提升運(yùn)輸通風(fēng)排水壓風(fēng)制氮設(shè)備復(fù)件

1、第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備6.1提升設(shè)備概述本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6.0Mt/a初期能力為3.0Mt/a在礦井工業(yè)場地設(shè)有一個(gè)主平 硐、一個(gè)副平硐。另有一個(gè)回風(fēng)斜井布置在井田東部4-2號煤層火燒區(qū)邊界附近。主平硐裝備一臺鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)擔(dān)負(fù)礦井原煤的運(yùn)輸任務(wù)。副平硐采用無軌膠輪車擔(dān)負(fù)全礦材料、設(shè)備、人員等輔助運(yùn)輸任務(wù)。設(shè)計(jì)礦井年工作日330d,每天凈提升時(shí)間為166 主平硐運(yùn)輸設(shè)備帶式輸送機(jī)具有運(yùn)輸能力大、能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)主 平硐確定采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸。根據(jù)井下開拓開采布置，從采煤工作面至大巷帶式輸送機(jī)、煤流連續(xù)運(yùn)輸，根據(jù)工 作面數(shù)量及生產(chǎn)能力、煤流系統(tǒng)

2、的協(xié)調(diào)能力，主平硐、5-2煤大巷帶式輸送機(jī)運(yùn)量確定為 2500t/h結(jié)合井下工作面生產(chǎn)能力大的特點(diǎn)，考慮生產(chǎn)因素和工作面的峰值煤量，來確 定膠帶機(jī)的帶寬、帶速、輸送帶強(qiáng)度等技術(shù)參數(shù)。主平硐帶式輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)為：B=1400mm Q=2500t/h V=4m/s S =-1.34898 -0.1719 0°, L=2956.255m St1600鋼 絲繩芯阻燃輸送帶，采用雙滾筒雙驅(qū)動(dòng)方式布置，功率分配1: 1,配YBPT450-4N=630kW 防爆電動(dòng)機(jī)二臺、SEW-M3PSF100-20.0型減速器二臺，采用“交-直-交”變頻驅(qū)動(dòng)。設(shè) 有盤形閘制動(dòng)裝置及頭部液壓自動(dòng)拉緊裝置（防

3、爆）各一套。（一）設(shè)計(jì)依據(jù)（按Q=2500t/h先型計(jì)算）礦井生產(chǎn)能力6.00Mt/a帶式輸送機(jī)運(yùn)量Q=2500t/h帶式輸送機(jī)帶寬B=1400mm主平硐井筒傾角S =-1.34898 -0.1719 0°帶式輸送機(jī)長度L 2956.255m煤的松散容重p =95（kg/m3帶式輸送機(jī)工作制度330d/a、16h/d（二）帶式輸送機(jī)選型計(jì)算1 圓周驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算根據(jù)帶式輸送機(jī)的實(shí)際工作條件及國內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)廠家的加工水平, 的管理水平等因素后，確定采用并計(jì)算出如下參數(shù)：同時(shí)考慮到現(xiàn)場托輥運(yùn)行阻力系數(shù)傳動(dòng)滾筒摩擦系數(shù)帶式輸送機(jī)最大提升速度初選膠帶強(qiáng)度每米物料重量每米膠帶重量上托輥每米長轉(zhuǎn)動(dòng)部

4、分重量 下托輥每米長轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量 系 數(shù)主要阻力主要特種阻力附加特種阻力傾斜阻力傳動(dòng)滾筒所需圓周驅(qū)動(dòng)力f= 0.028卩=0.30V= 4.0m/sSt1600N/mmqG= 173.61kg/m cb = 48.30kg/mCRO=29.10kg/mqRU=10.85kg/mC= 1.04Fh= 300565NFn= 17907NFsi= 14341NFst= -112259NFu = Fh+FN+FS什Fst=220554 N2電動(dòng)機(jī)功率帶式輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)傳動(dòng)滾筒所需運(yùn)行功率:Pa= Fu X V/100= 883kW帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率：Pm= Pa/ n 1= 1081kW式中：

5、n i驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正功率運(yùn)行時(shí)的傳動(dòng)效率。n 1=0.8158為此，選擇2臺630kWYBPT450-4電動(dòng)機(jī)。3. 輸送帶張力計(jì)算主平硐帶式輸送機(jī)采用頭部雙滾筒傳動(dòng)，功率配比1: 1。根據(jù)輸送機(jī)的布置形式確定第一傳動(dòng)滾筒的圍包角 巾1= 190° ,第二傳動(dòng)滾筒圍包角 巾2= 190°。設(shè)FA1、FA2分別 為第一和第二傳動(dòng)滾筒圓周力，F(xiàn)1、F1-2和F2分別為第一和第二傳動(dòng)滾筒處的輸送帶繞 入點(diǎn)和繞出點(diǎn)的張力，F(xiàn)3、F4分別為尾輪處的輸送帶張力，F(xiàn)a為起動(dòng)狀態(tài)傳動(dòng)滾筒圓周 力。其中Fa=FuX KaKa為啟動(dòng)系數(shù)，取值Ka=1.20第一傳動(dòng)單元滾筒上圓周力Fa仁KAX 1/

