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部
施行日期：2015年5月1日

中华人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1．0．6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[2009]88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、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：hfjxyou@126．com)，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
              中煤邯郸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：闫红新 石强 王勇 黄通才 潘正云 罗志中 陈锦如 吴如喜 姜筱瀛 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 胡仕俸 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

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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。

1．0．2 本规范适用于设计生产能力0．45Mt／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。

1．0．3 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。

1．0．4 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。

1．0．5 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。

1．0．6 矿井设计严禁选用淘汰产品及生产工艺。

1．0．7 新选型的设备，宜按1级能效等级选用。

1．0．8 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。

 

2 术 语

2．0．1 吨煤电耗 power consumption／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29307kJ的燃料，称为1千克标准煤(1kgce)，又名煤当量(coal equivalent)。

2．0．3 综合能耗 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 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。

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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》GB 50215的有关规定。

3．1．2 矿井设计应对矿井水、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。

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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

4．1．1 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 井下矸石宜在井下处理。
    3 应减少设备数量，并应提高设备运行效率。

 

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，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 风

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》GB 50215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范》GB 50215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》GB 50418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，可采用机械或电气凋速。
    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20°～30°，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 水

4．4．1 排水系统应符合下列规定：
    1 对多水平矿井应进行直排及接力排水方案比较，并应减少折返排水量。
    2 应合理确定水泵和管路系统参数，并应使其在高效区运行。
    3 斜井排水管路较长且经综合技术经济比较合理时，应采用垂直钻孔排水。
    4 应采用无底阀排水。

4．4．2 设备选型应符合下列规定：
    1 水泵运行效率不应低于泵额定效率的85％。
    2 矿井设计排水扬程与水泵额定扬程差别较大或前、后期管网阻力变化较大时，不得采用阀门调节的方式，宜采用切割叶轮等措施。
    3 宜避免减少多泵单管并联运行方式。
    4 应选择无缝钢管等内壁光滑的排水管。
    5 管路布置时，应减少阀门数量和管路附件，并应使用阻力较小的止回阀。

 

4．5 压缩空气

4．5．1 压缩空气系统应符合下列规定：
    1 空气压缩机站应设置在地面且靠近主要用风地点。
    2 在满足输送自救及应急救援用风时，可使用井下移动式空气压缩机。
    3 空气压缩机站设计时宜为余热利用预留条件。
    4 压风管路阻力损失应小于0．147MPa。

4．5．2 设备选型应符合下列规定：
    1 当用气量大且波动也大时，可选择不同排气量的空气压缩机搭配。
    2 空气压缩机选型时应减少辅助设施，并应选用低能耗设备。
    3 选择螺杆式空气压缩机时，宜采用恒压式供气方式，且其中1台宜配置变频调速装置。

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5 安全设施节能

 

5．1 瓦斯抽采

5．1．1 矿井瓦斯抽采系统应符合下列规定：
    1 抽采系统宜集中布置。井田面积较大，且井筒采用多场地布置时，也可分区建立抽采系统。矿井瓦斯抽采量前、后期变化幅度较大时，抽采系统应分期建设。
    2 瓦斯抽采站位置选择宜减少瓦斯管路长度，必要时可采用垂直钻孔敷设管路。
    3 应选择可提高瓦斯抽采率和抽采浓度的瓦斯抽采方法。
    4 应采用可提高封孔质量的封孔工艺和材料。

5．1．2 设备选型时应选择高效瓦斯泵，配套减速器传动效率应大于92％。

5．1．3 管路系统设计应符合下列规定：
    1 应符合现行国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471的有关要求。管路内混合气体流速应取5m／s～12m／s。
    2 管路宜顺直敷设，管路最低处应设放水设施。
    3 管道连接宜采用真空法兰。
    4 宜选择阻力小的流量检测装置；选用孔板流量计时，应加装旁通管路。

 

