压气设备及管路系统的选型设计和运行.doc

压气设备及管路系统的选型设计和运行一、 供气方式设地面空压机站，通过铺设压气管道进入井下对用气设备和压风自救系统供给压缩空气。二、 压缩空气设备型号、数量、主要技术参数、设置地点(一) 用气设备1、 风动工具矿井风动工具型号、数量及耗风量见表9-5-1：表9-5-1矿井风动工具用风表序号名称型号台数每台耗风量(m3/min)工作压力(kgf/cm2)备注1风动凿岩机ZY-2432.8462个掘进头各使用一台，一台备用2混凝土喷射机ZPG-1581.54锚喷巷道用2、 压风自救本矿按煤与瓦斯突出矿井设计，配备井下压风自救系统，按井下同时工作最多人数60人计。避难硐室和压风自救系统的设置位置见第五章及井下消防、防尘、压风自救系统图。避难硐室1个永久避难硐室，4个临时避难硐室，每个15人，每人需风量0.3m3/min压风自救系统井下同时工作最多人数60人，每人0.1m3/min(二) 空压机选择设计井下压风自救与风动工具不同时使用，以下按风动工具需风量要求进行空压机选择。1、 所需压缩空气量的计算1) 风动工具需风量Q=12mgk=1.15*1.15*1.09*(2*2.8*0.85+1*8*0.85)=16.66m3/min式中：1-沿管路全长漏风系数；2-机械磨损耗气量增加系数；-海拔高度修正系数；m-同型号风动工具使用台数；g-每台风动工具耗风量，m3/min；k-同型号风动工具同时使用系数；2) 压风自救系统需风量按井下同时工作最多人数60人计，永久避难硐室压缩空气供给量每人0.3m3/min计，压风自救系统需压缩空气供给量每人0.1m3/min计，则需风量为：井下共同时设有5个避难硐室，此时避难硐室能容纳人数为30+4*15人=90人，超过同时下井人数60人，按60人计算，则：600.3=18 m3/min2、 估算空压机出口压力 P=Pnp+Pi+1=4+3.5*0.5+1=6.8kg/cm2式中：P空压机必须的出口压力，kg/cm2 Pnp风动工具所需工作压力，kg/cm2 Pi压气管路中最长一路管道压力损失之和，按每km管路损失0.5kg/cm2考虑；压风管路长度L按3500m考虑 1考虑管网中软管、连接不良及上下山静压影响等其他压力损失(三) 空压机的型号及台数根据以上计算，设计选择LGF31-18/7型风冷式螺杆空气压缩机2台，1台工作，1台备用，压风管自主斜井和风井入井，供相应的用气设备。该空压机额定排气量为每台18m3/min，额定排气压力为0.7Mpa(7.14kg/cm2)，配套电动机型号：YB315M-2，电压380V，功率132kW。(四) 空压机设置地点矿井必须设置有供给压缩空气设施的避灾硐室或压风自救系统，空气压缩机必须设置在地面。本设计设地面空压机站，不设井下空压机站。三、 管路系统规格、长度、敷设位置(一) 压气管路规格1、 压气主管(按空压机总排气量考虑)2、 压气支管顺槽巷道按2个避难硐室30人考虑，需风量10m3/min，掘进巷道按1台风动凿岩机和1台混凝土喷射机需风量2.8+8=10.8m3/min，则：=65.73mm其余巷道按满足50人的压风自救系统需风量5m3/min考虑，则：=44.72mm根据计算下井压气总管选择1084无缝钢管，石门及顺槽支管选择894.5无缝钢管，其他支管选择573.5无缝钢管。(二) 管路敷设位置1084无缝钢管主管：铺设于主斜井、轨道下山894.5无缝钢管支管：铺设于区段斜巷(石门)及顺槽573.5无缝钢管：铺设于上述以外的其他巷道或硐室(三) 管路连接在井上和进入井筒部分，除与设备、阀门或附件的连接外，宜采用焊接连接，但必须符合现行煤矿安全规程的有关规定。其余巷道和采区应采用管接头或法兰盘连接。井上的非直埋管道，当直线长度超过100m时，应装设曲管式伸缩器。四、 避灾硐室及压风自救系统(一) 永久避难硐室防治煤与瓦斯突出规定第一百零二条“有突出煤层的采区必须设置采区避难所。避难所的位置应当根据实际情况确定。”根据本矿开拓布局，永久避难硐室设置在运输下山与轨道下山联络巷中(变电所附近)，本设计永久避难硐室规格为S=8.9m2，L=15m(按25人避险考虑)，详见第13章。避难所须符合下列要求：(1) 避难所设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按照反向风门标准安设。室内净高不得低于2m，深度满足扩散通风的要求，长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定，但至少能满足15人避难，且每人使用面积不得少于0.5m2。避难所内支护保持良好，并设有与矿(井)调度室直通的电话。