第八章礦井生產(chǎn)系統(tǒng)

1、第八章第八章 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)包括地面生產(chǎn)系統(tǒng)和井下生產(chǎn)系統(tǒng)兩部分。地面生產(chǎn)系統(tǒng)通常包括地面提升系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、排矸系統(tǒng)、選煤系統(tǒng)和管道線路系統(tǒng)。此外，還有變電所、壓風(fēng)機(jī)房、鍋爐房、機(jī)修廠、坑木加工場(chǎng)、礦燈房、浴室及行政福利大樓等專用建筑物。 地面生產(chǎn)系統(tǒng)的主要任務(wù)是煤炭經(jīng)過(guò)運(yùn)輸提升到地面后的加工和外運(yùn)，還要完成矸石排放、動(dòng)力供給、材料設(shè)備供應(yīng)等工作。井下生產(chǎn)系統(tǒng)有掘進(jìn)、采煤和運(yùn)輸提升等三個(gè)主要過(guò)程，還有通風(fēng)、排水、材料和動(dòng)力供應(yīng)等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。 井下生產(chǎn)系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證井下采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升、排水和通風(fēng)等工作正常進(jìn)行，把采掘出來(lái)的煤炭和矸石輸送到地面，再和地面生產(chǎn)

2、系統(tǒng)相銜接。同時(shí)，將動(dòng)力、材料和設(shè)備，送至所需地點(diǎn)。 第一節(jié)第一節(jié) 礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)及工業(yè)場(chǎng)地布置礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)及工業(yè)場(chǎng)地布置一、概述一、概述礦井地面設(shè)備、建筑物和構(gòu)筑物及各種管線組成的總體稱為礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)。所占用的場(chǎng)地稱為地面工業(yè)場(chǎng)地。影響地面工業(yè)場(chǎng)地布置的主要因素有影響地面工業(yè)場(chǎng)地布置的主要因素有：1、礦井的開(kāi)采方法及提升方式2、煤的性質(zhì)及用戶對(duì)煤質(zhì)的要求3、礦井的井型及服務(wù)年限4、工業(yè)場(chǎng)地的工程、水文條件及地形、氣候條件5、礦井的發(fā)展遠(yuǎn)景及與鄰近企業(yè)的關(guān)系。二、地面工業(yè)場(chǎng)地布置二、地面工業(yè)場(chǎng)地布置 1、分散式布置 工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)各建筑物與構(gòu)筑物基本上單獨(dú)修建和分散布置，建筑物的體積比較

3、小，而數(shù)目較多。目前，多數(shù)礦井屬這種布置方式。分散式布置方式適合于地形復(fù)雜、機(jī)械化程度不高的中小型礦井。 2、綜合式布置 把工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的建筑物組合成大型綜合建筑物，即所謂的同體建筑物。采用綜合式布置時(shí)，各建筑物與構(gòu)筑物的組合，要最大限度地適合生產(chǎn)工藝過(guò)程的要求，縮短運(yùn)輸距離，并使建筑結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單。 三、礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)三、礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)（一）礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)的類型（一）礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)的類型 1無(wú)加工設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。 2設(shè)有選矸設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng) 3設(shè)有篩分廠的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。 4設(shè)有洗選廠的地面生產(chǎn)系統(tǒng) （二）排矸與運(yùn)料系統(tǒng)（二）排矸與運(yùn)料系統(tǒng) 1矸石場(chǎng)的選址及類型。風(fēng)向，水源。 2材料

