提升運輸通風(fēng)排水壓風(fēng)制氮設(shè)備復(fù)件

1、張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備6.1 提升設(shè)備6.1.1 概述本礦井設(shè)計生產(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)有一個主平硐、一個副平硐。另有一個回風(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、人員等輔助運輸任務(wù)。 設(shè)計礦井年工作日330d，每天凈提升時間為16h。6.1.2 主平硐運輸設(shè)備帶式輸送機(jī)具有運輸能力大、能實現(xiàn)連續(xù)運輸、自動化程度高等優(yōu)點，故本設(shè)計主平硐確定采用帶式輸送機(jī)運輸。根據(jù)井

2、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)運輸，根據(jù)工作面數(shù)量及生產(chǎn)能力、煤流系統(tǒng)的協(xié)調(diào)能力 ，主平硐、 5-2 煤大巷帶式輸送機(jī)運量確定為2500t/h。結(jié)合井下工作面生產(chǎn)能力大的特點，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， =-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)動方式布置， 功率分配 1：1，配 YBPT450-，4N=630kW防爆電動機(jī)二臺、 SEW-M3PSF100-2

3、0.000型減速器二臺，采用“交 -直-交”變頻驅(qū)動。設(shè)有盤形閘制動裝置及頭部液壓自動拉緊裝置（防爆）各一套。（一）設(shè)計依據(jù)（按 Q=2500t/h選型計算）礦井生產(chǎn)能力6.00Mt/a帶式輸送機(jī)運量Q=2500t/h帶式輸送機(jī)帶寬B=1400mm主平硐井筒傾角=-1.34898 -0.1719 0中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司181張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備帶式輸送機(jī)長度L2956.255m煤的松散容重=950kg/m3帶式輸送機(jī)工作制度330d/a 、16h/d（二）帶式輸送機(jī)選型計算1圓周驅(qū)動力的計算根據(jù)帶式輸送機(jī)的實際工作條件及國內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)廠

4、家的加工水平， 同時考慮到現(xiàn)場的管理水平等因素后，確定采用并計算出如下參數(shù)：托輥運行阻力系數(shù)f0.028傳動滾筒摩擦系數(shù)0.30帶式輸送機(jī)最大提升速度V 4.0m/s初選膠帶強度St1600N/mm每米物料重量qG173.61kg/m每米膠帶重量q 48.30kg/mB上托輥每米長轉(zhuǎn)動部分重量qRO=29.10kg/m下托輥每米長轉(zhuǎn)動部分重量q =10.85kg/mRU系數(shù)C 1.04主要阻力F 300565NH主要特種阻力FN17907N附加特種阻力F 14341NS1傾斜阻力Fst-112259N傳動滾筒所需圓周驅(qū)動力Fu H N S1 StF +F+F +F220554 N2電動機(jī)功率帶

5、式輸送機(jī)穩(wěn)定運行時傳動滾筒所需運行功率：PAFu V/1000 883kW帶式輸送機(jī)驅(qū)動電動機(jī)功率：PMPA/1 1081kW中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司182張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備式中： 1驅(qū)動系統(tǒng)正功率運行時的傳動效率。1=0.8158為此，選擇 2 臺 630kW、 YBPT450-4電動機(jī)。3輸送帶張力計算主平硐帶式輸送機(jī)采用頭部雙滾筒傳動，功率配比1：1。根據(jù)輸送機(jī)的布置形式確定第一傳動滾筒的圍包角 1 190，第二傳動滾筒圍包角 2 190。設(shè) FA1、FA2 分別為第一和第二傳動滾筒圓周力， F1、F1-2和 F2 分別為第一和第

6、二傳動滾筒處的輸送帶繞入點和繞出點的張力， F3、F4 分別為尾輪處的輸送帶張力，F(xiàn)A為起動狀態(tài)傳動滾筒圓周力。其中 FA U AA為啟動系數(shù) ，取值A(chǔ)=F KKK =1.20第一傳動單元滾筒上圓周力FA1= KA1/2FA 132332N第二傳動單元滾筒上圓周力FA2 AA132332N= K1/2F設(shè)第二傳動滾筒 e2 值用足時，則：F2FA2/（e21） 77709NF1FA F2298263NF1-2F2FA2187986NF3=F4=177889NF1/F1-2e 1F1-2/F2e2故按不打滑條件驗算，張力滿足要求。再按垂度條件驗算上、下分支最小張力：F 上 min=g(qG+qB

