第七章提升通风排水和压缩空气设备.docx

第七章 提升、通风、排水和压缩空气设备

第一节 提升设备
一、主立井提升设备的内容应包括：
1、 设计基础资料（包括哭安静设计生产能力、工作制度、立井井筒直径，用途、开采水平，锁口标高、各水平垂深，服务年限等）。
2 、主立井提升设备方案选择（包括多绳与单绳，塔式与落地，提升容器的技术经济比较，对于大型矿井还需进行一套与两套提升机的技术经济比较）；应附主立井提升方案比较表，并符合表7-1-1的规定。
表7-1-1主立井提升方案比较表
比较项目
方案一
方案二
……
井筒直径（m）

提升高度（m）

提升容器

主提升机型号规格

主电动机型号规格

主钢丝绳型号规格

尾绳型号规格

提升速度（m/s）

电控设备

辅助设备

提升能力
年提升量（Mt/a）

富裕能力（%）

投资（万元）
设备及安装

土建

矿建

合计

年运行费（万元）
电费

维修、折旧

综合营运费

综合费用差值（万元）

优缺点比较

备注

3 、推荐方案的计算和校验。
1）、列出选型计算中需要的原始依据；
2）、必须校验钢丝绳安全系数；应附提升主钢丝绳参数表，并符合表7-1-2的规定；应附提升尾绳参数表，并符合表7-1-3的规定。
表7-1-2提升主钢丝绳参数表
序号
名称
单位
数量
1
主钢丝绳型号

2
主钢丝绳根数n1

3
钢丝绳直径d1
mm

4
公称抗拉强度σ B1
MPa

5
最小钢丝破断拉力总和Qd1
kN

6
单位长度质量Pk1
Kg/m

7
最粗钢丝直径mas
mm

表7-1-3 提升尾数参数表
序号
名称
单位
数量
1
尾绳型号

2
尾绳尺寸
mm

3
公称抗拉强度σ B2
MPa

4
最小钢丝破断拉力总和Qd2
kN

5
单位长度质量Pk2
Kg/m

3）、提升设备选型计算及检验；应附主立井提升机主要技术参数表，并符合表7-1-4的规定。
表7-1-4主立井提升机主要技术参数表
序号
名称
单位
数量
1
滚筒直径DN
mm

2
滚筒宽度
mm

3
△主导轮直径DN
mm

4
△主提升绳根数n1

5
△绳间距
mm

6
天轮（导向轮）直径Dt
mm

7
允许最大静张力Fj
kN

8
允许最大径张力差Fc
kN

9
缠绕层数Kc

10
△衬垫摩擦系数

11
减速机形式及变化

12
提升机变位质量Gj
Kg

13
天轮（导向轮）变位质量QD(=QE)
Kg

注：△为多绳摩擦轮提升机。
4）、必须进行提升主电动机选型计算（包括确定电动机的额定功率，列出电动机的主要参数）；应附主电动机参数表，并符合表7-1-5的规定。
表7-1-5主立井电动机参数表
序号
名称
单位
数量
1
额定功率PN
Kw

2
额定电压
V

3
额定电流
A

4
额定转速nN
r/min

5
转动惯量(GD2)/J
Kg.㎡

6
过载能力

5）、必须进行提升系统运动学计算；应附运动学计算表，并符合表7-1-6的规定。
表7-1-6运动学计算表
序号
运行阶段
计算公式
单位
数量

6）、应进行提升系统动力学计算；应附徐彤变位质量统计表，并符合表7-1-7的规定；应附上提重物是动力学计算表，并符合表7-1-8的规定
表7-1-7系统变位质量统计表
序号
内容
单位
数量

表7-1-8 上体重物时动力学计算表
序号
运行阶段
计算公式
单位
数量

7）、必须校验提升主电动机（包括电动机功率、过载能力的校验）；
8）、必须校验提升系统防滑（包括进行摩擦式提升机安全制动力和安全制动减速度计算及防滑验算，并给出主要计算步骤和结果）；应附主立井提升系统防滑计算表，并符合表7-1-9的规定。
表7-1-9 主立井提升系统防滑计算表
序号
项目
单位
数量

