矿井压风自救系统设计方案Ⅱ.docx
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矿井压风自救系统设计方案Ⅱ
陕西双龙煤业开发有限责任公司
矿井压风自救系统设计方案Ⅱ
审批：
总工程师：
机电副经理：
审核：
生产部：
安监部：
机电部：
通风科：
编制单位：
机电技术部
编制人员：
郭峰
编制时间：
2010年9月14日
陕西双龙煤业开发有限责任公司
矿井压风自救系统设计方案
根据陕西煤炭工业局（2010《93号》）关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的文件精神，为尽快落实安装矿井压风自救系统，进一步提升煤矿安全保障水平，现结合我司实际情况，经过现场测量核算，设计方案如下：
第一章基本概况
双龙煤矿于1993年11月开始建设，于2000年2月正式投产，设计生产能力为30万吨/年，经2003年和2007年技术改造后，至今矿井核定生产能力为60万吨/年，矿井井下生产布局为“一个综合机械化采煤工作面、二个综合机械化掘进工作面、一个炮掘工作面”，生产运输系统全部实现胶带输送机运输。
第二章依据资料
1.风动工具的台数、型号、使用地点和距离；
2.双龙煤业巷道布置图；
3.地面工业广场布置图；
4.井口及各开采水平标高；
5.最远采区距离；
6.井下工作人员数量；
7.其它相关资料。
第三章根据井下风动设备用量设计选型
一．使用风动工具的型号和台数：
我司使用风动工具的总体原则为：
井下风动工具使用03－11型风镐，7655型风钻及ZPC-ⅤⅡ型喷浆机，最大同时使用台数为≤10台，所取同时系数为0.3
二．确定空压机站必须的排气量：
1.所选风动工具的型号、台数及压气消耗量的计算：
风动工具
工作压力pg（105N/m2）
耗气量qi（m3/min）
总台数
ni
同时使用系数ki
qiniki
03－11型风镐
3.942
1
3
0.3
0.9
7655型风钻
4.905
3.6
6
0.5
10.8
ZPC-ⅤⅡ型
喷浆机
2—4
8
3
0.5
12
2.因管路全长超过2Km，所以取a1=1.2，a2=1.15，按海拔标高+1101m查表得a3=1.11，则空压站必须的排气量为：
Q=a1a2a3∑qinik
=1.2×1.15×1.11×（0.9+10.8+12）
=36.3（m3/min）
三、估算空压机必须的出口压力：
因我司管路0-1-2-3-5-6-10-9-14-17-F-H-J-L-N-N’标段为最远输送距离，大约长度为4.722Km，则最大压力损失必然发生在此趟管路上，若按经验取每1Km压降为0.5×105N/m2，则压力损失为：
∑△pi=△p0-1+△p1-2+△p2-3+△p5-6+△p6-10+△p10-9+△p9-14+△p14-17+△p17-F+△pF-H+△pH-J+△pJ-L+△pL-N+△pN-N’=0.5×105（0.05+0.47+0.025+0.63+0.12+0.017+0.835+0.425+0.17+0.17+0.17+0.17+0.17+1.3）
=2.361×105N/m2
空压机必须的出口压力为
P=pg+∑△pi+0.981×105
=（4.905+2.361+0.981）×105
=8.247×105N/m2=0.8247MPa
根据我司井下风动设备用量及井巷实际布置情况，经以上计算，应选取的空压机排气量必须≥36.3m3/min，出口压力必须≥0.9MPa
第四章根据井下作业人数设计选型
又根据陕西煤炭工业局（2010《93号》）关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”文件要求及公司意见，按每班入井70人，每人0.3m3/min新鲜空气核算，共计所需100×0.3=30m3/min，则应选取的空压机排气量必须≥30m3/min。
第五章综合选型
1、经以上两种计算结果，我司地面压风自救系统主压风机应选取的空压机排气量必须≥36.3m3/min，出口压力必须≥0.9MPa。
2、确定空压机的台数和型号：
根据以上计算所得的Q、P值，所选空压机的台数和型号如下：
名称：
矿用单螺杆式移动空气压缩机
型号：
DLG-250－42/1.0
数量：
二台/套（一台工作，一台备用）
电机功率：
250KW
电压等级：
6KV
排气压力：
1.0MPa
容积流量：
42m3/min
机组尺寸：
3000mm×2100mm×2000mm
保护装置：
按照《煤矿安全规程》和国家标准配置
3、压气管路的直径选择；
由公式di=20
以1-2段为例，有上述公式得d1-2=126.49mm
查表知1-2段管路选用φ159×5无缝钢管。
其它各段管路的计算直径、选用管路规格及通过的压气量见表1
4、最后确定空压机的出口压力：
各段管路压力损失计算，以1-2段管路计算为例，其计算如下：
△Pi=10-6LiQi1.85/di
=10-6×470×401.85/0.126=0.00003432×105N/M2
其它各段管路压力损失见下表1
附表1：
段号
长度
m
通过压气量
m3/min
计算管径
mm
选用管径
mm
压力损失
105N/m2
1-2
470
40
126.49
φ159×5
0.00003419
2-3
25
20
89.44
φ108×5
0.00000072
2-4
25
20
89.44
φ108×5
0.00000072
3-5
630
20
89.44
φ108×5
0.00001798
4-7
630
20
89.44
φ108×5
0.00001798
5-6
25
20
89.44
φ108×5
0.00000072
6-10
120
20
89.44
φ108×5
0.00000343
7-8
30
20
89.44
φ108×5
0.00000086
8-11
160
20
89.44
φ108×5
0.0000457
9-10
17
