地下開采設(shè)計(jì)綜述

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1、遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 4.6 礦井通風(fēng)與防塵 4.6.2 風(fēng)量及負(fù)壓計(jì)算 1、礦井需風(fēng)量計(jì)算 （1）按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算 3 4m／min最多下井人數(shù) （2）按排塵風(fēng)速計(jì)算 A、回采工作面需風(fēng)量（ Qh）計(jì)算 Qh=VBH 回采需風(fēng)量 =巷道排塵風(fēng)速巷道平均寬度巷道平均高度 式中： V ——巷道型采場的排塵風(fēng)速， m/s； B——巷道型采場的平均寬度， m； H——巷道型采場的平均高度， m； B、掘進(jìn)工作面需風(fēng)量（ Qj）計(jì)算 Qh=VS Qh=掘進(jìn)排

2、塵風(fēng)速掘進(jìn)斷面面積 式中： V ——掘進(jìn)工作面的排塵風(fēng)速， m/s； 2 S——掘進(jìn)工作面的斷面面積， m； (3) 按柴油設(shè)備運(yùn)行功率計(jì)算風(fēng)量井下無柴油設(shè)備。 （ 5）風(fēng)量計(jì)算結(jié)果 采區(qū)總需風(fēng)量及風(fēng)量分配見下表。 表 4-3 采區(qū)總需風(fēng)量及風(fēng)量分配表 序 作業(yè)項(xiàng) 數(shù) 需風(fēng)量 小 計(jì) （m3/s ） 備注 號 目 量 (m3/s) 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 1 回采采 1 2.64 2.64 場

3、 2 采準(zhǔn)切 1 1.26 1.26 割 3 硐室風(fēng) 1 2.0 2.0 量 4 內(nèi)外部 2.3 30% 漏風(fēng) 5 總計(jì) 8.2 2、風(fēng)壓計(jì)算 礦井總壓差是指空氣流從進(jìn)風(fēng)口經(jīng)過礦井所屬的井巷工程到出風(fēng)口 所發(fā)生的能量損失，在數(shù)值上等于摩擦阻力與局部阻力之和。其中摩擦 阻力的計(jì)算公式如下： 2 3 2 h′＝ αPLQ/S ＝RQ h′＝ 摩擦阻力系數(shù) 斷面周

4、長 計(jì)算長度 風(fēng)量 斷面面積 式中， α—摩擦阻力系數(shù)， kgS2/m4； P —井巷工程的斷面周長， m； L —井巷工程的計(jì)算長度， m； 3 Q—通過井巷工程的風(fēng)量， （m/s ） 3 S—井巷工程的斷面面積， m； 局部阻力計(jì)算公式為： 局部阻力 = h ′ 20% 局部阻力 = 摩擦阻力 20% 4-4 通風(fēng)最困難時(shí)期礦井負(fù)壓計(jì)算表 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 巷 順 阻 巷 巷 井 風(fēng)

5、道 風(fēng) 巷道名 支 力系 道周 道斷 巷長 負(fù) 序 量 速 稱 護(hù) 數(shù) 長 面 度 壓 號 （Q） (m/s ） （a） （p） （s） (L) （ Pa） 1 主井 混 0 1 1 5 8 0. 0. 2 石門、 不 0 7 4 2 8 17 1. 3 天井、 不 0 8 4 5 3 1. 0. 4 采場 不 0 1 6 4 3 1. 0. 5 回風(fēng)巷

6、 不 0 7 4 2 8 20 1. 小計(jì) 41 局阻（ 20％） 8. 裝置阻力 15 自然風(fēng)壓 10 合計(jì) 21 3、風(fēng)機(jī)選型 3 基本參數(shù)： Qmax=8.2m /s （最大需風(fēng)量），H=210.21Pa（負(fù)壓合計(jì)） 通風(fēng)機(jī)參數(shù)： 風(fēng)量： 6.2--13.5m 風(fēng)壓： 136--227Pa 功率： 11kw ；  3/s ； ； 主扇通過反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)礦井反風(fēng)。 4.7 礦山運(yùn)輸與提

7、升 4.7.1 井下運(yùn)輸設(shè)備 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)井下年運(yùn)量為：礦石 3.0 萬 t/a 、廢石 0.3 萬 t/a ，最大運(yùn)距 220m，平均運(yùn)距 140m。礦石松散體重 2.0t/m 3、廢石松散體重 1.8t/m 3 。工作制度： 300d/a 、2 班/d 、8h/ 班。采用 0.3m3膠輪手推車運(yùn)輸。 一、礦車的選擇 1、班設(shè)計(jì)生產(chǎn)率 AS=CAb=1.2 ( 礦石產(chǎn)量 +廢石產(chǎn)量 ) ( 工作天數(shù)倒班數(shù) )=66t （每 天每班需要生產(chǎn)的礦石） 2、運(yùn)距取為 平均運(yùn)輸距離 3、線

