煤矿+850水平二采区延伸施工设计方案

表11-2-1电力负荷统计表序号负荷名称电压（kV）设备数量设备容量（kW）需用系数COSφtgφ计算负荷变压器容量（kVA）备注全部工作全部工作有功（kW）无功（kvar）视在（kVA）井下中央变电所1一采区提升绞车0.66111321320.650.701.0285．836.472照明及信号0.132.502.500.850.701.022.132.18345一采区水泵房供电6正常涌水时的排水设备0.6631396.00132.000.800.800.75105.6079.207最大涌水时的排水设备0.6632396.00264.000.800.800.75211.20158.408照明及其它0.138.008.000.800.701.026.406.539正常涌水时负荷小计31404.00140.00112.0085.7310最大涌水时负荷小计32404.00272.00217.60164.93（一）延伸二采区供电1二采区提升绞车0.66111321320.650.701.0285．836.472照明及信号0.132.502.500.850.701.022.132.18小计134.5134.587.9338.65（二）局部通风机配电1掘1局扇0.662130150.70.750.8810.59.262掘2局扇0.662130150.70.750.8810.59.263掘3局扇0.662130150.70.750.8810.59.26小计63904531.527.7842.002×200（三）掘1配电1煤电钻0.13111.201.200.400.701.020.480.492探水钻0.66115.505.500.400.701.022.202.243小水泵0.66111.501.500.400.701.020.600.614调度绞车0.661111.4011.400.400.701.024.564.655混凝土喷射机0.66115.505.500.400.701.022.202.246照明及其它0.134.004.000.400.850.621.600.9978小计5529.129.111.6411.22（四）掘2配电1煤电钻0.13111.201.200.400.701.020.480.492探水钻0.66115.505.500.400.701.022.202.243小水泵0.66111.501.500.400.701.020.600.614调度绞车0.661111.4011.400.400.701.024.564.655混凝土喷射机0.66115.505.500.400.701.022.202.246照明及其它0.134.004.000.400.850.621.600.9978小计5529.129.111.6411.22（五）掘3配电1煤电钻0.13111.201.200.400.701.020.480.492探水钻0.66115.505.500.400.701.022.202.243小水泵0.66111.501.500.400.701.020.600.614调度绞车0.661111.4011.400.400.701.024.564.655混凝土喷射机0.66115.505.500.400.701.022.202.246照明及其它0.134.004.000.400.850.621.600.9978小计5529.129.111.6411.22（六）水泵房正常涌水时的排水设备0.6631396.00132.000.800.800.75105.6079.20最大涌水时的排水设备0.6632396.00264.000.800.800.75211.20158.40照明及其它0.138.008.000.800.701.026.406.53最大涌水时负荷小计32404.00272.00217.60164.93273.04（七）D201采面运输巷配电1煤电钻0.13111.201.200.290.750.880.350.310.472小水泵0.66111.501.500.290.750.880.440.390.593喷雾泵0.661130.0030.000.290.750.888.787.7411.714乳化液泵站0.662160.0030.000.290.750.888.787.7411.715带式输送机0.661155.0055.000.290.750.8816.0914.1921.466回柱绞车0.66117.507.500.290.750.882.191.942.937照明及其它0.134.004.000.290.750.881.161.021.55小计76159.20129.2037.8033.3350.40（八）井下合计1按最大涌水时计算55441413.51074.5715.28501.93