综采工作面供电设计[1]

1、目 录摘要 1目录 2第1章 概况31.1矿井概述31.2供电概况31.3工作面概况51.4地面相对位置及邻近采区开采情况表61.5水文地质8第2章 供电设计92.1工作面负荷统计92.2移变的选择计算92.3电缆及开的选择计算112.4短路电流计算162.5高低压开关的整定计算19第3章巷道布置及支护说明243.1巷道布置243.2支护工艺24第4章 运输274.1装载与运输2742 绞车拉矿车计算274. 3管线及轨道敷设28结论30主要参考文献 31致谢32第一章： 概 况第一节 矿井概述马脊梁矿位于大同市南郊区峰子涧乡峰子涧村南，黄土沟村东，距大同市37.1km。马脊梁矿井田位于大同煤

2、田边缘，燕子山井田之南，井田北部、东北部、西北部皆与燕子山井田接壤，东南部和四老沟井田相邻，南部与杏儿沟井田相接，西南部为井儿沟勘探区。井田北东南西长6.36km，北西南东宽2.78km，井田面积18.4918km2,工业储量25064万吨。矿井基本情况设计能力180核定能力380开拓方式斜井单水平多煤层联合开拓全矿在册人数4174原煤（人）4060采掘（人）929井筒总数（个）7主井（个）1副井（个）1进风井（个）3回风井（个）2第二节 供电概况由于所学专业缘故，为了开阔视野更多的了解变电所的设计，提高对供电情况的认识，加深对机电业在工业个领域应用的感性认识。我特意对供电情况进行了较为详细的

3、调研。马脊梁矿电源分别来自万家嘴35KV变电站、马脊梁35KV变电站、新高山35KV变电站为全矿供电。1、地面供电万家嘴35KV变电站配出1814、1824（西部主扇）线路两条，1812、1822（西部中央变电所）线路两条，1815、1825、（14#406盘区变电所）线路两条，1827（西部压风机）一条。马脊梁35KV变电站配出4314、4342（地面变电所）线路两条，4310、4343（四道沟主扇）线路两条；4315、4325（供水）线路两条，4312（热备用）线路一条，4332（东部压风机）线路一条，4313（教学楼）线路一条，4316（照明）线路一条，4322（照明）线路一条，4323

4、（南梁低压配电点）线路一条。新高山35KV变电站配出2811、2821（主井强力皮带）线路两条，2814（装车塔）线路一条，2813、2823（筛分车间）线路两条，2810、2828（洗煤厂）线路两条。地面变电所配出D101、D201（入井）线路两条，D108、D205（副井绞车）线路两条，D105（液压车间）线路一条，D209（机电科）线路一条，D206（暖风房）线路一条，D109（体育馆）线路一条，外转配出D406（蔡家口煤矿）线路一条，D104、D307（海青沟煤矿）线路两条，D308（双剑煤矿）线路一条，D309（黄土沟煤矿）线路一条，D107（峰子涧煤矿）线路一条。2、井下供电2.1

5、井下共有10个变电所分别为：东部中央所、外运变电所、东部7#层变电所、11#层变电所、11#层406变电所、14#层变电所、14#层406变电所、西部中央所、西部7#层变电所。其中：井下中央变电所、11层、14层各变电所电源来自马脊矿地面变电所7层各变电所、西二变电所电源来自万家嘴变电站马脊梁变电站地面变电所井下中央变电所采区变电所地面变电所两根入井电缆YZV403×240mm2,长度900m，至井下中央变电所，标高1105.66m。到11层盘区变电所电缆截面95mm2,长度1000m。水平标高1135m。到11层406盘区变电所截面95mm2,长度1900m。水平标高1160.6m

6、。到14层303盘区变电所截面95mm2,长度1060m。水平标高1107.8m。到11层406盘区变电所截面95mm2,长度1800m。水平标高1135.11m。万家嘴变电站柜台1815、1825两根入井电缆到7层中央变电所电缆截面240,长度150,水平标高1235.9m7层中央变电所到7层406盘区变电所电缆截面95mm2,长度1000m。水平标高1257m。到7层盘区变电所电缆截面95mm2,长度1400m。水平标高1225m。2.2井下6KV备用电缆截面95mm2。备用电源带电备用。2.3井下高压供电漏电保护装置有M2BLDJ3型专用继电保护装置，有漏电单元、监视单元、过载单元、短路

