堿溝煤礦300萬噸年改擴建方案設計（機電部分）
礦井井下機電設備及供水
1、供配電
技改項目供電係統為全新建設。
1.1電源選擇及地麵供電
區域變電站(堿洪變)增加35KV出線間隔，作為向礦井35KV地麵變電站供電電源。區域變電站兩回電源線路引自不同的電網構成可靠的雙回路電源。
礦井電源選擇35KV的原因是：在線路可靠性上要比6KV、10KV線路高;線路電流比6KV、10KV線路小，這樣達到線路的經濟截麵所需的線徑要比采用6KV、10KV線路小;從神東礦區來看，礦井電源普遍采用35KV線路，有的礦井甚至直接從110KV中心變電所引出35KV電源線路，相較於6KV、10KV供電電源可以避免因礦井裝機容量的提高對6KV、10KV供電電網產生的壓降及衝擊電流帶來的影響。
礦井電源從地麵35KV變電站饋出兩回10KV電源，作為井下用電電源，地麵重要負荷主扇風機、主提升機、付井提升機也采用兩回10 KV電源供電。采用10KV供電比6KV係統電流減少約1/3，這樣在礦井井下用電負荷增大的條件下，提高供電能力。
2.井下供配電
2.1井下變電所
在井下新建變電所，四根MYJV32-10KV 電源電纜立井井筒送至該變電所，電纜截麵可以根據礦井井下用電負荷及今後擴展選擇截麵。三根電纜並列運行，當其中一根電纜發生故障時，另外兩根電纜應能滿足礦井全部負荷的需求。
變電所內采用單母線分段，正常時分列運行。所內采用礦用隔爆型智能高壓開關作為接受、分配電能之用，礦用隔爆型變壓器及礦用隔爆型智能低壓饋電開關，作為所用電以及低壓負荷電源。 承擔井下運輸、綜采、綜掘、局部排水及照明等用電。
井下電壓等級為10KV/1.140KV/0.66KV/0.127KV，10KV作為井下排水、綜采工作麵、掘進工作麵，主運輸係統的一次電源。
變電所內高低壓饋電開關應具備短路、過負荷、漏電保護功能。並且能夠通過網絡在礦井調度監控中心實現遠程遙測、遙控、遙訊。
2.2新建水泵房供配電
電源取自礦井井下中央變電所，電壓等級為10KV。 承擔井下主排水用電。
2.3運輸係統供電
井下主運輸係統工作電壓為1140V，由井下變電所饋出。輔運係統根據所采用的運輸方式，設置電瓶車充電硐室，向該處供電的電壓等級為660V，這樣現有的機車充電設備完全可以繼續使用。如果在井下布置暗斜井，那麼該處提升機使用的電壓等級為1140V。
2.4用電設備供電方式
綜采工作麵、掘進工作麵等用電設備均采用礦用移動變電站供電，一次側電壓等級為10KV，二次側電壓等級為1140V。綜采工作麵電氣設備的控製采用電壓等級為1140V智能組合開關集中控製，推薦型號為常州聯力。
2.5井下照明
大巷、井底車場及附近、井下變電所、主要機電硐室及綜采工作麵等地點設固定照明。
固定照明采用礦用防爆型熒光燈KBY-60/127V。
2.6井下通訊
通訊接入礦現有的通訊係統，容量不夠則采用擴容的方式解決。
2.7接地保護
為保證礦井用電安全，所有電氣設備均應按《煤礦安全01manbetx 》要求接地，高壓監視屏蔽電纜的接地芯線與變電所高壓裝置的檢漏單元相連，用以監視供電係統的絕緣情況。
低壓漏電保護由檢漏裝置實現漏電保護及漏電閉鎖等保護功能。
2.8綜合自動化係統
綜合自動化係統分為調度監控係統和信息管理係統。
井下變電所及水泵房三遙係統、運輸皮帶監控係統、綜采工作麵監控係統、順槽皮帶和掘進皮帶監控係統及扇風機三遙係統接入新建立的調度監控係統。通過三遙係統的采用，取消井下變電所、水泵房，地麵扇風機的值班人員達到減人提效的目的和設備運行的可靠性。
區隊計算機接入該礦信息管理係統，實現全礦管理信息化、自動化。
3.給水排水
3.1給水
3.1.1水源選擇及礦井水複用
礦井技改後水源選擇采用現有係統作為第1水源。
以堿溝煤礦為例，選擇蘆草溝截流工程作為第2水源，現有甜水係統為第1水源。
礦井井下消防灑水水源應利用礦井的湧水排出礦井後經沉澱過濾後進入地麵蓄水池的水源，以減少對甜水係統的依賴。
3.1.2供水係統
