（煤）矿井压风管路设计方案

(煤)矿井压风管路设计方案0.1概述公司生产能力4.00Mt/a,井田面积38.8225平方公里，批准开采3#煤层，开采深度由+620m至+360m标高，煤层平均可采厚度为4.45米，倾角小于10°,矿井下供水、压风、排水系统自2007年投入使用至今，已运行13年，管路腐蚀严重；目前矿井生产区域已扩展延伸至四五采区，原有管路系统(尤其排水系统，供水系统)已不能满足现阶段使用要求，隐患较多，对矿井生产造成很大0.2设计指导思想1矿井概况煤矿位于县北约16km处，地理坐标为：东经～,北纬～。年4月15日，省国土资源厅为矿井颁发了采矿许可证，证号为，有效期自年4月至2027年4月，批准开采3号煤层，井田范围由41个坐标点连线圈定(详见表1-1-1),井田面积为38.8225km2,开采深度由620m至360m标高，生产规模4.00Mt/a。本矿井工业场地东距侯()月()铁路的阳城站约16km。八()芹()公路从工业场地穿过，由此公路可转接陵()沁()公路、晋()阳()高速公路，标高介于+577～+1096m,最大相对高差519m,总体趋势为西高东低。2、河流及水体芦坡村，由西北向东南流经井田北界，正常流量为0.22~9m3/s,历史最大流量为1634m3/s。区内现有小型水库3个，分布于西丰、宋王庄、南上村(七一水库),估算最大库存容量53250m3。据调查资料，区内共有泉水点35个，均为下降泉，岩和第四系砂土层。泉流量0.03~0.79L/s,受大气降水量影响较大；浅水井19眼，含水层为二叠系石盒子组砂岩和第四系砂土层，水位埋深0.雨，冬季寒冷。据阳城县气象资料，该区年平均气温11.7℃,最高气温37.8℃,最低气温—15.1℃。据1998年——2011年气象资料，年降水量在417.8(2009年)—895.7mm(2003年),年平均降水量583.9mm,大多集中在7、8、9月份，年平均风速1.4~1.9m/s,全年无霜期为194天，冰冻期每年11月至次年3月，据收集有关资料，井田西南区域的舜王坪一带于1970年8月7日发生过4.7划图》GS(2001)060号和《建筑抗震设计规范》(GB50011-20区地震抗震设防烈度为VI度，地震分组为第三组，设计地震动峰值加速度为植小麦、谷子、玉米、棉花为主；蚕茧产量占全省的60%以上；猴头、木耳、蘑(1)开拓方式(2)井筒布置(3)水平划分全矿井设1个水平开采井田内全部的3号煤层，水平标高为+485m。(4)大巷布置北向的煤门与井田中部东西向大巷相连，目前矿井三采区W59以东布置有7条大巷(均为煤层巷道，矩形断面，采用锚网索支护),4条进风巷，3条回风巷，各大巷之间每隔35~45m以横贯连通，进、回风巷以风桥跨接。(5)井底车场及硐室为平车场，设有高低道、空重车线，存车线长度分别为24.0m,25.87m,材料、容量为1600m3,副水仓容量为900m3,总容量为2500m3。可容纳矿井8小时正(6)采区划分全矿井3号煤层共划分为5个采区，即一采区、二采区、三采区、四采区和3号煤层采区开采顺序本着由近及远、先易后难的原则，并考虑大巷的合理及通风费用低、矿井长期稳产的目的，3号煤采区接替顺序为一采区、三采区、2、井下开采(1)采煤方法及工艺本矿井开采3号煤层，3号煤层全区稳定可采，平均厚度为4.45m,结构简本矿井采用综合采用机械化一次采全高长壁开采，采用全部垮落法管理顶年推进度为2508m,工作面单产达3.0Mt/a以上，掘进煤达1.0Mt/a以上，有利的保证了矿井4.00Mt的年生产能力。采高为2.2～6.0m,额定生产能力2800~3000t/h,装机总功率为1715kW。液压支架：矿井配备两套液压支架，一套DBT2550/5500型掩护式支架，工作阻力为8638kN,支架中心距1.75m,支架工作高度2.5～5.0m,另外一套初撑力6412KN,配备2组与支架配套的ZT9000型端头液压支架。顺槽带式输送机：采用DTG140/300/3×400,配用电机功率为400kW×3。工作面刮板输送机：采用PF4/1132型，运输能力2500t/h,装机功率2×工作面刮板转载机：采用PF4/1332型，功率为315kW。破碎机：采用WB1418型，装机功率为315kW。(2)采区巷道布置本矿井目前布置有1个综采工作面、2个连采机掘进工作面和3个综掘工作(1)巷道断面及支护(2)掘进工作面机械配备连续采煤机选用JOY公司生产的12CM2700型连续采煤机，截割范围1.56~3.65m。装机功率640kW,装载能力15～29t/min。运行速度0～22.9m/min;锚杆钻机选用Fletcher公司生产的CHDDR型双头顶板锚在厚1.52～6.09m的煤层中使用，钻臂推力2284kN,装机功率为74kW,钻杆的输送机，梭车的装机功率157kW。