7、)aU/(8 0.01)=32654NF 下 min=g(qG+qB)aO/(8 0.01)=17768N由 F3=F4 F上 min F下 min 滿足垂度驗算最后計算輸送帶的安全系數(shù)：n=BSt/F1=7.57n9 輸送帶安全系數(shù)滿足要求。4驅(qū)動裝置設(shè)備選型由于主平硐帶式輸送機(jī)運輸距離較長、運輸能力大，為降低起動和緊急制動時輸送中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司183張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備帶的動張力，減少起動時對電網(wǎng)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(jī)等關(guān)鍵部件的使用壽命， 實現(xiàn)電機(jī)間的功率平衡， 應(yīng)對帶式輸送機(jī)的起 /制動

8、加速度進(jìn)行控制，因此驅(qū)動裝置必須具有軟起 /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)礦井的實際使用情況， 設(shè)計對帶式輸送機(jī)的驅(qū)動方式進(jìn)行了 CST 可控起 /停驅(qū)動、交 -直-交變頻調(diào)速驅(qū)動等方案比較。 CST 可控起 / 停驅(qū)動裝置和交 -直-交變頻調(diào)速驅(qū)動裝置都能滿足本條帶式輸送機(jī)的使用要求。從價格方面看，二者的初期投資基本在同一價位，但如計入土建工程投資和由于變頻產(chǎn)品更新?lián)Q代快所帶來的額外投資， CST在總體價格方面可相對降低。從功能方面看，在帶速和運輸量調(diào)節(jié)性能上，交 -直-交變頻調(diào)速驅(qū)動裝置適應(yīng)能力較好，當(dāng)負(fù)載經(jīng)常變化時，交-直 -交變頻調(diào)速驅(qū)動裝置節(jié)能效果明顯， 所以比選后確定主

9、平硐帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置選用“交 -直 -交”變頻調(diào)速驅(qū)動裝置。另對電動機(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，采用低壓電動機(jī)比高壓電動機(jī)價格低約30%，變頻器的價格低50%以上。故本次設(shè)計采用低壓電動機(jī)。考慮到 660V 是一個國際通用電壓等級，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)已運行了幾年?？紤]到本項目電機(jī)功率是 630 kW，所以電機(jī)電壓選用 660 V。根據(jù)煤礦安全規(guī)程和帶式輸送機(jī)工程設(shè)計規(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

10、動器。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)，具有較高的運行可靠性和使用靈活性，顯示功能強，聯(lián)網(wǎng)方便，設(shè)有驅(qū)動滾筒打滑、堆煤、跑偏、溫度、煙霧、防膠帶撕裂、輸送帶張力下降、電動機(jī)過載、電機(jī)超溫等多項保護(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中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司184張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制

11、氮設(shè)備帶輸送機(jī)實現(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-02-320。7輸送帶選型采用阻燃型鋼絲繩芯輸送帶。帶強 St1600屬常規(guī)檔次帶強， 國內(nèi)供貨質(zhì)量能滿足要求。考慮到使用環(huán)節(jié)的重要性及國內(nèi)接頭工藝水平，設(shè)計強調(diào)：今后在本膠帶輸送機(jī)的安裝過程中，應(yīng)加強對膠帶接頭硫化的質(zhì)量控制和檢測，以確保接頭強度滿足有關(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序名稱單 位內(nèi)容備注號1運輸量t/h25002運輸物料原煤3運輸物料容重t/m314速 度m/s4.05輸送機(jī)長度m2956.2556輸送機(jī)角度-1.

