机电运输系统生产能力核算方案

机电运输系统生产能力核算方案机电副总工程师：运输副总工程师：第一章机电运输生产能力核算第一节主斜井提升系统生产能力核算一、系统概况1、主斜井提升方式主斜井装备胶带输送机，倾角14°,斜长587.1m,担负矿井的原煤提升任务和进风任务。2、主要技术参数机股份有限公司生产的YKK5603-4型电机，功率为1600KW,共2台，电压等级6kV;减速器型号为QHPP3-LRN-28;胶带为钢丝绳芯阻燃带，胶带强度二、计算过程及结果1、评估计算条件主斜井提升装置提升斜长950m,皮带机带宽1.8m,设计带速4.0m/s,设计运输能力为5000t/h,倾斜角度为14°,配用电机功率1600kW,2台，胶带为钢丝绳芯阻燃输送带，强度为St=3150N/mm。2、计算参数选取依据说明①按原设计能力计算如下：主斜井带式输送机带宽1.8m,带速4.0m/s,原设计输送机能力5000t/h,主斜井井底无煤仓，因此矿井的主斜井提升系统每天运行时间按16h计算，所以有：A=330t×Q/(10⁴k,)=330′16'5000/(10⁴′1.2)=2200□式中：A一年运输能力(万t/a);t一无井底煤仓，主斜井带式输送机可按16h计算；Q—原设计输送机运输量，5000t/h;k1—运输不均匀系数，1.2。②按此机技术特征计算如下：A一年提升能力(万t/a);t一无井底煤仓(主斜井带式输送机按16h计算);k一输送机负载断面系数，按下表取值(查表选取470);物料煤动堆积角kB一输送机带宽(1.8m);k1一运输不均匀系数(取1.2);v一输送机带速(4.0m/s);Y一松散煤堆容积密度(取0.85t/m³);C一输送机倾角系数，按下表取值(查表选取0.91)。CC③按实测输送量计算：式中：A—年运输能力(万t/a);t一无井底煤仓，主斜井带式输送机可按16h3、计算结果经计算，主提升系统评估能力为2073.08(万t/a)。一、系统概况副斜井井筒斜长381m,倾角20°,采用单钩单车提升方式，担负矿井升降2、主要技术参数副斜井装备1部JK-4×2.7P型单滚筒提升机，其技术参数如下：滚筒直径4.0m,滚筒宽度2.7m,滚筒个数1个，最大静张力FZ=245KN,减速比i=30。最大提升速度Vmax=3.46m/s。配套由佳木斯电机股份有限责任公司生产的YPT630-12型电动机，额定功率1000kw,电压6kV,额定转速494r/min;配套西门子机械传动(天津)有限公司P2-NB-27-500型减速器。钢丝绳选用46.0NAT6V×37+FC-1670-ZZ型钢丝绳，钢丝绳直径d=46mm,抗拉强度限公司配套；提升材料容器选用材料车，自重4000kg,最大载重11000kg。副斜井轨距1435mm,轨型43kg/m。二、副井提升能力评估计算过程及结果式中：A——副井提升能力(万t/a);R——出研率0%,研石不出井；M——吨煤用材料比重，4.5%;TC——每次提升材料循环时间，408s/次(实测);TQ——下其他材料的一次循环时间，378s/次(实测);进风斜井装备架空乘人装置，型号为RJY30-28/460(B),运输距离390m,倾角20°,导向轮直径1200mm,钢丝绳直径20mm,最大运行速度0.91m/s,乘人间距10m,驱动电机功率30kW。担负矿井人员升降任务。4、计算结果副井提升系统评估能力为955.54万t/a。管道井直至地面水处理站。水仓总容量为2500m3,中央水泵房安装MD280-43×4型水泵三台，额定扬程172m,额定流量280m3/h。配用电机型号为YB2-315M1-4型，电机功率220kW,转速1480r/min,额定电压660V/1140V。排水管路排水至地面矿井水处理站，排水管总长320m,排水垂直高度131m。实测分析近5年生产期间的矿井涌水量数据，矿井正常涌水量55m3/h,最大涌水量85m3/h,平均涌水量703/h。设备检测时间和结论：主排水泵房3台排水泵于经山东鼎安检测技术有限公司检测并判定“合格”。