1、第四节 压缩空气设备一、设计依据、矿井用风设备用风量：参见表 6-4-1。矿井用风设备统计表表 6-4-1*备注：1、根据国家安全生产监督管理总局、国家煤 矿安全监察局发布的安监总煤行2007167 号文件规定： 矿井安装压风系统，空气压缩机安装在地面。以及“ 煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范”第 3.2.1.2.7 条的要求：矿井必须设置供给压缩空气设施的避难硐室或压风自救系统，空气压缩机必须设置在地面。2、依据防治煤与瓦斯突出规定的要求：压风自救系统按采掘工人数每人供风量为 0.3m3/min，930.3=27.9 m3/min。、井下用风点距地面空压机房最远输送距离：初期约30
2、00m，后期约 5000m。二、压缩空气需要量计算1、地面需气量地面需气量计算用气设备 工作数量 （台） 每台耗气量 (m3/min) 同时使用系 数 k 计算耗风量 (m3/min)气腿式凿岩机 6 2.8 0.94 15.79风镐 6 1.2 0.94 6.77砼喷射机 2 8 1 16锚杆打眼安装机 2 3.4 1 6.8矿井地面 5压风自救系统* 27.90Q 地 =1.11.055=5.78m3/min2、井下需气量、井下采掘设备需气量计算Q 采 =1.21.2(15.79+6.77+16+6.8)=65.32m3/min、井下压风自救系统需气量计算Q 自 =1.227.9=33.4
3、8m3/min考虑到井下采掘设备与压风自救系统不同时用风，矿井最大需气量为：Q 最 =5.78+65.32=71.1m3/min三、空压机选型根据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局发布的安监总煤行2007167 号文件的有关规定以及“ 煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范”第 3.2.1.2.7 条的要求，同时考虑管理和运行效率等方面的优缺点，设计在地面工业广场建立一个集中空气压缩站。1、空气压缩机比选矿井常用的压缩空气设备有往复式活塞空压机、螺杆压缩机等。往复式活塞压缩机价格便宜，但运行效率低、噪声大，维修率高、维护量大，曲轴连杆机构零部件数量多，结构复杂，机器较为笨重。螺杆
4、式压缩机结构紧凑、运行效率高，噪音小，可靠性好、安装使用方便的。从发展趋势上看，螺杆压缩机也是往复式活塞压缩机的换代产品。因此首先确定本矿选用螺杆压缩机。螺杆压缩机又分单螺杆和双螺杆。单螺杆压缩机具有结构简单、体积小、低噪声、振动小等优点。单螺杆设计理念科学，螺杆承受的径向和轴向气体力可以自动平衡，能够无振动地在高转速下运转，是压缩机发展的方向。但加工优质单螺杆和星轮需要高精度的专用机床设备，我国有条件加工优质单螺杆压缩机的企业并不多，与世界一流单螺杆压缩机相比尚有差距。双螺杆压缩机体积小、零部件少，易损件少，因而运转可靠，寿命长，大修间隔期可达 48 万 h(单螺杆则取决于星轮的质量) 。双
5、螺杆有成熟的螺杆专用铣床和磨床，可确保产品性能稳定。但螺杆转子承受较大的径向和轴向气体力，要求螺杆具有足够的强度和刚度，轴承的制造成本也较高。在双螺杆空气压缩机中，国外部分品牌还推出了双级压缩的螺杆压缩机，两级压缩螺杆机相对于单级压缩机，压缩气量大，节能效果好，约节能近 13%左右；但双级螺杆压缩机的价格较高，大约比单级压缩机贵 50%左右。经过上述分析比较，结合该矿井的井型、用气量，设计推荐选用双螺杆单级压缩机。 2、空气压缩机选型根据矿井达到设计生产能力时风动工具用气量计算结果，设计选用三台 SA250A 型风冷双螺杆式空气压缩机， 2 台工作，1 台备用；单台空压机排气量 42m3/mi
6、n，排气压力 0.80MPa；配套250kW，10kV 电动机；该空压机具有效率高、环保节能、可自动调节排气量以适应矿井用气量需求等优点。四、压风管路根据压缩空气输送距离，选用 2198mm无缝钢管作为主管，支管、分支管分别采用 1596mm、893.5mm 无缝钢管。地面、副井井筒段主管路以焊接连接为主，局部采用法兰连接，井下主管、支管和分支管均采用快速管接头机械连接。矿井初期井下压风管路布置参见图 C1353-217-1。五、压风自救系统选用 ZY-J 型压风自救系统。井下压风自救系统按采掘工人数每人供风量为 0.3m3/min。压气系统及压风自救系统共用一套管路，但不同时使用。正常使用时
7、只供压气系统供风，但需要压风自救时，开启压风自救系统，风动工具全部停止作业。六、附属设备 空压站内每台空气压缩机配置一个 4m3 储气罐，储气罐设于室外阴凉处，并保证空压站内有良好的通风条件，储气罐出口管路上必须安装释压阀； 站内应设隔音值班室，并保证站内的噪音值不超过 85dB； 空压机房内配备 SDQ-3 型 10t 手动单梁起重机一台，跨度Lk=7.5m，以方便安装、维修、保养； 空气压缩机应设置吸气消音装置； 由于空压站建在工业场地内，应考虑噪音对周围环境的影响，执行现行工业企业设计卫生标准GBZ1 的有关规定。七、配电与控制空压机为二级负荷高、低压电源两回均直接引自矿井变电所。压风设
8、备采用一对一控制，空压机电机采用高压直接启动。PLC 控制，每台空压机本身可以实现启/停、连锁控制，也可以通过设置压差带来选择某台空压机为备用机，并预留有满足远方监视、控制的接口，以实现远程控制。每台空压机在连续运行模式以及自动微调/启停机运行模式时，均可让操作人员设定一个工作压力范围，在此范围内（至少 60100的范围内实现满载- 空载调节及容量全自动调节） ，压缩机根据系统需求来自动调节其容量，或在无系统需求时空载运行。当空载运行时间超过用户设定的时间后，压缩机会自动停机，进入待机状态，当系统再次有需求时，压缩机会自动启动。可对空压机进行就地控制，也可实现远程控制。能实现自动、就地手动（或利用压风机房内电脑操作）和全矿设备监控操作中心运行操作三种操作方式，并提供满足远方监视、控制的接口。达到无人值守的目的。
