丁家梁矿井井下矿井水处理设计方案(1440m3).doc

传真i 矿井水井下水处理站矿井水井下水处理站 （超磁分离成套设备净化技术）（超磁分离成套设备净化技术） 方方 案案 设设 计计 传真ii 目目 录录 第一章第一章 总论总论4 1.1 概述 4 1.1.1 项目概况4 1.1.2 建设项目的必要性4 1.2 设计依据、原则 5 1.2.1 设计依据5 编制依据5 主要设计规范、标准5 矿建部分6 1.2.2 设计原则6 1.3 建设规模与设计范围 6 第二章第二章 工程技术方案工程技术方案7 2.1 废水来源及设计处理规模 7 2.1.1 废水来源7 2.1.2 设计处理规模7 2.2 污水水质及进、出水水质标准 8 2.2.1 水质特征8 2.2.2 进水水质8 2.2.3 设计出水水质8 2.3 处理方法的选择 9 2.3.1 处理工艺概况9 2.3.2 超磁分离水处理技术简介9 2.3.3 磁分离原理10 2.3.4 超磁分离净化技术特性10 2.3.5 核心设备超磁分离机工作原理11 2.3.6 技术优势12 2.4 超磁分离成套设备净化技术工艺流程 13 2.4.1 工艺流程框图13 2.4.2 工艺流程说明13 2.5 矿建设计 14 2.6 主要构筑物设计 14 2.6.1 预沉池14 2.6.2 混凝池15 2.6.3 污泥池15 2.7 主要设备选型 15 第三章第三章 电气设计电气设计16 传真iii 3.1 设计范围及电源资料概括 16 3.1.1 设计依据及技术规范16 3.2 电源及电压 17 3.3 用电负荷计算 17 3.4 供电系统 18 3.5 保护和控制 18 3.6 照明 19 3.7 自动控制及通讯设计 19 3.7.1 自动控制19 3.7.2 现场仪表22 第四章第四章 工程投资及运行成本分析工程投资及运行成本分析23 4.1 工程投资估算 23 4.1.1 编制依据23 4.1.2 井下处理方案投资估算24 4.2 处理成本分析 25 4.2.1 编制依据25 4.2.2 井下处理方案生产成本25 第五章第五章 附图附图26 存在问题存在问题26 传真4 第一章第一章 总论总论 1.11.1 概述概述 .1 项目概况项目概况 项目名称：丁家梁矿井矿井水井下水处理工程（1440m3/d） .2 建设项目的必要性建设项目的必要性 煤炭开采作为一种地下生产活动，不可避免地对地下含水系统造成局部破坏 和污染。据统计，我国矿井年总排水量在 22 亿吨以上，而其再利用率目前还不到 20%。水资源的浪费十分惊人，由于采矿活动中超极限疏排地下水，使一些能源基 地的地下及地表水自然平衡受到严重破坏，大量矿坑污水排放地面，造成矿区地 表、地下水的严重污染和农耕环境退化；地下水位大面积下降造成地表塌陷、地 面沉降等环境地质灾害。 在煤炭开采大量破坏和排放地下水的同时，矿区工农业用水短缺却极为严重， 主要产煤区北方和西北地区有 70%的矿区缺水，40%严重缺水，直接制约了矿区和 当地经济的可持续发展；更为严重的是，由于部分煤矿长期超量抽排地下水，已 造成其邻近城市地下水位的急剧下降，城市的工业生产和人民的正常生活受到了 严重影响。为此，一些地方的政府部门已对煤矿抽取地下水的总量进行了严格限 制；另有一些地方正准备采取大幅度提高水资源费的经济手段，来限制煤矿抽取 地下水。因此，加速矿井水资源的开发和利用，寻求先进而又经济可行的技术和 工艺处理矿井水作为生产和生活用水，对保证煤矿正常生产经营，提高企业综合 效益，实现可持续发展意义重大。 改革开放以来，我国一直注意在工业生产中预防环境污染。早在 1983 年，国 务院就颁布了关于结合技术改造防治工业污染的决定 ，于 2003 年 1 月 1 日正 式颁布实施了中华人民共和国清洁生产促进法 ，要求工业生产中污染物必须是 低排放，甚至是零排放。而到了上世纪 90 年代，随着人类对可持续性发展理论认 识的深入，又提出了循环经济的理论，并得到了空前的重视和发展。 我国煤炭年产量居世界首位，煤炭在我国能源结构中占 70%，这一比例在未来 传真5 若干年内仍不会有大的改变。然而煤炭开采与利用过程中要排放大量的废水、废 气和废渣，这些污染物如不经处理，直接排放，势必对环境造成污染。