矿井30万吨生产能力核定方案docx.docx
《矿井30万吨生产能力核定方案docx.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井30万吨生产能力核定方案docx.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
矿井30万吨生产能力核定方案docx
新阳煤业生产能力核定
及达到30万吨/年改造方案
新阳煤业机电科
2012年5月16日
主提升系统现状及能力核定
一、概况
矿井提升系统的设备，设施配套完善，符合有关规定规范要求，经具备资质的检测检验机构测试合格，各种保护装置齐全完好，运转正常，动作灵敏可靠，各类资料，技术档案齐全，保存完整，各种记录完备。
每日坚持2个小时的检查和维修时间，设备均能够安全运转。
完全符合主提升系统能力核定的必备条件。
（一）、主提升方式
矿井主井提升方式为立井提升，提升绞车型号为2JTP1.6×0.9/20型，配套电机容量为110KW,电压等级为380V。
（二）、主要技术参数
主提升绞车提升长度255m,提升速度2.9m/s,双滚筒提升,日提升时间16h，箕斗装载量为2吨，提升循环时间110s，箕斗装满系数1.0。
二、主井提升能力计算过程及结果
计算参数选取依据说明
主井提升系统计算：
（万t/a）
=3600×330×16×2×1.0/1.2×1.2×110×104
=24万吨/年
式中：
A—主井提升能力，万t/a；
b—年工作日，330d；
t—日提升时间，16h或18h，按第十一条规定选取；
PM—每次提升煤炭量，2t/次；
k—装满系数。
立井提升取1.0；当为斜井串车或箕斗提升时，倾角20°及以下取0.95，20°~25°取0.9，25°以上取0.8；
k1—提升不均匀系数。
井下有缓冲仓时取1.1，无缓冲仓时取
1.2；
K2—提升设备能力富余系数，取1.1~1.2；
T—提升一次循环时间，110s/次。
（三）、计算结果
根据以上计算，主井提升核定结果为24万吨/年，产能升级30万t/a需进行技术改造。
2011年，新阳矿被核定为突出矿井，根据公司要求，15万吨/年的突出矿井要产能升级到30万吨/年，同时考虑到提升富余量，改造项目如下：
1、需把1.8T箕斗改成3T箕斗。
2、2JTP1.6×0.9/20型提升机换成洛阳中信重工生产的2JK-2*1/20型单绳摩擦式双滚筒提升机，ZHCR-115K型，电机功率为170KW，速度为3.7m/s，提升一次循环时间90秒。
3、主提升绳换为Φ24.5mm，井筒所有罐道绳全部更换。
4、井架需改造升高7m，天轮更换。
5、主井车房需重建。
主井系统改造方案表
项目工程
规格型号
工程量单位
工程量
工作量（万元）
箕斗
3T
个
2
25
提升机
2JK-2*1/20型
套
1
240
配套备用电机
170KW
台
1
25
配电柜
面
3
30
钢丝绳
Φ24.5mm
米
3000
10
天轮及井架改造
升高7m
15
主井底安装定量装置
套
2
8
主井车房扩建改造
平方
250
10
合计
363
具体验算如下
30万t/a主井提升系统设计改造方案
一、主井提升设备计算选型
1、设计依据
设计生产能力30万t/a
主立井井深256m
提升高度256+Hx+5-Hz=256+17+5-28=250m
工作制度330d/a，16h/d
提升任务担负矿井提煤
煤的集散容重r=0.98t/m3
矿井的电压等级380V
2T非标轻型箕斗取4m
卸载水平高度采用底卸式箕斗Hx=15~22m取17m
装载水平高度采用底卸式箕斗Hz=92-64=28m，装载水平高于井底水平
2、提升设备选型
（1）提升容器的选择
经济提升速度
Vj=（0.3~0.5）
=0.4
=6.31m/s
经济提升时间
Tj=
+
+μ+θ=
+
+7+10=65.55s，取67S
式中：
H-----提升高度，250m
Vj----经济提升速度，m/s
a----提升加速度，取0.7m/s2
μ---容器在爬行时所需时间，取7s
θ----休止时间，取10s
一次经济提升量
Q=