5．2 防 灭 火

5．2．1 注氮应符合下列规定：
    1 制氮站应做集中与分区、地面与井下布置方案比较。
    2 制氮站位置选择应减少管路长度。
    3 矿井注氮量前、后期变化幅度较大时，系统应分期建设。
    4 应选择效率较高的注氮设备。
    5 管路布置宜平直顺畅。

5．2．2 灌浆应符合下列规定：
    1 在保障灌浆效果的前提下，应减少灌浆材料用量，灌浆材料应就近取材。
    2 制浆站应靠近布置主管路的井筒或管道井，泥浆宜重力输送至灌浆点。
    3 管路直径、壁厚应根据浆液配比情况、临界流速、最大压力和服务年限等参数计算确定。
    4 应选择效率高的灌浆设备。
    5 管路布置宜顺直。

 

5．3 人工制冷

5．3．1 井下采掘工作面和机电设备硐室的气温，应符合现行《煤矿安全规程》的有关规定。

5．3．2 降温系统选择应符合下列规定：
    1 应根据需要降温工作面的数量及分布、需冷负荷、井下冷凝条件等情况确定制冷系统方案。
        1)当井下移动式局部制冷降温系统同时具备多种冷凝条件时，应做系统能效比方案比选；不应将冷凝热散入进风流。
        2)同时具备井下集中制冷或地面集中制冷降温系统可实施条件时，应做系统能效比方案比选。
    2 地面集中制冷降温系统载冷剂选择宜按下列顺序选择：
        1)温度不高于3℃的冷水。
        2)0℃～2℃的盐水或乙二醇溶液。
        3)含冰量不大于30％的冰浆。
        4)温度不低于—10℃的冰。
    3 制冷机选型时应选择能效比(COP)较高的机组。各类降温系统制冷机能效比应符合下列规定：
        1)地面集中式降温系统制冷机组能效比不应低于表5．3．2-1的要求。

表5．3．2-1 地面集中式降温系统制冷机组能效比推荐值

 

        2)井下集中式降温系统制冷机组能效比不应低于表5．3．2-2的要求。

表5．3．2-2 井下集中式降温系统制冷机组能效比推荐值

 

序号	机组类别	冷凝温度（℃）	蒸发温度（℃）	机组能效比
1	冷水机组	42	0	≥3.9
2	冷水机组	46	0	≥3.2

 

        3)井下局部降温系统制冷机组选型应根据井下冷凝热散热条件，选择机组能效比(COP)较高的设备。
    4 当有稳定的可利用的余热及瓦斯利用产生的热能时，地面集中式降温系统的一级制冷机宜采用溴化锂制冷机组；无既有热源或可利用余热的场所时，应首选电制冷机组。不应为溴化锂制冷机组设置专用的燃煤或以城镇燃气为燃料的锅炉。
    5 应根据制冷站入口载冷剂温度自动调节制冷机的制冷负荷或自动调节并联制冷单元的运行数量。
    6 地面压缩式制冷机宜配置冷凝压力随室外温度变化的控制系统。
    7 应根据水源情况选择循环冷却水装置。水源丰富地区宜选用开式冷却塔，水源贫乏地区宜选用闭式冷却塔。冷却塔风机宜配置变频电机，并应根据冷却塔出水温度自动控制冷却塔风机调速。

5．3．3 供冷系统应符合下列规定：
    1 地面集中式降温系统，载冷剂需要在井底进行高低压耦合时，应减少一、二次循环载冷剂间的温度跃升。采用间接压力耦合方式时，二次载冷剂温度跃升不宜超过4℃。采用直接压力耦合方式时，载冷剂温度跃升不宜超过0．5℃。
    2 载冷剂及冷却水的管道直径选择，应进行投资及运行费用分析。
    3 循环泵选型时应控制设计工况点位于水泵高效区范围内，运行效率不应低于70％。
    4 应根据制冷机组负荷调节方案，制订增减循环泵和循环泵变频调速等节能措施。采用变频调节时，应避免工频泵与变频泵并联运行。
    5 循环泵前的过滤器应设置压差检测报警。
    6 载冷剂管道应有保温层和防水层。宜采用有MA认证的聚氨酯预制保温管，管道滑动支座的设置应避免产生冷桥。低温侧载冷剂管每千米温升应小于供回水温差的1％。