4、、設(shè)備的運(yùn)輸 ：材料、設(shè)備的運(yùn)輸系統(tǒng)布置必須以副井為中心。 （三）地面管線系統(tǒng)（三）地面管線系統(tǒng) 上下水道、熱力管道、壓縮空氣管道、地下電纜等 。第二節(jié)第二節(jié) 礦井運(yùn)輸與提升系統(tǒng)礦井運(yùn)輸與提升系統(tǒng)一、運(yùn)輸與提升方式一、運(yùn)輸與提升方式（一）采煤工作面的運(yùn)輸方式（一）采煤工作面的運(yùn)輸方式一般用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)輸。（二）區(qū)段運(yùn)輸平巷運(yùn)輸（二）區(qū)段運(yùn)輸平巷運(yùn)輸一般用轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。（三）采區(qū)上（下）山運(yùn)輸方式（三）采區(qū)上（下）山運(yùn)輸方式運(yùn)輸上山：膠帶輸送機(jī)軌道上山：軌道運(yùn)輸（四）大巷運(yùn)輸方式（四）大巷運(yùn)輸方式電機(jī)車運(yùn)輸；膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。（五）井筒提升方式（五）井筒提升方式1、平硐直接用

5、電機(jī)車或膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸2、斜井箕斗；膠帶輸送機(jī)；串車。3、立井箕斗；罐籠。二、運(yùn)輸與提升設(shè)備類型二、運(yùn)輸與提升設(shè)備類型（一）運(yùn)輸設(shè)備類型（一）運(yùn)輸設(shè)備類型1、輸送機(jī)（1）刮板輸送機(jī)：適用于傾角小于25的采煤工作面。（2）帶式輸送機(jī)：（1）可伸縮帶式輸送機(jī)。是機(jī)械化采煤工作面中順槽運(yùn)輸?shù)呐涮纵斔蜋C(jī) （2）鋼繩牽引帶式輸送機(jī)。適用于長(zhǎng)運(yùn)距輸送的特殊型帶式輸送機(jī) （3）水平彎曲帶式輸送機(jī) ：能在水平面內(nèi)改向折曲輸送物料的帶式輸送機(jī)。 （4）大傾角帶式輸送機(jī)。在傾角為1625范圍內(nèi)使用的帶式輸送機(jī) （5）管狀帶式輸送機(jī)。物料在輸送過(guò)程中完全處于封閉狀態(tài)的帶式輸送機(jī)。 （6）氣墊式帶式輸送機(jī)。不用托輥（

6、或不用上托輥），將輸送帶沿著氣墊層運(yùn)行的帶式輸送機(jī)。 2、軌道運(yùn)輸基本設(shè)備時(shí)軌道、礦車和牽引設(shè)備。（1）軌道。（2）礦車（3）鋼絲繩運(yùn)輸（1）有極繩運(yùn)輸：鋼絲繩的一端固定在絞車上，另一端鉤掛在礦車上運(yùn)行，適用于625傾斜井巷。 （2）無(wú)極繩運(yùn)輸：空車和重車?yán)谜獟燔囇b置分別掛在往返的兩側(cè)鋼絲繩上，即可進(jìn)行運(yùn)輸。無(wú)極繩運(yùn)輸多用于水平巷道中 。 （4）電機(jī)車運(yùn)輸 電機(jī)車是以電力為動(dòng)力，用牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪的機(jī)車。目前，我國(guó)采用的電機(jī)車均為直流電機(jī)車。根據(jù)供電方式不同，可分為架線式電機(jī)車和蓄電池式電機(jī)車。 架線式電機(jī)車在行駛時(shí)，常常發(fā)生電火花，有可能引起瓦斯、煤塵爆炸，所以架線式電機(jī)車一般用于低瓦斯

7、礦井中的主要運(yùn)輸巷道，而高瓦斯礦井中則采用蓄電池式電機(jī)車。 隨著綜采綜掘的迅速發(fā)展，現(xiàn)已研制成功防爆特殊型膠套輪蓄電池機(jī)車，為采區(qū)輔助運(yùn)輸提供了一種新型機(jī)車設(shè)備。 （二）提升設(shè)備類型（二）提升設(shè)備類型1、立井提升（1）立井箕斗提升。（2）立井罐籠提升。立井副井的提升容器普遍采用罐籠，用來(lái)提升材料、設(shè)備、矸石并供人員上、下。在中、小型礦井中也可以用罐籠提煤。 2、斜井提升（1）斜井箕斗提升。（2）斜井串車提升。（3）斜井鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)提升：適用1825斜井中。（4）斜井提升機(jī)。 單繩纏繞式：?jiǎn)螡L筒；雙滾筒。 多繩摩擦式：2-6根鋼絲繩。第三節(jié)第三節(jié) 礦井排水系統(tǒng)礦井排水系統(tǒng)礦井排水方式可分