6、2FA = 132332N第二傳動(dòng)單元滾筒上圓周力Fa2= KaX 1/2Fx = 132332N設(shè)第二傳動(dòng)滾筒e2值用足時(shí)，貝F2= Fa2/ (e2 1)= 77709NF1 = Fa + F2= 298263NF1-2= F2 + Fa2= 187986NF3=F4=177889NF1/F1-2W e"巾1F1-2/F2< e"巾2故按不打滑條件驗(yàn)算，張力滿足要求。再按垂度條件驗(yàn)算上、下分支最小張力：F 上 min=g(qG+cp) X au/(8X 0.01)=32654NF 下 min=g(CG+cp)X ao/(8X 0.01)=17768N由 F3=F4

7、> F 上 min > F下 min 滿足垂度驗(yàn)算最后計(jì)算輸送帶的安全系數(shù)：n=BX St/F1=7.57<n<9輸送帶安全系數(shù)滿足要求。4. 驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)備選型由于主平硐帶式輸送機(jī)運(yùn)輸距離較長、運(yùn)輸能力大，為降低起動(dòng)和緊急制動(dòng)時(shí)輸送 帶的動(dòng)張力，減少起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊和起動(dòng)過程中各承力部件的動(dòng)載荷， 延長減速器、 電動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵部件的使用壽命，實(shí)現(xiàn)電機(jī)間的功率平衡，應(yīng)對帶式輸送機(jī)的起/制動(dòng)加速 度進(jìn)行控制，因此驅(qū)動(dòng)裝置必須具有軟起/停功能。根據(jù)國內(nèi)同類設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)狀及現(xiàn)有生產(chǎn)礦井的實(shí)際使用情況，設(shè)計(jì)對帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行了 CST可控起/停驅(qū)動(dòng)、交-直-交變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)等

8、方案比較。CST可控起/ 停驅(qū)動(dòng)裝置和交-直-交變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置都能滿足本條帶式輸送機(jī)的使用要求。從價(jià)格 方面看，二者的初期投資基本在同一價(jià)位，但如計(jì)入土建工程投資和由于變頻產(chǎn)品更新 換代快所帶來的額外投資，CST在總體價(jià)格方面可相對降低。從功能方面看，在帶速和 運(yùn)輸量調(diào)節(jié)性能上，交-直-交變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置適應(yīng)能力較好，當(dāng)負(fù)載經(jīng)常變化時(shí)，交 - 直-交變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置節(jié)能效果明顯，所以比選后確定主平硐帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置選用“交-直-交”變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置。另對電動(dòng)機(jī)的電壓等級進(jìn)行了低壓（1140V或660V和中高壓（3300V及以上）的 方案比選后，采用低壓電動(dòng)機(jī)比高壓電動(dòng)機(jī)價(jià)格低約30%,變頻

9、器的價(jià)格低50%以上0故本次設(shè)計(jì)采用低壓電動(dòng)機(jī)?？紤]到660V是一個(gè)國際通用電壓等級，國內(nèi)外多家廠商做此變頻器，該電壓下， 電動(dòng)機(jī)功率最大可到1000kW在平朔煤礦有710 kW的皮帶用變頻電機(jī)已運(yùn)行了幾年。 考慮到本項(xiàng)目電機(jī)功率是 630 kW 所以電機(jī)電壓選用660 V0根據(jù)煤礦安全規(guī)程和帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，主平硐帶式輸送機(jī)裝備一套SHI252型低速軸盤形閘制動(dòng)器。為保證操作人員和行人安全，在主平硐帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和滾筒處設(shè)置安全防護(hù) 設(shè)施，在拉緊裝置兩側(cè)和機(jī)尾處設(shè)置安全護(hù)網(wǎng)和護(hù)欄。另為便于設(shè)備維修主平硐帶式輸 送機(jī)上設(shè)置一些人行過橋。5. 帶式輸送機(jī)的保護(hù)與供電在主平硐選用一

10、套集監(jiān)測、控制、信號、通信為一體的帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，為分 級分布式結(jié)構(gòu)，具有較高的運(yùn)行可靠性和使用靈活性，顯示功能強(qiáng)，聯(lián)網(wǎng)方便，設(shè)有驅(qū) 動(dòng)滾筒打滑、堆煤、跑偏、溫度、煙霧、防膠帶撕裂、輸送帶張力下降、電動(dòng)機(jī)過載、電機(jī)超溫等多項(xiàng)保護(hù)裝置，滿足煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，并能與井上下的其他膠帶輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)閉鎖集中控制。6拉緊裝置選型拉緊裝置放在頭部。采用液壓拉緊裝置。拉緊裝置型號為ZLY-02-3207.輸送帶選型采用阻燃型鋼絲繩芯輸送帶。帶強(qiáng)St1600屬常規(guī)檔次帶強(qiáng)，國內(nèi)供貨質(zhì)量能滿足要 求?？紤]到使用環(huán)節(jié)的重要性及國內(nèi)接頭工藝水平，設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)：今后在本膠帶輸送機(jī)的 安裝過程中，應(yīng)加強(qiáng)對膠帶接頭硫化

