主井提升系统改造

郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-1-河南省中南煤炭工程设计有限公司前言一、概述郑州市昌隆煤业有限公司由原登封市大冶镇东施煤矿和登封市大冶镇石岭头煤矿整合而成。后登封市大冶镇东施煤矿又将登封市大冶镇石岭头煤矿产权彻底买断，变二矿合作经营为东施煤矿独立经营。原登封市大冶镇东施煤矿建有主井、副井及风井三个立井，单水平上山开采，中央分列抽出式通风，批准开采二1煤层，生产能力0.15Mt/a。整合后，该矿经核查：矿井地质储量551万吨，动用储量409万吨，保有储量142万吨。本矿主要开采技术条件为:低沼矿井，煤尘具有爆炸性，所采二1煤层为不易自燃煤层。矿井正常涌水量为15m3/h，最大涌水量为30m3/h。郑州市昌隆煤业有限公司位于登封市大冶镇东施村。本矿西距登封市约18km，东北距新密市约27km。登封～大冶～新密公路和大冶～伊川铁路从区外南部约2km处通过，区内有简易公路与其相通，交通较为便利。井田面积0.6837km2，开采二1煤层。该矿于2007年4月编制了《郑州市昌隆煤业有限公司修改技术改造初步设计》，矿井设计生产能力为0.15Mt/a。2007年7月郑州市煤炭管理局以郑煤技审[2007]25号文进行了批复。2010年该矿经过技术改造竣工验收，并经过安全设施验收，为六证齐全生产矿井。受郑州市昌隆煤业有限公司委托，我公司于2011年11月编制了郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计。根据郑州市昌隆煤业有限公司的设计委托，本次设计为主井提升系统环节改造的相关内容，设计文件包括说明书、附图、提升系统改造的器材郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-2-河南省中南煤炭工程设计有限公司清单。二、本次设计主要内容1、技术改造的原因目前该矿装备二个提升井筒，其中主井直径为D4.0m，混凝土结构，井深185m（含井台高度5.4m），装备一对1.0t非标单层单车罐笼，担负全矿井提煤任务；副井直径为D4.0m，混凝土结构，井深136m，装备一对1.0t非标单层单车罐笼，担负全矿井升降人员、设备、提矸及材料任务等。主井现采用的罐笼提升煤炭，存在装卸载环节劳动强度大，环节多，安全隐患多等缺点；同时根据现有井下煤炭储量及井下开拓布置的需要，为更合理高效的开发井下煤炭资源，需对矿井的主提升系统进行改造。改造后的主井提升系统可有效降低主井提升系统装卸载的辅助人员数量，真正作到减员提效，提高了矿井安全水平。2、技术改造设计的主要内容⑴将主井现有的罐笼提升改为箕斗提升，井筒装备不变，提升能力按0.15Mt/a计算。⑵改造后的主井增加定重装载设备，箕斗卸载系统，改造地面储装运及原煤加工系统。同时井下增加井底煤仓、装载硐室、上仓巷、井底清理撒煤装置等工程。⑶改造后的主井仍为进风井，井筒进风量不变。⑷对改造后的主井现有提升设施进行校核计算。三、编制的主要依据1、现行《煤炭工业小型矿井设计规范》；2、现行《煤矿安全规程》；3、郑州市昌隆煤业有限公司设计委托书；4、矿方提供的相关文字资料和图纸；郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-3-河南省中南煤炭工程设计有限公司5、郑州市昌隆煤业有限公司采矿许可证。四、设计指导思想1、优化矿井生产系统部署，做到布局合理、系统完善、环节流畅。在满足安全生产的前提下，充分利用郑州市昌隆煤业有限公司已有的设施和设备。2、依靠科技进步，采用成熟的、先进的工艺、技术和装备，提高矿井的机械化和自动化水平,从而提高安全保障。郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-4-河南省中南煤炭工程设计有限公司第一章井田概况及井筒特征第一节井田概况一、交通位置郑州市昌隆煤业有限公司位于登封市大冶镇东施村。本矿西距登封市约18km，东北距新密市约27km。登封～大冶～新密公路和大冶～伊川铁路从区外南部约2km处通过，区内有简易公路与其相通，交通较为便利，（见交通位置示意图）。