5．3．4 末端设备选择应符合下列规定：
    1 回采面预降温空冷器应沿进风顺槽等距离布置；回采面降温空冷器距回采面最远距离不宜大于300m。
    2 掘进面降温空冷器距掘进面距离不宜大于500m，掘进面空冷器后的送风筒应采用双层保温风筒。
    3 空冷器排出的冷凝水宜回收作为工作面降温的洒水。

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6 电气节能

6．1 供电系统

 

6．1．1 矿井供电电压应根据矿井设计生产能力、前后期负荷大小，结合地区电力系统的现状及规划，经技术经济比较后确定，并应符合下列规定：
    1 设计生产能力3．0Mt／a及以上的矿井，宜采用110kV电压供电，0．9Mt／a～2．4Mt／a的矿井，宜采用35kV电压供电，0．45Mt／a～0．6Mt／a的矿井，宜采用10kV或6kV电压供电。
    2 对负荷矩在20×10⁴kW·km及以下的负荷，宜采用35kV电压等级供电；负荷矩在20×10⁴kW·km～40×10⁴kW·km的负荷，可采用110kV电压等级供电，经技术经济比较，也可采用35kV相分裂导线供电；负荷矩在40×10⁴kW·km～200×10⁴kW·km的负荷，宜采用110kV电压等级供电；负荷矩大于200×10⁴kW·km的负荷，可采用110kV相分裂导线供电。

6．1．2 供电线路设计应符合下列规定：
    1 供电线路应根据供电最大负荷按经济电流密度选择导线截面，并应用5％电压降进行校核，在杆塔和主要金具不升级的情况下，线径可放大1级至2级。
    2 分区开拓的大型矿井经综合比较，可采用分区供电。

6．1．3 主变电所设计应符合下列规定：
    1 主变电所应靠近矿井供电负荷中心。
    2 应合理选择主变压器容量，正常运行时主变压器应工作在经济运行区，其负荷率宜为额定容量的60％左右。
    3 大型矿井前、后期负荷相差较大时，经方案比较可选用3台及以上变压器，并可分期安装投运。
    4 矿井110kV或35kV变电所宜选用有载调压变压器。

6．1．4 正常情况下，系统运行应符合下列规定：
    1 矿井电源宜采用分列运行方式。
    2 矿井主变压器应采用分列运行方式。

6．1．5 有条件的矿井可利用瓦斯及水能、风能、太阳能发电等作为矿井的补充电源。

 

 

6．2 配电系统

6．2．1 配电电压应符合下列规定：
    1 新建大中型矿井一级配电电压宜采用10kV，井下配电应与地面配电系统电压相同。
    2 采区工作面大功率设备应采用3．3kV电压供电。
    3 地面生产系统低压负荷宜采用660V电压供电。
    4 配电系统降压次数不宜超过两次。同一电压等级的配电级数高压不宜超过两级，低压不宜超过三级。

6．2．2 配电线路应符合下列规定：
    1 采用两回路配电的电缆、线路及变压器，应采用分列运行方式。
    2 应合理布局配电系统，并应缩短配电线路半径。

6．2．3 大中型矿井宜采用智能配电系统。

 

6．3 电气设备

6．3．1 各级变压器均应选择低损耗节能型变压器。

6．3．2 电动机选择应符合下列规定：
    1 应选用高效电动机，电动机的功率应在其经济运行范围内确定。
    2 针对不同电压等级的低压配电系统，电动机的功率范围应按表6．3．2确定，超出表6．3．2的范围时，应选择10kV(或6kV)高压电动机。

表6．3．2 低压电动机功率范围推荐值

 

