[冶金礦山地質(zhì)]煤礦類排水通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計說明書完成版

1、 本科畢業(yè)論文(設(shè)計)題目： 礦山流體機械選型設(shè)計 學(xué)院： 山西大同大學(xué)工學(xué)院 班級： 機械二班 姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱： 教授 完成日期： 2011 年 5 月 25 日山西大同大學(xué)2011屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計)答辯記錄表 工 學(xué)院 機械設(shè)計 專業(yè) 07 級 姓名 學(xué)號論文題目礦山流體機械選型設(shè)計答辯委員會主席(或組長)職稱答辯委員會秘 書答辯委員會成 員答辯記錄(包含答辯委員提出的問題，學(xué)生回答情況等)記錄人簽字： 答辯委員會組長(簽字)：年 月 日 年 月 日山西大同大學(xué)2011屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計)答辯評分表學(xué)院：工學(xué)院 系別：機械工程系 專業(yè)(專業(yè)方向)：礦山機電論文(設(shè)計)題目：

2、 礦山流體機械選型設(shè)計學(xué)生姓名學(xué) 號指導(dǎo)教師評分指導(dǎo)教師職 稱教授評閱人評分答辯委員會/答辯小組名單姓 名性 別職 稱學(xué) 位答辯小組職務(wù)答辯委員會(答辯小組)評語：答辯委員會主任(或組長)簽字：答辯時間： 年 月 日評審項目指標(biāo)abcde論文評價選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求理論意義或?qū)嶋H價值查閱文獻資料的能力綜合運用知識能力研究方案的設(shè)計能力研究方法和手段的運用能力寫作水平寫作規(guī)范論文的理論或?qū)嶋H價值答辯表現(xiàn)論文陳述論文答辯答辯委員會綜合評定成績優(yōu) 良 中 及格 不及格畢業(yè)論文(設(shè)計)最終得分：學(xué)院： 工學(xué)院 系別：機械工程系 專業(yè)(專業(yè)方向)：礦山機電論文(設(shè)計)題目： 礦山流

3、體機械選型設(shè)計學(xué)生姓名學(xué) 號指導(dǎo)教師 職 稱教授指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日評 價 項 目abcde選題質(zhì)量01選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求02理論意義或?qū)嶋H價值能力水平03查閱文獻資料的能力04綜合運用知識能力05研究方案的設(shè)計能力06研究方法和手段的運用能力論文質(zhì)量07寫作水平08寫作規(guī)范09論文的理論或?qū)嶋H價值指導(dǎo)教師評定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格畢業(yè)論文(設(shè)計)分工情況：(多人合作時填寫，包括本人研究的內(nèi)容及其在課題中所占份量)備注：山西大同大學(xué)2011 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計)評閱人評分表學(xué)院：工學(xué)院 系別：機械工程系 專業(yè)(專業(yè)方向)：礦山機電論文(設(shè)計

4、)題目： 礦山流體機械選型設(shè)計學(xué)生姓名學(xué) 號指導(dǎo)教師職 稱教授評 閱 人職 稱評審項目指 標(biāo)abcde選題選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求理論意義或?qū)嶋H價值能力查閱文獻資料的能力綜合運用知識能力研究方案的設(shè)計能力研究方法和手段的運用能力論文水平寫作水平寫作規(guī)范論文的理論或?qū)嶋H價值評閱人評定成績優(yōu) 良 中 及格 不及格意見及建議：評閱人簽名： 年 月 日摘 要 通風(fēng)機、水泵和空氣壓縮機及其設(shè)備歸屬于流體機械，是采礦工業(yè)的重要設(shè)備。礦山通風(fēng)設(shè)備為井下提供足夠的清潔空氣，排出井下的有害氣體及易于引起爆炸的煤塵，保證了工作人員和礦井的安全。排水設(shè)備將涌入礦井的水排出，并且在遭到突然涌水的襲擊

5、有可能淹沒礦井的情況下還要搶險排，它始終伴隨著礦井建設(shè)和生產(chǎn)而工作。壓氣設(shè)備是將氣體的體積壓縮，提高氣體的壓力并提供給風(fēng)動工具（如鑿巖機、風(fēng)鎬、錨噴機及氣錘等）。因為這些設(shè)備功耗大直接影響了經(jīng)濟效益，所以在現(xiàn)有的產(chǎn)品中對礦山通風(fēng)、排水和壓氣設(shè)備進行合理的選型設(shè)計，提出經(jīng)濟核算指標(biāo)，保證安全、經(jīng)濟、可靠的運轉(zhuǎn)。 關(guān)鍵詞：通風(fēng)、排水和壓氣設(shè)備，合理，安全，經(jīng)濟目 錄1 緒論101.1前言101.2各類設(shè)備的特點及其發(fā)展101.3項目設(shè)計的意義112煤礦通風(fēng)設(shè)備的選型設(shè)計122.1 選型設(shè)計的基本原則及技術(shù)規(guī)定122.1.1基本原則122.1.2技術(shù)要求122.1.3礦山通風(fēng)設(shè)備選型設(shè)計的原始資料1