=
=1.46t/次
式中：
A----矿井年产量，300000t
C----提升不均衡系数，取1.15
af---提升富裕系数，取1.2
t----日提升时间，16小时
br---年工作日，330天
Tj---一次提升时间，67S
主井提升机选用3T非标轻型箕斗。
一次实际提升量
Q=V
式中：
r---煤的集散容量，0.98t/m3
V---非标箕斗容积，2m3
所需一次提升时间
Tj=
=
=89.9s，取90秒
所需一次提升速度
V=a[Tj-（μ+θ）]
/2
=3.675m/s
提升容器采用一对2T非标轻型箕斗，双码提升，箕斗外形尺寸（长*宽*高）1250*1000*4000，自重Q箕=2200Kg，名义载重量2000Kg，一次实际提升量Q=1960Kg。
（2）提升钢丝绳选择
绳端荷重
Q煤=Q箕+Q=2200+1960=4160Kg
钢丝绳悬垂长度
=H+9=258m
钢丝绳单位质量
=
=1.588Kg/m
式中:
-----绳端最大载重，4160Kg
------钢丝绳公称抗拉强度，170Kg/mm2
m-------安全规程的安全系数，6.5
Ht------钢丝绳悬垂长度，258m
选用绳6*19股（1+6+12）绳纤维芯右捻股钢丝绳，参数
=2.165Kg/米，
=24.5mm，钢丝δ=1.6mm，破断拉力总和Qq=389000N，公称抗拉强度170Kg/mm2。
安全系数
=
=
=8.4>6.5
所选钢丝绳符合《煤矿安全规程》的要求。
（3）提升机
滚筒直径
≥80
=80×24.5=1960mm
≥1200δ=1200×1.6=1920mm
对于主井提升可采用双层缠绕，卷筒平均缠绕直径
=D+
=1960+
=1981mm
式中：
----卷筒平均缠绕直径，mm
D-----滚筒直径，mm
K-----卷筒缠绕层数，2层
d-----钢丝绳直径，mm
ε-----钢丝绳绳圈间隙，（2-3mm），取2.5mm。
卷筒宽度
B=
=
=718.6mm
式中：
B-----卷筒宽度
Ht----提升高度，258m
Lm----试验钢丝绳长度，30m
Dg----滚筒直径，1960mm
d-----钢丝绳直径，24.5mm
ε----钢丝绳绳圈间隙，（2-3mm），取2.5mm。
Kc----卷筒缠绕层数，2层
Dp----卷筒平均缠绕直径，1.981m
3-----摩擦圈的最少数；
4-----每季度钢丝绳移动1/4绳圈所需备用圈数。
最大静张力
Fj=（
=（4160+2.077*258）*9.8
=46KN
最大静张力差
Fc=
=（1960+2.077*258）*9.8
=25KN
选用2JK-2000*1000/20型单绳摩擦式双滚筒提升机，改型提升机参数Fj=60KN＞46KN，Fc=40KN＞25KN，Dg=2000mm，
Bg=1000mm，i=20，电控型号ZHLR-115K，提升速度3.7m/s，最大提升高度346米，配套电机170KW，转速720r/min。
符合以上要求。
（4）提升系统
天轮选择
Dt=80d=80*24.5=1960mm
式中：
Dt-----天轮直径，mm
D------钢丝绳直径，24.5mm
查天轮规格表，可选用MZS1.1-0-2.0型井上固定天轮，天轮直径Dt=2000mm，两轴承中心距640mm，重量1077Kg。
经测量天轮距井口高度为17m，由于箕斗变高，天轮直径变大，井架需增高7m，即井架高度为24m，井口距滚筒中心线为27.5m。
钢丝绳仰角为
β=
=32°＞15°
式中：
β----钢丝绳仰角
----井架高度，24m
C-----提升机主轴中心高出井口水平距离，一般为1-2m，取1.5m。
----天轮半径，1m
钢丝绳的偏角为
α=
=0°33分＞1°30分
式中：
α-----钢丝绳偏角
B------提升机滚筒宽度，1m
S------两天轮间的距离，2.26m
a------两卷筒的内沿距离，1.132m
-----天轮到卷筒上的长度，36.5m
（5）提升能力
一次提升循环时间
Tj=
+
+u+θ=90s
式中：
Tj-----一次提升循环时间
