06第六講提升運輸通風(fēng)排水壓風(fēng)制氮設(shè)備099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)備站 中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司189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1666.1.2主平硐運輸設(shè)備帶式輸送機具有運輸能力大、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

2、 平硐確定采用帶式輸送機運輸。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、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 St1600l岡絲繩芯阻燃輸送帶，采用雙滾筒雙驅(qū)動方式布置，功率分配1: 1,配YBPT450-4N=630kW防爆電動機二臺

3、、SEW-M3PSF100-20.0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帶式輸送機運量Q=2500t/h帶式輸送機帶寬B=1400mm主平硐井筒傾角S =-1.34898 -0.1719 0帶式輸送機長度L" 2956.255m煤的松散容重p =950cg/m3帶式輸送機工作制度330d/a、16h/d（二）帶式輸送機選型計算1.圓周驅(qū)動力的計算根據(jù)帶式輸送機的實際工作條件及國內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)廠家的加工水平，同時考慮到現(xiàn)場 的管理水平等因素后，確定采用并計

4、算出如下參數(shù):托輥運行阻力系數(shù)f= 0.028傳動滾筒摩擦系數(shù)卩=0.30帶式輸送機最大提升速度V= 4.0m/s初選膠帶強度St1600N/mm每米物料重量CG= 173.61kg/m每米膠帶重量CB = 48.30kg/m上托輥每米長轉(zhuǎn)動部分重量CRo=29.10kg/m下托輥每米長轉(zhuǎn)動部分重量CRu=10.85kg/m系數(shù)C= 1.04主要阻力Fh= 300565N主要特種阻力Fn= 17907N附加特種阻力FS1= 14341N傾斜阻力Fst= -112259N傳動滾筒所需圓周驅(qū)動力Fu = FH+FN+FS1+Fst=220554 N2電動機功率帶式輸送機穩(wěn)定運行時傳動滾筒所需運行功

5、率:Pa= Fu X V/1000= 883kW帶式輸送機驅(qū)動電動機功率:Pm= Pa/ n 1= 1081kW式中：n 1驅(qū)動系統(tǒng)正功率運行時的傳動效率。n 1=0.8158為此，選擇2臺630kW YBPT450-4電動機。3輸送帶張力計算主平硐帶式輸送機采用頭部雙滾筒傳動，功率配比1: 1。根據(jù)輸送機的布置形式確定第一傳動滾筒的圍包角 巾1= 190 ,第二傳動滾筒圍包角 巾2= 190°。設(shè)FA1、FA2分別為第一和第二傳動滾筒圓周力，F(xiàn)1、F1-2和F2分別為第一和第二傳動滾筒處的輸送帶繞入點和繞出點的張力，F(xiàn)3、F4分別為尾輪處的輸送帶張力，F(xiàn)a為起動狀態(tài)傳動滾筒圓周力。

6、其中Fa=FuX KaKa為啟動系數(shù)，取值Ka=1.20=132332N=132332N第一傳動單元滾筒上圓周力Fa1= KAX 1/2FA第二傳動單元滾筒上圓周力Fa2= KAX 1/2Fx設(shè)第二傳動滾筒e2值用足時，則:F2= Fa2/ (e2 1)= 77709NF1 = Fa + F2= 298263NF1-2= F2 + Fa2= 187986NF3=F4=177889NF1/F1-2< e“巾1F1-2ZF2< e2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 mir=g(CG+cB)X au/(8X 0.01)=32654NF 下 mi

7、n=g(cG+CB)x aO/(8X 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=BX St/F1=7.57vnv9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運輸距離較長、運輸能力大，為降低起動和緊急制動時輸送帶的動張力，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、 電動機等關(guān)鍵部件的使用壽命，實現(xiàn)電機間的功率平衡，應(yīng)對帶式輸送機的起/制動加速 度進行控制，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)計對帶式輸送機的 驅(qū)動方式進行了

8、 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 換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，所以比選后確定主平硐帶式輸送機驅(qū)動裝置選用“交-直-交”變頻調(diào)速驅(qū)動裝置。另對電動機的電壓等級進行了低壓（1140V或660V）和中高壓（3300V及以上）的方案比選后，采用

9、低壓電動機比高壓電動機價格低約30%,變頻器的價格低50%以上。故本次設(shè)計采用低壓電動機。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, 電動機功率最大可到1000kW在平朔煤礦有710 kW的皮帶用變頻電機已運行了幾年?？紤]到本項目電機功率是 630 kW 所以電機電壓選用660 V主平硐帶式輸送根據(jù)煤礦安全規(guī)程和帶式輸送機工程設(shè)計規(guī)范的規(guī)定, 機裝備一套SHI252型低速軸盤形閘制動器。為保證操作人員和行人安全，在主平硐帶式輸送機驅(qū)動裝置和滾筒處設(shè)置安全防護 設(shè)施，在拉緊裝置兩側(cè)和機尾處設(shè)置安全護網(wǎng)和護欄。另為便于設(shè)備維修主平硐帶式輸 送機上設(shè)置一些人行過橋。5

