GB 51053-2014 煤炭工业矿井节能设计规范.pdf

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1、UDC P 中华人民共和国国家标准-GB 51053 - 2014 煤炭工业矿井节能设计规范Code for mine energy conservation design of coal industry 2014 - 08 -27发布2015 -05-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准煤炭工业矿井节能设计规范Code for mine energy conservation design of coal industry GB 51053 - 2014 主编部门:中国煤炭建设协会批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设

2、部施行日期:2 0 1 5 年5 月1 日中国计划出版社2014北京中华人民共和国国家标准煤炭工业矿井节能设计规范GB 51053-2014 才这中国计划出版社出版网址: 地址:北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层邮政编码:100038 电话:(010) 63906433 (发行部)新华书店北京发行所发行三河富华印刷包装有限公司印刷850mmXl168mm 1/32 2.75印张67千字2015年2月第1版2015年2月第1次印刷会统书号:1580242. 539 定价:17.00元版权所有僵权必究侵权举报电话:(010) 63906404 如有印装质量问题，请寄本社出版部调换中华人

3、民共和国住房和城乡建设部公告第534号住房城乡建设部关于发布国家标准煤炭工业矿井节能设计规范的公告现批准煤炭工业矿井节能设计规范为国家标准，编号为GB 51053-2014，自2015年5月1日起实施。其中，第1.O. 6条为强制性条文，必须严格执行。本标准由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2014年8月27日前言本规范是根据住房城乡建设部关于印发(2009年工程建设标准规范制订、修订计划的通知)(建标(2009J88号)的要求，由煤炭工业合肥设计研究院会同有关单位共同编制完成的。本规范共分13章，主要内容包括:总则，术语，开拓开采节能，矿井井下运输

4、、提升、通风、排水、压缩空气节能，安全设施节能，电气节能，地面生产系统节能，总图及地面运输节能，建筑节能，给水排水及暖通节能，环境设施节能，其他能源利用，能源计量及能耗指标。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责日常管理工作，由煤炭工业合肥设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位注意总结经验，积累资料，随时将有关意见或建议反馈给煤炭工业合肥设计研究院(地址:安徽省合肥市阜阳北路355号，邮政编码:230041，传真:0551-65526002，邮箱:hfjxyou126. com)

5、，以供今后修订时参考。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:煤炭工业合肥设计研究院参编单位:中煤科工集团重庆设计研究院中煤科工集团南京设计研究院中煤郎单F设计工程有限责任公司中煤西安设计工程有限责任公司煤炭工业太原设计研究院主要起草人:闰红新石强王勇黄通才潘正云罗志中陈锦如吴如喜姜彼赢吴亚非宋中扬江选友马锋孙永星张广东管大林屈磊杨爱芝袁存忠刘建华卢溢洪胡仕棒彭成荣刘延杰杨兴权张泊张晓四孔凡平伍育群门小莎张志刚苏爱明主要审查人:王结义耿建平冯冠学王荣相郑捷何建平王先锋目次1总则(1 ) 2术语(2 ) 3 开拓开采节能( 4 ) 3.1 资源利用( 4 ) 3.2 井田开拓

6、与开采(4 ) 4 矿井井下运输、提升、通风、排水、压缩空气节能( 6 ) 4.1 井下运输( 6 ) 4.2 提升(7 ) 4. 3 通风(7 ) 4.4 排水(9 ) 4. 5 压缩空气( 9 ) 5 安全设施节能. . . . (11) 5.1 瓦斯抽采. ( 11 ) ( 11 ) 5.2 防灭火. 。rupkdR民Unv巧巧RunwdnudUU A同附有H统冷统统备u量u系置制自系系设.质-K布工叶电电气缆能明U统人节供配电线电照脏系J电JJJJJPJ地JrDFhvphvphvnbnhuphv巧，phv巧t 2 1 7.2 设备选型门们7.3 煤炭储存与装车(19) 7.4 辅助设施

