某矿业分公司主要通风机改造工程初步设计

开滦（集团）XX矿业分公司主要通风机改造工程初步设计说明书XX开滦勘察设计有限公司二一一年一月十八日开滦（集团）XX矿业分公司主要通风机改造工程初步设计说明书项目负责人副总工程师副经理兼总工经理XX开滦勘察设计有限公司二一一年一月十八日参加设计人员名单专业姓名职务或职称高级工程师机械高级工程师高级工程师高级工程师电气工程师高级工程师高级工程师土建工程师工程师水暖工程师工程师工程师经济工程师目录前言1第一章主要通风机选型1第二章主要通风机布置方案6第一节布置方案简介6第二节风道通风阻力计算9第三节布置方案确定18第三章主要通风机总体布置19第一节总体布置形式19第二节改进措施21第三节风门配合方式21第四节施工顺序22第四章主要通风机供配电23第一节供配电系统23第二节同步电动机励磁装置25第三节主要通风机房自动化控制及监测、监控26第五章主要通风机土建工程28第一节主要通风机房（含变配电室、操作室及工具间）28第二节号、号、号、号风门绞车房30第三节号、号、号风门绞车房（含工具间）31第四节风道、反风道、扩散塔32第五节室外绿化硬化32第六章节能与噪声控制32第一节节能32第二节噪声控制34第七章主要通风机工程概算35附件35前言XX矿目前在用的型号为K4730132、配备2500KW同步电动机的两台离心式主要通风机，安装在唐胥路以北、一号风井井口附近，于1976年投入使用。由于该通风机的转速较高，震动较大，使用年限长，已存在通风机基础出现不均匀沉降和破坏等问题，影响了通风机的正常安全使用。另外根据总体规划方案，唐胥路以北的土地需要重新规划、开发，唐胥路以北区域内包括主要通风机房在内的建筑都需要拆除。为消除安全隐患、利于规划开发，需要对包括主要通风机在内的地面通风系统进行改造，即将主要通风机及其附属设施安设在唐胥路以南、二号风井井口附近。受开滦XX矿业分公司委托，我公司编制了开滦XX矿业分公司主要通风机改造工程初步设计。第一章主要通风机选型一、可供选择的主要通风机类型通风机主要分为两种，即离心式和轴流式。其中，轴流式又分为单电机长轴轴流式和双电机对旋轴流式。轴流式通风机采用叶片角调节方式或变频调速方式进行调节，可通过电机反转反风，不需专门的反风道。离心式通风机采用换电机变转速方式、或变频调速方式或调节闸门开启度等方式来进行调节，依靠反风道和反风装置完成反风。二、通风机选型主要技术参数XX矿总回风量为421M3/S，负压31784PA。三、通风机选型方案根据矿井的工况特点，针对三种类型通风机，提出了三个方案方案（单机轴流式）选用上海鼓风机厂GAF375201型通风机，叶轮直径3750MM，转速735R/MIN，电动机功率2500KW。通风机特点连接叶轮和电机的是加长轴，并穿过出风道，通风机房和电机房是两个独立的房间，两房之间是高耸的扩散塔。业绩吕家坨矿选用的是直径335M通风机，林南仓矿选用的是直径21M通风机，林西矿选用的是直径26M通风机。与XX矿同型号的通风机在淮南集团张集矿和张北矿已使用35A。对应通风机性能测试方法，其有两种布置长度。通风机进风口处安装平开式闸门，进风口处由两个半圆筒通过螺栓连接。做性能试验时，可以拆开两个半圆筒，由此处进风。但由于风源距叶轮太近，风流不均匀，性能测试的结果偏差较大。优点是风道较短。通风机进风道上安装立式闸门，闸门后做油密门。做性能试验时，打开油密门，由此处进风。优点是风流均匀，性能测试的结果偏差较小。缺点是风道较长，约多出65M。该方案土建工程除风道以外，主要有风门绞车房、风机房、电机房、配电室、扩散塔（电机中心线以上矩形高21M/圆形高26M）。单机轴流式通风机平面布置有两种形式，如图11、图12所示。单机轴流式通风机网路特性曲线图，见图13。304050601020304050658505MHQM/S3HPA图1单机轴流式通风机网路特性曲线图方案（对旋轴流式）选用山西安瑞风机厂FBCDZ1042/21400型通风机，叶轮直径4200MM、转速580R/MIN、电动机功率21400KW。通风机特点两台电机和叶轮都安装在通风机内部，风机底座设有托轮，在预设的轨道上可沿轴向推动，各部件间用螺栓连接，便于检修。