1
围包角
°

2
制动力
kN
3
防滑配重
kg
4
系统总变位质量
kg
5
运行状态

满载运行
空载运行
6
提升系统运动变位质量
kg

7
下放制动减速度
m/s2

8
下放允许极限减速度
m/s2

9
上提制动减速度
m/s2

10
上提允许极限减速度
m/s2

11
结 论

9）、应检验提升能力。
4 、论述提升机房的供电电源、电控型式等。
5 、说明所配置的附属设备（包括塔式提升机的超卷扬起重机和电梯，落地式提升机的起重机）。
应附提升系统图、提升速度图、力图。
二、副立井提升设备的内容应包括：
1、 应给出设计基础资料(包括塔式矿井设计生产能力、工作制度、立井井筒直径，用途、开采水平，锁口标高、各水平垂深、提升容器的沉罐方式、服务年限等)；
2、副立井提升设备方案选择（包括多绳与单绳，塔式与落地，提升容器的技术经济比较，对于大型矿井还应进行一套与两套提升机的技术经济比较）；应附副立井提升方案比较表，并符合表7-1-10的规定。
表7-1-10 副立井提升方案比较表
比较项目
方案一
方案二
……
井筒直径（m）

提升高度（m）

提升容器

主提升机型号规格

主电动机型号规格

最大提升速度m/s

主钢丝绳型号规格

尾绳型号规格

电控设备

起重设备

工人下井时间（min）

最大班净作业时间（h）

投资 （万元）
设备及安装

土建

矿建

投资合计

年运营费（万元）
电费

维护、折旧

综合运营费

综合费用差值（万元）

优缺点比较

结论

3 推荐方案的计算和校验：
1）、列出选型计算中需要的原始依据。
2）、必须校验钢丝绳选型计算及安全系数；应附提升主钢丝绳参数表，并符合表7-111的规定；应附提升尾绳参数表，并符合表7-1-12的规定。
表7-1-11 提升主钢丝绳参数表
序号
名称
单位
数量
1
主钢丝绳型号

2
主钢丝绳根数n1

3
钢丝绳直径d1
mm

4
公称抗拉强度σ B2
MPa

5
最小钢丝破断拉力总和Qd1
kN

6
单位长度质量Pk1
kg/m

7
最粗钢丝直径mas
mm

表7-1-12提升尾绳参数表
序号
名称
单位
数量
1
尾绳型号

2
尾绳尺寸
mm

3
公称抗拉强度σ B2
MPa

4
最小钢丝破断拉力总和Qd2
kN

5
单位长度质量Pk2
kg/m

3）、必须进行提升设备选型计算及检验；应附副立井提升机主要技术参数表，并符合表7-1-13的规定。
表7-1-13副立井提升机主要技术参数表
序号
名称
单位
数量
1
滚筒直径DN

2
滚筒宽度B

3
主导轮直径DN

4
△主提升绳根数n1

5
△绳间距

6
天轮（导向轮）直径Dt

7
允许最大静张力Fj

8
允许最大静张力差Fc

9
缠绕层数Fc （层）

10
△衬垫摩擦系数

11
提升机变位质量Gj

12
天轮（导向轮）变位质量QD(=QE)

△为多绳摩擦轮提升机。
4）、必须进行提升主电机的选型计算（包括确定电动机的额定功率，列出电动机的主要参数）；应附主电动机参数表，并符合表7-1-14的规定。
表7-1-14 副立井主电动机参数表
序号
名称
单位
数量
1
额定功率PN
Kw

2
额定电压Vn
V

3
额定电流In
A

4
额定转速nN
r/min

5
转动惯量(GD2)/J
Kg.㎡

6
过载能力

5)、必须计算提升系统运动学，应附提升系统运动学计算表，并符合表7-1-15的规定。
表7-1-15 提升系统运动学计算表
序号
运行阶段
计算公式
单位
数量
1

2

3

4
等速时间

5
一次纯运行时间

6

休止时间
升降人员

7
提矸、煤

8
设备、材料

9
一次提升时间
升降人员

提矸、煤

设备、材料

6）、必须计算最大班作业时间；应附最大班作业时间平衡表，并符合表7-1-16的规定。
表7-1-16 最大班作业时间平衡表
序号
作业项目
单位
每班提升次量
每班提升次数
一次提升时间（s）
每班作业时间（s）