7、(19 ) 8 总图及地面运输节能( 20 ) 8.1 总平面布置. ( 20 ) 8.2 地面运输门0)9 建筑节能( 21 ) 10 给水排水及暖通节能(22 ) 10. 1 给水排水门幻10.2 采暖、通风与空气调节(22 ) 11 环境设施节能(25 ) 11. 1 矿井水处理(25 ) 11. 2 污水处理(2日11. 3 其他(26 ) 12 其他能源利用门口能源计量及能耗指标(29 ) 13.1 能源计量(29 ) 13.2 能耗指标(29 ) 本规范用词说明(35 ) 引用标准名录(36 ) 附:条文说明( 37) 2 Contents 1 General provisions

8、 ( 1 ) 2 Terms ( 2 ) 3 Energy conservation in development and mining ( 4 ) 3. 1 Resources utilization ( 4 ) 3. 2 Development and mining of coal mine ( 4 ) 4 Energy conservation in underground transportation, hoisting, ventilation, drainage and air compression ( 6 ) 4. 1 Underground transportation (

9、6 ) 4. 2 Hoisting ( 7 ) 4.3 Ventilation ( 7 ) 4.4 Drainage . ( 9 ) 4. 5 Air compression ( 9 ) 5 Energy saving of safety facilities ( 11 ) 5. 1 Methane extraction ( 11 ) 5. 2 Fire prevention and extinguishing ( 11 ) 5.3 Artificial refrigeration ( 12 ) 6 Energy conservation in electrical engineering (

10、 15 ) 6. 1 Power supply system ( 15 ) 6. 2 Power distribution system (16 ) 6. 3 Electric equipment ( 16 ) 6.4 Cables ( 17 ) 6. 5 Quality of power supply ( 17 ) 6.6 Lighting . (18) 7 Energy conservation in ground production system ( 19 ) 3 7.1 System layout (19 ) 7.2 Selection of equipment ( 19 ) 7.

11、3 Coal storage and coal loading . (19) 7.4 Auxiliary facilities (19 ) 8 Energy saving in general layout and surface transportatlOn ( 20 ) 8. 1 General layout ( 20 ) 8. 2 Ground transportation ( 20 ) 9 Energy conservation in buildings ( 21 ) 10 Energy conservation in water supply and drainage , heati

12、ng and ventilation ( 22 ) 10.1 Water supply and drainage ( 22 ) 10. 2 Heating , ventilation and air conditioning ( 22 ) 11 Energy conservation in environmental facilities ( 25 ) 11. 1 Mine water treatment ( 25 ) 11. 2 Sewage treatment ( 25 ) 11. 3 The others ( 26 ) 12 Utilization of other energy res

13、ources . (27) 13 Energy measurement and energy consumption index ( 29 ) 13. 1 Energy measurement ( 29 ) 13.2 lndex of energy consumption ( 29 ) Explanation of wording in this code ( 35 ) List of quoted standards ( 36 ) Addition: Explanation of provisions ( 37) 4 1总则1. 0.1 为贯彻中华人民共和国节约能源法)，做好节约和合理利用能

14、源，促进煤炭工业节约、清洁、安全、环境保护和可持续发展，统一煤炭工业矿井节能设计标准，制定本规范。1. O. 2 本规范适用于设计生产能力0.4SMt/a及以上的新建、改建及扩建的煤炭工业矿井工程的节能咨询和设计。1. O. 3 矿井节能设计应在坚持安全高效的原则下，因地制宜地采用节能型新技术、新工艺、新设备、新材料，推行能效管理。设备应选用国家推荐的节能型产品。1. O. 4 节约能源应与综合利用资源、保护生态环境、提高经济效益统筹兼顾。1. O. 5 矿井新建、改建、扩建项目应按核准(审批)的煤矿建设规模设计，矿井各系统设计能力应与矿井设计生产能力相适应。1. O. 6 矿井设计严禁选用淘

15、汰产晶及生产工艺。1. O. 7 新选型的设备，宜按1级能效等级选用。1. O. 8 煤炭工业矿井工程的节能设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 1 2术语度越高，其含有的热能品位越高。2.0.9 风排瓦斯methane content in ventilation 指随矿井生产通风系统排出的瓦斯。2.0.1 吨煤电耗power consumptionj ton coal 煤矿每生产一吨原煤所要消耗的电量。2.0.2 标准煤standard coal 低(位)发热量等于Z9307kJ的燃料，称为1千克标准煤C1 kgce) ，又名煤当量(coalequivalent)。2.