10、帶式輸送機的保護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、電動機過載、 電機超溫等多項保護裝置，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-02-3207輸送帶選型采用阻燃型鋼絲繩芯輸送帶。帶強St16O0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

11、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。主平硐帶式輸送機技術(shù)特征見表6.1-1。主平硐帶式輸送機技術(shù)特征表 6.1-1序 號名稱單位內(nèi)容備注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輸送機長度m2956.2556輸送機角度-1.3489 -0.1719 0°7輸送帶寬度mm1400帶強N/mmSt1600 （阻燃）8電動機型號YBP T450-42臺功率kW630轉(zhuǎn)速r/mi n14809減速器型號SEW-M3 PSF100-20.000 2臺10制動器型號SHI252 1套11液壓自動張緊裝置型

12、號ZLY-02-3201 臺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+1155m6.2.1設(shè)計依據(jù)初期風(fēng)量:后期風(fēng)量Q 初=1 2m3/s= 1 7rm3/s初期礦井阻力:H 初=969 Pa后期礦井阻力：H 后 =2907 Pa6.2.2通風(fēng)機風(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= 1.05x125 = 131.3m3/s后期風(fēng)量:=1.05x175 = 183.8m3/S初期礦井

13、阻力:H 初=(H 初+ iH)x P0/匕=(969 +237)x1.2931/1.2788 =1219 Pa后期礦井阻力:H 后=(H 后+ AH)x P0/ h = (2907 +237)x1.2931/1.2788 =3179 Pa式中：K通風(fēng)設(shè)備漏風(fēng)系數(shù)，取1.05;AH風(fēng)道阻力之和，計算值為237Pa 0p 0 標(biāo)準(zhǔn)狀況空氣密度 取1.2931 kg/m。P 1 風(fēng)井井口空氣密度 取1.2788kg/mo通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線方程：=12192 Q2 =0.0707Q2 131.32317922=2 Q =0.0941Q183.86.2.3設(shè)備選型設(shè)計曾考慮過選用離心式風(fēng)機，該型式風(fēng)機與

14、軸流式風(fēng)機相比，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)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)機的經(jīng)濟運行，故設(shè)計推薦選用軸流式礦井通風(fēng)機。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）通風(fēng)機型號GAF25-12.5-1FBCDZ NO28/Z 450臺數(shù)22葉片調(diào)節(jié)方式停機機械一次調(diào)節(jié)葉片人工逐個調(diào)節(jié)初期工況點參數(shù)流量(m3/s)1

15、31.3131.3靜壓升（Pa）12191219靜壓效率（）6072軸功率（kW）266.7222.3葉片角度-6 °34°后期工況點參數(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°電動機型號Y710 L-6YBF 560M2-8功率 （kW10002 >450電壓（kV）1010轉(zhuǎn)速(r/mi n)985740年運行費用（萬元）260( +40)220 (± 0.00)投資設(shè)備+電控（萬元）254+110265.8+150土 建（萬元）2008

16、0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。方案一選用的GAF25-12.5-型軸流式礦井通風(fēng)機是80年代引進TLT公司技術(shù)，由上 海鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的，質(zhì)量體系完善，工裝器具齊全，制造質(zhì)量較好；采用停機一次性整 體調(diào)節(jié)葉片方式，風(fēng)機葉片調(diào)節(jié)方便；采用停機調(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)機品種 規(guī)格齊全，按“量體裁衣”的方式選擇風(fēng)機；風(fēng)機運行噪聲較??；但由于主電機安裝在 出風(fēng)側(cè)，傳動軸需穿過擴散塔與風(fēng)機葉輪連接，其尺寸較長，安裝對中

17、困難，同時擴散 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；需建機房、擴散塔等，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 NO28Z2 450型礦用防爆對旋軸流式通風(fēng)機，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)機運行效率，通風(fēng)機設(shè)有回流環(huán)，有效地消除了喘振；可配變頻電機變頻調(diào)節(jié) 風(fēng)機轉(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、擴散筒，安裝簡單、施工周期短，維護工作

