寧夏棗泉煤礦初步設(shè)計(jì)第六章提升通風(fēng)排水及壓縮空氣和制氮設(shè)備

1、第六章 提升、通風(fēng)、排水及壓縮空氣和制氮設(shè)備第一節(jié) 提升設(shè)備一、提升方式本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 5.0Mt/a ，采用斜井開拓方式， 移交及達(dá)到 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)東井生產(chǎn)，主要開采水平為 +950.0m。東井的主、副井 井口標(biāo)高均為 1353.0 ，井底標(biāo)高均為 950.0 。主井采用帶式輸 送機(jī)提升，副井采用單繩纏繞式提升機(jī)提升。主井擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭 提升任務(wù)，副井擔(dān)負(fù)全礦井人員、矸石、設(shè)備及材料等升降任務(wù)，并 滿足整體升降大型綜采設(shè)備、液壓支架等任務(wù)。二、主斜井提升設(shè)備主斜井井筒斜長(zhǎng) 1378.4m，傾角 17°。經(jīng)過多方案的比較，在主 斜井中布置一條強(qiáng)力膠帶帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)的斜長(zhǎng)

2、為1395m。具體設(shè)備選型如下：（一）基本參數(shù)的確定帶式輸送機(jī)的布置形式見圖 6-1-1。由于本礦開拓方式為斜井開拓，主斜井兼作投產(chǎn)采區(qū)上山，為了實(shí)現(xiàn)提前出煤，主斜井帶式輸送 機(jī)先安裝一部分，滿足投產(chǎn)工作面的要求，然后隨采區(qū)的遞增，延長(zhǎng) 帶式輸送機(jī)的長(zhǎng)度，因此帶式輸送機(jī)的拉緊裝置布置在井口房?jī)?nèi)，有 利于帶式輸送機(jī)的延長(zhǎng)。 帶式輸送機(jī)的最終長(zhǎng)度為 1360m，傾角 17°。1、輸送能力的確定礦井布置兩個(gè)高產(chǎn)高效綜采工作面，工作面來煤通過溜煤眼進(jìn)入主斜井帶式輸送機(jī)。根據(jù)高產(chǎn)高效礦井工作面生產(chǎn)能力大的特點(diǎn)，綜 合考慮各種生產(chǎn)因素和工作面的峰值煤量，主斜井帶式輸送機(jī)輸送能 力確定為 2500

3、t/h。2、初定設(shè)計(jì)參數(shù) 根據(jù)寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司棗泉煤礦可行性研究中對(duì)主 斜井帶式輸送機(jī)的方案比較結(jié)果，本帶式輸送機(jī)帶寬B=1600m，m 帶速V=4.9m/s。上托輥間距 ao=1.2m，下托輥間距 au=3.0m，上下托輥輥徑 159mm，軸承型號(hào)為 308，輥徑 d=40mm。3、由帶速、帶寬驗(yàn)算輸送能力Q 3.6Svk式中： k傾斜系數(shù)， k 0.89 0.85 0.89 17 16 0.87 ；18 16S輸送帶上物料的最大橫截面， S=0.3942 ；v 輸送機(jī)的帶速，帶速不變， v=4.9m/s； 物料松散密度， =900kg/m3；Q 3.6 0.3942 4.9 0.8

4、7 900 5445t / h >2500t/h，滿足要求。按照煤的最大粒度校核膠帶寬度B 2dmax 200 2 300 200 800mm式中： dmax煤的最大粒度， mm。由此可以看出， 帶式輸送機(jī)的帶速、 帶寬能滿足輸送能力的要求。4、驅(qū)動(dòng)力和所需傳動(dòng)功率計(jì)算驅(qū)動(dòng)圓周力： Fu=F1+F2+F3+F'式中： F1=(qRO+qG+qB)fLg ；上分支運(yùn)行阻力；F2=(qRU +qB)fLg ；下分支運(yùn)行阻力；F3= qGHg；物料提升阻力；F'特種阻力，根據(jù)計(jì)算 F'=13.1kN；qRO= n qRO 3 14.44 36.1kg/m，承載分支托輥每

5、米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì) ao1.2量；qRU= n qRU 1 34.96 11.65kg/ m ，回程分支托輥每米長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)部分質(zhì) aU3量；暫定膠帶為 ST5000 阻燃型鋼絲繩芯，其中 qB=92.80kg/m，每米長(zhǎng)輸送帶的質(zhì)量； qG= Q 2500 141.72kg / m ，每米長(zhǎng)輸送物料的質(zhì)量；3.6 v 3.6 4.9g重力加速度， g=9.81m/s2；f 模擬摩擦系數(shù)， f=0.03；L輸送機(jī)水平長(zhǎng)度， L=1300.6m；H物料提升高度， H=397.63m。經(jīng)計(jì)算： F1=103.6kN，F(xiàn)2=40.0kN， F3=552.8kN。 驅(qū)動(dòng)圓周力： FU=103.6+40.0+55

6、2.8+13.1=709.5kN。 傳動(dòng)功率計(jì)算：傳動(dòng)滾筒軸功率 PA=Fu v 3477kW 。 4、輸送機(jī)膠帶張力的計(jì)算 在進(jìn)行膠帶張力計(jì)算時(shí)，暫不考慮特種和附加阻力，即繞入繞出 改向滾筒的張力相同。為了限制輸送帶在兩組承載托輥間的下垂度，作用在輸送帶上任 意一點(diǎn)的張力必須大于最小張力 Fmin承載分支：ao qB qG g8h/a max1.2 92.8 141.72 9.8 34474N 34.47kN8 0.01回程分支：auqBg8h/a max3 92.8 9.8 34104N8 0.0134.1kN（h/a） max輸送帶許用的最大垂度， （ h/a）max=0.01；其它符號(hào)

7、同前。采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)， 功率配比 2:1，P1、P2 分別為驅(qū)動(dòng)滾筒的圓周力，P1 = 2xFu =473kN；P2= Fu =236.5kN；1、2分別為驅(qū)動(dòng)滾筒的圍包角，331=180°， 2=210°；為輸送帶與傳動(dòng)滾筒的摩擦系數(shù)， =0.3S3=S4>Fmin=34.47kN，取 S3=S4=37.5kN。S1=S4+F1+F3+qBHgS1-2=S1-P1=1056-473=583kNS2=S1-2-P2=583-236.5=346.5kNS1 1056S1 2 5831.81 e 1 2.56S1 583 1.68 e 2 3.00S1 2 346.5上式

8、中： e尤拉系數(shù)。 根據(jù)以上計(jì)算可知滿足不打滑要求。因此輸送機(jī)膠帶的最大張力Smax=1056kN。膠帶的安全系數(shù) n=7.58，所以選用 ST5000 型阻燃型鋼 絲繩芯膠帶滿足設(shè)計(jì)要求。5、電機(jī)功率的計(jì)算及驅(qū)動(dòng)裝置選型N=KPA=1.3x3477=4520kW式中： N電動(dòng)機(jī)總功率：K電動(dòng)機(jī)功率系數(shù)， K=1.251.4，取 K=1.3 ；其它符號(hào)同前。根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置的布置，選用 3 臺(tái) 1600kW 的電動(dòng)機(jī)，功率配比為 2:1 的雙滾筒驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y630-4，功率 1600kW，電壓等級(jí)為 10kV ，共三臺(tái)；根據(jù)可行性研究報(bào)告的方案比較， 減速器裝置選用 CST 系統(tǒng)，型號(hào)