16、0.3 综合能起total production energy consumption 规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算为一次能源后的总和。2.0.4 矿井水回用率reuse rate of mine drainage 矿井井下排水直接或经处理后回用于生产、生活系统的水量占矿井井下总排水量的比值。2.0.5 矿井水利用率use rate of mine drainage 矿井井下排水直接或经处理后回用于生产、生活系统的水量占矿井总用水量的比值。2.0.6 回采工作面预降温空冷器air cooler for pre-cooling working

17、face 布置在回采工作面进风巷内，固定安装并对进入回采工作面的风流进行预降温的空冷器。2.0.7 回采工作面降温空冷器air cooler for cooling work-ing face 布置在回采工作面进风巷内，随回采面移动并负担对回采工作面进行全面降温的空冷器。2.0.8 热能品位grade of heat energy 衡量热能质量等级高低的专用名词，同等质量的同一物质温 2 3 3 开拓开采节能3. 1资源利用3. 1. 1 矿井设计应采取提高煤炭资源回采率的措施，矿井采区回采率及工作面回采率应符合现行国家标准煤炭工业矿井设计规范)GB50215的有关规定。3. 1. 2 矿井设

18、计应对矿井水、地热等资源进行保护，有条件时应利用;对瓦斯等有价值的煤炭共(伴)生资源应利用。3.2 井田开拓与开采3.2.1 井田开拓系统应简单，并应经多方案比较后综合确定，开拓节能应符合下列规定:1 井口及工业场地位置应减少煤炭、材料运输距离，并应避免或减少反向运输;电源、水源、地面运输线路应便捷顺畅。2 应优化井筒数目、形式和断面。3 新建矿井宜采用一个水平生产保证矿井设计生产能力。4 在开采技术条件允许时，应加大采区尺寸，减少采区数目。5 一个矿井宜采用一个采区一个工作面生产。6 井下开拓巷道布置，大巷宜顺直，并应减少大巷条数、运输环节。3.2.2 煤层开采应符合下列规定:1 开采顺序应

19、本着先近后远、先浅后深、先易后难的原则，减少初期井巷工程量。2 近距离煤层群开采时，采区宜采用联合布置。3 应优化采区生产系统、采煤方法和采煤工艺，并应减少井巷工程量、生产环节、设备数量及提高煤炭回采率。4 采区上(下)山应布置在稳定或较稳定的岩层中，宜避开应力集中带、岩石破碎带及断层带，条件适宜时，应布置在煤层中。5 条件适宜时，回采巷道应采取沿空掘巷或沿空留巷布置。3.2.3 设计应合理确定巷道断面和支护形式，宜采用光爆锚喷、锚梁网喷、锚索、锚注等形式。3.2.4 采掘设备选型应与采掘工艺、工作面生产能力相匹配。 5 4 矿井井下运输、提升、通风、排水、压缩空气节能4. 1井下运输4. 1

20、. 1 煤炭运输应符合下列规定:1 运输宜线路顺直、系统流畅、运输环节少、设备台数少、能耗低，避免折返、转载及反向运输。2 宜设置缓冲煤仓对来煤进行调节。3 主要运输大巷煤炭运输方式及设备，宜进行能耗分析、方案比选。4 选用带式输送机时，对每日运输量变化幅度大的运输系统宜采用变频调速装置;对不同生产期运输量变化幅度大的运输系统应进行方案比较，宜分期设置相应输送设备或设置变频调速装置。5 选用轨道运输时，应根据运距、运量等选择机车和矿车。当选用架线式电机车时，宜选用电压等级高的供电线路，电机车调速宜选用变频调速方式。6 采用多条带式输送机串联运输时，带式输送机的启动应根据载荷分布情况，选择节能合