1号水泵实测流量为269.6m3/h,2号水泵实测流量为267.8m3/h,3号水泵实测流量为267.9m3/h。二、计算过程及结果2.1校验水泵工作能力正常涌水时，1台水泵工作，20h排水量：267.8×20=5356m3。正常涌水时，24h涌水量：70×24=1680m3<5356m3。最大涌水时，2台水泵工作，20h排水量：最大涌水时，24h涌水量：85×24=2040m3<10714m3。以上计算表明，工作水泵能在20h能排出矿井24h的正常涌水量和最大涌水量，说明排水能力较大。2.2水仓容量校验由于正常涌水量55m3/h<1000m3/h,水仓容量应符合V≥8×Qn要求。8×Qn=8×70=560m3,水仓总容量2500m3>560m3,满足要求。2.3正常涌水时水泵排水能力计算：An一排正常涌水能力(万t/a);Bn一工作水泵小时总排水能力(取267.8m3/h);Pn一上年度平均日产吨煤所需排正常涌水量(m3/t),Pn=0.244004995(去除近五年生产不正常年份后，Pn取其它年份平均日产吨煤所需排正常涌水量的最大值)。2.4最大涌水时水泵排水能力计算：Am一排最大涌水能力(万t/a);Bm一工作泵加备用泵小时总排水能力(取537.5m3/h);Pm一上年度平均日产吨煤所需排最大涌水量(m3/t),Pm=0.451013813(去除近五年生产不正常年份后，Pm取其它年份平均日产吨煤所需排最大涌水量的2.5计算结果矿井正常涌水量生产能力为707.3(万t/a);矿井最大涌水量生产能力为786.5(万t/a);矿井排水系统能力：通过以上校验和计算，本矿主排水泵房设备满足要求，主排水泵房排水系统核定能力为707.3(万t/a)。三、二、三采区主排水系统概况3.1西大3-4/西41-44建有三采区水仓共两个，并建有排水泵房，水仓总容量为510m3,水泵房安装MD155-30*3型水泵两台，额定扬程90m,额定流量155m3/h。配用电机型号为YB2-280S-4型，电机功率75kW,转速1480r/min,额定电压660V/1140V。沿φ159管道至井底水仓，排水管总长2610m,排水垂3.2矿井正常涌水量和最大涌水量实测分析近5年生产期间的矿井涌水量数据，矿井正常涌水量55m3/h,最大涌水量85m3/h,平均涌水量703/h。3.3排水设备检测时间和结论设备检测时间和结论：主排水泵房3台排水泵于2022年6月15日经山东鼎安检测技术有限公司检测并判定“合格”。1号水泵实测流量为152m3/h,2号水泵实测流量为153m3/h。四、计算过程及结果4.1校验水泵工作能力正常涌水时，1台水泵工作，20h排水量：152×20=3040m3。正常涌水时，24h涌水量：45×24=1080m3<3040m3。最大涌水时，2台水泵工作，20h排水量：最大涌水时，24h涌水量：85×24=2040m3<6100m3。以上计算表明，工作水泵能在20h能排出矿井24h的正常涌水量和最大涌水量，说明排水能力较大。4.2水仓容量校验由于正常涌水量55m3/h<1000m3/h,水仓容量应符合V≥8×Qn要求。8×Qn=8×55=440m3,水仓总容量2500m3>440m3,满足要求。4.3正常涌水时水泵排水能力计算：An一排正常涌水能力(万t/a);Bn一工作水泵小时总排水能力(取152m3/h);Pn—上年度平均日产吨煤所需排正常涌水量(m3/t),Pn=0.244004995(去除近五年生产不正常年份后，Pn取其它年份平均日产吨煤所需排正常涌水量的最大值)。4.4最大涌水时水泵排水能力计算：Am一最大涌水能力(万t/a);Bm一工作泵加备用泵小时总排水能力(取305m3/h);Pm一上年度平均日产吨煤所需排最大涌水量(m3/t),Pm=0.451013813(去除近五年生产不正常年份后，Pm取其它年份平均日产吨煤所需排最大涌水量的4.5计算结果矿井正常涌水量生产能力为401(万t/a);矿井最大涌水量生产能力为446(万t/a);求，排水泵房排水系统核定能力为401(万t/a)。(一)矿井电源线路情况域变电站。