9、CST1950K，速比為 28.6，共三臺(tái)。具體布置見地面生產(chǎn)系 統(tǒng) -剖面圖( C1379-430-01)。(二)主斜井帶式輸送機(jī)電控設(shè)備根據(jù)設(shè)備選型情況，東主斜井帶式輸送機(jī)，由 3臺(tái) 1600kW交流電 機(jī) 配 帶 CST 軟 啟 動(dòng) 裝 置 拖 動(dòng) 。 為 滿 足 礦 山 電 力 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 (GB50070-94) 、煤礦安全規(guī)程 (2001) 和礦井自動(dòng)化調(diào)度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 要求，東主斜井驅(qū)動(dòng)機(jī)房的電控設(shè)備 , 采用 PLC控制 CST系統(tǒng) , 并設(shè) 置上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)。1、系統(tǒng)主要設(shè)備：高壓配電設(shè)備，由具有雙回路電纜下進(jìn)線兼 PT、電動(dòng)機(jī)出線和 聯(lián)絡(luò)的 KYN28-12型中置式成套開關(guān)

10、柜組成，具有電壓、電流測(cè)量，失 壓、過流、進(jìn)線聯(lián)鎖以及電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。低壓配電設(shè)備，由具有雙回路電纜下進(jìn)線、配電及MCC出線和聯(lián)絡(luò)的 GCY型抽屜式成套開關(guān)柜組成，為 CST控制電源、給煤機(jī)、機(jī)房檢修和照明等提供電源。為保證東主斜井帶式輸送機(jī)長(zhǎng)期安全運(yùn)行，減少故障率，電控 系統(tǒng)采用 PLC控制方式。控制部分：采用 S7系列可編程控制器 (PLC) ， 保證控制的可靠性；保護(hù)部分：采用 KJ2002A 系統(tǒng)，對(duì)東主斜井帶 式輸送機(jī)、給煤機(jī)等設(shè)置的傳感器的狀態(tài)進(jìn)行采樣和監(jiān)測(cè)，通過系統(tǒng) 控制功能， 將故障信號(hào)傳輸給 PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)東主斜井帶式輸送機(jī)、 給煤 機(jī)等的起?？刂萍熬o急閉鎖、二級(jí)跑偏、膠帶打滑

11、、縱向撕裂、溫度、 煙霧、電機(jī)故障等信號(hào)的顯示、分析和報(bào)警功能；監(jiān)控部分：采用 P4 系列工控計(jì)算機(jī)作為上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，具有東主斜井帶式輸送機(jī)信 號(hào)顯示、系統(tǒng)保護(hù)、故障自診斷、控制系統(tǒng)狀態(tài)、高低壓電源回路等 實(shí)時(shí)顯示以及報(bào)表打印功能，便于事故的預(yù)測(cè)和分析處理，保證輸送 機(jī)安全可靠的運(yùn)行。 監(jiān)控計(jì)算機(jī)還具有直通礦井調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的 TCP/IP 以 態(tài)網(wǎng)通信接口，能與礦井調(diào)度中心計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況及 有關(guān)參數(shù)及時(shí)傳遞給中央調(diào)度室 , 通過礦井調(diào)度網(wǎng)絡(luò)， 相關(guān)人員能及時(shí) 了解新主斜井帶式輸送機(jī)情況。東主斜井帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)，有手動(dòng) / 集中兩種操作方式，手動(dòng) 方式在就地操作箱上進(jìn)行；集中方式

12、，通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。2、電源主斜井驅(qū)動(dòng)機(jī)房的高、 低壓電源均直接引自變電所， 均以雙回路電 纜供電。三、副斜井提升設(shè)備(一)設(shè)計(jì)依據(jù)礦井年產(chǎn)量： 5.0 Mt/a ； 井口標(biāo)高： 1353.0 m ； 井底標(biāo)高： +950.0 m ； 井筒傾角： 19°； 井筒斜長(zhǎng)： 1238 m； 矸石量： 200t/d ； 最大班下井人數(shù)： 95 人； 錨桿、網(wǎng)、鋼帶： 11t/d ； 坑木：13 m/d； 水泥、砂石： 40t/d/ 班； 運(yùn)送設(shè)備： 1 次/ 班； 其它：2 次/ 班； 最大件質(zhì)量： 30000 kg ； 平板車質(zhì)量： 2500 kg。(二)設(shè)備選型計(jì)算1、提升容器選擇 本

13、礦副斜井采用串車提升方式，提升矸石、下放材料等采用 MGC1.79 型、 1.5t 、900mm軌距固定式礦車，礦車質(zhì)量 980kg，載重 1.5t ，載矸石 2.7t 。升降人員時(shí)采用 XRB20S-9/6型，帶離心式限速器 的 20 人座斜巷人車，每節(jié)車廂載人 20 位，頭車自重 2500kg，掛車自 重 1500kg。每次提升 4輛礦車或 4輛人車( 2頭車，2 掛車)。 2、鋼絲繩選擇及校核a. 提升系統(tǒng)見圖 6-1-2 。b. 提升距離：提人車： Ht 1=1238(m)提礦車： Ht 2=1278(m)c. 繩端荷重：提人： Q d 人=4621(kg) 提礦車： Qd 車=500

14、1(kg) 提大件： Qdw=11042(kg)d. 鋼絲繩允許最小安全系數(shù)： 提人： m人=9 提礦車： m車 =7.5 提大件： m大件 =7.5e. 提升鋼絲繩選擇：提升鋼絲繩選用 40NAT6V×37S+FC1670ZS型鋼絲繩，主要技術(shù)參 數(shù)：繩徑： d=40mm鋼, 絲繩單位長(zhǎng)度質(zhì)量為 Pk=6.8kg/m ，最小鋼絲破斷 拉力總和為 Q=1010×1.177kN。f. 鋼絲繩安全系數(shù)校核： 鋼絲繩安全系數(shù)：提人 m 人 = 13 > 9提礦車 m 車 = 12.5 > 7.5 提大件 m 物大件 = 7.7 > 7.5 所選鋼絲繩滿足煤礦安全

