6第六章 矿井主要设备Word下载.docx
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综上分析,本设计推荐方案Ⅰ,即主井井筒内布置2套27t多绳双箕斗。
关于塔式和落地式提升机各有利弊。
虽然塔式提升机具有占地面积小、提升设备轻、便于维护管理、钢丝绳寿命长等优点,但塔式提升机机房施工占用井口时间长,影响建设工期;
落地式提升机虽有占地面积大、设备尺寸大、设备重等缺点,但落地式提升机建设期间占用井口时间较短,可缩短建井工期,有利于加快东区建设速度,因此设计推荐选用落地式提升机。
东区主井提升系统见图6-1-1。
(三)主井提升电气设备及控制
主井设2个提升机房,提升机采用同步电机拖动,配两台4300kW同步电机。
电控系统采用交-直-交变频、DTC控制电控系统实现提升系统行程、速度、定子电流及转子电流等有关参数闭环调节,在安全回路、辅机控制等有关设施和环节采用PLC控制,与提升安全有关的重要保护采用冗余控制,并对提升过程中的各类故障进行报警、分析、记录和趋势预测等。
该系统与矿井综合监测监控系统联网,在东区调度中心相应工作站上对本系统进行集中监视。
井口和井下分别设井口卸载站、井下装载站。
井口卸载站、井下装载站各设2套提升信号及装卸载控制系统分站,对装卸载及配套设施进行控制,并发送提升信号。
主井绞车房设2座10kV变电所,内设两台10/0.4kV干式电力变压器,由地面110kV变电所引3路10kV电源,其中2路引至东
技术经济比较表6-1-1
东区主井提升系统见图6-1-1
侧绞车房,东、西车房采用10kV电缆联络。
二、副井提升系统
(一)东区一副井
1.设计依据
东区一副井井筒净直径8.6m,主要担负东区一水平升降人员、设备、提升矸石及运送物料等辅助作业。
最大件(液压支架)重32t(含平板车),辅助作业量见最大班作业时间平衡表6-1-2。
2.提升设备选型
东区一副井提升设备考虑了2个方案:
方案Ⅰ:
装备1套1.5t双层四车双罐笼和1套1.5t双层四车宽罐笼带平衡锤。
双罐笼采用JKMD-4×
4(Ⅲ)型落地式多绳摩擦轮提升机,提升速度11.5m/s;
宽罐笼采用JKMD-4.5×
4(Ⅲ)型落地式多绳摩擦轮提升机,提升速度11.5m/s。
分别由1台1700kW(双罐)和2200kW(单罐)直流电动机拖动,采用钢结构两用井架。
装备1套1.5t双层四车双罐笼(窄)和1套1.5t双层四车单(宽)罐笼带平衡锤。
双(窄)罐采用JKM-4×
4(Ⅲ)型塔式多绳摩擦轮提升机,提升速度11.5m/s;
单(宽)罐采用JKM-4.5×
4(Ⅲ)型塔式多绳摩擦轮提升机,提升速度11.5m/s。
分别由1台1700kW(双罐)和2200kW(单罐)直流电动机拖动,采用钢筋混凝土井塔。
2个提升方案比较见表6-1-3。
2个提升方案的提升能力、运行费用和投资均相差不大。
塔式提升机具有占地面积小、提升设备轻、便于维护管理、钢丝绳寿命长等优点,但井塔施工周期长,占用井口时间多。
因此,设计考虑到一副井对矿井建设工期影响较大,越早投入使用越好,方案Ⅰ选用落地式提升机并使用两用钢井架,对缩短东区建设工期极为有利,其综合效益十分明显,故设计推荐方案Ⅰ。
一副井最大班作业时间平衡表6-1-2
一副井提升方案比较见表6-1-3
东区一副井提升系统见图6-1-2。
东区一副井最大班作业时间平衡见表6-1-2。
3.一副井提升电气设备及控制
一副井提升机房共设两套提升机,一副井提升机采用直流电机拖动,直流拖动电机容量分别为1700kW和2200kW。
电枢回路由无环流、反并联的晶闸管整流器直流供电,采用纯12脉动、全数字控制,磁场回路由6脉动晶闸管整流器直流供电。