7、单元保护。低压有检漏继电器，有保护接地，过流保护。2.4井下主水泵房有备用电源，双回路供电。井下主水泵房供电是由井下外运变电所供出的双回路电源，高压隔爆开关型号为BGP6-6保护为BLDJ3高压电子综合保护，安装在开关内部。井下掘进与回采面的供电分别来自各变电所内的不同开关，分别供电，互不干扰。井下主接地极都用母线连接，形成井下接地网系统，主接地极装置用规格为（0.9×0.9）m2耐腐蚀钢板制成，厚度为6mm，并用50mm2铜线连接，局部接地极用25 mm2镀锌铁线连接，局部接地极装置用厚度为5mm，（0.9×0.9）m2耐腐蚀钢板制成。矿井供电情况表电源厂址电厂总容量（K

8、VA）矿井总负荷（KW）输电距离（KM）供电方式马脊梁站2×10000KVA21MW架空万家嘴站2×10000KVA高山站11300KVA地面变电所（变压器）井下中央变电所（变压器）入井电缆台数总容量（KVA）电压（V）台数总容量（KVA）电压（V）根数断面（mm2）一次二次一次二次26306000380120060006606240第三节 工作面概况14# 层406盘区8505面位于马脊梁矿井田406盘区，5604、2604巷北东为406盘区三条大巷，北西为8507工作面实煤区，南西为小蒜沟村庄煤柱，南东为8503工作面实煤区。本工作面上覆11#层8507、8505面采空

9、区，地表为丘陵台地，地面大部分为耕地及荒地，地面无建筑物，11#与14#层层间距较近相对高差19米。 煤层及围岩特征，煤层厚度、倾角、顶底板岩石性质与结构。该巷在本盘区煤层赋存基本稳定，煤层厚度为4.5m4.76m,平均为4.63m，煤层倾角为1°3°，平均为2°，属近水平煤层，煤岩类型为半暗型，中条带状性脆易碎、油质光泽，煤为弱粘结煤。 11-2#层与14-2# 层的煤层间距为22.328.2m、平均25m左右。第四节 地面相对位置及邻近采空区开采情况14#层406盘区8505面地形、地貌为沟谷相间的丘陵台地。地面大部分为荒地幼树，有少量耕地，地表无建筑物，11

10、#与14#层层间距较近相对高差为19m左右。根据相邻巷道实际涌水状况来看，上覆11#层泉子沟煤矿破坏区和马矿采空区、不排除破坏区及采空区低洼地段有积水沿采动裂隙下渗的可能。142 # 层上部含水岩层发育，预计顶板裂隙处有淋渗水现象，根据相邻巷道2507、5507巷实际涌水情况、预计两巷最大涌水量为80m³/日,最小涌水量为50 m³/日。 提醒队组在掘进过程中予以注意，并加强防范。井上下对照关系情况表水平、采区14#406盘区工程名称14#层406盘区2604巷地面标高m141514271134 1142地面的相对位置建筑物、小井及其它井下相对位置对掘进巷道的影响邻近采掘情

11、况对掘进巷道的影响水平、采区地面的相对位置建筑物、小井及其它井下相对位置对掘进巷道的影响邻近采掘情况对掘进巷道的影响煤层特征情况表项目单位指标备注煤层厚度（最小最大/平均）m4.54.76 /4.63（局部含有一到三层夹石）煤层倾角（最小最大/平均）°1°3°/ 2°煤层硬度f3煤层层理发育程度较发育煤层节理发育程度较发育自燃发火期d612个月绝对瓦斯涌出量m/min003煤尘爆炸指数%30煤层顶底板岩性特征表顶底板名称岩石名称厚度（m）岩型特性老顶中细砂岩 煤9.1 0.95灰白色中细砂岩为主，成份为石英、长石，粗砂岩次之。.直接顶粉细砂岩砂质泥岩14