15、規(guī)程要求。3、提升機(jī)選型及校核a. 按鋼絲繩直徑計(jì)算 D80×40=3200(mm)b. 提升機(jī)選擇提升機(jī)選用 JK-3.5/30E 型單繩纏繞式提升機(jī) 1 臺(tái)(非標(biāo)設(shè)計(jì))， 其主要技術(shù)參數(shù)如下：滾筒直徑 D=3500 mm 滾筒寬度 B=2650 mm 最大靜張力 Fj max=170 kN 提升機(jī)旋轉(zhuǎn)部分變位質(zhì)量 Gj=30000kg 減速比 i=30提升速度 V=3.97 m/s (升降大件時(shí)減速運(yùn)行， V=2.5 m/s)c. 天輪選擇天輪選用 TSG3000/20 型井上固定式天輪，其主要技術(shù)參數(shù)如下：天輪直徑 Dt=3000 mm天輪變位質(zhì)量 Gt=781 kgd. 提升

16、機(jī)校核實(shí)際最大靜張力提人時(shí) F j 人=91.333 kN <170 kN提礦車時(shí) Fj 車=95.059 kN <170 kN提大件時(shí) Fj 大件=154.319 kN <170 kN直徑比D/d 87.5 > 80Dt/d 75 >60提升機(jī)纏繩寬度B 2619 mm > 2650 mm所選提升機(jī)滿足要求。4、電動(dòng)機(jī)選型電動(dòng)機(jī)選用 ZDU-172-1B型直流電動(dòng)機(jī) 1 臺(tái)，主要技術(shù)參數(shù)如下：額定功率 N=550 kW額定電壓 V=440660 V額定轉(zhuǎn)速 n=400 700 r/min過載系數(shù) =2.0效率=91.8 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 GD225、提升系統(tǒng)

17、計(jì)算提升系統(tǒng)見圖 6-1-2 。a. 提升距離：提人車： Ht1=1238(m)提礦車： Ht2=1278(m)b. 井架（天輪中心）高度Hj=6 （m）c. 鋼絲繩內(nèi)、外偏角 內(nèi)= 外 =1°12 46、提升運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算a. 提升速度：正常提升時(shí)： V=3.97（m/s）（電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=650 r/min ） 升降大件時(shí)： V=2.5（ m/s） （電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=410 r/min ）b. 提人員時(shí)的提升速度圖見圖 6-1-3 。c. 提矸石時(shí)的提升速度圖見圖 6-1-4 。d. 提升最大件時(shí)的速度圖見圖 6-1-5 。e. 一次提升循環(huán)時(shí)間提人時(shí)： T 人 =699.6 （s） 提

18、礦車時(shí)： T 車=769.2 （s）7、最大班作業(yè)時(shí)間計(jì)算 最大班工人下井時(shí)間為 23.3min 。最大班作業(yè)時(shí)間為 4.912h 。 最大班作業(yè)時(shí)間平衡表見表 6-1-1 。8、提升動(dòng)力學(xué)計(jì)算 提升人員時(shí)提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 M 人=67261kg；提矸石時(shí)提升系 統(tǒng)總變位質(zhì)量 M矸 =68379kg；提升最大件時(shí)提升系統(tǒng)總變位質(zhì)量 M大 =86159kg。提升人員力圖見圖 6-1-3 。提升矸石力圖見圖 6-1-4 。 提升最大件力圖見圖 6-1-5 。9、電動(dòng)機(jī)校核 電動(dòng)機(jī)校核以提升系統(tǒng)所需電動(dòng)機(jī)最大功率的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行，本系統(tǒng)以提升最大件時(shí)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)校核F2t=1.383 ×10

19、13(N2s)等效時(shí)間：Td=524(s)等效力：Fd= F 2t/Td =162455(N)等效功率：Nd= 477.8(kW)<550kW過負(fù)荷校驗(yàn)= Fmax /Fe =1.16 < 1.6所選電動(dòng)機(jī)符合要求。10、輔助設(shè)備提升機(jī)房設(shè)置 QD型、起重量 20/5t ，跨度 14m的手動(dòng)雙梁橋式起 重機(jī) 1 臺(tái)，以便提升設(shè)備的安裝檢修使用。(三)電控設(shè)備根據(jù)提升設(shè)備選型情況、礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB50070-94)和煤 礦安全規(guī)程 (2001 版)要求及可研報(bào)告批準(zhǔn)的電氣傳動(dòng)方案，副斜井 提升機(jī)的電氣傳動(dòng)設(shè)備，采用電樞換向 12 脈動(dòng)順序控制 SCR-D 供電 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)

20、調(diào)速、高效運(yùn)行。1、系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù) 按直流電機(jī) 550kW，440660V ，過載倍數(shù) >2，提供全數(shù)字礦 井提升機(jī)直流電控設(shè)備。 采用電樞可逆 12 脈動(dòng)順序控制晶閘管供電系統(tǒng)。 裝置的過載能力與電機(jī)的過載能力相當(dāng)。 負(fù)載變化為 -120%0 +120%額定負(fù)載時(shí)，裝置滿足四象限運(yùn) 行要求。 裝置的功率因數(shù)不低于 0.80。 裝置產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)的影響 ,在國(guó)家電力行業(yè)和當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的允許范圍內(nèi)。 具有直通礦井調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的 TCP/IP 以態(tài)網(wǎng)通信接口。2、系統(tǒng)主要設(shè)備 高壓配電設(shè)備，由具有雙回路電纜下進(jìn)線、變壓器出線、聯(lián)絡(luò) 的成套開關(guān)柜組成，具有電壓、電流測(cè)量，失壓、過流、進(jìn)線聯(lián)鎖以

21、 及電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)電樞回路的整流變壓器，采用干式變壓器 （帶測(cè)溫裝置 ）， 初級(jí)和次級(jí)繞組間加一層靜電屏蔽層，且該屏蔽層應(yīng)接地，高壓側(cè)± 2 × 2.5%，五檔，無載調(diào)壓。選用 500kVA, -12/-12 和 500kVA, -12/Y-11 的干式整流變壓器各 1 臺(tái)。變流設(shè)備的功率組件，采用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)可控硅。 為保證提升機(jī)長(zhǎng)期安全運(yùn)行，減少故障率，電控系統(tǒng)采用全數(shù) 字控制方式。控制部分：采用雙 PLC 熱備用冗余控制， 其中主控 PLC 采用 S7-400 可編程控制器，保證提升控制的可靠性；調(diào)節(jié)部分：采 用西門子 SIMOREG 計(jì)算機(jī)直流調(diào)節(jié)裝置為核心

22、的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可靠性 高，調(diào)整方便；監(jiān)控部分：采用 P4 系列工控計(jì)算機(jī)作為上位監(jiān)控計(jì) 算機(jī)，具有提升信號(hào)顯示系統(tǒng)、提升保護(hù)、綜合后備保護(hù)、故障自診 斷、行程、速度圖、開車準(zhǔn)備狀態(tài)，控制系統(tǒng)狀態(tài)、高低壓電源回路、 直流主回路、安全回路等實(shí)時(shí)顯示以及報(bào)表打印功能，便于事故的預(yù) 測(cè)和分析處理，保證提升機(jī)安全可靠的運(yùn)行。監(jiān)控計(jì)算機(jī)能與礦井調(diào) 度中心計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況及有關(guān)參數(shù)及時(shí)傳遞給中央調(diào) 度室,通過礦井調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)人員能及時(shí)了解提升情況。提升機(jī)控制系統(tǒng)有手動(dòng) /半自動(dòng) / 低速檢查井筒及鋼絲繩 / 低速下放 大型設(shè)備或長(zhǎng)材料等四種操作方式。低速檢查井筒及鋼絲繩 /低速下放 大型設(shè)備或長(zhǎng)

