提升通風(fēng)排水及壓縮空氣設(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(jì)生產(chǎn)能力為3.0Mt/a，采用一對(duì)立井開(kāi)拓方式。礦井主要開(kāi)采水平為-325.0m，主井井口標(biāo)高為139.0，副井井口標(biāo)高為139.6，主井井筒凈直徑為D5000mm,裝備一對(duì)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(duì)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(duì)主、副井提升設(shè)備的選型，設(shè)計(jì)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(duì)多繩摩擦輪提升機(jī)從安裝方式上進(jìn)行

2、了塔式與落地式兩種布置方式的比較，通過(guò)分析比較知道，塔式多繩摩擦輪提升機(jī)具有占地面積小，鋼絲繩在井塔內(nèi)運(yùn)行條件好，在同樣摩擦系數(shù)情況下防滑性能好等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)間長(zhǎng)，總投資較高等缺點(diǎn)；而落地式多繩摩擦輪提升機(jī)則具有抗震能力強(qiáng)，建井期占用井口時(shí)間短，輔助設(shè)施少，投資省等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積較大。通過(guò)與總平面布置相結(jié)合，落地式多繩摩擦輪提升機(jī)機(jī)房占地對(duì)整個(gè)工業(yè)廣場(chǎng)的占地影響不大，因此，本設(shè)計(jì)主、副井提升設(shè)備均選用落地式多繩摩擦輪提升機(jī)。設(shè)計(jì)推薦主井提升機(jī)采用交流同步提升電機(jī)全數(shù)字矢量控制交直交變頻供電系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、高效運(yùn)行。副井提升機(jī)的電氣

3、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(wú)級(jí)調(diào)速、高效運(yùn)行。主井提升設(shè)備1、設(shè)計(jì)依據(jù)主井年產(chǎn)量：3.0 Mt/a；主井井口標(biāo)高：139.0 ；主井井底標(biāo)高：325.0 ；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(duì)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G20t，質(zhì)量Gz25.707t（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(jì)算，箕斗需加配重10t。（2）提升鋼絲繩選擇及校核

4、a.繩端荷重：Q55707 kgb.鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度：HC515 mc.鋼絲繩允許最小安全系數(shù)：ma7.20.0005×5156.9425d.提升主繩選擇：提升主繩選用44ZAB6V×37SFC1770ZZ(SS)型鋼絲繩4根，左、右捻向各2根，主要技術(shù)參數(shù)：繩徑：dk44mm,絲徑3mm，鋼絲繩單位長(zhǎng)度質(zhì)量為Pk8.08kg/m，鋼絲繩最小破斷拉力為Q1270kN。（3）提升機(jī)選型及校核a.按鋼絲繩直徑計(jì)算 D90×443960（mm）b.按鋼絲繩絲徑計(jì)算 D1200×33600（mm）c.提升機(jī)選擇提升機(jī)選用JKMD-4×4(Z)型落地式多繩

5、摩擦輪提升機(jī)1臺(tái)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：摩擦輪直徑 D4000 mm天輪直徑 Dt4000 mm最大靜張力 Fjmax800 kN最大靜張力差 Fcmax270 kN提升機(jī)旋轉(zhuǎn)部分變位質(zhì)量Gj20000 kg天輪變位質(zhì)量Gt2×7775 kg減速比 i1襯墊摩擦系數(shù) 0.25襯墊允許比壓 P2.0 MPad.提升機(jī)校驗(yàn)實(shí)際最大靜張力：Fj709.771（kN） 800 kN實(shí)際最大靜張力差：Fc205.454（kN） 270 kN實(shí)際襯墊比壓： P1.459 (MPa) 2.0 MPa所選提升機(jī)滿足要求。副井提升設(shè)備1、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）礦井年產(chǎn)量：3.0 Mt/a；（2）副井井口標(biāo)高：1

