07第七章地面生产系统.docx

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07第七章地面生产系统

第七章地面生产系统

第一节煤质及其用途

一、煤质特征

本矿井主要可采煤层为二、三、五、六、七、八、十、十二层，其中五、九、十二层煤为局部可采。

根据地质报告和对各煤层的煤质分析，其煤质特征如下：

（1）煤二层：

颜色是黑色，工业牌号以主焦煤为主，其次是瘦煤及少量贫煤，主焦煤分布在中深部，工业品平均灰分24.89%，硫分0.48%，属高灰低硫煤，洗后精煤灰分10.62%，磷分0.50%，可选性属中等易选。

理论精煤出量45.15%（灰分12.0%以下），焦炭强度77.20%，耐磨性10.08%，本层煤可作炼焦用煤层。

（2）煤三层：

颜色呈黑褐色，工业牌号与煤二层相同，原煤平均灰分27.87%，硫分0.51%，属高灰低硫煤，洗后精煤灰分11.26%，硫分0.54%，根据大样试验分析，可选性属难选—很难选。

理论精煤出量33.17—56.72%（灰分11.53—12.00%），焦炭强度由68.8—80.8%，耐磨性12.2—18.8%。

本层煤可作炼焦用煤。

（3）煤六层：

颜色是黑色，工业牌号以主瘦煤为主，其次是主焦煤及贫煤，焦煤分布在18线以北，瘦煤平均灰分20.42%，硫分1.32%，属中灰低硫煤，洗后精煤灰分10.62%，硫分1.14%，根据煤样结果：

可选性属中等易选，理论精煤出量71.60%（灰分11.21%），焦煤强度84.40，耐磨性10.60%，从煤质分析结果，本层煤是主要炼焦用煤层之一。

（4）煤七层：

颜色是黑褐色，工业牌号及分布情况与煤六层大致相同，原煤平均灰分为11.31%，是矿井唯一的低灰分煤，硫分22.2%，洗后精煤灰分5.43%，硫分1.55%，可选性属易选。

理论精煤出量90.00%以上，焦炭强度68.60%—86.4%，耐磨性9.80—10.40，是本矿最好的炼焦用煤层之一。

（5）煤八层：

颜色呈黑褐色，工业牌号与煤七层相同，其中焦煤分布于勘探区以北一、二水平，18—22线间为瘦煤，24线以南为贫煤。

原煤平均灰分18.57%，硫分6.04%，属中灰富硫煤，洗后精煤灰分8.24%，硫分仍高达2.5%，可选性属易选。

理论精煤出量84.34%（灰分10.32%），焦炭质量与煤七层相同，也是本矿开的炼焦用煤层之一，但缺点是硫分较高，应采取配煤或相应的脱硫措施。

本矿井各煤层工业分析见表7-1-1。

二、煤的用途及用户

根据煤质分析，本井因主要可采煤层的加工利用以炼焦煤为主，部分贫煤可作为民用动力煤。

主要用户：

庆华集团公司焦化厂炼焦用煤，甘肃省酒钢炼焦用煤，非焦煤供周边企业燃料用煤。

第二节煤的加工及工艺布置

一、煤的加工

本次设计确定煤的加工方法为：

由主井提升上来的原煤经过胶带输送机转载后，再用长距离胶带输送机将原煤运至选煤厂原煤储煤仓，直供选煤厂洗选加工。

二、工艺布置

由主井大倾角胶带输送机提升上来的原煤通过机头溜槽卸入直径8m的井口转载煤仓中（仓容量约320t）。

仓下设甲带给料机，将原煤给至井口转载煤仓至1#转载站胶带输送机上，再通过1#转载站胶带输送机机头溜槽将原煤送至1#转载站至圆形堆取料机胶带输送机上，将原煤输送至φ60m的原煤储煤缓冲仓，仓内的原煤通过仓口下的甲带给料机将原煤转载至去选煤厂胶带输送机上，最终将原煤运至选煤厂主洗车间。

原煤储煤仓中设置堆取料机，圆形料场堆取料机在工作中，由堆取料机的回转臂进行360°的环形储煤作业。

储煤仓中有φ60m直径的外围挡墙，挡墙上装有半球状网架屋顶，可将堆取料机作业过程中产生的扬尘封闭在设定的空间内进行喷雾降尘，因此除具有防风、防雨等功能外，还具有显著的环保功能；储煤场的储煤能力约2.5万吨，约为矿井生产4天的储量。

第三节地面生产系统

一、方案比选

地面生产系统总布置配合矿井工业场地布置，由于新主井位置距选煤厂约1.5公里，主井井口又正好处于山脚下，设计确定用长距离胶带输送机将原煤运至选煤厂中的储煤缓冲仓，为了尽量利用地形，减少胶带输送机的垂直落差，减少土方的工程量，设计中考虑四个方案进行比选，推荐方案为方案一。