因此，加 强煤炭开采与利用工艺的改进，对其污染源进行控制和治理，促进煤炭工业的可 持续发展，是摆在每一个煤炭企业面前的重要课题。 1.21.2 设计依据设计依据、原则、原则 .1 设计依据设计依据 编制依据编制依据 1）国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知国发200715 号文; 2）国家发改委、环保总局关于煤炭行业节能减排工作意见的通知发改委 能源20071456 号文; 3）国家发改委关于印发矿井水利用专项规划的通知发改委环资2006 2893 号; 4）中华人民共和国环境保护法; 5）中华人民共和国清洁生产促进法; 6）中华人民共和国水污染防治法; 7）国家其他有关煤炭工业建设的技术、经济政策和指令性文件; 主要设计规范、标准主要设计规范、标准 1)室外给水设计规范gb50013-2006; 2） 室外排水设计规范gb50014-2006; 3)建筑给水排水设计规范gb50015-2003; 4)煤炭工业污染物排放标准gb8978-1996; 5） 工业循环冷却水处理设计规范gb50050-95; 6） 建筑制图标准gb/t50104-2001; 7） 总图制图标准gb/t50103-2001; 8） 通用用电设备配电设计规范gb50055-1993; 9） 电气装置的继电保护和自动装置设计规范gb50062-1992; 10） 低压配电设计规范gb50054-95; 传真6 11） 电力工程电缆设计规范gb50217-1994; 矿建部分矿建部分 1） 煤矿安全规程2010 年 2 月第一版; 2） 煤炭工业矿井设计规范gb50215-2005; 3） 煤矿巷道断面和交岔点设计规范gb50419-2007; 4） 煤矿井底车场硐室设计规范gb50416-2007; 5） 煤矿井下热害防治设计规范gb50418-2007; .2 设计原则设计原则 1）严格执行国家的相关法规、政策、规范和标准。 2）选择技术可靠、稳定高效，维护管理方便的处理工艺。 3）设计尽可能利用重力流，减少动力消耗， 使整体工艺节能、环保。 4）妥善处理、处置污水处理过程中产生的煤泥，不产生二次污染物污染环境。 5）采用适合国情和当地实际情况的监测仪表及自动化技术，使污水处理运行 时便于操作和管理。 6）设施及工艺便于管理、便于操作运行。工艺和设备的选用在满足要求的情 况下遵循实用、高效、节能的原则，尽可能节省投资。 7）污水处理站各单元构筑物布置紧凑、合理，建筑造型美观并与生产区相协 调。 1.31.3 建设规模与设计范围建设规模与设计范围 根据提供的资料，矿井设计涌水量为 46m3/h，本方案按照设计规范，矿井水 处理规模为 1440m3/d 设计。 矿井水井下处理工程设计范围包括平流沉淀池、超磁分离处理系统、泥处理 系统的工艺设计；及配套的供配电及自动化设施、矿建工程和污水处理区域内的 各种管道的设计。 传真7 第二章第二章 工程技术方案工程技术方案 2.12.1 废水来源及设计处理规模废水来源及设计处理规模 .1 废水来源废水来源 废水来源主要为矿井水。 .2 设计处理规模设计处理规模 设计水处理规模：1440m3/d 2.22.2 污水水质及进、出水水质标准污水水质及进、出水水质标准 .1 水质特征水质特征 1）含悬浮物，不易沉降 矿井水中悬浮物含量很不稳定，悬浮物浓度差异很大，含量为每升几十至几 百毫克，少数超过 5000mg/l，悬浮物粒度小（平均只有 28m） 、比重轻、沉降 速度慢。总悬浮物中约 85%以上的粒径在 50m 以下。煤粉的平均密度一般只有 1.31.5g/cm3，远远小于地表水系中泥沙颗粒物的平均密度 2.42.6 g/cm3。 2）含有机污染物 水体中含有少量的废机油、乳化油、废坑木腐烂物、井下粪便等有机污染物。 3）混凝沉淀困难 混凝过程中矾花形成困难，混凝沉降效果差，低阶段煤的大分子芳香缩合环 周边有较多极性集团（cooh，oh 等） ，随着煤化程度增高而逐渐减少，最后完 全失去这些极性基团而成憎水物质。 .2 进水水质进水水质 矿井排水的主要污染物是煤粉、岩粉等无机污染物，由于甲方未提供详细水 质情况，故按照常规矿井水水质，作为本次设计依据: ss：500mg/l 传真8 ph：78 .3 设计出水水质设计出水水质 依据煤炭工业污染物排放标准gb204262006 中的水质标准，确定出水水 质指标如下： 表 2 出水水质表 序 号分析项目单 位排放标准 地表水质量类 标准 1ph - 6969 2悬浮物 mg/l15- 3 codcrmg/l5020 4石油类 mg/l50.05 5总铁 mg/l6- 6总锰 mg/l4- 2.32.3 处理方法的选择处理方法的选择 .1 处理工艺概况处理工艺概况 我国矿井水净化处理技术起始于上世纪 70 年代未，已有二十多年的历史。目 前用于日处理能力在几万吨以下的处理地表江河、湖泊水的净化处理构筑物，在 煤矿矿井水处理工艺中大部分被采用，如预沉调节池、反应沉淀池（或澄清池） 、 过滤池等。矿井水净化处理后通常作为工业用水、生活用水或达标排放，已投入 使用的净化处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤（混凝澄清过滤） 等，为重力沉降原理对水体的悬浮物进行分离，主要缺点是占地面积大，水力停 留时间长，底泥（煤泥）含水率高，对场地、池容的要求很大。 近年来，随着水处理技术的不断进步，出现了絮凝斜板沉淀和高效迷宫斜板 沉淀等水处理净化工艺，其还是重力沉降的一种形式，仍然没有从根本上解决占 地省、水力停留时间长以及底泥的高含水率的问题。 超磁分离水处理技术是目前应用于矿井水处理的一种新工艺，其净化原理是 依靠稀土永磁材料所产生的高强磁场，对水体中的悬浮物，通过投加磁种介质与 传真9 微磁絮凝药剂，在强磁场力的作用下对赋磁性水体悬浮物进行快速分离。超磁分 离水处理技术因其分离速度快，大大地缩短了水力停留时间，为工程设施占地面 积的缩小提供了可能。 .2 超磁分离水处理技术简介超磁分离水处理技术简介 超磁分离技术能在 3 分钟左右去除水中悬浮物，特别适合于去除难沉降悬浮 物，应用领域有油田采出水、矿井水、洗煤水、景观水以及市政污水的处理等等。 一个完整的超磁分离工艺流程包含磁种絮凝、磁盘分离和磁种回收三大部分。此 成套工艺及技术是由目前世界水处理行业中，将磁技术应用得最广泛的四川冶金 环能工程有限公司开在原稀土磁盘净化废水技术的基础上研制的。稀土磁盘分离 净化废水设备”经过近 20 年的发展，最早应用于冶金行业的轧钢、连铸、炼钢、 轧管等含磁性悬浮物污水的处理，现扩展到其他行业和市政领域，目前全国在线 运行设备量达 320 多台/套，总计处理水量达到 1300 万 m3/天。 .3 磁分离原理磁分离原理 利用感生磁力（电磁场或永磁场）将废水中的磁性絮团悬浮物打捞分离出来， 达到水质净化和悬浮物回收的目的，必须满足下列关系式： f 磁f 机g0f 粘斥力fv(动力) 其中 f 磁作用在磁性絮团悬浮物上的磁力 f 机与磁力方向相反的所有机械力的合力：包括在水介质中的重 力分量、微粒沿磁力 f 磁方向运动时所受到的水介质粘斥阻力和颗粒定向运动的 加速阻力。 在大流量、低浓度的水体中，磁性絮团悬浮物随流体流动，在磁场中受到磁 力和机械力的作用，只有满足 f 磁f 机时，磁性絮团悬浮物才有可能在磁场作 用下被吸附分离。 磁性絮团悬浮物被吸引的磁力要求足够大，大于其它反力，才能将其从水体 中分离出来。 传真10 .4 超磁分离净化技术特性超磁分离净化技术特性 磁分离的效能定律： 其中， n效能参数 颗粒密度 为水的粘度 s总磁作用的总有效面积 q处理流量 d颗粒直径 磁力越大，磁分离设备效能越高，相关度为一次方正比关系。 磁力有效面积越大，磁分离设备效能越高，相关度为一次方正比关系。 同一设备要求处理的废水量越大，其净化精度越低。同一设备，要求净化精 度越高，其处理的废水量越少。 .5 核心设备超磁分离机工作原理核心设备超磁分离机工作原理 超磁分离净化设备是由一组强磁力稀土磁盘打捞分离机械组成。当流体流经 稀土磁盘组（2）之间的流道时，流体中所含的磁性悬浮絮团受到强磁场力的作用， 吸附在磁盘盘面上，随着磁盘的转动，逐渐从水体中分离出来。