18、 量??；不需建風(fēng)機房、可露天布置，安裝時間短。但由于通風(fēng)機電動機安裝在風(fēng)機輪轂 內(nèi)，葉輪安裝在電動機軸上，需要裝設(shè)防爆電動機，電動機散熱較差，電動機維護較復(fù) 雜。另外，風(fēng)機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)機的技術(shù)性能、安裝方式、結(jié)構(gòu)設(shè)計、運行效率、維護特點、投資、年運行費用等方面進行了綜合比較后，設(shè)計推薦方案二。即選用FBCDZ NO28/2X 450型軸流式通風(fēng)機2臺，1臺工作，1臺備用。每臺風(fēng)機配2臺YBF560M2-型礦用隔爆型電 機(450kW 740r/min 10k)。由于初、后期的負(fù)壓相差較大，為使風(fēng)機在初、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

19、。通風(fēng)機性能曲線及反風(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）：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 34°、風(fēng)量183.8n3/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)工況點參數(shù)為（單級運行）：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)機為為露天安

20、裝，為提高通風(fēng)機的使用壽命，通風(fēng)機的外殼應(yīng)進行防腐處理, 所有聯(lián)接螺栓均采用不銹鋼螺栓。在通風(fēng)機的集風(fēng)器前和擴散器側(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，采用斷電制動停機后電機反轉(zhuǎn)的方式進行反風(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)機房東南側(cè)設(shè)配電控制室，通風(fēng)機房兩回10kV電源引自工業(yè)場地新建35/10kV 變電所10k

21、V側(cè)不同母線段，一回工作、一回備用。通風(fēng)機附屬設(shè)施所需的低壓電源引 自通風(fēng)機房高壓配電室內(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)

22、高：+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 m6.3.2設(shè)備選型工作泵的排水能力應(yīng)滿足:Q>1.2xQ 正=1.2x170 = 204m3/hQmaxX1.2xQ 最大=1.2X220 = 264m3/h6.3-1。水泵揚程為吸水高度、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)計考慮了兩個方案，方案比較見表從表中可以看出，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)上改進而成，泵的首級葉輪、進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

23、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 井筒的井底排水、傾斜巷道的掘進排水及水倉排水等，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)濟綜合比較，設(shè)計推薦方案一，即選用 3臺MD280-432X

24、型礦用耐磨多級離心泵，配YB280S-( 75kW 1480r/min 660V)礦用隔爆電動機。排水泵的工況點計算:排水設(shè)備選型方案比較表表 6.3-1內(nèi)容方案一（推存）方案二二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 點流量（m3/h）223.9209.9354.38317.11揚程（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 機型 號YB280S-4

25、YQSY-4功率（kW）75132電 壓（kV）0.660.66轉(zhuǎn) 速( r/min)14801480正常 涌水量運行臺數(shù)（臺）11排水時間（h）18.22119.4411.5112.87最大 涌水量運行臺數(shù)（臺）21排水時間（h）11.7912.5814.916.65排水管規(guī)格 （mm）型73>7 273<流速（m/s）1.181.371.872.06總趟數(shù)（趟）22吸 水 管規(guī)格 （mm）的25>8流速 （m/s）0.830.961.311.45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投資設(shè)備及管

26、路費（萬元）34.19+91.0614.4+91.06礦建費（萬元）2018合計（萬元）145.25( 000)123.46(-21.79)MD280-432型礦用耐磨多級離心泵特性曲線及工況點參數(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站 中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司200管道特性曲線方程:新管： H =Ht +RQ2 =21+3.99x10*天Q2舊管： H =Ht +R2Q2 =21+6.79x10* xQ2式中：R1、R2管道阻力系數(shù)，新管時 R1=3.99 >，舊管時R2= 6.79 W4;Ht吸水面至排水口幾何咼差（m）。水泵

27、工況點參數(shù):新管：流量223.9m/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209.9用巾、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 29>7無縫鋼管，5-2回風(fēng)大巷內(nèi)的排水管道選用 0273>7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

28、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，電動機啟動需關(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，達產(chǎn)時在 2個連采機掘、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)工具使用情況見表 6.4-1。642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)鎬與氣腿鑿巖機同時使用、混凝土噴射機不同時 使用考慮，取大值；大巷綜掘工作面錨噴支護使用

29、一臺混凝土噴射機；井底煤倉空氣炮 屬于臨時用氣，不計入總用氣量。貝附井所需風(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（m3/min 臺）工作壓力（MP a）總耗氣量（m3/mi n）名稱工作臺數(shù)普掘工作面風(fēng)鎬21.20.4 0.52.4氣腿風(fēng)動鑿巖機430.5 0.612混凝土噴射機1580.15 0.48綜掘工作面混凝土噴射機1580.15 0.48錨索鉆機22.9 3.60.57.2煤倉（2個）空氣炮0.4 0.84.32=1.2 K.15 K. 01 ( 8+ 4 >3 >0.96+2 1.2 區(qū) 99+ 2 >3.6 區(qū).99=40.5m3/min式

