第六章 矿井主要设备

1、潘一煤矿（东区）扩建工程可行性研究报告 第六章 东区主要设备第六章 东区主要设备第一节 提升设备潘一矿中央区工业场地内现有主井、副井、第二副井、中央风井4个井筒，南风井场地有南进风井，东风井场地有新、老东风井；中央区工业场地副井、二副井井口标高+22.5m，一水平标高-530m，二水平标高-788m。本次东区扩建工程新增东区主井、一副井、二副井和回风井4个井筒。通过打开东区形成矿井6.0Mt/a改扩建生产能力。东区井口标高+23.2m，一水平标高-850m，二水平标高暂定-960m，主井装载口标高-775.5m。年工作日330d，每天净提升时间16h，三班提煤，一班检修，提升不均匀系数取1.1

2、。一、主井提升系统1. 设计依据东区主井主要担负东区的煤炭提升和部分进风。2. 提升设备选型 东区主井提升设备考虑了2个方案：方案I：装备2套27t双箕斗，井筒直径7.6m，选用JKMD-4.54（）型落地多绳摩擦轮提升机，由4300kW同步电动机拖动，悬臂直联，提升速度13.5m/s。方案：装备1套50t双箕斗，井筒直径6m，选用JKMD-64（）落地多绳摩擦轮提升机，由同步电动机5000kW2双机拖动，悬臂直联，提升速度15.5m/s。2个方案技术经济比较详见表6-1-1。方案具有提升灵活、当1套设备检修时另1套可继续生产等优点；其缺点是井筒直径大，2套提升设备维护工作量大，井筒装备相对复

3、杂，总投资大。方案具有井筒直径小、提升设备少、维护工作量小、井筒装备相对简单、总投资省等优点；其缺点是1套提升设备检修时将影响生产，而且该方案大型提升机、电机、箕斗及装载设备目前国内使用较少。综上分析，本设计推荐方案，即主井井筒内布置2套27t多绳双箕斗。关于塔式和落地式提升机各有利弊。虽然塔式提升机具有占地面积小、提升设备轻、便于维护管理、钢丝绳寿命长等优点，但塔式提升机机房施工占用井口时间长，影响建设工期；落地式提升机虽有占地面积大、设备尺寸大、设备重等缺点，但落地式提升机建设期间占用井口时间较短，可缩短建井工期，有利于加快东区建设速度，因此设计推荐选用落地式提升机。东区主井提升系统见图6

4、-1-1。（三）主井提升电气设备及控制 主井设2个提升机房，提升机采用同步电机拖动，配两台4300kW同步电机。电控系统采用交直交变频、DTC控制电控系统实现提升系统行程、速度、定子电流及转子电流等有关参数闭环调节，在安全回路、辅机控制等有关设施和环节采用PLC控制，与提升安全有关的重要保护采用冗余控制，并对提升过程中的各类故障进行报警、分析、记录和趋势预测等。该系统与矿井综合监测监控系统联网，在东区调度中心相应工作站上对本系统进行集中监视。井口和井下分别设井口卸载站、井下装载站。井口卸载站、井下装载站各设2套提升信号及装卸载控制系统分站，对装卸载及配套设施进行控制，并发送提升信号。主井绞车房

5、设2座10kV变电所，内设两台10/0.4kV干式电力变压器，由地面110kV变电所引3路10kV电源，其中2路引至东技术经济比较表6-1-1东区主井提升系统见图6-1-1侧绞车房，东、西车房采用10kV电缆联络。二、副井提升系统（一）东区一副井1设计依据东区一副井井筒净直径8.6m，主要担负东区一水平升降人员、设备、提升矸石及运送物料等辅助作业。最大件（液压支架）重32t（含平板车），辅助作业量见最大班作业时间平衡表6-1-2。2提升设备选型东区一副井提升设备考虑了2个方案：方案：装备1套1.5t双层四车双罐笼和1套1.5t双层四车宽罐笼带平衡锤。双罐笼采用JKMD-44（）型落地式多绳摩擦

