特性曲線圖見圖6.2-1 2。通風機采用直接起動方式 。 通風機配電室 2 回 6kV電源用電纜引自王村副井工 業(yè)場地 35kV/6kV變電所 6kV不同母線段 ，一回工作 ，一 回備用 。6.2.4其它通風機設備在室內布置 ， 通風機房 配電室尺寸 （長 寬）為 36m18m7.8m18m， 主風道為鋼筋混凝土結構 ，高寬7.3m4.4。5m 為便于安裝 、 檢修 ，在通風機房 內設 16t手動雙梁起重機 1 臺。6.3 排水設備常村煤礦原排水系統(tǒng)為單水平開采直接排水系統(tǒng) ，在副立井井底 +520m 水平設主 排水泵房 ，內

43、設 200D-658離心式水泵 2 臺 （配 6kV、 680kW電動機 ）及 MD200-658 離中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司179常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓縮空氣設備心式水泵 3臺（配 6kV、 710kW電動機），沿副立井敷設 3771排1水管 2趟，排水高 度 420m。 正常涌水時 2 臺水泵并聯(lián)工作 ，2 臺備用 ，1 臺檢修 ，每臺水泵排水能力 280m3/h， 滿足全礦井排水的要求 。 在副立井井底布置有效容量為4980m3 的井底水倉， 水倉采用主 、 副水倉分別布置形式 。本次擴建工程原有排水系統(tǒng)保持不變 。 同時為滿足 +470m水

44、平排水的要求 ， 在 +470m東翼輔助運輸大巷與 +470m北翼輔助運輸大巷交岔處新增 1個主排水泵房 ，同時 布置相應的主 、 副水倉 。 該泵房排水設備將整個 +470m 水平涌水用排水管路沿主斜井井底聯(lián)絡+470m水平北翼輔助運輸大巷 、 +470m 水平東翼輔助運輸大巷 、巷、主斜井排至工業(yè)場地地面水處理站6.3.1設計依據井口標高 ：+938.8m排水水平標高 ：+470m正常涌水量 ：300m3/h最大涌水量 ：500m3/h排水管路全長 ：4500m排水垂高 ：468.8m地面礦井水處理站與井口的高差0m地面礦井水處理站與井口的距離350m6.3.2設備選型工作泵的排水能力應滿足 ：Q1.2 正Q常1.2 300360m3/hQmax1.2最Q大1.2 500600m3/h水泵揚程為吸水高度 、 排水高度及管道阻力損失之和， 方案 比較見 表方案 一 選根據所 需的水泵 排水能力 的要求 ，本設計考慮 了兩個方案6.3-1。從表 中可以看出 ，兩個方案的排水能力都能滿足礦井排水的要求用 PJ200B7 型離心泵是 上海第 一水泵廠引進英國技術制造的耐磨高揚程多級離心中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司180常村煤礦擴建工程初步設計第六章 提升、 通風、 排水和壓