21、理的启动顺序。7 带式输送机传动单元的配置及安装位置，宜使胶带张力较小、供电线路较短。4. 1. 2 辅助运输应符合下列规定:1 辅助运输方式及设备选型应进行能耗分析，经综合比较后确定。2 井下肝石宜在井下处理。3 应减少设备数量，并应提高设备运行效率。 6 4.2提升4.2.1 提升系统应符合下列规定:1 提升系统宜采用双容器提升。2 立井缠绕式提升机宜采用轻型提升容器。3 大型矿井或深立井的副井，宜增设交通罐提升系统。4 应采用不影响提升容器运行的稳罐装置缩短低速爬行距离和提升周期。5在不增加立井井筒断面及条件适宜时，宜选择绳罐道导向。4.2.2 设备选型应符合下列规定:1 对于摩擦轮提升

22、，条件允许时宜选用井塔提升方式。2 提升设备宜选择直联传动设备;非直联传动时应选择高效减速器。3 提升机传动方式宜选用交流变频系统。4 新建矿井的提升机不得采用电动机转子串电阻调速方式。5 宜选择抗拉强度较高的提升钢丝绳。4.3通凤4.3.1 通风系统应符合下列规定:1 矿井通风方式的确定应根据矿井开拓、开采、井巷布置等因素，并应以通风流程短、线路顺畅为原则;应在满足安全生产的前提下确定通风量。2 应合理安排采区及回采工作面接替，实现矿井各通风区域均衡生产，使各区域通风阻力相对均衡。3 应根据巷道用途、支护形式、服务年限等因素确定巷道设计风速，且应符合现行国家标准煤炭工业矿井设计规范)GB50

23、215的有关规定;巷道支护宜选择摩擦阻力系数小的支护形式。4 矿井通风阻力应符合现行国家标准煤炭工业矿井设计规 7 一一一一一一气-一一一范)GB50215的有关规定。通风系统设计应利用自然风压。5 有热害的矿井通风，还应符合现行国家标准煤矿井下热害防治设计规范)GB50418的有关规定，并采取避免或减少热源向进风流扩散的措施。4.3.2 设备选型与布置应符合下列规定:1 应选择装置效率高、工况区域宽的主要通风设备。2 主要通风机与电动机之间宜采用直联方式。3 主要通风机在各个时期均应运行在工业利用区，在正常生产期间工况效率不应低于70%。4 当通风容易时期和通风困难时期的电动机轴功率之比小于

24、60%，且经技术经济比较合理时，宜分期选择电动机。5 对同一风机使用期间工况变化较大的通风系统，经技术经济比较，应从下列调节方式中选择最佳方式:1)通风容易时期两级叶轮的通风机可改为单级运行;2)采用轴流式通风机时可改变叶片安装角、叶片数或叶型等;3)改变通风机转速，可采用机械或电气调速。6 应减少流道的压力损失。风井与风道接口不应垂直相交，应有弧度;主风道分叉至风机风道的角度宜为200300，并应有圆弧过渡;在风道断面有变化处及扩散器或扩散塔应采取减少动压损失的措施。7 应合理确定风门数量，总漏风率应小于5%。8 主要通风机的冷却用水应循环使用。9 条件允许时宜将矿井永久风机加装变频调速装置

25、用于建井期间通风。4.3.3 通风设施应符合下列规定:1 井下通风设施应合理、简化，风门、风桥、风墙、密闭、风窗等设施应可靠、漏风量小。2 总回风巷、主要回风巷中不得设置风流控制设施。4.4排7.16000 1. 7 720 11. 2. 3 污水处理构筑物应布置紧凑，并应结合地形地势确定水力流程。11. 2. 4 污水处理设备选型应以高效且能力匹配为原则。11.2.5 污水应经处理达到分质用水标准后回用。11.3其他11. 3.1 锅炉除尘工艺宜选择袋式除尘、电除尘。11. 3. 2 噪声及粉尘治理应选择高效、节能方案。11. 3. 3 环境污染治理设备应选择高效率产品，设备特性应与设计的最

