矿山空气压缩设备

空气压缩机设备选型能力核算一、计算依据根据国家煤矿安全监察局安监总煤装[2010]146号文件精神，要求“煤矿和非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于3年之内完成”的要求。

压风管路通过主斜井送至井下。

最大班下井人数73人，其中回采工作面34人，每个掘进工作面14人。

现根据国家安监总局、国家煤监局2007年8月9日颁发安监总煤行[2007]第167号文件，按用于灾害防治时，最大班下井总人数每人0.3m3/min计算确定压风系统供风量。

矿井风动设备配备见表7-4-1。

表7-4-1 风动工具配备表二、空气压缩机选型1.压缩机必须的供气量（1）风动工具所需压缩机必须的供气量Q=a 1a 2γΣq i n i k i =32.72m 3/min式中： a 1——沿管路全长的漏气系数，a 1=1.2；a 2——机械磨损耗气量增加系数，取1.15；γ——海拔高度修正系数，a 3=1.01；q i ——每台风动工具的耗气量，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机耗风量8m 3/min ，G10型风镐耗风量1.2m 3/min ，MFC-1218/2962型气动锚杆钻机耗风量2.8m 3/min ，ZY24型凿岩机耗风量2.8m 3/min ，ZQS-20型风煤钻耗风量1.2m 3/min ；n i ——用气量最大班次内，同型号风动机具的台数，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机1台，G10型风镐2台， MFC-1218/2962型气动锚杆钻机2台，ZY24型凿岩机2台，ZQS-20型风煤钻3台；k i ——同型号风动机具的同时工作系数，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机取1，G10型风镐取0.90，MFC-1218/2962型气动锚杆钻机取0.9，ZY24型凿岩机取0.90，ZQS-20型风煤钻取0.90。

（2）井下发生事故时，工作人员所需压缩机必须的供气量 Q ＝3.0731⨯⨯⨯γα＝1.2×1.01×73×0.3＝26.54m 3/min 。

矿用风泵结构与原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述矿用风泵作为矿山通风、降尘和排水等系统中的重要设备，在现代矿山生产中发挥着至关重要的作用。

矿用风泵通过将空气进行压缩或抽出，实现对矿井内空气的流动控制，保证了矿山生产的正常进行。

本文旨在深入探讨矿用风泵的结构与原理，并对其在实际应用中的工程计算方法进行探讨和分析。

通过论述不同应用场景下的案例分析，总结出矿用风泵存在的问题并提出改进方向。

最后，展望未来矿用风泵发展的趋势。

1.2 文章结构本文共分为五个主要部分：引言、矿用风泵结构与原理、理论说明、实际应用案例分析以及结论与展望。

首先，在引言部分我们将介绍文章的背景及目标，并概括性地阐述文章各个章节内容和组织结构。

1.3 目的本文旨在全面介绍矿用风泵的结构、工作原理和应用场景。

同时，通过对流体力学、空气压缩理论和风泵工程计算方法的理论说明，为读者提供相关基础知识。

通过实际应用案例分析，读者将了解到矿用风泵在矿山通风系统、矿井降尘系统和矿山排水系统等多个领域的应用情况。

最后，在结论与展望部分，我们将对本文所述内容进行总结，并指出矿用风泵存在的问题，并对未来发展趋势进行展望。

通过本文的阅读，读者将更加深入地了解矿用风泵及其在矿业生产中的重要作用。

2. 矿用风泵结构与原理2.1 结构说明矿用风泵是一种用于通风、降尘和排水等矿山工程中的重要设备，其结构主要包括电机、叶轮、进出口法兰、离心机壳和支撑座等组成部分。