其中主供回路35kV电源引自武甲110kV变电站35kV母线段，送电距离13.1km,供电线路为LGJ-240mm2型钢芯铝绞线；备供回路35kV电源引自町店110kV变电站35kV母线段，送电距离6.85km,供电线路为AF(SZ)+S4A-250+33应力转移型特强钢芯铝绞线。当一回路发生故障停止供电(二)矿井用电负荷统计见附表附表用电负荷统计序号合计1设备装机容量23运行设备有功负荷4井下最大涌水期中央变电所有功负荷5有功负荷62022年用电量万kW.h72022年综合电耗(三)供电系统矿井35kV变电所内安装SZ9-20000/35/6型主变压器两台，一台工作，一台备用。地面35kV变电站6kV侧以双回路形式向主斜井带式输送机、洗煤厂、南山6kV配电点、井下中央变电所、井下二三采区变电所等供电；以6kV单回路南山配电点以6kV双回路形式向主要通风机房、瓦斯泵站、采区风井、压2、井下供电系统在行人井底设有中央变电所，电源为双回路6kV供电，双回路6kV电源引绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆，长度均为720m。变电所内装备PBG-630型高压配电装置10台，安装KBSG-1000/6/1.2型矿用隔爆干式变压器两台，担负主水泵双回路供电；安装KBSG-500/6/0.69型矿用央变电所以双回路6kV形式向二三采区变电所供电。在西大三巷设有二三采区变电所，电源为四回路6kV供电，其电源引自地面35kV矿井变电所，供电电缆为MYJV22-3×240型煤矿用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆，两回电缆长度均为3426m;另外两回路6kV电源引自井下中央变电所，供电电缆为MYJV22-3×240型煤矿用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。变电所内装备PJG系列高压配电装置40台，主要为二三采区综采工作面，掘进工作面动力、风机、运输设备、钻机供电。变电所内安装KBSG-500/6/1.2型及KBSG-1000/6/1.2型矿用隔爆干式变压器各一台，担负采区水仓排水、照明系统等设备供电任务。2022年能源有限公司产量为319万t;全矿总用电量为5589.28万kWh;全矿综合电耗为5589.28/319=17.52(kWh/t)。二、计算过程及结果(一)电源线路安全载流量及压降校核①电源线路安全载流量校核全矿计算电流：查表得：LGJ-240mm2型钢芯铝绞线在环境温度为25℃时长期容许电流为610A。LGJ-240mm2型钢芯铝绞线工作在环境温度为40℃时容许载流量的稳定修正系数为0.81。Ix=610A×0.81=494.1A>Ij=260.50A,线路载流量满足要求。②主供电源线路武宁线压降校核LGJ-240mm2型三相架空线路单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.9时为0.0266%MW·km(查表)。则电源线路压降为：△U%=△Up%PL=14.213×13.其中：P—矿井运行设备有功负荷为14212.56kW;L一线路长13.1km;由以上校验可知主供电源线路安全载流量及电压降均符合要求。③备供电源线路町宁线压降校核AF(SZ)+S4A-250+33应力转移型特强钢芯铝绞线三相架空线路单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.9时为0.0226%MW·km(查表)。则电源线路△U%=△Up%PL=14.213×6其中：P—矿井运行设备有功负荷为14212.56kW;L一线路长6.85km;由以上校验可知双回路电源线路载流量及电压降均符合要求。(二)下井电缆安全载流量及压降校核根据能源有限公司的全矿用电负荷情况可知，该矿在最大涌水时井下中央变电所有功功率为3013.34kW,二三采区变电所有功功率为3409.00kW。