26、佳运行工况点相匹配。 26 12 其他能源利用12.0.1 矿井瓦斯(煤层气)利用应符合下列规定:1 矿井设计应提出全矿井瓦斯抽采量、矿井通风瓦斯排放量及其浓度预测值。2 应采取提高瓦斯抽采浓度的措施，并应在满足矿井安全生产的前提下提高矿井风排瓦斯浓度。3 甲:皖浓度在30%及以上的矿井瓦斯利用率应达到100%; 甲:皖浓度为7%30%的矿井瓦斯利用率宜达到70%;宜提高甲:皖浓度在7%以下的抽采瓦斯及矿井风排瓦斯利用率。12.0.2 中煤、煤泥、煤研石利用应符合下列规定:1 矿井设计应提出矿井及洗煤厂洗中煤、煤泥、煤肝石产生量及工业分析资料。2 洗中煤宜作为矿区综合利用电厂燃料，但当矿区综合

27、利用电厂以煤研石为主要燃料时，洗中煤掺入量应保证入炉燃料收到基热值不高于14640kJ(3500kcal)/峙。3 煤泥宜作为矿区综合利用电厂燃料。4 煤石干石应按其品质，分质分级综合利用，利用方向应符合下列规定:1)煤肝石低位发热量Q二三5.02M /kg Cl 200kcal/kg) 时，应作为能源资源使用。2)煤石干石低位发热量Q皿net(发改能源(2007J1456号)第二十一条。4.5.2 设备选型说明如下:1 减少压力波动，需要作技术经济比较。 51 r 5 安全设施节能5. 1瓦斯抽采5. 1. 1 抽采系统说明如下:抽采系统集中布置有利于降低工程总投资，充分利用集中管路系统、地

28、面场地，避免重复建设。当抽采量变化大、时间跨度长、地面条件不适合时，经经济、技术比较，可分区、分期建设。5.2防灭火5.2.1 注氮说明如下:目前我国井下制氮机组己运用较多，井下机组投资较高，但节省了地面场地、井筒管路。地面与井下方案应综合比较矿、士、安三类工程总投资，确定制氮站位置。5.2.2 灌浆说明如下:1 灌浆材料应就地优先选择非黄土材料，在性能满足要求的情况下，选择耗用量较少的材料。3 管路直径应使设计流速略大于浆液临界流速;壁厚应按服务年内的磨损量并满足管内压力要求。开采深度大的矿井，井底应设减压装置，降低后续管路的壁厚。5.3人工制冷5.3.1 制冷负荷说明如下:煤矿井下采掘作业

29、地点气象条件卫生标准)GB10438及煤矿安全规程中，均以干球温度评价井下作业地点环境气象条件。现行国家标准煤矿井下热害防治设计规范)GB50418推荐用气温、相对湿度、风速等参数对井下作业地点环境气象条件进行、-卢综合评价，同时指出:也可采用等效温度指标对矿井气象条件进行评价。等效温度t等效是人体对环境温度的感觉指标，与空气的干球温度t.、湿球温度tl、风速u相关。当干、湿球温差不大于5C、温球温度在25C35C之间、风速在O.5m/s3. 5m/s时，可通过下列公式计算:4.12-X句十X安t等效=20.86+0. 0354tl一O.133什0.07d+MIj9 4 (1) _8. 331

30、7X3-(X3- 1. 35)(tl-20)J (2) 1 (X3一1.35)(t.-tl)+141. 6 lnUF0 92 -王1-AA 川队一+qJTJ 博士凡一泊、l-FhutHEU 旺一凡。白一/KA哇一一-X (3) X3 =5.27+1. 3v-1. 15e 2v (4) 以人体对井下一1000m处静风状态、28C饱和空气的感觉为例对照，当风速为1.5m/s、相对湿度为90%、干球温度为30.2C时人体感觉方与上述举例气象条件相当;当风速为2.5m/s、相对湿度为90%、干球温度为30.9C时人体感觉方与上述举例气象条件相当。井下工作地点均为直流通风系统，具有一定的风速，且井下降温