23、材料兩種操作方式，為手動(dòng)低速運(yùn)行控制。為保證礦井安全生產(chǎn)的可靠性，因種種原因主控 PLC 退出時(shí)，經(jīng) 操作轉(zhuǎn)換開關(guān)，提升機(jī)可由輔控 PLC 控制滿載減速運(yùn)行?？紤]煤礦實(shí) 際，在雙 PLC 事故狀態(tài)下，系統(tǒng)能轉(zhuǎn)入繼電器方式臨時(shí)應(yīng)急開車。此外，當(dāng)整流柜或整流變壓器一組事故時(shí)，通過方式轉(zhuǎn)換柜，可 將其脫離系統(tǒng)，提升機(jī)可在降低功率下滿載半速運(yùn)行，以保證礦井生 產(chǎn)。在主電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)回路，設(shè)置有變頻調(diào)速裝置，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)主電 動(dòng)機(jī)發(fā)熱情況、環(huán)境溫度、季節(jié)變化等因素，自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng) 量，避免機(jī)械調(diào)風(fēng)方式對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備的沖擊，提高風(fēng)機(jī)設(shè)備壽命，同時(shí) 節(jié)能能源。3、電源 提升機(jī)房的高、低壓電源均引自礦井變電所，

24、均以雙回路電纜供 電。第二節(jié) 通風(fēng)設(shè)備本礦井為低瓦斯礦井，各開采煤層均屬容易自燃煤層，根據(jù)礦井 開拓布置，通風(fēng)系統(tǒng)采用中央并列抽出式通風(fēng)，主、副斜井進(jìn)風(fēng)，專 用斜風(fēng)井回風(fēng)。一、設(shè)計(jì)依據(jù)1、礦井所需風(fēng)量通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期均為 110/s。2、礦井所需負(fù)壓通風(fēng)容易時(shí)期為 555.7Pa；通風(fēng)困難時(shí)期為 1236.5Pa。3、通風(fēng)設(shè)備設(shè)置 本礦井采用機(jī)械通風(fēng)，在地面工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)設(shè)有回風(fēng)井，其出口處 設(shè)置通風(fēng)機(jī)。本礦進(jìn) 風(fēng)主、副井和回風(fēng)井井口標(biāo)高均為 +1353.0m，井底 車場(chǎng)標(biāo)高為 +950.0m。二、通風(fēng)設(shè)備方案 根據(jù)礦井通風(fēng)要求，設(shè)計(jì)對(duì)離心式和軸流式通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行了分析 比較，離心式通風(fēng)機(jī)雖然

25、具有全壓效率高，噪音小，設(shè)備投資少的優(yōu) 點(diǎn)，但存在占地面積大，土建工程量大，需建返風(fēng)道，反風(fēng)繁瑣，系 統(tǒng)總投資高，動(dòng)壓損失大，運(yùn)行電耗高，綜合運(yùn)營(yíng)費(fèi)用多等缺點(diǎn)，因 此設(shè)計(jì)不予推薦。對(duì)于軸流式通風(fēng)設(shè)備，根據(jù)礦井所需的風(fēng)量和負(fù)壓，通風(fēng)機(jī)的計(jì) 算風(fēng)量和負(fù)壓分別為：1.1 × 110=121（ 3/s ）易555.7+100+150=805.7（Pa）難 1236.5+100+150=1486.5 （Pa） 考慮通風(fēng)設(shè)施漏風(fēng)和各種阻力損失后，設(shè)計(jì)對(duì)適宜本礦井的多種 風(fēng)機(jī)進(jìn)行了方案比較，詳見表 6-2-1 礦井通風(fēng)設(shè)備方案比較表。方案一選用的 BDK型風(fēng)機(jī)為高效、節(jié)能、低噪音煤礦專用防爆軸 流

26、式通風(fēng)機(jī)，是行業(yè)節(jié)能站推廣產(chǎn)品。目前該風(fēng)機(jī)已在國(guó)內(nèi)礦井得到 大量應(yīng)用，其兩級(jí)葉輪既是工作輪又互為導(dǎo)葉，減少了能量損失，提 高了風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率（最高靜壓效率可達(dá) 90%），且高效區(qū)域?qū)拸V，任何 阻力下均可穩(wěn)定運(yùn)行；設(shè)有穩(wěn)流裝置使性能曲線無駝峰，有效地消除 了喘振；可用一臺(tái)電機(jī)帶單級(jí)葉輪運(yùn)行，以適應(yīng)礦井不同時(shí)期的通風(fēng) 要求，避免大馬拉小車現(xiàn)象；該風(fēng)機(jī)配帶風(fēng)門、消音器、擴(kuò)散筒，安 裝簡(jiǎn)單、施工周期短，維護(hù)工作量?。伙L(fēng)機(jī)能反轉(zhuǎn)反風(fēng)，不需設(shè)返風(fēng)東風(fēng)井通風(fēng)設(shè)備方案比較表表 6-2-1項(xiàng)目單位方案 一方案二方案三通風(fēng)機(jī)型號(hào)BDK-8- 242臺(tái)2K56-1302臺(tái)ANN-2250/900N2臺(tái)電動(dòng)機(jī) 型號(hào)及規(guī)

27、格YBFe系列電 機(jī) 2×132kWY系列電機(jī)160kW/250kWY系列電機(jī)185kW/280kW通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式葉片角葉片角葉片角通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行工況通 風(fēng) 容 易 期風(fēng)量3/s121121121負(fù)壓Pa805.7801821效率837477轉(zhuǎn)速r/min625500990葉片角（前導(dǎo)葉）度383343軸功率kW117.46130.97129.01年電耗kWh/a117.73×104131.27 ×104129.30 ×104通 風(fēng) 困 難 期風(fēng)量3/121121121負(fù)壓Pa1486.514831503效率838287轉(zhuǎn)速r/min740500990葉片

28、角（前導(dǎo)葉）度37.536.548.5軸功率kW216.71218.83209.04年電耗kWh/a4217.21×1044219.33 ×1044209.52 ×104投資（設(shè)備費(fèi)+ 土建費(fèi)）萬元170223488綜合營(yíng)運(yùn)費(fèi)（易期/難期）萬元 /a68.66/118.478.48/122.5193.11/132.87注：電費(fèi)取 0.5元/ kWh。道，土建工程量??；設(shè)備振動(dòng)小，不需設(shè)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，風(fēng)機(jī)和擴(kuò)散器均 安裝在軌道上，即可長(zhǎng)期運(yùn)行，系統(tǒng)總投資少，年電耗省，運(yùn)行費(fèi)用 低。方案二選用的 2K56型軸流式通風(fēng)機(jī)， 是沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠專門為煤礦 設(shè)計(jì)制造的軸流式通風(fēng)機(jī)，