6、22.1.4設(shè)計任務(wù)及目的132.2 礦井通風(fēng)設(shè)備的選型計算132.2.1計算風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量和負(fù)壓132.2.2預(yù)選通風(fēng)機142.2.3確定工況點142.2.4電動機功率的計算錯誤！未定義書簽。2.2.5經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)的計算173 礦井壓氣設(shè)備的選型設(shè)計183.1 選型設(shè)計的基本原則和技術(shù)要求183.1.1基本原則183.1.2技術(shù)要求193.1.3選型設(shè)計的原始資料202.2 礦井壓氣設(shè)備的選型設(shè)計213.2.1確定空壓機站需要的供氣量213.2.2初步估算需要的空壓機出口壓力錯誤！未定義書簽。3.2.3確定空壓機型式和臺數(shù)223.2.4選擇各段管道直徑223.2.5校驗空壓機的排氣壓力2

7、33.2.6選擇電動機和電控設(shè)備233.2.7選擇冷卻設(shè)備233.2.8經(jīng)濟概算254 礦山排水設(shè)備的選型設(shè)計284.1選型設(shè)計的基本原則及技術(shù)規(guī)定284.1.1基本原則284.1.2技術(shù)要求284.1.3選型設(shè)計的原始資料294.2 礦井排水設(shè)備的選型計算294.2.1選擇排水系統(tǒng)294.2.2水泵的初選304.2.3管路的選擇計算314.2.4工況點的確定及校驗324.2.5校驗計算344.2.6電動機容量的驗算354.2.7電耗量的計算364.2.8每采一噸煤用于排水的費用的計算374.3泵房的設(shè)計384.3.1泵房長度的計算384.3.2泵房寬度的計算384.3.3泵房高度的確定385

8、安裝與故障分析及處理395.1.安裝395.1.1風(fēng)機的安裝與定位395.1.2 水泵的安裝與定位395.1.3 壓氣設(shè)備的安裝415.2 故障分析及處理415.2.1 風(fēng)機的故障分析及處理415.2.2 水泵的故障分析及處理425.2.3 壓氣設(shè)備的故障分析及處理43參 考 文 獻43結(jié) 束 語44后 記45451 緒論1.1前言水泵，通風(fēng)機，空壓機是一種高耗能的設(shè)備。據(jù)有關(guān)資料介紹，泵和風(fēng)機年耗電量約占全國工業(yè)用電的一半，約占全國總用電量的三分之一。因此，提高水泵，通風(fēng)機，空壓機的運行效率，具有降低能耗的巨大潛力，對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的意義。提高水泵，通風(fēng)機，空壓機的運行效率，設(shè)計階段

9、合理選型和采用新技術(shù)新設(shè)備便于運營管理是一個關(guān)鍵。而且水泵，通風(fēng)機，空壓機選型是泵站，機房工程設(shè)計中的重要環(huán)節(jié), 選型合理與否, 直接關(guān)系到泵站與機房工程投資、建成后運行費用和泵站與機房的安全。 在礦山排水設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備，空氣壓縮設(shè)備的實際使用中，除了會對它們本身的性能參數(shù)提出較高要求外，還要求具備高效節(jié)能、壽命長、成本低、維修管理方便等特點。為了滿足這些要求，除了須進行優(yōu)良的水力，風(fēng)力和結(jié)構(gòu)設(shè)計，恰當(dāng)選用排水設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備，空氣壓縮設(shè)備的材質(zhì)以及高質(zhì)量加工制造外，還必需做好與現(xiàn)場使用條件相匹配的合理選型。選型合理，可以充分發(fā)揮其性能，延長使用壽命，節(jié)省能源；而如果選型不當(dāng)，在它們的運行中，將

10、發(fā)生抽空、汽蝕、效率低、噪聲大，壽命短（磨損快）等不良現(xiàn)象。1.2各類設(shè)備的特點及其發(fā)展關(guān)于礦井主排水設(shè)備的選擇，礦井主排水泵、備用泵和檢修泵的能力及臺數(shù)的選擇，應(yīng)按現(xiàn)行煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，子母泵和潛水泵排水方式，是近年來國內(nèi)部分大型礦井引進國外技術(shù)裝備，已有一定的使用經(jīng)驗，條件適宜的礦井可以采用。經(jīng)調(diào)查，有的礦井由于水泵吸上真空度低，造成水倉底部積水總是排不干凈，這樣實際上降低了水倉的有效利用容積，形成浪費。所以水泵的吸上真空度不應(yīng)小于5m。無底閥和射流引水方式使用經(jīng)驗成熟，有利水泵順利起動和節(jié)能，設(shè)計應(yīng)積極推廣采用。在井筒內(nèi)設(shè)置管路中間直管座，對管路受力、檢修折裝均有利，且可使井底托