H-------提升高度
V-------提升速度，按实际提升机速度3.7m/s
a-------提升加速度，取0.7m/s2
u-------容器在爬行阶段所需的附加时间，7s
θ------休止时间，10s
按日提升时间16h，有井底煤仓，计入1.1的不均需系数，年提煤能力为：
An=
=37.6万t/a
富裕系数37.6/30=1.253＞1.2，满足技改后年产量30万t/a的要求。
井下排水系统现状及能力核定
一、概况
新阳煤业排水系统完善，设备完好，运转正常，经具备资质的检测检验机构测试合格，有依法批准的地质报告提供的正常涌水量和最大涌水量以及生产期间的实际涌水量数据，矿井无突水淹井危险。
有防治水害的有效措施。
管理维护制度健全，各种运行记录完备，有每年一次的工作水泵及备用水泵联合排水试验报告。
完全符合井下排水系统能力核定的必备条件。
（一）、矿井排水系统情况，包括各分级排水系统情况，水仓容积，排水管路规格及布置等情况
矿井中央泵房安装MDM155—30×10型离心式水泵三台，均为一级排水。
其中一台运行，一台备用，一台检修，沿副井筒敷设两趟管路，直径为ø159mm，排水高度248m，
（二）、分别计算排矿井正常涌水量和排矿井最大涌水量的生产能力
1、校验水泵能否在20h内排出24h的正常涌水和最大涌水量：
正常涌水时，一台泵工作20h排水量：
110×1×20=2200m3，两台泵工作20h排水量：
110×2×20=4400（m3）。
按正常涌水时，24h的涌水量:
60×24=1440（m3）＜2200m3；
按最大涌水时,24h的涌水量:
120×24=2880（m3）＜4400（m3）。
以上计算表明一台工作水泵运行，一趟管路工作，20h能排出矿井24h的正常涌水量；二台水泵运行，二趟管路工作，20h能排出矿井24h的最大涌水量，符合《煤矿安全规程》要求。
2、水仓容量校验：
由于矿井正常涌水量为60m3/h＜1000m3/h，水仓容量符合V≥8Qn要求，8×Qn=8×60=480m3，而水仓容量919m3＞480m3，满足《煤矿安全规程》要求。
3、计算排正常涌水量时的生产能力：
An=330×20Bn/104×Pn=330×20×1×110/104×3.17=22.9万吨/年
式中:
Bn为一台工作水泵的排水能力为110（m3/h）,Pn为上年度日产号煤所需排出的正常涌水量,
Pn=Qn×24×330/15×104=60×24×330/15×104≈3.17（m3/t）
4、计算排最大涌水时的生产能力：
An=330×20Bm/104Pm=330×20×2×110/104×6.34=22.9万吨/年
式中:
Bm为二台水泵的排水能力（此时二趟管路配合二台水泵排水,其中一趟备用管路,一台备用水泵）。
Bm=2×110=2200（m3/t）
Pm为上年度日产吨煤所需排出的最大涌水量
Pm=Qm×24×330/15×104=120×24×330/15×104=6.34（m3/t）
式中:
An—排水正常涌水时的能力，万吨/年
Am—排最大涌水时的能力，万吨/年
Bn—工作水泵小时排水能力m3/h
Bm—工作水泵加备用水泵的小时排水能力，m3/h
Pn—上年度平均日产吨煤所需排出的正常涌水量m3/t
Pm—上年度平均日产吨煤所需排出的最大涌水量，m3/t
（三）、计算结果
1、排矿井正常涌水量生产能力
通过以上计算，排正常涌水量时的生产能力为23万吨/年。
2、排矿井最大涌水量生产能力
通过以上计算，排最大涌水量时的生产能力为22.9万吨/年
3、矿井排水系统能力
通过以上计算，则矿井排水系统生产能力为22.9万吨/年。
本环节的核定结果为22.9万吨/年。
产能升级30万t/a需进行技术改造。
井下排水系统改造方案及能力核定
2011年，新阳矿被核定为突出矿井，根据公司要求，15万吨/年的突出矿井要产能升级到30万吨/年，根据技改后的矿井涌水量和排水扬程，适当加大排水能力富裕系数，改造项目如下：
更换MD280-43×7型离心水泵3台，扬程301m，单台流量280m3/h。
更换配套防爆电机功率355kw，转速1480r/min。