11、的質(zhì)量控制和檢測，以確保接頭強(qiáng)度滿足有關(guān)規(guī)定 的要求。主平硐帶式輸送機(jī)技術(shù)特征見表6.1-1。主平硐帶式輸送機(jī)技術(shù)特征表 6.1-1序 號名稱單位內(nèi)容備注1運(yùn)輸量t/h25002運(yùn)輸物料原煤3運(yùn)輸物料容重t/m314速度m/s4.05輸送機(jī)長度m2956.2556輸送機(jī)角度-1.3489 -0.1719 0°7輸送帶寬度mm1400帶強(qiáng)N/mmSt1600 （阻燃）8電動(dòng)機(jī)型號YBPT450-42臺功率kW630轉(zhuǎn)速r/min14809減速器型號SEW-M3PSF100-20.000 2臺10制動(dòng)器型號SHI252 1套11液壓自動(dòng)張緊裝置型號ZLY-02-3201 臺6.2通風(fēng)設(shè)備

12、本礦井為低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，煤層有自然發(fā)火傾向。礦井初期通風(fēng)方 式為中央分列抽出式通風(fēng)。由主、副平硐進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)，服務(wù)于一盤區(qū)，服務(wù)年 限約30a?；仫L(fēng)斜井井口標(biāo)高+1155m設(shè)計(jì)依據(jù)初期風(fēng)量：Q初=12m3/s后期風(fēng)量Q后=17m3/s初期礦井阻力：H初=969Pa后期礦井阻力：H后二2907 Pa通風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓計(jì)算考慮通風(fēng)設(shè)施漏風(fēng)和風(fēng)道局部阻力損失后，回風(fēng)斜井的風(fēng)量、阻力為：初期風(fēng)量：Q 初=KQ 初=1.05 125 = 131.3m3/s后期風(fēng)量：Q后二 KQ后=1.05 175 = 183.8m3/s初期礦井阻力：FH 初=（H 初 H） 亠 / J = （9692

13、37） 1.2931/1.2788 = 1219Pa后期礦井阻力：FH 后=（H后 H） ?0 /（2907 - 237） 1.2931/1.2788 = 3179Pa式中：K 通風(fēng)設(shè)備漏風(fēng)系數(shù)，取1.05;H 風(fēng)道阻力之和，計(jì)算值為237Pa。P 0 標(biāo)準(zhǔn)狀況空氣密度 取1.2931 kg/用P 1 風(fēng)井井口空氣密度 取1.2788kg/h通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線方程：2121922H 初=R初Q2Q -0.0707Q131.322317922H 后=R后Q2 Q 0.0941Q183.8設(shè)備選型設(shè)計(jì)曾考慮過選用離心式風(fēng)機(jī)，該型式風(fēng)機(jī)與軸流式風(fēng)機(jī)相比，由于反風(fēng)需要專設(shè) 反風(fēng)道及反風(fēng)閘門等一系列設(shè)施，

14、增加了反風(fēng)道的投資，土建施工量大，且風(fēng)門多，在 冬季容易出現(xiàn)風(fēng)門被凍住的問題，其風(fēng)量調(diào)節(jié)方式為采用前導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，屬于截流式調(diào)節(jié), 不利于風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，故設(shè)計(jì)推薦選用軸流式礦井通風(fēng)機(jī)。根據(jù)礦井回風(fēng)量、礦井阻力，以及在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的軸流通風(fēng)設(shè)備使用情況和 性能，設(shè)計(jì)對回風(fēng)斜井通風(fēng)設(shè)備的選型考慮了兩個(gè)方案，方案比較見表6.2-1。通風(fēng)設(shè)備選型方案比較表表 6.2-1內(nèi)容萬案一方案一（推存）通風(fēng)機(jī)型號GAF25-12.5-1FBCDZ NO28/Z 450臺數(shù)22葉片調(diào)節(jié)方式停機(jī)機(jī)械一次調(diào)節(jié)葉片人工逐個(gè)調(diào)節(jié)初期工況點(diǎn)參數(shù)流量（m3/s）131.3131.3靜壓升（Pa）12191219靜壓效率（）

15、6072軸功率（kW）266.7222.3葉片角度-6 °34°后期工況點(diǎn)參數(shù)流量(m3/s)183.8183.8靜壓升（Pa）31793179靜壓效率（）8084軸功率（kW）730.4696.0葉片角度3°34°電動(dòng)機(jī)型號Y710L-6YBF 560M2-8功率 （kW）10002 >450電壓（kV）1010轉(zhuǎn)速（r/min）985740年運(yùn)行費(fèi)用（萬元）260 (+40)220 (± 0.00)投資設(shè)備+電控（萬元）254+110265.8+150土 建（萬元）20080合 計(jì)（萬元）564 (+68.2)495.8 (±

16、; 0.00)備注：以上比較表中的設(shè)備價(jià)為公司參考報(bào)價(jià)，投資中未包括安裝費(fèi)。方案一選用的GAF25-12.5-型軸流式礦井通風(fēng)機(jī)是80年代引進(jìn)TLT公司技術(shù)，由上 海鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的，質(zhì)量體系完善，工裝器具齊全，制造質(zhì)量較好；采用停機(jī)一次性整 體調(diào)節(jié)葉片方式，風(fēng)機(jī)葉片調(diào)節(jié)方便；采用停機(jī)調(diào)節(jié)葉片反風(fēng)，反風(fēng)量大；產(chǎn)品配帶消 音器、箱式風(fēng)門、軸承潤滑站、喘振報(bào)警裝置、通風(fēng)測定裝置等，成套性強(qiáng)；風(fēng)機(jī)品種 規(guī)格齊全，按“量體裁衣”的方式選擇風(fēng)機(jī)；風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲較小；但由于主電機(jī)安裝在 出風(fēng)側(cè)，傳動(dòng)軸需穿過擴(kuò)散塔與風(fēng)機(jī)葉輪連接，其尺寸較長，安裝對中困難，同時(shí)擴(kuò)散 塔較高，為避免基礎(chǔ)的不均勻下沉，基礎(chǔ)處理難且工