风机可以露天安装，节省了土建投资，系统简单，安装方便，维护维修工作量少。业绩东欢坨矿刚刚投入使用的是直径38M、2800KW的通风机。神华集团使用了大量该厂的对旋轴流式通风机。性能测试时，解开集流器与一级电机之间的圆筒上的螺栓，风机整体沿轴向向外移动15M左右，由开口处进风，不必在风道上做油密门。该方案土建工程除风道以外，主要有风门绞车房、配电室和轨道基础。对旋轴流式通风机平面布置如图14所示。方案（离心式）选用沈阳鼓风机厂K4730132型通风机，叶轮直径3200MM、转速600R/MIN、电动机功率2500KW。业绩该风机已在XX矿使用33A，管理和维修经验都很丰富。通风机特点该风机为双入口，叶轮、集流器、进风箱和外壳的上半部用钢板焊接。由于叶轮轴两侧出头，故电机可装在任一侧，这样在更换电机时，不必停车，即可在另一侧装好电机，等待联结。做性能试验时，打开油密门进风。离心通风机的启动方式为空载启动，进风口的闸门处于关闭状态，风机启动后再提起闸板，由于强大的吸力使得闸板紧贴滑道，所以风门绞车拉力大。另外，油密门的盖板受风流作用，摇摆不定，对起吊龙门架冲击很大，需要对龙门架加固处理，风门绞车拉力也大。该方案土建工程除风道以外，主要有反风道、风门绞车房、风机房、配电室、扩散塔（矩形、地面以上高约75M）。由于有反风道，其风门绞车数量较多，共计9个，并入3个风门绞车房中。离心式通风机平面布置如图15所示。离心式通风机网路特性曲线图，见图16。3045061203450MHQM/S3HPA图6离心式通风机网路特性曲线图18网路H风机图16离心式通风机网路特性曲线图四、技术经济对比比较三种类型通风机布置中不相同的部分，相同的部分就不做比较了，如三种类型通风机都需要的扩散器噪声的控制问题等。三种类型通风机设备方案技术经济比较见表11。表11通风机设备方案技术经济比较表方案项目方案（单机轴流式）方案（双机对旋轴流式）方案（离心式）通风机型号GAF375201FBCDZ1042/21400K4730132配套电动机型号TD型，2500KW6000V，750R/MINYBFE型，21400KW6000V，580R/MINTD173/6610型，2500KW6000V，600R/MIN风机调节方式叶片角调节叶片角调节换电机变转速或变频或调闸门开启度反风方式电机反转电机反转反风道占地面积小小大土建工程量中小大同型号业绩有无有通风机设备费（万元）227825522291风门、绞车及起重机等（万元）68（2台起重机、5台绞车、5个风门）125（1台绞车、1个风门）86（1台起重机、9台绞车、9风门）配电设备（万元）31642503034变频653土建工程费（万元）385140596通风机房消音116无156总投资（不含安装费）（万元）1441415065156741917五、通风机选型确定尽管选用离心式通风机的投资与选用其它两种通风机相比，最高高出126万元，但是，XX矿是一座开采有一百三十多年历史的老矿，井下通风系统非常复杂，高瓦斯，煤层易自燃，现在使用的离心式通风机已经适应了井下工况。如果更换为其它类型通风机，调整通风机工况点的时间比较长，频繁变化矿井风量、负压，将对该矿井带来巨大的安全隐患。因此，结合XX矿的实际情况，出于安全、稳妥等方面的考虑，选用同型号的离心式风机可以保证矿井通风工况的稳定性和可靠性，而且，矿方对该通风机具有非常丰富的管理和操作经验，在用风机及其附属设备还可以作为将来新风井的备用设备。根据矿井规划，随着矿井不断延深，从理论上讲，矿井负压将不断增加，所需风量也应保持一定的水平，如果一味地满足这种需求，尤其是单纯通过增大通风机增加矿井负压，将极易造成瓦斯和煤的自燃等事故，这也是煤矿安全规程所不允许的，因此，矿方必须不断优化井下通风系统，不断降低矿井通风阻力，满足安全与生产的需要。经综合分析，确定新通风机选用型号与矿方在用相同的离心式通风机，即K4730132型离心式通风机。第二章主要通风机布置方案第一节布置方案简介主要通风机选用两台离心式通风机，通风机型号为K4730132离心式通风机，叶轮直径3200MM，转速600RPM，电动机为同步电动机，功率2500KW，电压6KV。