其中，电机是驱动风泵旋转的动力源，叶轮则通过电机的转动产生气流的压力和流量。

进出口法兰连接了管道系统与风泵，起到了导流和密封作用。

离心机壳则包裹着叶轮和法兰，使得气流能够在内部形成高速运动，并将压力能转化为气体功。

支撑座用于固定整个风泵设备。

2.2 工作原理当电机启动后，通过传动装置带动叶轮旋转。

此时，在离心机壳内部形成一个低压区域，使得外界空气通过进口法兰进入风泵内部。

随着电机驱动叶轮不断旋转，外界空气被迅速吸入并加速，在离心力的作用下向外侧抛出，并沿着离心机壳的方向流动。

煤矿机电基本知识煤矿机械、电气设备和设施是煤矿生产的基础。

井工开采的煤矿机电设备主要包括提升设备、通风设备压风设备、压力设备、排水设备、采掘设备、支护设备、运输设备、供电及电气设备、安全监测监控及瓦斯抽放设备。

一、矿井提升设备的作用是什么？矿井提升设备是联系地面和井下的“咽喉”，其任务是沿井筒提升煤炭和矸石，升降人员、物料和设备，它是矿井生产系统中重要的机电设备之一。

二、提升设备由那几部分组成？煤矿提升设备由提升容器（包括罐笼、箕斗、矿车和人车）、提升纲丝绳、天轮、井架、装载设备、卸载设备和提升机（绞车）组成。

三、立井提升系统是如何工作的？立井普通罐笼提升。

其中一个罐笼位于井底车场水平，另一个罐笼位于井口出车平台。

提升钢丝绳与一端与罐笼相连，另一端绕过天轮，缠绕并固定在滚筒上，当电动机带动提升机滚筒旋转时，井下的罐笼上升。

加一端的罐笼下降，使罐笼在井筒中沿罐道作上下往复运行，进行提升工作。

四、斜井的提升系统是如何工作的？为目前使用较多的斜井串车提升系统，斜井串车提升用矿车做提升容器，钢丝绳的一端与若干个矿车组串车的连接，另一端绕过天轮缠绕并固定在提升机的滚筒上，滚筒旋转带动串车组在井筒中往复运动，进行提升工作。

串车提升有单钩和双钩之分。

按车场形式的不同，又分甩车场和平车场。

单钩串车提升，可用于多水平提升，一般采用甩车场。

平车场一般多用于双钩串车提升。

五、井口安全门有什么作用？为防止人员、矿车及其他物品坠落到井下，立井井口、井底和中间运输巷都必须设置安全门。

井口安全门与提升信号联锁：安全门未关闭，发不出开车信号；发出开车信号后，安全门打不开；只有罐笼到位并发出停车信号后，安全门才能打开。

六、什么叫防过卷装置？当提升机运行到正常卸载位置未停车并继续向上提升称为过卷。

过卷造成的严重后果是损坏天轮、井架。

拉断钢丝绳导致提升容器坠落，撞坏井筒设施，甚至造成人员伤亡。

使用双滚筒提升机时，一钩发生过卷时，另一钩则过放，放过则造成蹲罐事故。

大南湖矿区西区五号矿井压风、制氮系统设计摘要：矿井压风、制氮系统作为矿井传统主要设备，合理的设备选型及布置对于矿井减少设备投资，降低能源消耗，降低设备运行成本意义重大。

本文结合工作实际，对大南湖矿区西区五号矿井压风、制氮系统进行了设计，以供同行借鉴。

关键词：压缩空气设备；制氮系统；设计引言大南湖矿区西区五号隶属徐矿集团哈密能源有限公司，是徐州矿务集团有限公司在新疆的全资子公司。

矿井设计生产能力4.00Mt/a，为国电哈密大南湖电厂配套矿井。

压缩空气设备主要担负矿井采掘面工作风动工具和压风自救系统用气。

制氮设备主要提供对煤层自然发火进行综合防治注氮防灭火用气。

对于大、中型矿井2种设备主要特点是装机容量和功率都很大，合理的设备选型及布置对于矿井减少设备投资，降低能源消耗，降低设备运行成本有重要意义。

1.压缩空气设备矿井采用主斜井、缓坡副斜井、中部进风井、回风立风井的综合开拓方式。

中部进风井井口标高+486m。

矿井井下配备的风动工具：湿式气腿式凿岩机2台，单台耗气量为3.2m3/min，工作压力为0.4MPa；湿式混凝土喷射机3台，单台耗气量为8m3/min，工作压力为0.4Mpa；风动单体锚杆钻机4台，每台耗气量3.4m3/min，工作压力为0.45MPa；风动锚锁钻机5台，每台耗气量2m3/min，工作压力为0.45MPa；风镐5台，每台耗气量1.6m3/min，工作压力为0.45MPa；空气炮4台，每台耗气量0.3m3/min，工作压力为0.5MPa。