17、程量大；需建機(jī)房、擴(kuò)散塔等，風(fēng) 道長，占地面積較大；安裝調(diào)試復(fù)雜，施工周期長，裝置設(shè)備多、維護(hù)量稍大；反風(fēng)時(shí) 需調(diào)節(jié)葉片角度，操作時(shí)間長。方案二選用的FBCDZ NO28/2 450型礦用防爆對旋軸流式通風(fēng)機(jī)，屬國內(nèi) 90年代中 期開發(fā)的新產(chǎn)品，已在國內(nèi)礦井得到大量的應(yīng)用，其兩級葉輪既是工作輪又互為導(dǎo)葉， 提高了風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率，通風(fēng)機(jī)設(shè)有回流環(huán)，有效地消除了喘振；可配變頻電機(jī)變頻調(diào)節(jié) 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)礦井不同期間對通風(fēng)的需要；采用反轉(zhuǎn)反風(fēng)并帶防爆制動(dòng)器，反風(fēng)量 較大，反風(fēng)時(shí)間較短；配帶風(fēng)門、消音器、擴(kuò)散筒，安裝簡單、施工周期短，維護(hù)工作 量??；不需建風(fēng)機(jī)房、可露天布置，安裝時(shí)間短。但由于通風(fēng)機(jī)電

18、動(dòng)機(jī)安裝在風(fēng)機(jī)輪轂 內(nèi)，葉輪安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，需要裝設(shè)防爆電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)散熱較差，電動(dòng)機(jī)維護(hù)較復(fù) 雜。另外，風(fēng)機(jī)露天安裝其外殼及連接件銹蝕較嚴(yán)重。經(jīng)對以上2種風(fēng)機(jī)的技術(shù)性能、安裝方式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)行效率、維護(hù)特點(diǎn)、投資、 年運(yùn)行費(fèi)用等方面進(jìn)行了綜合比較后，設(shè)計(jì)推薦方案二。即選用 FBCDZ NO28/2X 450型 軸流式通風(fēng)機(jī)2臺，1臺工作，1臺備用。每臺風(fēng)機(jī)配2臺YBF560M2-型礦用隔爆型電 機(jī)（450kW 740r/min 10kV）。由于初、后期的負(fù)壓相差較大，為使風(fēng)機(jī)在初、后期都能在高效區(qū)節(jié)能運(yùn)行，本設(shè) 計(jì)采用初期單級運(yùn)行的方式。通風(fēng)機(jī)性能曲線及反風(fēng)曲線見圖 6.2-1及圖6.2

19、-2初期工況點(diǎn)參數(shù)為（單級運(yùn)行）：葉片角度34°風(fēng)量131.3m/s、風(fēng)壓1219Pa效率72% 軸功率 222.3kW后期工況點(diǎn)參數(shù)為：葉片角度 34°、風(fēng)量183.8m/s、風(fēng)壓3179Pa效率84%軸功圖 6.2-1圖 6.2-2 率 696.0kW初期反風(fēng)工況點(diǎn)參數(shù)為（單級運(yùn)行）：葉片角度34°風(fēng)量98m3/s、風(fēng)壓690Pa效 率38% 軸功率177.9kW后期反風(fēng)工況點(diǎn)參數(shù)為：葉片角度 34°風(fēng)量146m?/s、風(fēng)壓1310Pa效率40%軸 功率478kW。附屬設(shè)施通風(fēng)機(jī)為為露天安裝，為提高通風(fēng)機(jī)的使用壽命，通風(fēng)機(jī)的外殼應(yīng)進(jìn)行防腐處理， 所有

20、聯(lián)接螺栓均采用不銹鋼螺栓。在通風(fēng)機(jī)的集風(fēng)器前和擴(kuò)散器側(cè)壁應(yīng)設(shè)置密閉性能良好的檢修門，其位置應(yīng)便于出入。在消聲器前后應(yīng)設(shè)檢修門。風(fēng)機(jī)采用的閘門，可電動(dòng)、手動(dòng)兩用。要求開關(guān)靈活，使用方便，密閉性好，漏風(fēng) 少，有防凍措施，開啟/關(guān)閉時(shí)間不大于3min該通風(fēng)設(shè)備不設(shè)反風(fēng)道，采用斷電制動(dòng)停機(jī)后電機(jī)反轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行反風(fēng)， 能在10min 內(nèi)改變巷道中風(fēng)流的方向，當(dāng)風(fēng)流方向改變后，反風(fēng)量不小于正常風(fēng)量的40%滿足煤 礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。6.2.5 其它在通風(fēng)機(jī)房東南側(cè)設(shè)配電控制室，通風(fēng)機(jī)房兩回10kV電源引自工業(yè)場地新建35/10kV 變電所10k V側(cè)不同母線段，一回工作、一回備用。通風(fēng)機(jī)附屬設(shè)施所需的低

