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第六章 提升、通风、排水和压缩空气设备
第一节 主斜井提升设备
一、 主斜井提煤设备
1． 原始参数及物料特性
本输送机为已有设备，用于原煤提升，型号为DTL100/35/280，输送机机长L=340.95m，提升高度H=144.1m，倾角δ=25°，原煤松散密度ρ=1150kg/m3，最大粒度a=300mm。采用尾部载重小车张紧。
输送量：计算输送量Q=272.73t/h，输送机出厂设计能力为350.0t/h，本设计按Q=325.0t/h能力进行验算，qG=45.1t/h。
工作制度：年工作日：330d，日提升时间16h。
2． 基本参数
输送机带宽B=1000mm，速度V=2.0m/s，承载分支托辊间距a0=1.2m，回程分支托辊间距au=3.0m，每米上托辊转动部分重量qR0=10.18Kg/m，每米下托辊转动部分重量qRU=3.48Kg/m，运动阻力系数f=0.03；胶面滚筒直径φ=800mm驱动，其摩擦系数μ=0.3，包角240º。
托辊槽角λ＝25-60º，上托辊直径φ=108mm，L=380mm，轴承为6205/C4。下托辊直径φ=108mm，L=1150mm，轴承为6205/C4。导料槽长度4500mm，输送带为钢丝绳芯阻燃橡胶带，强度St=1600N/mm，每米胶带自重qB=27.0Kg/m。
系统布置见插图
3． 输送机输送能力、带宽验算
Q=3..6×0.1216×2.0×0.71×1150=714.86t/h﹥325t/h 满足
4． 输送带宽度验算
B≥2α+200=800mm≤1000mm（最大粒度α=300mm）满足
５．圆周力及传动功率验算
⑴主要阻力式FＨ
FＨ =fLg[qR0 +qRU+(2qB+qG)Cosδ]
式中：f=0.03 g=9.81mm/s2 L=340.95m δ=25º
qR0=10.18kg/m qRU=3.48kg/m qB=27.0kg/m qG=45.1kg/m
代入式中得
FＨ =10382.86(N)
⑵主要特种阻力 FS1
FS1=Fε+Fｇ１
Fε＝０
Fｇ１（物料与导料槽板间摩擦力）＝μ２Ｉν２ρｇＬ／ｖ２ｂ１２
＝１４７．５（Ｎ）
式中：μ２＝０．７　Ｉν＝０．０７８５　　Ｌ＝４．５　ｂ１＝０．６１
FS1=Fε+Fｇ１＝０．０＋１４７．５＝１４７．５（Ｎ）
⑶附加特种阻力ＦＳ２
ＦＳ２＝Ｆａ＋ｎ３Ｆｒ
Ｆａ－犁式卸料器附加阻力，本设备没有犁式卸料器，故Ｆａ＝０　　　　　　ｎ３Ｆｒ（清扫器阻力）＝ｎ３APμ3
式中：ｎ３=1 A弹=0.01 A空=0.015 P=10×104 μ3=0.7
代入式中得
ＦＳ２=1750.0(N)
⑷倾斜阻力Fst
Fst=qGGH=45.1×9.81×144.1=63754.31(N)
⑸圆周力FU
FU=
⑹传动功率计算采用单电机驱动故选用型电动机１台已有电机满足使用要求６．张力计算
⑴按不打滑条件式中
⑵按垂度条件承载分支回程分支
⑶各特性点张力根据不打滑条件，传动滚筒奔离点的张力为，令，则各点张力如下表：
⑷确定传动滚筒合张力
⑸确定各滚筒的合张力
７．传动滚筒验算
初选滚筒直径为，则传动滚筒最大扭矩为标准传动滚筒，许用扭矩为，许用合力为，合力满足使用要求，但扭矩不足，需要特制目前使用的滚筒扭矩为满足使用要求。
8、拉紧装置验算
拉紧重量，其中拉紧小车重1689，改向滚筒重940，需配重锤块，即123块。
初张力满足要求。
9、输送带验算
，故选用钢丝绳芯阻燃橡胶带，强度，满足要求。式中，为安全系数。
输送带验算合格。
10、逆止器验算
作用于传动滚筒上的逆止力矩。
高速轴上的逆止力矩，即，故采用型逆止器，其逆止力矩为，满足要求。
逆止器合格。
11、验算结果
目前矿方使用的主提升胶带运输机是型，其带宽为1000，出厂设计运量为，电机功率为280KW，均大于要求值，故满足矿井提煤要求。
胶带机上安装一套KHP-1型皮带监控综合保护装置，它具有堆煤、断带、超温、低速、跑偏、烟雾、沿线急停等各种保护，具有声光、语言报警功能。
12、配电控制
主斜井胶带机为双回路供电，电源引自矿井10KV变电站KV不同母线段，1回路工作，1回路带电备用，采用TKH胶带机控制系统，控制设在主斜井井口房内。
二、 主斜井检修设备
主斜井现装备1台JT-型单滚筒绞车，配用30KW电机。经计算现有提升装备能满
