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1、第六章 提升、通风、排水、压风和制氮设备6.1 提升设备6.1.1 概述 本矿井设计生产能力为6.0Mt/a，初期能力为3.0Mt/a。在矿井工业场地设有一个主平硐、一个副平硐。另有一个回风斜井布置在井田东部4-2号煤层火烧区边界附近。主平硐装备一台钢丝绳芯带式输送机担负矿井原煤的运输任务。副平硐采用无轨胶轮车担负全矿材料、设备、人员等辅助运输任务。设计矿井年工作日330d，每天净提升时间为16h。6.1.2 主平硐运输设备，主平硐、5-2煤大巷带式输送机运量确定为2500t/h。结合井下工作面生产能力大的特点，考虑生产因素和工作面的峰值煤量，来确定胶带机的带宽、带速、输送带强度等技术参数。L
2、=2956.255m，输送（一）设计依据（按Q=2500t/h选型计算）矿井生产能力 6.00Mt/a带式输送机运量 Q=2500t/h带式输送机带宽 B=1400mm主平硐井筒倾角 =带式输送机长度 L2956.255m煤的松散容重 =950kg/m3带式输送机工作制度 330d/a 、16h/d（二）带式输送机选型计算1圆周驱动力的计算根据带式输送机的实际工作条件及国内设备生产厂家的加工水平，同时考虑到现场的管理水平等因素后，确定采用并计算出如下参数：托辊运行阻力系数 f0.028传动滚筒摩擦系数 0.30带式输送机最大提升速度 V4.0m/s初选胶带强度 St1600N/mm每米物料重量
3、 qG173.61kg/m每米胶带重量 qB48.30kg/m上托辊每米长转动部分重量 qRO=29.10kg/m下托辊每米长转动部分重量 qRU=10.85kg/m系 数 C1.04主要阻力 FH300565N主要特种阻力 FN17907N附加特种阻力 FS114341N倾斜阻力 Fst-112259N传动滚筒所需圆周驱动力 Fu FH+FN+FS1+FSt 220554 N2电动机功率带式输送机稳定运行时传动滚筒所需运行功率：PAFu V/1000883kW带式输送机驱动电动机功率：PMPA/11081kW式中：1驱动系统正功率运行时的传动效率。1=0.8158为此，选择2台630kW、
4、YBPT450-4 电动机。3输送带张力计算主平硐带式输送机采用头部双滚筒传动，功率配比1：1。根据输送机的布置形式确定第一传动滚筒的围包角1190，第二传动滚筒围包角2190。设FA1、FA2分别为第一和第二传动滚筒圆周力，F1、F1-2和 F2分别为第一和第二传动滚筒处的输送带绕入点和绕出点的张力，F3、F4分别为尾轮处的输送带张力，FA为起动状态传动滚筒圆周力。其中 FA=FUKA KA为启动系数 ，取值KA=1.20第一传动单元滚筒上圆周力 FA1= KA1/2FA 132332N第二传动单元滚筒上圆周力 FA2= KA1/2FA 132332N设第二传动滚筒e2值用足时，则：F2FA
5、2/（e21）77709NF1FA F2298263NF1-2F2FA2187986NF3=F4=177889NF1/F1-2e1F1-2/F2e2故按不打滑条件验算，张力满足要求。再按垂度条件验算上、下分支最小张力：F上min=g(qG+qB)aU/(80.01)=32654N F下min=g(qG+qB)aO/(80.01)=17768N由F3=F4 F上min F下min 满足垂度验算最后计算输送带的安全系数：n=BSt/F1=7.57n9 输送带安全系数满足要求。4驱动装置设备选型由于主平硐带式输送机运输距离较长、运输能力大，为降低起动和紧急制动时输送带的动张力，减少起动时对电网的冲击
6、和起动过程中各承力部件的动载荷，延长减速器、电动机等关键部件的使用寿命，实现电机间的功率平衡，应对带式输送机的起/制动加速度进行控制，因此驱动装置必须具有软起/停功能。根据国内同类设备生产现状及现有生产矿井的实际使用情况，设计对带式输送机的驱动方式进行了CST可控起/停驱动、交-直-交变频调速驱动等方案比较。CST可控起/停驱动装置和交-直-交变频调速驱动装置都能满足本条带式输送机的使用要求。交-直-交变频调速驱动装置交-直-交变频调速驱动装置所以比选后确定主平硐带式输送机驱动装置选用“交-直-交”变频调速驱动装置。1140V或660V3300V及以上变频器的价格低50%以上。故本次设计采用低
7、压电动机。考虑到660V是一个国际通用电压等级，国内外多家厂商做此变频器，该电压下，电动机功率最大可到1000kW，在平朔煤矿有710 kW的皮带用变频电机已运行了几年。考虑到本项目电机功率是630 kW，所以电机电压选用660 V。根据煤矿安全规程和带式输送机工程设计规范的规定， 主平硐带式输送机装备一套SHI252型低速轴盘形闸制动器。为保证操作人员和行人安全，在主平硐带式输送机驱动装置和滚筒处设置安全防护设施，在拉紧装置两侧和机尾处设置安全护网和护栏。另为便于设备维修主平硐带式输送机上设置一些人行过桥。5带式输送机的保护与供电在主平硐选用一套集监测、控制、信号、通信为一体的带式输送机监控
