整理07第七章提升通风排水和压缩空气设备.docx

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整理07第七章提升通风排水和压缩空气设备

（6）评价结论。

2）购买环境替代品。

1）规划实施对环境可能造成影响的分析、预测和评估。

主要包括资源环境承载能力分析、不良环境影响的分析和预测以及与相关规划的环境协调性分析。

（3）生产、储存烟花爆竹的建设项目；

（五）规划环境影响评价的跟踪评价

[例题-2005年真题]《中华人民共和国环境影响评价法》规定，建设项目可能造成轻度环境影响的，应当编制（　）。

3）规划实施的经济效益、社会效益与环境效益之间以及当前利益与长远利益之间的关系。

疾病成本法和人力资本法将环境污染引起人体健康的经济损失分为直接经济损失和间接经济损失两部分。

直接经济损失有：

预防和医疗费用、死亡丧葬费；间接经济损失有：

影响劳动工时造成的损失（包括病人和非医务人员护理、陪住费）。

这种方法一般通常用在对环境有明显毒害作用的特大型项目。

[答疑编号502334050101]

（3）总经济价值的组成。

我们可以用下式表示环境总经济价值的组成：

第七章矿井主要设备

第一节提升设备

一、概述

本矿井采用立井开拓，设主、副井二个提升井筒，单水平开采。

矿井设计生产能力180万t/a，年工作日330d，工作制度地面为三班制、井下为四班制，主井提升每天净作业时间16h。

主井担负原煤提升任务。

井筒净直径5.0m，布置一对16t提煤箕斗，装备型钢组合罐道。

副井担负提升矸石、升降人员和设备、运送材料等辅助性提升作业任务。

井筒净直径6.5m，布置一对1.5t矿车双层四车罐笼（一宽一窄），装备型钢组合罐道。

设计对主、副井提升方案在地震裂度、工业场地总平面布置、气候条件、施工占用井口时间、建井工期安排、安装维护工艺性等方面，经安全、技术、经济综合比较后，认为落地式提升机对基础处理，井筒受力及井筒因地表下陷断裂恢复正常运行均有利，投资较省，可利用永久井架开凿井筒，提升机房的施工及提升机的安装调试可与井筒装备施工平行作业，大大缩短建设工期，可充分发挥投资效益，故主、副井均采用落地多绳摩擦式提升系统。

主井装备16t箕斗，提升速度适中，安全可靠，提升能力大。

若装备12t箕斗，提升速度较高，提升能力小。

且装备12t或16t箕斗不影响主井井筒直径大小，因此主井推荐方案一，装备一对16t箕斗。

副井提升若采用高速直流电动机带行星轮减速器传动方案虽比低速直联悬挂式直流电动机方案节省投资，但存在多一台减速器传动效率低、运行费用高、占地面积大、增加机房费用、减速器易漏油、齿轮、轴承易损坏影响正常运行等缺点。

而低速直联悬挂式直流电动机具有占地面积小、布置紧凑、噪音低、安装、维护简单、故障率低、安全性能好、技术先进等优点，故副井提升推荐采用低速直联悬挂式直流电动机传动方式。