待悬浮物脱去大 部份水份，运转到刮渣装置（3）时，形成隔磁卸渣带，由刮渣刨机构（4）轮刮 入螺旋输送装置（5） ，产生的废渣自流进入磁分离磁鼓。处理后的废水从出水口 流出，完成净化过程。被刮去渣的磁盘又重新转入水体，形成周而复始的超磁分 离净化水体的全过程。 )35( 36 2 （效能定律） 总磁 d q sfn 传真11 图示机构：1 机架及水槽 2 稀土磁盘组 3 刮渣装置 4 刨轮机构 5 螺旋输送装 置 .6 技术优势技术优势 1 1）采用稀土磁钢构造分离磁场，技术稳定成熟）采用稀土磁钢构造分离磁场，技术稳定成熟 超磁分离净化技术是自主创新的国际先进技术，得益于中国经济的高速发展 和稀土资源优势，使得我国的磁技术比瑞典和美国的 magnadisc 技术、日本的 2 秒分离技术要先进两代，单台设备稀土聚磁能力强、处理量大、性能稳定可靠， 是科技部 2006 年国家火炬计划项目，国家发改委 2007 年鼓励推广的环保产业技 术设备。磁分离处理废水技术，已在冶金、矿山等行业得到广泛应用，是一套成 熟稳定的技术。随着磁性材料的不断发展，稀土钕铁硼的诞生改变了原有铁氧体 材料存在的磁能积低的缺点，大大提高了磁分离技术处理废水的能力。超磁分离 机采用国内最先进的稀土钕铁硼，通过十几年潜心研制发明的布磁技术，实现了 磁盘表面的高磁场强度和磁场梯度，有利于捕捉吸附到废水中的微磁性悬浮物， 提高了废水的出水指标。 2 2）磁分离时间短）磁分离时间短 磁分离工艺与传统的絮凝沉降最主要的区别在于：采用磁分离技术不需要沉 降时间。传统的絮凝沉降工艺是在加药絮凝后形成大絮团，靠重力沉降。磁分离 技术因采用稀土钕铁硼，其表面产生磁力是重力的 640 倍以上，能快速地捕捉到 微磁性絮团，整个分离过程不到一分钟，分离时间远远小于沉降分离时间。 3 3）与磁分离工艺配套的混凝系统用药量少）与磁分离工艺配套的混凝系统用药量少 磁分离工艺不靠重力沉降且磁盘表面磁场的场强和梯度高，所以不需要大量 的药剂形成大的絮团。与常规的混凝沉降系统比较，可节约系统的药剂使用量， 节省运行费用。 4 4）设备占地少，处理量大）设备占地少，处理量大 传真12 与传统处理方法相比，设备分离时间短，相应的设备占地少。处理 5000m3/d 的超磁分离机长宽高约 (m)。设备处理能力取决于磁盘数量的 多少，水量增加，相应的磁盘数量增加即可。在冶金行业，单台设备处理能力能 达到 36000m3/d。 5 5）出渣污泥浓度高）出渣污泥浓度高 磁分离设备分离悬浮物的方法有别于重力沉淀，前者是靠磁力把絮团吸出水 面，完全实现渣与水的分离，后者是沉淀后由泵抽出，含有大量的水。磁分离设 备的出渣含量可达 70000mg/l，可直接进板框或卧螺离心机脱水处理。 6 6）设备节能）设备节能 设备采用稀土永磁材料，与电磁式高梯度磁分离系统（hgms）相比，不需要 电耗。同时设备转速很慢，主体设备主辅电机总功率不超过 3kw，超磁分离整个系 统设施吨水的电耗成本小于 0.04 元。 2.42.4 超磁分离成套设备净化技术工艺流程超磁分离成套设备净化技术工艺流程 .1 工艺流程框图工艺流程框图 .2 工艺流程说明工艺流程说明 本工程采用一套超磁分离水体净化成套技术设备，超磁分离水体净化成套技 术设备配套一混凝系统，井下排水由巷道排水沟收集经格栅除去大块杂物后汇入 超磁分离水体净化成套技术设备进水总渠，经闸板阀的开启调节自流入预沉池的 水量为 30m3/h，出水自流入混凝系统，在混凝系统中加入混凝剂、磁种及助凝剂 充分反应后，出水自流入核心设备超磁分离机进行固液分离，超磁分离机采用高 强磁场使得絮凝体产生定向运动，被吸附在磁盘表面刮出，从而使水体得到净化， 传真13 净化后的水经管道排入中央水仓。 超磁分离机中刮出来含磁性磁种的污泥，进入到磁分离磁鼓中进行磁种与污 泥的分散和磁种稀释回收，使磁种在超磁分离系统中循环利用。经过分离后的非 磁性污泥从磁鼓机排出，同时预沉池也定期将污泥打入到污泥池进行存储和量的 调节，定期污泥由污泥泵送入板框压滤机进行脱水，脱水后滤液自流入初沉池， 压滤后的泥饼由矿车运出。 