电控系统实现提升机行程、速度、电枢电流及磁通等有关参数闭环调节和控制,并对安全回路、辅机控制等有关设施和环节采用PLC控制以及对提升过程中各类故障进行报警、分析、记录和趋势预测等,对与提升安全有关的重要保护采用冗余控制,该系统与东区综合监测监控系统联网,在东区调度中心相应工作站上对本系统进行集中监视。
在井口、井底车场各设2套提升信号和操车控制系统分站,完成提升信号和操车的控制。
条件许可时,也可对井上、下操车设备进行顺序控制。
一副井提升机设有半自动、手动、简易开车三种控制方式,并可在井口进行平层、换层操作。
一副井绞车房自设1座10kV变电所,内设两台10/0.4kV电力变压器,变电所两路10kV进线电源由地面110kV变电所供电,单母线分段运行。
(二)东区二副井
由于在一水平(-850m)生产期间一副井仅停留在-850m水平,主要担负东区一水平生产时的辅助提升任务,不能有效兼顾-850m以下的二水平(-960m)生产时的辅助提升,为此,本设计考虑增开二副井,并一次施工至-960m水平。
为满足-960m水平生产时通风及辅助提升要求,二副井井筒净直径8.6m,井筒内装备1套1.5t双层
东区一副井提升系统图见图6-1-2
四车双罐笼和1套1.5t双层四车宽罐笼带平衡锤。
井口标高+23.2m,井底水平-960m。
东区二副井提升设备考虑了2个方案:
井筒直径8.6m,装备1套1.5t双层四车双罐笼和1套1.5t双层四车宽罐笼带平衡锤。
宽罐笼采用JKMD-5×
井筒直径7.0m,装备1套1.5t双层四车1宽1窄罐笼,选用JKMD-4.5×
4(Ⅲ)型落地式多绳摩擦轮提升机,提升速度11.5m/s,由1台2200kW直流电动机拖动,采用钢结构两用井架。
2个提升方案比较见表6-1-4。
虽方案Ⅱ投资较方案Ⅰ少,但考虑到井田75%资源赋存于二水平,埋藏深,井筒提升循环时间长,1套罐笼提升能力十分紧张。
故设计推荐方案Ⅰ。
东区二副井提升系统见图6-1-3。
东区二副井最大班作业时间平衡见表6-1-5。
3.二副井提升设备及控制
二副井提升机房共设两套提升机,二副井提升机采用直流电机拖动,直流拖动电机容量分别为1700kW和2200kW。
电控系统实现提升机行程、速度、电枢电流及磁通等有关参数闭环调节和控制,并对安全回路、辅机控制等有关设施和环节采用PLC控制以及对提升过程中各类故障进行报警、分析、记录和趋势预测等,对与提升安全有关的重要保护采用冗余控制,该系统与东区综
二副井提升方案比较表6-1-4
东区二副井提升系统图见图6-1-3
东区二副井最大班作业时间平衡表见表6-1-5
合监测监控系统联网,在东区调度中心相应工作站上对本系统进行集中监视。
二副井提升机设有半自动、手动、简易开车三种控制方式,并可在井口进行平层、换层操作。
二副井绞车房自设1座10kV变电所,内设两台10/0.4kV电力变压器,变电所两路10kV进线电源由地面110kV变电所供电,单母线分段运行。
第二节通风设备
一、设计依据
东区采用中央并列式通风方式,由东区主井、副井和二副井进风,回风井回风。
根据井下配采计划安排,通风分为2个时期,其风量、负压见表6-2-1:
东区风量、负压表
表6-2-1
风量负压
日期
风量(m3/s)
负压(Pa)
前期
230
1550
后期
523
3680
二、通风设备选型
东区回风井通风设备选型考虑2个方案:
选用ANN3392/1600B型轴流式通风机2台,转速990r/min,配套电机功率3900kW。
选用GAF45-23.7-1FB型轴流式通风机2台,转速590r/min,配套电机功率3700kW。
2个方案的经济技术比较见表6-2-2。
2个方案的风机均为轴流式通风机,均可通过调节风机叶片角度来满足不同时期通风变化的需要,并且都有高效区宽广的优点。
虽方案Ⅰ投资略大,但豪顿风机调节叶片角度方便,风机监测系统完善,且轴功率小。
设计暂推荐方案Ⅰ,即东区回风井扇风机选用ANN3392/1600B型轴流式风机2台,1用1备。
配异步电动机3900kW、990r/min、10kV。
