压风安全系统设计方案.docx
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压风安全系统设计方案
陕西双龙煤业开发有限责任公司
矿井压风自救系统设计方案Ⅱ
审批:
总工程师:
机电副经理:
审核:
生产部:
安监部:
机电部:
通风科:
编制单位:
机电技术部
编制人员:
郭峰
编制时间:
2010年9月14日
陕西双龙煤业开发有限责任公司
矿井压风自救系统设计方案
根据陕西煤炭工业局(2010《93号》)关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的文件精神,为尽快落实安装矿井压风自救系统,进一步提升煤矿安全保障水平,现结合我司实际情况,经过现场测量核算,设计方案如下:
第一章基本概况
双龙煤矿于1993年11月开始建设,于2000年2月正式投产,设计生产能力为30万吨/年,经2003年和2007年技术改造后,至今矿井核定生产能力为60万吨/年,矿井井下生产布局为“一个综合机械化采煤工作面、二个综合机械化掘进工作面、一个炮掘工作面”,生产运输系统全部实现胶带输送机运输。
第二章依据资料
1.风动工具的台数、型号、使用地点和距离;
2.双龙煤业巷道布置图;
3.地面工业广场布置图;
4.井口及各开采水平标高;
5.最远采区距离;
6.井下工作人员数量;
7.其它相关资料。
第三章根据井下风动设备用量设计选型
一.使用风动工具的型号和台数:
我司使用风动工具的总体原则为:
井下风动工具使用03-11型风镐,7655型风钻及ZPC-ⅤⅡ型喷浆机,最大同时使用台数为≤10台,所取同时系数为0.3
二.确定空压机站必须的排气量:
1.所选风动工具的型号、台数及压气消耗量的计算:
风动工具
工作压力pg(105N/m2)
耗气量qi(m3/min)
总台数
ni
同时使用系数ki
qiniki
03-11型风镐
3.942
1
3
0.3
0.9
7655型风钻
4.905
3.6
6
0.5
10.8
ZPC-ⅤⅡ型
喷浆机
2—4
8
3
0.5
12
2.因管路全长超过2Km,所以取a1=1.2,a2=1.15,按海拔标高+1101m查表得a3=1.11,则空压站必须的排气量为:
Q=a1a2a3∑qinik
=1.2×1.15×1.11×(0.9+10.8+12)
=36.3(m3/min)
三、估算空压机必须的出口压力:
因我司管路0-1-2-3-5-6-10-9-14-17-F-H-J-L-N-N’标段为最远输送距离,大约长度为4.722Km,则最大压力损失必然发生在此趟管路上,若按经验取每1Km压降为0.5×105N/m2,则压力损失为:
∑△pi=△p0-1+△p1-2+△p2-3+△p5-6+△p6-10+△p10-9+△p9-14+△p14-17+△p17-F+△pF-H+△pH-J+△pJ-L+△pL-N+△pN-N’=0.5×105(0.05+0.47+0.025+0.63+0.12+0.017+0.835+0.425+0.17+0.17+0.17+0.17+0.17+1.3)
=2.361×105N/m2
空压机必须的出口压力为
P=pg+∑△pi+0.981×105
=(4.905+2.361+0.981)×105
=8.247×105N/m2=0.8247MPa
根据我司井下风动设备用量及井巷实际布置情况,经以上计算,应选取的空压机排气量必须≥36.3m3/min,出口压力必须≥0.9MPa
第四章根据井下作业人数设计选型
又根据陕西煤炭工业局(2010《93号》)关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”文件要求及公司意见,按每班入井70人,每人0.3m3/min新鲜空气核算,共计所需100×0.3=30m3/min,则应选取的空压机排气量必须≥30m3/min。
第五章综合选型
1、经以上两种计算结果,我司地面压风自救系统主压风机应选取的空压机排气量必须≥36.3m3/min,出口压力必须≥0.9MPa。
2、确定空压机的台数和型号:
根据以上计算所得的Q、P值,所选空压机的台数和型号如下:
名称:
矿用单螺杆式移动空气压缩机
型号:
DLG-250-42/1.0
数量:
二台/套(一台工作,一台备用)
电机功率:
250KW
电压等级:
6KV
排气压力:
1.0MPa
容积流量:
42m3/min
机组尺寸:
3000mm×2100mm×2000mm
保护装置:
按照《煤矿安全规程》和国家标准配置
3、压气管路的直径选择;
由公式di=20
以1-2段为例,有上述公式得d1-2=126.49mm
查表知1-2段管路选用φ159×5无缝钢管。
其它各段管路的计算直径、选用管路规格及通过的压气量见表1
4、最后确定空压机的出口压力:
各段管路压力损失计算,以1-2段管路计算为例,其计算如下:
△Pi=10-6LiQi1.85/di
=10-6×470×401.85/0.126=0.00003432×105N/M2
其它各段管路压力损失见下表1
附表1:
段号
长度
m
通过压气量
m3/min
计算管径
mm
选用管径
mm
压力损失
105N/m2
1-2
470
40
126.49
φ159×5
0.00003419
2-3
25
20
89.44
φ108×5
0.00000072
2-4
25
20
89.44
φ108×5
0.00000072
3-5
630
20
89.44
φ108×5
0.00001798
4-7
630
20
89.44
φ108×5
0.00001798
5-6
25
20
89.44
φ108×5
0.00000072
6-10
120
20
89.44
φ108×5
0.00000343
7-8
30
20
89.44
φ108×5
0.00000086
8-11
160
20
89.44
φ108×5
0.0000457
9-10
17
20