主、副井提升方案比较见表7-1-1、7-1-2。

主井提升方案技术经济比较表表7-1-1

内容

项目

方案一（推荐方案）

方案二

JKMD-3.5×4（Ⅲ）落地多绳摩擦式提升机一台

16t多绳箕斗一对

JKMD-3×4（Ⅲ）落地多绳摩擦式提升机一台

12t多绳箕斗一对

提升高度

586.68m

586.128m

主电动机型号

低速直流电动机

ZKTD250/671800kW900V50r/min

低速直流电动机

1800kW900V76.4r/min

最大提升速度

9.16m/s

12m/s

主提升绳型号

36ZBB6×28+FC1770ZZ（SS）

32ZBB6×28+FC1770ZZ（SS）

传动型式

低速直流电动机直联

低速直流电动机直联

电控设备

晶闸管直流传动成套电控装置

晶闸管直流传动成套电控装置

年提升能力

2.79Mt/a

2.09Mt/a

起重设备

25+25t手动双梁起重机

16+16t手动双梁起重机

设备费（万元）

810

740

年电费（万元）

175.8

175.6

方案特点

提升能力大，速度适中，安全可靠，投资略高。

投资略低，提升能力小，速度较高，且不满足1.2倍富裕能力要求

备注

表中投资费用仅供方案比较用

副井提升方案技术经济比较表表7-1-2

主要技术特征

方案一（推荐方案）

方案二

落地多绳摩擦式提升机

直流低速直联电机传动

晶闸管变流器供电

落地多绳摩擦式提升机

直流高速电机带减速器传动

晶闸管变流器供电

提升机型号规格

JKMD-3.5×4（Ⅲ）Vm=9.16m/s

JKMD-3.5×4（Ⅰ）Vm=9.56m/si=11.5

提升高度（m）

598.2

598.2

最大班净作业时间（h）

3.57

3.52

工人下井时间（min）

13.56

13.42

提升容器

1.5t矿车双层四车宽窄罐

1.5t矿车双层四车宽窄罐

主电动机型号规格

ZKTD250/561500KW，50rpm

ZD1500KW，600rpm

主钢丝绳

38ZBB6V×37S+FC1670ZZ（SS）共四根

38ZBB6V×37S+FC1670ZZ（SS）共四根

电控设备

晶闸管直流传动成套电控装置

晶闸管直流传动成套电控装置

辅助设备

冷却通风机、起重机

冷却通风机、起重机

设备费（万元）

780

700

方案特点

技术性能先进，安全可靠，投资略高。

投资略低，占地面积大，减速器故障率高，噪音大，维修工作量大。

备注

表中投资费用仅供方案比较用

综上所述，主井提升设备推荐方案一，即选用JKMD-3.5×4（Ⅲ）型落地多绳摩擦式矿井提升机一套，配低速直联悬挂式直流电动机（1800kW50r/min），提升容器为一对立井多绳16t提煤箕斗，主钢丝绳为36ZBB6×28+FC1770ZZ（SS），最大提升速度9.16m/s。

副井提升设备推荐方案一，即选用JKMD-3.5×4（Ⅲ）型落地多绳摩擦式矿井提升机，配低速直联悬挂式直流电动机（1500kW50r/min），提升容器为一对1.5t矿车双层四车多绳罐笼（其中一个宽罐笼，一个窄罐笼），主钢丝绳为38ZBB6V×37S+FC1670ZZ（SS），最大提升速度9.16m/s，最大班设计作业时间3.57h，最大班工人下井时间13.56min。