20
89.44
φ108×5
0.00000049
11-12
30
20
89.44
φ108×5
0.00000086
12-A
475
20
89.44
φ108×5
0.00001356
A-A’
150
10
63.25
φ89×4
0.00000168
A-13
135
20
89.44
φ108×5
0.00000386
13-B
30
20
89.44
φ108×5
0.00000086
B-B’
140
10
63.25
φ89×4
0.00000157
9-14
835
20
89.44
φ108×5
0.00002383
14-16
30
20
89.44
φ108×5
0.00000086
13-15
160
20
89.44
φ108×5
0.00000457
16-C
20
20
89.44
φ108×5
0.00000058
C-C’
960
10
63.25
φ89×4
0.00001075
C-D
120
20
89.44
φ108×5
0.00000343
D-D’
960
10
63.25
φ89×4
0.00001075
14-17
425
15
77.46
φ89×4
0.00000823
15-18
382
20
89.44
φ108×5
0.00001091
18-E
20
20
89.44
φ108×5
0.00000058
17-F
190
20
89.44
φ108×5
0.00000543
E-E’
1000
10
63.25
φ89×4
0.00001120
F-F’
1200
10
63.25
φ89×4
0.00001344
压风管路系统图和管路布置走向图：
（见附图）
5、空气压缩机房位置
地面空压机房设置在矿工业区西北角主扇房旁边的空地上，距副斜井井口约30米，建筑面积80平方。
6、井下管路敷设安装方案：
φ159×5主管路从主斜井入井，在主斜井与副井通路处分支两路，一路φ108×5管路沿+836总回风大巷逆风流方向右帮供水管路上方300mm敷设至井下回风巷道内；一路φ89×4管路继续沿+820运输大巷供水管路上方300mm敷设至井下进风巷道内；在进入各采掘顺槽时按附表1及压风管路系统图和管路布置走向图进行管路安装。
管路吊挂均采用φ50扁铁加工管卡配合φ12.5钢丝绳调挂每隔3米吊挂，吊挂点打眼注锚，锚杆L=750mm。
压风管路每隔100米设置一个减压阀、一个闸阀、一个紧急取风装置，紧急取风装置采用相应直径管路分出，同时在各机电硐室、井下避灾硐室等场所各设置一个减压阀、一个闸阀、一个紧急取风装置，紧急取风装置采用相应直径管路分出，便于出现灾害时紧急取风。
7、压风自救装置安装
矿井选用ZYJ（A）型压风自救装置，主要技术参数如下：
矿井一旦发生矿难后，井下工人可采用轻型呼吸面罩直接带在嘴上进行呼吸，可通过调节压力、手动调节流量、三级安装消音、过滤、排水、防尘等六种功能，还能在弹簧管范围内自由活动。
通过该装置输送新鲜空气，使避灾人员能长时间呼吸轻松，达到安全避灾，稳定工作情绪的目的。
具体安装要求见下：
1在井下各个紧急避难硐室安装4组。
2在各采掘工作面人员工作地点根据人数确定安装数量。
3在井底大巷及下乘车点各安装4组。
4在井下主要设备硐室各安装2组。
8、管路附属设备的设置
（1）在采区和风动工具使用集中的地点设置分区风包和风量表、压力表等。
（2）在总回上山、进风上山每隔500～600m处和管路下凹的地点设置油水分离器。
（3）主管路每隔100m,支管路每隔50m设置一组阀门,以利于风动工具用风。
9、空气压缩机供电设计：
因空气压缩机装机容量为500kw，最大工作容量为250kw，结合我司先地面供电情况，按照供电可靠、改造经济要求，其供电电压等级宜采用6KV。
故其长时电流为
I=PKe/U
cosφ=250×0.8/（6×1.732）=20A
所以选用YJVV22-6000-3×16矿用聚氯乙烯绝缘高压电缆，长度为400米。
在地面压缩机房内设置KYGG-（I）A矿用一般型高压开关柜3台，其中总进线柜一台（额定电流1300A），其余2台均为出线柜（额定电流50A），各台压缩机电源取自各出线柜，电缆选用YJVV-6000-3×16矿用聚氯乙烯绝缘高压电缆。
10、压风系统工程概算
双龙煤业井下压风系统工程概算185.6万元，其中：
井巷工程工程量18m，工作量5.7万元；土建工程工程量68平方米，工作量6.5万元；安装工程2台/套，工作量107.2万元；设备购置5台，工作量70.5万元。
压风系统设备及材料计划表
名称
规格型号
单位
数量
备注
预计投资
（万元）
空压机
DLG-250－42/1.0
台
2
一台工作
一台备用
无缝钢管
φ159×5
米
470
6m/根
无缝钢管
φ108×5
米
4089
6m/根
无缝钢管
φ89×4
米
4835
6m/根
无缝钢管
φ50
米
200
用于压风机冷却
法兰
DN159
个
158
法兰
DN108
个
1364
法兰
DN89
个
1612
闸阀
DN150
个
5
闸阀
DN108
个
15
闸阀
DN89
个
20
减压阀
DN108
个
5
减压阀
DN89
个
6
压风自救装置
ZYJ（A）
个
15
油水分离器
个
6
橡胶垫
δ=3mm
M2
50
加工皮垫
钢丝绳
φ8.5mm
米
5000
圆钢
φ16mm
米
15000
9m/根
角铁
∠50mm×50mm
米
500
6m/根
扁铁
50mm×50mm
米
6000
6m/根
螺栓
M18×75mm
套
650
含平垫、弹垫及螺母
螺栓
M14×50mm
套
6000
含平垫、弹垫及螺母
花篮螺拴
300mm×M16
个
3200
矿用聚氯乙烯绝缘高压电缆
YJVV-6000-3×16
米
400
矿用一般型高压开关柜
KYGG-（I）A
6KV50HZ
台
3
100A一台
50A两台
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