合计

7）、必须计算提升系统动力学；应附系统变位质量统计表，并符合表7-1-17的规定；应附上提重物是动力学计算表，并符合表7-1-18的规定；应附下放重物是动力学计算表，并符合表7-1-19的规定。
表7-1-17 系统变位质量统计表

名称
单位
升降空罐
升降人员
升降（矸）料石车
升降大件
重载侧
轻载侧
重载侧
轻载侧
重载侧
轻载侧
重载侧
轻载侧
钢丝绳

罐笼

空矿车

矸（料）是

配重车

大件

人员

其他

合计

不平衡质量Q

主、尾绳差值

提升机变位质量

天（导向）轮变位质量

电动机变位质量

提升系统变位质量总和Σm

表7-1-18 上提重物是动力学计算表
序号
运行阶段
计算公式
单位
提人（满+空）
提矸（料）石
提大件

表7-1-19 下放重物是动力学计算表
序号
运行阶段
计算公式
单位
下人（满+空）
下料石
下大件

8）、必须校验提升主电动机（包括选择一种或两种最严酷的运行方式，进行提升主电动机能力的校验，包括电动机、过载能力的校验）、
9）、必须校验提升系统防滑（包括进行摩擦式提升机安全制动力和安全制动减速度计算及防滑验算，并给出主要计算步骤和结果）。应附副立井提升系统防滑设计计算表，并符合表7-1-20的规定。
表7-1-20副立井提升系统防滑设计计算表
项目
单位
数量
提升机型号

电动机型号

主绳型号

尾绳型号

围包角

制动力

防滑配重

临时配重

提升内容

升降物料
升降人员
升降最大件
空载运行
提升系统运动变位质量

下放制动减速度

下放允许极限减速度

上提制动减速度

上提允许极限减速度

结论

4 、论述提升机房的供电电源、电控型式等。
5、论述所配置的附属设备（包括塔式提升机的超卷扬起起重机和电梯，落地式提升机的起重机）。
应附提升系统图、提升速度图、力图。
三、主斜井提升（含运输）设备的内容应包括：
1、 主协井（含平峒）带式输送机设备：
1）、给出设计基础资料（包括矿井设计生产能力、工作制度、井下大巷来煤情况和井底煤仓配置、井底和井口标高主斜井底板变化情况、带式输送机给料点数量及位置、卸料点的数量及位置、服务年限等）；应附带式输送机设计原始数据表，并符合表7-1-21的规定。
表7-1-21 带式输送机设计原始数据表
项目
单位
数量
项目
单位
数量
矿井井型
Mt/a

堆积密度
Kg/m³

工作制度
班/d

粒度
Mm

输送机运距
M

最大块度比率
%

总提升高度
m

水分
%

最大倾角
°

静堆积角
°

环境温度
℃

含矸率
%

2）、论述主斜井（含平峒）原煤输送能力的选择（根据矿井井型、工作制度，结合井下大巷煤流和井底煤仓配置、原煤含矸率、水分和矿井生产后期能力确定主斜井带式输送机小时运量）。
3）、给出方案比选（包括带式输送机型式、布置方案、带宽、带速、驱动装置和安全保护装置的选择）；应附带式输送机方案比选表，并符合表7-1-22的规定。
表7-1-22 带式输送机方案比选表
序号
项目
单位
方案一
方案二
……
1
输送量
t/h

2
带宽
Mm

3
带速
m/s

4
水平长度
m

5
提升高度
m

6
托辊槽角
°

7
带强
N/mm

8
传动滚筒直径
Mm

9
计算轴功率
Kw

10
计算电机功率
kw

11
功率配比

12
输送带安全系数

13
驱动装置规格/数量

14
主要优缺点及技术经济比较

注：方案数量根据需要确定。
4）、必须进行推荐按方案带式输送机的配置选型和计算（包括带式输送机的型式，输送带、软启动装置、制动装置、逆止器、拉紧装置等配置选型说明；给出主要计算过程和结果）。
5）、简述井筒内带式输送机的检修方式及设备。
6）、阐述带式输送机的安全保护措施。
7）、给出供电电源及对电控的要求。应附带式输送机布置示意图。
2 、主斜井箕斗提升设备：
1）、应给出设计基础资料（包括矿井设计生产能力、工作制度、主斜井井筒长度、角度，用途、开采水平、出口标高、各水平标高、车场形式、服务年限等）；
2）、应计算主斜井提升设备选型；应附主斜井提升方案比较表，并符合表7-1-23的规定。