采用井下消防灑水與給水分開的管道係統。水源是在地麵修建消防灑水蓄水池及設備玲卻、乳化液泵等用水的甜水池。消防灑水蓄水池的容積應能滿足礦井全天消防灑水及噴霧的需要，以減少主排水泵的運轉時間，盡量使水泵在用電低穀時間運行，達到降低電費支出的目的。
3.2排 水
3.2.1排水係統
在井底車場附近新建中央水倉及水泵房，作為整個礦井的中央水倉及水泵房，負責整個礦井的排水。
礦井的湧水經沉澱過濾後，彙集到井下中央水倉，經中央水泵房的主排水設備排出地麵。選多級離心泵三台，選無縫排水鋼管二趟。
為了實現泵房內的自動化控製，在泵房內安裝真空泵三台與主排水泵配合使用，其型號為：SZ-3J。
工作製度如下：正常湧水時，一台泵工作，一台泵備用，一台泵檢修，一趟管路工作。最大湧水時，兩台泵同時工作，一台泵備用檢修，兩趟管路同時工作。
3.3消防及灑水
井下消防灑水與給水為分開的管道係統。設計在副井井底，井下爆破材料硐室、機電硐室、檢修硐室、材料庫設置消火栓，在膠帶輸送機巷道中，消火栓設置間距為50m。主要運輸大巷消火栓設置間距為100m。在采掘工作麵、煤倉、運輸、轉載點等產生粉塵的地方設置灑水器。在回風順槽、總回風巷及主要巷道口，設置水幕、橡膠水袋和自翻式隔爆水槽等。在主要巷道每隔50m設置DN25閘閥，供定期衝洗巷道使用，消防灑水管材，采用焊接鋼管、鍍鋅鋼管，接口為焊接或法蘭連接。
4.綜采工作麵設備選型及配套
綜采工作麵成套設備主要由液壓支架、采煤機、刮板輸送機、轉載機、破碎機、膠帶輸送機及工作麵供電供液設備等組成，這些設備的正確選型及合理配套，是充分發揮設備生產效能，達到高產高效的前提。
從由神東公司補連塔礦提供的資料來看，設備選型應著重考慮設備的生產能力、主要技術指標、適應性、可靠性、安全性、經濟性、配套性等因素。
1.工作麵年產量及年推進度
(1)工作麵日推進度
按工作麵日產7000t計算，工作麵日進度為：
式中：Qg —工作麵日產量，t/d；
S —工作麵日進度，5.3m；
h1 —采煤機割煤高度，3m；
Lg —工作麵長度，42m；
r —煤體容重，1.3t/m3；
Cg —工作麵回采率，0.8%；
則：
Qg =5.3×30×42×1.3×0.8=6945.12，t/d
（3）工作麵月產量、年產量及年推進度
工作麵月工作日數按25d計，則工作麵月產量為173628t，年產量為2083.5kt。月進度為132.5m，年推進度為1590m。
比較堿溝煤礦現有工作麵的上方有殘留的煤柱，實際日推進1.8m，並且平均2.4m左右打一排眼。根據比較工作麵每日實際推進長度可定在3m。按照上述條件工作麵日產為3685.5t，則年工作麵產量為1105.65kt。月進度為75m，年推進度為900m。這樣，堿溝煤礦至少要有三個綜采工作麵才能達到年產300萬噸的要求。而條件類似於堿溝煤礦的公司其他礦井也存在這種情況，因此如何提高工作麵日產成為年產300萬噸，最多隻布置兩個綜采工作麵首先要解決的問題。數據見表一。
表一
由表一可以看出，在沒有外部條件製約的情況下，公司現有的綜放工作麵完全可以達到百萬噸的生產規模，但是要達到200萬噸的規模，有以下問題需要解決：
1) 工作麵推進速度;
2) 工作麵的順槽長度;
3) 工作麵的回采率;
4) 工作麵的有效長度;
5) 采高。
這其中可以采用地麵洗選的方法使工作麵多放頂煤提高工作麵的回采率，如果回采率能夠提高到0.85，則現有工作麵的年產量可以提高到1253.07kt，但是這種方法雖然可行，但是產量提高的有限仍然無法達到200萬噸的年產量，隻能作為輔助的方法。
從表一可以看出，即使在工作麵順槽的長度有保證、回采率提高的情況下，仍然需要較高的工作麵推進速度。這就要求采用更有效的方式在保證回采率的前提下提高工作麵推進速度。
從03manbetx 可以看出，礦井產量的提高在於解決影響工作麵產量提高的製約因素，然後才能根據實際情況選擇合適的采掘裝備。現就參照在神東考察查的情況，提出設備選型的建議。
2.采煤機選型
2.1采煤機選型的原則
由於堿溝煤礦及公司其他礦井為綜采放頂煤方式生產，因此采煤機的選型主要考慮能否滿足工作麵的推進速度同時兼顧設備的配套性、經濟性與可靠性。主要選型原則：