三、通风机电气设备及控制
每台通风机设一套的PLC控制系统。
对通风机的拖动电机、风门以及有关工艺参数进行控制和检测,并对通风机运行过程中各类故障进行报警、分析、记录。
该系统与东区综合监测监控系统联网,在矿调度中心相应工作站上对本系统进行集中监视。
通风机房两路10kV电源由地面110kV变电所供给,单母线分段运行,两路AC380V/220V低压电源由本变电所内2台所用变压器供给。
通风设备经济技术比较表6-2-2
第三节排水设备
一、东区排水方式
根据淮南矿业集团提供的涌水量资料,综合考虑其他因素影响,设计确定东区涌水量见表6-3-1。
东区涌水量
表6-3-1
涌水量
时期
正常涌水量(m3/h)
最大涌水量(m3/h)
开采B、C组煤层时
266.5
307.6
开采A组煤层时
366.5
最大涌水量707.6,最大突水量1152
东区共划分两个水平开拓,其中一水平主要开采13-1和11-2煤层(即C组),二水平开采8及以下煤层(即B、A组)。
根据东区开拓布局,东区一、二水平生产期间采取分别直接排水方式;
一水平井下涌水由东区一副井-850m水平中央水泵房及一副井井筒排水管路直接排至地面;
二水平井下涌水由东区二副井-960m水平中央水泵房及二副井井筒排水管路直接排至地面;
东区突水量主要发生在二水平开采A组煤层,届时,在保证二水平及二副井排水系统的同时,排水能力不足部分可在二水平适当位置补建排水系统,多余涌水经盘区斜巷先排至-850m水平,再由-850m排水系统经一副井排至地面。
二、东区主排水设备选型
东区主排水设备选型考虑了2个方案:
一水平排水设备选用DG420-95×
10型水泵5台,流量420m3/h,扬程935.1m,正常涌水时为2台工作,2台备用,1台检修;
最大涌水时3台工作。
配YB型2000kW、10kV、1500r/min防爆电动机5台。
二水平排水设备选用DG420-95×
12型水泵5台,流量420m3/h,扬程1127.9m,正常及最大涌水时均为2台工作,2台备用,1台检修。
配YB型2200kW、10kV、1480r/min防爆电动机5台,泵房内预留扩建余地。
一水平排水设备选用DSA450-100×
10型水泵5台,流量450m3/h,扬程1000m,正常及最大涌水时均为2台工作,2台备用,1台检修。
配YB型2000kW、10kV、2980r/min防爆电动机5台。
二水平排水设备选用DSA450-100×
11型水泵5台,流量450m3/h,扬程1100m,正常及最大涌水时均为2台工作,2台备用,1台检修。
配YB型2200kW、10kV、2980r/min防爆电动机5台,泵房内预留扩建余地。
2个方案技术经济比较见表6-3-2。
DG420型水泵的主要优点是转速低,振动小,运行平稳,高效区宽,效率稳定,水泵汽蚀性能好,便于使用及维护。
缺点是投资略高;
DSA450型水泵主要优点是投资低,缺点是由于转速高,为保证水泵及电机轴承润滑和冷却需采用专门润滑系统,附属设备多、噪音大。
经比较,本报告认为DG420型水泵优于DSA450型水泵,故推荐方案Ⅰ。
即一水平排水设备选用PDG420-95×
10型水泵5台,二水平排水设备暂选用DG420-95×
12型水泵5台,泵房内预留扩建余地,一副井和二副井井筒内各布置3趟D325排水管路。
三、东区主排水泵电气设备及控制
东区井下一水平和二水平分别设有井下排水泵,井下排水泵的控制采用PLC可编程控制器系统,每个水平分别设置1套PLC控制系统。
PLC柜和水泵集控台设在各水平水泵房的控制室内,在集控台上既可实现单台水泵控制,又可实现多台水泵智能优化控制;
可实时监测水仓水位、流量、压力、真空度、温度、闸阀开关状态等一系列参数;
可手动、自动启动或停止水泵的运行,开、关闸阀;
具有过热过载等各种保护;
并与东区综合监测监控系统联网;
在地面调度中心相应工作站上进行集中监视。