365.44同时系数0.9计算负荷643.752451.737328.8962×800表11-2-2变压器选型表序号负荷名称变电所母线最大负荷同时系数考虑6项时母线最大负荷功率因数cosΦ变压器选择有功(kW)无功(kvar)视在（kVA）有功(kW)无功(kvar)视在（kVA）台数×容量（kVA）负荷率保证系数123456789101112132井下中央变电所715.28501.93365.440.9643.752451.737328.8960.722×8000.541.853局部通风机10/0.69kV配电31.5027.7842.00131.5027.7842.000.752×2000.214.764(三)井下负荷及下井电缆选择一、井下负荷井下供电电压等级为10kV、660V、127V。经计算，矿井最大涌水量时，井下设备安装容量为1413.5kW，工作容量1074.5kW，有功功率为715.28W，无功功率为699.99kvar，视在功率为1025.74kVA。二、下井电缆选择根据本矿井开拓开采方式，下井电缆从工业场地10kV变电所开关柜引出，沿电缆沟铺设至主斜井，由主斜井引入井下中央变电所，采用吊挂方式敷设，电缆型号为MYJV22–8.7/10kV-3×50mm2，长度为1.2km，环境温度按25℃考虑。按载流量选择式中I—下井电缆最大工作电流，A；S—最大视在功率，1025.74kVA（根据负荷计算）；UN—供电线路额定电压，10kV。=59A下井电缆MYJV22–8.7/10kV-3×50mm2载流量为185A（查表）。Ix=185A>I=59A选用2回MYJV22–8.7/10kV-3×50mm2型煤矿用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，当任一回电缆故障时，另一回电缆能够保证井下全部负荷正常运行。2、按经济电流密度校验A=In/（N·J）式中A—电缆截面，mm2；In—井下正常涌水时工作电流，59A；N—井下同时工作电缆的根数；J—经济电流密度，查表得2A/mm2；A=59/（1×2）＝30mm2选用MYJV22-8.7/10kV3×50mm2型交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆满足要求。3、按允许电压损失校验ΔU％＝Δup％PL式中ΔU％——下井电缆电压损失百分数，％；Δup％——下井电缆每1MW·km的电压损失百分数，0.446％（根据50mm2电缆查表）；P——井下有功负荷，749.78KW（根据负荷计算）；L——下井电缆长度，1.2km。ΔU％＝0.446%×0.74978×1.2＝0.4％地面架空线最大压降为4.7%，入井电缆最大压降为4.7%+0.4％=5.1<7%满足要求选用MYJV22-8.7/10kV3×50mm2型交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆满足要求。根据以上计算及校验，下井电缆选用MYJV22-8.7/10kV3×50mm2型交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆。(四)井下供电方案和设备选型一、井下供电方案1、变电所和配电点的设置＋850延伸水平布置，一个采煤工作面，（最多时候）三个掘进工作面，根据开拓方式、排水及采掘机械设备布置，设计考虑在D102回风中部车场布置井下中央变电所，该变电所标高为+1028m，比二采区水泵房+850m标高位置高，在D201采面运输巷设置低压配电点，在各掘进工作面运输巷设置低压配电点，在井底水泵房设变电所，在各轨道斜巷、轨道石门、运输巷及采面回风巷等地设置低压配电点。（1）井下中央变电所井下中央变电所设置在+1028m标高，采用双回路供电，为D201采面、D202运输巷掘进工作面、D203运输巷掘进工作面、D203回风巷掘进工作面及水泵房提供660V电源，设置2台KBSG-800/10/0.69kV型矿用隔爆干式变压器，容量为800kVA，同时为该区域及本所提供照明电源。另设2台KBSG-200/10/0.69kV型矿用隔爆干式变压器为三个掘进工作面的局部通风机提供工作电源及备用电源。中央变电所内设置PJG1–10Y型矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置9台，其中2台进线、1台联络、2台备用、4台馈出。所内低压馈电开关选用KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关；照明综保装置选用ZBX型矿用隔爆型照明信号变压器综合保护装置。