21、壓電源引 自通風(fēng)機(jī)房高壓配電室內(nèi)的所用變壓器,一回工作、一回備用。通風(fēng)機(jī)房內(nèi)設(shè)KYN28A-12 型抽出式金屬封閉高壓真空開關(guān)柜 16臺。在控制室中設(shè)集操臺和風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測裝置一 套。6.3排水設(shè)備設(shè)計(jì)井下排水采用集中排水系統(tǒng)，井下涌水全部匯集到下部5-2煤層大巷后集中排出。設(shè)計(jì)在5-2煤輔助運(yùn)輸大巷末端布置井底水倉、主排水泵房及變電所，排水管路沿5-2煤回風(fēng)大巷敷設(shè)，排至副平硐排水溝，再自流到地面井下水處理站設(shè)計(jì)依據(jù)5-2煤回風(fēng)大巷頂端標(biāo)高：+1081 m排水泵房標(biāo)咼：+1065m正常涌水量：170 m/h最大涌水量：220m/h排水距離：2100 m排水高度：21 m設(shè)備選型工作泵的排水能力

22、應(yīng)滿足：Q_1.2 Q正二 1.2 170=204m3/hQmax1.2 Q最大-1.2 220 = 264m3/h水泵揚(yáng)程為吸水高度、排水高度及管道阻力損失之和。根據(jù)所需的水泵排水能力的要求，本設(shè)計(jì)考慮了兩個(gè)方案，方案比較見表6.3-1。從表中可以看出，兩個(gè)方案的排水能力都能滿足礦井排水的要求。第一種方案所選 水泵是在原D型泵基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，泵的首級葉輪、進(jìn)水段及主要過流部件采用耐磨材 質(zhì)，使泵的抗汽蝕性能和耐磨性能得到了較大的提高，從而保證泵在較長的一段時(shí)期內(nèi) 保持高效運(yùn)行，并有效地延長了泵的使用壽命，泵的吸程較原D型泵有所提高。其優(yōu)點(diǎn)是采用變頻調(diào)速可靈活的控制水泵的流量，容易找到比較適合

23、且經(jīng)濟(jì)的工況點(diǎn)，利于節(jié) 約能源；泵的效率高，年運(yùn)行費(fèi)用低；缺點(diǎn)是設(shè)備初期投資較高。方案二所選用的水泵 為礦用潛水電泵，是在 QJ系列潛水電泵的基礎(chǔ)上，專為礦山排水設(shè)計(jì)的潛水設(shè)備，它 吸取了國外礦用潛水電泵的特點(diǎn)，采用特殊加工工藝和結(jié)構(gòu)，適用礦床地表疏干，掘進(jìn) 井筒的井底排水、傾斜巷道的掘進(jìn)排水及水倉排水等，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備初期投資較低；缺 點(diǎn)是效率低，軸功率高，水泵年運(yùn)行費(fèi)用高。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，設(shè)計(jì)推薦方案一，即選用 3臺MD280-432X型礦用耐磨多級 離心泵，配 YB280S-4( 75kW 1480r/min 660V)礦用隔爆電動(dòng)機(jī)。排水泵的工況點(diǎn)計(jì)算：排水設(shè)備選型方案比較表表 6.

24、3-1內(nèi)容方案一（推存）萬案一新管舊管新管舊管水泵型號MDi280-43 2（變頻調(diào)速）300QK320-88/4臺數(shù)（臺）33工況 占八、流量（m3/h）223.9209.9354.38317.11揚(yáng)程（m）4150.971.1389.24效率（%）77.976.572.2376.22軸功率（kW）33.139.297.89104.15允許吸上真空度（m）5.695.89轉(zhuǎn) 速（r/min）105011501480電 動(dòng) 機(jī)型 號YB280S-4YQSY-4功率（kW）75132電 壓（kV）0.660.66轉(zhuǎn) 速（r/min）14801480正常 涌水量運(yùn)行臺數(shù)（臺）11排水時(shí)間（h）18

25、.2219.4411.5112.87最大 涌水量運(yùn)行臺數(shù)（臺）21排水時(shí)間（h）11.7912.5814.916.65排水管規(guī)格 （mm）型73< 273<流速 （m/s）1.181.371.872.06總趟數(shù)（趟）22吸 水 管規(guī)格 （mm）的25<流速 （m/s）0.830.961.311.45噸水百米電耗（kWh/thm）0.7750.981.431.7年運(yùn)行費(fèi)用（萬元）13.3916.9324.729.4投資設(shè)備及管路費(fèi)（萬兀）34.19+91.0614.4+91.06礦建費(fèi)（萬元）2018合計(jì)（萬兀）145.25( 000)123.46(-21.79)MDi280-

26、432型礦用耐磨多級離心泵特性曲線及工況點(diǎn)參數(shù)見圖6.3-1,主排水泵房排水管道系統(tǒng)圖見圖6.3-2圖 6.3-1圖 6.3-2管道特性曲線方程：新管：H 二 HtRQ?=21 3.9910，Q2舊管：H = HtR2Q2=21 6.7910，Q2式中：R1、R2管道阻力系數(shù)，新管時(shí) R1=3.99 W4，舊管時(shí)R2= 6.79 W4;Ht吸水面至排水口幾何高差（m）。水泵工況點(diǎn)參數(shù)：新管：流量223.9用巾、揚(yáng)程41m效率77.9%軸功率33.1kW允許吸上真空度5.69m舊管：流量209.9m/h、揚(yáng)程50.9m效率76.5%軸功率39.2kW允許吸上真空度 5.89m>正常涌水時(shí)水