根据XX矿二号风井地面现状和风井区总体规划方案、以及矿井通风机房设计技术规定，本着尽量减少主要通风机改造工程对生产的影响，提出了两个通风机布置方案和风井防爆门布置方案，以及一号风井井口封闭方案及风道连接布置方案一、方案通风机房布置在二号风井的南侧。风道由联络风道拐弯处出来后，为半径9M、125的弯头，紧接着是测试直线风道，直线风道与南北方向夹角为35，风道断面为65M。通风机和电机的轴线垂直于直线风道，电机位于两侧。通风机房内安装一台20T手动双梁起重机，用于设备的起吊运输。通风机房两侧开设两个大门作为运输安装通道，南侧大门外设计运输设备通道。该方案的优点是通风机布置对工业广场的规划无影响，施工时对生产影响较小，施工不影响现有通风机的运行；缺点是风道与联络风道的接口处如果直角连接通风局部阻力较大；如果连接处做成圆角，通风局部阻力减小，但连接处的建筑跨度很大，施工难度大。布置方案如图211所示。二、方案通风机房布置在二号风井的东南侧，在井筒中与老风硐对称的部位再开一个风硐斜出到地面，再拐35弯后是风道的测试直线段，风道断面为65M。通风机房南侧大门外设计运输设备通道，其余布置与方案的布置相同。该方案的优点是风道弯段较少，通风局部阻力小；缺点是新开凿的风硐在井口房建筑的下面，施工难度大，并且需要拆除井口房部分建筑。布置方案如图212所示。三、二号风井防爆门布置根据煤矿安全规程第一百二十一条规定，装有主要通风机的出风井口应安装防爆门。由于二号风井未设置防爆门，因此需要在二号风井的井口位置设计立风井防爆门。防爆门设计在井口锁口以上，防爆门直径为78M。由于原井口的锁口位置布置有钢筋混凝土梁、板，平面面积约占井筒断面积的50，减小了通风断面，因此建防爆门时需要拆除这部分结构。锁口以上有一部分混凝土梁、板、柱由于失去锁口梁的支撑也需要拆除。另外，混凝土井架在防爆门以上还要与外界开口相通，防爆门一旦受到冲击可以顺利打开。二号风井防爆门布置如图213所示。四、一号风井井口封闭方案及风道连接布置一号风井地面附近需要进行开发改造，矿井的生产通风不能影响到地面设施。因此，一号风井井口需要进行封闭堵严，地面的风道需要改到地面以下。一号风井井筒直径为5M，井口锁口标高为173M，锁口下方开有风硐，地面上也有风道建筑。封闭方案首先在锁口下方做一个平台，使用40C工字钢和12MM钢板做平台，工字钢梁两端用锚杆固定在井壁上，工字钢梁之间再用工字钢连接；然后在平台上方井壁上打锚杆，平台上布置钢筋，然后浇注混凝土，厚度为1200MM，混凝土上平面与锁口平齐。地面风道需要拆除另建联络风道，为不影响地面规划及美观的考虑，联络风道建在地面以下。由一号风井的斜风硐出来后拐90弯，此处风道断面为3535M，然后风道渐扩成55M，做直线风道，与原有的一、二号风井联络风道相连接。风道全部在地面以下，两风道底板平齐。其它部位或拆除，或封堵严实。一号风井井口封闭及风道连接如图214所示。第二节风道通风阻力计算矿井的总风量为421M3/S，按照一号风井风量为99M3/S、二号风井的风量为322M3/S进行分配。比较计算的风道段为两个风井出口至通风机分叉风道尖端,其余巷道未变化部分不需比较。井巷风流的摩擦风阻、摩擦阻力和局部风阻、局部阻力按照下列公式进行计算摩擦风阻3ALURF摩擦阻力2QHFF局部风阻2X局部阻力R式中RF摩擦风阻，NS2/M3；R局部风阻，NS2/M3；HF摩擦阻力，PA；H局部阻力，PA；Q风量，M3；摩擦阻力系数，KG/M3；L巷道长度，M；U断面周长，M；A巷道断面积，M2；局部阻力系数，M；空气密度，KG/M3。一、原通风机风道的通风阻力计算一号风井段通风阻力的计算一号风井段风道通风量为99M3/S。风井有两个出口，风道断面分别为55M和3535M。