提升通風(fēng)排水及縮空氣設(shè)備

1、第六章提升、通風(fēng)、排水及壓縮空氣設(shè)備6.1提升設(shè)備概述本礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為3.0Mt/a，采用一對立井開拓方式。礦井主要開采水平 為-325.0m,主井井口標(biāo)高為+ 139.0m,副井井口標(biāo)高為+ 139.6m,主井井筒凈直 徑為D5000mm裝備一對立井四繩20t箕斗，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)。副井井 筒凈直徑為D6500mm,裝備一對1.5t礦車雙層四車四繩罐籠（一寬一窄）,擔(dān)負(fù)全礦 井提人、矸石、設(shè)備及升降材料等任務(wù)，寬罐除滿足上述提升任務(wù)外，還可以滿足整體升降大型設(shè)備、綜采支架等任務(wù)。對主、副井提升設(shè)備的選型，設(shè)計根據(jù)礦井提升高度和提升量采用多繩摩擦 輪提升方式，并對多繩摩擦輪提升機從

2、安裝方式上進(jìn)行了塔式與落地式兩種布置 方式的比較，通過分析比較知道，塔式多繩摩擦輪提升機具有占地面積小，鋼絲 繩在井塔內(nèi)運行條件好，在同樣摩擦系數(shù)情況下防滑性能好等優(yōu)點，但也存在抗 震能力差，安裝不方便，輔助設(shè)施多，建井期占用井口時間長，總投資較高等缺 點；而落地式多繩摩擦輪提升機則具有抗震能力強，建井期占用井口時間短，輔 助設(shè)施少，投資省等優(yōu)點，但占地面積較大。通過與總平面布置相結(jié)合，落地式 多繩摩擦輪提升機機房占地對整個工業(yè)廣場的占地影響不大，因此，本設(shè)計主、 副井提升設(shè)備均選用落地式多繩摩擦輪提升機。設(shè)計推薦主井提升機采用交流同步提升電機全數(shù)字矢量控制交直交變頻供電系統(tǒng)方案，實現(xiàn)無級調(diào)速

3、、高效運行。副井提升機的電氣傳動設(shè)備，采用電樞換向12脈動順序控制SCR-D供電系統(tǒng),實現(xiàn)無級調(diào)速、高效運行。主井提升設(shè)備1、設(shè)計依據(jù)主井年產(chǎn)量：3.0 Mt/a；主井井口標(biāo)高：+ 139.0 m;主井井底標(biāo)高：325.0 m;工作制度： 330d/a, 16h/d;裝載位置箕斗底標(biāo)高：-295.0 m(水平上裝載)；卸載位置箕斗底標(biāo)高：+153.0 m。2、提升設(shè)備選型(1) 提升容器選擇本礦主井選用一對立井四繩 20t箕斗，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)，其主要參 數(shù)為：載重G = 20t，質(zhì)量Gz= 25.707t (含懸掛裝置)，箕斗本體高度14.32m,箕斗 全高18.52m。根據(jù)防滑計算

4、，箕斗需加配重10t。(2) 提升鋼絲繩選擇及校核a. 繩端荷重：Q = 55707 kgb. 鋼絲繩懸垂長度：Hc= 515 mc. 鋼絲繩允許最小安全系數(shù)：ma= 7.2- 0.0005X 515= 6.9425d. 提升主繩選擇：提升主繩選用44ZAB6V X 37S+ FC1770ZZ(SS)型鋼絲繩4根，左、右捻向各2根，主要技術(shù)參數(shù)：繩徑：dk= 44mm,絲徑 A3mm，鋼絲繩單位長度質(zhì)量為 Pk =8.08kg/m，鋼絲繩最小破斷拉力為 Q= 1270kN。(3) 提升機選型及校核a. 按鋼絲繩直徑計算D >90X 44= 3960 (mr)b. 按鋼絲繩絲徑計算D &g