27、泵為1臺工作，1臺備用，1臺檢修。最大涌水時(shí)水泵為2臺工作，1 臺檢修。滿足煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。泵房內(nèi)的排水管道選用 29>7無縫鋼管，5-2回風(fēng)大巷內(nèi)的排水管道選用 並73>7無 縫鋼管2趟。正常涌水時(shí)1趟工作，1趟備用，最大涌水時(shí)2趟同時(shí)工作。在泵房內(nèi)采 用法蘭連接，在大巷中采用柔性管接頭連接。其它排水泵的灌注引水方式采用 ZPBZ型噴射泵，以排水管道中的壓力水為能源，同時(shí) 以消防灑水為備用能源。為便于設(shè)備安裝和檢修，在泵房內(nèi)設(shè)有固定起重梁，配備單軌小車和手拉葫蘆。水泵電機(jī)由相鄰的主排水泵房配電室內(nèi)的ZJT-110/66礦用隔爆變頻器供電和控制。當(dāng)水泵變頻器發(fā)生故障，電動(dòng)機(jī)

28、啟動(dòng)需關(guān)小水泵出口閘門后方可啟動(dòng)。6.4壓風(fēng)設(shè)備設(shè)計(jì)依據(jù)礦井投產(chǎn)時(shí)，井下在2個(gè)綜掘面和1個(gè)普掘面設(shè)有風(fēng)動(dòng)工具，達(dá)產(chǎn)時(shí)在 2個(gè)連采機(jī)掘、2個(gè)綜掘、1個(gè)普掘面設(shè)有風(fēng)動(dòng)工具。礦井投產(chǎn)時(shí)用氣地點(diǎn)及用風(fēng)工具使用情況見 表 6.4-1。642設(shè)備選型1 選型計(jì)算巖普掘工作面用氣量按工作面中風(fēng)鎬與氣腿鑿巖機(jī)同時(shí)使用、混凝土噴射機(jī)不同時(shí)使用考慮，取大值；大巷綜掘工作面錨噴支護(hù)使用一臺混凝土噴射機(jī)；井底煤倉空氣炮 屬于臨時(shí)用氣，不計(jì)入總用氣量。則礦井所需風(fēng)量：礦井用氣地點(diǎn)及用氣量表表 6.4-1用氣地點(diǎn)設(shè)備耗氣量（m3/min 臺）工作壓力（MPa）總耗氣量（m3/mi n）名稱工作臺數(shù)普掘工作面風(fēng)鎬21.20

29、.4 0.52.4氣腿風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)430.5 0.612混凝土噴射機(jī)1580.15 0.48綜掘工作面混凝土噴射機(jī)1580.15 0.48錨索鉆機(jī)22.9 3.60.57.2煤倉（2個(gè)）空氣炮0.4 0.84.32Q = ： i ： 2 ' miqjkj=1.2 K.15 X 01 （ 8+ 4 >3 >0.96+2 X 2 區(qū) 99+ 2 >3.6 區(qū).99）=40.5m/min式中：a沿管道全長的漏風(fēng)系數(shù)，取1.2;a于風(fēng)動(dòng)工具的磨損耗氣量增加系數(shù)，取1.15;丫一海拔高度修正系數(shù)，取1.01；mi同型號風(fēng)動(dòng)工具，同時(shí)使用臺數(shù)；qi每臺風(fēng)動(dòng)工具的耗氣量，m3/min

30、；ki同型號風(fēng)動(dòng)工具，同時(shí)使用系數(shù)。按滿足投產(chǎn)時(shí)的1個(gè)回采工作面（23）人員和3個(gè)掘進(jìn)工作面（3x15人員災(zāi)害預(yù) 防的用風(fēng)計(jì)算所需風(fēng)量：Q =a y=68 >1.2 X01 (X3=24.7 (mP/min)式中：a沿管道全長的漏風(fēng)系數(shù)，取1.2;丫一海拔高度修正系數(shù)，取1.01;q故情況下工作面每人配送風(fēng)量按 0.3m?/mi n計(jì)；n大班工作面人數(shù)，按68人計(jì)。設(shè)計(jì)考慮以上兩種情況下用風(fēng)量，并取大值即40.5m3/mi n2方案比較根據(jù)風(fēng)動(dòng)工具使用地點(diǎn)、用氣量及場地布置和國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局關(guān)于煤礦 “三條線”建設(shè)的通知要求，本設(shè)計(jì)推薦在風(fēng)井場地集中設(shè)置空壓機(jī)站敷設(shè)管道下井向 井