表7-1-23 主斜井提升方案比较表
比较项目
方案一
方案二
……
井筒角度（°）

井筒斜长（m）

提升高度（m）

提升容器

主电动机型号规格

最大提升速度（m/s）

主提升绳型号规格

电控设备

年提升能力（kt/a）

投资
（万元）
设备及安装

土建

矿建

投资合计

年运营费
（万元）
电费

维护、折旧

综合营运费

综合费用差值（万元）

优缺点比较

结 论

3）、给出推荐方案的计算和校验（可参考副斜井相关部分内容，其中的“最大班作业时间计算”改为“提升能力校验”）;
4）、阐述提升机电源及对电控的要求；
5）、给出附属设备的配置。
应附提升系统图、速度图、力图。
四、 副斜井提升设备的内容应包括：
1 、应给出设计基础资料（包括矿井设计生产能力、工作制度、副斜井井筒长度、角度、用途、开采水平、出口标高、各水平标高、车场形式、服务年限等）；
2 、必须进行副斜井提升设备选型的计算(包括提升方式的选择，提升系统方案比选)；应附副斜井提升设备选型计算（包括提升方式的选择。提升系统方案比选）；应附副斜井提升方案比较表，并符合表7-1-24的规定。
表7-1-24 副斜井提升方案比较表
比较项目
方案一
方案二
……
井筒角度（°）

井筒斜长（m）

提升高度（m）

提升容器

主电动机型号规格

最大提升速度（m/s）

主提升绳型号规格

电控设备

投资（万元）
设备及安装

土建

矿建

投资合计

年运营费（万元）
电费

维护、折旧

综合营运费

综合费用差值（万元）

优缺点比较

结论

3 、推荐方案的设计和校验：
1）、必须校验所选钢丝绳的安全系数；应附提升主钢丝绳参数表，并参照表7-1-11的规定;
2）、必须进行提升设备选型计算及检验（包括计算过程，并确定提升设备的主要参数）；应附副斜井提升机主要技术参数表，并参照表7-1-13的规定；
3）、必须进行提升主电动机选型计算（包括计算过程并确定电动机的额定功率、额定力矩和量大力矩等主要参数）；应附主电动机参数表，并参照表7-1-14的规定。
4）、必须计算提升系统运动学；应附提升系统运动学计算表，并参照表7-1-15的规定。
5）、必须计算最大班作业时间；应附最大班作业时间平衡表，并参照表7-1-16的规定。
6）、必须计算提升系统动力学；应附系统变位质量统计表，并参照表7-1-17的规定；应附上提重物时动力学计算表，并参照表7-1-18的规定；应附下防重物时动力学计算表，并参照表7-1-10的规定。
7）、必须校验提升主电动机（包括按各种运动方式下进行提升主电动机能力的校验，包括电动机功率、过载能力的校验）；
8）、必须计算提升系统安全制动减速度（包括提升机安全制动力和安全制动减速度计算）。
4、 阐数提升机电源及对电控的要求；
5、 给出附属设备的配置。
应附提升系统图、提升速度图、力图。
五、采区提升设备可分别参照主斜井提升设备与副斜井提升设备
第二节 通风设备
一、通风方式和通风系统的内容应包括：
1 、矿井的瓦斯等级;
2 、矿井前期、后期通风系统与通风方式。
二、通风设备选型的内容应包括：
1、 设计依据（包括进出凤井井口标高，各期的风量和负压及变化情况等）。
2 、进行通风设备选型计算（包括根据矿井各期的风量和负压及变化情况，对通风设备进行多方案的技术经济比选）；应附通风机方案比较表，并符合表7-2-1的规定。
表7-2-1 通风机方案比较表
比较项目
方案一
方案二
……
1
风机型号
前期最小
前期最大
前期最小
前期最大
前期最小
前期最大
2
电动机型号