足该矿 生产能力后的检修需要。
（一） 设计依据
1、 矿井年产量：
2、 工作制度：；
3、 提升斜长：，倾角25；
4、 提升方式：平车场单钩串车；
5、 最重件：。
（二） 选型计算
1、 提升容器
矿车采用MP3-6型3平板车，矿车自重，载重。
2、钢丝绳的选择计算
（1） 绳端荷重
（2） 钢丝绳单位长度重量
选用型钢丝绳，钢丝绳直径，抗拉强度，单位重量，全部钢丝破断力总和。
（3） 钢丝绳安全系数校验
钢丝绳安全系数符合《煤矿安全规程》的要求，所选钢丝绳合适。
3、提升机的选型
（1） 滚筒直径
利用已有JT-型单滚筒绞车，滚筒直径，滚筒宽度，最大静张力，最大静张力差，
减速比，钢丝绳速度，电机转速。
（2） 校验滚筒宽度
钢丝绳在滚筒上作三层缠绕，满足《煤矿安全规程》之规定。
（3） 最大静张力计算
滚筒强度满足要求
4、预选电机
利用已有YR型电动机，功率，电压，转速，效率。
核算电动机最大速度：
5、提升系统变位质量
变位重量；
变位质量：
6、提升系统运动学及动力学计算
主斜井平车场单钩串车提升速度图、力图见图6-1-2。
7、电动机容量校验
等效力计算：
等效时间：
等效力：
等效功率：
电动机过载系数校验：
所选电动机是合适的。
三、 副斜井辅助提升设备
本矿现有JK-2/30X型单滚筒提升机，配用160KW电机。经计算现有提升设备能满足该矿生产能力后的辅助提升要求。
（一）设计依据
1、矿井年产量：
2、 提升斜长：，倾角25；
3、 提升方式：甩车场单钩串车；
4、 最大班次提升量：下井工人76人，矸车40，下放坑木4次，沙子、水泥8
次，设备5次，保健饭2次，雷管、炸药各1次，其它6次。
（二）选型计算
1、 提升容器
提矸及下放沙子水泥时采用型固定车厢式矿车，矿车自重，容积，每钩挂4辆矿车；
下放坑木时采用MP1-6A型平板车，矿车自重464，名义载重，每钩挂4辆矿车；
下放设备时采用型平板车，矿车自重，名义载重；
人车选用型，头车自重，尾车自重，1头2挂组成1列车，满载45人。
2、 钢丝绳的选择计算
（1）绳端荷重
提升矸石：
提升人员；
（2）钢丝绳单位长度重量
选用型钢丝绳，钢丝绳直径，单位重量，公称抗拉强度，全部钢丝破断力总和。
（3）钢丝绳安全系数校验
钢丝绳安全系数符合《煤矿安全规程》的要求，所选钢丝绳合适。
3、 提升机的选型
（1）滚筒直径
利用已有型单滚筒提升机，滚筒直径，滚筒宽度，最大静张力，最大静张力差，减速比，钢丝绳速度，电机转速，旋转部分变位质量。
（2）校验滚筒宽度
钢丝绳在滚筒上作单层缠绕，满足《煤矿安全规程》之规定。
（3）最大静张力计算
滚筒强度满足要求。
4、 提升系统
天轮利用已有TSG-2000/型井上固定天轮。副斜井甩车场单钩串车提升系统见图。
5、 预选电机
利用已有YR355M-8型电动机，功率，电压，转速，效率，转动惯量。
核算电动机最大速度：
6、 提升系统变位质量
变位重量：
变位质量：
7、 提升系统运动学及动力学计算
副斜井甩车场单钩串车提升速度图、力图见图6-1-4。
8、 电动机容量校验
等效力计算：
等效时间：
等效力：
等效功率：
电动机过载系数校验：
所选电动机是合适的。
9、 电耗计算
（1） 一次提升的实际电耗
（2） 一次提升的有效电耗
（3） 提升机效率
（4） 年电耗量
10、 最大班作业时间平衡表
11、 配电控制
副斜井辅助提升机为双回路供电，电源引自矿井10KV变电站不同母线段，1回路工作，1回路带电备用，采用JK-CZT型提升机电控系统，，控制设在副斜井
绞车房内。
四、 副斜井下放最重件设备
（一）设计依据
1、 矿井年产量：
2、 工作制度：
3、 井筒斜长：，倾角；
4、 下放最重件：液压支架。
（二）选型计算
1、 提升容器：
下放液压支架采用 型重型平板车，自重约。
2、 钢丝绳的选择计算
（1） 绳端荷重
（2） 钢丝绳单位长度重量
选用 型钢丝绳，钢丝绳直径，公称抗拉强度，单位重量，全部钢丝破断力总和。
（3） 钢丝绳安全系数校检
钢丝绳安全系数符合《煤矿安全规程》的要求，所选钢丝绳合适。
3、 绞车的选型
最大静张力：
最大静张力差：
选用型凿井绞车，滚筒直径，滚筒宽度，钢丝绳最大静张力，容绳量，钢丝绳平均速度。
4、 预选电机
选用配套JR225S-8型电动机，功率30KW，电压380V，转速750。
5、 制动系统