(1)采煤機的推進速度大於工作麵設計生產推進。
(2)主要技術性能滿足工作麵煤層的力學特性。
(3)整機大修周期的過煤量應大於工作麵的可采儲量。
(4)采煤機與液壓支架、刮板輸送機之間必須具備良好的配套關係，這主要指采煤機的滾筒截深、機麵高度、臥底量、牽引方式等技術指標，以及采煤機與刮板輸送機之間的過煤空間，采煤機與工作麵兩端頭設備的配套性等。
3.三機選型
3.1 三機選型原則
綜采工作麵三機的選型主要從設備配套性，對工作麵地質條件的適應性，安全可靠性和經濟性等方麵。
(1)刮板輸送機、轉載機、破碎機的運輸能力都應大於工作麵的全部的生產能力，一般取1.2倍;
(2)刮板輸送機應滿足與采煤機、液壓支架的配套要求;
(3)轉載機要與可伸縮膠帶輸送機相配套;
(4)刮板輸送機的鋪設長度滿足工作麵長度要求。
3.2轉載機、破碎機技術參數及性能確定
轉載機、破碎機的選型主要考慮其生產能力及三機的配套性。因此，可選擇與刮板機相配套的轉載機和破碎機。
參照神東的設備選型的原則和設備使用經驗，後部溜子、轉載機、破碎機的大修期過煤量應不小於500萬噸，除電動機外應優先選用DBT公司生產的產品。轉載機采用CST控製，刮板機建議采用變頻拖動。
綜采工作麵采用智能型組合開關作為電動機啟動、停止的控製裝置，並且建議采用集中控製台以實現設備的集中控製和任意地點的閉鎖。
4 .膠帶輸送機的選型
4.1 膠帶輸送機的選型的原則
(1)膠帶輸送機的輸送能力應大於或等於工作麵刮板輸送機的輸送能力;
(2)膠帶輸送機的機尾部要與轉載機的配套尺寸相適應;
(3)膠帶輸送機的輸送長度要根據運輸巷道的長度、坡度、運輸方向，以及輸送機功率等因素綜合考慮。
4.2 膠帶機的參數確定
根據設備能力配套原則，帶式輸送機的運輸能力應為轉載機的1.2倍，所以，帶式輸送機的輸送能力為850t/h。
5.掘進機械的選型
礦井掘進機械的選擇，主要應考慮掘進工作量的大小、礦井地質條件等因素。因此，參照神東公司的使用經驗並結合堿溝煤礦等的實際，建議選擇AM50及以上的綜掘機。對於綜掘機有如下要求：
1) 液壓係統采用進口配件;
2) 截割頭及截齒應考慮采用12CM15-10D連采機材質相同的配件;
3) 綜掘機電控係統采用單板機或PLC控製;
4) 綜掘機帶有液壓輸出口，用以帶動液動錨杆機。
6.礦井井下輔助運輸係統
此次神東之行的最大體會就是各個礦井全部實現了無軌膠輪化運輸，減少了中間環節和人員配備，極大地提高了輔助運輸係統的效率。使搬家倒麵所用的時間成倍減少。公司各個礦井現在所采用的600mm軌距的軌道運輸係統一直是製約礦井效率提高的瓶頸。因為實際情況的不同，我們不能照搬神東經驗來解決問題，但是我們應該學習神東確定所要達到的目標，然後解決達到這個目標需要解決的問題。
神東建設輔助運輸係統的經驗是簡單高效，從而提高了工作效率。因此堿溝等礦井的技改工程也應該以此為目標來建設輔助運輸係統。建議在立井(付井)井筒中分層開口，取消上下水平之間的暗斜井。運輸方式的選擇900mm軌距的軌道運輸，運輸工具選擇5噸電瓶車、專用平板車，以及礦車。這樣不但可以取消上下山的絞車和信號工，而且還可以讓使用車輛的單位自己管理司機做到一人多崗。
7.供熱供暖
礦井技改後供熱供暖的需求必將增長，現有的供暖係統能夠利用的仍然利用，例如鐵廠溝礦的供暖係統。新建的供暖係統管線的安裝布置需要根據實際情況進行選擇。例如，堿溝煤礦的建築多集中在地勢平坦的低窪處，春季融雪和夏秋兩季的降雨都會把大量的泥沙帶入管道溝，加上原有的管道溝建的比較狹窄，給清理工作帶來了很大困難。因此，建議地勢利於排水的礦區采用管溝的方式埋設供暖管路並且管溝內的空間應方便維修，其他的礦區可以考慮采用架空的方式敷設供暖管路。而且在布置供暖管路的同時要考慮到電纜敷設的需求，避免電纜與供暖管路的交叉或將其布置在一起，以避免造成電纜故障。
礦井井口采用熱風幕向井下供暖，熱源采用蒸汽或水暖管路，選用此種方式供暖主要考慮是清潔無汙染。如果采用燃煤的熱風爐供暖，往往會將煤煙等順著風流帶到井下，造成汙染，因此不考慮這種方法向井下供熱風。