11、管梁斷面減小，對施工檢修也方便。第一道梁最好布置在距井口1oom左右處，因該處承受氣溫變化影響大，伸縮也較大。深立井井筒排水管路，宜分別選擇鋼管管壁厚度，目的在于節(jié)省投資。根據(jù)我們調(diào)查，主排水管路由于長期運行，水質(zhì)污垢淤積，且堅硬的斷面孔縮小十分嚴(yán)重，所以，設(shè)計考慮計入管路附加阻力系數(shù)1.7是十分必要的。然而，在礦井投產(chǎn)初期新管路無淤積，不增加附加阻力，其水泵的工況點必然處于流量大，功率也大的狀態(tài)，故有必要據(jù)此校驗電動機起動容量。對大型主排水泵起動運行需要操作的閘閥，由于操作力量較大且頻繁，為減輕工人勞動強度，宜采用電動閘閥。選擇標(biāo)準(zhǔn)取決閘閥的使用壓力和管路直徑。由于采區(qū)涌水情況復(fù)雜多變，難以

12、詳細(xì)區(qū)分各種情況制定條文規(guī)定，如有特殊突水危險的采區(qū)或有影響大的工作面采區(qū)是否還需要考慮水倉擴容問題，都是值得深入探討研究的?？傊?，我們認(rèn)為采區(qū)排水設(shè)計應(yīng)有區(qū)別于礦井主排水設(shè)計，應(yīng)遵守既保障排水安全，又經(jīng)濟且使用靈活的原則。對通風(fēng)設(shè)備選型而言，大型礦井各水平服務(wù)年限較長，即使是在同一個水平的采區(qū)，其工作面在的開采位置也不斷變化，加上礦井由投產(chǎn)到達產(chǎn)的時間一般都在12年以上，風(fēng)量負(fù)壓變化較大，工況當(dāng)然變化也大。礦井通風(fēng)機屬于常年不問斷運行的安全設(shè)備，又是“電老虎”，節(jié)能很關(guān)鍵。所以，設(shè)計應(yīng)盡量選擇技術(shù)先進的高效風(fēng)機。針對上述變化復(fù)雜情況，風(fēng)機選型又只能以第一生產(chǎn)水平達產(chǎn)要求為準(zhǔn)，故應(yīng)留有一定余量

13、。選擇高效可調(diào)工況風(fēng)機，并推薦在必要時采用電氣調(diào)速裝置或采用分期選擇電動機等措施滿足礦井通風(fēng)需要。選擇通風(fēng)設(shè)備及其位置時，應(yīng)考慮噪聲對工作和周圍環(huán)境的影響。關(guān)于壓縮空氣站的選擇，以往大型礦井設(shè)計都強調(diào)設(shè)置地面集中壓縮空氣站，但近年來由于國產(chǎn)適用于煤礦井下空氣壓縮機新產(chǎn)品的發(fā)展，以及投產(chǎn)的部分礦井開采面積大、巷道距離遠(yuǎn)，為保證掘進頭風(fēng)動工具的使用壓力，提高工效，往往要求設(shè)置井下壓縮空氣站或采用小型隨掘進頭移動式空氣壓縮機。因此，煤礦安全規(guī)程條文規(guī)定：“選擇壓縮空氣站位置宜靠近用風(fēng)負(fù)荷中心。壓縮空氣站的集中或分散、井上或井下設(shè)置，應(yīng)根據(jù)實際需要通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。”這樣規(guī)定更切實際，全面靈活。

14、近年來，由于井下巷道發(fā)展錨噴支護，混凝土噴射機使用增加，其耗風(fēng)量計算應(yīng)考慮同類設(shè)備的同時使用率；由于噴射機自身耗氣量較大，計算時亦應(yīng)考慮與其他風(fēng)動工具的同時使用率問題，即應(yīng)以盡量避開生產(chǎn)使用風(fēng)動工具的高峰時間在檢修班內(nèi)使用。壓縮空氣站的選擇，也必要應(yīng)考慮噪聲對工作和周圍環(huán)境的影響1.3項目設(shè)計的意義我國是一個產(chǎn)煤大國，而煤炭開采銷售又是我省的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展社會對能源的需求會越來越大！煤炭做為主要的能源市場缺口也會越來越大！所以煤炭的開采就成為重中之重,礦用流體機械設(shè)備作為主要的設(shè)備關(guān)于他的設(shè)計改進就成為提高產(chǎn)量和效益的一個重要環(huán)節(jié)！此次的設(shè)計就是針對礦用流體機械的選型設(shè)計2煤礦通風(fēng)設(shè)

15、備的選型設(shè)計2.1 選型設(shè)計的基本原則及技術(shù)規(guī)定2.1.1基本原則1、保證在其服務(wù)年限內(nèi)，在礦井產(chǎn)量最高、等積孔最小的情況下，能夠產(chǎn)生足夠的風(fēng)壓和供給足夠的風(fēng)量。2、盡量在現(xiàn)有國產(chǎn)設(shè)備中選擇能滿足礦井生產(chǎn)需要，安全、可靠和經(jīng)濟運轉(zhuǎn)的通風(fēng)設(shè)備。3、要遵循煤礦安全規(guī)程和煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范等技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定。2.1.2技術(shù)要求1、主要通風(fēng)機必須裝置兩個同等能力的通風(fēng)機（包括電動機），其中一個作備用。備用通風(fēng)機必須在10分鐘內(nèi)能夠開動。2、裝有主通風(fēng)機的出風(fēng)井口，還應(yīng)安裝防爆門，防爆門不得小于出風(fēng)井口的斷面積，并正對出風(fēng)井口的風(fēng)流方向。3、主通風(fēng)機必須裝有反風(fēng)設(shè)備，必須能在10分鐘內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方