29、可直接反轉(zhuǎn)返風(fēng)，不需要調(diào)整風(fēng)機(jī)任何裝 置，為了跟蹤監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)情況，軸承座上配有測(cè)振用底座，還可 以配套供應(yīng)測(cè)振儀，但該方案需建風(fēng)機(jī)房、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和擴(kuò)散塔等，風(fēng) 道較長(zhǎng)，占地面積較大，安裝調(diào)試復(fù)雜，中間軸太長(zhǎng)易變形，施工周 期長(zhǎng)，配套設(shè)備多，維護(hù)量較大；總投資較高，綜合營(yíng)運(yùn)費(fèi)也高，故 設(shè)計(jì)不予推薦。方案三選用的 ANN 型軸流式礦井通風(fēng)機(jī)是引進(jìn) Howden 公司的新 產(chǎn)品，代表著世界通風(fēng)設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)，其性能曲線準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 合理，靜壓效率高，制造質(zhì)量好，所有葉片都單獨(dú)進(jìn)行了精確平衡， 葉片互換性好；設(shè)有防喘振環(huán)，有效地防止了風(fēng)機(jī)喘振；該風(fēng)機(jī)維護(hù) 量小，噪音低，風(fēng)機(jī)、風(fēng)門采用微機(jī)自動(dòng)控制，

30、風(fēng)機(jī)可在葉片零角度 下起動(dòng)，起動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)態(tài)下能根據(jù)礦井通風(fēng)需要自動(dòng)調(diào)整葉片角度， 并配帶消音器、轉(zhuǎn)換風(fēng)門及成套電氣控制檢測(cè)設(shè)備等，自動(dòng)化程度高， 可倒轉(zhuǎn)反風(fēng)，反風(fēng)風(fēng)量大，時(shí)間短，但該設(shè)備投資大，土建費(fèi)用較高， 總投資多，目前國(guó)內(nèi)煤礦使用還較少，故本設(shè)計(jì)也不予推薦。此外，還考慮了 GAF 型風(fēng)機(jī)方案，該風(fēng)機(jī)為停車動(dòng)葉可調(diào)軸流式 通風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)葉片角度方便，其靜壓效率也較高，但該風(fēng)機(jī)初期投資 較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需建通風(fēng)機(jī)房，土建費(fèi)用多，占地面積較大，配套 設(shè)備多，總投資較高，安裝調(diào)試復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)，維護(hù)量較大，高 效區(qū)較窄，適應(yīng)范圍小，年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高，且在實(shí)際使用中，時(shí)有喘振 現(xiàn)象發(fā)生，因此設(shè)計(jì)不予推

31、薦。經(jīng)以上多方案比較可以看出， 方案三選用的通風(fēng)設(shè)備技術(shù)最先進(jìn)， 自動(dòng)化水平最高，年電耗?。环桨敢凰x用的通風(fēng)設(shè)備投資最少，綜 合運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最低。經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，設(shè)計(jì)推薦靜壓效率較高，高 效區(qū)域?qū)拸V，土建費(fèi)用省、系統(tǒng)總投資最少，綜合運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最低的方 案一作為本礦東井通風(fēng)設(shè)備方案。為了提高自動(dòng)化程度，設(shè)計(jì)增加了 變頻調(diào)速和自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。三、通風(fēng)設(shè)備選型 根據(jù)通風(fēng)設(shè)備選型方案和通風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)量和負(fù)壓，本礦井通風(fēng) 設(shè)備選用 BDK-8-24 型對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)臺(tái)，其中臺(tái)工作，臺(tái) 備用。每臺(tái)通風(fēng)機(jī)配用 YBFe-8 型專用防爆電動(dòng)機(jī)臺(tái)，電機(jī)容量為 2 × 132kW，電壓為 380。通風(fēng)系

32、統(tǒng)運(yùn)行工況見表 6-2-1 。通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行特性曲線見圖 6-2-1 和圖 6-2-2 。通風(fēng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)容量校驗(yàn) : 由于本礦井通風(fēng)設(shè)備離變壓器較近，所配電動(dòng)機(jī)容量較小，又采 用變頻調(diào)速控制，實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)容量能夠滿足風(fēng)機(jī)正常起動(dòng)要 求。四、通風(fēng)機(jī)供配電與控制根據(jù)通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型情況、礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB50070-94) 和煤礦安全規(guī)程 (2001)要求，東風(fēng)井通風(fēng)機(jī)房的低壓電源，均以雙 回路電纜供電，其中一回工作，一回備用。電源直接引自礦井變電所。在風(fēng)機(jī)主電機(jī)回路，設(shè)置有變頻調(diào)速裝置。現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)礦井所需 風(fēng)量、負(fù)壓等情況，自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量，避免機(jī)械調(diào)風(fēng)方式對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備的沖擊，提高風(fēng)

33、機(jī)設(shè)備壽命，同時(shí)可以節(jié)能能源，一年內(nèi)即可收 回變頻調(diào)速裝置的投資。通風(fēng)機(jī)房的低壓配電設(shè)備，選用 GCY型抽屜式成套開關(guān)柜。通風(fēng) 機(jī)電機(jī)采用變頻調(diào)速起動(dòng)，并能通過反轉(zhuǎn)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。系統(tǒng)設(shè)置有 P4系列工控計(jì)算機(jī)作為上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，具有故障自 診斷、流量、負(fù)壓、通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況、風(fēng)門狀態(tài)等通風(fēng)參數(shù)、控制系 統(tǒng)狀態(tài)、低壓電源回路等的連續(xù)實(shí)時(shí)顯示以及報(bào)表打印功能，便于通 風(fēng)系統(tǒng)的測(cè)示和通風(fēng)事故的預(yù)測(cè)及分析處理，保證通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全 可靠性，同時(shí)，為礦井的通風(fēng)調(diào)度提供了條件。監(jiān)控計(jì)算機(jī)與礦井調(diào) 度中心計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)后，通過礦井調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)人員能及時(shí)了解通風(fēng) 機(jī)房情況。通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)有手動(dòng) / 集中兩種操作方

34、式， 手動(dòng)方式在配電柜上 直接操作；集中方式，通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。五、通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)反風(fēng)1、反風(fēng)設(shè)施 通風(fēng)系統(tǒng)的反風(fēng)是通過通風(fēng)設(shè)備斷電制動(dòng)停機(jī)后，電機(jī)反轉(zhuǎn)再配 合風(fēng)門進(jìn)行反風(fēng)。2、反風(fēng)校驗(yàn) 根據(jù)風(fēng)機(jī)的反風(fēng)特性曲線和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力曲線，可得知風(fēng)機(jī)反風(fēng) 時(shí)的工況，見圖 6-2-3。反風(fēng)時(shí)電動(dòng)機(jī)容量校驗(yàn)：通風(fēng)容易時(shí)期：通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力方程為 H1=0.055Q12，在東井 BDK-8- 24 風(fēng)機(jī)的反風(fēng)特性曲線上作阻力曲線，可知反風(fēng)時(shí)風(fēng)量 Q 反1=106 s， 負(fù)壓 H 反 1=624Pa， 效率反1=40， 軸功率N 反 1=165.25（kW ）2×132kW。通風(fēng)困難時(shí)期：通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力方程為