排水设备技术经济比较见表6-3-2
井下一水平设排水泵5台,电动机均为10kV交流三相绕线异步防爆电动机,电机功率为2000kW,2用2备1检修。
水泵电机10kV电源和低压电源由井下中央变电所供给。
经计算一水平水泵起动母线、端子电压降不低于电机直接起动时电压降的要求,可以直接起动。
井下二水平设排水泵5台,电动机均为10kV交流三相绕线异步防爆电动机,电机功率为2200kW,2用2备1检修。
水泵电机10kV电源和低压电源由二水平配电点(二水平形成后,设置二水平中央变电所)供给。
经计算二水平水泵起动母线、端子电压降不低于电机直接起动时电压降的要求,可以直接起动。
四、东区井底水窝排水设备
东区一副井、二副井井筒淋水经井底水窝沉淀后,分别由东区一副井、二副井井底水窝水泵排出至各自水仓。
东区一副井、二副井井底水窝排水设备各选用75TSWA-5型水泵2台,1台工作,1台备用。
单台水泵排水能力为:
流量36m3/h,扬程57.5m,配套防爆电动机11kW、1450r/min、660V。
排水管选用D89×
4无缝钢管,吸水管选用D108×
4无缝钢管。
第四节压风设备
1.东区井下风动工具配备情况见表6-4-1。
2.东区其它用风量
选煤厂:
100m3/min
煤仓及机修厂:
15m3/min
3.最远输送距离6km
二、东区压风系统及压风设备
1.总耗风量计算
Q=α1×
α2×
γ×
东区井下风动工具配备表
表6-4-1
名称
项目
混凝土喷射机组组
气腿凿岩机
气动扳手
风镐
单台耗风量(m3/min)
10
2.8
1.6
1
使用台数
6(3)
20
8
16(4)
注:
1.在同一掘进头配备气腿凿岩机和风镐时,因两者不能同时使用,故风镐不计入风量。
2.表中带括号的数字为计算风动工具耗风量的台数。
其中:
α1—沿管路全长漏风系数。
α1取1.1~1.2。
α2—机械磨损风量增加系数,取1.15。
γ—海拔高度修正系数,取1.0。
ni—同型号风动工具同时使用台数(台)。
qi—每台风动工具的额定耗风量(m3/min)。
ki—同型号风动工具同时使用系数。
Q=1.2×
1.15×
1.0×
(10×
3+2.8×
20+1.6×
8+1×
4)=142(m3/min)
Q总=1.1×
(100+15)+Q=287.5(m3/min)
2.东区压风设备选型
所需供风量为287.5m3/min,最远用风距离6.0km,考虑到凿井期间用风量大(约450m3/min)的要求,空气压缩机采用地面集中设置。
压风设备选型考虑了2个方案。
选用C95055M×
3型离心式空气压缩机2台(Q=150m3/min,P=0.8MPa)和ML-300-2S-HV-A/C型螺杆式空气压缩机4台(Q=60m3/min,P=0.8MPa)。
最大工况时5用(2台离心机+3台螺杆机)1备(1台螺杆机)。
3型离心式空气压缩机4台,3台工作,1台备用。
Q=150m3/min,P=0.8Mpa。
2个方案的技术经济比较见表6-4-2。
方案Ⅰ供风灵活,调节范围广,节约能耗,缺点是机房占地面积大。
方案Ⅱ供风能力大,但调节范围窄,耗能大,故设计推荐方案Ⅰ。
即地面压风机房内布置2台C95055M×
3型离心式空气压缩机(配套电动机功率820kW)和4台ML-300-2S-HV-A/C型螺杆式空气压缩机(配套电动机功率300kW)。
东区压风管路主干管选D377×
9无缝钢管。
三、压风机电气设备及控制
压风机房设1套PLC控制系统。
对每台压风机拖动电机、冷却水泵以及有关工艺参数进行PLC控制和检测,并对压风机运行过程中各类故障进行报警、分析、记录。
该系统与东区综合监测监控系统联网,在东区调度中心能够进行集中监视。
压风设备技术经济比较见表6-4-2
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