8、路坡度取為 3‰ 4、手推車容積 0.3m3 實(shí)際載重：礦石：0.9 0.3（礦車容量） 2（礦石松散體重 )=0.54( 實(shí)際載重 ) 廢石 : 0.9 0.3（礦車容量） 1.8（廢石松散體重） =0.49 （實(shí)際載重 ) 二、人員及車輛配備 1、每班需完成車次 n=66（每天每班需要生產(chǎn)的礦石）  0.54 （礦車容量）  =122.2  次， 取 123 次。 2、人推車往返一次所需時(shí)間 ( 取人行速度 3.6km/h) t=(2 140) (3. 010003600

9、)=337S=5.6min ≈6 min t= （2平均運(yùn)輸距離）（人行速度） 3、每人每班可完成的次數(shù) ( 按每班實(shí)際工作 6h) 6606.0=60 次 工作時(shí)間每次完成需要時(shí)間 4、每班需 3 人推車，共需 20 輛礦車。 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 4.7.2 提升設(shè)備 4.7.2.1 主井提升設(shè)備 一、設(shè)計(jì)依據(jù) (1) 主井井口標(biāo)高 +254m，井下裝載標(biāo)高 200m，提升高度 53.958m，計(jì)算井架高度 20m，鋼絲繩最大懸垂高度 74.0m。 (2) 提升容器： 1#罐

10、籠配平衡錘（平衡錘質(zhì)量 1000kg）。罐籠最大外形尺寸：1300980mm，自重 1150kg，最大載重 1200kg；手推車自重 150kg， 有效載重 540kg； (3) 提升時(shí)間：年生產(chǎn) 300天，每天 2班， 6h/ 班。 (4) 提升量： 3.3 104 t/ 年。 (5) 罐道：鋼絲繩罐道，規(guī)格 28mm，螺旋拉緊，拉緊力 1.0t 。 (6) 防墜器： GS型 二、選型計(jì)算 ( 一) 鋼絲繩選擇計(jì)算 繩端載荷： 提貨時(shí)： Q d =2350kg（自重 +最大載重） ‘ 提人時(shí)： Q d 2 =Qg+

11、Q =1150+675=1600kg（自重 +人重） 鋼絲繩懸垂長度 ：H0=H+Hj=53.96+20=73.96m≈74.0m 鋼絲繩懸垂長度： 提升高度 +井架高度 式中：井架高度 Hj =20m (1) 提升速度 V =0.5 H （0.5 提升高度） =3.67m/s max 式中： H—提升高度， 54 m。 根據(jù)《金屬非金屬礦礦山安全規(guī)程》主井最高允許提升速度 3.67m/s 。 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) (2) 提升鋼絲繩選擇計(jì)算 ① 每米鋼絲繩質(zhì)量

12、 Ps Q Q z = 2350 kg/m B 0.989 11 H o 11 1670 m a 74 7.5 鋼絲繩質(zhì)量 = 需要提升的所有重物質(zhì)量 {11 ( 鋼絲繩抗拉強(qiáng)度安 全系數(shù))- 大懸垂高度 } 式中： Ps— 鋼絲繩每米質(zhì)量， kg/m； σ—鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度， 1670（Pa）； Qd—鋼絲繩終端懸掛質(zhì)量， 2350kg； Qg—容器質(zhì)量 1150 kg Q—有效裝載量 690kg H0—鋼絲繩最大懸垂長度 74m

13、 m—鋼絲繩安全系數(shù)，取 7.5 。 ② 選擇鋼絲繩 依據(jù) GB8918-2006標(biāo)準(zhǔn) 主提升鋼絲繩選用 619S+FC鋼絲繩。 鋼絲繩的安全技術(shù)參數(shù)： 繩直徑 φ20mm； 最大鋼絲直徑： 1.0mm 每米質(zhì)量 1.44kg/m ； 鋼絲公稱抗拉強(qiáng)度 1670Mpa； 鋼絲繩最小破斷拉力總和 267080N。 ③ 安全系數(shù)驗(yàn)算 提升貨物時(shí)安全系數(shù)： 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) m Q p 267080 11.08 7.5 ( Qd PS H