12、.53灰白色粉细砂岩互层，含植物化石、水平层理发育。 伪顶直接底粉沙岩7.13上部为灰 色粉砂岩， 下部为灰色 粗砂岩。老底第五节 水文地质8505工作面根据相邻巷道实际情况来看，预计该工作面含水为煤系间含水，顶板裂隙渗透水，地表支沟为季节性流水，上覆11#层有406盘区采空区，不排除采空区低洼地段有积水下渗的可能，预计最大涌水量为80 m2/日， 正常涌水量为50 m³/日 ，所以在施工期间要高度注意，并做好防排水准备。 第二章 供电设计序号设 备 名 称规 格 型 号单位数量功率备 注1采煤机MG300/700WD部1700同力机器厂2刮板运输机SGZ800/800部1800西北

13、煤机厂3转载机SZZ800/250部1250西北煤机厂4破碎机PCM160部1160虹云机械厂5皮带运输机SSJ1200/2×200部2800西北煤机厂6乳化液泵BRW400/31.5台2500无锡煤机厂7喷雾泵MRBZ200/31.5台1125无锡煤机厂9回柱车JM-14台117泵站列车用10调度绞车JD25台11275头6台尾5台11调度绞车JD11.4台16182.4头9台尾7台12水泵4DA8×7台137随泵站列车备用13水泵IS6550/160台844头尾各4台14涨紧车台21515油泵台48.816照明信号ZXZ8-2.5台37.5合计504188第一节 工作面

14、负荷统计第二节 移变的选择计算移变的选型公式：S=KXPeCOSwn SeS式中：S成组设备的计算负荷，视在功率，KVA；Pe该组设备的总额定功率，KW；COSwn该组设备的加权平均功率因数；Se移变的额定容量，KVA；KX需用系数，（按KX=0.4+0.6PmaxPe）；1、 煤机移变的选择：KX=0.4+0.6×600700=0.914S=0.914×700/0.85=752（KVA）因此选择KSGZY800/1140移变，800752满足要求。2、 刮板输送机移变的选择： KX=0.4+0.6×800800=1S=1×800/0.85=941（KV

15、A）因此选择KSGZY1000/1140移变。1000941满足要求。3、胶带输送机移变的选择：KX=0.4+0.6×400800=1S=1×400/0.85=470（KVA）因此选择KSGZY500/1140移变。500470满足要求。4、二部胶带输送机移变的选择同上，选KSGZY500/1140移变。5、液泵、喷雾泵、转载机、破碎机移变的选择：Pe=250×2+125+250+160=1035（KW）KX=0.4+0.6×7851035=0.855S=0.855×1035/0.85=1041（KW）因此选择KSGZY1250/1140移变，

16、12501041满足要求。6、头、尾顺槽各选一台移变供绞车、水泵、照明信号等。头2604：Pe=25×811.4×5+37+17+5.5×5=338.5（KW）KX=0.4+0.6×62338.5=0.5S=0. 5×338.5/0.7=242（KVA）额定电压为660V，因此选择KSGZY315/660移变。315242满足要求。尾5604：Pe=25×8+11.4×3+37+17+40×45.5×5=475.7（KW）KX=0.4+0.6×65475.7=0.48S=0.48×47

17、5.7/0.7=326（KVA）额定电压为660V，因此选择KSGZY500/660移变。500326满足要求。移 变 型 号需 用 容 量额 定 容 量需 用 系 数备 注KSGZY -1250/3.3752KVA800KVA0.914供采煤机KSGZY-1000/1140941.2KVA1000KVA1供刮板输送机KSGZY-1000/1140829KVA1250KVA0.87供泵站和转载机、破碎机KSGZY-500/1140470KVA500KVA1供头部皮带KSGZY-315/1140470KVA500KVA1供二部皮带KSGZY-315/660242KVA315KVA0.5供头巷KS

18、GZY-315/660326KVA500KVA0.48供尾巷第三节 电缆及开关的选择计算一）、6千伏电缆选择：根据供电安全、方便等要求，给移变供电高压电缆选用监视型屏蔽橡套电缆，即UYJP(原UGSP)，共需四趟电缆：两趟进工作面；一趟供皮带及皮带巷低压；一趟供尾巷低压。其中机组高压电缆的选择及校验如下：1、按经济电流密度选择电缆计算公式：=Igmax/n×J；式中：Igmax电缆的长时最大工作电流；Pe电缆负荷功率(KW)；Ue额定电压；Kx需用系数，取0.7；J经济电流密度；（取2A/mm2）n同时工作电缆数加权平均功率因数，取0.85= = 200.88（A）=200/2