(2) 避难硐室内放置足量的饮用水(并将消防防尘管路通进避难硐室)、安设供给空气的设施，每人供风量不得少于0.3m3/min。如果用压缩空气供风时，设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴(15个)。(3) 避难硐室内应根据设计的最多避难人数配备足够数量的隔离式自救器(30台)。(4) 配备10L泡沫灭火器1台，0.5m3砂箱1个。(二) 临时避难硐室防治煤与瓦斯突出规定第一百零六条“突出煤层的采掘工作面应设置工作面避难所或压风自救系统。应根据具体情况设置其中之一或混合设置，但掘进距离超过500m的巷道内必须设置工作面避难所。”“工作面避难所应当设在采掘工作面附近和爆破工操纵放炮的地点。根据具体条件确定避难所的数量及其距采掘工作面的距离。工作面避难所应当能够满足工作面最多作业人数时的避难要求，其他要求与采区避难所相同。”(1)本设计在工作面运输顺槽和回风顺槽分别设置2个临时避难所，S=8.9m2，L=6m(按15人避险考虑)，详见第13章。(2)本设计不单独设置掘进面防突风门进风侧临时避难硐室，巷道揭煤工人撤出地面放炮，煤层(顺槽)掘进时工人撤出至永久避难硐室放炮。(3)掘进距离超过500m的巷道内必须增设临时避难硐室。(三) 压风自救系统根据防治煤与瓦斯突出规定第一百零六条，压风自救系统应当达到下列要求：(1) 压风自救装置安装在掘进工作面巷道和回采工作面巷道内的压缩空气管道上。(2) 在以下每个地点都应至少设置一组压风自救装置：距采掘工作面2540m的巷道内、放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置以及回风道有人作业处等。在长距离的掘进巷道中，应根据实际情况增加设置。(3) 每组压风自救装置应可供58个人使用，平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。煤矿安全规程第213条“在突出煤层采掘工作面附近、爆破时撤离人员集中地点必须设有直通矿调度室的电话，并设置有供给压缩空气设施的避难硐室或压风自救系统。工作面回风系统中有人作业的地点，也应设置压风自救系统。”本矿已设置了临时避难硐室，因此压风自救系统按下列要求设置(以初期为例)：采掘工作面2540m的巷道内：工作面运输和回风顺槽距工作面2540m各设第一组压风自救袋组，距第一组40m设第二组，之后随工作面向前推进前移或每40m增设一组(压风管路上预留供气三能及阀门)；每条掘进巷道距掘进工作面2540m各设第一组压风自救袋组，距第一组40m设第二组，之后随工作面向前推进前移或每40m增设一组(压风管路上预留供气三能及阀门)。放炮地点、撤离人员与警戒人员所在的位置：本设计未形成采区全负压通风系统前的所有爆破作业和形成全负压通风系统后的巷道揭煤放炮前人员必须全部撤出地面，其余采掘作业放炮时人员撤至永久避难硐室，因此不单独设放炮地点压风自救系统。其余巷道：长度小于100m的巷道暂不考虑，大于100m的巷道设置一组压风自救系统。绞车房、变电所、水泵房等硐室设置压风自救系统。以上每组压风自救系统自救袋58个(不得少于5个)五 压气设备事故分析主要有管路积碳、储气罐爆炸、管路振动、机械及电气事故、噪音等。 防范压气设备事故的主要技术措施(一) 保护装置采用符合规定的润滑油。空气压缩机必须使用闪点不低于215的压缩机油。空气压缩机必须有压力表和安全阀；压力表必须定期校准。安全阀和压力调节器必须动作可靠，安全阀动作压力不得超过额定压力的1.1倍。必须装设断油(水)保护装置或断油(水)信号显示装置。使用油润滑的空气压缩机必须装设断油保护装置或断油信号显示装置。水冷式空气压缩机必须装设断水保护装置或断水信号显示装置。在井口、井下管道的最低部分，上山或厂房的入口处，均应设油水分离装置。必须装设温度保护装置，在超温时能自动切断电源。空气压缩机的排气温度单缸不得超过190、双缸不得超过160。吸气口必须设置过滤装置，空气压缩机与风包之间管路的切断阀门前必须装设安全阀。一、 安全措施及防护压缩空气站宜采用砌体结构或钢筋混凝土结构。当机房内噪声超过标准时，应采取有效的消音措施。压缩空气站内的噪声不得超过85dB，值班室应隔音。空气压缩机应设有吸气消音装置。压风机设备基础应与建筑物基础分开，其间距不应小于100mm。储气罐宜置于机器间北面，必要时设遮阳，机器间与储气罐之间的墙体应不设窗或仅设高窗。空气压缩机的风包，应设在室外阴凉处。风包内的温度应保持在120以下，风包应装有超温保护装置，在超温时可自动切断电源和报警。风包上必须装有动作可靠的安全阀和放水阀，并有检