凿井稳车采用蜗轮蜗杆传动装置，该传动装置具有自锁能力。
凿井稳车设有俩套保险闸在电动机与减速器之间的连轴器上安装有弹簧式的制动装置，在稳车的滚筒上安装有配重式的制动装置。
第二节 通风设备
本矿现有 型对旋式轴流风机2台，1台工作，1台备用，配用YB型电机（功率110KW，电压380V）。经验算该风机及电机均不能满足该矿生产能力后的通风要求。设计选用FBCDZ型对旋式轴流风机2台，配用YBF-8型电机（功率132KW，电压380V）。
一、 设计依据
1、 矿井所需风量：
2、 矿井所需最大负压：
3、 矿井所需最小负压：
4、 属于低瓦斯矿井。
二、 选型计算
1、 确定风机需要的风量及全压
风量：
最大负压：
最小负压：
2、 选择风机
矿井主要通风机选用 型对旋式轴流风机2台，1台工作，1台备用。该风机风量范围为，负压范围为。
3、 确定风机工况点
最大、最小网路阻力系数：
风机网路特性征曲线方程：
将网路特性征曲线方程置于所选轴流风机性能曲线上，其交点即所求工况点：（见图6-2-1）
最大负压时、叶片安装刻度；
最小负压时、叶片安装刻度。
4、 电动机功率计算
后期：
前期：
选用配套型电机，功率，电压，转速。
5、 年耗电量的计算
吨煤电耗：
6、 反风方式
矿井反风采用风机反转反风方式。
7、 配电控制
主通风机为双回路供电，风机房设变压器俩台，1台工作，1台备用，电源引自地面35KV变电所10KV母线段。选用QFXL-Z型自耦降压启动柜降压起动。
第三节 排水设备
本矿现有 型水泵3台，配用型电机。排水管现有2趟 型无缝钢管。经验算现有水泵、电机及排水管路能力均满足该矿生产能力后的排水需要。
一、 设计依据
本矿正常涌水量，最大涌水量，考虑婚黄泥灌浆用水量，则有：
1、 矿井正常排水量，涌水天数；
2、 矿井最大排水量，涌水天数；
3、 排水斜长198，倾角23，排水垂高；
4、 矿井水容量：
5、 PH=7。
二、选型计算
1、 水泵的选型计算
（1） 正常涌水时水泵必须的排水能力
（2） 最大涌水时水泵必须的排水能力
（3） 水泵扬程估算
2、 水泵的型式、级数及总台数的确定
经计算利用已有型水泵3台，该型水泵额定流量为155，一级额定扬程为30，必须汽蚀余量为。正常涌水及最大涌水时均为1台工作，1台备用，1台检修。
3、 管路的选择计算
排水管利用已有 型无缝钢管，
井下主水泵房位于主斜井井底车场附近，排水管沿泵房、管子道副斜井井筒敷设2趟至地面沉淀地。正常涌水及最大涌水时均为1趟管路工作，1趟管路备用。
4、排水管流速的计算
5、吸水管流速的计算
6、管路阻力损失的计算
排水管流动阻力损失为：
吸水管流动阻力损失为：
输水管路流动总阻力损失的计算：
7、水泵工作点的确定
将该管路特性曲线方程置于所采用泵的性能曲线上可得水泵工况点：（见图6-3-1）
8、校验计算
（1）排水时间校验
正常涌水时水泵每天工作小时数（1台水泵工作）：
最大涌水时水泵每天工作小时数（1台水泵工作）：
（2）流速验算
排水管流速计算
吸水管流速计算
（3）吸水高度校验
故吸水高度采用。
9、电动机容量计算
利用已有配套YB280M-4型防爆电机，功率90KW，电压660V，转速1500。
10、耗电量计算
（1）电耗量计算
（2）吨煤排水电耗
（3）吨水百米电耗
11、配电控制
主水泵为双 回路供电，电源引自井下主变电所母线不同母线段。选用QBR型软起动器起动，控制设在主变电所内。
第四节 压气设备
本矿现有 型空气压缩机2台，配用132KW电机。经验算现有压气设备能满足该矿 生产能力后的风动工具用气需要。
一、设计依据
二、选型计算
本矿已有空气压缩机站设在副斜井绞车房东偏北，在天轮北侧距副井绞车房40处，建筑面积85。
1、 压缩机必须的供气量
2、 压缩机必须的出口压力
3、 压缩机的选择
根据压缩机供气量和出口压力，利用已有型空气压缩机2台，1台工作，1台备用。额定排气量：，额定排气压力：，冷却方式为冷风式。
配用YB315M-4型电动机，功率132KW，电压660V，转速。
4、压气管道的选择
（1）管径的选择
利用已有 型无缝钢管。
压气管道沿副斜井、甩车场、联络巷敷设至轨道大巷及回风巷。
（2）验算管道压力损失
满足要求。
5、压缩机年电耗
6、配电控制
空压机为双回路供电，电源引自矿井10KV变电站 不同母线段，1回路工作，1回路带电备用，控制采用PKX-IV型空压机控制箱控制系统，控制设在空压机室内。