35、H2=0.1015Q22 ，在東井BDK-6- 24 風(fēng)機(jī)的反風(fēng)特性曲線上作阻力曲線，可知反風(fēng)時(shí)風(fēng)量 Q 反 2=83 s， 負(fù)壓 H 反 2=711.6 Pa， 效率反 2=40， 軸功率 N 反 2=147.66（kW ）2×132kW。東井各個(gè)時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)風(fēng)量均大于 40%的正常風(fēng)量，反風(fēng)時(shí) 間小于 10min。所選通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)容量滿足反風(fēng)要求。第三節(jié) 排水設(shè)備一、設(shè)計(jì)依據(jù)本礦井在東副斜井井下 +950.0m大巷水平設(shè)置主排水泵房。 本礦井井下正常涌水量 239m3/h ，最大涌水量 359m3/h 。 排水管路沿東回風(fēng)斜井敷設(shè)，其井口標(biāo)高為 1353.0 ，井筒傾 角

36、18°向下，見煤后沿煤層布置，長(zhǎng)度 1322m左右，經(jīng)管子道至副斜 井井底主排水泵房。井下水需經(jīng)處理后作為礦井生產(chǎn)用水，水處理需增加揚(yáng)程 8m。 排水總垂高 411m。二、排水方案比選 根據(jù)礦井涌水量和所需總排水高度，采用通過鑒定的礦井排水 設(shè)備選型優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算程序 ，選出了適合本礦井的排水設(shè)備方案四 個(gè)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表 6-3-1 。根據(jù)表 6-3-1 可知：方案三 D155-67×7 為清水泵，配套電動(dòng)機(jī)容 量小，但水泵臺(tái)數(shù)多，且所配電動(dòng)機(jī)為高速電動(dòng)機(jī)，還需另配潤(rùn)滑油 站，系統(tǒng)復(fù)雜，維修工程量大，高速運(yùn)行使得水泵磨損快，噪音大，排水設(shè)備選型方案表表 6-3-1內(nèi)容單

37、 位技術(shù)參數(shù)方案一方案二方案三方案四設(shè)計(jì)依據(jù)礦井正常涌水量m3/h239礦井最大涌水量m3/h359排水垂高m411排 水 設(shè) 備水泵型號(hào)MD280-×658（改）MD280-65×7D155-67 × 7PJ150-65×7水泵臺(tái)數(shù)臺(tái)3555電機(jī)型號(hào)YB 型、4 極YB 型、4 極YB 型、2 極YB 型、4 極電機(jī)參數(shù)10kV,630kW10kV,560kW10kV,355kW10kV,560kW排水管路2-D273 ×83-D273×83- D219 ×73-D273 × 8正 常 涌 水 期 工 況水泵臺(tái)數(shù)

38、臺(tái)1222排水管工作趟數(shù)1222流量m3/h300274.9159.56262.16揚(yáng)程m465.08457.92461.53459效率%75.375.9174.1273.77吸程m6.316.075.347.1軸功率kW504.92460.63275.93453.09日排水時(shí)間h/d19.1210.4317.9610.93最 大 涌 水 期 工 況水泵臺(tái)數(shù)臺(tái)2232排水管工作趟數(shù)2333流量m3/h300304.3159.56310.15揚(yáng)程m465.08440.44461.53448.21效率%75.375.974.1277.17吸程m6.315.65.346.69軸功率kW504.924

39、90.5275.93500.36日排水時(shí)間h/d14.3614.1517.9913.88年電耗kW.h/a4356000430190045714004394800基建投資元1531400239190017826002406100綜合營(yíng)運(yùn)指標(biāo)元/a243300254900025830002595000注：電費(fèi)按 0.5 元/kW.h 計(jì)算 。故設(shè)計(jì)不予推薦。方案四 PJ150-65×7 為引進(jìn)英國(guó)技術(shù)制造，汽蝕性 能好，但投資和營(yíng)運(yùn)費(fèi)用高，故設(shè)計(jì)不予推薦。方案一、二均為 MD型 耐磨泵，適宜本礦井水質(zhì)差的具體情況，礦山實(shí)際使用多，產(chǎn)品成熟。 方案二雖然水泵級(jí)數(shù)少，但水泵臺(tái)數(shù)和管路趟數(shù)多

40、，投資和營(yíng)運(yùn)費(fèi)均 高于方案一，因此，通過綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及計(jì)算機(jī)優(yōu)化，同時(shí)考 慮到井下水礦化度較高，水質(zhì)差的具體情況，設(shè)計(jì)推薦方案一作為本 礦井的排水方案。三、設(shè)備選型經(jīng)計(jì)算機(jī)優(yōu)化選型設(shè)計(jì)計(jì)算，本礦井主排水設(shè) 備選用 3 臺(tái) MD280-65 ×8（改）型礦用耐磨離心式排水泵， 配 YB 型、4 極、10kV、 630kW 礦用隔爆型電動(dòng)機(jī)， 正常涌水期 1臺(tái)工作，1 臺(tái)備用，1臺(tái)檢修。 最大涌水期 2 臺(tái)工作，1 臺(tái)檢修。由于該水泵揚(yáng)程富裕太大，因此，水泵的流量大，吸程低，超過 了水泵運(yùn)行的工業(yè)利用區(qū)，并且所配的電動(dòng)機(jī)也要相應(yīng)加大，投資和 運(yùn)行都不經(jīng)濟(jì)，所以，設(shè)計(jì)要求水泵采用削小

41、葉輪直徑的措施，以滿 足本設(shè)計(jì)的流量要求。排水設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表 6-3-2 。排水設(shè)備運(yùn)行特性曲線見圖 6-3-1 。排水系統(tǒng)布置見圖 6-3-2 。 為了節(jié)約能源，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用 ZPB-G 型高壓氣、水兩用射流 裝置，使水泵實(shí)現(xiàn)無底閥運(yùn)行。四、排水管路排水管路選用 2 趟 D273×8 無縫鋼管，分段選擇壁厚。正常涌水期 1 趟工作，最大涌水期 2 趟工作。排水設(shè)備技術(shù)參數(shù)表表 6-3-2內(nèi)容單位技術(shù)參數(shù)新管舊管設(shè)計(jì)依據(jù)礦井正常涌水量m3/h239礦井最大涌水量m3/h359排水垂高m411排 水 設(shè) 備水泵型號(hào)MD280-65 × 8（改）水泵臺(tái)數(shù)臺(tái)3電機(jī)型號(hào)YB