5、t; 1200X 3= 3600 ( mmc. 提升機選擇提升機選用JKMD-4X 4(Z)型落地式多繩摩擦輪提升機1臺，其主要技術(shù)參數(shù) 如下：摩擦輪直徑 D = 4000 mm天輪直徑Dt = 4000 mm最大靜張力 F jmax= 800 kN最大靜張力差Fcmax= 270 kN提升機旋轉(zhuǎn)部分變位質(zhì)量 G = 20000 kg天輪變位質(zhì)量 Gt= 2X 7775 kg減速比i =1襯墊摩擦系數(shù)卩=0.25襯墊允許比壓P = 2.0 MPad. 提升機校驗實際最大靜張力：Fj = 709.771 (kN)< 800 kN實際最大靜張力差：Fc= 205.454 (kN)< 2

6、70 kN實際襯墊比壓：P = 1.459 (MPa) < 2.0 MPa所選提升機滿足要求。副井提升設(shè)備1、設(shè)計依據(jù)(1) 礦井年產(chǎn)量:3.0 Mt/a ;(2) 副井井口標(biāo)高：+ 139.6 m;(3) 副井井底標(biāo)高：325.0 m;(4) 矸石量：按年產(chǎn)煤量的5.5 %計；(5) 坑木消耗：1.5 m 3 /kt ;(6) 支護(hù)材料：24.25"班；(7) 運送設(shè)備：1次/班；(8) 最大班下井人數(shù)：247人;（9）其它：5次/班；（10）最大件質(zhì)量：16000 kg ；（11）平板車質(zhì)量：1000 kg。2、設(shè)備選型計算（1）提升容器選擇本礦副井提升矸石、下放材料等采用

7、 MG1.7-6A型、1.5t、600mn軌距固定式 礦車，礦車質(zhì)量為718kg，考慮到運輸綜采液壓支架等大型設(shè)備，提升容器選用一 對GDG1.5/6/2/4 （K）型1.5t雙層四車四繩罐籠，一個寬罐，一個窄罐。寬罐主 要技術(shù)參數(shù)為：質(zhì)量15990kg （含懸掛裝置），允許載人80位，罐籠本體高度為 6100mm全高為11200mm窄罐主要技術(shù)參數(shù)為：質(zhì)量 14860kg（含懸掛裝置）， 允許載人56位，需增加配重1130kg,罐籠本體高度與寬罐相同。在升降最大件時， 另一側(cè)需增加臨時配重12000kg。罐籠雙層提人，單層提除人以外的矸石、物料等 輔助作業(yè)。6.2通風(fēng)設(shè)備設(shè)計依據(jù)1、 礦井所

8、需風(fēng)量：180 m3/s ；2、 礦井所需負(fù)壓：初期 1676.73 Pa 后期 1875.16 Pa3、通風(fēng)機安設(shè)位置通風(fēng)設(shè)備設(shè)置在風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)，回風(fēng)立井井口附近。進(jìn)風(fēng)主井井口標(biāo)高為 +139 m,副立井井口標(biāo)高為+139.6 m；回風(fēng)立井井口標(biāo)高為+131.0 m。回風(fēng)井距最 近村莊距離約460 m。通風(fēng)設(shè)備選型1、通風(fēng)機所需風(fēng)量、負(fù)壓計算根據(jù)礦井所需的風(fēng)量和負(fù)壓，考慮通風(fēng)設(shè)施漏風(fēng)和風(fēng)機阻力損失、消聲器阻 力損失及自然風(fēng)壓后，通風(fēng)機的計算風(fēng)量和負(fù)壓分別為：通風(fēng)容易時期：Q 易二 1.05 >180=189（m3/s）；日易=1676.73+100+1501927 （Pa）。通風(fēng)困難

