1、潘一煤礦（東區）擴建工程可行性研究報告 第六章 東區主要設備第六章 東區主要設備第一節 提升設備潘一礦中央區工業場地內現有主井、副井、第二副井、中央風井4個井筒，南風井場地有南進風井，東風井場地有新、老東風井；中央區工業場地副井、二副井井口標高+22.5m，一水平標高-530m，二水平標高-788m。本次東區擴建工程新增東區主井、一副井、二副井和回風井4個井筒。通過打開東區形成礦井6.0Mt/a改擴建生產能力。東區井口標高+23.2m，一水平標高-850m，二水平標高暫定-960m，主井裝載口標高-775.5m。年工作日330d，每天凈提升時間16h，三班提煤，一班檢修，提升不均勻系數取1.1

2、。一、主井提升系統1. 設計依據東區主井主要擔負東區的煤炭提升和部分進風。2. 提升設備選型 東區主井提升設備考慮了2個方案：方案I：裝備2套27t雙箕斗，井筒直徑7.6m，選用JKMD-4.5×4（）型落地多繩摩擦輪提升機，由4300kW同步電動機拖動，懸臂直聯，提升速度13.5m/s。方案：裝備1套50t雙箕斗，井筒直徑6m，選用JKMD-6×4（）落地多繩摩擦輪提升機，由同步電動機5000kW×2雙機拖動，懸臂直聯，提升速度15.5m/s。2個方案技術經濟比較詳見表6-1-1。方案具有提升靈活、當1套設備檢修時另1套可繼續生產等優點；其缺點是井筒直徑大，2套

3、提升設備維護工作量大，井筒裝備相對復雜，總投資大。方案具有井筒直徑小、提升設備少、維護工作量小、井筒裝備相對簡單、總投資省等優點；其缺點是1套提升設備檢修時將影響生產，而且該方案大型提升機、電機、箕斗及裝載設備目前國內使用較少。綜上分析，本設計推薦方案，即主井井筒內布置2套27t多繩雙箕斗。關于塔式和落地式提升機各有利弊。雖然塔式提升機具有占地面積小、提升設備輕、便于維護管理、鋼絲繩壽命長等優點，但塔式提升機機房施工占用井口時間長，影響建設工期；落地式提升機雖有占地面積大、設備尺寸大、設備重等缺點，但落地式提升機建設期間占用井口時間較短，可縮短建井工期，有利于加快東區建設速度，因此設計推薦選用

4、落地式提升機。東區主井提升系統見圖6-1-1。（三）主井提升電氣設備及控制 主井設2個提升機房，提升機采用同步電機拖動，配兩臺4300kW同步電機。電控系統采用交直交變頻、DTC控制電控系統實現提升系統行程、速度、定子電流及轉子電流等有關參數閉環調節，在安全回路、輔機控制等有關設施和環節采用PLC控制，與提升安全有關的重要保護采用冗余控制，并對提升過程中的各類故障進行報警、分析、記錄和趨勢預測等。該系統與礦井綜合監測監控系統聯網，在東區調度中心相應工作站上對本系統進行集中監視。井口和井下分別設井口卸載站、井下裝載站。井口卸載站、井下裝載站各設2套提升信號及裝卸載控制系統分站，對裝卸載及配套設施

5、進行控制，并發送提升信號。主井絞車房設2座10kV變電所，內設兩臺10/0.4kV干式電力變壓器，由地面110kV變電所引3路10kV電源，其中2路引至東技術經濟比較表6-1-1東區主井提升系統見圖6-1-1側絞車房，東、西車房采用10kV電纜聯絡。二、副井提升系統（一）東區一副井1設計依據東區一副井井筒凈直徑8.6m，主要擔負東區一水平升降人員、設備、提升矸石及運送物料等輔助作業。最大件（液壓支架）重32t（含平板車），輔助作業量見最大班作業時間平衡表6-1-2。2提升設備選型東區一副井提升設備考慮了2個方案：方案：裝備1套1.5t雙層四車雙罐籠和1套1.5t雙層四車寬罐籠帶平衡錘。雙罐籠采