8、為自流式自流式和揚(yáng)升式揚(yáng)升式兩種。平硐開(kāi)拓采用自流式；揚(yáng)升式是借助于水泵將水排至地面，可分為固定式和移動(dòng)式兩種。井下水泵房為固定式，豎井和斜井掘進(jìn)時(shí)可采用移動(dòng)式。一、礦井排水系統(tǒng)一、礦井排水系統(tǒng)1、采區(qū)排水、采區(qū)排水上山采區(qū)：自流至大巷水溝內(nèi)。下山采區(qū)，下山底部設(shè)采區(qū)水倉(cāng)，用水泵排至大巷水溝。2、大巷排水：35的坡度，水溝自流。3、井底排水：井底水倉(cāng)（8小時(shí)的涌水量）、水泵房。二、礦井排水設(shè)備二、礦井排水設(shè)備（一）礦井涌水量（一）礦井涌水量 涌水量小的礦井： Q100m3/h； 涌水量中等的礦井： Q=100500m3/h； 涌水量大的礦井： Q=5001000m3/h； 涌水量很大的礦井：

9、Q 1000m3/h （二）礦井排水設(shè)備二）礦井排水設(shè)備 礦井排水設(shè)備包括水泵、水管水泵、水管及附件附件和配電裝置配電裝置。 1、水泵 常用的是離心式水泵離心式水泵（單級(jí)或多級(jí)）。 水泵每小時(shí)的排水能力稱為流量流量（m3/h）；水泵排水的垂直高度稱為揚(yáng)程揚(yáng)程（m）。 2、排水管道及附件 礦井排水用的管道有鑄鐵管、焊接管和無(wú)縫鋼管等。直徑一般為75250mm。管道的附件有各種接管（三通、四通、彎頭、異徑管等）、法蘭盤和閥件等。（三）對(duì)排水設(shè)備的要求（三）對(duì)排水設(shè)備的要求 1、水泵：水泵必需有工作、備用和檢修的水泵。 工作泵工作泵的能力應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水

10、）；備用泵備用泵能力不小于工作泵的70，并且工作泵和備用泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量；檢修水泵檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作泵能力的25。 2水管：必須有工作和備用的水管，工作水管工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。工作和備用水管工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。 3配電設(shè)備：應(yīng)同工作、備用和檢修水泵相適應(yīng)，并能夠同時(shí)開(kāi)動(dòng)工作和備用的水泵。第四節(jié)第四節(jié) 礦井電力供應(yīng)系統(tǒng)礦井電力供應(yīng)系統(tǒng)一、煤礦企業(yè)對(duì)供電的要求及負(fù)荷分類一、煤礦企業(yè)對(duì)供電的要求及負(fù)荷分類（一）供電要求：（一）供電要求：1、供電可

11、靠雙回路供電2、供電安全井下煤礦專用設(shè)備，采取一系列安全技術(shù)措施及管理制度。3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理容量滿足要求，電壓、頻率穩(wěn)定。（二）負(fù)荷分類：（二）負(fù)荷分類：一類用戶；二類用戶；三類用戶。二、礦井供電系統(tǒng)二、礦井供電系統(tǒng)1、供電系統(tǒng)、供電系統(tǒng)電網(wǎng)電源電網(wǎng)電源 煤礦地面變電所煤礦地面變電所 井下中央變電所井下中央變電所 采采區(qū)變電所區(qū)變電所 工作面配電點(diǎn)。工作面配電點(diǎn)。綜采工作面常采用移動(dòng)變電站移動(dòng)變電站向工作面配電點(diǎn)供電，移動(dòng)變電站距工作面100250m。2、供電電壓、供電電壓 （1） 煤礦常用三相交流電的電壓有以下幾種：煤礦常用三相交流電的電壓有以下幾種： 35kV，一般為礦井地面變電所的電源進(jìn)