14、0 ) g (2350 1.44 74) g （符合規(guī)定） 提升人員時(shí)安全系數(shù)： ( 按一次準(zhǔn)乘 6人計(jì)算 ) m Qp 267080 (Qg 6Qren PS H 0 ) g 15.95 9 (1150 6 75 1.44 74)g （符合規(guī)定） m —鋼絲繩實(shí)際安全系數(shù) Qp—鋼絲繩破斷拉力總和， N g —重力加速度其余同前 ④ 最大靜張力 F0 最大靜張力 F0=（Q+ Qr+PSH0）g =(1200+1150+1.44 74) 9.81 =24.10kN

15、 式中 F0—鋼絲繩最大靜張力， kN Q —一次提升量， kg Q r —罐籠質(zhì)量， kg 其余同前。 ⑤最大靜張力差 F j =(Qr +Q+PSH0- Q c) g =(2350+1.44 74-1000 ) 9.81 =14.29kN 式中： Fj —鋼絲繩最大靜張力差， kN Q —一次提升量， kg Q r —罐籠質(zhì)量， kg Q c —平衡錘質(zhì)量， kg 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 其余同前。 （二）提升機(jī)的選擇 現(xiàn)有 2JTP-1.6 0.9/31.5 型礦井提升機(jī)，

16、其技術(shù)參數(shù)為： Dg=1.6m， B=0.9m；Fce（最大靜張力 ）=44＞F0；Fje （ 最大靜張力差 ）=30＞Fj ；i=31.5 ； Vmax=2.6m/s 。 鋼絲繩在滾筒上的纏繞寬度： Bˊ=［(Ht （提升高度） +Lm)/ πDg+3］(d （鋼絲繩直徑） +ε（鋼絲繩間隙）］ =［(53.96 +30) （ 1.6 3.14 ） +3］(20+2) =0.434m 即鋼絲繩在滾筒上為單層纏繞。 （三）天輪直徑： 取天輪直徑為 1600mm。 （四）電動機(jī)預(yù)選 Ns= k Fj（最大破斷拉

17、力）V max（給定提升機(jī)的最大提升速度） /(1000 η)(kW) =(1.2 142902.6 )/(1000 0.85) =52.45kw 校核轉(zhuǎn)速： nd=(60 Vmaxi)/( πDg) =(60 2.6 31.5)/(1.6 π) =978rpm 提升機(jī)配套電機(jī)參數(shù)為： 電機(jī)型號： YR280M-8 電壓： V=380V 額定功率： Ne=115kw 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 額定轉(zhuǎn)數(shù)： nd=972rpm （五）提升機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度： Vm

18、ax（實(shí)際最大提升速度） =( πDgnd)/(60i) =(3.14 1.6 972)/(60 31.5) =2.30m/s （六）卷筒直徑與鋼絲繩直徑及鋼絲直徑之比： 卷筒直徑與鋼絲繩直徑之比： 1600/20=80 卷筒直徑與鋼絲直徑之比： 1600/1.0=1600>1200 通過計(jì)算能滿足豎井提升要求，主井詳細(xì)參數(shù)和計(jì)算見表 4-11 表 4-5 主井提升詳細(xì)參數(shù)和計(jì)算 序 項(xiàng)目 單位 參數(shù)及計(jì) 備注 1 提升高度 m 53.96 2 提升容器 kg 1150 1#單層罐 3 一

19、次提升礦車 輛 1 0.3m3 膠 4 有效載重 kg 1200kg 5 鋼絲繩 6 Ф20mm， 6 最大靜張力 KN 24.10 7 最大靜張力差 KN 14.29 8 提升機(jī)型號 2JTP1.60.9-20 9 最大提升速度 m/s 2.3 10 提升電機(jī) YR280M-8 功率 75KW （七）卷筒中心與天輪中心的相對位置 1、井架高度的確定 Hja =H（g提升裝置高度） +Hgj（過卷高度）+ 1 D（t

20、卷筒直徑） =5+4+1 1.6 4 4 =9.4m 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 現(xiàn)用井架實(shí)際高度為 20m，滿足要求。 2、卷筒中心至井筒提升中心線的水平距離 bmin≥0.6H ja +3.5+Dj =0.6 20+3.5+1.6=17.1m 最小寬度≥ 0.6 井架高度 +3.5+ 卷筒直徑 取 b=25m 3、鋼絲繩弦長 LXI (b DT ) 2 ( H Ja c) 2 (25 0.8)2 (20 0)2 31.3m 2 弦長 = （井

21、距 - 卷筒半徑） +（井架高度 ）2 4、鋼絲繩偏角 s e 1.1 0.054 B 0.9 t g 1 2 2 0.013 LXI 31.3 α =0.78○ <1.5 ○ 5、提升系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué) （1）加速度與減速度的確定 按照規(guī)程規(guī)定取 a ＝a ＝0.5 ｍ /s 2 1 3 （2）加速與減速運(yùn)行時(shí)間 t 1＝t 3＝Vｍ ax/a 1＝2.3 （實(shí)際最大提升速度） /0.5 ＝4.6s （3）加速與減速運(yùn)行距離 h1= h

