提升、通风、排水和压风设备.doc

第六章 提升、通风、排水和压风设备 第一节 提升设备 一、提升方式 本次技改，设计井型为0.15Mt/a，采用立井开拓，装备二个提升井筒，其中主井直径3.6m，井筒深132m，双钩箕斗提升，装备一台Φ1.6 m双滚筒提升机，配380V、75kW电动机，担负全矿井的提煤任务；副井直径3.6m，井筒深138.3m，罐笼配平衡锤提升，装备一台Φ1.6m双滚筒提升机，配380V、45kW电动机，主要担负提矸及辅助提升任务。 二、主井提升设备 1、设计依据 井型 0.15Mt/a； 提升高度140 m； （装载口标高152m；井口标高278 m；卸载口标高289.6 m；） 工作制度年工作日330天，日工作小时14 h； 2、设计选型 ⑴、提升容器 ①、经济提升速度 取Vm2.45m/s进行计算，估算一次提升时间 ②、所需一次提升量 选用一对1.5t非标轻型箕斗，箕斗自重1800kg，箕斗提升应配套使用定量装载设备。 ⑵、钢丝绳 ①、绳端荷重Qd 180015003300（kg） ②、井架高度Hj HxHrHg0.75Rt10240.750.816.6m 选择18m井架一座。 ③、钢丝绳最大悬垂长度HC13218150m ④、钢丝绳单重 选择619S-20-1770-IWR型钢丝绳，D20mm， δ1.3mm，Pk1.62kg/m，Qq他252kN。 ⑤、安全系数校验 所选用的钢丝绳符合煤矿安全规程要求。 ⑶、选择提升机 ①、滚筒计算直径 Dg′≥80d80201600（mm） Dg′≥1200δ12001.31560（mm） ②、最大静张力 Fj′QdPk HC 33001.6215035434kg ③、最大静张力差 F c′Q Pk HC 15001.621501743kg 选用2JTP-1.60.9/20型单绳缠绕式双滚筒提升机，Fj45kN，Dg1.6m，Bg0.9m，i20。 ④、校验钢丝绳在滚筒上的缠绕宽度 钢丝绳在滚筒上的缠绕宽度 满足要求。 ⑷、天轮的选择 采用TSG-1600/11型井上固定天轮，天轮直径为1.6m。天轮变位重量222kg。 提升机与井口相对位置见图6-1-1主井提升系统图。 ⑸、电动机预选 ①、 电动机功率 根据计算及提升速度要求，选择YR315M1-10型绕线型异步电动机，其技术特征为功率75kW，电压380V，转数584r/min，转动惯量9.6kgm2，λ2.71。 ②、 实际提升速度 ⑸、变位质量计算 变位重量 ①、钢丝绳的变位重量 G s2PkHCLx3πDgLs 21.6215034.333.141.630 743kg ②、电机转子系统的变位重量 G dj（GD2）i2/Dg29.6202/1.621500kg ③、天轮的变位重量 G t2222444kg ④、提升机变位重量 G j6000kg ⑤、提升容器及煤变位重量 G R2180015005100kg ⑥、系统总变位重量 ΣG G s G dj G t G j G R 743150044460005100 13787kg 变位质量 ΣM ΣG g 1405kgS2/m ⑹、提升运动学、动力学 提升运动学、动力学计算结果见图6-1-2主井提升速度图、力图。 ⑺、电动机校核 计算等效力Fdx1826㎏ 计算等效时间Td62.7S 等效容量Pdx56.6kW 电机过载能力λ0.99＜0.752.712.03 电动机功率储备系数为1.32 ⑻、提升能力 可满足技改后年产0.15Mt/a的提升要求。 ⑼、电控及信号设备 电控采用与提升机电气成套控制设备，提升信号采用KXT19矿用PLC多功能立井提升信号系统。 ⑽、电源 低压电源380V采用双回路电源供电，电源取自矿井地面变电所。 三、副井提升系统的计算 1、设计依据 井口标高280.3m 井底轨道大巷水平标高142m；提升高度H138.3 m； 材料消耗量5计算； 矸石量按煤生产能力的5计算； 工作制度年工作天数330d，日工作时数16h 2、选型设计 ⑴、提升容器的确定 利用矿方已有的1个0.75t非标罐笼加平衡锤进行辅助提升，罐笼自重QG 1400 kg（含防坠器），配备0.75t矿车，矿车自重420kg，提矸定载1275kg，提煤、下材料750kg。罐笼准载人数7人，每人重量70kg计。 ⑵、钢丝绳的选择 ①、绳端荷重 Qd140042012753095（kg） 提矸 Qd14004207502570（kg） 提料 Qd77014001890（kg） 提人 ②、钢丝绳悬垂长度Hc12138.3150.3m ③、 钢丝绳单位长度重量 选择619S-20-1770-IWR型钢丝绳，D20mm， δ1.3mm，Pk1.62kg/m，Qq他2524kN。 ④、安全系数校验 m材料 m人 m矸 所选钢丝绳符合煤矿安全规程的要求。 ⑶、提升机选择 ①、滚筒直径的计算 Dg′≥80d80201600（mm） Dg′≥1200δ12001.31560（mm） ②、提升机强度验算 最大静张力 Fj’ 30951.62150.3 9.8132751N 最大静张力差Fc Q罐笼Q Q矿车 PkH- QC 14001275420 1.62138.3- 2458861kg 平衡锤质量 QC 18201275/22458kg 选用2JTP-1.60.9/20型单绳缠绕式双滚筒提升机，Fj45kN，Dg1.6m，Bg1.2m，i20。 ③、校验钢丝绳在滚筒上缠绕宽度 钢丝绳在滚筒上的缠绕宽度（一层） 通过计算，所选用的提升机能满足要求。 ⑷、电动机的预选 ①、电动机功率 P’ kW n’ 根据计算及提升速度要求，选择YR315S-10型绕线型异步电动机，其技术特征为功率45kW，电压380V，转数584r/min，转动惯量5.3kgm2，λ2.72。 ②、实际提升速度 提升机实际运行最大速度 ⑸、提升系统 选用TSG-1600/11型井上固定天轮，天轮直径为1.6m。天轮变位重量222kg。提升机与井口相对位置图6-1-3副井提升系统图。 ⑹、提升运动学、动力学 提升系统变位质量m矸1382kg.s2/m，m人1260kg.s2/m 提升运动学、动力学计算结果见图6-1-4副井提升速度图、力图。 ⑺、电动机等效容量校验 计算等效力Fdx1112㎏ 等效时间Td67.5s 等效容量Pdx34.5kW 电机过载能力λ1.22＜0.752.722.04 ⑻、副井最大班净作业时间 最大班作业时间平衡表见表6-1-1。 表6-1-1 序号 名称 数量 每次数量 每班提升次数 每次提升 时间s 每班提升时间s 1 矸 11.4t 1.275t 9 157.7 1418.9 2 下降人员 53人 7人 8 187.7 1501.3 3 提升人员 61人 7人 9 187.7 1635.3 4 升降管理人员 4人 7人 1 187.7 107.2 5 炸药雷管 2 613.7 1227.3 6 坑木支架 16 233.7 3738.6 7 运送设备 2 253.7 507.3 8 保健车 1 253.7 253.7 9 其它 5 253.7 1268.3 10 合计 11657.9 最大班工人下井时间为25分钟，最大班作业时间3.2小时，符合煤炭工业小型矿井设计规范的要求。 ⑼、电控及信号设备 电控设备采用与提升机主机成套的交流电控设备PLC控制，动力制动，带后备保护，提升信号采用KXT19型矿用多功能提升信号系统。 ⑽、电源 低压电源380V采用双回路电源供电，电源取自矿井地面变电所。 四、一采区轨道上下山绞车选型 一采区轨道上下山斜长183m，倾角α14，采用单钩串车提升，担负采区的辅助提升任务。 上山绞车选用JTB--0.8型单绳防爆绞车，配22kW、660V防爆电动机，提升速度Vm1.5m/s。提矸每钩串2辆0.75t矿车，每辆矿车载矸石重量1275kg，下材料和提煤每钩串3辆0.75t矿车，每车限装材料750kg。 因轨道上山垂高小于50m，所以不设人车。 绞车电控采用BSJ1型成套防爆电控装置，绞车电源引自井底变电所。 提升信号采用XKT19型多功能小斜井提升信号装置。 一采区上下山绞车的选型见表6-1-2 表6-1-2 一采区轨道上山绞车的选型 项目 名称 一采区轨道上山提升设备 设 计 依 据 轨道上下山斜长、倾角 183m，α14 矸石量、材料量 5，5 提升方式 单钩串车提升 提升 容器 矿车 规格 0.75t矿车 一次串车数 材料3辆，矸石2辆 防 爆 绞 车 型号及提升速度 JTB-0.8型，Dg0.8m B0.8m，Fj12kN，Vm1.5m/s 实际最大静张力 Fj′9.3kN 实际缠绳宽度 B′418mm（三层） 钢丝绳 型号 67 -Ф12-1550-特-交右型 安全系数 m矸96.5， m料9.366.5 电动机 配用电动功率22kW，660V 第二节 通风设备 该矿井为低瓦斯矿井，通风方式为中央并列抽出式，主井进风，副井回风。 