三交河煤矿排水能力核定报告

矿井排水系能力核定

一、概况

矿井现五采区有1个主水仓，仓内有4台D280-43×5离心泵，管径为φ219mm，下组煤4台D280-43×4离心泵，管径为φ219mm，各采掘工作面涌水通过4寸或6寸排水管路排至各采区水仓，然后南北区水仓排至大巷水沟流出地面，下组煤经8寸管路直接排至地面。

1、北区设计正常涌水量: 50m3/h-60m3/h， 设计最大涌水量：100m3/h ，2010年度实际正常涌水量: 40m3/h-50m3/h实际最大涌水量：90m3/h-100 m3/h。

2、下组煤正常涌水量: 50m3/h-60m3/h， 设计最大涌水量：100m3/h。

二、计算过程及结果

排矿井正常涌水量和排矿井最大涌水量的生产能力计算

1、五采区排水能力：

由于北区水仓现未形成地质报告提供的正常涌水量Qn50-60m3/h最大涌量Qm=100m3/h作为能力核定的计算依据。

正常涌水时，1台泵工作，20h排水量：280×1×20=5600 m3

正常涌水时，24h涌水量：60×24=1140 m3<5760 m3

最大涌水时，24h涌水量：100×24=2400m3<5760 m3

以上计算表明：1台水泵及1趟排水管路工作，备用水泵及管路未投入，20h能排出矿井24h的正常涌水量或最大涌水量，符合《煤矿安全规程》要求，且说明排水系统能力较大。

水仓工作水泵和备用水泵的型号及技术数据

由于矿井正常涌水量为60 m3/h<700 m3/h，水仓容量符合V≥8QS

要求。

8QS=8×60=480（m3）

而北区水仓容积为700 m3>480 m3，符合《煤矿安全规程》要求。

正常涌水量排水能力计算：

An=330  

=330×20×288/（10000×0.4）

=475万t/a

式中：An：排正常涌水能力

      Bn：工作水泵小时总排水能力    取280m3/h

      Pn：上年度平均日产吨煤所需排正常涌水量 

Pn=（60×24×330）/120×104=0.4m3/t

最大涌水量排水能力计算：

Am=330 

Am=330×20×576/10000×1.05=362万t/a

式中：   Am：排最大涌水能力

         Bm：工作水泵加备用水泵的能力     取576 m3/h

Pm：为上年度日产吨煤所需排出的最大涌水量

Pm=（160×24×330）/120×104=1.05 m3/t

经计算北区水泵及管路选择相匹配，排水能力远大于涌水量满足排水要求。

2、下组煤水泵房排水能力：

由于北区水仓现未形成地质报告提供的正常涌水量Qn50-60m3/h最大涌量Qm=100m3/h作为能力核定的计算依据。

正常涌水时，1台泵工作，20h排水量：280×1×20=5600 m3

正常涌水时，24h涌水量：60×24=1140 m3<5760 m3

最大涌水时，24h涌水量：100×24=2400m3<5760 m3

以上计算表明：1台水泵及1趟排水管路工作，备用水泵及管路未投入，20h能排出矿井24h的正常涌水量或最大涌水量，符合《煤矿安全规程》要求，且说明排水系统能力较大。

水仓工作水泵和备用水泵的型号及技术数据

由于矿井正常涌水量为60 m3/h<1200 m3/h，水仓容量符合V≥8QS

要求。

8QS=8×60=480（m3）

而北区水仓容积为2000 m3>480 m3，符合《煤矿安全规程》要求。

正常涌水量排水能力计算：

An=330  

=330×20×288/（10000×0.4）

=475万t/a

式中：An：排正常涌水能力

      Bn：工作水泵小时总排水能力    取280m3/h

      Pn：上年度平均日产吨煤所需排正常涌水量 

Pn=（60×24×330）/120×104=0.4m3/t

最大涌水量排水能力计算：

Am=330 

Am=330×20×576/10000×1.05=362万t/a

式中：   Am：排最大涌水能力

         Bm：工作水泵加备用水泵的能力     取576 m3/h

Pm：为上年度日产吨煤所需排出的最大涌水量

Pm=（160×24×330）/120×104=1.05 m3/t

经计算北区水泵及管路选择相匹配，排水能力远大于涌水量满足排水要求；北区及下组煤最大涌水量计算年生产能力均在362万吨；满足全矿500万吨生产能力排水要求。

压风系统

一、压风系统核查情况

三交河矿中社压风机房安装三台空气压缩机，生产厂家为无锡压缩机股份有限公司，三台型号为DLG—355压风机，功率为355KW，容积流量:60m3/min，经山西煤矿设备安全技术检测中心检测，三台压风机有关技术数据符合《国有重点煤矿生产矿井质量标准化》标准要求。