6、用JKMD-4×4（）型落地式多繩摩擦輪提升機，提升速度11.5m/s；寬罐籠采用JKMD-4.5×4（）型落地式多繩摩擦輪提升機，提升速度11.5m/s。分別由1臺1700kW（雙罐）和2200kW（單罐）直流電動機拖動，采用鋼結構兩用井架。方案：裝備1套1.5t雙層四車雙罐籠（窄）和1套1.5t雙層四車單（寬）罐籠帶平衡錘。雙（窄）罐采用JKM-4×4（）型塔式多繩摩擦輪提升機，提升速度11.5m/s；單（寬）罐采用JKM-4.5×4（）型塔式多繩摩擦輪提升機，提升速度11.5m/s。分別由1臺1700kW（雙罐）和2200kW（單罐）直流電動機拖動

7、，采用鋼筋混凝土井塔。2個提升方案比較見表6-1-3。2個提升方案的提升能力、運行費用和投資均相差不大。塔式提升機具有占地面積小、提升設備輕、便于維護管理、鋼絲繩壽命長等優點，但井塔施工周期長，占用井口時間多。因此，設計考慮到一副井對礦井建設工期影響較大，越早投入使用越好，方案選用落地式提升機并使用兩用鋼井架，對縮短東區建設工期極為有利，其綜合效益十分明顯，故設計推薦方案。一副井最大班作業時間平衡表6-1-2一副井提升方案比較見表6-1-3東區一副井提升系統見圖6-1-2。東區一副井最大班作業時間平衡見表6-1-2。3一副井提升電氣設備及控制一副井提升機房共設兩套提升機，一副井提升機采用直流電

8、機拖動，直流拖動電機容量分別為1700kW和2200kW。電樞回路由無環流、反并聯的晶閘管整流器直流供電，采用純12脈動、全數字控制，磁場回路由6脈動晶閘管整流器直流供電。電控系統實現提升機行程、速度、電樞電流及磁通等有關參數閉環調節和控制，并對安全回路、輔機控制等有關設施和環節采用PLC控制以及對提升過程中各類故障進行報警、分析、記錄和趨勢預測等，對與提升安全有關的重要保護采用冗余控制，該系統與東區綜合監測監控系統聯網，在東區調度中心相應工作站上對本系統進行集中監視。在井口、井底車場各設2套提升信號和操車控制系統分站，完成提升信號和操車的控制。條件許可時，也可對井上、下操車設備進行順序控制。

9、一副井提升機設有半自動、手動、簡易開車三種控制方式，并可在井口進行平層、換層操作。一副井絞車房自設1座10kV變電所，內設兩臺10/0.4kV電力變壓器，變電所兩路10kV進線電源由地面110kV變電所供電，單母線分段運行。（二）東區二副井1設計依據由于在一水平（-850m）生產期間一副井僅停留在-850m水平，主要擔負東區一水平生產時的輔助提升任務，不能有效兼顧-850m以下的二水平（-960m）生產時的輔助提升，為此，本設計考慮增開二副井，并一次施工至-960m水平。為滿足-960m水平生產時通風及輔助提升要求，二副井井筒凈直徑8.6m，井筒內裝備1套1.5t雙層東區一副井提升系統圖見圖6

10、-1-2四車雙罐籠和1套1.5t雙層四車寬罐籠帶平衡錘。井口標高+23.2m，井底水平-960m。2提升設備選型東區二副井提升設備考慮了2個方案：方案：井筒直徑8.6m，裝備1套1.5t雙層四車雙罐籠和1套1.5t雙層四車寬罐籠帶平衡錘。雙罐籠采用JKMD-4×4（）型落地式多繩摩擦輪提升機，提升速度11.5m/s；寬罐籠采用JKMD-5×4（）型落地式多繩摩擦輪提升機，提升速度11.5m/s。分別由1臺1700kW（雙罐）和2200kW（單罐）直流電動機拖動，采用鋼結構兩用井架。方案：井筒直徑7.0m，裝備1套1.5t雙層四車1寬1窄罐籠，選用JKMD-4.5×

11、4（）型落地式多繩摩擦輪提升機，提升速度11.5m/s，由1臺2200kW直流電動機拖動，采用鋼結構兩用井架。2個提升方案比較見表6-1-4。雖方案投資較方案少，但考慮到井田75資源賦存于二水平，埋藏深，井筒提升循環時間長，1套罐籠提升能力十分緊張。故設計推薦方案。東區二副井提升系統見圖6-1-3。東區二副井最大班作業時間平衡見表6-1-5。3二副井提升設備及控制二副井提升機房共設兩套提升機，二副井提升機采用直流電機拖動，直流拖動電機容量分別為1700kW和2200kW。電樞回路由無環流、反并聯的晶閘管整流器直流供電，采用純12脈動、全數字控制，磁場回路由6脈動晶閘管整流器直流供電。電控系統實