31、是以为工作人员创造符合卫生标准的工作环境为目的，因此本规范引人等效温度t等效。国外的井下降温设计也是以等效温度作为评价标准。对煤矿安全规程)(以下简称规程)生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26C的条文，建议按目前国家节能减排精神重新论证，其理由如下:回采工作面宽度通常为200m左右，通风方式为直流式。因此，回采工作面风流沿线的温度是变量，下隅角是回采工作面温度的最低点，上隅角是回采工作面温度的最高点。若满足煤矿安全规程要求，则应为上隅角温度不超过26C。若按井下深度 53 为一1000m、湿度为100%、风速为1.5m/s计算，上隅角等效温度相当于24.70C，下隅角则更低。显然这样的标准要

32、求过高，会导致人工降温的覆盖面过大。另一方面，在夏季炎热地区地面室外温度高达320C以上，人工降温系统要同时承担进风降温和井下降温的双重负担，导致人工降温系统设计能力过大，且由于工作面通风量的限制，工作面夏季无法达到设计干球温度不超过260C的要求。德国等国在井下降温设计中取最高等效温度不超过32.C，参考国外的经验，淮南矿业集团丁集等矿的井下降温设计中采用此种评价方法作为设计依据。设计国采工作面上隅角等效温度不大于320C，下隅角等效温度约为230C，在实际运行中取得满意的效果。因此，采用等效温度指标评价矿井气象条件，且最高等效温度不超过320C更为合理和节能。经计算对于通风量为1500m3

33、/min的一1000m回采工作面而言，当上隅角温度提高lOC，可以减少143kW的制冷负荷。故从节能的角度考虑采用人工制冷降温时，井下空气温度应采用等效温度评价。回采工作面上隅角空气等效温度设计目标值t等效宜采用31OC，t等效320C;回采工作面、掘进工作面空冷器出口温度不应低于21.C。5.3.2 降温系统选择说明如下:1 为方便比较降温系统节能方案的优劣，本条文引入降温系统能效比(Energyefficiency ratio of system)概念，其含义为矿井计算需冷量与人工制冷降温系统总能耗的比值。计算该比值时分子与分母的服务范围应一致。矿井计算需冷量系指已考虑各回采工作面最大负荷

34、同时系数后的计算需冷负荷，并按下式计算:Q=是XI;Q采+I;Q掘十三jQ电(5) 式中:Q矿井计算需冷量(kW); Q采同时降温的各回采面计算需冷量(kW); h 回采面最大负荷同时系数，见表1; 54 飞咽-Q掘一一同时降温的各掘进面计算需冷量(kW);Q电一一一同时降温的各电气啊室计算需冷量(kW); 表1回采面最大负荷同时系数降温系统总能耗系指服务范围与计算需冷量范围相对应的制冷、冷却、冷媒输送等与降温系统相关的所有能量消耗之和(kW)。用电设备的能量消耗均按计算轴功率统计。2 目前国家限定煤矿开采深度不允许超过1000m，在此限定条件下本款规定了地面集中制冷降温系统冷媒的选择顺序。降

35、温嗣室深度在1000m及以内时，尽可能选择本规范排序靠前的冷媒。当井下降温桐室深度超过1000m时，冷媒选择应做多方案比较。在满足现行国家标准煤矿井下热害防治设计规范)GB50418要求的条件下，尽可能提高下井冷媒温度，有利于提高制冷机的能效比(COP)。3 制冷机在相同的蒸发温度条件下，冷凝温度越低能耗越低。目前国内尚无专门用于井下降温的制冷机产品。地面机组可由国内制冷机厂家定制;井下机组目前多为进口产品。考虑不影响设备招标因素，本条款提出的能效比基于现有厂家的产品样本数据，设计人员可对国内外多家产品能效比进行比较，选择能效比较高者。4 按地面电制冷机组本机能效比为5推算到初始能效比(根据中