二、自然地理1、地形、地貌本区为低山丘陵地形。区内地势呈北高南低，最高海拔标高为314m，最低海拔标高为272m，相对高差42m。地面冲沟较发育，有利于大气降水的迳流和排泄。2、气象郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-5-河南省中南煤炭工程设计有限公司本区属大陆性半干旱型季风气候区。夏、秋两季炎热多雨，冬、春两季寒冷干燥。年降雨量416.50~1102.90mm，一般600~800mm；降雨多集中在7~9月份，约占全年降雨量的65%。年平均气温14.2℃，七月份最热，历年最高气温高达44.6℃；元月份最冷，历年最低气温达-18.2℃。最大冻土深度为20cm。春、夏、秋三季以东北风、东风为主，冬季以西北风为主，冬、春季风力较大，最大风速可达20m/s。三、电源、水源、通信情况、区域经济和建设材料1、矿区水源本矿生活用水来自东施村自来水厂，矿井生产涌水。正常涌水量为15m3/h，最大涌水量为30m3/h，矿井水经净化处理后可全部用于矿井生产和消防降尘用水。2、矿区电源该矿目前已形成双回供电电源，主井地面变电所10kV双回路供电电源接自距该矿2.5km的大冶变电站和距该矿6km的向阳电厂变电站。副井地面变电所10kV双回路供电电源接自距该矿2.5km的大冶变电站（冶西线）和距该矿2km的王楼变电站（桂范线）。可以保证电源的可靠性。3、矿区通信在工业广场行政办公楼内设置行政管理、生产调度电话站，由于矿井规模较小，将行政管理与生产调度电话合为一体。4、主要建筑材料供应土产材料砖、瓦、石子和料石均可就地供应，钢材、木材和水泥等物资可经公路直接运至矿井工业场地。四、矿区开发现状郑州市昌隆煤业有限公司由原登封市大冶镇东施煤矿和登封市大冶郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-6-河南省中南煤炭工程设计有限公司镇石岭头煤矿整合而成。大冶镇石岭头煤矿位于矿区北部。1996年3月建井，立井上山开采二1煤层，核定生产能力0.06Mt/a，采煤方法为走向长壁式，炮采。中央并列抽出式通风方式。开采区域主要在矿井的东部及北部。登封市大冶镇东施煤矿位于矿区南部。建于1981年，属大冶镇东施村办企业。建有三个立井，采用立井单水平上山开拓，中央分列抽出式通风方式，生产能力现达到0.15Mt/a，矿区开采活动主要在矿井的北部。整合扩界后矿井地质储量为551万吨，动用储量409万吨，保有储量为142万吨，可采储量81万吨。郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-7-河南省中南煤炭工程设计有限公司第二节井筒特征一、本矿井改造前井筒的用途、布置和装备。1、主井井筒：主井担负着全矿井的煤炭提升任务，同时兼做矿井的进风井。井筒内布置1.0t双码非标准罐笼，钢丝绳罐道，并敷设有排水管路、洒水管路、动力电缆及通讯电缆，井筒净直经为4.0m，采用砼支护，净断面积12.57m2，井深185m。2、副井井筒：井筒净直径4.0m，采用砼支护，净断面积为12.57m2，井深136m。井筒内布置1.0t双码非标准罐笼，钢丝绳罐道，作为下料、升降人员及进风。井内敷设通讯电缆，安装有梯子间，做为矿井的一个安全出口。3、风井井筒：矿井回风井，井筒直径4.0m，井深124m。砼支护，井内装备有梯子间，做为矿井的一个安全出口。二、改造后井筒的用途、布置和装备。1、主井井筒：原1.0t双码非标准罐笼更换为一对1.5t非标准箕斗，钢丝绳罐道，其它不变。2、副井井筒：保持不变3、风井井筒：保持不变附：主井筒断面布置图（图1-2）。二、井壁结构特征详见井筒特征表。井筒特征表表2-2-1井筒名称主井副井风井井筒深度(m)185136124井筒直净4.04.04.0郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-8-河南省中南煤炭工程设计有限公司径(m)基岩掘进4.64.64.6提升方位角302054´105029´支护特征砼浇、300mm砼浇、300mm砼浇、300mm断面积（m2）净12.5612.5612.56毛16.6116.6116.61井筒装备1.5t箕斗一对，钢丝绳罐道，排水管道、消防洒水管、动力及信号电缆等。