22、 3=Vt1（實(shí)際最大提升速度運(yùn)行時(shí)間） /2=2.3 4.6/2=5.29 ｍ （4）等速運(yùn)行距離 h2=H-(h 1+h3) （提升高度 - 加減速運(yùn)行高度） =54-（5.29+5.29 ）=43.42m 等速運(yùn)行時(shí)間 t 2＝h2/V ｍax （等速運(yùn)行距離 / 運(yùn)行速度）＝ 43.42/2.3 ＝18.87s (5) 一次提升的運(yùn)行時(shí)間 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) T1＝t 1+t 2+t 3 （加速 +減速 +勻速）＝28.07s (6) 一次提升的全時(shí)間 T＝2(T 1+θ) （

23、T1+裝卸載時(shí)間 ）＝ 2(28.07+30) ＝ 116.14s 6、提升能力 （1）年實(shí)際提升能力 A 年產(chǎn)量 =(3600br 年工作日 t每天提升小時(shí)數(shù)  Q)/(C  提升能力富裕系數(shù)  Tg  一次全提升的時(shí)間  ) =(3600300 120.54)/(1.2  116.14) =50215(t/  年) （2）小時(shí)的最大提升能力 Ah＝3600Q/Tg 一次全提升的時(shí)間＝ 36000.54/116.14＝16.74t

24、/h 經(jīng)計(jì)算，提升能力符合要求。 4.8 排水設(shè)備與供水 根據(jù)礦山提供的水文地質(zhì)資料結(jié)合實(shí)際揭露的涌水量情況，確定其水 文條件為簡單型，地下水來源主要為大氣降水。按正常涌水量為 3 ， 10m/h 3 最大涌水量為 15m/h 設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)。生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際涌水 量，及時(shí)調(diào)整排水設(shè)施，確保生產(chǎn)安全。 4.8.1 排水設(shè)備選擇 4.8.1.1 按排水高度和正常涌水量初選水泵 ⑴確定排水設(shè)備揚(yáng)程 H′=KHp 揚(yáng)程損失系數(shù)排水高度、就取井高  =1.1 54=59.4m 損失

25、系數(shù)豎井（  1.08-1.1  之間井深取大井淺取小） （斜井  1.1-1.25 之間傾角大取小值） ⑵確定排水設(shè)備所必須的排水能力 Q2b（礦井正常涌水量） 240m3 3 / h Q′= 12m 20 20h 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)選用 D12-253 型水泵，其技術(shù)參數(shù)為：功率 7.5kw ，轉(zhuǎn)數(shù) 2950r/min ，流量為 12.5m3/h ，揚(yáng)程 75m，滿足規(guī)程規(guī)定的排水要求。 4.8.1.2 水泵臺數(shù)和使用情

26、況 水泵房內(nèi)共設(shè)置同型號水泵 3 臺。工作水泵在 20h 內(nèi)能排出一晝夜的 正常涌水量；除檢修泵外，工作泵和備用泵同時(shí)工作在 20h 內(nèi)能排出一 晝夜的最大涌水量。 4.8.1.3 排水管選擇 1、計(jì)算內(nèi)徑： dn排水管所需直徑  4n泵臺數(shù) Q一臺水泵的流量 3600 Vj 排水管中的經(jīng)濟(jì)流速（ 1.2~2.2之間） 式中： n——向排水管中輸送的水泵臺數(shù)； Q ——水泵流量， Q＝12.5m3 /h ； V j ——排水管中的經(jīng)濟(jì)流速，取 Vj ＝2m/s。 所以： 1

27、 4nQ 2 1 12.5 4 dn 3600 3.14 2 3600 Vj  1 2 0.047m 47mm 2、計(jì)算壁厚： x許用應(yīng)力 0.4Pd管道最低點(diǎn)壓力 1a f 腐蝕附加厚度 壁厚＝0.5dn 1.3Pd x 式中： ——鋼管壁厚， mm； x ——許用應(yīng)力，取 100MPa； Pd——管道最低點(diǎn)壓力，取 1MPa； af ——考慮管道腐蝕及管道制造誤差的附加厚度，取 2mm。 所以： 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地