2.52.5 矿建设计矿建设计 1）硐室位置的选择 本方案拟将设备布置在井下矿建硐室中，巷道长度 34.65m，巷道宽度 3.8m， 硐室局部进行扩宽、加高处理，硐室位置考虑便于运输，并与主运输巷道相连接， 既不占用运输通道，又方便设备的运输、吊装等。 2）通风降温方式 本系统硐室通风降温利用矿井通风降温系统。 3）硐室支护方式 本系统硐室支护采用锚喷支护。 4）工程量 本方案所涉及矿建工程，包括加药及堆药硐室，以及根据工艺流程需要，开 挖预沉池、混凝池、超磁分离平台及污泥池等巷道工程所需的矿建工程量详细工 程量间下表： 项目名称项目名称施工方式施工方式工程量工程量 预沉池开挖+池壁浇注26.3m3 混凝池开挖+池壁浇注9.1m3 超磁分离设备平台开挖+抹面56m3 污泥池开挖+池壁浇注10m3 2.62.6 主要构筑物设计主要构筑物设计 .1 预沉池预沉池 设计功能：主要用于去除水中的较大颗粒物质，以减轻后续处理构筑物的处 传真14 理负荷；采用潜水渣浆泵将沉积在沉砂斗的污泥排至污泥池。 构造：钢砼结构； 构筑物数量：1 座； 有效容积：192.m3/座； 单池构筑物有效尺寸：（长宽深）3.2m6.0m1.5m(超高 0.30m)。 .2 混凝池混凝池 设计功能：混凝池分三格设置，一格为混合池，两格为反应池，采用机械搅 拌使投加的混凝剂、磁种絮凝剂等充分混合反应，形成易被超磁分离机吸附的微 磁絮凝体。 构造：钢砼结构； 构筑物数量：1 座； 有效容积：7.5m3/座； 单池构筑物有效尺寸： 混合池：（长宽深）1.0m1.0m1.2m(超高 0.30m) 单格反应池：（长宽深）1.4m1.4m2.0m(超高 0.30m) .3 污泥池污泥池 主要用于存储磁分离磁鼓机分离出的污泥及初沉池定期排放的污泥，同时作 为污泥泵的吸泥池，调节连续进泥与板框压滤机运行周期性的矛盾等。 构造：钢砼结构； 构筑物数量：1 座； 有效容积：8.2m3/座； 单池构筑物有效尺寸：（长宽深）3.0 m1.5 m2.2m(超高 0.30m) 2.72.7 主要设备选型主要设备选型 主要设备选型表主要设备选型表 名名 称称规格或型号规格或型号数量数量备备 注注 人工格栅 一套： lb=700500 格栅间距均为： 1 套自制，安装角度 45 度 传真15 e=20mm 混凝池 1#搅拌器 1 台单台功率:0.5kw 混凝池 2#搅拌器 1 台单台功率:0.3kw 混凝池 3#搅拌器 1 台单台功率:0.1kw 超磁分离机 csmd-2400 1 台处理水量：100m3/h，功率：2.05 kw 磁分离磁鼓机 hcg-2400 1 台磁种回收率：90%，功率：5.75 kw 磁种投加泵 2 台 1 用 1 备，流量：0.3m3/h， 扬程：15m，电机功率：0.75kw 潜水渣浆泵 2 台 2 用，流量：10m3/h， 扬程：15m，电机功率：3.0kw 污泥泵 2 台 1 用 1 备，流量：8m3/h， 扬程：60m，电机功率：3kw 矿用板框压滤机 1 台过滤面积 60m2，功率：6.2kw 混凝剂自动制备 投加装置 hn-2000-a 1 套功率：1.6kw 絮凝剂自动制备 投加设备 hn-2000-m 1 套功率：1.6kw 第三章第三章 电气设计电气设计 3.13.1 设计范围及电源资料概括设计范围及电源资料概括 本项目电气设计范围包括本污水处理系统，系统照明，配电，接地及通信， 电源进线为三线制 1140v 和 660v 电压。 .1 设计依据及技术规范设计依据及技术规范 1）煤矿安全规程 2009 版 2）煤炭工业矿井设计规范 （gb50215-2005） 3）供配电系统设计规范 （gb50052-95） 4）电气装置的电测量仪表设计规范 （gbj03-90） 5）爆炸性气体环境用电气设备 （gb3836-2000） 6）低压开关设备和控制设备 第 1 部分： 总则 （gb14048.1-2006） 7）gb3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第 1 部分：通用要求 8）gb3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备第 2 部分：隔爆型“d” 传真16 