31、下掘進(jìn)工作面、煤倉供氣的方案。對壓縮機(jī)機(jī)型，目前屬傳統(tǒng)活塞式和螺桿式并存的狀況。由于螺桿式機(jī)組具有結(jié)構(gòu) 簡單，零部件數(shù)量少，外形緊湊，重量輕，運(yùn)行平穩(wěn)，維護(hù)工作量少，其比功率接近或 達(dá)到活塞式空壓機(jī)的水平，氣量調(diào)節(jié)方便，近年已成礦山大量應(yīng)用的主要趨勢。為此設(shè) 計(jì)推薦采用螺桿式空壓機(jī)組。并同時(shí)考慮了在國內(nèi)使用效果及運(yùn)行節(jié)能效果較好的兩種 螺桿式壓風(fēng)設(shè)備的方案比選。方案比較見表6.4-2方案一初期選用 2臺SA-120A型螺桿式空壓機(jī)，隨機(jī)配電動(dòng)機(jī)(380V 125kW 1470r/min，后期增加兩臺SM-490型井下移動(dòng)式空壓機(jī)，隨機(jī)配電動(dòng)機(jī)(660V 90kW 1470r/min，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行

32、方式靈活，采用兩套系統(tǒng)可靠性更高，使用移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)， 可保證后期用氣設(shè)備的用風(fēng)需求，并且使后期巷道維護(hù)更為方便，缺點(diǎn)是投資稍高。方案二選用5臺SA-75型螺桿式空壓機(jī)，隨機(jī)配電動(dòng)機(jī)(380V 75kW 1470r/mi) 缺點(diǎn)空壓機(jī)房占地面積大，沒有方案一運(yùn)行方式靈活，井下用風(fēng)地點(diǎn)必須敷設(shè)壓縮空氣 管路才能使用風(fēng)動(dòng)工具。壓縮空氣設(shè)備方案比較表表 6.4-2內(nèi)容方案一（推存）萬案一空氣 壓縮機(jī)型號SA-120A( SM-490)SA-75A排氣量（mP/min）21(16)12.8額定排氣壓力（MPa）0.85(0.7)0.85冷卻方式風(fēng)冷風(fēng)冷臺數(shù)（臺）3(2)5電 機(jī)型號功率 （kW）12

33、5(90)75電壓 (V)380(660)380轉(zhuǎn)速(r/mi n)14701470壓氣管道規(guī)格（mm） 159X4.5 159X4.5投資設(shè)備費(fèi)（萬兀）102 ( ±).00)90 (-12)土建費(fèi)（萬兀）11.613.5合計(jì)（萬兀）113.6 (±0.00)103.5 (-10.1)3設(shè)備選型經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用方案一，即初期選用SA-120A型螺桿式空壓機(jī)2臺，風(fēng)冷卻，排氣量21 m3/min,排氣壓力0.85MP©隨機(jī)配電機(jī)（380V 125kW 1470r/min電 動(dòng)機(jī)，后期增加2臺井下移動(dòng)式空壓機(jī)，型號為 SM-490排氣量16 m3/min,排

34、氣壓力 0.7MPa隨機(jī)配電機(jī)（660V 90kW 1470r/min電動(dòng)機(jī)。初期供氣距離較近時(shí)，井下設(shè) 備用風(fēng)和災(zāi)害預(yù)防用風(fēng)米用SA-120A型螺桿式空壓機(jī)供氣，后期米用地面固定和井下移 動(dòng)相結(jié)合的方式供氣，地面 SA-120A型螺桿式空壓機(jī)負(fù)責(zé)人員災(zāi)害預(yù)防用氣和部分設(shè)備 用氣，其余設(shè)備用氣由移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)供給?？諌簷C(jī)房設(shè)于風(fēng)井場地，長 寬高=197.5 8m。為便于設(shè)備安裝和檢修，在空壓機(jī) 房內(nèi)設(shè)有固定起重梁，配備單軌小車和手拉葫蘆。4壓風(fēng)管路規(guī)格選型從空壓機(jī)房沿回風(fēng)斜井敷設(shè)至掘進(jìn)面的干管選用© 159X 6的無縫鋼管；在4煤組通風(fēng)行人斜巷底部設(shè)1個(gè)1 m3的儲氣罐，用21/2

35、的低壓流體輸送焊接管將壓縮空氣送至儲氣罐。管道在地面采用焊接連接且埋地敷設(shè)，在井筒中采用加設(shè)套管焊接連接，在井下采 用柔性管接頭連接。壓縮空氣管路系統(tǒng)圖見圖6.4-1?？諌簷C(jī)的電源引自風(fēng)井場地10/0.4kV變電所，空壓機(jī)本機(jī)已配帶完備的微機(jī)電控系 統(tǒng)。6.5制氮設(shè)備本礦井各煤層均屬自然發(fā)火和有可能自然發(fā)火的煤層，為預(yù)防井下采空區(qū)浮煤自然發(fā)火，設(shè)計(jì)確定本礦井建立以氮?dú)夥罍缁馂橹鳎瑖姙⒆杌瘎?、均壓通風(fēng)等的綜合防滅 火措施并建立安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)計(jì)依據(jù)礦井采用平硐開拓方式，主要開拓巷道、盤區(qū)巷道均布置在煤層中。采用長壁采煤 法，全部垮落法管理頂板。礦井投產(chǎn)時(shí)井下布置1個(gè)5-2煤長壁一次采全高綜