仍使用6000v高压（井下中央变电所直供）。
两趟排水管直径改造成Φ219mm×8mm无缝钢管，单趟长度350米。
更换DN219/40闸阀8套、逆止阀3套及相关配件。
在现水仓容积为919立方米的基础上，再掘进一条长度180米的外环水仓容积需达到2160立方米，水仓总容积为3079立方米。
名称项目
规格型号
工程量单位
工程量
工作量（万元）
离心水泵及配套电机
MD280-43×7型
台
3
120
无缝钢管
Φ219mm×8mm
米
700
28
闸阀
DN219/40
个
8
3.5
逆止阀
DN219/40
个
3
1.2
法兰盘、法兰垫、等相关配件
套
200
7
外环水仓掘进断面
12平方
米
180
270
合计
429.7
排水系统技术改造表
系统升级改造后的校验计算：
1、当年产量达到30万吨/年，矿井涌水量为：
矿井正常涌水量Q1=190m3/h
矿井最大涌水量Q2=285m3/h
主排水泵排水高度322-85=248m
瓦斯等级：
高沼矿井
2、主排水设备能力计算
（1）主排水泵型号、台数
根据《煤矿安全规程》的要求，在正常涌水期工作水泵所必须的排水能力为：
Q=1.2×Q1=1.2×190=228m3/h
在最大涌水期，工作水泵和备用水泵联合的排水能力为：
Qmax=1.2×285=1.2×285=342m3/h
式中：
Q——工作水泵具备的总排水能力，m3/h；
Qmax——工作和备用水泵具备的总排水能力，m3/h；
Q1——矿井正常涌水量，m3/h；
Q2——矿井的最大涌水量，m3/h；
水泵扬程估算
H′=m（Hp+Hx）=1.1×（248+5）=278m
式中：
m——扬程损失系数，取1.1；
Hp——排水高度，248m;
Hx——吸水高度，取5m。
（2）、分别计算排矿井正常涌水量和排矿井最大涌水量的生产能力
1、校验水泵能否在20h内排出24h的正常涌水和最大涌水量：
正常涌水时，一台泵工作20h排水量：
280×1×20=5600m3，两台泵工作20h排水量：
280×2×20=11200（m3）。
按正常涌水时，24h的涌水量:
190×24=4560（m3）＜5600m3；
按最大涌水时,24h的涌水量:
285×24=6840（m3）＜11200（m3）。
以上计算表明一台工作水泵运行，一趟管路工作，20h能排出矿井24h的正常涌水量；二台水泵运行，二趟管路工作，20h能排出矿井24h的最大涌水量，符合《煤矿安全规程》要求。
2、水仓容量校验：
由于矿井正常涌水量为190m3/h＜1000m3/h，水仓容量符合V≥8Qn要求，8×Qn=8×190=1520m3，而水仓容量3079m3＞1520m3，满足《煤矿安全规程》要求。
3、计算排正常涌水量时的生产能力：
An=330×20Bn/104×Pn=330×20×1×280/104×3.17
=58万吨/年
式中:
Bn为一台工作水泵的排水能力为280（m3/h）,Pn为上年度日产吨煤所需排出的正常涌水量,
Pn=Qn×24×330/15×104
=60×24×330/15×104≈3.17（m3/t）
4、计算排最大涌水时的生产能力：
An=330×20Bm/104Pm=330×20×2×280/104×6.34
=58万吨/年
式中:
Bm为二台水泵的排水能力（此时二趟管路配合二台水泵排水,其中一趟备用管路,一台备用水泵）。
Bm=2×280
=560（m3/t）
Pm为上年度日产吨煤所需排出的最大涌水量
Pm=Qm×24×330/15×104=120×24×330/15×104
=6.34（m3/t）
式中:
An—排水正常涌水时的能力，万吨/年
Am—排最大涌水时的能力，万吨/年
Bn—工作水泵小时排水能力m3/h
Bm—工作水泵加备用水泵的小时排水能力，m3/h
Pn—上年度平均日产吨煤所需排出的正常涌水量m3/t
Pm—上年度平均日产吨煤所需排出的最大涌水量，m3/t
（三）、计算结果
1、排矿井正常涌水量生产能力
通过以上计算，改造后排正常涌水量时的生产能力为58万吨/年。
2、排矿井最大涌水量生产能力
通过以上计算，改造后排最大涌水量时的生产能力为58万吨/年
升级会员 