主斜井井口压风机房安装三台空气压缩机，生产厂家为广东正力精密机械有限公司，型号为OGFD -61/8、额定流量：61m3/min、电机功率：355KW  。

1、空气压缩机站供气量的核算

根据矿井的原始资料和各班的风动工具分配表，用风量的最大班次为8点班。选择各系数如下

压风管全长L=4000m  а1取1.2

根据公式计算各工作面每小时的用气量

Q=а1а2γ∑ni qi ki

   =1.2×1.1×1.0×（4×2.5+3×2.5+2×8+4×1.5+4×3.5）×0.5

 =35.31 m3/min

2、计算空压机的出口压力

根据输送气管路的布置图，最远采区距离为2100米，我矿采用的风动机具的工作压力为0.63MPa，为了保证工作地点的压力比风动机具的额定压力大0.1 MPa，同时考虑输气管路的压力损失，工作面软管的阻力损失，因此设定空压机的出口压力为

P=pe+∑△p+0.1

 =0.63+（0.03×2.08）+0.1

=0.7924MPa

说明：其中pe——风动机具中所需最大的额定压力；△p——压气管路中最远一路的压降（按照《煤炭工业矿井设计规范》规定，取每公里管长压降为0.03 MPa）。

四、生产能力计算

1、按每小时耗风量计算出每米进尺的耗风量：

每人个采区按4个工作面计算，其中有3个掘进工作面，一个回工作面；掘进工作面使用一台风钻、两台风动锚头和一台风镐，开拓工作面使用一台风镐和一台喷浆机，设备的小时利用率为60%。

  每小时的耗风量：｛0.6×［（2.8＋3.5×2＋1.5）×60］｝×3＋0.6×［（1.5＋8）×60］＝1562.4m3／h

按照每小时1m的进尺计算，则每米进尺的耗风量：

1562.4／1=1562.4 m3／m

2、而我矿的压风机的额定风量单台为60m3/min,换算为小时耗风量为3600 m3／h。

3、则换算成每小时的进尺：

3600／1562.4=2.3041m／h

4、按日工作时间H取16小时，年工作日取330天，换算成一年的进尺：

2.3041×16×330=12165.6m

5、按每米进尺200吨计算，根据压风核定的矿井年产量:

12165.6m×200m／t=243 (万吨)

6、综上所述，压风核定，单位台能力为243万吨/年，杨坡风机房及主斜井井口压风机房均能实现2台运行1台备用的运行方式，能满足井下供风要求；根据计算两个压风机房同时运行可满足2#煤11#煤层同时开采产量500万吨。

运输系统能力核定

一、井下运输系统概况

根据“十二五规划”矿井原煤运输全部转入皮带运输，三交河煤矿井下主运输为皮带连续运输，原煤运输系统为：五、六采区盘区皮带→北区煤库→北区转载皮带→转载煤库→西区皮带→东区皮带→主斜井煤库→主斜井强力皮带→地面100皮带→地面103皮带→地面选煤厂。井下运输系统环节完善，实现连续输送，运转正常，各种信号、保护设施齐全，采用的设备符合防爆、煤安标准要求。

二、运输系统设备参数：

1、五采区盘区皮带运输能力：

A=330（kB2v r Ct）/[104k1]

＝330(420×1.42×2.5×0.85×0.9×16)/(10000×1.1)

＝330×251.92/11000

＝755.7万t/a

式中A—年运输量（万t/a）

K—胶带输送机负载断面系数，取K＝420

B—胶带输送机带宽（m），取B＝1.4m

C—倾角系数，取C＝0.9

V—胶带输送机带速，V＝ 2.5m/s

K1—运输不均匀系数，取K1＝1.1

r—松散煤堆积容重（t/m3），取r＝0.85t/m3

2、六采区皮带运输能力：

A＝330（kB2v r Ct）/[104k1]