19、15;2=50（mm2）选用同样的两条电缆UYJP3×50并接，长为2400×2米。2、按允许负荷电流校验：所选电缆的允许负荷电流为215A170×2244满足要求。3、按允许电压损失校验U= U电压损失百分数；P电缆的负载功率，取需用功率KW；Ue电网额定电压；KVtg负载功率因数角的正切值；取tg=1.02R0电缆每千米电阻；/KMX0电缆每千米电抗；/KML电缆的实际长度；KMU=4.114.115%满足要求。头巷高压电缆计算及校验：1、按经济电流密度选择电缆计算公式：KX=0.4+0.6PmaxPe=0.4+0.6×400/=0.611= = 9

20、5.62（A）=95.62/2=47.81（mm2）选用UYJP3×50，长为1450米。2、按允许负荷电流校验：所选电缆的允许负荷电流为173A17395.62满足要求。3、按允许电压损失校验U=2.382.385%满足要求。根据同样的计算方法另一趟选择UYJP3×351450M，按允许负荷电流校验是14832，按允许电压损失校验分别是1.4%5%，满足要求。二）、低压电缆的选择及校验：按长时负荷电流计算选择电缆，且IyIg计算公式为： 该计算公式来源于煤矿电工手册下第370页式中： Igmax最大长时负荷电流； Ks同时系数；Kx需用系数；Pe电动机额定功率之和，KW；

21、Ue额定电压，V；加权平均功率因数根据公式计算得出下表。23负荷名称电压等级(KV)所带负荷(KW)计算最大长时工作电流(A)需用系数同时系数功率因数选用电缆型号允许长时工作电流(A)从移变到开关的电缆长(m)从开关到设备的电缆长(m)采煤机1.1470088110.85UPQ-1140-3×702215×240270刮板机1.148004763110.85UPQ-1140-3×952260×240×2400238110.85UPQ-1140-3×952260270×2 70×2转载机、破碎机1.144102441

22、10.85UPQ-1140-3×95226040250148110.85UPQ-1140-3×5021737016096110.85UPQ-1140-3×50213870乳化液泵及喷雾泵1.146253200.7610.75UPQ-1140-3×702215×240250148110.85UPQ-1140-3×5021731512575110.85UPQ-1140-3×35213820皮带机185UPQ-1140-3×95226040200119110.85UPQ-1140-3×

23、502138302604巷向巷里0.662191090.50.80.7MY-0.38/0.66-3×50217310002604巷向巷口194980.50.80.7MY-0.38/0.66-3×70221513505604巷向巷里0.662201060.480.80.7MY-0.38/0.66-3×7022159205604巷向巷口3301570.480.80.7MY-0.38/0.66-3×7022151350三）、开关的选型计算开关按计算工作电流选择，其公式为：I=P/1.732UeCOS，根据计算结果列出下表：负荷名称电压等级额定功率功率因数工作电

24、流选用开关台数采煤机1.14KV700KW0.85512AQJZ4×315/1140D1刮板输送机1.14KV400KW×20.85476AQJZ4×315/1140D1转载机1.14KV250KW0.85150AQJR250/1140D1 破碎机1.14KV160KW0.8100QJR250/1140D1液泵及喷雾泵1.14KV250(125)KW0.8148(80)AQJZ4×315/1140D1头部皮带1.14KV200KW×20.8119AQJR250/11402二部皮带1.14KV200KW×20.8119AQJR250/1

25、1402油泵0.127V2.2KW0.752.46AZZ8L2.54两巷低馈0.66V0.7KBZ-2004涨紧车0.66V15KW0.7518AQBZ80N211.4绞车0.66V11.4 KW0.7512.5AQBZ80N825绞车0.66V25KW0.7529AQBZ80N1640绞车0.66V40KW0.7547AQBZ80N417回柱车0.66V17KW0.7519.8AQBZ80N228回柱车0.66V37KW0.7543.2AQBZ80N237水泵0.66V37KW0.7543.2AQBZ80(备用）15.5水泵0.66V5.5KW0.756.4AQBZ80D10照明信号0.12

26、7VZXZ843第四节 短路电流计算根据供电系统及负荷分布情况，分别计算出各路最远点的短路电流。1、 采煤机移变系统短路电流计算1）、移变阻抗：阻抗电压u%5.5%,负载损耗=5100WRT= =0.011475() ZT= U =0.055×=0.099()XT= =0.0983()2)、低压电缆阻抗：L1=0.27KM R0=0.346/KM X0=0.078/KMRw1=0.27×0.346×2=0.1868()Xw1=0.27×0.078×2=0.042()3)、短路电流计算：最远点短路的回路的总阻抗：R= Rw1+RT+0.01=0.