9、時期：Q 難=1.05 >180=189 (m3/s),日難=1875.16+100+150 2125(Pa)。2、通風(fēng)機選型根據(jù)可研設(shè)計對適宜本礦井的 FBCDZ原BDK）系列、2K56系列、GAF等系列 通風(fēng)設(shè)備方案的比選，本礦井通風(fēng)設(shè)備選用靜壓效率較高、高效區(qū)域廣、土建費 用低、系統(tǒng)總投資少、年電耗省、可靠性高，綜合運營費用低的FBCDZ（原BDK系列對旋式軸流通風(fēng)機。依據(jù)所需通風(fēng)機的計算風(fēng)量和負(fù)壓及通風(fēng)設(shè)備方案，本礦井通風(fēng)設(shè)備選用 FBCDZ（原BDK -10- M32型對旋式軸流通風(fēng)機2臺，其中1臺工作，1臺備用。 每臺通風(fēng)機配用YBF630M-1（型10kV 355kW專用防

10、爆電動機2臺。通風(fēng)機可根據(jù) 礦井通風(fēng)的需要，調(diào)整葉片角度，工作在高效區(qū)，實現(xiàn)節(jié)電運行。為了滿足環(huán)保要求，通風(fēng)機配備消音裝置。6.3配電及控制根據(jù)通風(fēng)機設(shè)備選型情況和現(xiàn)行版礦山電力設(shè)計規(guī)范和煤礦安全規(guī)程 要求，通風(fēng)機電機采用高壓直接起動，并能通過反轉(zhuǎn)運行實現(xiàn)反風(fēng)。根據(jù)風(fēng)機正反轉(zhuǎn)工作要求，通風(fēng)機房高壓配電設(shè)備，選用KYN28-12金屬鎧裝抽出式開關(guān)柜。通風(fēng)機房的低壓配電及 MCC設(shè)備，選用GCS型抽屜式開關(guān)柜。礦井主通風(fēng)機為一級負(fù)荷。通風(fēng)機房的高、低壓電源各兩回，均直接引自風(fēng) 井變電所。6.4排水設(shè)備主排水設(shè)備1、設(shè)計依據(jù)本礦井在井下-325.0m水平，副立井井底車場附近設(shè)置礦井主排水泵房， 排水

11、 管路沿副立井敷設(shè)。副立井井口標(biāo)高 +139.6m,井底標(biāo)高-325.0m，井下排水要求 處理，水處理需增加揚程10.4m。礦井正常涌水量1910nVh，最大涌水量2491riVh，總排水高度475m2、排水方案比選根據(jù)礦井排水參數(shù)，采用通過鑒定的礦井排水設(shè)備選型優(yōu)化設(shè)計計算程序設(shè)計計算，選出了適合本礦井的排水方案二個，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)見表6.1內(nèi)容單位技術(shù)參數(shù)萬案一萬案一設(shè)計 依據(jù)礦井正常涌水量m*/h1910礦井最大涌水量mi/h2491排水垂咼m475排水 設(shè)備水泵型號MD580-60X 8MD500-57X水泵臺數(shù)臺11電機型號YB2型4極電機參數(shù)10kV、1120kW排水管路4-D48

12、0 X 16正 常 涌 水 期 工 況水泵運行臺數(shù)臺5水管工作趟數(shù)3流量mVh552.3534.33揚程m495.99494.94效率%80.1979.94吸程m6.235.04軸功率kW948.89918.86日排水時間h/d16.5917.15經(jīng)濟(jì) 預(yù)算年電耗kW.h/a3452.6X 10443458.3X 104基建投資元559.46X 1044549.65X 10表6.1礦井排水設(shè)備選型方案表從表中可以看出，方案一為 MD580 60 X 8型水泵，方案二為 MD50057X9型水泵，二個方案設(shè)備臺數(shù)、管路趟數(shù)、配套電動機均相同。從經(jīng)濟(jì)方面分析, 方案一基建投資略高于方案二，但年電耗