低压配电系统电压等级	电动机功率
～380V	＜200kW
～660V	＜350kW
～1140V	＜630kW

 

6．3．3 调速装置应符合下列规定：
    1 选用调速装置应进行方案比较，交流电动机宜选用变频装置。
    2 应根据具体工况选择变频器电压等级和容量，变频装置自身效率，地面不应低于97％，井下不应低于95％。
    3 对有调速要求并可能长期运行在工频电源状态的设备，宜采取短接变频装置的措施。

 

6．4 线 缆

6．4．1 线缆选择应符合下列规定：
    1 架空线宜选择钢芯铝绞线，电力电缆宜选用铜芯电缆。
    2 长期运行的动力线缆应按经济电流密度选择，非长期运行的动力线缆可按发热条件选择线缆截面，并宜放大电缆截面。

6．4．2 线缆敷设应符合下列规定：
    1 应缩短敷设路径并便于散热。
    2 电线电缆与设备连接应采取减少接触电阻的措施。

 

6．5 电能质量

6．5．1 矿井宜采用高压与低压、集中与就地相结合的无功补偿方式，无功补偿应符合下列规定：
    1 矿井主变电所宜设置集中式高压无功补偿装置，补偿后公共连接点最大负荷时的功率因数不应低于0．9，采用动态无功补偿装置时，功率因数不应低于0．95。
    2 地面二级变电所，宜在动力变压器低压侧设置自动投切无功补偿装置，补偿后功率因数应高于0．9。采区变电所、综采工作面等可设置就地隔爆型无功补偿装置。
    3 距离较远的风井场地及分区工业场地变电所或开关站，宜就地设置无功补偿装置。
    4 无功冲击较大、变化较频繁的大型设备，可就地设置动态无功补偿装置。
    5 应选择能耗较低的无功补偿装置。

6．5．2 谐波治理应符合下列规定：
    1 应选择谐波量较小的变流装置。供配电变压器宜选择Y／D、D／Y接线方式。
    2 谐波电流及谐波电压超标的矿井，应设置滤波装置。矿井主变电所宜设置集中滤波装置；可在大型谐波源处就地设置滤波装置。

6．5．3 有条件的场合，宜采用滤波装置与无功补偿相结合的动态无功补偿及滤波装置，经方案比较合理时，宜选用自身能耗较小的有源滤波装置。

 

6．6 照 明

6．6．1 选择照明灯具时应与光源配套使用，并应符合下列规定：
    1 场区照明宜采用高压钠灯，路灯或草坪灯可选用太阳能灯具。
    2 厂房照明宜采用金属卤化物灯或高压钠灯。
    3 行政及公共建筑照明宜选择节能型荧光灯或LED灯。
    4 井下照明应采用防爆荧光灯或防爆LED灯。

6．6．2 照明控制宜采用时控、光控、声控、集中分组控制等节能控制方式。

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7 地面生产系统节能

7．1 系统布置

7．1．1 地面生产系统应根据工艺要求及地形地貌，按各环节间输送距离短、高差小、转载环节少的原则进行布置。有条件的矿井应使煤炭从高到低输送，并应与出矿煤流方向一致。

7．1．2 矿井宜设置原煤缓冲仓(场)。

 

7．2 设备选型

7．2．1 选用带式输送机时，对不同生产期生产能力变化幅度大的运输系统，宜分期设置相应输送能力的带式输送机或设置变频调速装置。

7．2．2 设备选型应根据煤质、粒度组成和产品要求，选用筛分效率高的筛分设备。

7．2．3 破碎设备选型宜选用高效破碎设备。

7．2．4 机械排矸宜选用分选效率高的排矸设备。

 

7．3 煤炭储存与装车

7．3．1 煤炭储存宜采用仓储。

7．3．2 煤炭装车方式应根据外运量、外部运输条件、装车效率和能耗分析等进行综合比较后确定。

 