27、1868+0.011475+0.01=0.040155()X= Xw1+XT =0.0983+0.042=0.1403()Z=0.145933()最远点两相短路电流：=4111(A)2、 刮板机移变系统短路电流计算L1=270M 换算长度143ML2=80M 换算长度42ML=14321185 MId=4054A3、 泵站移变系统短路电流计算L1=40M 换算长度21ML2=20M L=2021M41MId=5980转载机、破碎机移变系统短路电流计算L1=40M 换算长度29ML2=70M L=297099MId=52114、 皮带移变系统短路电流计算L1=40M 换算长度29ML2=30M

28、L=293059MId=4116A中间传动移变系统短路电流同头部皮带5、 2604巷660V移变系统短路电流计算向巷里L1=1000M Id=712A向巷口L1=1350M 换算长度984MId=726A6、5604巷660V移变系统短路电流计算向巷里L1=920M 换算长度672MId=1056A向巷口L1=1350M 换算长度986MId=746A第五节 高低压开关的整定计算1、煤机移变系统各开关的整定计算、移变低馈的整定计算：截割电机电流Ie1=30000/（1.732×1140×0.85）=178（A）牵引电机电流Ie2=40000/（1.732×380&

29、#215;0.85）=72（A）泵站电机电流Ie3=20000/（1.732×1140×0.85）=12（A）Iz6Imax+IeIz8×178+178+72×2+12=1758（A）取Iz=1890A校验：K=Id/Iz=4111/1890=21.2满足要求。、煤机开关的整定：Ie178+72+12=262取Izc270 Izs1600校验：K=Id/Iz=4111/1600=2.61.2满足要求。2、刮板机移变系统各开关的整定计算、移变低馈的整定计算：刮板机电机额定电流Ie1=400000/（1.732×1140×0.85）=23

30、8（A）Iz8×238+238=2142（A）取Iz=2520A校验：K=Id/Iz=4054/2520=1.61.2满足要求。、刮板机组合开关的整定： Ie =238A 取Izc250 取Izs250×8=2000 校验：K=Id/8Iz=4054/8×250=21.2满足要求。3、泵站、转载机、破碎机移变系统各开关的整定计算、移变低馈的整定计算：喷雾泵额定电流Ie1=125000/（1.732×1140×0.8）=80（A）液泵、转载机额定电流Ie3=250000/（1.732×1140×0.85）=148（A）破碎机额

31、定电流Ie1=160000/（1.732×1140×0.8）=100（A）Iz8×148+148+100+80=1526（A）取Iz=1890A校验：K=Id/Iz=5211/1890=2.61.5满足要求。、液泵及喷雾泵开关的整定：液泵Izc=160A Izs=160×8=1280喷雾泵Izc=100A Izs=100×8=800校验：K=Id/8Iz=5211/（8×160）=41.2满足要求。、转载机、破碎机开关的整定： 转载机 Izc=160A Izs=160×8=1280破碎机 Izc=120A Izs=120&#

32、215;8=960 校验：K=Id/Iz=5211/（8×160）=41.2满足要求。4、皮带移变系统各开关的整定计算、移变低馈的整定计算：皮带电机额定电流Ie1=200000/1.732×1140×0.85=119（A）Iz8×119+119=1071（A）取Iz=1200A 校验：K=Id/Iz=4116/1200=3.51.5满足要求。、皮带开关的整定：Izc=130A Izs=130×8=1040校验：K=Id/8Iz=4116/（8×130）=3.91.2满足要求。二部皮带移变系统各开关的整定计算同上5、2604巷660V移变系统各开关的整定计算、移变低馈的整定计算：Ie1=37000/1.732×660×0.75=43.2（A）Ie2=25000/1.732×660×0.75=29（A）Ie3=11400/1.732×660×0.75=13.3（A）Ie4=5500/1.732×660×0.75=6.4（A）Ie5=2500/1.732×660×0.75=2.9（A）Ie6=17000/1.732×660