28、下開采初步設(shè)計(jì) ＝ x 0.4Pd ＋ 1－ ＋ 1 af 0.5 50 100 0.4 2 2.28mm 0.5dn 1.3Pd － 1 x 100 1.3 1 3、選標(biāo)準(zhǔn)管： 選 YB231-70無縫鋼管外徑： d=83mm 壁厚： δ=4.0mm＞2.28mm， 內(nèi)徑： dn=75mm＞47mm 鋼管每米質(zhì)量： 8.38kg/m 。 4、排水管中實(shí)際流速 4Q一臺水泵的流量 Vp排水管水流速度 = 2 = 3600（dn根據(jù)計(jì)算選出的標(biāo)準(zhǔn)直徑）

29、  4 12.5 2 =0.69m/s 3600（0.08） 5、條數(shù) 敷設(shè)排水管路兩條，一條工作，一條備用。 4.8.1.4 吸水管選擇 1、直徑選擇 吸水管直徑一般比水泵出口直徑大 25—50mm， dx 吸水管直徑計(jì)算值 ＝dn 水泵出口直徑 +(25 ～50) ＝75+(25～ 50) ＝100～125mm 選 YB231-70 無縫鋼管外徑 dx=108mm 壁厚 δx=4.0mm 內(nèi)徑 dnx =100mm 每米質(zhì)量 10.26kg/m 2、吸水管中的水流速度 v x吸水管水流速度 4 Q 一

30、臺水泵的流量 4 12.5 0.442 m / s 3600d n根據(jù)計(jì)算選出的標(biāo)準(zhǔn)直徑 2 3600 0.1 2 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 4.8.1.5 計(jì)算結(jié)果 排水管中水流速度為 0.69m/s ；吸收管中水流速度 0.442m/s ；管道中 的揚(yáng)程損失經(jīng)初步測算，取 10m。 4.8.1.6 水泵所需總揚(yáng)程 Hz=Hp 排 水 高 度 +K 考 慮 淤 泥導(dǎo) 致 的 阻 力 系 數(shù) （ hx 吸 水 管 揚(yáng) 程 損 失 系 數(shù) +hp 排 水 管 揚(yáng) 程 損失

31、系 數(shù) ） =54+1.7 10=71m<100m 4.8.1.7 排水管路 沿主井井筒敷設(shè)兩條排水管 , 并用閘閥將它們互相連接 , 使任一臺泵 可通過任一條排水管排水。 4.8.1.8 確定排水泵電機(jī) 選用 Y280S-2，其技術(shù)參數(shù)： 其技術(shù)參數(shù)：功率： 7.5kw；電壓： 380v；轉(zhuǎn)速： 2950 轉(zhuǎn)/ 分。 4.8.1.9 排水泵房 1、泵房長度： 考慮三臺泵，其間留有一定安全空隙，端部留有一定空間，選取泵房 長度為 20m。 2、泵房寬度： Bbf ＝bjc 水泵基礎(chǔ)寬度 +bgc 軌

32、道側(cè)凈寬 +bjq 吸水井凈寬 式中： bjc —水泵基礎(chǔ)寬度 b jc ＝1.0m bgc —軌道側(cè)凈寬 b gc＝1.2m b —吸水井凈寬 b jq ＝0.8m jq 所以： Bbf ＝1.0+1.2+0.8 ＝3m 3、泵房高度： 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 由于泵輕，用起吊梁，手動 5t 葫蘆起吊。 H＝h1+h2+h3+h4+h5 式中： H 是起重梁軌面至地坪的總高度， h1 是起重機(jī)規(guī)面至地坪的高度，h2 是起重繩的垂直長度， h3 是水泵機(jī)組的高度，

33、 h4 是機(jī)組吊離基礎(chǔ)面的高度， h5 是機(jī)組基礎(chǔ)面至泵房地坪的高度。 根據(jù)手冊推薦及經(jīng)驗(yàn)， 它們分別取 0.5 ；1.5 ；1.0 ；0.3 ；0.3 。所以 H=0.5+1.5+1.0+0.3+0.3=3.6 m 。 計(jì)算結(jié)果如下： 泵房長： 20m； 泵房寬： 3m； 泵房高： 3.6m； 2 泵房斷面積取： 9m。 4.8.2 供水設(shè)施 4.8.2.1 用水量 3 a）鑿巖機(jī)防塵清洗用水估計(jì) 5m/h 3 b）防火用水： 72m/h 4.8.2.2 供水壓力 a）防塵用水壓力不低于 0.25Mpa

34、 b）防火用水壓力不低于  0.4Mpa c）噴霧器用水壓力不低于  0.4 ～0.5Mpa d）鑿巖機(jī)用水壓力  :YT-23  0.29 ～0.4Mpa 4.8.2.3 地面供水池容量 3 3 3 Q＝5m/h 8h+50 m /h 3h＝ 190m 取其容量為  3 260m，并保證水池中任何時(shí)候都儲有  3 200m以上的水。 4.8.2.4 供水管選擇 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 選 YB231-70