12、現提升機行程、速度、電樞電流及磁通等有關參數閉環調節和控制，并對安全回路、輔機控制等有關設施和環節采用PLC控制以及對提升過程中各類故障進行報警、分析、記錄和趨勢預測等，對與提升安全有關的重要保護采用冗余控制，該系統與東區綜二副井提升方案比較表6-1-4東區二副井提升系統圖見圖6-1-3東區二副井最大班作業時間平衡表見表6-1-5合監測監控系統聯網，在東區調度中心相應工作站上對本系統進行集中監視。在井口、井底車場各設2套提升信號和操車控制系統分站，完成提升信號和操車的控制。條件許可時，也可對井上、下操車設備進行順序控制。二副井提升機設有半自動、手動、簡易開車三種控制方式，并可在井口進行平層、換

13、層操作。二副井絞車房自設1座10kV變電所，內設兩臺10/0.4kV電力變壓器，變電所兩路10kV進線電源由地面110kV變電所供電，單母線分段運行。第二節 通風設備一、設計依據東區采用中央并列式通風方式，由東區主井、副井和二副井進風，回風井回風。根據井下配采計劃安排，通風分為2個時期，其風量、負壓見表6-2-1：東區風量、負壓表表6-2-1 風量負壓日 期風量（m3/s）負壓（Pa）前 期2301550后 期5233680二、通風設備選型東區回風井通風設備選型考慮2個方案：方案：選用ANN3392/1600B型軸流式通風機2臺，轉速990r/min，配套電機功率3900kW。方案：選用GAF

14、45-23.7-1FB型軸流式通風機2臺，轉速590r/min，配套電機功率3700kW。2個方案的經濟技術比較見表6-2-2。2個方案的風機均為軸流式通風機，均可通過調節風機葉片角度來滿足不同時期通風變化的需要，并且都有高效區寬廣的優點。雖方案投資略大，但豪頓風機調節葉片角度方便，風機監測系統完善，且軸功率小。設計暫推薦方案，即東區回風井扇風機選用ANN3392/1600B型軸流式風機2臺，1用1備。配異步電動機3900kW、990r/min、10kV。三、通風機電氣設備及控制每臺通風機設一套的PLC控制系統。對通風機的拖動電機、風門以及有關工藝參數進行控制和檢測，并對通風機運行過程中各類故

15、障進行報警、分析、記錄。該系統與東區綜合監測監控系統聯網，在礦調度中心相應工作站上對本系統進行集中監視。通風機房兩路10kV電源由地面110kV變電所供給，單母線分段運行，兩路AC380V/220V低壓電源由本變電所內2臺所用變壓器供給。通風設備經濟技術比較表6-2-2第三節 排水設備一、東區排水方式根據淮南礦業集團提供的涌水量資料，綜合考慮其他因素影響，設計確定東區涌水量見表6-3-1。東區涌水量表6-3-1 涌 水 量時 期 正常涌水量（m3/h）最大涌水量（m3/h）開采B、C組煤層時266.5307.6開采A組煤層時366.5最大涌水量707.6,最大突水量1152東區共劃分兩個水平開

16、拓，其中一水平主要開采13-1和11-2煤層（即C組），二水平開采8及以下煤層（即B、A組）。根據東區開拓布局，東區一、二水平生產期間采取分別直接排水方式；一水平井下涌水由東區一副井-850m水平中央水泵房及一副井井筒排水管路直接排至地面；二水平井下涌水由東區二副井-960m水平中央水泵房及二副井井筒排水管路直接排至地面；東區突水量主要發生在二水平開采A組煤層，屆時，在保證二水平及二副井排水系統的同時，排水能力不足部分可在二水平適當位置補建排水系統，多余涌水經盤區斜巷先排至-850m水平，再由-850m排水系統經一副井排至地面。二、東區主排水設備選型東區主排水設備選型考慮了2個方案：方案：一水

17、平排水設備選用DG420-95×10型水泵5臺，流量420m3/h，揚程935.1m，正常涌水時為2臺工作，2臺備用，1臺檢修；最大涌水時3臺工作。配YB型2000kW、10kV、1500r/min防爆電動機5臺。二水平排水設備選用DG420-95×12型水泵5臺，流量420m3/h，揚程1127.9m，正常及最大涌水時均為2臺工作，2臺備用，1臺檢修。配YB型2200kW、10kV、1480r/min防爆電動機5臺，泵房內預留擴建余地。方案：一水平排水設備選用DSA450-100×10型水泵5臺，流量450m3/h，揚程1000m，正常及最大涌水時均為2臺工作，

