06第六章提升运输通风排水压风制氮设备09.9-复件

张家峁矿井初步设计（修改）第六章提升、通风、排水、压风和制氮设备中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司181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主平硐运输设备带式输送机具有运输能力大、能实现连续运输、自动化程度高等优点，故本设计主平硐确定采用带式输送机运输。根据井下开拓开采布置，从采煤工作面至大巷带式输送机、煤流连续运输，根据工作面数量及生产能力、煤流系统的协调能力，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。主平硐带式输送机主要技术参数为：B=1400mm，Q=2500t/h，V=4m/s，δ=-1.34898°～-0.1719°～0°，L=2956.255m，St1600钢丝绳芯阻燃输送带，采用双滚筒双驱动方式布置，功率分配1：1，配YBPT450-4，N=630kW防爆电动机二台、SEW-M3PSF100-20.000型减速器二台，采用“交-直-交”变频驱动。设有盘形闸制动装置及头部液压自动拉紧装置（防爆）各一套。（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δ=-1.34898°～-0.1719°～0°张家峁矿井初步设计（修改）第六章提升、通风、排水、压风和制氮设备中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司182带式输送机长度L≈2956.255m煤的松散容重ρ=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f＝0.028传动滚筒摩擦系数μ＝0.30带式输送机最大提升速度V＝4.0m/s初选胶带强度St1600N/mm每米物料重量qG＝173.61kg/m每米胶带重量qB＝48.30kg/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C＝1.04主要阻力FH＝300565N主要特种阻力FN＝17907N附加特种阻力FS1＝14341N倾斜阻力Fst＝-112259N传动滚筒所需圆周驱动力Fu＝FH+FN+FS1+FSt＝220554N2．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：PA＝Fu×V/1000＝883kW带式输送机驱动电动机功率：PM＝PA/η1＝1081kW张家峁矿井初步设计（修改）第六章提升、通风、排水、压风和制氮设备中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司183式中：η1——驱动系统正功率运行时的传动效率。η1=0.8158为此，选择2台630kW、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ф1＝190°，第二传动滚筒围包角ф2＝190°。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=FU×KAKA为启动系数，取值KA=1.20第一传动单元滚筒上圆周力FA1=KA×1/2FA＝132332N第二传动单元滚筒上圆周力FA2=KA×1/2FA＝132332N设第二传动滚筒eμф2值用足时，则：F2＝FA2/（eμф2－1）＝77709NF1＝FA＋F2＝298263NF1-2＝F2＋FA2＝187986NF3=F4=177889NF1/F1-2≤eμф1F1-2/F2≤eμф2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/(8×0.01)=32654NF下min=g(qG+qB)×aO/(8×0.01)=17768N由F3=F4F上minF下min满足垂度验算最后计算输送带的安全系数：n=B×St/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张家峁矿井初步设计（修改）第六章提升、通风、排水、压风和制氮设备中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司184带的动张力，减少起动时对电网的冲击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。从价格方面看，二者的初期投资基本在同一价位，但如计入土建工程投资和由于变频产品更新换代快所带来的额外投资，CST在总体价格方面可相对降低。从功能方面看，在带速和运输量调节性能上，交-直-交变频调速驱动装置适应能力较好，当负载经常变化时，交-直-交变频调速驱动装置节能效果明显，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。另对电动机的电压等级进行了低压（1140V或660V）和中高压（3300V及以上）的方案比选后，采用低压电动机比高压电动机价格低约30%，变频器的价格低50%以上。故本次设计采用低压电动机。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710kW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630kW，所以电机电压选用660V。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张家峁矿井初步设计（修改）第六章提升、通风、排水、压风和制氮设备中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司185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属常规档次带强，国内供货质量能满足要求。考虑到使用环节的重要性及国内接头工艺水平，设计强调：今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表6.1-1序号名称单位内容备注1运输量t/h25002运输物料原煤3运输物料容重t/m314速度m/s4.05输送机长度m2956.2556输送机角度-1.3489°～-0.1719°～0°7输送带宽度mm1400带强N/mmSt1600（阻燃）8电动机型号YBPT450-42台功率kW630转速r/min14809减速器型号SEW-M3PSF100-20.0002台10制动器型号SHI2521套11液压自动张紧装置型号ZLY-02-3201台张家峁矿井初步设计（修改）第六章提升、通风、排水、压风和制氮设备中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司1866.2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：smQ/1253初后期风量smQ/1753后初期矿井阻力：PaH969初后期矿井阻力：PaH2907后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：smQKQ/3.13112505.13初初后期风量：smQKQ/8.18317505.13后后初期矿井阻力：PaHHH12192788.1/2931.1)237969(/)(10初初后期矿井阻力：PaHHH31792788.1/2931.1)2372907(/)(10后后式中：K——通风设备漏风系数，取1.05；H——风道阻力之和，计算值为237Pa。ρ0——标准状况空气密度取1.2931kg/m3。ρ1——风井井口空气密度取1.2788kg/m3。通风网路特性曲线方程：22220707.03.1311219QQQRH初初22220941.08.1833179QQQRH后后6.2.3设备选型张家峁矿井初步设计（修改）第六章提升、通风、排水、压风和制氮设备中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司187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6.2-1内容方案一方案二（推荐）通风机型号GAF25-12.5-1FBCDZNo28/2×450台数22叶片调节方式停机机械一次调节叶片人工逐个调节初期工况点参数流量(m3/s)131.3131.3静压升(Pa)12191219静压效率(%)6072轴功率(kW)266.7222.3叶片角度-6°34°后期工况点参数流量(m3/s)183.8183.8静压升(Pa)31793179静压效率(%)8084轴功率(kW)730.4696.0叶片角度3°34°电动机型号Y710L-6YBF560M2-8功率(kW)10002×450电压(kV)1010转速(r/min)985740年运行费用(万元)260（+40）220（±0.00）投资设备+电控(万元)254+110265.8+150土建(万元)20080合计(万元)564（+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。张家峁矿井初步设计（修改）第六章提升、通风、排水、压风和制氮设备中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司188方案一选用的GAF25-12.5-1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