第六章提升通風排水及壓縮空氣設備

1、第六章 提升、通風、排水及壓縮空氣設備6.1提升設備概述本礦井設計生產(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，主井井口標高為139.0，副井井口標高為139.6，主井井筒凈直徑為D5000mm,裝備一對立井四繩20t箕斗，擔負全礦井的煤炭提升任務。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), 擔負全礦井提人、矸石、設備及升降材料等任務，寬罐除滿足上述提升任務外,還可以滿足整體升降大型設備、綜采支架等任務。對主、副井提升設備的選型，設計根據(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安裝方式上進行

2、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，本設計主、副井提升設備均選用落地式多繩摩擦輪提升機。設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)無級調速、高效運行。副井提升機的電氣

3、傳動設備, 采用電樞換向12脈動順序控制SCR-D供電系統(tǒng), 實現(xiàn)無級調速、高效運行。主井提升設備1、設計依據(jù)主井年產(chǎn)量：3.0 Mt/a；主井井口標高：139.0 ；主井井底標高：325.0 ；工作制度： 330d/a，16h/d；裝載位置箕斗底標高： -295.0 m(水平上裝載)；卸載位置箕斗底標高： +153.0 m。2、提升設備選型（1）提升容器選擇本礦主井選用一對立井四繩20t箕斗，擔負全礦井的煤炭提升任務,其主要參數(shù)為：載重G20t，質量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，主要技術參數(shù)：繩徑：dk44mm,絲徑3mm，鋼絲繩單位長度質量為Pk8.08kg/m，鋼絲繩最小破斷拉力為Q1270kN。（3）提升機選型及校核a.按鋼絲繩直徑計算 D90×443960（mm）b.按鋼絲繩絲徑計算 D1200×33600（mm）c.提升機選擇提升機選用JKMD-4×4(Z)型落地式多繩

5、摩擦輪提升機1臺，其主要技術參數(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提升機旋轉部分變位質量Gj20000 kg天輪變位質量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.提升機校驗實際最大靜張力：Fj709.771（kN） 800 kN實際最大靜張力差：Fc205.454（kN） 270 kN實際襯墊比壓： P1.459 (MPa) 2.0 MPa所選提升機滿足要求。副井提升設備1、設計依據(jù)（1）礦井年產(chǎn)量：3.0 Mt/a；（2）副井井口標高：1

6、39.6 ；（3）副井井底標高：325.0 ；（4）矸石量：按年產(chǎn)煤量的5.5計；（5）坑木消耗：1.5 m/kt；（6）支護材料：24.25t/班；（7）運送設備：1 次/班；（8）最大班下井人數(shù)：247人；（9）其它：5 次/班；（10）最大件質量：16000 kg；（11）平板車質量：1000 kg。2、設備選型計算（1）提升容器選擇本礦副井提升矸石、下放材料等采用MG1.7-6A型、1.5t、600mm軌距固定式礦車，礦車質量為718kg，考慮到運輸綜采液壓支架等大型設備，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。寬罐主要技術參數(shù)為：

7、質量15990kg（含懸掛裝置），允許載人80位，罐籠本體高度為6100mm，全高為11200mm。窄罐主要技術參數(shù)為：質量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通風設備設計依據(jù)1、礦井所需風量： 180 m3/s；2、礦井所需負壓： 初期 1676.73 Pa；后期 1875.16 Pa。3、通風機安設位置通風設備設置在風井工業(yè)場地內，回風立井井口附近。進風主井井口標高為+139 m，副立井井口標高為+139.6 m；回風立井

8、井口標高為+131.0 m?；仫L井距最近村莊距離約460 m。通風設備選型1、通風機所需風量、負壓計算根據(jù)礦井所需的風量和負壓，考慮通風設施漏風和風機阻力損失、消聲器阻力損失及自然風壓后，通風機的計算風量和負壓分別為： 通風容易時期：易1.05×180=189(m3/s) ；易1676.73+100+1501927（Pa）。 通風困難時期：難1.05×180=189 (m3/s) ，難1875.16+100+1502125(Pa) 。2、通風機選型根據(jù)可研設計對適宜本礦井的FBCDZ(原BDK) 系列、2K56系列、GAF等系列通風設備方案的比選，本礦井通風設備選用靜壓效率