16、向；當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常風(fēng)量的60。4、通風(fēng)系統(tǒng)中若某一分區(qū)風(fēng)路過長，主通風(fēng)機不能供給足夠風(fēng)量時，經(jīng)省（區(qū)）煤礦局批準(zhǔn)，可在井下安設(shè)輔助通風(fēng)機。5、在服務(wù)年限內(nèi)，不但要保證所必須的風(fēng)量，達到最大可能的工作效率和最經(jīng)濟的運轉(zhuǎn)方式，而且還要留有一定余量，即要求軸流式通風(fēng)機在最大設(shè)計負(fù)壓和風(fēng)量時，輪葉安裝角應(yīng)比允許范圍小5，最好能在1530范圍內(nèi)。6、應(yīng)滿足第一水平開采各個時期的負(fù)壓變化，并適當(dāng)照顧下一水平的通風(fēng)要求。7、在一個井筒中，應(yīng)盡量采用單一通風(fēng)機工作制，確有困難時，采用兩臺并聯(lián)。8、通風(fēng)機的工業(yè)利用區(qū)應(yīng)滿足通風(fēng)機的初期和末期的需要。2.1.3礦山通風(fēng)設(shè)備選型設(shè)

17、計的原始資料1、礦井年產(chǎn)量：300萬噸 2、礦井服務(wù)年限：100年3、電壓等級：6kv 4、礦井同時開采水平數(shù)：單水平開采5、井筒深度：330米 6、工業(yè)用電價格：0.52元7、通風(fēng)方式：中央抽出式 8、沼氣等級：低沼氣礦井9、最大礦井負(fù)壓：1303.8pa 10、最小礦井負(fù)壓：950pa11、礦井所需風(fēng)量：732.1.4設(shè)計任務(wù)及目的1、本次畢業(yè)設(shè)計，是學(xué)完流體機械課程后對我們所學(xué)知識的一次綜合性運用。2、通過設(shè)計可以鞏固和擴展學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生的分析能力、解決問題能力和獨立工作能力。并使學(xué)生在制作、編寫課目及繪圖等方面得到基本訓(xùn)練。2.2 礦井通風(fēng)設(shè)備的選型

18、計算2.2.1計算風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量和負(fù)壓1、風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量 （） (2-1) 式中： 通風(fēng)設(shè)備漏風(fēng)系數(shù)； 礦井不作提升用途 取:k=1.14（ k取1.11.15） 礦井所需風(fēng)量； ?。捍肷鲜街械茫?通風(fēng)機的全壓h按下式確定： mm (2-2) 式中 -礦井的通風(fēng)阻力， mm-礦井的通風(fēng)設(shè)備的阻力損失，一般為1020 mm-動壓損失-礦井自然通風(fēng)引起的壓差。根據(jù)該礦的實際情況，取=0（入，排風(fēng)井的井口高差甚微，可不考慮自然通風(fēng)的影響）， =20 mm,=15 mm，帶入以上公式得 最大全壓 mm 最小全壓 mm 2.2.2預(yù)選通風(fēng)機根據(jù)計算得和的值，再根據(jù)通風(fēng)機的技術(shù)資料，考慮到g4-

19、73-11型通風(fēng)機效率較高，確定選用g4-73-11型通風(fēng)機。其最佳工況點x的， 。最佳等積孔系數(shù)： (2-3) 礦井最小等積孔： (2-4) 最有利的葉輪外徑： (2-5) 故確定選用g4-73-11no28d。n=480rpm的離心式風(fēng)機。2.2.3確定風(fēng)機的運轉(zhuǎn)工況點通風(fēng)機的葉輪的切線速度u： (2-6) 流量系數(shù)： (2-7) 壓力系數(shù)： (2-8) 式中，-空氣的密度，為0.112 d-通風(fēng)機的葉輪直徑，m u-葉輪的線速度，m/s.礦井的等積孔系數(shù)： (2-9) 礦井網(wǎng)絡(luò)無因次特性曲線： (2-10) 用上面的二個公式在g4-73-11通風(fēng)機的無因次特性曲線上做兩條通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線