12、3489 -0.1719 07輸送帶寬度mm1400帶強N/mmSt1600（阻燃）型號YBPT450-4 2臺8電動機(jī)功率kW630轉(zhuǎn)速r/min14809減速器型號SEW-M3PSF100-20.000 2臺10制動器型號SHI2521套11液壓自動張緊裝置型號ZLY-02-3201臺中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司185張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備6.2 通風(fēng)設(shè)備本礦井為低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險性，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。回風(fēng)斜井井口標(biāo)高 +115

13、5m。6.2.1 設(shè)計依據(jù)初期風(fēng)量：Q初1 2 m53 / s后期風(fēng)量Q后1 7 m53 / s初期礦井阻力：H 初969Pa后期礦井阻力：H 后2907 Pa6.2.2 通風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓計算考慮通風(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1.05125131.3m3 / s后期風(fēng)量：Q后KQ后1.05175183.8m3 / s初期礦井阻力：H初 (H初H )0 /1(969237) 1.2931/ 1.2788 1219Pa后期礦井阻力：H后 (H后H )0 /1(2907 237) 1.2931 /1.2788 3179 Pa式中： K 通風(fēng)設(shè)備漏風(fēng)系數(shù)

14、，取 1.05；H風(fēng)道阻力之和，計算值為237Pa 。0標(biāo)準(zhǔn)狀況空氣密度3。取 1.2931 kg/m1風(fēng)井井口空氣密度3。取 1.2788kg/m通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線方程：H 初R初Q21219Q 20.0707Q 2131.322317922H 后R后 Q183.82Q0.0941Q6.2.3 設(shè)備選型中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司186張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備設(shè)計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，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)

15、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)運行，故設(shè)計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)計對回風(fēng)斜井通風(fēng)設(shè)備的選型考慮了兩個方案，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)容方案一方案二（推薦）型號GAF25-12.5-1FBCDZ No28/2 450臺數(shù)22葉片調(diào)節(jié)方式停機(jī)機(jī)械一次調(diào)節(jié)葉片人工逐個調(diào)節(jié)流 量 (m3/s)131.3131.3靜壓升 (Pa)12191219通初期工況點參數(shù)靜壓效率 (%)6072風(fēng)軸功率 (kW)266.7222.3機(jī)葉片角度-6 34流 量(m3/s)1

16、83.8183.8靜壓升 (Pa)31793179后期工況點參數(shù)靜壓效率 (%)8084軸功率 (kW)730.4696.0葉片角度334型號Y710L-6YBF 560M2-8電動機(jī)功率(kW)10002450電壓(kV)1010轉(zhuǎn)速 (r/min)985740年運行費用 (萬元 )260（ +40）220（ 0.00）設(shè)備 +電控 (萬元 )254+110265.8+150投資土建(萬元 )20080合計(萬元 )564（ +68.2）495.8（ 0.00）備注：以上比較表中的設(shè)備價為公司參考報價，投資中未包括安裝費。中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司187張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第

17、六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備方案一選用的 GAF25-12.5-1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、喘振報警裝置、通風(fēng)測定裝置等，成套性強；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)運行噪聲較?。坏捎谥麟姍C(jī)安裝在出風(fēng)側(cè)，傳動軸需穿過擴(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)處理難且工程量大；需建機(jī)房、擴(kuò)散塔等，風(fēng)道長，占地面

18、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)時需調(diào)節(jié)葉片角度，操作時間長。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)并帶防爆制動器，反風(fēng)量較大，反風(fēng)時間較短；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?。徊恍杞L(fēng)機(jī)房、可露天布置，安裝時間短。但由于通風(fēng)機(jī)電動機(jī)安裝在風(fēng)機(jī)輪轂內(nèi)，葉輪安裝在電動機(jī)軸上，需要裝

19、設(shè)防爆電動機(jī)，電動機(jī)散熱較差，電動機(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、運行效率、維護(hù)特點、投資、年運行費用等方面進(jìn)行了綜合比較后，設(shè)計推薦方案二。即選用 FBCDZ No28/2450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 YBF560M2-8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)能運行，本設(shè)計采用初期單級運行的方式。通風(fēng)機(jī)性能曲線及反風(fēng)曲線見圖6.2-1及圖 6.2-2。初期工況點參數(shù)為（單級運行） ：

20、葉片角度 34、風(fēng)量 131.3m/s、風(fēng)壓 1219Pa、效率72%、軸功率 222.3kW。后期工況點參數(shù)為：葉片角度3、風(fēng)壓、效率、軸功34、風(fēng)量 183.8m/s3179Pa84%中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司188張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備圖 6.2-1中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司189張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備圖 6.2-2中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司190張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備率 696.0kW。初期反風(fēng)工況點參數(shù)為（單級運行） ：葉片角度