1风量分配S/M635593小Q/3小2小风道通风阻力计算从井筒斜出135角拐弯1个32421/0530MSNARXPAQH12钻到地面弯头1个，R35M，453242/05798350MSNARXPAQH622水平拐弯90，R35M，32423/095310MSNARXPAQH2R95M，116弯头1个32424/06530MSNARXPAQH752直风道L11M3263/05140MSNALURFPAQHFF7322小风道通风风阻、阻力总和32/07MSNRIPAHI143大风道通风阻力计算从井口至与小风道联络口，L114M，Q66M3/S2331/05425140SNAURFPAQHFF3622至二号风井联络道接口，L229M，Q99M3/S2332/012590SNAURFPAQHFF122至通风机房前的分叉风道的叉尖，L3134M，Q421M3/S233/0512540SNAURFPAQHFF9122大风道通风阻力总和PAHI4610二号风井段通风阻力的计算二号风井段风道是从二号风井井筒至一号风井风道的接口处，其通风量为322M3/S。1从井筒斜出135角拐弯1个32221/04650MSNARXPAQH734112钻入地面弯头1个，R845M，453222/0195650MSNARXPAQH431923斜出地面直线段，L110M，圆断面R265M323231/046650MSNAURFPAQHF7842134地面水平弯头1个，R20M，5732223/0695507MSNARXPAQH17369245直风道L2935M32332/05950MSNAURFPAQHF729256水平弯头1个，R20M，5432224/065106937MSNARXPAQH91267拐弯120入总回风道32225/05160MSNARXPAQH76139278二号风井段通风风阻、阻力总和32/0168MSNRIPAHI7原通风机风道的通风阻力总和PAI71906401总二、方案风道的通风阻力计算一号风井段新建风道通风阻力的计算（风量99M3/S，断面由3535M扩到55M）1从井筒斜出135角拐弯1个32421/0530MSNARXPAQH79122钻到地面弯头1个，R35M，453242/058350MSNARXPAQH697223水平弯头1个，R35M，9032423/0530MSNARXPAQH924渐扩风道，断面由3535M扩到55M，L5M，中心角17132424/069753160MSNARXPAQH25直线风道L325M32631/014850MSNALURFPAQHF291248256拐弯126入联络道，R5M，5432425/05560MSNARXPAQH193266新建风道通风风阻、阻力总和32/087MSNRIPAHI43一号风井段联络风道通风阻力计算（风量99M3/S，风道断面55M）1直线段，L792M32331/0425790MSNALURFPAQHF8422水平弯头1个，R9M，6132221/017570MSNARXPAQH59823联络风道通风风阻、阻力总和32/041MSNRIPAHI3二号风井段自井筒至新风道弯头通风阻力的计算（风量为322M3/S）1从井筒斜出135角拐弯1个，风道直径53M32221/046530MSNARXPAQH94112钻入地面弯头1个，R845M，453222/0195650MSNARXPAQH431923斜出地面直线段，L110M，风道直径53M323231/046650MSNAURFPAQHF742134水平直线段L210M，断面55M32332/084510MSNAURFPAQHF9842245水平弯头1个，R9M，3432223/0765079MSNARXPAQH83256自井筒至新风道弯头通风风阻、阻力总和32/07MSNRIPAHI864从新风道直线段至通风机分叉风道尖端的通风阻力的计算（风量421M3/S，风道断面65M）1水平弯头1个，91，R9M32221/01360MSNARXPAQH5942直线段，长度L30M32331/0720MSNALURFPAQHF147223通风风阻、阻力总和32/018MSNRIPAHI532通风机布置方案风道的通风阻力总和PAI914853286741总三、方案风道的通风阻力计算一号风井段新建风道通风阻力的计算（风量99M3/S，断面由3535