42、型、4 極、礦用隔爆型電機(jī)參數(shù)10kV 、 630kW排水管路2-D273 ×8正 常 涌 水 期 工 況水泵臺(tái)數(shù)臺(tái)11排水管工作趟數(shù)11流量3m3/h329.7300揚(yáng)程m451.04465.08效率%76.575.3吸程m5.756.31軸功率kW529.7504.92日排水時(shí)間h/d17.419.12最 大 涌 水 期 工 況水泵臺(tái)數(shù)臺(tái)22排水管工作趟數(shù)22流量m3/h329.7300揚(yáng)程m451.04465.08效率%76.575.3吸程m5.756.31軸功率kW529.7504.92日排水時(shí)間h/d13.0714.36年電耗kW.h/a4356000注：電費(fèi)按 0.5 元

43、/kW.h 。五、配電與控制主排水泵的高壓配電設(shè)備，設(shè)置在井下中央變電所。同時(shí)，在主 排水泵房，設(shè)有就地操作箱。為了實(shí)現(xiàn)礦井井下主排水自動(dòng)化，設(shè)計(jì)有自動(dòng)化排水系統(tǒng)。該系 統(tǒng)采用防爆 PLC 控制，能根據(jù)井下水倉(cāng)水位自動(dòng)起停水泵，工作泵故 障時(shí)，備用水泵自動(dòng)投入。系統(tǒng)具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，并具 有完善的顯示、保護(hù)及報(bào)警功能。系統(tǒng)控制設(shè)備，置于井下中央變電 所。笫四節(jié) 壓縮空氣設(shè)備一、設(shè)計(jì)依據(jù) 本礦井設(shè)計(jì)機(jī)械化水平高，礦井主要用氣地點(diǎn)集中在地面制氮設(shè) 備和排矸車間。井下生產(chǎn)和掘進(jìn)用壓縮空氣地點(diǎn)在各掘進(jìn)工作面上， 礦井生產(chǎn)后期巖巷掘進(jìn)工作面最遠(yuǎn)用氣點(diǎn)距工業(yè)場(chǎng)地達(dá)7km 左右。礦井用氣設(shè)備型號(hào)、

44、數(shù)量和耗氣量情況見表 6-4-1 。二、礦井總用氣量計(jì)算根據(jù)礦井用氣設(shè)備布置情況及工作特點(diǎn)，對(duì)不同工作地點(diǎn)和工作 性質(zhì)的用氣設(shè)備，分別考慮管路漏氣、設(shè)備磨損及海拔高度因素后計(jì) 算用氣量如下：1、地面制氮設(shè)備用氣總量初期 1=12Miqiki=1×1×1.04 ×(2×54×1)=112.32(m3/min)2、地面排矸車間和機(jī)修間用氣總量為礦井用氣設(shè)備地點(diǎn)及用氣量表表6-4-1序號(hào)用氣地點(diǎn)設(shè)備耗氣量3 (m3/min 臺(tái) )工作壓 力(MPa)總耗氣量(m3/min)名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)1地面制氮站制氮機(jī)KGZD-12002540.81082排矸車間加

45、壓過濾機(jī)2600.81203機(jī)修 間空氣錘10.850.70.854巖巷普掘工作面 2個(gè)風(fēng)鎬G102×11.20.52×1.2氣腿式鑿巖機(jī)ZY-242×22.80.52×5.6混凝土噴射機(jī)PS-JP2×1580.52×85煤巷綜掘工作面 3個(gè)混凝土噴射機(jī)PS-JP3×1580.53×82=12Miqiki=1.1 ×1×1.04 ×(2× 60×1+0.85) =138.25(m3/min)3、礦井地面用氣總量：Qd=Q1+Q2 =112.32+138.25=250

46、.57(m3/min )。4、井下各掘工作面用氣總量考慮到掘進(jìn)工作面噴射機(jī)噴漿時(shí)其它風(fēng)動(dòng)工具不工作，計(jì)算總用 氣量時(shí)，只考慮同時(shí)工作的最大用氣量，由此計(jì)算出礦井井下各掘工 作面用氣總量為：3=12Miqiki=1.1 ×1.15 ×1.04 ×1×8×1=10.52 (m3/min)35、礦井井下總用氣量為： Qj= 5 ×Q3=5×10.52=52.6(m 3/min)6、全礦井總用氣量：Q 初=Qd +Qj=250.57+52.6=303.17(m3/min )。三、壓縮空氣設(shè)備方案根據(jù)礦井用氣設(shè)備布置及用氣量情況，設(shè)計(jì)

47、考慮了集中供氣、分 散供氣、集中與分散相結(jié)合供氣等方案。鑒于本礦井用氣設(shè)備主要集 中在地面制氮站和排矸車間，其它處用氣量相對(duì)較小，在制氮站附近 設(shè)置一個(gè)地面集中空壓機(jī)站供全礦井用氣較為合理，但考慮到本礦井 井下用氣點(diǎn)距較離遠(yuǎn)， 后期用氣點(diǎn)距離達(dá) 7km，若井下掘進(jìn)工作面也采 用地面集中供氣，輸氣管路長(zhǎng)，使用不便，另一方面，由于制氮設(shè)備 是根據(jù)采空區(qū)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行工作的，工作不一定連續(xù)，而井下掘進(jìn)工 作面是在較長(zhǎng)時(shí)間里連續(xù)掘進(jìn)的，且制氮設(shè)備和加壓過濾機(jī)用氣量較 大，需配備較大壓氣量的空壓機(jī)，當(dāng)制氮設(shè)備不工作而要掘進(jìn)時(shí)，運(yùn) 轉(zhuǎn)較大的空壓機(jī)，勢(shì)必造成更大能源浪費(fèi)，使運(yùn)行費(fèi)用增高；而全礦 井用氣地點(diǎn)較多

48、，都采用分散式供氣方案，設(shè)備臺(tái)數(shù)多，設(shè)備和土建 投資較大，不便管理和操控，設(shè)計(jì)也不宜推薦。經(jīng)上述綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較(詳見表 6-4-2 )，為了充分發(fā)揮集中供 氣和分散供氣的優(yōu)點(diǎn)， 克服各自弊端， 設(shè)計(jì)推薦本礦井采用集中與分散式相結(jié)合的供氣方案，將制氮和掘進(jìn)生產(chǎn)分開供氣，在制氮站建一個(gè)地面集中空壓站，供礦井地面所有用氣設(shè)備，在礦井井下各掘進(jìn)工作面附近的進(jìn)風(fēng)流中設(shè)置井下移動(dòng)式壓縮空氣設(shè)備分散供氣。根據(jù)國(guó)內(nèi)新建礦井的調(diào)查情況，考慮到安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原 則，本礦井均選用具有高效率，低噪音，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)維 修費(fèi)用低，安裝方便的螺桿式空氣壓縮機(jī)。四、壓縮空氣設(shè)備選型根據(jù)礦井地面總用氣量及配置