35、 無縫鋼管 外徑 dx=58mm 壁厚 δx =4mm 內(nèi)徑 dnx=50mm 每米質(zhì)量 5.52kg/m 4.9 壓氣設(shè)備 礦井使用的風(fēng)動設(shè)備為 YT-23 型鑿巖機(jī)，單臺耗氣量為 3.3m3/min ； YSP45向上式鑿巖機(jī)，單臺耗氣量為 5m3/min 。 按最大同時(shí)使用 2 臺 YT-23 風(fēng)動鑿巖機(jī)和 1 臺 YSP45向上式鑿巖機(jī)計(jì) 算全礦耗氣量。 表 4-6 壓氣設(shè)備用風(fēng) 設(shè)備名稱 工作 總臺數(shù) 單臺耗

36、風(fēng)量 總耗風(fēng)量 備注 臺數(shù) 3 3 （m/min ） （m/min ） YT-23 1 2 3.3 6.6 YSP-45 1 1 5 5 4.9.1 全礦最大耗氣量 n Q全礦最大耗氣量 =1.05KG 高原修正系數(shù) KL 管網(wǎng)漏氣系數(shù) KX 吸氣管引起的能力下降系數(shù) KT 氣動同時(shí)工作系數(shù) K m ni i 1 =1.05 1.01 1.1 1.01 0.94 1.15 11.

37、6 =14.77m3/min 4.9.2 壓氣設(shè)備選擇 依據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，現(xiàn)有 G132SF-8 螺桿式空壓機(jī) 1 臺，排氣量 3 ，排氣壓力 0.8MPa，電壓為 380V，功率為 132kw。 23m/min 4.9.3 供氣管道選擇 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 1．管道內(nèi)徑計(jì)算 ( 管內(nèi)壓氣流速為 V=8m/s) 式中 Q—壓氣耗量按 3 計(jì)算，則 Q=23m/min Dn =20 Q管內(nèi)自由空氣流量 =20 Q 95.91mm 2．選

38、管道 選取無縫鋼管 (YB231-64) 外徑： d=115mm 壁厚： =5mm 內(nèi)徑： d n =105mm>95.91mm 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 山供電 6.1供電電源 該礦山供電系統(tǒng)采用一路 10kV 架空母線，一路自備柴油發(fā)電機(jī)組的供電方式。 10kV 架空母接自三屯營鎮(zhèn)變電站，考慮供電系統(tǒng)的可靠性，在地面建立配電室一座，供電系統(tǒng)見圖。配電室由變電站線路經(jīng)開關(guān)、斷路器、 變壓器和發(fā)電機(jī)組供電供給配電室電源。已有型號為 S9 630-10/0.4 型變壓器一臺及 3

39、00kw 柴油發(fā)電機(jī)組（ 380V）二臺。 兩路供電電源可以保證提升機(jī)、水泵一類負(fù)荷的用電。下井電源經(jīng) SG200 型隔離變壓器經(jīng)鋼絲鎧裝電纜送入井下，井下設(shè)置配電點(diǎn)，動力 電壓采用 380V 供電方式，巷道照明電壓 220V，信號電壓 127V，工作面照明采用 36V 供電方式，地表照明電壓 220V。 6.2 供電方式 6.2.1 負(fù)荷計(jì)算 根據(jù)礦山配置用電設(shè)備容量，采用需用系數(shù)法，計(jì)算礦山用電負(fù)荷。 見電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 。用電設(shè)備最大工作容量： 有功功率： 341.09kw 無功功率 : 222.22kvar 視在功率 : 407.09k

40、VA 自然功率因數(shù) : 0.82 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 表 6-1： 主要用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 電 動 機(jī) 設(shè)備容量 計(jì) 算 容 量 總臺數(shù) / 安裝 工作容 cos Φ 設(shè)備名稱 額定電壓 額定容 功率 工作臺 容量 量 （V） 量（kw ） 因數(shù) 數(shù) （kw ） （kw ） 地面用電 主井提升機(jī) 380 155 1/1 155 155

41、風(fēng)井提升機(jī) 380 110 1/1 110 110 空壓機(jī) 380 65/45 3/2 155 110 地面照明 220 2 2 小計(jì) 422 377 0.84 地下用電 水泵 380 75 3/1 225 75 主扇風(fēng)機(jī) 380 18.5 1/1 18.5 18.5 局部通風(fēng)機(jī) 380 3.5 5/3 17.5 10.5 井下巷道照明 220/127 3 3 工作面照明 36 1 1  有用功 無用

42、功 tg Φ 需用系 （kw ）（kvar） 視在功 備 數(shù) 等于工 有用 率 注 （KX ） 作容量 功* （kVA * 需用 tg Φ ） 系數(shù) 0.65 0.8 124 80.6 0.65 0.8 88 57.2 0.62 0.85 93.5 57.97 0.33 0.9 1.8 0.59 307.3 196.36 0.75 0.85 63.75 47.81 0.62 0.61 11.