21、34、風(fēng)量 98m3/s、風(fēng)壓 690Pa、效率 38%、軸功率 177.9kW。后期反風(fēng)工況點參數(shù)為：葉片角度34、風(fēng)量 146m3/s、風(fēng)壓 1310Pa、效率 40%、軸功率 478kW。6.2.4 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、手動兩用。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， 采用斷電制動停機(jī)后電機(jī)反轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行

22、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 10kV 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)計在5-2

23、煤輔助運輸大巷末端布置井底水倉、主排水泵房及變電所，排水管路沿中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司191張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備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。6.3.1 設(shè)計依據(jù)5-2 煤回風(fēng)大巷頂端標(biāo)高： +1081 m排水泵房標(biāo)高：+1065m正常涌水量：3170 m/h最大涌水量：3220m/h排水距離：2100 m排水高度：21 m6.3.2 設(shè)備選型工作泵的排水能力應(yīng)滿足：Q 1.2 Q正 1.2170204m3 / hQmax 1.2 Q最大1.2220 264m3 / h水泵揚程為吸水高度、排水高度及管

24、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)計考慮了兩個方案，方案比較見表 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。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期內(nèi)保持高效運行，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，容易找到比較適合且經(jīng)濟(jì)的工況點，利于節(jié)約能源；泵的效率高，年運行費用低；缺點是設(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

25、基礎(chǔ)上，專為礦山排水設(shè)計的潛水設(shè)備，它吸取了國外礦用潛水電泵的特點，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)點是設(shè)備初期投資較低；缺點是效率低，軸功率高，水泵年運行費用高。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，設(shè)計推薦方案一，即選用 3 臺 MD1280-43 2型礦用耐磨多級離心泵，配 YB280S-4型（ 75kW、1480r/min、660V）礦用隔爆電動機(jī)。排水泵的工況點計算：中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司192張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備排水設(shè)備選型方案比較表表 6.3-1內(nèi)容方案一（推薦）方案二新管舊

26、管新管舊管型號MD1280-43 2（變頻調(diào)速）300QK320-88/4臺數(shù)（臺）33水流量（ m3/h）223.9209.9354.38317.11揚程（ m）4150.971.1389.24工效率（ %）77.976.572.2376.22況軸 功 率（ kW）33.139.297.89104.15泵點允許吸上真空度（m）5.695.89轉(zhuǎn)速（ r/min）105011501480型號YB280S-4YQSY-4電功率（ kW）75132動電壓（ kV）0.660.66機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min）14801480正常運行臺數(shù)（臺）11涌水量排水時間（ h）18.2219.4411.5112.8

27、7最大運行臺數(shù)（臺）21涌水量排水時間（ h）11.7912.5814.916.65排規(guī)格 （ mm）27372737水流速 （ m/s）1.181.371.872.06管總趟數(shù)（趟）22吸規(guī)格 （ mm）3258水流速 （ m/s）0.830.961.311.45管噸水百米電耗（ kWh/thm）0.7750.981.431.7年運行費用（萬元）13.3916.9324.729.4設(shè)備及管路費（萬元）34.19+91.0614.4+91.06投資礦建費（萬元）2018合計（萬元）145.25( 0.00)123.46(-21.79)MD1280-43 2型礦用耐磨多級離心泵特性曲線及工況點參

28、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。中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司193張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備圖 6.3-1中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司194張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備圖 6.3-2中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司195張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備管道特性曲線方程：新管：HH tR1Q2213.9910 4Q 2舊管：HH tR2Q2216.7910 4Q 2式中： R1、 2管道阻力系數(shù)，新管時1-4舊管時2-4；RR =3.99 10

29、,R6.79 10Ht吸水面至排水口幾何高差（m）。水泵工況點參數(shù)：新管：流量3223.9m/h、揚程 41m、效率 77.9%、軸功率 33.1kW、允許吸上真空度 5.69m。舊管：流量 209.9m3/h、揚程 50.9m、效率 76.5%、軸功率 39.2kW、允許吸上真空度5.89m。正常涌水時水泵為1 臺工作， 1 臺備用， 1 臺檢修。最大涌水時水泵為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2197 無縫鋼管， 5-2 回風(fēng)大巷內(nèi)的排水管道選用2737 無縫鋼管 2 趟。正常涌水時1 趟工作， 1 趟備用，最大涌水時2 趟同時工作。在泵房內(nèi)采用法蘭