装载机采用SMV-B多功能铲车，铲斗容积1.6m3,载重量4t。给料破碎机选用BF-14B-54-7C型给料破碎机，装机功率90kW,受煤能力为40t/min,最大排料能力为20t/min,装备一个直径为573mm的破碎机。每个掘进队配备2台EBJ-120TP型掘进机，采用SGW-40T型刮板输送机配(1)煤炭运输方式及设备本矿井煤炭运输采用胶带输送机运输，主斜井井1600S型胶带输送机，电机功率为1600kW×2,胶带宽度1800mm,主运胶带机大巷采用DTG160/500/2×400型胶带输送机，电机功率为400kW×2。(2)辅助运输方式及设备5、提升系统(1)原煤提升系统务，主斜井钢绳芯带式输送机为引进设备，型号为DTG180/500/2(2)材料、设备提升系统配套YR5603-12型(560kW、6kV、494r/min)交流电动机。②下放连续采煤机、综采设备等矿井最大重型设备时采用SDJ-32型慢速绞(3)人员提升系统6、矿井通风(1)通风系统与通风方法(2)采掘工作面及硐室通风矿井长壁综采工作面采用“五进二回”“Y”型通风系统，采煤工作面实际在配风量5000m3/min左右。(3)通风设备中央回风立井安装两台BDK-10-No40型防爆对旋轴流式通风机，配套电机2×1600kW,目前主要担负三采区的通风任务。中央回风井系统目前运行1#主要通风机，叶片角度35°/30°,总回风量24963m3/min,通风负压1929.3Pa,等一、二采区回风立井井筒直径5.0m,净断面19.6m2,垂深232m。安装两台BDK-8-No31型防爆对旋轴流式通风机，配套电机2×800kW,主要担负二采区的通风任务，目前运行1#主要通风机，叶片角度37.5°/32.5°,采区回风立井总回风量12653m3/min,通风负压1315.7Pa,等积孔6.92m2。山坪回风立井将装备已选用两台FBCDZ机2×1000kW。7、排水高度143m。主水泵房内设3台MDM280—43×4型多级离心泵，正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水时，2台工作，1台检修；水泵配套电动机为YB2-355M1-4660/1140V1480r/min28、压风现南山工业场地设压风机房一座，安装有2台EAS-533W型螺杆机(风量60m3/min,压力1.0MPa,配套电机功率400kW,6KV)、2台GA132-10型螺杆式空压机(风量20m3/min,压力0.95/1.0MPa,配套电机132kW,380V);矿井总供风量为160m3/min。压风管路自压风立井下到井底水平，压风机房至压风井距离约20m,管径DN200mm。井下建立有完善的压风管网，避灾路线上均敷设有压风管路，每隔山坪风井压风站安装安装EAS-533W型水冷式螺杆空压机3台，排气量为煤矿消防洒水水源取至地面2个300m3的水池，布置2趟φ219mm管路通道到各工作面。主管路使用φ219mm无缝钢管铺设，工作面巷道支管路使用φ159mm无缝钢管铺设，其他支管使用φ57mm钢管铺设。各支管路根据工作面矿井现有供电为双回路架空线路供电，电压等级为35kV。一回线路是35kV芹宁线，来自芹池220kV变电站，线路全长10.2公里；另一回线路是35kV武宁线，来自武甲110kV变电站，线路全长13.1公里，正常工作时，一回路运行，另一回路带电备用。地面建有35kV变电所、380V低压配电室各一座；南山工业广场建有6kV开闭所一座，双回路供电线路来自地面35kV变电所不同母线段，供电电压等级6kV。中央变电所采用四回6kV高压屏闭电缆供电，两回路分别新建风井35/10kV变电所。地面35kV变电所内35kV、10kV及0.4kV母线12500kVA,室外布置，一用一备。变压器负荷率为84.2%,保证率为100%。在35kV母线设两台35/0.4kV50kVA所用变压器，作为作电源。站内另设S11-800/10,10/0.4kV,800kVA,低压变压器两台，室内安装，正常工作时一用一备，变压器负荷率为70.3%。本变电所设计采用微机保风井场地35kV变电所以10kV双回路向风机房、瓦斯泵房、井下四五采区根据《煤矿安全监控系统通用技术要求》(AQ6201-2006)和《煤矿安全监安全(瓦斯)监控系统，各测点数据实时传输至地面中心站，并通过公司局域网现地面监控机房装有监控主机(2套，双机热备)、地面核心交换机、串口服务器、数据库服务器等设备，并通过WEB发布实现公司内部网页浏览。井下安装4台隔爆型环网交换机；地面安装监控分站12台，井下安装监控分站61台；安装各类传感器715台，满足了矿井安全生产的实际需求。