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1、登封市豫安煤业有限公司矿井压风系统设计方案为深入贯彻落实国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通 知 （国发2010 23 号文）和国家安全监管总局 国家煤矿安监局 关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统 的通知（安监总煤装2010 146 号文 ），进一步提高矿井安全防护水平和灾害防范能力， 结合我矿实际情况，特意对矿井压风系统进行设计。一、基本情况豫安煤业有限公司开采二i煤层，倾角12-35 平均煤厚3 o 5m , 属缓倾斜煤层。矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性。矿井 设计生产能力 21 万吨 /年.采用双斜井片盘开拓，采煤方法为走向长壁 后退式放顶煤一次采全高，全部垮落式管理顶
2、板。目前，井下有 2 个 采煤工作面 :东翼 31 片盘下部的 31091 采面和西翼 21 片盘上部的 21021 采面。为了提高我矿安全防护水平，根据国家安监总局有关文件指示精 神和通知要求 ,在我矿井下安装压风自救系统，在井下各采掘工作面、 机电硐室及人员密集处安装压风自救装置,为灾害预防和人员自救提供可靠保障。我矿空气压缩机房位于工业广场北部，距主斜井口约 90m ，建筑 结构形式为两层砖混结构 ,占地面积 300m 2,建筑面积 600m 2。一楼安 装有 JG75HA-16 型和 FHOG-250F 型空气压缩机各一台， DN200 型 主压风管路经主斜井敷设至各用风地点 .二、压
3、风自救系统设计编制依据1 、煤炭工业矿井设计规范 GB 50215 20052、煤矿安全规程 2011 年版3、防治煤与瓦斯突出规定 2009 年版4、国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安 全避险“六大系统”的通知 （监总煤装【 2010 】146 号）5、煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本要求及检查验收暂行办法。7、巷道布置图8、井口及各开米水平标咼；9、最远米区距离；10、井下工作人员数量；11、其它相关资料.表3-1三、井下在用风动工具井下在用风动工具一览表设备名称主要参数型 号工作压力Pg耗气里qi总台数ni同时使用系数ki总系数qin iki气腿式凿岩机YT24
4、0.4-0.5 Mpa34m 3/min112.8风镐FG-8。30。 4Mpa1.2m 3/min20.852。04风动水泵FQW15-70/C K0。 4Mpa1。5m 3/min20.51.5风钻76550。 4Mpa4m 3/min114喷浆机0.4Mpa6m 3/min116备注喷浆机不与凿岩机同时工作，风钻每班使用率40%四、设备选型（一）空压机排气量计算1、按最大作业班人员需风量计算矿井生产规模为21万t/a ,目前我矿单班下井最多人数为164人。根据郑州市煤炭管理局要求所有煤矿必须立即安装和完善井下安全避险六大系统的文件通知”的要求和有关规定：压缩空气的供给量 每人不得小于0.
5、1m 3/min。故按最大作业班人员需风量计算空压机排 气量如下：Q 排=N XQ XR=164 X0。10 X1。2=19.68 m 3/min式中Q排-矿井总耗风量,m3/min;N-当班最多人数，取164人；Q-每人需风量,取0.10m 3/min ；R安全系数，取1.2.2、井下在用风动工具的型号、台数及压气消耗量的计算：经计算，1台凿岩机、2台风镐2台风泵1台风钻同时工作时的 耗风量为23。4 m3/min。计算空压机必需的排气量 Q排:Q排 ar nkq=1。15 X1.1 X1.04 X(1 X2。8+2 X1.2 X0.85+1。5 X2 X0。5+4 ) =13.603m 3
6、/min式中 Q排矿井总耗风量,m3/min ；-管路漏网系数，全长小于2km时，a=1。15 ; 风动机械磨损使耗风量增加的系数，取1 o 1 ；-高原修正系数(表4-2 )，海拔每提高100m系数增加1%, 这里取1 o 04;n 同型号风动机具使用数量；k同型号风动机具同时使用系数，凿岩机同时使用系数见表2 3 1，这里取0.85 ；q风动工具耗风量,m3/mi n凿岩机和风镐同时使用系数表表4-1使用台数/台 3a11。101。151.20经过以上计算，按井下同时工作的风动工具计算的空压机需风量 小于按最大作业班人员计算的需风量，故空压机需风量取最大需风量 19.68m 3/min。3