12、線電壓； 10kV或6kV，為井下中央變電所，采區(qū)變電所和大型設(shè)備（如提升機(jī)、主通風(fēng)機(jī)、主水泵等）的供電電壓； 3kV或1140V，為綜采工作面的用電電壓； 660 V，為井下采、掘、運(yùn)、裝等機(jī)械的用電電壓； 380 V，為地面或小型機(jī)械的用電電壓； 220V，為地面照明用電電壓； 127V，為井下照明和煤電鉆的用電電壓； 36V，為信號(hào)，操縱線路的用電電壓。 （2）煤礦常用的直流電電壓有以下幾種：）煤礦常用的直流電電壓有以下幾種： 250V或550V，為架線式電機(jī)車的用電電壓； 120V、110V、80V、40V，為蓄電池電機(jī)車用電電壓； 2.5V、4V，為礦燈的電壓。三、礦用電氣設(shè)備的類型

13、三、礦用電氣設(shè)備的類型礦用電氣設(shè)備根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要求的不同，井下常用設(shè)備可以分為五種類型：1、礦用一般型礦用一般型(KY):低瓦斯礦進(jìn)風(fēng)大巷、井底車場(chǎng)中2、礦用安全型礦用安全型(KA)：低瓦斯礦井采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷道中。3、礦用隔爆型礦用隔爆型(KB)：高瓦斯礦固定設(shè)備和移動(dòng)式設(shè)備。4、礦用安全火花型礦用安全火花型(KH)：低壓控制回路和控制信號(hào)設(shè)備中。5、礦用隔爆安全火花型礦用隔爆安全火花型(KBH)：高壓控制設(shè)備用。使用場(chǎng)所類別煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出和瓦斯噴出區(qū)域瓦 斯 礦 井井底車場(chǎng)、總進(jìn)風(fēng)巷和主要進(jìn)風(fēng)巷翻車機(jī)硐室采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷總回風(fēng)巷、主要回風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)巷、工作面和工作面進(jìn)回風(fēng)巷低瓦斯礦

14、井高瓦斯礦井1.高低壓電機(jī)和電氣設(shè)備2.照明燈具3.通信、自動(dòng)化裝置和儀表、儀器礦用防爆型（礦用增安型除外） 礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用一般型礦用一般型礦用一般型礦用一般型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用防爆型（礦用增安型除外）礦用各類電氣設(shè)備的使用地點(diǎn)礦用各類電氣設(shè)備的使用地點(diǎn) 四、礦用電氣變壓器四、礦用電氣變壓器 礦用變壓器主要是用來(lái)向井下低壓動(dòng)力供電的變電設(shè)備。將10KV 或KV變?yōu)?140 KV、660V或380V等向井下低壓動(dòng)力設(shè)備供電。 它分

15、為礦用一般型和礦用隔爆型兩種。 1、礦用一般型變壓器礦用一般型變壓器：由于沒(méi)有防爆特點(diǎn)，所以此類變壓器只適用于通風(fēng)良好的井下變電所硐室內(nèi)。 2、礦用隔爆型變壓器礦用隔爆型變壓器：由于有防爆特點(diǎn)，所以此類變壓器可用于有爆炸危險(xiǎn)的工作面平巷內(nèi)。目前使用較多的有KSGB系列礦用隔爆型變壓器，是移動(dòng)變電站的主要變壓器。 五、礦用開(kāi)關(guān)設(shè)備五、礦用開(kāi)關(guān)設(shè)備 開(kāi)關(guān)是通、斷電設(shè)備。因電壓高、電流大，設(shè)置于井下環(huán)境，故礦用開(kāi)關(guān)設(shè)備較為復(fù)雜。井下常用的電氣開(kāi)關(guān)有以下幾種： 1隔爆高壓配電箱隔爆高壓配電箱：它是井下中央變電所必備設(shè)備。裝置在高壓線路上，起開(kāi)關(guān)作用，通、斷高壓電路，控制電力變壓器、高壓電動(dòng)機(jī)等。 2隔