36、国电力企业联合会公布的统计数据，2009年1月ll月全国平均供电煤耗为339g/kW h)为67.8g/kW(冷量);按澳化惶机组能效比为1.3推算到初始能效比(按供热锅炉综合效率为75%，标煤低位发热量为7000kcal/kg计算)为126g/kW(冷量)。由此可见，电制冷机组比澳化埋机组更为节能。因此，在没有余热利用的情况下，应首先选择电制冷机组。 55 -注:上述供热锅炉综合效率是考虑了锅炉热效率及自耗电后的初始能效。在高瓦斯矿井，当高浓瓦斯没有利用出处时可以考虑设燃气锅炉为澳化理制冷供热。利用矿井风排瓦斯或低浓瓦斯供热的项目可不受本条文限制。5 采用地面集中式制冷的降温系统其冷负荷较大

37、，受目前制冷机厂家能够生产的制冷机最大制冷能力的限制及制冷机负荷调节范围的限制，选择2个至3个并联制冷单元有助于降温系统的负荷调节。 56 飞、-6电气节能6. 1供电系统6. 1. 1 供电电压等级说明如下:大中型矿井宜采用较高电压供电，针对不同设计生产能力的矿井，可根据全矿井总负荷矩计算电压降不宜大于5%，来确定供电电压等级。本条负荷矩所对应供电电压等级就是根据矿井总负荷矩计算供电线路电压降小于5%来确定的。6. 1. 2 供电线路说明如下:2 有多个分区开拓的大型矿井，当分区场地距离中央区工业场地较远，并且附近又有可靠电源时，可采用分区供电，就近从不同区域变电所引两回路高压供电电源，也可

38、以中央区和分区分别从两个区域变引一路电源，两者再用联络线相连。6. 1. 3 主变电所说明如下:假设变压器的短路损耗为PKN，空载损耗为Po，则r;= (卢SNcos82) / (卢SNcos82 + f PKN十Po)(6) 式中:卢一一变压器的负载系数，随变压器二次侧负载电流变化;cos82一一负载功率因数;SN一一变压器的额定视在功率;市一一变压器的效率。式中可以看出，变压器效率与变压器二次负载电流大小、功率因数及损耗有关，假设负载功率因数不变，此时效率随负载电流变化曲线如下图:由图I可见，负荷率为O.400. 70时效率高，故变压器负荷率定为额定容量的40%70%为宜。 57 町1.0

39、 0.8 0.6 0.4 0.2 可o 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 图1变压器效率曲线p 6. 1. 5 考虑到太阳能、风能、水能等可再生能源供电的功率范围及稳定性，使用其为单身宿舍、综采设备库、厂区道路照明等三级负荷供电，既节省输变电投资，又满足国家节能的国策方针。6.2配电系统6.2.1 配电电压说明如下:配电系统应简单可靠，若变配电级数过多，一方面故障点增加，因操作不当引起的事故也增多，不便管理，另一方面由于级数的增加，串联元件较多，由此引起的接触电阻增加，损耗增加，对节能不利。6.2.3 配电系统智能调配说明如下:随着计算机技术、通信技术的快速发展，作为矿井综合自动

40、化的一个子系统一-配电系统的智能化要求也越来越高。因此，大中型矿井应建立计算机远程监控信息系统，实时监测地面中央变电所、各车间变电所及井下各级变电所供配电系统的运行状态和电能参数。对主副井提升机、通风机和井下主排水泵等各大型设备的运行电耗、工作时间等进行统计，当各主要设备及各主要计费点的电能消起参数超过额定值的10%时，应及时报警显示，以便查找能提上升的原因。 58 飞-另应根据供电部门分时计费的特点，合理调配各时段电力负荷，严格控制高峰期用电，如采用避峰填谷启停排水泵等负荷，并将检修班时间调在用电高峰期等措施。6.3电气设备6.3.1 目前已有的节能型变压器类型有9、10、11系列，其中，9