30、中：a沿管道全長的漏風(fēng)系數(shù)，取1.2；a于風(fēng)動工具的磨損耗氣量增加系數(shù)，取1.15;Y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個掘進工作面（3x19人員災(zāi)害預(yù) 防的用風(fēng)計算所需風(fēng)量:Q =na Y=68>1.2 KOI (X3 =24.7 (mP/min)式中：a沿管道全長的漏風(fēng)系數(shù)，取1.2;Y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 0.3m3/mi n計;n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

31、值即40.5m/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)置空壓機站敷設(shè)管道下井向 井下掘進工作面、煤倉供氣的方案。對壓縮機機型，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)，維護工作量少，其比功率接近或 達到活塞式空壓機的水平，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6.4-2380V 125kW方案一初期選

32、用 2臺SA-120A型螺桿式空壓機，隨機配電動機（ 1470r/min，后期增加兩臺SM-490型井下移動式空壓機，隨機配電動機（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,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，隨機配電動機（380V 75kW 1470r/min，缺點空壓機房占地面積大，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。壓縮空氣設(shè)備方案比較表表 6.4-2內(nèi)容方案一（推存）方案二二空氣 壓縮機型號SA-120A(

33、 SM-490)SA-75A排氣量（m3/min）11 21(16)12.8額定排氣壓力（MPa）10.85(0.7)0.85冷卻方式風(fēng)冷風(fēng)冷臺數(shù)（臺）3(2)5電 機型號功率 （kW）125(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（萬元）1 102 ( ±).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)濟比較，采用方案一，即初期選用SA-120A型螺桿式空壓機2臺，風(fēng)冷卻，排氣

34、量21 mVmin,排氣壓力0.85MPa隨機配電機（380V 125kW 1470r/min電動機，后期增加2臺井下移動式空壓機，型號為 SM-490排氣量16 m3/min,排氣壓力 0.7MPa隨機配電機（660V 90kW 1470r/min電動機。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供給?？諌簷C房設(shè)于風(fēng)井場地，長 寬高=197.5Bm。為便于設(shè)備安裝和檢修，在空壓機 房內(nèi)設(shè)有固定起重梁，配備單

35、軌小車和手拉葫蘆。4壓風(fēng)管路規(guī)格選型從空壓機房沿回風(fēng)斜井敷設(shè)至掘進面的干管選用 © 159X 6的無縫鋼管；在4煤組通風(fēng)行人斜巷底部設(shè)1個1 n3的儲氣罐，用21/2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的電源引自風(fēng)井場地10/0.4kV變電所，空壓機本機已配帶完備的微機電控系 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

36、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，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年推進度1713m另配備2個綜掘工作面，1個巖普掘工 作面，達到礦井初期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

37、置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；全圭寸閉時，可控制在 8m/mir。6.5.2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式。地面集中制氮 系統(tǒng)，工作環(huán)境好，便于維護管理，設(shè)備投資少，故障率低，在相對靜態(tài)的條件下工作,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

38、離長，效率低，能源損耗 大，運行費用高，管材及安裝費用多，需建制氮機房，土建投資多。而井下移動式制氮 系統(tǒng)，機動靈活，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、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。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 6.531氮氣防滅火的技術(shù)要求本設(shè)計將氮氣

39、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 ( C C2)Q/(N+a-1)式中：K備用系數(shù)，1.21.5;Qr采空區(qū)氧化帶漏風(fēng)量，5-2煤取5.0m3/min, 4-2、引煤取4.0n3/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注入氮氣的濃度，97%。投產(chǎn)時一盤區(qū) Qn=1.5< (17%-7% 5.0/(97%+7%-1)=18.75 m/

40、min (1125n3Zh)達產(chǎn)時一盤區(qū) Qn=2X 1.5X (17%-7%y 4.0/(97%+7%-1)=30.00 m/min (取 1800m/h)6.533注氮方式和防滅火方法井下設(shè)移動注氮站，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。根據(jù)礦井火災(zāi)發(fā)生的地點不同，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，同時生產(chǎn)中應(yīng)制定安全計劃、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)計中針對不同的發(fā)火形式，發(fā)火地點制定不同的滅火方法。6.5.3.4制氮設(shè)備方案比選根據(jù)設(shè)計依據(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)備均可滿足注氮要求，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，且運行成本較高，不完全適合我國煤炭行業(yè)行情，設(shè)計