7．4 辅助设施

7．4．1 辅助设施应利用矿区及周边社会资源。

7．4．2 辅助车间宜联合布置，设备应统筹配置。

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8 总图及地面运输节能

8．1 总平面布置

8．1．1 工业场地总平面布置应根据地形、工程地质、气象等条件和建(构)筑物功能特点，合理分区、布置紧凑，厂(库)房宜联合布置，行政管理及生活服务设施宜集中布置。

8．1．2 工业场地竖向布置应根据自然地形特点，确定竖向设计形式和场地平整方式，宜减少填、挖方工程量。有条件的地区，场内雨水应就近自流排放。

8．1．3 工业场地场内运输应合理选择运输方式和牵引动力；窄轨铁路布置应集中、紧凑，道路布置应顺直、便捷。

 

8．2 地面运输

8．2．1 矿井对外运输应根据矿井设计生产能力、运输流向、外部运输条件、交通发展规划等，选用标准轨距铁路、公路、水运、管道、索道或带式输送机等运输方式。具有水运条件时，宜采用水运或水陆联运。大、中型矿井的对外运输应以标准轨距铁路运输为主，宜采用整列装车、直达及重载运输。

8．2．2 铁路站场布置应作业简单、高效并减少机车在站内运行距离。

8．2．3 地面运输应选择低能耗的运营、维护设备。

 

9 建筑节能

9．0．1 行政办公楼、职工食堂、井口浴室及车间办公等公共建筑节能设计，应按现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189及地方公共建筑节能标准执行。

9．0．2 职工宿舍等居住建筑应根据其所处气候分区，按国家现行有关居住建筑节能标准的规定执行。

9．0．3 工业建筑节能设计应符合下列规定：
    1 应采用南北或接近南北朝向、利用冬季日照、避开冬季主导风向；夏季应采用自然通风。
    2 应减小外表面积、减少外墙混凝土出挑构件。
    3 采用透明玻璃幕墙时，应具有开启部分或设置通风换气装置。
    4 严寒及寒冷地区应设门斗；夏热冬暖、夏热冬冷及寒冷地区大的工业建筑，外窗宜设遮阳体。

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10 给水排水及暖通节能

10．1 给水排水

10．1．1 选择矿井水源时应符合下列规定：
    1 有条件时，应利用矿区附近现有城镇、企业供水水源供水；
    2 宜采用处理后的矿井水、生活污水作为矿井生产用水水源。

10．1．2 矿井生活用水指标可根据矿井所在地域情况，按现行国家标准《民用建筑节水设计标准》GB 50555的有关规定选取；矿井生产用水宜根据工艺要求按节水型指标确定。

10．1．3 矿井供水系统宜采用分质、分压供水。管路应具备使用处理后的矿井水、生活污水的条件。

10．1．4 矿井各冷却水循环系统宜统筹设置。

10．1．5 矿井排水系统宜采用雨水、污水分流。雨水、污水排放应减少提升环节。

10．1．6 有条件时，生活热水供应宜利用太阳能热水系统等清洁能源。

10．1．7 矿井给水排水设备、管材等应采用高效、节能产品，卫生器具及器材应采用节水型产品。

 

10．2 采暖、通风与空气调节

10．2．1 采暖、通风与空气调节节能设计，应符合下列规定：
    1 采暖、空调室外空气计算参数，宜按当地气象站提供的近20年的气象数据采用。
    2 应对采暖、空调系统的房间或区域进行热负荷和逐时逐项冷负荷计算，选择的采暖、空调系统的主辅机设备，应在高效区运行。
    3 对采暖、空调、通风负荷变化较大的系统，应采用经济合理的负荷调节方案。

10．2．2 采暖应符合下列规定：
    1 集中采暖系统热媒宜采用热水。
    2 集中采暖系统应进行水力平衡计算，选择运行阻力较小的系统。
    3 寒冷地区、严寒地区，不宜采用直接从大气中提取热量的空气调节系统进行冬季采暖。
    4 对于个别距离较远且负荷较小的建筑物，采用集中采暖不合理时可采用局部采暖。