＝330(400×12×2×0.85×1×16)/(10000×1.1)

＝330×10880/11000

=326.4万t/a

式中A—年运输量（万t/a）

K—胶带输送机负载断面系数，取K＝400

B—胶带输送机带宽（m），取B＝1.4m

C—倾角系数，取C＝1

V—胶带输送机带速，V＝2m/s

K1—运输不均匀系数，取K1＝1.1

r—松散煤堆积容重（t/m3），取r＝0.85t/m3

3、北区转载皮带运输能力：

A=330（kB2v r Ct）/[104k1]

＝330(420×1.42×2.5×0.85×0.9×16)/(10000×1.1)

＝330×251.92/11000

＝755.7万t/a

式中A—年运输量（万t/a）

K—胶带输送机负载断面系数，取K＝420

B—胶带输送机带宽（m），取B＝1.4m

C—倾角系数，取C＝0.9

V—胶带输送机带速，V＝ 2.5m/s

K1—运输不均匀系数，取K1＝1.1

r—松散煤堆积容重（t/m3），取r＝0.85t/m3

4、主斜井强力皮带运输能力：

A=330（kB2v r Ct）/[104k1]

＝330(420×1.22×3.15×0.85×0.9×16)/(10000×1.1)

＝330×23318.6688/11000

＝699.6万t/a

式中A—年运输量（万t/a）

K—胶带输送机负载断面系数，取K＝420

B—胶带输送机带宽（m），取B＝1.2m

C—倾角系数，取C＝0.9

V—胶带输送机带速，V＝ 3.15m/s

K1—运输不均匀系数，取K1＝1.1

r—松散煤堆积容重（t/m3），取r＝0.85t/m3

固我矿胶带运输综合计算能满足500万吨运输能力要求。

2011年10月

供电系统能力核定

一、供电系统概况

三交河煤矿地面设一座35KV变电站（内设两台16000KVA主变和一台6300KVA主变）。其中一回路是从南步亭110KV变电站433开关馈出至三交河35KV变电站，线路规格为LGJ-150-18.5KM；二回路是从刘家垣110KV变电站471开关馈出至三交河35KV变电站，线路规格为LGJ-150-14KM。一回路为矿井正常供电电源，二回路为备用电源，一趟使用，一趟热备，两回路上均未分接任何负荷，能保证供电的连续性和可靠性。三交河煤矿35KV变电站6KV系统向全矿各用电地点送电。

35KV变电站供金山沟风机房

一回路（613线路）架空线规格为LGJ-70-5.4Km；

二回路（614线路）架空线规格为LGJ-70-5.4Km。

35KV变电站供杨坡风机房

一回路（615线路）架空线规格为LGJ-150-3.7Km；

二回路（616线路）架空线规格为LGJ-150-3.7Km。

35KV变电站供平峒变电所

一回路(617线路)架空线规格为LGJ-185-0.8Km；

二回路(618线路)架空线规格为LGJ-240-0.8Km。

35KV变电站供洗煤厂

一段母线（623线路），架空线规格为LGJ-3×240-0.8Km；

二段母线（632线路），架空线规格为LGJ-3×240-0.8Km。

北区的双回路供电是从平峒6KV变电所到北区变电所，一回路是一趟MYJV22-3×240-8.7/15-5.4Km，二回路是由两趟MYJV22-3×150-8.7/15-5.4Km并联形成。

井下掘进工作面局部通风机全部实现双电源供电，专用风机与备用风机从变电所一、二回路分别供电，井下所有局部通风机全部实现专用开关、专用线路、专用变压器，风电闭锁，瓦斯电闭锁。

三交河煤矿供电电源满足《煤矿安全规程》要求，矿井实现双回路供电电源。

三交河煤矿符合供电能力核定的必备条件，矿井供电系统合理，设备、设施及保护装置完善，技术性能符合规定，系统运行正常，系统技术档案齐全，各种运行、维护、检查、事故记录完备，管理维护制度健全。没有使用国家明令禁止使用的设备和淘汰的产品。

负荷统计：全矿井总运行负荷为9000KW。洗煤厂最大运行负荷为4500KW，35KV变电站总得运行负荷为13500KW.