M扩到55M）计算过程与方案中相同，因此小风道通风风阻、阻力总和为32/03817MSNRIPAHI4一号风井段联络风道通风阻力计算（风量99M3/S，风道断面55M）1直线段，L1792M32331/0425790MSNAURFPAQHF8422大弯头1个，R20M，5732221/0695107MSNARXPAQH869323下扎弯头1个，R845M，453222/019550MSNARXPAQH79234斜直线段，L210M，风道直径53M323232/0466510MSNAURFPAQHF94245入井筒拐弯135角32223/04165130MSNARXPAQH94356联络风道通风风阻、阻力总和32/078MSNRIPAHI69二号风井新风道通风阻力的计算（风量为421M3/S，断面65M）1从井筒斜出135角拐弯1个32221/06350MSNARXPAQH541612钻出地面弯头1个，R8M，453222/087370MSNARXPAQRHX56142087223斜出地面直线段，L113M323231/05MSNAUFPAQRHF7641052144水平弯头1个，R9M，3532223/039MSNAXPAQRH61460245水平直线段L230M32332/07MSNAUFPAQRHF14072256新风道通风风阻、阻力总和32/51MSNIPAHI69通风机布置方案风道的通风阻力总和PAI61389437总第三节布置方案确定一、通风阻力比较计算新设计方案中风道通风阻力与原通风机风道通风阻力的差值，以此比较新老风机的运行状态和对井下通风产生的影响。1离心通风机布置方案风道的通风阻力与原风道比较，通风阻力减小了1907PA1489PA418PA。2离心通风机布置方案风道的通风阻力与原风道比较，通风阻力减小了1907PA1386PA521PA。通过计算可知，两种布置方案中方案风道的通风阻力比较小。二、布置形式确定两种通风机布置方式都是可行的，比较两个方案的风道通风阻力大小，以及考虑到工业广场的总体规划、施工情况等多种因素的影响，经过综合分析，选用方案布置形式。以下主要通风机设备布置、高低压配电、土建工程及概算编制都是按照方案进行的。主要通风机布置如图231所示。第三章主要通风机总体布置第一节总体布置形式一、总体布局直线段风道分叉后变成两个风道，每条风道上安装一台通风机。通风机和电机安装于通风机房内部。由于通风机为双入口，所以每条进风道又分成两条风道进入通风机。经过通风机后又合成一条出风道，出风道末端连接扩散塔，风流由扩散塔排入大气中。二、风门布置1进风道上设有号风门、号风门、号风门和号风门。出风道上设有号风门、号风门和号风门。在号、号风门和风机房之间的出风道上开口接反风道，反风道绕过通风机房，与进风道直线段连接。在反风道的入口设有号风门和号风门。2号、号、号和号风门绞车房布置在进风道分叉后，由于绞车受力大，选用拉力为14T的JH14型回柱绞车作为风门绞车。号、号和号风门绞车布置在一个绞车房内，选用拉力为4吨的JM4型风门绞车，绞车房内设置工具间。号、号风门绞车布置在一个绞车房内，选用拉力为4吨的JM4型风门绞车，绞车房内设置工具间及通风机操作室。三、通风机房内部设施通风机房长48M、宽135M、高11M。内部设备、器具有1两台离心式通风机和电动机；2一套安全生产监控系统自动化分站，终端设备安装在微机监控室。测压管在室内与风道连接，然后再引入操作室，操作室内安装测量仪表等设备；3一台20T手动双梁起重机配合非电动机侧轴承位立柱共同担负起重作用；4主要通风机内轴承位置下方布置防护网，设置钢梁；5设置水池2个，分别布置在厂房两端；6安装暖气设施；7厂房的下层窗户及风门绞车房窗户安装护栏；8主要通风机房内设置卫生间。四、配电室高低压配电室布置在主要通风机房右侧，与主要通风机房连接在一起，与主要通风机房呈L形布置。五、扩散塔扩散塔内安装玻璃钢骨架蜂窝式消声装置，内填充吸声材料。第二节改进措施尽管二号风井主要通风机房类似一号风井的通风机房，但是本着安全、使用方便、维修便利的原则，在原来的基础上提出了一些改进措施。