10．2．3 空气调节应符合下列规定：
    1 应根据建筑物的规模、使用功能、空调负荷及矿井冷热源情况合理确定空调系统形式。
    2 选择两管制集中空调系统时，冷、热水循环泵宜分别设置。
    3 设计采用冰蓄冷系统供冷时，宜采用低温送风系统。
    4 房间空调器或单元式空气调节机能效等级，不宜低于现行国家标准《房间空调器能效限定值及能效等级》GB 12021．3和《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB 19576有关2级的要求。

10．2．4 通风除尘应符合下列规定：
    1 排除室内的余热、余湿时，应采用自然通风；当自然通风达不到卫生要求时，可设置机械通风系统。
    2 产生有害气体的设备应设置局部排风系统。
    3 对产生粉尘的设备或工艺环节，在不影响操作的前提下，应加以密闭，并应采用机械除尘系统。

10．2．5 采暖与空气调节系统的冷、热源，应符合下列规定：
    1 采暖与空气调节系统的冷、热源，宜采用各种余热。
    2 燃煤、燃气锅炉的额定热效率，应符合现行国家标准《工业锅炉能效限定值及能效等级》GB 24500的有关规定，并不应低于现行行业标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26有关最低设计热效率的规定。
    3 单台燃煤锅炉的负荷率不应低于50％，燃油、燃气锅炉的负荷率不应低于30％。
    4 压缩式制冷(热泵)机组应卸载灵活，并应具有较高的能效比(COP)及综合部分性能系数(IPLV)。
    5 热交换站宜靠近热负荷中心布置。

10．2．6 井筒防冻应符合下列规定：
    1 加热空气的热媒，宜采用高温水或压力不低于0．3MPa的蒸汽；当采用蒸汽热媒时，应有疏水及冷凝水回收装置。
    2 井筒防冻热风道应采取防水和保温措施。
    3 井筒防冻系统负荷调节方式宜采用量调节。

10．2．7 室外管网应符合下列规定：
    1 室外供热(冷)管网主干线布置应短直，并应沿热(冷)负荷较集中的区域敷设。
    2 室外供热(冷)管网应根据用户的热(冷)负荷及经济比摩阻确定最不利环路的管径。
    3 应根据不同气候分区、管道的敷设方式、介质温度等因素选择管道保温材料及厚度。

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11 环境设施节能

11．1 矿井水处理

11．1．1 矿井水处理站处理规模，应根据矿井涌水量、井下排水泵的排水能力及调节池的容积综合确定；应根据矿井生产工序用水水质情况分质处理，并确定分级处理的规模。

11．1．2 矿井水厂调节池容积应根据井下涌水量、井下排水泵的能力及作业时间、处理站的规模确定，不宜小于6h正常涌水量。

11．1．3 矿井水处理主要设施宜设置在井下。

11．1．4 矿井水处理应选用低能耗、技术工艺先进及高效节能设备。

11．1．5 井下水仓应设处置污泥的设备。

 

11．2 污水处理

11．2．1 污水处理工艺选择应符合国家现行有关排放标准要求，并应结合矿井生产特点、地域环境条件确定，工艺多方案比选时应增设能耗指标。

11．2．2 调节池容积、综合变化系数k值，可根据污水日处理能力按表11．2．2选取。

表11．2．2 调节池容积、综合变化系数k

 

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佳运行工况点相匹配。

 

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 甲烷浓度在30％及以上的矿片瓦斯利用率应达到100％；甲烷浓度为7％～30％的矿井瓦斯利用率宜达到70％；宜提高甲烷浓度在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、煤矸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、煤矸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，但当矿区综合利用电厂以煤矸石为主要燃料时，洗中煤掺入量应保证入炉燃料收到基热值不高于14640kJ(3500kcal)／kg。
    3 煤泥宜作为矿区综合利用电厂燃料。
    4 煤矸石应按其品质，分质分级综合利用，利用方向应符合下列规定：
        1)煤矸石低位发热量Q_ar.net≥5．02MJ／kg(1200kcal／kg)时，应作为能源资源使用。
        2)煤矸石低位发热量Q_ar.net＜5．02MJ／kg(1200kcal／kg)时，宜作为当地生产烧结建材的原料。