89.44
φ108×5
0.00000049
11-12
30
20
89.44
φ108×5
0.00000086
12-A
475
20
89.44
φ108×5
0.00001356
A-A’
150
10
63.25
φ89×4
0.00000168
A-13
135
20
89.44
φ108×5
0.00000386
13-B
30
20
89.44
φ108×5
0.00000086
B-B’
140
10
63.25
φ89×4
0.00000157
9-14
835
20
89.44
φ108×5
0.00002383
14-16
30
20
89.44
φ108×5
0.00000086
13-15
160
20
89.44
φ108×5
0.00000457
16-C
20
20
89.44
φ108×5
0.00000058
C-C’
960
10
63.25
φ89×4
0.00001075
C-D
120
20
89.44
φ108×5
0.00000343
D-D’
960
10
63.25
φ89×4
0.00001075
14-17
425
15
77.46
φ89×4
0.00000823
15-18
382
20
89.44
φ108×5
0.00001091
18-E
20
20
89.44
φ108×5
0.00000058
17-F
190
20
89.44
φ108×5
0.00000543
E-E’
1000
10
63.25
φ89×4
0.00001120
F-F’
1200
10
63.25
φ89×4
0.00001344
压风管路系统图和管路布置走向图:
(见附图)
5、空气压缩机房位置
地面空压机房设置在矿工业区西北角主扇房旁边的空地上,距副斜井井口约30米,建筑面积80平方。
6、井下管路敷设安装方案:
φ159×5主管路从主斜井入井,在主斜井与副井通路处分支两路,一路φ108×5管路沿+836总回风大巷逆风流方向右帮供水管路上方300mm敷设至井下回风巷道内;一路φ89×4管路继续沿+820运输大巷供水管路上方300mm敷设至井下进风巷道内;在进入各采掘顺槽时按附表1及压风管路系统图和管路布置走向图进行管路安装。
管路吊挂均采用φ50扁铁加工管卡配合φ12.5钢丝绳调挂每隔3米吊挂,吊挂点打眼注锚,锚杆L=750mm。
压风管路每隔100米设置一个减压阀、一个闸阀、一个紧急取风装置,紧急取风装置采用相应直径管路分出,同时在各机电硐室、井下避灾硐室等场所各设置一个减压阀、一个闸阀、一个紧急取风装置,紧急取风装置采用相应直径管路分出,便于出现灾害时紧急取风。
7、压风自救装置安装
矿井选用ZYJ(A)型压风自救装置,主要技术参数如下:
矿井一旦发生矿难后,井下工人可采用轻型呼吸面罩直接带在嘴上进行呼吸,可通过调节压力、手动调节流量、三级安装消音、过滤、排水、防尘等六种功能,还能在弹簧管范围内自由活动。
通过该装置输送新鲜空气,使避灾人员能长时间呼吸轻松,达到安全避灾,稳定工作情绪的目的。
具体安装要求见下:
1在井下各个紧急避难硐室安装4组。
2在各采掘工作面人员工作地点根据人数确定安装数量。
3在井底大巷及下乘车点各安装4组。
4在井下主要设备硐室各安装2组。
8、管路附属设备的设置
(1)在采区和风动工具使用集中的地点设置分区风包和风量表、压力表等。
(2)在总回上山、进风上山每隔500~600m处和管路下凹的地点设置油水分离器。
(3)主管路每隔100m,支管路每隔50m设置一组阀门,以利于风动工具用风。
9、空气压缩机供电设计:
因空气压缩机装机容量为500kw,最大工作容量为250kw,结合我司先地面供电情况,按照供电可靠、改造经济要求,其供电电压等级宜采用6KV。
故其长时电流为
I=PKe/U
cosφ=250×0.8/(6×1.732)=20A
所以选用YJVV22-6000-3×16矿用聚氯乙烯绝缘高压电缆,长度为400米。
在地面压缩机房内设置KYGG-(I)A矿用一般型高压开关柜3台,其中总进线柜一台(额定电流1300A),其余2台均为出线柜(额定电流50A),各台压缩机电源取自各出线柜,电缆选用YJVV-6000-3×16矿用聚氯乙烯绝缘高压电缆。
10、压风系统工程概算
双龙煤业井下压风系统工程概算185.6万元,其中:
井巷工程工程量18m,工作量5.7万元;土建工程工程量68平方米,工作量6.5万元;安装工程2台/套,工作量107.2万元;设备购置5台,工作量70.5万元。
压风系统设备及材料计划表
名称
规格型号
单位
数量
备注
预计投资
(万元)
空压机
DLG-250-42/1.0
台
2
一台工作
一台备用
无缝钢管
φ159×5
米
470
6m/根
无缝钢管
φ108×5
米
4089
6m/根
无缝钢管
φ89×4
米
4835
6m/根
无缝钢管
φ50
米
200
用于压风机冷却
法兰
DN159
个
158
法兰
DN108
个
1364
法兰
DN89
个
1612
闸阀
DN150
个
5
闸阀
DN108
个
15
闸阀
DN89
个
20
减压阀
DN108
个
5
减压阀
DN89
个
6
压风自救装置
ZYJ(A)
个
15
油水分离器
个
6
橡胶垫
δ=3mm
M2
50
加工皮垫
钢丝绳
φ8.5mm
米
5000
圆钢
φ16mm
米
15000
9m/根
角铁
∠50mm×50mm
米
500
6m/根
扁铁
50mm×50mm
米
6000
6m/根
螺栓
M18×75mm
套
650
含平垫、弹垫及螺母
螺栓
M14×50mm
套
6000
含平垫、弹垫及螺母
花篮螺拴
300mm×M16
个
3200
矿用聚氯乙烯绝缘高压电缆
YJVV-6000-3×16
米
400
矿用一般型高压开关柜
KYGG-(I)A
6KV50HZ
台
3
100A一台
50A两台
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