二、35KV变电站电源线路安全载流量及压降校验

1、安全载流量校验

线路电流计算

I=13500÷(×35×0.9)=247A

    南三线路LGJ-150允许载流量:考虑环境温度250C时为445A(查表),考虑环境温度400C时温度校正系数为0.81,则IX=445×0.81=360A

IX=360A>I=247A  满足要求

2、线路校验

 线路LGJ-150线路单位负荷矩时压损失百分数：当cos∮=0.9时，为0.033%/MW.km(查表)

其中：矿井负荷为13500MW，线路长18.5km

则电源线路电压降为：ΔU1%=13.5×18.5×0.033%=8.2%＞5%.

线路LGJ-185线路单位负荷矩时压损失百分数：cos∮=0.9时，为0.030%/MW.km(查表)

其中：矿井负荷为13500MW，线路长14km

则电源线路电压降为：ΔU1%=13.5×14×0.03%=5.67%＞5%.

由以上校验可知电源线路安全载流量符合要求，电源线路电压降均不符合要求。

三、6KV变电站电源线路安全载流量及压降校验

1、安全载流量校验

线路电流计算

6KV变电所一回路I1=4500÷(×6×0.9)=481A

    6KV变电所一回路线路LGJ-185允许载流量:I=515A

I=515A ＞I1=481A  能满足要求

6KV变电所一回路I2=4500÷(×6×0.9)=481A

    6KV变电所二回路线路LGJ-240允许载流量:则I=610A

I=610＞I=481A  能满足要求

2、线路校验

    线路LGJ-185线路单位负荷矩时压损失百分数：cos∮=0.9时，为0.030%/MW.km(查表)

则电源线路电压降为：ΔU1%=4.5×0.8×0.03%=0.1%＜5%.

    线路LGJ-240线路单位负荷矩时压损失百分数：cos∮=0.9时，为0.026%/MW.km(查表)

则电源线路电压降为：ΔU1%=4.5×0.8×0.026%=0.09%＜5%.

由以上校验可知电源线路安全载流量及电压降均符合要求。

四、下井电缆安全载流量及压降校验

1、安全载流量校验

入井MYJV型交联聚乙烯绝缘电缆满足《煤矿安全规程要求》。

线路电流计算 

I1=4500/（1.732×6×0.8）=541A

一回路是MYJV22-3×240-8.7/15-5.4Km线路,允许载流量为515A，515<541，不满足要求。

二回路是MYJV22-3×150-8.7/15-5.4Km线路，允许载流量为

IX=2×395A=790>541A满足要求。

线路压降计算

北区一回路MYJV22-3×240-8.7/15电缆单位负荷矩时电压损失百分数：

当cos∮=0.9时，为0.003%/MW.km(查表)

则北区一回路电缆线路电压降为：

ΔU2%=4.5×5.4×0.003%=0.07%<5%.

北区二回路MYJV22-3×150-8.7/15电缆单位负荷矩时电压损失百分数：

当cos∮=0.9时，为0.005%/MW.km(查表)

则北区二回路电缆线路电压降为：

ΔU2%=4.5×5.4×0.005%÷2=0.06%<5%.

四、电源线路能力核定计算公式

1、南三线路能力计算

A=330×16P÷104W=330×16×8190÷(104×12.8) =338（万t/a）

式中:P为线路供电容量

当线路允许载流量为360A时,P=×360×35×0.9=190KW

当线路压降为5%时,P=5%÷(0.033%×18.5)=0.0819(MW)=8190KW  

则线路合理,允许供电容量取8190KW。

W为上年度吨煤综合电耗为W=31962000÷2500000=12.8(KWh/t)

2、刘三线路能力计算

A=330×16P÷104W =330×16×11900÷(104×12.8)=491（万t/a）

式中:P为线路供电容量

当线路允许载流量为417A时,P=×417×35×0.9=22750KW

当线路压降为5%时,P=5%÷(0.030%×14)=11.9(MW)=11900KW

则线路合理,允许供电容量取11900

W为上年度吨煤综合电耗为12.8(KWh/t)

五、主变压器能力核定计算公式

主变压器能力核定计算：

　　　A=330×16（万t/a）

       =330×16×16000×0.9÷12.8÷104

       =733万t/a

式中：A—变压器的折算能力，万t/a；

      S—工作变压器容量，kVA；

      ψ—为全矿井的功率因数，取0.9；

      w—矿井吨煤综合电耗，kWh/t，同电源线路能力核定计算式采用数。

主变技术参数