49、情況，本礦井地面空壓站可選 8 臺(tái) 42m3/min 或 5 臺(tái) 64m3/min 兩種空壓機(jī)方案， 42m3/min/250kW 方案，設(shè) 備臺(tái)數(shù)太多，不便管理，雖然它比 64m3/min/355kW 方案總投資少 200 萬元，但 64m3/min/355kW 空壓機(jī)是引進(jìn)英格索蘭公司的新產(chǎn)品，代表 著世界空壓設(shè)備的領(lǐng)先進(jìn)技術(shù)，質(zhì)量可靠，維護(hù)費(fèi)用低，采用二級(jí)壓 縮，效率高，比功率小，比一級(jí)壓縮螺桿空壓機(jī)節(jié)約能耗15%， 5 臺(tái)64m3/min/355kW 空壓機(jī)運(yùn)行總功率比 8臺(tái) 42m3/min/250kW 還少 225kW， 電耗省，運(yùn)行費(fèi)用少。因此推薦本礦井地面空壓站采用 64m3/

50、min 空壓 機(jī)方案，初期選用 M350-2S型螺桿式空壓機(jī) 5 臺(tái)，其排氣量為 64m3/min, 排氣壓力為 0.85MPa?？諌簷C(jī)配用 10kV,355kW異步電動(dòng)機(jī)，初期 4 臺(tái) 工作，臺(tái)備用。地面空壓機(jī)站設(shè)置在工業(yè)場(chǎng)地制氮站旁，空壓機(jī)呈單列布置，初 期安裝 5臺(tái)設(shè)備，考慮礦井后期發(fā)展，預(yù)留 1 臺(tái)設(shè)備安裝位置。地面空壓機(jī)采用多臺(tái)機(jī)組聯(lián)合控制，以根據(jù)用氣量的變化操控相 應(yīng)數(shù)量的設(shè)備，起到節(jié)能降耗作用。根據(jù)礦井井下總用氣量及風(fēng)動(dòng)工具配置情況，本礦井井下選用SM-475型井下移動(dòng)式空氣壓縮機(jī) 6 臺(tái)，5 臺(tái)工作，1 臺(tái)備用。每臺(tái)空壓 機(jī)排氣量 13 m3/min, 排氣壓力 0.7MPa，

51、隨機(jī)配用一臺(tái) 1140V，75kW， 1480r/min 的防爆電動(dòng)機(jī)。 空壓機(jī)采用風(fēng)冷冷卻方式， 布置在掘進(jìn)工作 面附近的主要運(yùn)輸巷的進(jìn)風(fēng)流中。五、壓風(fēng)管路 經(jīng)計(jì)算，地面制氮站至排矸車間壓縮空氣主管路選用D219×6mm低壓流體焊接鋼管一趟， 至機(jī)修間支管路選用 D48×3.5mm低壓流體焊 接管，管路均采用法蘭或普通管接頭連接，沿地下埋設(shè)，并在管路低 凹處設(shè)油水分離器。井下空壓機(jī)至掘進(jìn)頭的壓風(fēng)管路選用 D88.5×4mm低壓流體輸送鋼 管，所有管路均采用快速管接頭聯(lián)接，并在管路低凹處設(shè)有油水分離 器。六、附屬設(shè)備 地面空壓機(jī)的冷卻采用循環(huán)水冷冷卻方式，冷卻水泵

52、采用水位自 動(dòng)控制。為了方便安裝與檢修，空壓機(jī)房?jī)?nèi)配備 SSQ-3型 10t 手動(dòng)雙梁起 重機(jī)一臺(tái)。七、供電與控制 地面空壓機(jī)的自動(dòng)控制設(shè)備，附帶在機(jī)械設(shè)備上，成套供貨?？?壓機(jī)廠家配套供貨的電控設(shè)備，應(yīng)具有壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范 (GBJ29-90) 要求的流量檢測(cè)、熱工測(cè)量?jī)x表，并配備自動(dòng)保護(hù)裝置， 能實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)的斷水、斷油、超溫、超壓保護(hù)，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警和延時(shí)停機(jī)在操作控制室，設(shè)置集中儀控臺(tái)一套。集中操作顯示空壓機(jī)、冷 卻水泵等的熱工測(cè)量參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并能集中報(bào)警和集中控制。 集中儀控臺(tái)內(nèi)設(shè)置有 P4系列工控計(jì)算機(jī)作為監(jiān)控站， 具有故障自診斷、 高低壓電源回路、空壓機(jī)參數(shù)等的實(shí)時(shí)顯

53、示以及報(bào)表打印功能，便于 事故的預(yù)測(cè)和分析處理，保證空壓機(jī)安全可靠的運(yùn)行。該監(jiān)控計(jì)算機(jī) 能與礦井調(diào)度中心計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把空壓站運(yùn)轉(zhuǎn)情況及有關(guān)參數(shù)及時(shí)傳 遞給中央調(diào)度室，通過礦井調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)人員能及時(shí)了解空壓站情 況。空壓機(jī)的高壓電源，以一對(duì)一供電的方式，直接引自礦井變電所， 低壓配電設(shè)備，采用 GFD380型固定式低壓配電柜，低壓電源也引自礦 井變電所，以雙回路電纜供電，其中一回工作，一回備用。井下掘進(jìn) 用空壓機(jī)供電由井下變電所直接供電，電控由主機(jī)廠隨機(jī)配套。第五節(jié)制氮設(shè)備本礦井開采煤層屬容易自燃煤層。 本著預(yù)防為主的方針， 根據(jù)煤 礦安全規(guī)程的要求，設(shè)計(jì)考慮對(duì)煤層自然發(fā)火進(jìn)行綜合防治，將拖

54、管、間歇式注氮系統(tǒng)作為礦井防滅火的一種重要措施，并在井上下建 立相應(yīng)的防滅火安全監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)。一、設(shè)計(jì)依據(jù) 本礦井采用斜井開拓方式，根據(jù)開拓布置，礦井采用中央并列抽出式通風(fēng)，主、副斜井進(jìn)風(fēng)，專用風(fēng)井回風(fēng)本礦井裝備兩個(gè)綜采工作面，一個(gè)生產(chǎn)能力 3.3Mt/a 綜采工作面， 需防滅火注氮量為 1100m3/h；另一個(gè)生產(chǎn)能力 1.5Mt/a 綜采面，需防滅 火注氮量為 850m3/h。礦井初期兩個(gè)工作面防滅火需要的注氮總量為 1950m3/h，預(yù)計(jì)后期全礦井需要的防滅火注氮總量達(dá) 3000m3/h。二、制氮設(shè)備方案根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)，經(jīng)計(jì)算，全礦井初期制氮設(shè)備需產(chǎn)氮量為 2340m3/h。預(yù)計(jì)后期全礦井制氮設(shè)備需產(chǎn)氮量為 3600m3/h。按礦井要 求制氮設(shè)備的產(chǎn)氮量，深冷空分式、變壓吸附式和膜分離式制氮設(shè)備 均可滿足，但深冷空分制氮，產(chǎn)氮效率較低，能耗大，設(shè)備投資大， 需要龐大的廠房，且運(yùn)行成本較高，設(shè)計(jì)不