井下最大班人员58人。

设计在地面中部进风井附近设置压缩空气站，采用地面集中供风的压风系统。

压缩空气管路沿中部进风井敷设至井下各个用气地点及救灾相关位置。

（1）压缩空气设备选型方案比较矿井井下生产用气计算：Q1=α1×α2×γ××qi×ki=74.8m3/min，式中：α1―延管道全长的漏风系数，管路敷设长度大于2000m时，α1取1.2；α2―由于风动工具磨损耗气量增加系数，一般α2=1.15；γ―海拔高度修正系数，γ=1；mi―同类型风动工具的台数；qi―同类型风动工具的空气耗气量，m3/min；ki―同类型风动工具的同时使用系数。

第六章提升、通风、排水与压缩空气设备6.1提升设备6.1.1概述本矿井设计生产能力为3.0Mt/a，采用一对立井开拓方式。

矿井主要开采水平为-325.0m，主井井口标高为＋139.0ｍ，副井井口标高为＋139.6ｍ，主井井筒净直径为D5000mm,装备一对立井四绳20t箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务。

副井井筒净直径为D6500mm, 装备一对1.5t矿车双层四车四绳罐笼(一宽一窄), 担负全矿井提人、矸石、设备与升降材料等任务，宽罐除满足上述提升任务外,还可以满足整体升降大型设备、综采支架等任务。

对主、副井提升设备的选型，设计根据矿井提升高度和提升量采用多绳摩擦轮提升方式，并对多绳摩擦轮提升机从安装方式上进展了塔式与落地式两种布置方式的比拟，通过分析比拟知道，塔式多绳摩擦轮提升机具有占地面积小，钢丝绳在井塔内运行条件好，在同样摩擦系数情况下防滑性能好等优点，但也存在抗震能力差，安装不方便，辅助设施多，建井期占用井口时间长，总投资较高等缺点；而落地式多绳摩擦轮提升机那么具有抗震能力强，建井期占用井口时间短，辅助设施少，投资省等优点，但占地面积较大。

通过与总平面布置相结合，落地式多绳摩擦轮提升机机房占地对整个工业广场的占地影响不大，因此，本设计主、副井提升设备均选用落地式多绳摩擦轮提升机。

设计推荐主井提升机采用交流同步提升电机全数字矢量控制交直交变频供电系统方案，实现无级调速、高效运行。

副井提升机的电气传动设备, 采用电枢换向12脉动顺序控制SCR-D供电系统, 实现无级调速、高效运行。

6.1.2主井提升设备1、设计依据主井年产量：3.0 Mt/a；主井井口标高：＋139.0 ｍ；主井井底标高：－325.0 ｍ；工作制度： 330d/a，16h/d；装载位置箕斗底标高： -295.0 m(水平上装载)；卸载位置箕斗底标高： +153.0 m。

2、提升设备选型〔1〕提升容器选择本矿主井选用一对立井四绳20t箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务,其主要参数为：载重G＝20t，质量G z＝25.707t〔含悬挂装置〕，箕斗本体高度14.32m, 箕斗全高18.52m。

空气炮说明书空气炮是以压缩空气的脉冲力推动散装材料的工作系统，是防止和清除各种类型料仓、料斗、水泥预热器和管道分叉及矿山溜井、溜坡的物料起拱，粘仓闭塞等现象的专用装置。