1.设计依据 矿井容易期风量28m3/s 矿井困难期风量32m3/s 矿井通风负压 Pmin 625.4Pa 取625Pa Pmax 1034.9Pa 取1035Pa 2.设备选型 1.风机风量及静压 风机前期必需达到的风量 Q 1.152832.2m3/s 风机后期必需达到的风量 Q 1.153236.8m3/s 风机必需达到的静压 Hmin625200825Pa Hmax10352001235Pa 2.通风设备选择 根据计算的风量和静压，采用本矿已有FBCDZ（原BDK）-6-№15A型矿用对旋轴流式通风机2台，其中一台工作，一台备用。电动机YBFe250M-6型，电压380V，转数980r/min，功率237kW。风机工作特性曲线见图6-2-1。 最小负压时风机工况参数工况点M1风机工作静压Hs1840Pa，风机工作风量Q132.5m3/s，风机静压效率ηs175.5；叶根安装角度39/27。 最大负压时风机工况参数工况点M2风机工作静压Hs21269Pa,风机工作风量Q237.3m3/s,风机静压效率ηs278.3;叶根安装角度45/ 33。 3.电动机校验 所需电机功率 1.1532.5840 最小负压时Nmin 42.4kW237kW 1020.980.7559.81 1.1537.31269 最大负压时Nmax 71kW 237kW 1020.980.789.81 风机所配电机可满足要求。 4.反风措施 采用JBM－1型风门绞车和立闸门，配合主风机反转反风，可保证10min内改变巷道中的风流方向，当风流方向改变后，主通风机的供给风量大于正常风量的40％。 第三节 排水设备 一、主排水设备 1、设计依据 本次技改，在主井底做中央泵房，排水管路从管子道，沿主立井敷设，将矿井涌水直接排到地面。 矿井正常涌水量 20m3/h 矿井最大涌水量 40m3/h 排水高度 150m（包括水处理高度、吸水高度） 水泵扬程估算167m 2、设备选型 1.水泵型号、台数 水泵必须的排水能力 正常涌水时排量Q1.22024m3/h 最大涌水时排量Qmax1.24048m3/h 根据所需排量、排水高度及煤矿安全规程的要求，选用3台MD46-306型离心水泵，技术参数流量46 m3/h，扬程180m，配电动机功率45kW。正常涌水时，一台MD46-306型水泵工作；最大涌水时，两台水泵工作。 （2）排水管路 所需排水管直径 dP 0.0188 因井深小于400m，选管壁最薄的无缝钢管，排水管外径102 mm，壁厚5 mm , 内径92mm。 吸水管选用Φ1275mm。 3.水泵工作工况 排水管路（管路淤积后）特性方程为H1500.016304Q2 在水泵工作特性曲线上作管路特性曲线得水泵工况点M1见图6-3-1，则单台泵工作工况Qm43.3m3/h，Hm180.6m，ηm70.7。 4.电动机校验 管路未淤积情况下排水管路特性方程为H 1500.0096Q2 在水泵工作特性曲线上作管路特性曲线得水泵工况点M2 见图6-3-1工作参数Qm48.2m3/h，Hm172.3m，ηm70.6，则电机所需功率为 103048.2172.3 P 1.239.6kW 10236000.706 水泵所配电动机YB225M-2隔爆型电动机，45kW，2970r/min。 5.校验排水时间及排水管中流速 ①排水时间 正常涌水时单泵单管工作，排水能力43.3m3/h，日排水时间11.1h；最大涌水时，排水能力86.6m3/h，日排水时间11.1h。 ②排水管中的流速 QM 43.3 vp 1.81 m/s 900πd2p 23.92 在经济流速1.5～2.2m/s范围内。 6．校验水泵的经济性、稳定性 ① 经济性 ηM＞0.9ηmax ηM0.706 ηmax0.707 0.9ηmax0.90.7070.636 故ηM＞0.9ηmax，满足经济性要求。 ②.稳定性 Hg≤0.9i Ho Hg150m Ho 30， 0.9i Ho0.9630162m 故Hg＜0.9i Ho，满足稳定性条件。 排水系统参见图6-3-2。