1为提高测风的准确性，出风道的长度比一号风井的通风机房布置加长了2M；2测压管进风道的位置由室外挪到室内，防止寒冷季节测压管冻结；3风门架子横梁上设置带栏杆的检修平台，方便检查、维修；4号、号风门闸板加装滑轮，闸板变滑动摩擦为滚动摩擦，减小了阻力，防止倒换风门时因负压大导致闸板不能顺利放下的情况出现；5号风门和号风门即油密门周围设置防护栏，防止做通风机性能试验时，人或物被吸入风道中；6主要通风机房外设置探照灯，便于查看风门等部件的工作情况；7主要通风机房室外安装2个消火栓，供水管路采用直埋，使用1084无缝钢管；8主要通风机房周围及风井防爆门周围均设置栅栏。第三节风门配合方式一、号通风机1正常通风时开启号风门和号风门，关闭号风门、号风门、号风门、号风门、号风门、号风门和号风门。风流走向风井进风道风机出风道扩散塔大气。2反风时开启号风门、号风门、号风门，关闭号风门、号风门、号风门、号风门、号风门和号风门。风流走向大气号风门进风道风机出风道反风道风井。二、号通风机1正常通风时开启号风门、号风门和号风门，关闭号风门、号风门、号风门、号风门、号风门和号风门。风流走向风井进风道风机出风道扩散塔大气。2反风时开启号风门、号风门和号风门，关闭号风门、号风门、号风门、号风门、号风门和号风门。风流走向大气号风门进风道风机出风道反风道风井。第四节施工顺序主要通风机房、高低压配电室、风门绞车房以及风道的土建工程施工完毕，进行机电设备安装，机电设备调试运行完好后，再打通井筒风硐接口，尽量减少矿井的非正常通风时间，确保矿井的安全。第四章主要通风机供配电第一节供配电系统一、负荷等级根据煤炭工业矿井设计规范规定，本次改造工程中主要通风机负荷等级为一级。二、供电电源XX矿新风井工业广场B区现有35/6KV变电站供电，该变电站现设三回35KV电源，其中321、314两回35KV电源引自西南郊变电站，另一回311环线引自XX矿内A区变电站，导线型号LGJ120。变电站安装四台主变压器，两台6300KVA变压器，两台8000KVA变压器，其中一台6300KVA变压器备用,其余三台变压器运行。该35/6KV变电站6KV母线接线采用单母线分段接线，共分四段。矿井变电站的小时最大负荷为10000KW，功率因数为092。本次改造设计中选用的主通风机为K4730132型离心式通风机，共两台，一用一备，单机容量2500KW，与原有主要通风机型号、容量相同，其供电电源取自35/6KV变电站6KV不同母线段，故该供电电源可靠。本工程中在主要通风机房旁建一变配电室，设三回6KV进线电源，三回路6KV电源均引自风井35/6KV变电站6KV不同母线段，距离约12KM。电缆型号为YJV2287/103185。三回6KV电源正常同时运行。三、供电电压高压采用6KV，低压动力为380V，照明220V。四、通风机房配电室主要通风机房配电室设KYN28A12型高压开关柜22台，单列布置，6KV母线采用单母线分段接线，共三段。向同步电动机及动力变压器提供6KV电源；设SCB10250/6/04型动力变压器2台，GGD型低压开关柜10台，向同步电动机励磁装置、蓄电池直流屏、润滑站及风门绞车等附属低压负荷配电。因该矿为衰减型矿井，风量基本稳定，近期内风机工况参数变化不大，故主要通风机电动机电控没有采用高压变频调速装置，本设计中主要通风机电动机采用定子串电抗器降压起动。高压开关柜内二次操作电源采用DC220V，本设计选用两台直流屏，电池组容量65AH，为系统提供直流操作电源。高压开关柜柜内加装微机综合保护单元，采用综合保护单元对每一高压进出线回路进行监测和控制，并安装通讯分站，分站采用现场总线连接综合保护单元，同时将综合保护单元采集到的电压、电流、功率、断电器的分合状态及故障信息送到监控中心上位机，工作人员可在上位机上完成各开关的分合闸的控制及整定的修改。五、防雷、接地建筑物防雷根据建筑物防雷设计规范的要求设置防雷装置。主要通风机房配电室6KV母线上设避雷器，以防感应雷及内部过电压。电气设备的接地根据规范要求设置。六、照明室内、外照明电源均引自配电室内低压开关柜，室内照明灯具采用节能型荧光灯，主要通风机房及配电室设置应急照明。