9）gb3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备第 3 部分：增安型“e” 10）gb3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第 4 部分:本质安全型“i” 11）gb14048.1-2006 低压开关设备和控制设备 第 1 部分：总则 12）gb15703-1995 隔爆型电机基本技术要求 13）gb1094.11-2007 电力变压器 第 11 部分：干式变压器 14）gb5590-85 矿用隔爆型电磁起动器 15）gb4208-1993 外壳防护等级（ip 代码） 16）mt111-1998 矿用防爆型低压交流真空电磁起动器 17）mt/t661-1997 煤矿井下用电器设备通用技术条件 18）mt175-1988 矿用隔爆型电磁起动器用电子保护器 19）mt/t154.2-1996 煤矿用电器设备产品型号编制方法和管理办法 20）mt/t715-1997 矿用防爆电磁阀通用技术条件 21）mt209-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求 22）mt210-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法 23）mt/t 451-1995 煤矿用隔爆型低压三相异步电动机安全性能通用技术规 范 24）mt221-2005 煤矿用防爆灯具 25）mt818.1-1999 煤矿用阻燃电缆 26）aq1043-2007 矿用产品安全标志标识 27）工艺专业提供的用电设备资料及工艺布置 28）业主提供的工程相关资料 29）工艺、矿建、自控等专业提供的资料及要求 30）有关电气设计的规范和规程 3.23.2 电源及电压电源及电压 本工程供电电压为 1140v 和 660v 电压，选用电压为 660v 电压，引入本工程 矿用隔爆移动变电站，输出电压 380v 作为工作电压。供全部负荷需要。660v 电源 采用电缆引入，引至矿用隔爆移动变电站，矿用隔爆移动变电站可满足全部的负 传真17 荷用电。配电系统采用三线制，变压器中性点不直接接地。 3.33.3 用电负荷计算用电负荷计算 本设计动力负荷采用需要系数法计算，其他用电负荷采用估算法。计算结果 主要数据摘录如下： 用电负荷表用电负荷表 序号名称功率（kw）数量（台）备注 1混凝池 1#搅拌器0.5kw1 台 2混凝池 2#搅拌器0.3kw1 台 3混凝池 3#搅拌器0.1kw1 台 4超磁分离机2.05kw1 台 5磁分离磁鼓机5.75 kw1 台 6磁种投加泵0.75 kw2 台1 用 1 备 7污泥泵3.0kw2 台1 用 1 备 8预沉池潜水渣浆泵3.0kw2 台2 用 9矿业板框滤机6.2 kw1 套 10pac 制备投加装置1.6kw1 套 11pam 自动制备投加设备1.6kw1 套 注：以上用电设备电压等级均为：380v 污水处理系统总装机容量约为 34.6kw，除去备用并考虑间断运行设备，取需 要系数为 0.75，计算结果为 27.85kva。660v 电源采用电缆引入，引至矿用隔爆移 动变电站。 3.43.4 供电系统供电系统 配电电压为 660v/380/127v ac，本工程主要是对污水处理系统供电使用，采 用外部提供一路动力电源（660v） ，进入矿用隔爆移动变电站方式。矿用隔爆移动 变电站在污水处理设备的前端安装，采用落地安装方式，电缆采用沿硐室明铺。 传真18 3.53.5 保护和控制保护和控制 真空配电装置变压器 kbsgzy-200/10、1.2/0.4kv.100kva 变压器进出线均采 馈电开关，在隔爆馈电总开关处装设检漏继电器作为井下漏电保护。各隔爆馈电 开有过流保护，各磁力开关应有短路保护。 井下所有电气设备、接线盒、电缆严格按煤矿安全规程要求选用有煤矿 矿用产品安全标志的产品。 电缆金属外皮等均应可靠接地，手握式电器设备及插座回路均装设漏电保护 开关。矿用隔爆移动变电站、就地控制柜均采用矿用隔爆型，对绝缘有可能损坏 的部分设置相应保护措施。 