20、，其曲線與通風(fēng)機的特性曲線的的兩個交點就是兩個運轉(zhuǎn)的工況點。具體請見下表。 調(diào)節(jié)風(fēng)門開啟角度最小負(fù)壓時0.210.2785.11300.77最大負(fù)壓時0.220.3785.1165.380.88圖2-1 2k60no24型軸流通風(fēng)機性能曲線圖2.2.4電動機功率的計算最小負(fù)壓時 (2-11) 最大負(fù)壓時 式中，q-通風(fēng)機運轉(zhuǎn)時的風(fēng)量，m/s， h-通風(fēng)機運轉(zhuǎn)時的正負(fù)壓，mm， k-電動機的備用系數(shù)，一般采用1.15， -通風(fēng)機運轉(zhuǎn)點的效率，-機械傳動效率。通風(fēng)機選型計算結(jié)果 選型結(jié)果選型方式g4-73-11no28d離心式通風(fēng)機葉輪直徑（m）轉(zhuǎn)速（rpm）風(fēng)量全壓效率電動機效率n(kw)調(diào)節(jié)風(fēng)

21、門開啟角度用無因次特性曲線選擇風(fēng)機，用前導(dǎo)器調(diào)節(jié)風(fēng)量前期2.848085.113077165.29后期2.848085.1165.3888184.002.2.5經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)的計算1、年電耗量的計算： （） （2-12）式中： 通風(fēng)機軸功率； 通風(fēng)機最小軸功率； 電動機效率；?。?0.915 電網(wǎng)效率；?。簩?shù)值代入式2-12中得： （）2、噸煤通風(fēng)電耗量的計算： （） （2-13）式中： 礦井年產(chǎn)量；a=300萬噸/年代入式2-13中得： （）3、開采一噸煤消耗于通風(fēng)的費用： （元/噸） （2-14） 式中： 設(shè)備年折舊費；（元/y） =（設(shè)備及安裝總費） 折舊率 = （300000+3000

22、） 10% = 303000 0.1 = 30300 （元/y） 每年用于通風(fēng)設(shè)備的費用；（元/y） = 年電耗量 工業(yè)用電單價 = 2297991 0.52 = 1194955（元/y） 每年工資費；（元/y） = 在冊人數(shù) 工資單價 = 3.6 24000 = 86400 （元/y） 修理和材料消耗費；（元/y） 按設(shè)備費綜合的2.2%估算： = 30300 2 2.2%= 1333.2 （元/y）將以上各數(shù)值代入式2-14中得： （元/y） 即：每采一噸煤用于通風(fēng)的費用為0.438元。3 礦井壓氣設(shè)備的選型設(shè)計3.1 選型設(shè)計的基本原則和技術(shù)要求3.1.1基本原則1、必須保證在整個服務(wù)年

23、限內(nèi)，在用氣量最多、輸送距離最遠(yuǎn)的情況下，供給足夠數(shù)量和壓力的壓縮氣體，且運轉(zhuǎn)費用總和最少，即初期投資最少，運轉(zhuǎn)效率最高。2、必須遵循煤炭工業(yè)建設(shè)的方針政策，保證安全生產(chǎn)，保護環(huán)境，努力改善勞動條件，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。3、要盡量從現(xiàn)有國產(chǎn)設(shè)備中選擇其能夠符合煤礦生產(chǎn)需要、安全可靠和經(jīng)濟運轉(zhuǎn)的壓氣設(shè)備。4、要遵循煤礦安全規(guī)程和煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。3.1.2技術(shù)要求1、煤礦常用的空壓機，一般其排氣量在10100 m3/min，排氣壓力為6.867.84mpa，多為固定式。2、礦用空壓機以活塞式為主，通常一個壓氣站的空壓機總數(shù)不超過六臺，并應(yīng)盡量選同型號的，其備用量為計算供氣量的2050%

24、，但不少于一臺。3、空壓機拖動電機的選用：當(dāng)排氣量在20m3/min以下，要配用三相繞線式電動機，當(dāng)排氣量在40m3/min以上時，一般配用三相異步電動機。4、在輸氣距離不太長的條件下，一般活塞式空壓機的排氣壓力均可滿足礦用風(fēng)動機具用氣的要求。5、空壓機房的布置：機房內(nèi)機組通常是排成一縱列，機房面積應(yīng)安裝、檢修及抽出活塞的要求。6、空壓機與風(fēng)包之間應(yīng)裝帶油分離結(jié)構(gòu)的后冷卻器，如不裝后冷卻器，單機排氣量為40m3/min以下的空壓機，宜裝油水分離器。排氣量（m3/min）10204060100風(fēng)包中心與墻壁中心的距離（mm）200025003000350038007、貯氣罐（風(fēng)包）中心的距離如下

25、表所列：8、空壓機站內(nèi)的噪聲須符合現(xiàn)行企業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，不宜超過80分貝。9、吸氣管應(yīng)盡量減少拐彎，其長度一般不宜超過12米。10、空壓機的冷卻一般采用一路供水、冷卻水入口處的工作壓力不得大于1.96mpa，亦不宜小于0.686mpa。11、空壓機及后冷卻器的冷卻水水質(zhì)應(yīng)符合如下要求：1）懸浮物含量不宜大于100mg/l； 2）ph值不得小于6.5，不宜大于9；3）具有熱穩(wěn)定性。12、空壓機的風(fēng)包：如果在地面應(yīng)設(shè)置于室外，井下設(shè)在空氣流暢的地方，固定式空壓機和風(fēng)包應(yīng)分置。風(fēng)包上應(yīng)裝有動作可靠的安全閥和放水閥及檢查孔；罐內(nèi)的油垢需定期清除；新裝或檢修后的風(fēng)包應(yīng)做水壓試驗（15倍工作壓力）；風(fēng)包