6、39.6 ；（3）副井井底標(biāo)高：325.0 ；（4）矸石量：按年產(chǎn)煤量的5.5計(jì)；（5）坑木消耗：1.5 m/kt；（6）支護(hù)材料：24.25t/班；（7）運(yùn)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(jì)算（1）提升容器選擇本礦副井提升矸石、下放材料等采用MG1.7-6A型、1.5t、600mm軌距固定式礦車，礦車質(zhì)量為718kg，考慮到運(yùn)輸綜采液壓支架等大型設(shè)備，提升容器選用一對(duì)GDG1.5/6/2/4（K）型1.5t雙層四車四繩罐籠，一個(gè)寬罐，一個(gè)窄罐。寬罐主要技術(shù)參數(shù)為：

7、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(shí)，另一側(cè)需增加臨時(shí)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(jì)依據(jù)1、礦井所需風(fēng)量： 180 m3/s；2、礦井所需負(fù)壓： 初期 1676.73 Pa；后期 1875.16 Pa。3、通風(fēng)機(jī)安設(shè)位置通風(fēng)設(shè)備設(shè)置在風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)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

8、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(jī)所需風(fēng)量、負(fù)壓計(jì)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(jī)阻力損失、消聲器阻力損失及自然風(fēng)壓后，通風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)量和負(fù)壓分別為： 通風(fēng)容易時(shí)期：易1.05×180=189(m3/s) ；易1676.73+100+1501927（Pa）。 通風(fēng)困難時(shí)期：難1.05×180=189 (m3/s) ，難1875.16+100+1502125(Pa) 。2、通風(fēng)機(jī)選型根據(jù)可研設(shè)計(jì)對(duì)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

9、較高、高效區(qū)域廣、土建費(fèi)用低、系統(tǒng)總投資少、年電耗省、可靠性高，綜合運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低的FBCDZ（原BDK）系列對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)。依據(jù)所需通風(fēng)機(jī)的計(jì)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）-10-32型對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，其中1臺(tái)工作，1臺(tái)備用。每臺(tái)通風(fēng)機(jī)配用YBF630M-10型 10kV 355kW專用防爆電動(dòng)機(jī)2臺(tái)。通風(fēng)機(jī)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(shí)現(xiàn)節(jié)電運(yùn)行。為了滿足環(huán)保要求，通風(fēng)機(jī)配備消音裝置。6.3配電及控制根據(jù)通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型情況和現(xiàn)行版礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范和煤礦安全規(guī)程要求，通風(fēng)機(jī)電機(jī)采用高壓直接起動(dòng)，并能通過(guò)反轉(zhuǎn)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)反風(fēng)。根據(jù)風(fēng)機(jī)

10、正反轉(zhuǎn)工作要求，通風(fēng)機(jī)房高壓配電設(shè)備，選用KYN28-12金屬鎧裝抽出式開(kāi)關(guān)柜。通風(fēng)機(jī)房的低壓配電及MCC設(shè)備，選用GCS型抽屜式開(kāi)關(guān)柜。礦井主通風(fēng)機(jī)為一級(jí)負(fù)荷。通風(fēng)機(jī)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(jì)依據(jù)本礦井在井下-325.0m水平，副立井井底車場(chǎng)附近設(shè)置礦井主排水泵房，排水管路沿副立井敷設(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(yáng)程10.4m。礦井正常涌水量1910m3/h，最大涌水量2491m3/h，總排水高度475m。2、排水方案比選根據(jù)礦井排水參數(shù)，采用通過(guò)鑒定的礦井排水設(shè)備選型優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算

11、程序設(shè)計(jì)計(jì)算，選出了適合本礦井的排水方案二個(gè)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)見(jiàn)表6.1內(nèi) 容單 位技 術(shù) 參 數(shù)方案一方案二設(shè) 計(jì)依 據(jù)礦井正常涌水量m3/h1910礦井最大涌水量m3/h2491排水垂高m475排 水設(shè) 備水泵型號(hào)MD580-60×8MD500-57×9水泵臺(tái)數(shù)臺(tái)11電機(jī)型號(hào)YB2型 4極電機(jī)參數(shù)10kV、1120kW排水管路4-D480×16正常涌水期工況水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)臺(tái)5水管工作趟數(shù)3流量m3/h552.3534.33揚(yáng)程m495.99494.94效率%80.1979.94吸程m6.235.04軸功率kW948.89918.86日排水時(shí)間h/d16.5917.