主、副井提升机电气控制设备均采用晶闸管直流传动提升机成套电气控制设备。

主、副井提升系统图见附图7-1-1、7-1-3。

二、主井提升设备

1、设计依据

井型：

A=1.8Mt/a；

工作制度：

b=330d/a，t=16h/d；

锁口标高：

+29.2m；井底车场水平标高：

-569m；

卸载标高：

+42.9m；

装载标高：

-535.678m；

提升高度：

Ht=586.68m；

钢丝绳悬垂高度：

Hc=635.388m；

提升容器：

立井多绳16t双箕斗

标称装载质量：

Q=16t（定重装载）

箕斗自重：

（包括悬挂装置等）Qc=25t

2、钢丝绳选型及校验

提升主钢丝绳选36ZBB6×28+FC1770ZZ（SS）各两根，其参数为：

主井提升主钢丝绳参数表表7-1-3

名称

参数

主钢丝绳根数n1

4

钢丝绳直径d1

36mm

公称抗拉强度σB1

1770MPa

最小钢丝破断拉力总和Qd1

1012KN

单位长度质量Pk1

5.35kg/m

最粗钢丝直径δmax

≤2.9mm

尾绳选用三根多层股尾绳，其中44ZBB18×7+FC1470ZS933755二根，42ZBB18×7+FC1470SZ850688一根。

其参数为：

主井提升尾绳参数表表7-1-4

名称

参数

参数

钢丝绳直径

44mm

42mm

公称抗拉强度σB2

1470MPa

1470MPa

最小钢丝破断拉力总和Qd2

1197KN

1091KN

单位长度质量Pk2

7.55kg/m

6.88kg/m

钢丝绳根数

2

1

首尾绳单位长度质量差2.64%，为平衡提升系统。

提升主钢丝绳安全系数校验：

所选钢丝绳满足《煤矿安全规程》规定。

3、提升设备选型及检验

选用一台JKMD-3.5×4（Ⅲ）落地多绳摩擦式提升机，其主要技术参数如下：

主井提升机主要技术参数表表7-1-5

名称

参数

主导轮直径DN

3.5m

主提升绳根数n1

4m

绳间距

300mm

天轮直径Dt

3.5m

允许最大静张力Fj

570kN

允许最大静张力差Fc

180kN

衬垫摩擦系数μ

≥0.25

提升机变位质量Qj

13000kg

天轮变位质量QD（=QE）

2×6000kg

提升机校验

主导轮及天轮直径：

DN=Dt=3500mm>90d1=3240mm

钢丝绳最大静张力：

Fj’=535.60kN＜Fj=570kN

钢丝绳最大静张力差：

Fc’=156.96kN＜Fc=180kN

摩擦衬垫比压：

所选提升机满足要求。

4、提升主电动机：

低速直联直流电动机，其参数为：

主电动机参数表表7-1-6

名称

参数

型号

ZKTD250/67

额定功率PN

1800kW

额定转速n

50r/min

额定电压U

900V

过载倍数λ

2

转动惯量J

16257kg·m2

最大提升速度：

5、提升系统运动学计算

提升速度图、力图见图7-1-2。

6、提升系统动力学计算

提升系统变位质量总和：

ΣM=126578kg

7、年提升能力

式中，不均衡系数C=1.1

提升运动学计算表7-1-7

序号

名称

单位

计算公式

计算结果

1

初加速时间

s

t0＝V0/a0

3

2

初加速距离

m

h0＝Vmt0/2

2.25

3

加速时间

s

t1＝（Vm-V0）/a1

10.94

4

加速距离

m

h1＝（Vm+V0）t1/2

58.31

5

减速时间

s

t3＝（Vm-V4）/a3

12.37

6

减速距离

m

h3＝（Vm+V4）t3/2

59.75

7

爬行时间

s

t4＝h4/V4

5

8

制动时间

s

t5＝V4/a5

1

9

制动距离

m

h5＝V4t5/2

0.25

10

等速距离

m

h2＝Ht-h0-h1-h3-h4-h5

463.62

11

等速时间

s

t2＝h2/Vmax

50.61

12

一次运行时间

s

T0＝t0+t1+t2+t3+t4+t5

82.92

13

休止时间θ

s

16

14

一次提升时间

s

T=T0+θ

98.92

注：

选取初加速度a0＝0.5m/s2主加、减速度a1＝a3＝0.7m/s2

制动减速度a5＝0.5m/s2

初速度V0＝1.5m/s

爬行速度V4＝0.5m/s爬行距离h4＝2.5m

动力学计算表表7-1-8

名称

计算公式

计算结果（N）

初加速段

F0=kQg+Σma0

243793

正常加速段

F1=kQg+Σma1

269109

等速段

F2=kQg

180504

减速段

F3=kQg-Σma3

91899

爬行段

F4=kQg

180504

停车段

F5=kQg-Σma5

117215

表中，矿井提升阻力系数k=1.15

8、提升主电动机校验

ΣF2t=F02t0+F12t1+F22t2+F32t3+F42t4+F52t5

=2.900653×1012N2s

等效时间

Td=c1（t1+t3+t4+t5）+t2+c2θ=98.92s

式中散热不良系数c1=c2=1

电动机等效力

电动机等效容量

电动机功率富裕系数

k=PN/Pd=1.12

电动机额定力

电动机最大力

Fmax／FN=1.40＜0.85λm

所选电动机符合要求。

9、防滑校验

根据《煤矿安全规程》规定,提升重物时紧急制动减速度as不得超过5m/s2，下放重物时紧急制动减速度ax不得小于1.5m/s2，紧急制动减速度不得超过钢丝绳滑动极限减速度，并要求制动力距倍数满足:

k≥1.5Z+1=2.209

k≤5Z-1==3.030

其中提煤时提升系统质量模数Z=ΣM/Qg=0.806

采用二级制动，第一级制动力矩倍数k取2.25，则最不利的运行状态下的滑动极限减速度与紧急制动减速度见表7-1-9。

滑动极限减速度与紧急制动减速度表7-1-9

提升状态

滑动极限减速度（m/s2）

紧急制动减速度（m/s2）

公式

结果

公式

结果

重载上提

4.503

4.056

重载下放

1.893

1.524

空载上提

3.257

3.224

空载下放

3.192

3.164

式中μ=0.25

以上计算表明主井提升系统满足防滑要求。

10、电气控制设备

6KV双回路高压电源引自矿井35/6KV主变电所不同母线段，380V低压电源一回引自提升机房内辅助变压器，一回引自6/0.4KV变电所。

均为一回工作，一回备用。

电控设备选用直流提升机成套电控装置，电枢可逆，12脉动。

无功补偿及谐波滤波由35/6kV变电所统一考虑。

11、辅助设施

提升机房内设25t+25t手动双梁双小车桥式起重机一台。

三、副井提升设备

1、设计依据

井口标高：

+29.2m；井底标高：

-569m；

提升高度：

Ht=598.2m；

工作制度：

b=330d/a，四班制，其中三班生产，一班检修；

最大班提升量：

下井工人数258人

提升矸石167车

下放坑木10车

下放材料39车

下放设备10次

保健车4次

火药、雷管2次

其它材料10次

提升容器：

一对1.5t矿车双层四车罐笼，宽罐乘2×42人，窄罐乘2×30人,宽窄罐笼自重（包括悬挂、罐耳等）均为18800kg。

矿车：

1.5t标准矿车，载矸Q物=2.7t，自重QC=740kg。

最大件重量18500kg，特制平板车自重1500kg，共重20000kg。

作业方式：

双层乘人；双层提矸、下料，升降矸石或料石时，对侧应配相同数量的空矿车；升降大件（包括平板车在内不得超过20t）时，对侧应配四重车。

钢丝绳悬垂高度：

Hc=648.9m；

提升系统见附图7-1-3。

2、钢丝绳选型及校验

提升主钢丝绳选38ZBB6V×37S+FC1670ZZ（SS）911614（特级柔度）各两根，其参数见表7-1-10。

副井提升主钢丝绳参数表表7-1-10

名称

参数

钢丝绳直径d1

38mm

公称抗拉强度σB1

1670MPa

最小钢丝破断拉力总和Qd1

1072247N

单位长度质量Pk1

6.14kg/m

最粗钢丝直径δmax

≤2.9mm

尾绳选用三根圆尾绳，其中50ZBB6×37+FC14701080842两根，48ZBB6×37+FC1470999776一根。

首尾绳单位长度质量差0.16%，为平衡提升系统。

提升主钢丝绳安全系数检验：

提人

下大件

所选钢丝绳满足要求。

3、提升设备选型及检验

选用一台JKMD-3.5×4（III）落地多绳摩擦式提升机，其主要技术参数见表7-1-11。

副井提升机主要技术参数表表7-1-11

名称

参数

主导轮直径DN

3.5m

主提升绳根数n1

4

绳间距

300mm

天轮直径Dt

3.5m

允许最大静张力Fj

570kN

允许最大静张力差Fc

140kN

衬垫摩擦系数μ

≥0.25

提升机变位质量Gj

13000kg

天轮变位质量QD（=QE）

2×6000kg

校验：

主导轮及天轮直径：

90d1=3420mm＜DN=Dt=3500mm1200δmax≤3500mm

钢丝绳最大静张力：

Fj′=（Q大件+QZ+n1Pk1Hc）×9.81

=536.97kN＜Fj=570kN

钢丝绳最大静张力差：

Fc′=4×Q×9.81=105.948kN＜Fc=140kN

下大件时，对侧罐笼需配四辆矸石车。

操作时，先装矸石车，后装大件，卸车时，先卸大件，后卸矸石车。

摩擦衬垫比压：

q=

=1.90MPa＜1.96MPa

所选提升机满足要求。

4、提升主电动机

选ZD型低速直流电动机，其参数见表7-1-12。

主电动机参数表表7-1-12

名称

参数

型号

ZKTD250/56

额定功率PN

1500kW

额定转速nN

50r/min

额定电压U1

800V

过载倍数λ

2

转动惯量Jd

14150kg.m2

最大提升速度：

Vmax=9.16m/s

5、提升系统运动学计算

提升系统运动学计算见表7-1-13，提升速度图见图7-1-4，最大班作业时间平衡表见表7-1-14。

提升系统运动学计算表7-1-13

序号

名称

单位

计算公式

计算结果

1

加速时间

s

t1＝Vmax/a1

13.05

2

加速距离

m

h1＝a1t12/2

59.95

3

减速时间

s

t3＝（Vmax-V4）/a3

12.37

4

减速距离

m

h3＝（Vmax+V4）t3/2

59.75

5

爬行时间

s

t4＝h4/V4

5.00

6

制动时间

s

t5＝V4/a5

1

7

制动距离

m

h5＝a5t52/2