12．0．3 地热利用应符合下列规定：
    1 应对井田范围内地热资源进行分析、预测，具有利用价值时，应提出利用方案。
    2 地热能的利用应按热能品位高低确定利用方向，并应与矿区、当地产业发展规划相协调。

12．0．4 太阳能、风能利用应符合下列规定：
    1 在太阳能资源富裕地区，宜在矿井设计中对太阳能资源进行分析，以发电、供热等方式且满足自用为目的时，应提出利用方案。
    2 在风能资源充足地区，宜在矿井设计中对风能资源进行分析，以发电为主要利用方式且满足自用为目的时，应提出利用方案。

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13 能源计量及能耗指标

13．1 能源计量

13．1．1 矿井应配备能源计量器具，煤炭、瓦斯、电、油、水、蒸汽、压缩空气等计量装置应满足各系统单独考核计量的要求。

13．1．2 能源计量器具的配备和管理应符合现行国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB 17167的有关规定。计量装置宜具备实时记录、统计及通信功能。

13．1．3 矿井电源进线端应装设最大需量表，矿井内部用电计量应按最小核算单位装设检测计量仪表，50kW及以上的电动机宜装设电能表；在实行峰谷电价的地区，应装设峰谷分时电能表。

13．1．4 矿井水源及水处理站总进水管、各分质供水的总出水管，以及浴室、食掌、办公楼、宿舍、井下消防洒水等主要用水单位，应设置计量装置。

13．1．5 矿井锅炉房或其他热源总热媒管，以及井口房、浴室、食堂、办公楼、宿舍等主要用热单位，应设置计量装置。

13．1．6 矿井降温及集中采暖与空调系统应在总管和用能单位设置计量装置。

 

13．2 能耗指标

13．2．1 提升机工序能耗应符合下列规定：
    1 交流提升应符合下列规定：
        1)箕斗提升工序能耗值不应大于0．45kW·h／(t·hm)。
        2)罐笼提升工序能耗值不应大于0．49kW·h／(t·hm)。
        3)串车提升工序能耗值不应大于0．54kW·h／(t·hm)。
    2 直流提升应符合下列规定：
        1)箕斗提升工序能耗值不应大于0．49kW·h／(t·hm)。
        2)罐笼提升工序能耗值不应大于0．55kW·h／(t·hm)。
        3)串车提升工序能耗值不应大于0．59kW·h／(t·hm)。

13．2．2 通风机工序能耗应符合下列规定：
    1 轴流式通风机工序能耗值不应大于0．43kW·h／(Mm³·Pa)。
    2 离心式通风机工序能耗值不应大于0．40kW·h／(Mm³··Pa)。

13．2．3 主排水系统工序能耗应符合下列规定：
    1 立井不应大于0．47kW·h／(t·hm)。
    2 斜井不应大于0．50kW·h／(t·hm)。

13．2．4 主提升钢绳芯牵引带式输送机工序能耗不应大于0．38kW·h／(t·hm)。

13．2．5 人工制冷井下降温系统当量能耗评价指标应按下式计算：

 

 

    式中：j_XT——降温系统能耗指标[kgce／(kW·h)]；
          ∑N——降温系统各用电设备额定功率之和(kW)；
          q_r——溴化锂制冷机耗热功率(kW)；
          q_XL——项目的计算需冷量(kW)。

    各系统形式的人工制冷井下降温系统当量能耗指标，应符合表13．2．5的规定。

表13．2．5 人工制冷井下降温系统当量能耗指标

 