方案一：

井口转载煤仓中的原煤通过胶带输送机给至1#转载站至圆形堆取料机胶带输送机上，1#转载站至圆形堆取料机胶带输送机为DTⅡ型，为了以后机架、托辊等部件能够与主井井下胶带输送机具有通用性，确定B=1200mm，Q=600t/h，β=0°，L≈1533.44m，V=2.5m/s，H=27m。

堆取料机型号为YG200/60型，电机功率200kW，电压380V。

此胶带输送机长度约1533.44m，沿途地面地形线起伏不平，十分复杂，有山体、山谷，胶带输送机运行多次存在上运、下运状况，如果设计上处理不好，胶带输送机布置上将会出现折线状况。

经过多次对地形纵断面的分析、比选，为了尽量利用地形，尽量达到土方的填挖平衡，以此减少土方的工程量，最后确定胶带输送机的线路如下：

从1#转载站出来的胶带输送机先爬坡到山腰处，提升高H=18m，β=13°，L≈55.85m；然后在山腰处开小隧道，小隧道断面宽3.5m，高3.05m，长度约为138m；从小隧道出来的胶带输送机先走689.302m的平直段，再根据地形的走势，运行一段长度约为314.918m，倾角为2°的较为平缓下坡段；下坡段的前面有一段长度约为90m的平坦地面,设计上正好利用此地形布置胶带输送机的驱动装置及拉紧装置；从驱动机房出来的胶带输送机以上运倾角为7°的角度直接上原煤储煤缓冲仓。

方案二：

其余同方案一，将原煤储煤缓冲仓的设计形式由一台圆形堆取料机更换为三座直径为φ22m的圆筒仓，每座φ22m圆筒仓的高度为29.5m，有效容积8000t，储煤总量约2.5万吨。

方案一的顶堆侧取式圆形堆取料机与方案二的φ22m圆筒仓式相比较有如下优点：

1、占地面积小;与同等贮量料场相比可节省占地面积20～30%；

2、机械制造造价费用相对较低；

3、有效保证原料成分均匀稳定。

圆形堆取料机辅以厂房建筑，适用于室内操作。

具有防水、防雨雪、防风沙功能、保证原料成分、湿度稳定，促使后续工序设备出力功率充足，运转平稳；

4、具有环保功能。

圆形料场外围建有挡墙，以增加储量。

挡墙上装有半球状网架屋顶，可将堆取料机作业过程中产生的扬尘封闭在设定的空间内。

方案三：

其余同方案一，将胶带输送机布置设小隧道位置处改成土方开挖。

此方案缺点：

开挖高度大（H约为20m），需设两级台阶，土方工程量大，雨期山体存在不安全隐患。

方案四：

在小山体两侧分别设1#和2#胶带机转载站，1#转载站至2#转载站的胶带机专为穿越小山而设。

此方案缺点：

胶带机转载的次数多，增加了原煤的破碎率。

经过以上方案比选，综合上述四个方案的优缺点，本设计推荐选用方案一。

原煤储煤转载仓机械设备布置平、剖面图详见插图7-3-1～2。

二、主要设备的选型

1、1#转载站至圆形料场堆取料机胶带输送机：

本次设计根据设计比选及考虑本次设计中的胶带输送机在实际地形中存在下运等因素，确定胶带机带速为：

V=2.5m/s。

不同带宽及带速的胶带输送机的技术比较

表7-3-1

带宽、带速

参数

B=1000mm

B=1200mm

V=2.0m/s

V=2.5m/s

V=2.0m/s

V=2.5m/s

运量

Q=600t/h

Q=600t/h

Q=600t/h

Q=600t/h

轴功率

188kW

203.815kW

192.29kW

205.28kW

电机功率

2×160kW

2×160kW

2×160kW

2×160kW

胶带（MT667标准）

ST1250阻燃钢绳芯胶带

ST1250阻燃钢绳芯胶带

ST1000阻燃钢绳芯胶带

ST1000阻燃钢绳芯胶带

胶带安全系数

9.67

11.15

9.07

10.42

胶带每米估价

920元/米

920元/米

1024元/米

1024元/米

计算带宽

≥1.137

≥1.017

≥1.137

≥1.017

滚筒直径

D=1250

D=1250

D=1250

D=1250

比较

胶带带宽不满

足运量要求

胶带带宽不满

足运量要求

胶带带宽刚满

足运量要求

胶带强度适中

满足运量要求

根据上表可以看出，B=1000mm，无论是带速V=2.0m/s，还是V=2.5m/s，都满足不了运量要求。

B=1200mm，胶带强度（ST1000）适中，而且带宽为1.0m与1.2m的胶带投资相差不大，即胶带机的投资亦差别不大，而且胶带的安全系数也适中，且满足规范要求，因此本输送机确定带宽为B=1200mm，带速为V=2.5m/s。

胶带输送机的技术参数如下：

B=1200mm，Q=600t/h，β=0°—13°，L≈1533.44m，H=27m，D=800mm，V=2.5m/s，选用钢绳芯胶带（ST1000），采用双滚筒双电机驱动，总功率：