6、轮提升机，提升速度11.5m/s；宽罐笼采用JKMD-4.54（）型落地式多绳摩擦轮提升机，提升速度11.5m/s。分别由1台1700kW（双罐）和2200kW（单罐）直流电动机拖动，采用钢结构两用井架。方案：装备1套1.5t双层四车双罐笼（窄）和1套1.5t双层四车单（宽）罐笼带平衡锤。双（窄）罐采用JKM-44（）型塔式多绳摩擦轮提升机，提升速度11.5m/s；单（宽）罐采用JKM-4.54（）型塔式多绳摩擦轮提升机，提升速度11.5m/s。分别由1台1700kW（双罐）和2200kW（单罐）直流电动机拖动，采用钢筋混凝土井塔。2个提升方案比较见表6-1-3。2个提升方案的提升能力、运行费

7、用和投资均相差不大。塔式提升机具有占地面积小、提升设备轻、便于维护管理、钢丝绳寿命长等优点，但井塔施工周期长，占用井口时间多。因此，设计考虑到一副井对矿井建设工期影响较大，越早投入使用越好，方案选用落地式提升机并使用两用钢井架，对缩短东区建设工期极为有利，其综合效益十分明显，故设计推荐方案。一副井最大班作业时间平衡表6-1-2一副井提升方案比较见表6-1-3东区一副井提升系统见图6-1-2。东区一副井最大班作业时间平衡见表6-1-2。3一副井提升电气设备及控制一副井提升机房共设两套提升机，一副井提升机采用直流电机拖动，直流拖动电机容量分别为1700kW和2200kW。电枢回路由无环流、反并联的

8、晶闸管整流器直流供电，采用纯12脉动、全数字控制，磁场回路由6脉动晶闸管整流器直流供电。电控系统实现提升机行程、速度、电枢电流及磁通等有关参数闭环调节和控制，并对安全回路、辅机控制等有关设施和环节采用PLC控制以及对提升过程中各类故障进行报警、分析、记录和趋势预测等，对与提升安全有关的重要保护采用冗余控制，该系统与东区综合监测监控系统联网，在东区调度中心相应工作站上对本系统进行集中监视。在井口、井底车场各设2套提升信号和操车控制系统分站，完成提升信号和操车的控制。条件许可时，也可对井上、下操车设备进行顺序控制。一副井提升机设有半自动、手动、简易开车三种控制方式，并可在井口进行平层、换层操作。一

9、副井绞车房自设1座10kV变电所，内设两台10/0.4kV电力变压器，变电所两路10kV进线电源由地面110kV变电所供电，单母线分段运行。（二）东区二副井1设计依据由于在一水平（-850m）生产期间一副井仅停留在-850m水平，主要担负东区一水平生产时的辅助提升任务，不能有效兼顾-850m以下的二水平（-960m）生产时的辅助提升，为此，本设计考虑增开二副井，并一次施工至-960m水平。为满足-960m水平生产时通风及辅助提升要求，二副井井筒净直径8.6m，井筒内装备1套1.5t双层东区一副井提升系统图见图6-1-2四车双罐笼和1套1.5t双层四车宽罐笼带平衡锤。井口标高+23.2m，井底水

10、平-960m。2提升设备选型东区二副井提升设备考虑了2个方案：方案：井筒直径8.6m，装备1套1.5t双层四车双罐笼和1套1.5t双层四车宽罐笼带平衡锤。双罐笼采用JKMD-44（）型落地式多绳摩擦轮提升机，提升速度11.5m/s；宽罐笼采用JKMD-54（）型落地式多绳摩擦轮提升机，提升速度11.5m/s。分别由1台1700kW（双罐）和2200kW（单罐）直流电动机拖动，采用钢结构两用井架。方案：井筒直径7.0m，装备1套1.5t双层四车1宽1窄罐笼，选用JKMD-4.54（）型落地式多绳摩擦轮提升机，提升速度11.5m/s，由1台2200kW直流电动机拖动，采用钢结构两用井架。2个提升方