43、29 7.0 0.7 0.75 7.35 5.51 0.33 0.95 2.85 0.94 0.33 0.95 0.95 0.31 遷西縣三屯營鎮(zhèn)合利礦業(yè)有限公司合利鐵礦地下開采初步設(shè)計(jì) 小計(jì) 265 108 0.81 86.19 61.57 合計(jì) 687.0 485.0 0.83 393.4 257.93 470.49 9 遷西縣漁戶寨福珍全六順礦業(yè)有限公司漁戶寨鐵礦青山口采區(qū) （梅家峪任志峰采區(qū)）初步設(shè)計(jì) (修改版) 6.2.2 無功補(bǔ)償電容選擇

44、 低壓補(bǔ)償全部采用變電所就地補(bǔ)償方式。該礦有功率為 393.49,自然 功率因數(shù)為 0.83，補(bǔ)償后功率因數(shù)為 0.95,則需要裝設(shè)電容器組的總?cè)? 量為： Qc電容器總?cè)萘?P有功功率 [ (1/ cos2 1補(bǔ)償前 1) (1/ cos2 2補(bǔ)償后功率因數(shù) 1)] =393.49 (0.59-0.42) =393.49 0.25 =98.37(kvar) 補(bǔ)償電容選用 BW0.4-24-3 型 400V24kVar 的三相并聯(lián)電容器接 在低壓母線上，需用電容器個(gè)數(shù)為： n=98.37/

45、24=4.1 取 4 只。 補(bǔ)償后： 功率因數(shù) : 0.948 有功功率 : 393.49kw 無功功率 : 132.09kvar 視在功率 : 415.07kw 年耗電量： 5405227 kwh 6.2.3 變壓器及發(fā)電機(jī)組 利用已有 S9 630-10/0.4 型變壓器 1 臺，可滿足采區(qū)的全部用電需 要。下井電纜經(jīng) SG200 型隔離變壓器進(jìn)入井下。 利用已有 300kw 柴油發(fā)電機(jī)組（ 380V）二臺，滿足礦山一級負(fù) 21 北京金潤德工程技術(shù)有限公司 遷西縣漁戶寨福

46、珍全六順礦業(yè)有限公司漁戶寨鐵礦青山口采區(qū) （梅家峪任志峰采區(qū)）初步設(shè)計(jì) (修改版) 荷供電需要。 6.2.4 下井電纜 （ 1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面： Jj---電纜線路的年利用小時(shí)為 3000～5000h，查出其經(jīng)濟(jì)電流密 度為 Jj =2.25A/mm2。 電纜正常運(yùn)行時(shí)的長時(shí)最大負(fù)荷電流 I g=S 額定容量 （ 1.732 0.4） =185.59 0.693 =267.82A 則電纜的經(jīng)濟(jì)截面為： Sj =Ig 最大負(fù)荷電流 /Jj 經(jīng)濟(jì)電流密度 =267.82/2.25=11

47、9.03mm2 選擇 YJV 42 型礦用阻然交聯(lián)聚乙烯絕緣護(hù)套粗鋼絲鎧裝銅芯電 力電纜。 （2）按長時(shí)允許電流校驗(yàn)電纜截面 由表查得型 YJV 42－3150mm2 電纜的長時(shí)允許電流為 326A，大 于 267.82A，符合要求。 （ 3）按電壓損失校驗(yàn) 配電線路允許電壓損失為 5%，即： ⊿ Uy 允許電壓損失 =4000.05=20V 22 北京金潤德工程技術(shù)有限公司 遷西縣漁戶寨福珍全六順礦業(yè)有限公司漁戶寨鐵礦青山口采

48、區(qū) （梅家峪任志峰采區(qū)）初步設(shè)計(jì) (修改版) 線路實(shí)際電壓損失為： 取 cosφ為 0.81，電纜長度 400m，電導(dǎo)率為 48.6 ⊿ U 實(shí)際電壓損失 =30.5I R cos φ =30.5I g 最大負(fù)荷電流 L 電纜長度 /(D 電導(dǎo)率 S 選擇的 經(jīng)濟(jì)截面 ) cosφ =1.732 267.82 3260.81/(48.6 150) =16.80V <⊿ Uy＝20 V 線路壓降符合要求。 沿井筒敷設(shè)的所有電纜， 控制線路、信號線路，均采用鋼絲鎧裝 電纜固定敷設(shè)。 各中段水平巷道， 以上線路