36、采工作面，平均采高6.0m,工作面長度260m年推進(jìn)度1713m另配備2個(gè)綜掘工作面和1個(gè)巖普掘工作面。礦井移交生產(chǎn)時(shí)首先開采5-2號煤層，配備1個(gè)5-2煤一次采全高綜采工作面，平均 采高6.0m,工作面長度260m年推進(jìn)度1713m另配備2個(gè)綜掘工作面，1個(gè)巖普掘工 作面，達(dá)到礦井初期3.0Mt/a的生產(chǎn)能力。在5-2號煤層大約開采3年以后，再在4-2煤層 布置1個(gè)回采工作面，以解決煤層壓茬關(guān)系。條件具備時(shí)，布置1個(gè)4-2煤回采工作面和 1個(gè)3-1煤回采工作面，即3-1煤與4-2煤搭配開采，另增加2個(gè)連續(xù)采煤機(jī)工作面，以保 證礦井6.0Mt/a設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，防火注氮量一般為5

37、m3/min；若回風(fēng)敞口，滅火注氮量不能小于9.2nf/min；全圭寸閉時(shí)，可控制在 8m3/min=制氮系統(tǒng)方案圖 6.4-1對于制氮系統(tǒng)的布置方式，國內(nèi)常用的有地面集中式和井下移動(dòng)式。地面集中制氮 系統(tǒng)，工作環(huán)境好，便于維護(hù)管理，設(shè)備投資少，故障率低，在相對靜態(tài)的條件下工作, 一旦出現(xiàn)故障，排除方便。當(dāng)某處出現(xiàn)著火危險(xiǎn)，可方便調(diào)用所有氮?dú)饧羞M(jìn)行高強(qiáng)度 注氮，將著火危險(xiǎn)消滅在萌芽中，但地面制氮系統(tǒng)存在輸氣距離長，效率低，能源損耗 大，運(yùn)行費(fèi)用高，管材及安裝費(fèi)用多，需建制氮機(jī)房，土建投資多。而井下移動(dòng)式制氮 系統(tǒng)，機(jī)動(dòng)靈活，使用方便，可根據(jù)使用需要開起相應(yīng)設(shè)備，輸氣管路短，管材及安裝 費(fèi)用低

38、，損耗小，運(yùn)行費(fèi)用低；但所有電機(jī)、電器等均需嚴(yán)格按防爆等級執(zhí)行，設(shè)備投 資高，工作環(huán)境較差，維護(hù)費(fèi)用高，體積也受到限制，特別是對于變壓吸附式設(shè)備，吸 附塔臥式安裝，吸附劑的性能無法充分發(fā)揮。根據(jù)上述綜合分析比較，為了提高制氮效率，減少輸氣管路損耗，節(jié)省管材及安裝 費(fèi)用，降低運(yùn)行費(fèi)用，方便制氮設(shè)備上、下井及在井下安置，設(shè)計(jì)推薦井下移動(dòng)式制氮 系統(tǒng)。制氮設(shè)備選型6.531氮?dú)夥罍缁鸬募夹g(shù)要求本設(shè)計(jì)將氮?dú)庵饕糜诨夭擅娌鸺?、安裝、收作、停采時(shí)的防滅火，也可用于煤巷 高冒區(qū)、老空區(qū)的防滅火。當(dāng)工作面采空區(qū)出現(xiàn)發(fā)火征兆時(shí)，連續(xù)或間隙地向采空區(qū)注 入氮?dú)庵钡秸髡紫?。礦井防滅火所需的注氮流量按采空區(qū)氧化帶

39、氧含量計(jì)算注氮量Qn=K ( C C2)Q/(CN+d1)式中：K備用系數(shù)，1.21.5;Qv采空區(qū)氧化帶漏風(fēng)量，5-2煤取5.0m?/min, 4-2、3-1煤取4.0m/min；Ci-采空區(qū)氧化帶內(nèi)原始氧的含量(均值)，17%;C2-注氮防火隋化指標(biāo)，7%; Cn注入氮?dú)獾臐舛龋?7%。投產(chǎn)時(shí)一盤區(qū) Qn=1.5< (17%-7狩 5.0/(97%+7%-1)=18.75 riVmin (1125n3/h)達(dá)產(chǎn)時(shí)一盤區(qū) Qn=2X 1.5X (17%-7狩 4.0/(97%+7%-1)=30.00 tf/min (取 1800m/h)6.533注氮方式和防滅火方法井下設(shè)移動(dòng)注氮站，主要用于回采面拆架、安裝、收作、停采時(shí)的防滅火，也可用 于煤巷高冒區(qū)、老空區(qū)的防滅火。當(dāng)工作面采空區(qū)出現(xiàn)發(fā)火征兆時(shí)，連續(xù)或間隙地向采 空區(qū)注入氮?dú)庵钡秸髡紫?。根?jù)礦井火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)不同，滅火的方式也不同，按煤礦安全規(guī)程要求，編 制專門設(shè)計(jì)，同時(shí)生產(chǎn)中應(yīng)制定安全計(jì)劃、措施、管理制度、作業(yè)規(guī)程等，因此具體的 滅火方法應(yīng)在下階段設(shè)計(jì)中針對不同的發(fā)火形式，發(fā)火地點(diǎn)制定不同的滅火方法。制氮設(shè)備方案比選根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)和礦井防滅火要求的注氮量，選用深冷空分式、變壓吸附式和膜分離 式制氮設(shè)備均可滿足注氮