7、、空压机必需的排气压力 空压机必需的排气压力按下式计算p Pg AP 1 105,Pa=0.5+1500 X35 X10_6+i X1Q50。5 MPa ; z P L .Pg风动工具的最大额定工作压力，取八P 输气管路各部分压力损失之和，单位长度的压力损失值，取35Pa/m;L管路全长，考虑最远线路，取1500m。计算得 p=0。6525MPa五、空压机的选择根据必需的排气量和排气压力的计算结果，和各种空气压缩机优 缺点比较(见表5 1)，使用立式风冷空气压缩机最有利矿井的生产。 初选两台FHOGD 250F型空气压缩机，一台使用，一台备用，主要技术参数见表5 2.常用空气压缩机优缺点对照表
8、表5 1类型优点缺点立式结构紧凑、占地面积少、动平衡性能好、机体重量小、效率咼、磨损均匀高度大，拆装、维护、监视均不方便卧式高度小操作维修方便动平衡差，转速低、机体 笨重、占地面积大垂直咼度、 维修不方便，中小型产品多， 占地面积略大两个机身安装 时比较困难，功率消耗、运 转时噪音大、制造工艺要求咼L式运转平稳兼备卧式及立式空气压缩机的优点对称平衡式平衡性能、惯性力矩小，具有卧式压缩机优占八、螺杆式外形尺寸小，重量轻，供气均匀，安装简单，转子与机壳不接触，运动部分少，气体无脉冲现象，容积效率咼离心式外形尺寸小，重量轻，供气均匀，振动小，结构简单、紧凑，易损件少，转速高，机体内不需润滑效率较低，
9、冷却水消耗大，运转欠稳定，供气量小的压缩机站不能用FHOGD-250F 型空气压缩机主要技术参数表表5 2项目型号FHOGD 250F排气量/排气压力（M3/min ）/（Mpa ）44。0/0。742.0/0.841.5/0。8538。8/1.0供气温度w环境温度+10 C功率（KW）250转速（r/min ）2980启动方式Y- 启动电压（V）380/6KV/10KV气体含油量（ppm）W2外形尺寸长(mm) 3000 3300 宽(mm ) 2100 2200 高(mm ) 2150 2150接口管径DN100（法兰联接）重量（kg）5140/5300 6150噪音db(A )74 76
10、六、压风管路的选型及安装1、压风管管径的选择按煤炭工业矿井设计规范规定，压缩空气管道干管管径应按矿 井服务年限内最远采区供气距离确定；采区管道管径可按矿井达到设 计生产能力时，采区内供气最远距离计算。根据流体动力学的压力损 失，压风管路内径计算如下:d 6.51Q0.3704l。.2式中 Q 通过管路的供气量，m3/min ；L管路计算长度，取最远长度，为1500m ；a取 19。68m 3/mind=6.51 X19。680.3704 X1500=84.74mm根据计算的管径及郑州市煤炭管理局下发文件规定压风主管道不 能小于100mm 规定，矿井实际的所需风量最大值为19.68m 3/min
11、。主供风管道暂时选用直径为 100mm的普通焊接钢管。支管(指分支 管路)选 50 X3。5的普通镀锌钢管。压风管由主斜井井筒敷设到井 下。2、校验管路压力损失取最远一路管道进行验算，该管道中各段的压力损失 Pi按下式计算：12 li 1.85Pi 10丐 Qidi式中di-该管径的标准管径，m ;li考虑局部损失在内的该管段折算长度，li=1.15 l , m ;l该管段实际管长，m ;Qi 通过管段的空气流量，m 3/min;总压力损失P为各管段压力之和，即：npPii 2灾变时，一台空压机即可满足要求，最远的供风位置为31091回采工作面， 距离为1150m，该路线上共有4段管路，各管段
12、上压力损失计算如下表6 1 所示：管段代号管段实际长度(m)通过压气量(m3/min )管径(m )压力损失(Mpa )1-2680400。1520 008872 3300200。10 00883-4100100 050。026054-57030。050。0019711500 一 04569各管段上压力损失计算表表6 1由上表计算可知，P0。04569 (MPa )根据煤炭工业矿井设计规范的要求，用风地点的供气压力要 比风动机械工作压力高 0.1 Mpa ，即pH p pe 0.1式中 pH 压缩机额定排气压力 ,Mpa;Pe风动机械排气压力，Mpa。经验算，0.8-0。04569=0.754
13、3 0。 6，压力损失符合要求。3、压风管路系统内必须安装安全阀、 释压阀、风冷闭锁等安全保 护装置，另设气水分离器，每 500m 设一台 .空气压缩机房管路出口总阀门处安装有空气过滤净化器。 根据煤 矿安全规程 第 459 条有关规定 ,为防雷电波及到井下， 由地面入井的 压风管，在井口附近将金属体进行良好的集中接地 ,或采用地埋管的形 式进入井筒 .七、压风机供电根据煤炭工业矿井设计规范中的有关规定,主要空气压缩机属于二级负荷，其供电电源宜由两回路供电，且接于不同的母线段上,所以，空压机站的两回路电源线路接于矿井地面变电所的不同母线段上 , 以保证负荷对矿井供电可靠性的要求。设计空压机两回路供电电源分 别引自矿井工业场地变电所不同母线段，一回路电源停止供电时，另 一回路能够保证空压机全部负荷的运行 .