11、案比较见表6-1-4。虽方案投资较方案少，但考虑到井田75资源赋存于二水平，埋藏深，井筒提升循环时间长，1套罐笼提升能力十分紧张。故设计推荐方案。东区二副井提升系统见图6-1-3。东区二副井最大班作业时间平衡见表6-1-5。3二副井提升设备及控制二副井提升机房共设两套提升机，二副井提升机采用直流电机拖动，直流拖动电机容量分别为1700kW和2200kW。电枢回路由无环流、反并联的晶闸管整流器直流供电，采用纯12脉动、全数字控制，磁场回路由6脉动晶闸管整流器直流供电。电控系统实现提升机行程、速度、电枢电流及磁通等有关参数闭环调节和控制，并对安全回路、辅机控制等有关设施和环节采用PLC控制以及对提

12、升过程中各类故障进行报警、分析、记录和趋势预测等，对与提升安全有关的重要保护采用冗余控制，该系统与东区综二副井提升方案比较表6-1-4东区二副井提升系统图见图6-1-3东区二副井最大班作业时间平衡表见表6-1-5合监测监控系统联网，在东区调度中心相应工作站上对本系统进行集中监视。在井口、井底车场各设2套提升信号和操车控制系统分站，完成提升信号和操车的控制。条件许可时，也可对井上、下操车设备进行顺序控制。二副井提升机设有半自动、手动、简易开车三种控制方式，并可在井口进行平层、换层操作。二副井绞车房自设1座10kV变电所，内设两台10/0.4kV电力变压器，变电所两路10kV进线电源由地面110k

13、V变电所供电，单母线分段运行。第二节 通风设备一、设计依据东区采用中央并列式通风方式，由东区主井、副井和二副井进风，回风井回风。根据井下配采计划安排，通风分为2个时期，其风量、负压见表6-2-1：东区风量、负压表表6-2-1 风量负压日 期风量（m3/s）负压（Pa）前 期2301550后 期5233680二、通风设备选型东区回风井通风设备选型考虑2个方案：方案：选用ANN3392/1600B型轴流式通风机2台，转速990r/min，配套电机功率3900kW。方案：选用GAF45-23.7-1FB型轴流式通风机2台，转速590r/min，配套电机功率3700kW。2个方案的经济技术比较见表6-

14、2-2。2个方案的风机均为轴流式通风机，均可通过调节风机叶片角度来满足不同时期通风变化的需要，并且都有高效区宽广的优点。虽方案投资略大，但豪顿风机调节叶片角度方便，风机监测系统完善，且轴功率小。设计暂推荐方案，即东区回风井扇风机选用ANN3392/1600B型轴流式风机2台，1用1备。配异步电动机3900kW、990r/min、10kV。三、通风机电气设备及控制每台通风机设一套的PLC控制系统。对通风机的拖动电机、风门以及有关工艺参数进行控制和检测，并对通风机运行过程中各类故障进行报警、分析、记录。该系统与东区综合监测监控系统联网，在矿调度中心相应工作站上对本系统进行集中监视。通风机房两路10

15、kV电源由地面110kV变电所供给，单母线分段运行，两路AC380V/220V低压电源由本变电所内2台所用变压器供给。通风设备经济技术比较表6-2-2第三节 排水设备一、东区排水方式根据淮南矿业集团提供的涌水量资料，综合考虑其他因素影响，设计确定东区涌水量见表6-3-1。东区涌水量表6-3-1 涌 水 量时 期 正常涌水量（m3/h）最大涌水量（m3/h）开采B、C组煤层时266.5307.6开采A组煤层时366.5最大涌水量707.6,最大突水量1152东区共划分两个水平开拓，其中一水平主要开采13-1和11-2煤层（即C组），二水平开采8及以下煤层（即B、A组）。根据东区开拓布局，东区一、

16、二水平生产期间采取分别直接排水方式；一水平井下涌水由东区一副井-850m水平中央水泵房及一副井井筒排水管路直接排至地面；二水平井下涌水由东区二副井-960m水平中央水泵房及二副井井筒排水管路直接排至地面；东区突水量主要发生在二水平开采A组煤层，届时，在保证二水平及二副井排水系统的同时，排水能力不足部分可在二水平适当位置补建排水系统，多余涌水经盘区斜巷先排至-850m水平，再由-850m排水系统经一副井排至地面。二、东区主排水设备选型东区主排水设备选型考虑了2个方案：方案：一水平排水设备选用DG420-9510型水泵5台，流量420m3/h，扬程935.1m，正常涌水时为2台工作，2台备用，1台