室外照明采用探照灯。主要通风机房变电所高低压供电系统如图511所示。第二节同步电动机励磁装置供给同步电动机励磁用的直流电源选用TMDSII型同步电机晶闸管智能模块励磁装置，本设计中每台同步电动机配备两套励磁装置和一台切换屏，正常工作时，一套工作，一套备用，一旦励磁装置出现故障，另一套励磁装置通过切换屏投入运行。TMDSII型同步电机晶闸管智能模块励磁装置具有以下特点主电路及移相触发电路采用集成移相调控晶闸管智能模块，三相交流输入无相序，完全实现免调试、免维修交流输入无相序，安装更换方便快捷。采用“超前顺极性投励”方式，自动选择在最有利的分离角处时投励，同时设有后备时间投励环节。降压起动的同步电动机，当转速达到同步转速的90时投全压。同时设有后备时间投全压环节。同步电动机正常运行时，装置以电流闭环调节恒流励磁，不受交流电网的波动及励磁绕组热态电阻变化的影响。灭磁采用起动时低通快速灭磁，运行中高通阻断，避免了起动时灭磁效果差，运行中带阻使放电电阻发热的现象。当电动机失步时具有再整步功能，如整步失败输出跳闸信号。在酷热天气时，如散热器温度超过65时自动启动微型风机散热。第三节主要通风机房自动化控制及监测、监控本设计在主要通风机房内设一套安全生产自动化监控系统，同时配有各种传感器及配套传输电缆，监控系统主机采用PLC控制，并增设智能监控模块及检测仪表，完成风机各参数的自动检测及风机自动化控制，控制采用通信模块与设在监控中心的上位机连接，实现通风机的远程监测和监控。一、PLC控制部分PLC控制系统作为本监控系统的控制中心，主要具有以下功能控制和检测高压配电系统的开关状态，通过485总线通讯，利用系统设置的综保单元，实现对高压配电系统电气参数的采集；控制和检测低压配电系统的开关状态，实现对低压配电系统电气参数的采集；实时检测通风机电机的温度和振动参数，利用电机定子线圈预埋的温度传感器和电机上装设的振动传感器，实现电机工况参数的实时监测；完成系统实时数据的以太网发布，为远程监控系统提供实时数据；控制风门电机的启停，并与通风机电机实现逻辑闭锁，防止误操作；为远程监控系统提供以太网通讯；实现主备通风机的故障自动化切换；实现井下火灾等情况下的自动反风，或按预设方案进行自动或手动反风。具有三种控制方式自动、手动、远控。此外还有自诊断技术等。二、监测、监控部分监测通风机运行电气参数监测包括风机运行过程中的实时电压、电流、有功、无功、功率因数及风机投入的各种保护采用高可靠性的国内继保装置；通风机运行温度、振动监测出于保护风机电动机的考虑，采用高灵敏度的振动传感器和温度巡检仪来进行风机电机温度、振动检测，确保风机电机的正常运行，达到无人值守的功能；通风机运行工况检测采用国内先进的负压、差压、流体温度传感器来对风机的风量、效率进行实时监测，确保风机的运行工况符合现场的实际要求。监控监控部分分为两部分，一是安装在PLC柜上的触摸屏，二是远程监控系统。触摸屏作为现场最高优先级的控制工具，在对其软件的组态时，充分考虑了其相关的安全问题，考虑到现场工作人员的方便操作，组态界面对现场设备进行了很好的模拟，使得工作人员可以一目了然的看懂其操作，同时，为了防止越限操作的发生，对各个操作按钮进行了权限处理，只有相应的工作人员才有权限进行相应级别的操作。同时触摸屏还集成了故障报警功能，实时显示系统运行中出现的各类报警信息。触摸屏不具备历史数据的查询功能。远程监控软件采用先进的组态软件即“组态王”进行界面组态，界面的可读性强，性能稳定，功能强大，有很大的后备扩展空间。远程软件还进行了权限设置，只有相应的工作人员才有权限进行操作。当越限操作时，软件会进行相应的提示，但所有的设备并不接受其操作指令，保护了设备的安全可靠运行。在上位机软件组态中，建立了故障数据库，并集成报表打印功能，实时的记录运行过程的各种开关动作信号和报警信息。远程监控系统通过100M以太网与现场PLC进行通讯。在以上的基础上，搭建一企业级的高速以太网，将本系统的各种现场控制设备接入到以太网中来，在此基础上建立一套新型的基于以太网的信息管理系统。