18、2臺備用，1臺檢修。配YB型2000kW、10kV、2980r/min防爆電動機5臺。二水平排水設備選用DSA450-100×11型水泵5臺，流量450m3/h，揚程1100m，正常及最大涌水時均為2臺工作，2臺備用，1臺檢修。配YB型2200kW、10kV、2980r/min防爆電動機5臺，泵房內預留擴建余地。2個方案技術經濟比較見表6-3-2。DG420型水泵的主要優點是轉速低，振動小，運行平穩，高效區寬，效率穩定，水泵汽蝕性能好，便于使用及維護。缺點是投資略高；DSA450型水泵主要優點是投資低，缺點是由于轉速高，為保證水泵及電機軸承潤滑和冷卻需采用專門潤滑系統，附屬設備多、噪

19、音大。經比較，本報告認為DG420型水泵優于DSA450型水泵，故推薦方案。即一水平排水設備選用P DG420-95×10型水泵5臺，二水平排水設備暫選用DG420-95×12型水泵5臺，泵房內預留擴建余地，一副井和二副井井筒內各布置3趟D325排水管路。三、東區主排水泵電氣設備及控制東區井下一水平和二水平分別設有井下排水泵，井下排水泵的控制采用PLC可編程控制器系統，每個水平分別設置1套PLC控制系統。PLC柜和水泵集控臺設在各水平水泵房的控制室內，在集控臺上既可實現單臺水泵控制，又可實現多臺水泵智能優化控制；可實時監測水倉水位、流量、壓力、真空度、溫度、閘閥開關狀態等一

20、系列參數；可手動、自動啟動或停止水泵的運行，開、關閘閥；具有過熱過載等各種保護；并與東區綜合監測監控系統聯網；在地面調度中心相應工作站上進行集中監視。排水設備技術經濟比較見表6-3-2井下一水平設排水泵5臺，電動機均為10kV交流三相繞線異步防爆電動機，電機功率為2000kW，2用2備1檢修。水泵電機10kV電源和低壓電源由井下中央變電所供給。經計算一水平水泵起動母線、端子電壓降不低于電機直接起動時電壓降的要求，可以直接起動。井下二水平設排水泵5臺，電動機均為10kV交流三相繞線異步防爆電動機，電機功率為2200kW，2用2備1檢修。水泵電機10kV電源和低壓電源由二水平配電點（二水平形成后，

21、設置二水平中央變電所）供給。經計算二水平水泵起動母線、端子電壓降不低于電機直接起動時電壓降的要求，可以直接起動。四、東區井底水窩排水設備東區一副井、二副井井筒淋水經井底水窩沉淀后，分別由東區一副井、二副井井底水窩水泵排出至各自水倉。東區一副井、二副井井底水窩排水設備各選用75TSWA-5型水泵2臺，1臺工作，1臺備用。單臺水泵排水能力為：流量36m3/h，揚程57.5m，配套防爆電動機11kW、1450r/min、660V。排水管選用D89×4無縫鋼管，吸水管選用D108×4無縫鋼管。第四節 壓風設備一、設計依據1東區井下風動工具配備情況見表6-4-1。2東區其它用風量選煤

22、廠：100m3/min煤倉及機修廠：15m3/min3最遠輸送距離6km二、東區壓風系統及壓風設備1總耗風量計算Q=1×2××東區井下風動工具配備表表6-4-1 名 稱項 目混凝土噴射機組組氣腿鑿巖機氣動扳手風鎬單臺耗風量(m3/min)102.81.61使用臺數6(3)20816（4）注：1.在同一掘進頭配備氣腿鑿巖機和風鎬時，因兩者不能同時使用，故風鎬不計入風量。2.表中帶括號的數字為計算風動工具耗風量的臺數。其中：1沿管路全長漏風系數。1取1.11.2。2機械磨損風量增加系數,取1.15。海拔高度修正系數,取1.0。ni同型號風動工具同時使用臺數（臺）。qi每臺風動工具的額定耗風量（m3/min）。ki同型號風動工具同時使用系數。Q=1.2×1.1