26、出口管上應(yīng)加裝釋壓閥，其口徑不得小于出風(fēng)管的直徑。3.1.3選型設(shè)計的原始資料原始資料：礦井年產(chǎn)量：300萬噸 服務(wù)年限：100年 電壓等級： 礦井同時開采水平數(shù)：單水平開采 井筒深度： 工業(yè)用電價格：0.52元 距離2#巷道掘進面最遠(yuǎn)距離：3130m根據(jù)礦井實際情況，該礦最大用風(fēng)為1個錨網(wǎng)支護班，1個錨噴支護班，2個采煤工作面共同用風(fēng)，錨網(wǎng)支護班，錨噴支護班和采煤工作面風(fēng)動工具使用情況見下表表3-1錨網(wǎng)支護班風(fēng)動工具使用情況風(fēng)動工具型號工作壓（）耗氣量數(shù)量氣腿式鑿巖機76550.493.62腿持式鑿巖機yt-300.492.93風(fēng)鎬g-70.4914表3-2錨噴支護班風(fēng)動工具使用情況風(fēng)動工具

27、型號工作壓力耗氣量數(shù)量氣腿式鑿巖機76550.493.62手持式鑿巖機01-300.52.43風(fēng)鎬g-70.4914混凝土噴射機2hp-20.2945-101行星式氣動振動棒 trz2500.51.51風(fēng)動工具型號工作壓力耗氣數(shù)量（#1）數(shù)量（#2）數(shù)量（#3）風(fēng)鎬g-70.491444表3-3采煤工作面風(fēng)動工具使用情況1、井下各采區(qū)風(fēng)動機具的配置圖、每班使用的機具臺數(shù)、型號及規(guī)格如圖3-1所示3.2 礦井壓氣設(shè)備的選型設(shè)計供氣方案選擇地面集中供氣，這種布置方案優(yōu)點是：供電方便；空氣干燥；設(shè)備的布置，搬運，安裝，維護和管理都方便，冷卻水可循環(huán)使用3.2.1確定空壓機站需要的供氣量 （） （3-

28、1）式中： 沿管道全長的漏風(fēng)系數(shù)； （查表：當(dāng)管道總長度大于2000m時=1.2） 機械磨損耗氣量增加系數(shù)；取： 海拔高度修正系數(shù)； 同類型風(fēng)動機具的臺數(shù)；， 空氣消耗量 同時使用系數(shù)；將其代入式子3-1得 3.2.2確定空壓機型式和臺數(shù)依據(jù)計算所得 和風(fēng)動工具所需壓力0.5mpa=再加上壓氣管道的損失壓力，一般不超過，即壓氣站的輸出壓力為 。據(jù)此選擇空氣壓氣機型號和臺數(shù)。 選取4臺5l40/8型活塞式空壓機。額定排氣量 ，額定工作壓力(式中) ，其中3臺工作，一臺備用。，故所選空壓機符合規(guī)定。3.2.3選擇各段管道直徑依據(jù)圖3-1，求得各管段通過的空氣量及確定選擇計算管長，再查壓氣管徑選擇表

29、，即可選出標(biāo)準(zhǔn)鋼管直徑。結(jié)果見下表（3-2）：管 段代 號實際長度壓氣量計算管徑標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格壓力損失1-29004400.13102-310004400.14603-41100501410.02863-59004400.01313-6900581520.02336-7330107.412070.00576-8900581470.02428-99004400.13108-101000501410.028610-111000501410.02863.2.4校驗空壓機的排氣壓力由表可看出7-6-3-2-1的管路其空氣壓力損失最大，將是： （3-3） 這樣就需要空壓機出口的最小壓力應(yīng)為： =（4.9+

30、0.3060+1）100=620.6kpa由此可知：所選5l40/8型空壓機的額定排氣壓力，故滿足了要求。后期隨著工作面的推移，2-1段的長度逐漸減小，該壓氣機仍可以滿足要求，各管徑不變均可。3.2.5選擇電動機和電控設(shè)備拖動空壓機的電動機，通常由制造廠家成套供應(yīng)，無需另選。電控設(shè)備科依據(jù)電動機的型式和容量選用合適的啟動和控制設(shè)備。3.2.6選擇冷卻設(shè)備礦山壓縮空氣站通常采用封閉式冷卻系統(tǒng)，由水泵、水管和冷卻水構(gòu)筑物組成（冷卻水構(gòu)筑物由水暖專業(yè)部門設(shè)計完成）。1、 冷卻水泵必須的排水量計算：壓氣站一般設(shè)置兩臺水泵。一臺用來排送冷水進入空壓機的水套、中間冷卻器及后冷卻器；一臺排送從空壓機出來的熱