0.25

8

等速距离

m

h2＝Ht’-h1-h3-h4-h5

475.75

9

等速时间

s

t2＝h2/Vmax

51.94

10

一次运行时间

s

T0

83.40

11

休止

时间

θ

升降人员

s

进出人员

120

12

提矸

s

双层装车

40

13

设备、火药等

s

双层沉罐

88

14

一次提升时间

升降人员

s

T=T0+θ

203.40

15

提矸

s

123.40

16

设备、火药等

s

171.40

注：

选取参数加、减速度a1＝a3=0.7m/s2a5=0.5m/s2

爬行速度V4＝0.5m/s爬行距离h4＝2.5m

最大班作业时间平衡表表7-1-14

序号

作业项目

单位

每班

提升量

每班提

119.43______________________________________________________________________________________________________________________升次数

一次提

升时间（s）

每班作业

时间（s）

1

下井人员

人

258

4

203.40

813.6=13.56min

2

升降人员

/

/

/

/

1220.4

3

其他人员

/

/

/

/

244.08

4

提矸

车

167

42

123.40

5182.8

5

下坑木

车

10

3

171.40

514.2

6

下放材料

车

39

10

123.40

1234

7

下放设备

次

/

10

171.40

1714

8

保健车

次

/

4

171.40

685.6

9

火药、雷管

次

/

2

171.40

342.8

10

其他

次

/

10

171.40

1714

11

合计

/

/

/

/

12851.88s=3.57h

6、提升系统动力学计算

系统变位质量统计如下：

升降人员（满84人）ΣM=106693kg

提矸下料（4重车），对侧配4空车ΣM=117533kg

升降大件，对侧4矸（料）石车ΣM=134573kg

上提时动力学计算表见表7-1-15。

下放时动力学计算见表7-1-16。

上提时动力学计算表表7-1-15

名称

计算公式

计算结果（N）

提人（满+空）

提矸（料）石

提大件

加速段

F1=kQg+ΣMa1

143904

209411

167658

等速段

F2=kQg

69219

127138

73457

减速段

F3=kQg-ΣMa3

-5466

44865

-20744

爬行段

F4=kQg

69219

127138

73457

停车段

F5=kQg-ΣMa5

15873

68371

6171

注：

矿井提升阻力系数k=1.2

下放时动力学计算表表7-1-16

名称

计算公式

计算结果（N）

下人（满+空）

下料石

下大件

加速段

F1=k’Qg+ΣMa1

28539

-2485

45230

等速段

F2=k’Qg

-46146

-84758

-48972

减速段

F3=k’Qg-ΣMa3

-120831

-167032

-143173

爬行段

F4=k’Qg

-46146

-84758

-48972

停车段

F5=k’Qg-ΣMa5

-99493

-143525

-116258

注：

下放时矿井阻力系数k’=-0.8。

7、提升主电动机校验

根据系统负载情况，按上提4车矸石（对侧配四辆空车）的运行方式进行校验：

ΣF2t=F12t1+F22t2+F32t3+F42t4+F52t5

=1523991kN2s

等效时间Td=c1（t1+t3+t4+t5）+t2+c2θ=123.40s

式中,散热不良系数c1=1；c2=1

电动机等效力Fd=（ΣF2t/Td）1/2=111.13kN

电动机等效容量Pd=FdVmax/η=1038.73kW

式中，η=0.98。

电动机过载能力校验：

电机额定力FN=Pdη/Vmax=160.48kN

λ＇=Fmax/λFN=0.65＜0.85

所选电动机符合要求。

8、防滑校验

提升系统滑动极限减速度计算结果见表7-1-17。

提升系统滑动极限减速度（m/s2）表7-1-17

提升状态

滑动极限减速度公式

计算结果

人员

矸料石

大件

重载上提

as=

3.772

4.170

3.786

重载下放

ax=

2.615

2.281

2.860

空载

ak=

3.176

空载

ak=

3.171

取μ=0.25

根据《煤矿安全规程》规定,提升重物时紧急制动减速度不得超过5m/s2，下放重物时紧急制动减速度不得小于1.5m/s2，且紧急制动减速度不得超过钢丝绳滑动极限减速度。

为满足煤矿安全规程规定，经计算制动力矩的合理范围为：

520kNm～550kNm。

取Mz=54