49、均采用鎧裝電纜， 沿巷道 壁吊掛敷設(shè)。 6.2.4 供電設(shè)備選擇表 23 北京金潤德工程技術(shù)有限公司 遷西縣漁戶寨福珍全六順礦業(yè)有限公司漁戶寨鐵礦青山口采區(qū) （梅家峪任志峰采區(qū)）初步設(shè)計(jì) (修改版) 表 6-2：供電設(shè)備一覽表 序 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 備注 號 1

50、變壓器 S9-630/10-0.4 臺 1 2 隔離變壓器 SG-200 臺 1 3 隔離開關(guān) RW-10/50 臺 1 4 隔離開關(guān) GN6-0.4/600 臺 2 5 熔斷器 RN1-75/50 臺 1 6 開關(guān)柜 KYX-160/5 臺 3 7 饋電開關(guān) BKD-400 臺 1 8 饋電開關(guān) BKD-160 臺 1 9 電容器 BW0.4-24-3 只 4 10 鋼絲鎧裝電纜 YJV 423150mm2 m 400 2

51、條 6.3接地及漏電保護(hù) 6.3.1 地面電氣設(shè)備的保護(hù)接地 a．入井電源為中性點(diǎn)嚴(yán)禁接地系統(tǒng)。 b．礦井地面所有 380v 供電系統(tǒng)為中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。 c．井上電氣設(shè)備，共用保護(hù)接地裝置，接地裝置的接地電阻不 大于 4 歐。 d．井上電氣設(shè)備，均設(shè)有過電壓保護(hù)設(shè)備進(jìn)行過電壓保護(hù)。 e．在配電室室外設(shè)有主接地極，形式為放射型。 24 北京金潤德工程技術(shù)有限公司 遷西縣漁戶寨福珍全六順礦業(yè)有限公司漁戶寨鐵礦青山口采區(qū) （梅家峪任志峰采區(qū)）初步設(shè)計(jì) (修改版) 6.3.2 井下保

52、護(hù)接地 根據(jù)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》 要求，36V 以上和由于絕緣損 害可能帶有危險(xiǎn)電壓的電器設(shè)備的金屬外殼、 構(gòu)架等都必須有保護(hù)接 地。所有電器設(shè)備的保護(hù)接地裝置和局部接地裝置， 都應(yīng)同井下主接 地極接成總網(wǎng)， 并且接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地側(cè)的接地電阻不得超過 2 歐姆。 井下主接地極選用鋼性耐腐蝕的鋼板，面積不小于 0.75m2，厚 度不小于 5mm，分別裝在水溝內(nèi)，與各個(gè)接地干線并接在一起。 6.3.3 地面避雷針的設(shè)置 a．地面 10KV 配電室外設(shè)有避雷針，壓風(fēng)機(jī)房、井架以及高層 建筑等

53、均應(yīng)設(shè)避雷針。 b．避雷針接地保護(hù)與工作接地極必須分開即為形成獨(dú)立系統(tǒng)。 6.4礦山通信及信號 根據(jù)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》 規(guī)定，該礦地表調(diào)度室至井下各中段采區(qū)、馬頭門、井下車場、主要泵房等，設(shè)有 20 門的 Hicom 型程控交換機(jī)作為該礦井通訊系統(tǒng)。 礦井通訊采用 HUYA 322020.8 礦用通信電纜， 電纜線路分設(shè)兩 條通訊電纜，一條沿主井敷設(shè)至井底車場后進(jìn)行分配， 另一條沿風(fēng)井及天井敷設(shè)至井底車場后進(jìn)行分配， 井下工作面、 變電點(diǎn)、水泵房等處設(shè)調(diào)度用戶， 兩條線路任何一條通訊電纜發(fā)生故障， 另一條通訊電纜的容量均能擔(dān)負(fù)井下各通訊

54、終端的通訊能力。調(diào)度用戶采用防水、防塵、防腐的本安型電話分機(jī)。 25 北京金潤德工程技術(shù)有限公司 遷西縣漁戶寨福珍全六順礦業(yè)有限公司漁戶寨鐵礦青山口采區(qū) （梅家峪任志峰采區(qū)）初步設(shè)計(jì) (修改版) 嗣后充填采礦法 26 北京金潤德工程技術(shù)有限公司