16、爆自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)隔爆自動(dòng)饋電開(kāi)關(guān)：是一種帶有自動(dòng)跳閘裝置的低壓輸電開(kāi)關(guān)，一般不直接用它來(lái)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而把它放在中央變電所、采區(qū)變電所、移動(dòng)式變電站和工作面配電點(diǎn)，作為低壓輸電干線上的總開(kāi)關(guān)或分支開(kāi)關(guān)。它實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一個(gè)帶有保護(hù)裝置的三相刀閘。 3隔爆手動(dòng)開(kāi)關(guān)（手動(dòng)起動(dòng)器）隔爆手動(dòng)開(kāi)關(guān)（手動(dòng)起動(dòng)器）：這也是一種低壓開(kāi)關(guān)。用手搬動(dòng)外殼上的手把，使外殼內(nèi)的刀閘斷開(kāi)和閉合。這種開(kāi)關(guān)用來(lái)直接控制不經(jīng)常開(kāi)、停的設(shè)備，如局部通風(fēng)機(jī)，小水泵或照明變壓器等。主要型號(hào)有QS8180型。 4隔爆磁力起動(dòng)器隔爆磁力起動(dòng)器：它直接控制采、掘、運(yùn)等機(jī)械設(shè)備的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止或反轉(zhuǎn)的隔爆開(kāi)關(guān)。主要型號(hào)有QC8380型，QC8

17、3120、225型、QCKB301140/300型等。 5隔爆真空磁力起動(dòng)器隔爆真空磁力起動(dòng)器：真空開(kāi)關(guān)的主觸頭密封在高度真空的陶瓷圓筒內(nèi)，構(gòu)成真空滅弧室。主要型號(hào)有：DQZBH1400/300型 ， HT6L1400/1140型礦用隔爆本質(zhì)安全型組合式智能真空磁力起動(dòng)器 。六、礦用動(dòng)力電纜六、礦用動(dòng)力電纜 礦用的電力電纜主要有鎧裝電纜、橡套電纜和塑料電纜等。 1、鎧裝電纜、鎧裝電纜：具有“金屬鎧甲”外皮保護(hù)，強(qiáng)度大，但不易彎曲。用于井下輸電干線和向固定、半固定設(shè)備供電，一般在井筒、運(yùn)輸大巷或采區(qū)巷道中使用。 2、橡套電纜、橡套電纜：又分為礦用橡套電纜和屏蔽電纜兩種。橡套電纜容易彎曲且較輕便，

18、便于向移動(dòng)式設(shè)備供電，一般在區(qū)段巷道和工作面中使用。屏蔽橡套電纜可與漏電保護(hù)配合，在電纜發(fā)生短路前切斷電源，防止短路電弧引爆瓦斯，故適用于向有爆炸危險(xiǎn)的工作面設(shè)備輸電。 3、塑料電纜、塑料電纜：允許工作溫度高，絕緣性能好，護(hù)套耐腐蝕，敷設(shè)的落差不受限制等，因此在條件適合時(shí)應(yīng)盡量采用 。 第五節(jié)第五節(jié) 壓縮空氣供給系統(tǒng)壓縮空氣供給系統(tǒng) 生產(chǎn)壓縮空氣的機(jī)器，稱為空氣壓縮機(jī)（簡(jiǎn)稱壓氣機(jī)）。 目前，煤礦使用著各種風(fēng)動(dòng)機(jī)具，如風(fēng)鉆、鑿巖機(jī)、混凝土噴射機(jī)等。 一、主要優(yōu)點(diǎn)：一、主要優(yōu)點(diǎn)： 1、在有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中，使用壓縮空氣作為動(dòng)力源比電力源較安全。 2、壓縮空氣本身具有良好的彈性和沖擊性能，它適應(yīng)于變負(fù)載條件下工作時(shí)作動(dòng)力源。 3、風(fēng)動(dòng)機(jī)具，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能多，故障少，