3.63.6 照明照明 一般采用动照合一，照度按不同场所要求选择，照明系统采用一般照明和局 部照明相接合的混合照明系统。 本系统照明选用矿用防爆灯。 3.73.7 自动控制及通讯设计自动控制及通讯设计 .1 自动控制自动控制 本工程控制为带通信接口的就地控制柜，部分就地控制柜内有 plc，实现自动 控制。控制柜实现就地操作控制，故障报警等工作。 系统由多个就地控制柜组成，各就地控制柜能独立的完成控制功能、自动制 备功能，每个就地控制柜如下： 传真19 控制方式： 本工程采用就地控制方式，操作人员可在就地控制柜上启动或停止设备运行。 （1） 、触摸屏具有可视化友好的流程画面。工艺流程画面、操作说明、注意 事项、问题答疑等。 （2） 、加药控制 超磁分离装置 pac、pam 加药制备： 超磁分离装置 pac、pam 加药通过柜内的 plc 实现自动制备投加。 超磁分离装置 pac、pam 加药量调节： 超磁分离装置总进水母管设置一套流量变送器，根据流量的变化，通过 plc 系统调节计算，实现 pac、pam 加药量自动调节；实现加药量的监视及加药量的经 验控制，以期达到最佳的加药效果。 （3） 、超磁分离净化系统控制 全套设备采用全自动化控制，可实现与远程计算机连接。药剂的投加量随进 口水质浊度的变化通达浊度仪控制变频器而自动调整加药量。 传真20 超磁分离水体净化工艺过程：进水进入混凝 1#搅拌箱。同时加入磁种和 pac，经过反应后进入混凝 2#搅拌，同时加入 pam，经过反应后进入超磁分离主机， 通过超磁分离主机的吸附处理后，出水 ss 可以达到 10mg/l 以下。而渣通过卸渣 装置进入超速搅拌，将渣打碎后，由磁分离磁鼓对磁种进行回收，最后进入磁种 搅拌箱达到循环利用的目的。 plc 控制器 美国浩纳尔公司的产品，该产品是一种全新的,开放的 dcs 产品。horner 产品 是比 dcs 更贴近实际的一种 ocs（可编程人机界面控制器）产品，它将控制器、操 作员界面、i/o 与网络集成在一个单元内. ocs 应用程序是由功能强大，安全性高的 cscape 编程软件包开发的。cscape 支持梯形逻辑图编程，操作员界面开发，i/o 配置和网络配置并提供安保措施。 用户进行受保护的操作前（如上传，下载，验证和选择控制器模式）需要输入密 码。ocs 充分集成硬件和软件，使编程，安装，开发和设置变得更为简便。它内嵌 can 和 modbusrtu 网络功能。ocs 使用可靠，专用，实时的操作系统非 windows 操作系统它的工作方式与传统控制器相同。浩纳尔公司的 horner 产 品和计算机加上位机监控软件构成的一个二级分散 dcs 控制系统。可选内置以太 传真21 网产品，除常规全局数据通讯外，还支持最新的 web 功能内置 22-42 点 i/o，内置 模拟量 i/o，内置 hsc 高速计数器和 pwm 脉冲输出 3 个串口，还有可选的以太网， 电话调制解调器，无线通讯模块，内置标准 tf 大容量存储卡插槽（最大 2g） ，可 存储历史数据，程序及画面，数据网页内置 usb 通讯口产品系列最高的速度 0.2ms/k，更宽的工作温度范围-1060 度产品模块的内置 i/o 包括开关量，模拟量 和高速 i/o。对于机械控制，高速 i/o 可以提供计数，频率测量，pwm 生成和脉冲 输出。对于要求配置为热电偶，rtd,4-20ma,+/-100mv 和 0-10v 信号的高精度输入 的过程控制如 pid 调节。 i/o 扩展.：除了内置的 i/o 外，还可以连接 smartstix i/o 模块， smartstix i/o 是高速的远程模块，并且可以本地使用或远距离分布式使用，是 一款性价比很高的 i/o 选择，产品可以扩展到 2048 多数字 i/o 和模拟 i/o 点。 产品也有现场可安装的通讯选项。可选一张 10/100m 以太网卡使设备数据和 程序可在工厂范围或世界范围访问，两个 rs-232/rs-485 串口和集成的 can 网络 是标准的。最新的产品已经支持中高端才支持的 web 功能，将网页制作存储于 tf 卡上，通过互联网可以直接访问或者文件传输，http 协议和 ftp 协议支持 128 位 加密。 