31、水進入冷卻水塔。冷卻水泵必須的排水量按下式計算： （） （3-4）式中： 同時工作的空壓機臺數(shù)； 空壓機的額定排氣量;q-冷卻空氣所需的水量。q取3.54.5將數(shù)據(jù)代入式3-4中得： （）2、水泵所需揚程的計算：1）冷水泵的揚程： （） （3-5）2）熱水泵的揚程： （） （3-6）兩式中： 水泵的吸水高度；?。?、 冷（熱）水泵排水高度；?。?空壓機本身冷卻系統(tǒng)的阻力損失；?。?（取1.53） 噴嘴的工作水頭；?。?供水管路的阻力損失；?。?將以上各數(shù)據(jù)代入式3-5、3-6得： 3、選擇冷卻水泵型式：根據(jù)以上計算所得及較大的值：，選三臺3ba-6a型水泵，其技術(shù)參數(shù)為： ； ； ； ；（電機

32、功率） %； （葉輪直徑）4、 選擇冷卻水管：冷卻水管直徑按下式計算： （m） （3-7）式中： 管內(nèi)水流速度； 供水管?。海?.52） 回水管?。?吸水管?。簩?shù)值代入式3-7中得： 吸水管徑： （） 取標(biāo)準(zhǔn)管： 供水管徑：（） 取標(biāo)準(zhǔn)管： 回水管徑： （） 取標(biāo)準(zhǔn)管：3.2.7空壓機冷卻系統(tǒng)（如下圖） 空壓機冷卻水的冷卻方式采用循環(huán)系統(tǒng)，如上圖，由空壓機回水管來的熱水流進熱水池，而后用泵把熱水排進水管，經(jīng)噴嘴噴射成細(xì)小的水滴，使水降溫，而后落入冷水池。然后再用泵把冷水打進空壓機的總進水管進入冷卻器。其中泵是備用的，可替換其他倆泵而工作。3.2.8經(jīng)濟概算1、空氣壓縮機的軸功率和壓縮空氣站電

33、耗量的計算：1）兩級空壓機每壓縮1空氣的理論功為： 所以 2）空壓機的理論功率為：空氣壓縮機的軸功率為：一臺壓縮機的年電耗量為： （3-8）其中 ，b取300天，t去21小時，將以上各值代入（3-8）得3）冷卻水泵的年電耗量： （） （3-9） 式中： 同時工作水泵臺數(shù)；取 水泵軸功率； kw 工作小時數(shù)；取 h 工作天數(shù)；取 天 電動機效率； 取 將數(shù)值代入式3-9中得： 則：總年耗電量為： 2、噸煤電耗量的計算： （） （3-10）式中： 噸煤電耗量； 礦井年產(chǎn)量；300萬噸/y 將數(shù)值代入式3-10中得： 3、每采一噸煤用于壓氣的費用計算： （元/t） （3-11）式中： 設(shè)備的年折舊費

34、； =（設(shè)備及安裝總費） 折舊費 元/y 設(shè)備的年度電費； = 年電耗量 工業(yè)用電單價 元/y 每年工資費； = 在冊人數(shù) 工資單價 （元/y） 設(shè)備維修和材料費；（按兩臺設(shè)備費總和的2.2%估算） （元/y）將以上各數(shù)值代入式3-11中得： （元/t） 即每采一噸煤用于壓氣的費用為0.30元。4、壓縮1m3空氣所需電費的計算： （元/m3） （3-12）式中： 供氣量； 工作時間；取t=21h 工作天數(shù)；取天將數(shù)值代入式3-12中得： 元/m34 礦山排水設(shè)備的選型設(shè)計 4.1選型設(shè)計的基本原則及技術(shù)規(guī)定4.1.1基本原則礦井排水設(shè)備的選型設(shè)計是否經(jīng)濟合理，對煤礦的基建投資、經(jīng)濟效益和安全生

35、產(chǎn)有著直接的影響。選型設(shè)計時應(yīng)遵循下列原則：1、 要盡量從現(xiàn)有國產(chǎn)設(shè)備中選擇能夠在礦井條件下安全可靠而經(jīng)濟地工作的排水設(shè)備。2、 要遵循煤礦安全規(guī)程和煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范等技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定。3、 對可供選擇的排水系統(tǒng)，需經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟方案的比較后再加以確定。4.1.2技術(shù)要求1、主要排水設(shè)備的水泵，必須有工作、備用和檢修的水泵。其中工作水泵的能力應(yīng)能在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量；備用泵的能力應(yīng)不小于工作泵能力的70%，并且工作和備用泵的總能力應(yīng)能在20小時內(nèi)排出礦井24小時的最大涌水量；檢修泵的能力應(yīng)不小于工作泵能力的25%。2、水文地質(zhì)復(fù)雜的礦井，可根據(jù)具體情況在泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)