2×160=320kW，压为380V，电机功率配比为1：

1。

液粘软起动器型号：

HST250型

减速器型号：

M3RSF60（直交轴）型速比:

i=24.8

设置两台逆止器，分别置于传动滚筒轴及头部卸载滚筒轴上，型号：

NJD130型，逆止力矩：

Te=130kN-m

高速轴设置制动器两台，型号：

YWZ5—500/80

拉紧装置：

采用液压自动拉紧装置（布置在驱动装置后）

SYZ1-A-5/8拉紧力：

T=8t，拉紧行程：

S=5m。

1#转载站至圆形料场堆取料机胶带输送机还配置有YJJ型钢绳芯胶带接头在线监测仪，可在胶带机运行过程中动态检测钢绳芯胶带接头的使用情况及拉伸状况，及时排除隐患，提高设备运行的安全性和可靠性，并为胶带输送机检修、维护人员及时提供信息。

几点说明：

（1）为保证本胶带输送机在运行过程中停车时的安全制动及防止倒转，不仅设置了逆止器，还设置了高速轴制动装置；

（2）按照《煤矿安全规程》中第373条规定，本胶带机设置了两级跑偏开关，沿线双向拉绳开关，纵向防撕裂保护装置、防打滑检测装置、溜槽防堵塞装置等安全保护装置。

（3）胶带接头采用硫化接头；

（4）驱动机房处设有一台电动单梁桥式起重机：

型号：

LD型起重量：

Q=10t跨距：

Lk=10.5m

2、主井转载煤仓至1#转载站胶带输送机：

胶带输送机的技术参数如下：

B=1200mm，Q=600t/h，β=7°，L≈60.24m，D=630mm，V=2.5m/s，选用整芯输送带（680/1四级）采用单滚筒单电机驱动方式，总功率：

N=75kW，电压为V=380V。

减速器DCY280-20速比：

i=20

逆止器DTⅡN1-12

液力偶合器YOXⅡ2450型传递功率50～90kW

制动器YWZ5—315

本胶带机还设置了两级跑偏开关，沿线双向拉绳开关，防打滑检测装置、自动洒水装置等安全保护装置。

3、顶堆侧取圆形料场堆取料机：

型号：

YG200/60型；料场直径：

φ60m；料场堆储能力；2.5万吨；堆料能力：

Q=600t/h；胶带机带宽：

B=1200mm，胶带机带速：

V=2.5/s，回转速度：

15m/min，取料能力：

600t/h，刮板宽：

1800mm；链速：

0.5m/s，刮板臂最大仰角：

47°，卷扬速度：

12/6（m/min），刮板臂回转速度：

6.1m/min，电机总功率：

200kW，电压：

380V。

第四节辅助设施

一、矿井机电设备修理车间

矿井机电设备修理车间仅承担矿井及选煤厂机电设备的日常检修和维修任务，同时负责矿车，拱形支架等设备以及一些简易、低值、易耗设备的修理，不承担配件的生产。

机修车间总面积为1080m2，设置机械加工及电修车间，铆焊、矿车修理车间。

机械加工及电修车间面积36m×15m（计540m2）。

配备普通车床3台，摇臂钻床1台，万能回转头铣床1台，牛头刨床1台，砂轮机1台，台式钻床1台。

铆焊、矿车修理车间面积36m×15m（计540m2）。

配备联合冲剪机、单柱校正压装液压机、交流弧焊机、旋转直流流弧焊机、液压制钎机、弓锯机等各1台，配备电动单梁起重机1台（3t）。

矿井机电设备修理车间平、剖面图详见插图7-4-1。

二、综采设备维修转运库及支柱维修车间

综采设备维修转运库及支柱维修车间承担矿井支柱和综采设备的中转、存放、实验等任务，面积72m×18m（计1296m2）。

内设双钩桥式起重机1台（20t），并配备油缸修复器、支柱拆卸机、缸柱自动清洗机、零部件清洗机、支柱试压机等各1台，用于设备的日常维修。

三、坑木加工房

坑木加工房主要承担本矿井坑木材料的改制加工工作，室内设φ900mm手动进料圆锯机一台，φ600mm手动进料圆锯机一台,万能刃磨机一台,锯条辊压机一台,木工带锯机一台,自动带锯磨锯机一台。

面积12m×21m（计252m2）

四、地磅房

根据现场需求本次设计确定设1台100吨静态汽车衡，面积4m×6m（计24m2）。

五、排矸系统

井下掘进矸石由1.5吨矿车从副井提升至地面，经1.5吨液压高位翻车机直接装汽车排弃，掘进矸石由自卸汽车运至排矸场平铺填沟（不起矸石山），然后覆土造田用于植树造林，改善生态环境和小气候。

六、锅炉房上煤、除渣系统

本矿井锅炉房用煤粒度要求为-25mm以下，设置两台锅炉，锅炉用煤由洗煤厂洗选后的分级煤供给，用量按2t/h设计，由汽车运至锅炉房煤堆，再将分级煤用小推车送至锅炉自带的垂直上料漏斗上。

本锅炉房产生的废渣量较少，每天约10吨，由汽车将废渣装载外运至指定场地排弃。