通过专用的网络交换机将以太网信息接入集团互联网，使得系统具有远程监测、监控和专家故障诊断能力，提高了系统运行的安全、可靠及稳定性，为煤矿生产提供强有力的安全后盾。第五章主要通风机土建工程第一节主要通风机房（含变配电室、操作室及工具间）一、建筑概况建筑面积100804M2；建筑高度11M（配电室高度5M；操作及工具间高度33M）；耐火等级二级；安全等级二级；丙类厂房；设计使用年限50A；抗震设防烈度八度，类场地；屋面防水等级级（10A）；室内外高差600MM，室内00相当于绝对标高184M。二、结构型式工程平面尺寸135480M，柱距6M（边跨5M）；采用单跨门式刚架，设一台20T手动双梁起重机（12M跨），轨顶标高83M；屋面雪载035KN/M2，活荷载050KN/M2，屋面恒载050KN/M2，基本风压040KN/M2。三、工程做法屋面采用80厚聚苯保温夹芯双层彩钢板钢板厚度为05MM；墙体标高12M以下墙体采用水泥砂浆砌筑煤矸石烧结实心砖；标高12M以上墙体采用80厚聚苯保温夹芯双层彩钢板钢板厚度为05MM；内隔墙采用120MM厚轻质混凝土空心条板。地面水磨石地面，见05J113地12。墙体隔音内挂超细玻璃棉吸音板，参见05J71325。隔音吊顶铝合金T型龙骨玻璃棉装饰吸音板吊顶，吊顶标高100M，见05J171顶15。坡道出入口采用110砼坡道连接室内外，见05J1117坡2。墙面标高12M以下墙体，涂料外墙面，见05J150外墙20；混合沙浆内墙面，见05J139内墙2。散水建筑四周800MM宽混凝土散水，见05J1113散1。四、门窗门除入口钢大门外，其他采用塑钢门。窗采用中空玻璃窗（中空玻璃组合厚度20MM（5105）。五、结构构件A基础底标高27M，基础采用钢筋混凝土独立基础（24M30M）。B门式刚架。C屋、墙檩条采用C180702030，窗上、下口采用双檩条，拉条采用圆12钢筋。D屋、墙面采用80厚聚苯保温夹芯双层彩钢板钢板厚度为05MM。第二节号、号、号、号风门绞车房一、建筑概况建筑面积675M2；建筑高度33M；耐火等级二级；安全等级二级；设计使用年限50A；抗震设防烈度八度，类场地；屋面防水等级级（10A）；室内外高差300MM，室内00相当于绝对标高181M。二、结构型式工程平面尺寸759M；外墙采用水泥砂浆砌筑煤矸石烧结多孔砖，屋面采用80厚聚苯保温夹芯双层彩钢板钢板厚度为05MM；屋面雪载或活荷载045KN/M2，基本风压040KN/M2。三、工程做法地面水泥砂浆地面，见05J112地1。坡道出入口采用115砼坡道连接室内外，见05J1117坡2。墙面涂料外墙面，见05J150外墙20；混合砂浆内墙面，见05J139内墙2。散水建筑四周800MM宽混凝土散水，见05J1113散1。四、门窗门塑钢门。窗采用单玻塑钢窗，玻璃厚度5MM。五、结构构件A基础底标高11M，基础采用素混凝土条形基础（06M宽）。B屋檩采用双C180702030，檩条间距15M；拉条采用圆12钢筋。C屋面采用80厚聚苯保温夹芯双层彩钢板钢板厚度为05MM。第三节号、号、号风门绞车房（含工具间）一、建筑概况建筑面积5508M2；建筑高度33M；耐火等级二级；安全等级二级；设计使用年限50A；抗震设防烈度八度，类场地；屋面防水等级级（10A）；室内外高差300MM，室内00相当于绝对标高181M。二、结构型式工程平面尺寸54102M；外墙采用水泥砂浆砌筑煤矸石烧结多孔砖，屋面采用80厚聚苯保温夹芯双层彩钢板钢板厚度为05MM；屋面雪载或活荷载045KN/M2，基本风压040KN/M2。三、工程做法地面水泥砂浆地面，见05J112地1。坡道出入口采用115砼坡道连接室内外，见05J1117坡2。墙面涂料外墙面，见05J150外墙20；混合砂浆内墙面，见05J139内墙2。散水建筑四周800MM宽混凝土散水，见05J1113散1。四、门窗门塑钢门。窗采用单玻塑钢窗，玻璃厚度5MM。五、结构构件A基础底标高11M，基础采用素混凝土条形基础（06M宽）。B屋檩采用双C180702030，檩条间距15M；拉条采用圆12钢筋。C屋面采用80厚聚苯保温夹芯双层彩钢板钢板厚度为05MM。第四节风道、反风道、扩散塔风道、反