1.0t非标罐笼一对，钢丝绳罐道，排水管道、消防洒水管、动力及信号电缆、梯子间等。梯子间。郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-9-河南省中南煤炭工程设计有限公司井筒中心线(提升中心线）排水管洒水管动力电缆信号电缆主井302°54′井筒中心线罐道绳N主井井筒断面图1-2郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-10-河南省中南煤炭工程设计有限公司第三节主井底运输系统本次主井提升系统环节改造，主要井巷工程包括在主井底增加箕斗装载硐室及联巷、井底煤仓、上仓平巷、上仓斜巷及联巷，总工程量810m新增工程上仓斜巷，全长100m，倾角16º,装设带宽B=650mm胶带一部，其主要技术参数为：带宽B=650mm，带速V=1.6s/m,运距L=100m,运量为120t/h，配防爆电机功率为30kW,电压660V，胶带类型为PVG阻燃胶带；上仓平巷全长15m，装设带宽B=650mm胶带一部，其主要技术参数为：带宽B=650mm，带速V=1.6m/s,运距L=15m,运量为120t/h，配防爆电机功率为5.5kW,电压660V，胶带类型为PVG阻燃胶带。井底煤仓采用立仓，直径4.0m,容量50t。煤仓下口设有给煤机，采用液压称定重装载。井筒内靠近码头门处设有挡煤板，用于清理撒煤，并在井底铺设一部SGB-420/30溜子一部将撒煤清理至矿车内运走。矿井煤炭运输系统：回采工作面煤炭→工作面下付巷→运输巷→上仓斜巷→上仓平巷→井底煤仓→主井井筒→井口缓冲仓→井口运输皮带→储煤场。详见运输系统图。郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-11-河南省中南煤炭工程设计有限公司第二章提升系统改造设计第一节主井提升系统改造的必要性一、主井特征本矿主井担负全矿井煤炭提升任务，井筒直径为D4.0m，混凝土结构，井深185m，原装备一对1.0t非标准罐笼，钢丝绳罐道。二、主井现有提升装置主井现有提升设备为2JK-2×1型单绳缠绕式双滚筒提升绞车，配电机为YR355M3-8型异步电动机，额定功率185kW,额定电压380V，提升钢丝绳为24NAT-6×19S+FC-1670，现有井架高度18.5m，井架型式为钢结构。三、主井提升系统的改造该矿主井原采用1.0t非标准单层单车罐笼担负矿井的煤炭提升任务，矿车为1.0t非标准矿车，现有的提升系统存在着提升环节多、系统不连贯、装卸载劳动强度大、安全隐患多等缺点。为使本矿井田范围内赋存的煤炭资源更合理高效的开发，满足井下开拓布置的要求。需要对主井提升系统进行改造，即将主井原采用的1.0t非标准单层单车罐笼更换为1.5t非标准箕斗，担负矿井煤炭提升任务。同时根据《国家安全监管总局国家煤矿安监局国家发展改革委国家能源局关于推进小型煤矿机械化的指导意见》（安监总煤行〔2010〕178号）精神，鼓励和引导小型煤矿采用先进适用的新技术、新工艺和新装备，大力推行机械化改造，坚决淘汰落后生产工艺，提高技术装备水平，提升安全保障能力。本矿对主井提升系统的改造是十分必要的。郑州市昌隆煤业有限公司主井提升系统环节改造设计-12-河南省中南煤炭工程设计有限公司第二节主井提升设备选型一、主井提升设备选型计算（一）设计依据1、提升能力：0.15Mt/a2、井筒深度：HS=185m3、工作制度：年工作日330d，每天净提升时间16h4、装载高度：HZ=10m5、卸载高度：HX=6.5m6、井架高度：HJ=18.5m7、提升高度：H=181.5m(二）提升容器选择根据矿井的年产量，本次提升系统改造主井采用一对1.5t非标准箕斗。箕斗自重Q=2300kg（含连接装置），载重量Qm=1500kg。箕斗最大外型尺寸为长×宽×高（mm）：1500×1010×3920（mm）。箕斗采用定重装载。（三）钢丝绳1、绳端荷载计算Qd=Q+Qm=2300+1500=3800kg2、钢丝绳单位长度重量P`K=110()BcQHmd=3800110167(193.5)6.5=1.4