30、連接，在大巷中采用柔性管接頭連接。6.3.3 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-110/660礦用隔爆變頻器供電和控制。當(dāng)水泵變頻器發(fā)生故障，電動機(jī)啟動需關(guān)小水泵出口閘門后方可啟動。6.4 壓風(fēng)設(shè)備6.4.1 設(shè)計依據(jù)礦井投產(chǎn)時，井下在2 個綜掘面和 1 個普掘面設(shè)有風(fēng)動工具，達(dá)產(chǎn)時在2 個連采機(jī)掘、 2 個綜掘、 1 個普掘面設(shè)有風(fēng)動工具。礦井投產(chǎn)時用氣地點及用風(fēng)工具使用情況見中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司1

31、96張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備表 6.4-1。6.4.2 設(shè)備選型1選型計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)同時使用、混凝土噴射機(jī)不同時使用考慮，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用氣，不計入總用氣量。則礦井所需風(fēng)量：礦井用氣地點及用氣量表表 6.4-1用氣地點設(shè)備耗氣量工作壓力總耗氣量名稱工作臺數(shù)(m3/min 臺 )(MPa)(m3/min)風(fēng)鎬21.20.4 0.52.4普掘工作面氣腿風(fēng)動鑿巖機(jī)430.5 0.612混凝土噴射機(jī)15 80.150.48綜掘工作面混凝土噴射機(jī)15 80.150.48

32、22.9 3.60.57.2錨索鉆機(jī)煤倉（ 2 個）空氣炮0.4 0.84.32Q12mi qi ki 1.2 1.15 1.01 （ 8 430.96+21.2 0.9923.6 0.99） 40.5m3/min式中： 1沿管道全長的漏風(fēng)系數(shù)，取1.2；2由于風(fēng)動工具的磨損耗氣量增加系數(shù)，取1.15；海拔高度修正系數(shù)，取1.01；mi同型號風(fēng)動工具，同時使用臺數(shù)；qi每臺風(fēng)動工具的耗氣量，m3/min；ki同型號風(fēng)動工具，同時使用系數(shù)。按滿足投產(chǎn)時的1 個回采工作面（ 23）人員和 3 個掘進(jìn)工作面（ 3x15）人員災(zāi)害預(yù)防的用風(fēng)計算所需風(fēng)量：中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司197張家峁

33、礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備Q =n1q=681.2 1.01 0.3 =24.7（ m3/min）式中： 1沿管道全長的漏風(fēng)系數(shù)，取1.2；海拔高度修正系數(shù)，取1.01；q 事故情況下工作面每人配送風(fēng)量按0.3m3/min計；n 最大班工作面人數(shù)，按68 人計。設(shè)計考慮以上兩種情況下用風(fēng)量，并取大值即40.5m3/min2方案比較根據(jù)風(fēng)動工具使用地點、 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

34、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)計推薦采用螺桿式空壓機(jī)組。 并同時考慮了在國內(nèi)使用效果及運行節(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)配電動機(jī)（ 380V、125kW、1470r/min），后期增加兩臺 SM-490型井下移動式空壓機(jī)，隨機(jī)配電動機(jī)（ 660V、 90kW、1470r/min），優(yōu)點是運行方式靈活，采用兩套系統(tǒng)可靠性更高，使用移動式空氣壓縮機(jī)，可保證后期用氣設(shè)

35、備的用風(fēng)需求，并且使后期巷道維護(hù)更為方便，缺點是投資稍高。方案二選用 5 臺 SA-75型螺桿式空壓機(jī)，隨機(jī)配電動機(jī)（380V、75kW、1470r/min），缺點空壓機(jī)房占地面積大，沒有方案一運行方式靈活，井下用風(fēng)地點必須敷設(shè)壓縮空氣管路才能使用風(fēng)動工具。中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司198張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備壓縮空氣設(shè)備方案比較表表 6.4-2內(nèi)容方案一（推薦）方案二型號SA-120A( SM-490)SA-75A排 氣 量 (m3/min)21(16)12.8空氣0.85(0.7)0.85額定排氣壓力 (MPa)壓縮機(jī)冷卻方式風(fēng)冷風(fēng)冷臺數(shù)