13．2．6 集中采暖系统热水循环水泵的耗电输热比(EHR)、集中空调系统风机的单位风量耗功率(WS)和冷热水系统的输送能效比(ER)，应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189的有关规定。

13．2．7 矿井开采吨煤综合电耗指标应按下列公式计算：

 

 

    式中：E——矿井开采煤炭综合吨煤电耗指标(kW·h／t煤)；
          E₀——矿井开采单位煤炭基准吨煤电耗指标(kW·h／t煤)，按表13．2．7-1选取；
          K₁——矿井主要开采条件复杂系数，按表13．2．7-2选取；
          K₂——矿井开采深度系数，按表13．2．7-3选取；
          K₃——矿井井下运输运距系数，按表13．2．7-4选取；
          K₄——矿井开采辅助运输(有轨)能耗系数，按表13．2．7-5选取；
          E_s——主排水单位电耗指标，按设计值选取(kW·h／t煤)；
          E_w——瓦斯抽排单位电耗指标，按设计值选取(kW·h／t煤)；
          E_j——降温系统单位电耗指标(kW·h／t煤)；
          ∑N——降温系统各用电设备配电功率之和(kW)；
          T——降温系统年运行小时数(h)；
          A_N——矿井年产量(t)。

表13．2．7-1 矿井开采单位煤炭基准吨煤电耗指标E₀

 

表13．2．7-2 矿井主要开采条件复杂系数K₁

 

表13．2．7-3 矿井开采深度系数K₂

 

表13．2．7-4 矿井井下运输运距系数K₃

 

 

表13．2．7-5 矿井开采辅助运输(有轨)能耗系数K₄

 

13．2．8 矿井开采单位煤炭供热能耗指标Pm应按下列公式计算；各气候分区采暖及生活供热系统能耗指标可按表13．2．8选取：

 

 

 

 

    式中：Q_rf——通风系统供热能耗指标(kgce／t_煤)；
          Q_f——加热空气年耗热量(kW·h)：
          c——进风比热(kJ／kg·℃)；
          L——井筒进风量(m³／s)；
          ρ——进风密度，2℃时为1．28(kg／m³)；
          △t——进风空气的温度差(℃)；
          T——采暖期天数(d)；
          T₁——采暖时数(h／d)；
          A_N——矿井年产量(t)；
          Qrr——矿井采暖及生活供热系统能耗指标(kgce／t煤)；
          Q_r——矿井采暖及生活供热系统年耗热量(kW·h)。

表13．2．8 各气候分区采暖及生活供热系统能耗指标

 

 

 

13．2．9 矿井开采单位煤炭综合能耗指标P，应按下列公式计算：

 

 

    式中：P——矿井开采单位煤炭综合能耗指标(kgce／t_煤)；
          P_m——矿井开采单位煤炭供热能耗指标(kgce，／t_煤)；
          E——矿井开采单位煤炭综合电耗指标(kW·h／t_煤)；
          E_j——降温系统单位电耗指标(kW·h／t_煤)；
          P_y——矿井开采单位煤炭油耗指标，按设计值选取(kgce／t_煤)；
          P_j——降温系统平均单位能耗指标(kgce／t_煤)；
          q_r——溴化锂制冷机耗热功率(kW)；
          ∑N——降温系统各用电设备配电功率之和(kW)；
          T——降温系统年运行小时数(h)；
          A_N——矿井年产量(t)。

 

本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
    1)表示很严格，非这样做不可的：
      正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
    2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
      正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
    3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
      正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
    4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

 

引用标准名录

    《公共建筑节能设计标准》GB 50189
    《煤炭工业矿井设计规范》GB 50215
    《煤矿井下热害防治设计规范》GB 50418
    《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB 50471
    《民用建筑节水设计标准》GB 50555
    《房间空调器能效限定值及能效等级》GB 12021．3
    《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB 17167
    《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB 19576
    《工业锅炉能效限定值及能效等级》GB 24500
    《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26