13、低于方案二，二個方案綜合營運費用相 當(dāng)；從技術(shù)方面分析可知，方案一排水系統(tǒng)運行效率高，排水的富裕能力高，水 泵吸程高，可節(jié)省水倉工程量及其投資，在這一點上具有明顯的優(yōu)勢，因此設(shè)計 根據(jù)計算機優(yōu)化及綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，推薦方案一作為本礦井的排水方案。3、排水設(shè)備選型經(jīng)計算機優(yōu)化選型設(shè)計計算，本礦井主排水設(shè)備選用11臺MD580-60 X 8型礦用離心式排水泵，配 YB2型、4極、10kV、1120kW礦用防爆電動機。正常涌水 期5臺工作，4臺備用，2臺檢修，最大涌水期6臺工作。排水管路選用4趟D480X 16無縫鋼管，分段選擇壁厚。正常涌水期 3趟工作，1 趟備用，最大涌水期4趟工作。6.5供

14、配電與控制排水泵房的排水泵主電機，由設(shè)置在井下變電所內(nèi)的高壓配電設(shè)備一對一供 電。同時，在主排水泵房，設(shè)有就地操作箱。為了實現(xiàn)礦井井下主排水自動化，設(shè)計有自動化排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用防爆 PLC控制，能根據(jù)井下水倉水位自動起停水泵，工作泵故障時，備用水泵自動投 入?，F(xiàn)場控制器采用S7系列PLC，完成數(shù)據(jù)采集與控制功能。并配置工業(yè)智能圖 形工作站，作為數(shù)據(jù)顯示和操作監(jiān)控設(shè)備。6.6壓縮空氣設(shè)備設(shè)計依據(jù)本礦井主要用氣地點為井下各采掘進(jìn)工作面生產(chǎn)用氣及應(yīng)急安全用氣，地面 只有煤倉空氣炮及機修廠少量用氣。礦井生產(chǎn)初期井下最遠(yuǎn)用氣點距主副井工業(yè) 場地約5.4km，后期最遠(yuǎn)用氣點距主副井工業(yè)場地約 9.3k

15、m。礦井地面海拔標(biāo)高為 +139.6m,井下用氣地點最高水平標(biāo)高約海拔為-130m。礦井初期開采，井下設(shè)有 6個掘進(jìn)工作面，其中1個巖巷掘進(jìn)面配混凝土噴 射機1臺，氣動鑿巖機2臺，風(fēng)鎬1臺，單體錨桿機1臺；4個綜掘面不用壓縮空 氣，1個半煤巷普掘面配氣動鑿巖機機1臺，風(fēng)鎬1臺。礦井各用氣地點用氣設(shè)備型號、數(shù)量及耗氣量情況如下：1、巖巷掘進(jìn)工作面1個，用氣設(shè)備為：ZY-24氣體鑿巖機2臺耗氣量2.8 m3/min/臺；G10風(fēng)鎬1臺3耗氣量 1.2 m /min/ 臺；MFC-1190/3470 單體錨桿機1臺 耗氣量3.4 m3/min/臺；3HPC-V混凝土噴射機1臺 耗氣量58 m /mi

16、n/臺。2、半煤巷普掘工作面1個，用氣設(shè)備均為：3ZY24氣體鑿巖機1臺 耗氣量2.8 m /min/臺；G10風(fēng)鎬1臺 耗氣量1.2 m3/min/臺。33、井下應(yīng)急安全用氣量按15m /min考慮。4、 地面機修廠用氣設(shè)備為空氣錘，用氣量為0.85 m3/min;煤倉同時工作的空 氣炮用氣量約2.5m3/min。礦井用氣量根據(jù)礦井用氣設(shè)備布置情況及工作特點，對不同工作地點和工作性質(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算礦井總用氣量如下：nQ2 ' mi qi kii d=1.2 為.15 X><6 )2.8 %.92+4 X.2 8.96+2 B.4 E.99+1 8+15+ 0.85+2.5+2)3=76.1 (m3/mi n)式中：a 沿管道全長的漏氣系數(shù)，取1.11.2;a 機械磨損耗氣量增加系數(shù)，取1.11.15;Y海拔高度修正系數(shù)；mi 用氣量最大班次內(nèi)，同型號風(fēng)動機具的使用臺數(shù)；qi每臺風(fēng)動機