36、量或加設(shè)水泵的地方。3、主要排水設(shè)備的水管，必須有工作和備用的水管。其中工作水管的能力應(yīng)配合工作泵在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量。工作和備用水管的總能力應(yīng)能配合工作和備用泵在20小時內(nèi)排出礦井24小時的最大涌水量。4、主排水設(shè)備的配電設(shè)備，應(yīng)同工作、備用和檢修水泵相適應(yīng)，并能同時開動工作和備用水泵。5、主要水泵房至少有兩個出口，一個用斜巷通到井筒，這個出口應(yīng)高出泵房地面7米以上；另一個通到井地車廠，這個出口的通路內(nèi)應(yīng)設(shè)置容易關(guān)閉的、既能防水又能防火的密封門。6、主要水倉必須有主倉和付倉，當(dāng)一個水倉清理時，另一個水倉能正式使用。7、新建礦井或生產(chǎn)礦井的心水平，正常涌水量在1000米3/

37、時及其以下的，主要水倉的有效容量應(yīng)能容納8小時的正常涌水量；正常涌水量大于1000米3/時的礦井，主要水倉有效容量可按下式計算： m3式中： 礦井正常涌水量 （m3/h）但主要水倉的總有效容量不得小于4小時的礦井正常涌水量。采區(qū)水倉的有效容量應(yīng)能容納4小時的采區(qū)正常涌水量。8、礦井最大涌水量同正常涌水量相差特別大的礦井，對水倉容量應(yīng)編制專門設(shè)計，報礦務(wù)局總工批準(zhǔn)。9、水倉進口處應(yīng)設(shè)置篦子，對水砂充填、水力采煤和其它涌水中帶有大量雜質(zhì)的礦井，還應(yīng)設(shè)置沉淀池。10、對井下各水平中央變（配）電所和主排水泵房的供電線路，不得少于兩回路，當(dāng)任一回路停止供電時，其余回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷的供電。主排水設(shè)備的

38、供電線路來自各的變壓器和母線段，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷。11、井下各級配電壓和各種電器設(shè)備的額定電壓等級應(yīng)符合下列要求：1）高壓：不應(yīng)超過7000v 2）低壓：不應(yīng)超過1140v3）照明、手提式電氣設(shè)備和電話、信號裝置的額定供電電壓，都不得超過127v。4）遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓不應(yīng)超過36v。5）井下主要水泵房的電話應(yīng)同地面中央交換臺或礦井調(diào)度室直接聯(lián)系。4.1.3選型設(shè)計的原始資料1、礦井年產(chǎn)量：300萬噸 服務(wù)年限：100年 電壓等級： 礦井同時開采水平數(shù)：單水平開采 井筒深度： 工業(yè)用電價格：0.52元礦井排水設(shè)備選型設(shè)計原始資料：1、 礦井正常涌水量：290m3/h、時間295天2

39、、 最大涌水量：520m3/h、時間70天3、 礦水理化性質(zhì)：中性、 kg/m3 4.2 礦井排水設(shè)備的選型計算4.2.1選擇排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)有倆種：1）直接排水2）分段排水本礦井是單水平開采，應(yīng)采用直接排水系統(tǒng)，特點：直接排水系統(tǒng)的水平和泵房數(shù)量少，系統(tǒng)簡單可靠，基建投資和運行費用少，維護工作量減少一半以上，需用的人員也少，采用直接排水系統(tǒng)經(jīng)濟可靠。4.2.2水泵的初選1、正常涌水量時水泵必須的排水能力： （） （4-1）式中： 礦井正常涌水量；290將數(shù)值代入式4-1中得： 2、最大涌水量時必需的排水能力： （） （4-2）式中： 礦井最大涌水量；450將數(shù)值代入式4-2中得： 3、水泵必

40、須揚程的估算： （4-3）式中： 測地高度，=井筒深度+井底車場到最低吸水面標(biāo)高的距離+井口處水管超出量=330+4+1=335m. 井筒的傾角，豎井4、水泵型號及臺數(shù)的選擇根據(jù)所計算出的值和，并考慮值，選ds450型水泵。其技術(shù)參數(shù)如下： 流量： ；揚程： 。工作臺數(shù)的確定：， 取：；備用水泵臺數(shù)的確定：和 ， 取檢修泵臺數(shù)： ， ?。汗策x3臺水泵，1臺工作水泵，1臺備用水泵，1臺檢修水泵.所需水泵的揚程級數(shù)。 綜上所述，預(yù)選ds450-1004水泵3臺。4.2.3管路的選擇計算1、管路趟數(shù)及泵房內(nèi)管路的布置形式根據(jù)泵的總臺數(shù)，選用典型的3泵2趟管路系統(tǒng)，1條管路工作，一條管路備用。正常涌水時，工作泵向工作管路供水，最大涌水期時，再啟用備用泵，備用泵向備用管路供水。兩條管路兩臺水泵獨立工作。這樣就減少了并聯(lián)的時能量的損失。2、管徑的材料 由于井深330m遠(yuǎn)大于200m，確定采用無縫鋼管。3、管材的選擇及管徑的計算排水管徑的計算： （） （4-4）式中： 水泵額定流量； 排水