9、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機。依據(jù)所需通風機的計算風量和負壓及通風設備方案，本礦井通風設備選用FBCDZ（原BDK）-10-32型對旋式軸流通風機2臺，其中1臺工作，1臺備用。每臺通風機配用YBF630M-10型 10kV 355kW專用防爆電動機2臺。通風機可根據(jù)礦井通風的需要，調整葉片角度，工作在高效區(qū)，實現(xiàn)節(jié)電運行。為了滿足環(huán)保要求，通風機配備消音裝置。6.3配電及控制根據(jù)通風機設備選型情況和現(xiàn)行版礦山電力設計規(guī)范和煤礦安全規(guī)程要求，通風機電機采用高壓直接起動，并能通過反轉運行實現(xiàn)反風。根據(jù)風機

10、正反轉工作要求，通風機房高壓配電設備，選用KYN28-12金屬鎧裝抽出式開關柜。通風機房的低壓配電及MCC設備，選用GCS型抽屜式開關柜。礦井主通風機為一級負荷。通風機房的高、低壓電源各兩回，均直接引自風井變電所。6.4 排水設備主排水設備1、設計依據(jù)本礦井在井下-325.0m水平，副立井井底車場附近設置礦井主排水泵房，排水管路沿副立井敷設。副立井井口標高+139.6m，井底標高-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)，采用通過鑒定的礦井排水設備選型優(yōu)化設計計算

11、程序設計計算，選出了適合本礦井的排水方案二個，其技術經(jīng)濟參數(shù)見表6.1內 容單 位技 術 參 數(shù)方案一方案二設 計依 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 備水泵型號MD580-60×8MD500-57×9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-D480×16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m3/h552.3534.33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.

12、15經(jīng) 濟預 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，二個方案設備臺數(shù)、管路趟數(shù)、配套電動機均相同。從經(jīng)濟方面分析，方案一基建投資略高于方案二，但年電耗低于方案二，二個方案綜合營運費用相當；從技術方面分析可知，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，因此設計根據(jù)計算機優(yōu)化及綜合技術經(jīng)濟

13、分析比較，推薦方案一作為本礦井的排水方案。3、排水設備選型經(jīng)計算機優(yōu)化選型設計計算，本礦井主排水設備選用11臺 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D480×16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供配電與控制排水泵房的排水泵主電機，由設置在井下變電所內的高壓配電設備一對一供電。同時，在主排水泵房，設有就地操作箱。為了實現(xiàn)礦井井下主排水自動化，設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)

14、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。現(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)控設備。6.6壓縮空氣設備設計依據(jù)本礦井主要用氣地點為井下各采掘進工作面生產(chǎn)用氣及應急安全用氣，地面只有煤倉空氣炮及機修廠少量用氣。礦井生產(chǎn)初期井下最遠用氣點距主副井工業(yè)場地約5.4km，后期最遠用氣點距主副井工業(yè)場地約9.3km。礦井地面海拔標高為+139.6m，井下用氣地點最高水平標高約海拔為-130m。礦井初期開采，井下設有6個掘進工作面，其中1個巖巷掘進面配混凝土噴射機1臺，氣動鑿巖機2臺，風鎬1臺，單體錨桿機1臺；4個綜掘面不用

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

16、氣設備為空氣錘，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)礦井用氣設備布置情況及工作特點，對不同工作地點和工作性質的用氣設備，分別考慮管路漏氣、設備磨損及海拔高度因素后計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沿管道全長的漏氣系數(shù)，取1.11.2； 1機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，同型號風動機具的使用臺數(shù)