17、检修；最大涌水时3台工作。配YB型2000kW、10kV、1500r/min防爆电动机5台。二水平排水设备选用DG420-9512型水泵5台，流量420m3/h，扬程1127.9m，正常及最大涌水时均为2台工作，2台备用，1台检修。配YB型2200kW、10kV、1480r/min防爆电动机5台，泵房内预留扩建余地。方案：一水平排水设备选用DSA450-10010型水泵5台，流量450m3/h，扬程1000m，正常及最大涌水时均为2台工作，2台备用，1台检修。配YB型2000kW、10kV、2980r/min防爆电动机5台。二水平排水设备选用DSA450-10011型水泵5台，流量450m3/

18、h，扬程1100m，正常及最大涌水时均为2台工作，2台备用，1台检修。配YB型2200kW、10kV、2980r/min防爆电动机5台，泵房内预留扩建余地。2个方案技术经济比较见表6-3-2。DG420型水泵的主要优点是转速低，振动小，运行平稳，高效区宽，效率稳定，水泵汽蚀性能好，便于使用及维护。缺点是投资略高；DSA450型水泵主要优点是投资低，缺点是由于转速高，为保证水泵及电机轴承润滑和冷却需采用专门润滑系统，附属设备多、噪音大。经比较，本报告认为DG420型水泵优于DSA450型水泵，故推荐方案。即一水平排水设备选用P DG420-9510型水泵5台，二水平排水设备暂选用DG420-95

19、12型水泵5台，泵房内预留扩建余地，一副井和二副井井筒内各布置3趟D325排水管路。三、东区主排水泵电气设备及控制东区井下一水平和二水平分别设有井下排水泵，井下排水泵的控制采用PLC可编程控制器系统，每个水平分别设置1套PLC控制系统。PLC柜和水泵集控台设在各水平水泵房的控制室内，在集控台上既可实现单台水泵控制，又可实现多台水泵智能优化控制；可实时监测水仓水位、流量、压力、真空度、温度、闸阀开关状态等一系列参数；可手动、自动启动或停止水泵的运行，开、关闸阀；具有过热过载等各种保护；并与东区综合监测监控系统联网；在地面调度中心相应工作站上进行集中监视。排水设备技术经济比较见表6-3-2井下一水

20、平设排水泵5台，电动机均为10kV交流三相绕线异步防爆电动机，电机功率为2000kW，2用2备1检修。水泵电机10kV电源和低压电源由井下中央变电所供给。经计算一水平水泵起动母线、端子电压降不低于电机直接起动时电压降的要求，可以直接起动。井下二水平设排水泵5台，电动机均为10kV交流三相绕线异步防爆电动机，电机功率为2200kW，2用2备1检修。水泵电机10kV电源和低压电源由二水平配电点（二水平形成后，设置二水平中央变电所）供给。经计算二水平水泵起动母线、端子电压降不低于电机直接起动时电压降的要求，可以直接起动。四、东区井底水窝排水设备东区一副井、二副井井筒淋水经井底水窝沉淀后，分别由东区一

21、副井、二副井井底水窝水泵排出至各自水仓。东区一副井、二副井井底水窝排水设备各选用75TSWA-5型水泵2台，1台工作，1台备用。单台水泵排水能力为：流量36m3/h，扬程57.5m，配套防爆电动机11kW、1450r/min、660V。排水管选用D894无缝钢管，吸水管选用D1084无缝钢管。第四节 压风设备一、设计依据1东区井下风动工具配备情况见表6-4-1。2东区其它用风量选煤厂：100m3/min煤仓及机修厂：15m3/min3最远输送距离6km二、东区压风系统及压风设备1总耗风量计算Q=12东区井下风动工具配备表表6-4-1 名 称项 目混凝土喷射机组组气腿凿岩机气动扳手风镐单台耗风量(m3/min)102.81.61使用台数6(3)20816（4）注：1.在同一掘进头配备气腿凿岩机和风镐时，因两者不能同时使用，故风镐不计入风量。2.表中带括号的数字为计算风动工具耗风量的台数。其中：1沿管路全长漏风系数。1取1.11.2。2机械磨损风量增加系数,取1.15。海拔高度修正系数,取1.0。ni同型号风动工具同时使用台