电动机功率（kW）

3
转数（r/min）

4
计算风量（m³）

5
计算负压（Pa）

6
工况点
Qi(m³/s)

Hi(Pa)

η (%)

7
计算电机轴功率（kW

8
调速方式

9
kw.h/106 m³³.Pa

10
年电费（万元）

11
总投资（万元）其中：设备投资
土建投资

12
综合费用差额（万元）

13
主要优缺点

14
备注

3 、推荐方案的选型计算：
1）、通风机设备需要产生的风量和风压；
2）、计算管网阻力系数；
3）、计算通风机运行工况点（包括并根据管网数据画出通风机运行工况点的参数）；应附风机运行工况点的参数表，并符合表7-2-1 的规定。
表7-2-1风机运行工况点的参数表
序号
项目
风量（m³/s）
风压（Pa）
叶片安装角度
效率 η
1
前期最小M1

2
后期最大M2

4）、电动机选型计算;
5）、 计算电耗
6）、计算kw.h/106 m³³.Pa
4 、论述通风机电源情况，对电控的要求等；大型电动机需要进行启动能力校验。
5、 通风机的反风措施（包括计算通风机反风运行时的风量、风压，校验电动机的功率，给出通风机反风运行时的工况点）。
6 、通风机电控形式。
7、 通风机房辅助设备。
应附通风系统特性曲线图（包括通风机反风运行是的通风系统特性曲线图）。
第三节 排水设备
一、主排水设备的内容应包括:
1、 设计依据（包括井口井底标高，矿井水处理站标高，矿井各种情况的涌水量，水质的情况、斜井给出管路的长度等）。
2、 应阐述排水设备的选择；应附排水设备选型方案比较表，并符合表7-3-1的规定。
表7-3-1 排水设备选型方案比较表
比较项目
方案一
方案二
……
型号规格

台数

轴功率（kW）

电动机

工矿点参数
新管

旧管

排水时间（h）
正常水量

最大水量

排水管规格及趟数

年电耗(104kw.h)

年电费（万元）

吨水百米电耗

年折旧费（万元）

运营费（万元）

设备及管材费（万元）

系统综合费用（万元）

综合费用差额（万元）

方案比较

3、推荐方案的选型计算：
1） 、计算排水设备排水能力；
2）、计算管路阻力系数（应考虑新管和结垢后的管路）；
3）、水泵运行工矿点；应附水泵运行工矿点参数表，并符合表7-3-2的规定。

表7-3-2水泵运行工矿点参数表
管路
流量
Q（m³/h）
扬程
H1（m）
效率η (%)
计算轴功率
（kw）
理论最大吸水高度
Hs（m）
新管

旧管

4）、计算电动机容量；
5）、计算排水管路壁厚；
6）、校验排水能力;
7）、电耗（包括吨水百米电耗）。
4 、给出电源情况，对电控的要求等。对大型电动机要做直接启动能力校验。
应附水泵特性曲线图及管网特性曲线图。
二、采区排水设备和井底水窝排水设备的内容可包括：
1 、采区排水可参照主排水设备选型；
2、 井底水窝排水列出设计依据和选型结果可适当简化。
第四节 压缩空气设备
一、压缩空气设备的内容应包括：
1 、设计依据（包括矿井使用的各种用气工具的统计，种类和数量，地面和用气点和用气量等）；应附矿井用气情况表，并符合表7-4-1的规定。

表7-4-1矿井用气情况表
类别
工作台数
同时使用系数
每台耗气量（m³/min）

掘进用风

其他用风

2、 计算压缩空气需要量。
3、 压缩空气设备方案的比选及设备选型；应附压缩空气设备选型比较表，并符合表7-4-2的规定。
表7-4-2压缩空气设备选型比较表

方案一
方案二
……
空压机型号

空压机台数

设置地点

投资费用
（万元）
土建费

设备安装费

管材费

运营费用
（万元）
年电费

年维护折旧费

年运营费用

系统综合费用（万元）

优缺点比较

结 论

4、论述压缩机电源及对电控的要求；
5、 给出压缩空气管路的径、管材；
6、给出附属设备的要求。