8、系统，为分级分布式结构，具有较高的运行可靠性和使用灵活性，显示功能强，联网方便，设有驱动滚筒打滑、堆煤、跑偏、温度、烟雾、防胶带撕裂、输送带张力下降、电动机过载、电机超温等多项保护装置，满足煤矿安全规程的有关规定，并能与井上下的其他胶带输送机实现闭锁集中控制。6拉紧装置选型拉紧装置放在头部。采用液压拉紧装置。拉紧装置型号为ZLY-02-320。 7输送带选型采用阻燃型钢丝绳芯输送带。带强St1600后在本胶带输送机的安装过程中，应加强对胶带接头硫化的质量控制和检测，以确保接头强度满足有关规定的要求。主平硐带式输送机技术特征见表6.1-1。主平硐带式输送机技术特征10制动器型号 SHI252 1
9、套 11液压自动张紧装置型号 ZLY-02-320 1台 6.2 通风设备本矿井为低瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险性，煤层有自然发火倾向。矿井初期通风方式为中央分列抽出式通风。由主、副平硐进风，回风斜井回风，服务于一盘区，服务年限约30a。回风斜井井口标高+1155m。6.2.1 设计依据初期风量： 后期风量 初期矿井阻力： 后期矿井阻力 ： 6.2.2 通风机风量、风压计算考虑通风设施漏风和风道局部阻力损失后，回风斜井的风量、阻力为：初期风量： 后期风量： 初期矿井阻力： 后期矿井阻力： 式中： 通风设备漏风系数，取1.05； 风道阻力之和，计算值为237。0 标准状况空气密度 取1.2931 k
10、g/m3。1 风井井口空气密度 取1.2788kg/m3。通风网路特性曲线方程： 6.2.3 设备选型设计曾考虑过选用离心式风机，该型式风机与轴流式风机相比，由于反风需要专设反风道及反风闸门等一系列设施，增加了反风道的投资，土建施工量大，且风门多，在冬季容易出现风门被冻住的问题，其风量调节方式为采用前导叶调节，属于截流式调节，不利于风机的经济运行，故设计推荐选用轴流式矿井通风机。根据矿井回风量、矿井阻力，以及在国内得到广泛应用的轴流通风设备使用情况和性能，设计对回风斜井通风设备的选型考虑了两个方案，方案比较见表6.2-1。通风设备选型方案比较表表6.2-1131.3131.3121912196
11、072266.7222.3-634183.8183.8317931798084730.4696.0334Y710L-6YBF 560M2-8260（+40）220（0.00）254+110265.8+15020080564（+68.2）495.8（0.00）备注：以上比较表中的设备价为公司参考报价，投资中未包括安装费。 方案一选用的型轴流式矿井通风机是80年代引进TLT公司技术，由上海鼓风机厂生产的，质量体系完善，工装器具齐全，制造质量较好；采用停机一次性整体调节叶片方式，风机叶片调节方便；采用停机调节叶片反风，反风量大；产品配带消音器、箱式风门、轴承润滑站、喘振报警装置、通风测定装置等，成套
12、性强；风机品种规格齐全，按“量体裁衣”的方式选择风机；风机运行噪声较小；但由于主电机安装在出风侧，传动轴需穿过扩散塔与风机叶轮连接，其尺寸较长，安装对中困难，同时扩散塔较高，为避免基础的不均匀下沉，基础处理难且工程量大；需建机房、扩散塔等，风道长，占地面积较大；安装调试复杂，施工周期长，装置设备多、维护量稍大；反风时需调节叶片角度，操作时间长。方案二选用的型矿用防爆对旋轴流式通风机，属国内90年代中期开发的新产品，已在国内矿井得到大量的应用，其两级叶轮既是工作轮又互为导叶，提高了风机运行效率，通风机设有回流环，有效地消除了喘振；可配变频电机变频调节风机转速，以适应矿井不同期间对通风的需要；采用
13、反转反风并带防爆制动器，反风量较大，反风时间较短；配带风门、消音器、扩散筒，安装简单、施工周期短，维护工作量小；不需建风机房、可露天布置，安装时间短。但由于通风机电动机安装在风机轮毂内，叶轮安装在电动机轴上，需要装设防爆电动机，电动机散热较差，电动机维护较复杂。YBF560M2-8由于初、后期的负压相差较大，为使风机在初、后期都能在高效区节能运行，本设计采用初期单级运行的方式。初期工况点参数为（单级运行）：叶片角度34、风量131.3m3/s、风压1219Pa、效率72%、轴功率222.3kW。后期工况点参数为：叶片角度34、风量183.8m3/s、风压3179Pa、效率84%、轴功率696.0kW。初期反风工况点参数为（单级运行）：叶片角度34、风量98m3/s、风压690Pa、效