1、井下中央变电所电源电缆校核井下中央变电所两回电源电缆引自矿井35kV变电所6kV母线段，两回电源电缆地面段为MYJV22-6/103×240型铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，单回长度为720m。①安全载流量校验。井下计算负荷电流：MYJV22-6/103×240型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆允许载流量为525A(查煤矿电工手册表)则：②电缆压降校核MYJV22-6/103×240型型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.8时为0.419%MW·km(查表)。则电源线路压降为：△U%=△Up%PL=3.013×0.其中：P—矿井运行设备有功负荷为3013.34kW;L一线路长0.72km;φ—按照功率因数cosφ=0.8计算。由以上校验可知井下中央变电所电源线路安全载流量及电压降均符合要求。2、二三采区变电所电源电缆校核二三采区变电所两回电源电缆引自矿井35kV变电所6kV母线段，电缆型号为MYJV22-6/103×240型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆，单回长度为3426m。①安全载流量校验。井下计算负荷电流：MYJV22-6/103×240型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆允许载流量为525A(查煤矿电工手册表)则：②电缆压降校核MYJV22-6/103×240型型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆单位负荷矩时电压损失百分数：当cosφ=0.8时为0.419%MW·km(查表)。则电源线路压降为：△U%=△Up%PL=3.409×3.4其中：P—矿井运行设备有功负荷为3409.00kW;L一线路长3.426km;φ—按照功率因数cosφ=0.8计算。由以上校验可知二三采区变电所电源线路安全载流量及电压降均符合要求。(三)按电源线路和变压器分别计算矿井供电系统能力。1、电源线路评估供电系统能力①主供电源线路评估供电系统能力式中P一为线路容量；当线路允许载流量为610A时，线路的合理供电容量P=√3UnIj=√3'35'610′0.9=33281.当线路压降为5%时，线路的合理供电容量则线路合理，允许供电容量14348.85kWw一为上年度吨煤综合电耗为17.52(kWh/t)。②备供电源线路评估供电系统能力式中P一为线路容量；当线路允许载流量为610A时，线路的合理供电容量当线路压降为5%时，线路的合理供电容量则线路合理，允许供电容量27440.86kWw一为上年度吨煤综合电耗为17.52(kWh/t)。2、主变压器评估供电系统能力式中：S一变压器容量，20000kVA;y一为功率因数，取0.9;w一为上年度吨煤综合电耗17.52kWh/t(四)计算结果1、电源线路供电能力评估432.43万t/a;2、变压器供电能力评估542.47万t/a;3、根据以上校核和计算，矿井供电系统能力评估为432.43万t/a。第五节井下运输系统能力核算一、煤炭运输方式概况煤流运输系统为顺槽运输、西大五巷运输、西17巷运输、西大巷运输到主斜井带式输送机提升至地面。二、计算过程及结果(一)回采工作面运输能力评估回采工作面刮板输送机型号PF42×800,配用电机2×800kW,输送量3500t/h;运输顺槽转载机型号PF4/1332,配用电机300kW,输送量3500t/h;破碎机型号WB1418,配用电机300kW,输送量3500t/h。运输顺槽安装有1部DSJ140/300/3×400型带式运输机，带宽B=1.4m,带速V=3.5m/s,长度L=1330m,巷道倾角为00～40,电机功率3×400kW,输送量3000t/h;配备有3台型号为QHPH3-LRN-25减速器，1台型号为PTT-492-0的制动器。