36、 (臺)3(2)5型號電機(jī)投資功率(kW)125(90)75電壓(V)380(660)380轉(zhuǎn)速(r/min)14701470壓氣管道規(guī)格(mm)1594.51594.5設(shè)備費 (萬元 )102（ 0.00）90（-12）土建費 (萬元 )11.613.5合計 (萬元 )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，排氣壓力，隨機(jī)配電機(jī)（、）電/min0.85MPa380V125kW1470r/min動機(jī)，后期增加2 臺井下移動式空壓機(jī)，型號為SM-490，排氣量16 m3，排

37、氣壓力/min0.7MPa，隨機(jī)配電機(jī)（ 660V、90kW、1470r/min）電動機(jī)。初期供氣距離較近時，井下設(shè)備用風(fēng)和災(zāi)害預(yù)防用風(fēng)采用SA-120A型螺桿式空壓機(jī)供氣，后期采用地面固定和井下移動相結(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 6m。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 159 6 的無縫鋼管；在 4 煤組通風(fēng)行人斜巷底部設(shè)1 個 1 m3 的儲氣罐，用 21

38、/2的低壓流體輸送焊接管將壓縮空氣送至儲中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司199張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備氣罐。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。空壓機(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)計確定本礦井建立以氮氣防滅火為主，噴灑阻化劑、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)。6.5.1 設(shè)計依據(jù)礦井采用平硐開拓方式，

39、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)時井下布置1 個 5-2 煤長壁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 個綜掘工作面和1 個巖普掘工作面。礦井移交生產(chǎn)時首先開采5-2 號煤層，配備 1 個 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 個綜掘工作面， 1 個巖普掘工作面，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 個回采工作面， 以解決煤層壓茬關(guān)系。 條件具備時， 布置

40、 1 個 4-2 煤回采工作面和1 個 3-1 煤回采工作面，即3-1 煤與 4-2 煤搭配開采，另增加2 個連續(xù)采煤機(jī)工作面，以保證礦井 6.0Mt/a設(shè)計生產(chǎn)能力。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，防火注氮量一般為5m3/min；若回風(fēng)敞口，滅火注氮量不能小于9.2m3/min；全封閉時，可控制在8m3/min。6.5.2 制氮系統(tǒng)方案中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司200張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備圖 6.4-1中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司201張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)和制氮設(shè)備對于制氮系統(tǒng)的布置方式，國內(nèi)常用的有地面集中式和井

41、下移動式。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，可方便調(diào)用所有氮氣集中進(jìn)行高強度注氮，將著火危險消滅在萌芽中，但地面制氮系統(tǒng)存在輸氣距離長，效率低，能源損耗大，運行費用高，管材及安裝費用多，需建制氮機(jī)房，土建投資多。而井下移動式制氮系統(tǒng)，機(jī)動靈活，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，管材及安裝費用低，損耗小，運行費用低；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

42、。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)省管材及安裝費用，降低運行費用， 方便制氮設(shè)備上、下井及在井下安置，設(shè)計推薦井下移動式制氮系統(tǒng)。6.5.3 制氮設(shè)備選型6.5.3.1 氮氣防滅火的技術(shù)要求本設(shè)計將氮氣主要用于回采面拆架、安裝、收作、停采時的防滅火，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，連續(xù)或間隙地向采空區(qū)注入氮氣直到征兆消除。6.5.3.2 礦井防滅火所需的注氮流量按采空區(qū)氧化帶氧含量計算注氮量Qn=K ( C1- C2)Qv/(CN+C2-1)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 5.0m3/min，4-2、 3-1 煤取 4.0m3/min；C1-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-注入氮氣的濃度， 97%。投產(chǎn)時一盤區(qū)Qn=1.5(17%-7%) 5.0/(97%+7%-1)33=18.75 m/min（1125m/h）達(dá)產(chǎn)時一盤區(qū)Qn=21.5(17%-7%) 4.0/(97%+7%-1)中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司202張家峁礦井初步設(shè)計（修改）第六章提升、通