广泛用于煤炭、冶金、化工、水泥、电力、矿山、钢铁、焦化等行业。

具有能耗低、能量大、噪音低、安全可靠、投资小、易维护等特点，是一种理想的破拱清堵设备。

空气炮系统是由一台或多台安装在贮存器上的空气炮组成的。

空气炮本体充入压力为0.4-0.8Mpa由球阀控制的工业用空气或氮气时，空气炮即充气。

压缩空气是由安装在炮体上的进气孔进入并通过活塞进行密封的，炮本体的压力等于管路的压力时，气流为静态，空气炮就可以等待工作指令了。

通过启动电磁阀，快速排放阀和电磁阀之间的管路中的空气被释放。

这使得快速排放阀能够迅速释放顶住活塞的压力。

活塞立即被炮本体中的高压气流推回，高压气流通过喷管管路排出，释放出贮存在炮本体中的脉冲空气压力。

排出的空气经过喷管管路进入贮存物料的闭塞事故区。

空气炮气罐的是按照国家规定的压力容器规范进行设计和制造的，符合压力容器质量标准。

空气炮的工作原理空气炮是利用气压平衡的原理,先将压缩空气贮存于钢制炮体中,当炮体内气压达到0.4—0.8Mpa时,透过电动式气动元件操作,切断压缩气流,打开电磁阀的排气口,活塞瞬间形成前后压力差,迫使活塞后移,打开排气口,使压缩空气刹时向预定方向以超音速喷出,利用压缩空气突然释放势能,产生强烈冲击波,直冲物料堵塞区,克服物料的静摩擦,使起拱的或粘冻结的物料再次恢复重力流动,使堵塞消除,工作连续;S进气管道 S’空气炮专用快速排气阀 B活塞 C 排气管 D筒体1、打开进气阀门，空气通过S进入炮体，由于活塞通过复位装置始终封闭排气口，活塞后部与炮体内相通，产生气压平衡。

2、空气炮专用快速排气阀通电工作打开排气孔O，缸套中的空气顺利排出。

缸套内部无压力，在筒体内压缩空气的压力作用下，形成压力差，活塞迅速向右回返，打开排气管C，筒体内的压缩空气瞬间排出，冲击物料.空气炮的安装示意图安装技术要求1、安装时喷射接管应向下布置，其角度与水平线应不小于15°；、气动控制时，炮体与气动控制阀之间的距离不得超过15米；、气源各个接头部位及管路不得漏气。

《矿山机械》试题库总题量(156)第一章流体力学基础填空题:10判断题:4选择题:3术语解释:5简答题：10计算题：3（共35）第二章矿井排水设备填空题:9判断题:3选择题:2术语解释:2简答题：10计算题：1（共27）第三章矿井通风设备填空题:9判断题:3选择题:2术语解释:2简答题：8计算题：1（共27）第四章矿山空气压缩设备填空题:9判断题:2选择题:5术语解释:4简答题：12解释含义：2（共34）第五章矿井提升设备填空题:10判断题:2选择题:4简答题：14解释含义：3（共33）第一章流体力学基础一、填空题（每空1分）1、流体是液体和气体的总称。

2、流体的体积随温度的升高而膨胀的性质叫做流体的膨胀性。

3、流体粘性的大小用粘度表示，常用的粘度有动力粘度、运动粘度、相对粘度。

4、液体在管路中流动时的能量损失有沿程（水头）损失和局部（水头）损失。

5、以真空为基准的压强称为绝对压强。

6、以环境压强为基准的压强称为相对压强。

7、液体中压强相等的点组成的面称为等压面。

8、单位时间内流过某通流截面的液体体积称为流量。

9、沿程损失只发生在管路的直线段上。

10、局部损失发生在管路的非直线段上。

二、判断题（每题1分）1、所有的流体都具有粘性。

（√）2、只有运动的流体才具有粘性。

（×）3、静止的流体中任一点所受到的各个方向的静压强均相等。

（√）4、静止的液体中任一水平面都是等压面。

（×）三、选择题：1、流体的温度不变，压力增加时，体积会（B ）。

A、不变B、减小C、增大2、（A ）损失只发生在管路的直线段上。

A、沿程B、局部C、能量3、在流体的管路中，通流面积大的地方，流速（B ）。

A 、大B、小C、不变四、术语解释（每个5分）1、流动性流体分子内聚力小，易于流动，没有固定形状的性质。

2、流量单位时间内流过某通流截面的流体体积称为流量。

3、等压面液体中压强相等的点组成的面叫做等压面。

4、绝对压强以完全真空为基准的压强称为绝对压强。