产品具备 256k 梯形图内存，支持浮点运算，32 路自整定 pid 回路，集成了通 常中高端 plc 的性能。 产品内置的 3 个串口（rs232/rs485） ，除支持与三方 plc 产品通讯外，支持 标准的 modbus 主站协议，可以驱动各种传动设备和仪表。 产品网络功能非常强大，内置的 cscan 可以支持高速的全局数据通讯，点对 点通讯等，253 个站最长 2000 米的接线距离，选配以太网更可以轻易实现以太网 的全局数据通讯，产品支持的 web 功能保证了在一些有着更高要求的工作站上也 能应用。 (4)污泥处理系统控制 污泥处理系统由污泥泵、板框压滤机、皮带运输机组成。通过数字控制器实 现自动化控制，污泥液位高时启动污泥泵把污泥从污泥池中抽到板框压滤机里， 污泥液位低时停止污泥泵，经过板框压滤机压滤工作，工作周期为 4 小时，污泥 传真22 被处理成泥块，由皮带运输机运输走，污泥处理系统一天工作 16 小时。 .2 现场仪表现场仪表 （1）检测仪表 由于污水处理工作环境、介质条件较差，特别是传感器直接与污水、污泥接 触时，极易腐蚀、结垢，一旦传感器失灵，自控系统将无法正常工作。因此在污 水、污泥中使用的传感器，尽可能选用非接触式，无阻塞隔膜式、电磁式和可清 洗式的传感器，并尽量选用不断流拆卸式和维护周期较长的仪表。煤矿均采矿用 防爆型，或者本安型。 （2）液位计 液位检测中，用于无干扰环场合的液位仪表选用超声波式水位计，干扰较大 场合的液位测量采用静压式传感器，只需要位式信号的环节则采用浮球式水位控 制器。液位计采用两线制的信号线，信号为 4-20ma 的电流，选用矿用屏蔽信号线 传输信号，并与动力线缆分开铺设，保证信号的稳定性、可靠性，均采矿用防爆 型，或者本安型。pac、pam 加药装置的液位计能根据液位的高低来自动实现制备， 低液位投加药剂、开启电磁阀、开启搅拌电机，高液位时停止加药、关闭电磁阀、 停止搅拌电机。 （3）流量计 流量检测采用超声波明渠流量计。流量计由电源线盒信号线组成，电源线和 信号线分开布线，电源为 24v 电压，信号为 4-20ma 的电流，信号线选用矿用屏蔽 信号线，并与动力线分开铺设，保证信号的稳定性、可靠性，均采矿用防爆型， 或者本安型。 现场就地控制柜、现场仪器仪表、电机等电器设备共用一个接地系统，由接 地系统统一埋入地下。 传真23 第四章第四章 工程投资及运行成本分析工程投资及运行成本分析 4.14.1 工程投资估算工程投资估算 .1 编制依据编制依据 1）土矿建工程：执行煤炭建设井巷工程概算定额 （2007 基价） ； 2）安装工程：执行煤炭建设机电安装工程概算指标 （99 统一基价） ； 3）概算综合价差调整：按煤徐价字（2007）第 022 号文件调整； 4）建筑安装工程费用标准：执行煤炭定额或指标的工程其费用标准均按照原 国家煤炭工业局煤规字2000第 48 号文规定计算，以一类地区、取暖期 7 个月 指标计取，劳动保险费按照地方有关规定计取，税金按照 3.44%计取。执行其他专 业部定额指标的工程参照相关专业部的取费标准计取； 5）工程建设其他费用：参照中煤建协字200790 号文规定计取； 6）设备价格：以询价为主，不足部分参照中国建设工程造价管理协会、设备 价格信息委员会主编的工程建设全国机电设备价格汇编及煤炭工业常用设 备价格汇编并作适当调整，设备运杂费率按 6%计取； 7）材料预算价格：以询价为主，不足部分参照煤炭工业安装工程定额外材 料预算价格并作适当调整。材料运杂费按材料原价的 8计取； .2 井下处理方案投资估算井下处理方案投资估算 投资估算表投资估算表 序号名 称规格或型号结构数量 单 价 (万元) 总 价 (万元) 第一部分费用（矿建）第一部分费用（矿建） 1 预处理系统预处理系统 1.1 预沉池 3.2m6.0m1.5m 钢砼1 座 5.05.0 2 超磁分离系统超磁分离系统 传真24 1.0m1.0m1.2m 钢砼1 座 0.70.7 2.1 混凝池 1.4m1.4m2.0m 钢砼2 座 1.442.88 3 污泥系统污泥系统 3.1 污泥池 3.0m1.5m2.2m 钢砼1 座 2.602.60 4 设备基础钢砼1 批 3.783.78 矿建费总计