12、15經(jīng) 濟(jì)預(yù) 算年電耗kW.h/a3452.6×1043458.3×104基建投資元559.46×104549.65×104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MD58060×8型水泵，方案二為MD50057×9型水泵，二個(gè)方案設(shè)備臺(tái)數(shù)、管路趟數(shù)、配套電動(dòng)機(jī)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，但年電耗低于方案二，二個(gè)方案綜合營(yíng)運(yùn)費(fèi)用相當(dāng)；從技術(shù)方面分析可知，方案一排水系統(tǒng)運(yùn)行效率高，排水的富裕能力高，水泵吸程高，可節(jié)省水倉(cāng)工程量及其投資，在這一點(diǎn)上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此設(shè)計(jì)根據(jù)計(jì)算機(jī)優(yōu)化及綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)

13、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(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11臺(tái) MD580-60×8型礦用離心式排水泵，配YB2型、4極、10kV、1120kW礦用防爆電動(dòng)機(jī)。正常涌水期5臺(tái)工作，4臺(tái)備用，2臺(tái)檢修，最大涌水期6臺(tái)工作。排水管路選用4趟D480×16無(wú)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供配電與控制排水泵房的排水泵主電機(jī)，由設(shè)置在井下變電所內(nèi)的高壓配電設(shè)備一對(duì)一供電。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)

14、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?，F(xiàn)場(chǎng)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(jì)依據(jù)本礦井主要用氣地點(diǎn)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(cāng)空氣炮及機(jī)修廠少量用氣。礦井生產(chǎn)初期井下最遠(yuǎn)用氣點(diǎn)距主副井工業(yè)場(chǎng)地約5.4km，后期最遠(yuǎn)用氣點(diǎn)距主副井工業(yè)場(chǎng)地約9.3km。礦井地面海拔標(biāo)高為+139.6m，井下用氣地點(diǎn)最高水平標(biāo)高約海拔為-130m。礦井初期開(kāi)采，井下設(shè)有6個(gè)掘進(jìn)工作面，其中1個(gè)巖巷掘進(jìn)面配混凝土噴射機(jī)1臺(tái)，氣動(dòng)鑿巖機(jī)2臺(tái)，風(fēng)鎬1臺(tái)，單體錨桿機(jī)1臺(tái)；4個(gè)綜掘面不用

15、壓縮空氣，1個(gè)半煤巷普掘面配氣動(dòng)鑿巖機(jī)機(jī)1臺(tái)，風(fēng)鎬1臺(tái)。礦井各用氣地點(diǎn)用氣設(shè)備型號(hào)、數(shù)量及耗氣量情況如下：1、巖巷掘進(jìn)工作面1個(gè)，用氣設(shè)備為：ZY-24氣體鑿巖機(jī) 2臺(tái) 耗氣量2.8 m3/min/臺(tái)；G10風(fēng)鎬 1臺(tái) 耗氣量1.2 m3/min/臺(tái)；MFC-1190/3470單體錨桿機(jī)1臺(tái) 耗氣量3.4 m3/min/臺(tái)； HPC-V混凝土噴射機(jī) 1臺(tái) 耗氣量58 m3/min/臺(tái)。2、半煤巷普掘工作面1個(gè)，用氣設(shè)備均為： ZY24氣體鑿巖機(jī) 1臺(tái) 耗氣量2.8 m3/min/臺(tái)；G10風(fēng)鎬 1臺(tái) 耗氣量1.2 m3/min/臺(tái)。3、井下應(yīng)急安全用氣量按15m3/min考慮。4、地面機(jī)修廠用

16、氣設(shè)備為空氣錘，用氣量為0.85 m3/min；煤倉(cāng)同時(shí)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(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)算礦井總用氣量如下：=1.2×1.15×1×(6×2.8×0.92+4×1.2×0.96+2×3.4×0.99+1×8+15+0.85+2.5+2)=76.1 (m3/min) 式中：1沿管道全長(zhǎng)的漏氣系數(shù)，取1.11.2； 1機(jī)械磨損耗氣量增加系數(shù)，取1.11.15；海拔高度修正系數(shù)； mi用氣量最大班次內(nèi)，同型號(hào)風(fēng)動(dòng)機(jī)具的使用臺(tái)數(shù)