行人斜井下井，分别与井下4台隔爆型环网交换机连接，从主斜井出井，构成自煤矿在2009年10月份完成了井下作业人员管理系统升级改造，在原KJ222型定位系统的基础上升级为KJ222(A)型井下作业人员管理系统，升级后的系统完全符合煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006)和煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)两个标准要求。人员定位基站51台，配备识别卡2204张；基站覆盖了3个进风斜井、2个回风系统于2010年2月份完成了与市监控中心的联网工作，并在同年4月份通矿井地面、井下调度通信系统于2002年11月建设完成，于2012年4月升级为KTJ113数字程控调度通讯系统，该系统最大电话容量为960门，担负地面、井下生产岗位及主要管理岗位的调度指挥通信。系统在提供了话音通信的基础然后经分线盒引至各调度用户。目前，井上、下使用99部固定电话。井下水泵调度通信系统于2012年11月成功地与KT135型矿井无线通信系统完成了KT135型煤矿井下无线通信系统，现有地面无线基站5台、井下无线基站99台、本安型手机300部，将本安型手机的移动优势用于对主要运输巷道进行了覆盖。1.4四邻关系2压风系统设计2.1现有压风系统现南山工业场地设压风机房一座，安装有2台EAS-533W型螺杆机，风量60m3/min,压力1.0MPa,配套电机功率400kW,6KV。山坪风井压风站安装安装EAS-533W型水冷式螺杆空压机3台，排气量为60m³/min,额定压力1.0MPa,配套电机功率400kW,6KV。压风管路自压风立井下到井底水平，压风机房至压风井距离约20m,管径DN200mm。井下建立有完善的压风管网，避灾路线上均敷设有压风管路，每隔1)矿井用风设备见表。连采一队名称型号用气量m³/min隔膜泵312500800气镐00气动油泵2合计连采二队名称型号用气量m³/min数量隔膜泵313500800气镐00气动油泵2合计综掘一队名称型号用气量m³/min数量隔膜泵32353800气镐4气动油泵1合计综掘二队名称型号用气量m³/min数量隔膜泵32253800气镐2气动油泵1合计开拓队名称型号用气量m³/min数量隔膜泵3125281气镐00气动油泵1合计名称型号风量m³/min隔膜泵35882)最大班下井人数为450人。3)山坪进风立井标高：+964.2553、现有压风设备核算1)校验计算QX=alγn0.3=1.2×1.0×450×式中n—压风供氧人数。综合上述计算，压缩空气需要量按325m3/min考虑，其中，连采二队需风量根据计算为55.77m3/min,其余采区巷道需风量为269.23m2)设备校验结果根据计算的需气量及矿井开拓图布置图，南山空压机站已安装2台EAS-533W型水冷式螺杆空压机(风量60m3/min,压力1.0MPa,配套电机功率400kW,6kV)可以满足设计目前连采二队用风需要，正常工作时1台工作，1台备用。其余巷道及采掘面需风量为269.23m3/min,山坪风井压风站已安装3台EAS-533W型水冷式螺杆空压机(风量60m3/min,压力1.0MPa,配套电机功率400kW,6kV),无法满足矿井用风需求。建议前期安装3台EAS-533W型水冷式螺杆空压机，正常工作时5台工作，1台备用，满足二三采区供风需求；后期开采四五采区时，将南山空压机站1台EAS-533W型水冷式螺杆空压机安装至山坪风井压风站，停用南山空压机站，山坪风井压风站安装7台EAS-533W型水冷式螺杆空压机，正常工作时6台工作，1台备用，满足四五采区供风需求。2.2管道系统(1)各段管道需气量(2)确定各段管径各段管道管径按下式估算，并根据实际情况调整确定：式中d—该管段的内径，m;Q—通过该管段的空气体积流量，m3/min;根据计算地面、山坪进风立井压风管选用现有一趟Φ325×8型无缝钢管做为主管；四采区胶带巷干管选用Φ325×8型无缝钢管；顺槽支管选用Φ159×5型无缝钢管。(3)压风管路压力损失按压力损失最大的管路计算压力损失值，做为网路压力损失。其中每段管路压力损失按下式计算：1.15—第i段压风管上管件的局部阻力的系数；di—第i段压风管的内径，m;计算结果见表。2.2-2压风管网阻力损失计算表管段管段长度管路内径阻力损失主管(副斜井及地面)干管(三采区南轨道支管2(顺槽综掘工作合计压力损失合计约为0.125MPa,满足《煤炭工业矿井设计规范》要求，用风点的供气压力比风动工具工作压力高0.1MPa,即0.875>0.7。并且满足《煤炭工业矿井节能设计规范》(GB51053-2014)中规定