胶带为PVG整芯阻燃输送带，胶带强度2240N/mm。根据上述分析工作面运输系统最小环节为DSJ140/300/3×400型带式输送机运输能力：3000t/h,实测运输能力：2370t/h。则工作面年运输能力评估：式中：A——年运输量，万t/a;A1——输送机小时运输能力，取实测值，2370t/h;k1——运输不均衡系数，取1.1。(二)井下主运输系统能力评估西大五巷带式输送机：型号DTG160/400/3×400,全长3000m,运量4000t/h,带宽1.6m,带速4.3m/s,倾角-2~0°,电机功率3×400kW。配备有三台型号为QHPH3-LRN-25减速器，一台型号为PTT-492-0的制动器。胶带为钢丝绳芯阻燃输送带，胶带强度2000N/mm。西17巷带式输送机：型号DTL160/500/2×400,全长370m,运量5000t/h,带宽1.6m,带速4.3m/s,倾角0°,电机功率2×400KW。配备有二台型号为QHPH3-LRN-25减速器，一台型号为PTT-492-0的制动器。胶带为钢丝绳芯阻燃输送带，胶带强度1600N/mm。西大巷带式输送机：型号DTL160/500/2×400,全长930m,运量5000t/h,带宽1.6m,带速4.3m/s,倾角0°,电机功率2×400KW。配备有二台型号为QHPH3-LRN-25减速器，一台型号为PTT-492-0的制动器。胶带为钢丝绳芯阻燃输送带，胶带强度1600N/mm。1.按照钢丝绳芯胶带(普通织物芯胶带)运输机计算公式评估矿井运输能力根据上述分析，年运输能力评估：①按输送机技术特征计算如下：式中：A——年运输能力，万t/a;t——运输时间，16h;k——输送机负载断面系数，查表选取470;k1——运输不均匀系数，取1.1;v——输送机带速，4.3m/s;C—输送机倾角系数，查表选取1.0。②按原设计能力计算如下：带式输送机带宽1600mm,带速4.3m/s,原设计输送机能力4000t/h,所以有：③按实测能力计算如下：带式输送机带宽1600mm,实测带速4.2m/s,实测输送机能力2789.94t/h,(三)根据井下各运输环节能力确定井下运输系统能力综合以上计算分析，矿井原煤运输系统生产能力评估最小运输环节为顺槽DSJ140/300/3×400型带式输送机运输能力，矿井运输能力评估为1137.60万t/a。第六节矿井供风系统能力核算一、核算用基础数据统计。1、用风设备统计表用风设备型号工作台数隔膜泵3气动手持钻机6气动支腿式帮锚杆钻机65282、管道系统1)地面(南山)-管线井-西1巷-南25巷-西17巷-西大五巷-各顺槽。(长度2)地面(山坪)-进风立井-西45巷-西大五巷-各顺槽。(长度1600m)3)年产400万吨煤矿单班下井最大人数限定为450人。二、供风能力核算1、需气量计算1)按风动工具需气量计算：=1.2×1.10×1.04×(17×3×0.75+6×3.8×0.85+6×5×0.85+式中：α1—管道漏风系数，1.2;α2—机械磨损耗气量增加系数，1.10;Y—海拔高度修正系数，1.04;ni—用气量最大班次内，同型号风动工具的台数；qi—风动工具的耗气量；ki—同型号风动工具同时工作系数，0.75、0.852)按供氧人数计算需气量：QX=α1γn0.3=1.2×1.04×450×0式中：n—压风供氧人数；每人供风量不少于0.3m3/min综合上述计算，压缩空气需要量按168m3/min考虑。2、设备校验结果根据计算的需气量，山坪风井压风站已安装3台，南山已安装2台EAS-533W型水冷式螺杆空压机(风量60m3/min,压力1.0MPa),总供风量为300m3/min可以满足井下用风需要。3、各段管管径计算式中：d—该管段的内径，m;Q一通过该管段的空气体积流量，m3/min;各段管道需气量及管径计算结果见下表。压风管网计算统计表管段管段长度计算管径主管支管现有主管(Φ219×8)型无缝钢管能满足使用要求；顺槽支管(Φ108×4)型无缝钢管能满足使