41、系列变压器空载损耗约占变压器总损耗的30%60%，11系列变压器空载损超比9系列变压器空载损耗低10%25%，非晶合金变压器的空载损起比9系列变压器空载损耗降低70%80%，但后者价格较贵，故条件允许时变压器可选用非晶合金变压器。6.3.2 不同电压等级的低压配电系统，电动机功率范围应按表6.3.2确定，超出表6.3.2范围的，从节能角度出发，应选择10kV(或6kV)高压电机，井下还可以选择3.3kV电动机。6.3.3 采用变频调速的系统应考虑变频器自身的损耗，可根据工况配置旁路变频器的装置。一方面，设备本身有工作在工频电源状态的需求，另一方面，若变频器发生故障时，系统能在工频电源下工作，不

42、至于影响生产。例如，对矿井煤流系统的带式输送机，当煤炭运量波动较大时，采用变频调速可节约能源;当煤炭运量稳定时，考虑到变频器自身的损耗，胶带机可以运行在工频电源状态，此时可将变频装置短接。再如，对前后期风量、负压变化较大的矿井通风机，前期风量较小时采用变频调速，后期风量、负压稳定时，通风机即可工作在工频电源状态下，此时可将变频器短接。6.5电能质量6.5.1 供电部门是根据用户功率因数的高低进行奖励，功率因数越高，奖励越多。因此矿井中央变电所采用集中式高压元功补偿装置时，补偿后公共连接点最大负荷时的功率因数也是越高越好。但由于矿井工作制为井下四班(三班工作一班检修)，且有提升机等冲击性负荷，负

43、荷变化较大，若采用静态无功补偿，最大负荷时-公共连接点的功率因数太高，当负荷降低时系统很容易过补，对电网不利，故将连接点的功率因数定为O.9。若采用动态无功补偿，利用其装置的跟随性特点，即当负荷低、功率因数高甚至系统呈容性时，动态无功补偿装置可以及时吸收无功将其降低;当负荷较大、功率因数较低时，动态无功补偿装置可以释放无功将其提高，因此将功率因数定为大于0.950由于元功补偿装置通常由L-C回路搭建，其中电抗器、电容器为耗能元件，因此应选择效率较高的无功补偿装置，以减少其自身的损耗。6.5.2 变压器接线方式对抑制高次谐波的影响有很大作用，对于电网中由于电子元件、气体放电灯等非线性运行负荷所产

44、生的三次谐波电流，在变压器D联结绕组内可以形成环流，使之不致注入公共的高压电网中去。因此，选择Y/D或D/Y接线方式的变压器可以有效地抑制高次谐波对电网的影响。6.5.3 由于有源滤波器SVG中接入电网的连接电抗，既能滤除谐波电流，又起到将SVG变流器和电网这两个交流电压源连接起来的作用，其所需电感值远小于补偿容量相同的TCR等SVC装置所需的电感量，损耗也小于SVC装置中电抗器的损耗，故宜选用能耗较小的有源滤波装置。6.6照明6.6.1 设计首选效率高、寿命长的气体放电灯，按车间厂房、建筑类型等不同场合选择金属卤化物灯、高压铀灯及荧光灯。同时，在矿井道路照明、景观照明等对照度要求不太高的场所，应充分利用太阳能光伏电池作为照明供电电源。6.6.2 车间、厂房根据工序、功能区域的划分，宜集中分组控制;公共建筑的走道、楼梯间，可采用声控开关或光控开关控制;道路照明、景观照明，宜采用时间继电器或光控开关集中控制。 60 飞-7 地面生产系统节能7.3 煤炭储存与装车7.3.1 煤炭采用仓储可以减少煤炭落地，减少返煤作业，实现直接装车，提高装车效率。仓储还可减少煤炭因风雨造成的煤炭流失损失，减少对环境的污染。7.3.2 煤炭快速装车系统的应用越来越普遍。快速装车系统具有装车速度快、计量精度高、自动化程度高的优点。在矿井