（2）D201采面运输巷配电D201采面运输巷设备及工作面设备由设置在运输巷的KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关供电，660V电源均由采区变电所馈出。（3）掘1、掘2及掘3配电三个掘进面配电均由设置在中央变电所内的2台KBSG-800/10/0.69kV型矿用隔爆干式变压器供电，容量为800kVA，同时为该区域提供照明电源。三个掘进面局部通风机采用“三专”供电，主（备用）电源由设置在井下中央变电所内的2台KBSG-200/10/0.69kV型矿用隔爆干式变压器供电。（4）水泵房配电水泵房采用660V电压供电，设置3台型号为QJR型矿用隔爆型真空启动器控制三台水泵，设置3台型号为KBZ-400型矿用隔爆型真空馈电开关，其中一台联络，两台进线，双回路线路由中央变电所低压母线配出。2、供电电压等级的确定井下中央变电所及变压器的供电电源电压等级为10kV，用电设备电压等级为660V、127V。3、井下中央变电所供电电源、供电范围井下中央变电所为D201采面运输巷、掘进工作面及水泵房变电所提供660V电源，设置2台KBSG-800/10/0.69kV型矿用隔爆干式变压器，容量为800kVA，同时为该区域及本所提供照明电源。另设2台KBSG-200/10/0.69kV型矿用隔爆干式变压器为三个掘进工作面的局部通风机提供工作电源及备用电源。井下中央变电所两回10kV电源引自矿井工业场地10kV变电所不同母线段。（二）井下主变电所1、主接线方式井下中央变电所，采用2回电源进线，单母线分段运行，正常时两回电源同时供电，当任意一回故障或检修时，另一回可承担其余全部负荷。2、主要配电设备选型根据《煤矿安全规程》要求，中央变电所选用矿用防爆型电气设备，中央变电所内设置PJG1–10Y型矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置9台，其中2台进线、1台联络、2台备用、4台馈出至所用变。所内低压馈电开关选用KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关；照明综保装置选用ZBX型矿用隔爆型照明信号变压器综合保护装置。3、配电变压器选型变电所选用KBSG型矿用隔爆型干式变压器4台，容量800kVA两台，容量200kVA两台。4、主要馈出电缆选型从变电所引至移动变电站的电缆选用MYPTJ–8.7/10kV型矿用移动屏蔽监视型橡套电缆；固定敷设的低压电缆选用MY–0.38/0.66kV矿用移动软电缆；移动式电气设备选用MYP–0.38/0.66kV矿用移动屏蔽软电缆。5、根据系统短路计算结果，校验所选择的主要电器设备设短路点选在电缆首端，取变电所短路容量30MVA，则，所内选PJG1-10Y型矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置额定短路开断电流(有效值)为12.5kA，额定短路耐受电流为31.5kA，大于变电所10kV母线短路电流，所选择的主要电器设备符合要求。6、设备布置变电所设备采用双排布置，一侧布置PJG1-10Y型矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置和KBSG型矿用隔爆型干式变压器，另一侧布置KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关。高压配电设备预留2～5台备用位置，低压配电装置预留有3台以上备用位置，高压、低压配电开关均选用的矿用隔爆型，其背面维护走廊尺寸为500，高低压设备间操作走廊宽度不小于1500。（三）井下其它配电点1、负荷等级和主接线方式井下安全监控系统分站等属于二级负荷，其它为三级负荷。井下安全监控系统分站直接由中央变电所低压供电。掘进工作面局部通风机采用三专两闭锁。2、主要配电设备选型根据《煤矿安全规程》要求，选用矿用防爆型电气设备；低压馈电开关选用KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关；照明综保装置选用ZBX型矿用隔爆型照明信号变压器综合保护装置。3、配电变压器选型井下配电变压器选用KBSG型矿用隔爆型干式变压器。4、根据系统短路计算结果，校验所选择的主要电器设备按所选择及安装最远点移动变电站计算其10kV短路电流为，移变所带高压真空负荷开关额定短路开断电流(有效值)为12.5kA，额定短路耐受电流为31.5kA，大于其计算短路电流，所选择的设备符合要求。选用的KBZ型矿用隔爆型真空馈电开关极限分断能力为7.5kA，大于低压母线短路电流，所选择的低压电器设备符合要求。三、保护及接地（一）保护井下供电系统为中性点不接地系统，采用保护接地的方式。10kV高压真空配电装置具有失压、短路、过流和漏电监视等保护装置，移动变电站低压侧馈电开关具有失压、短路、过载、断相和漏电闭锁等综合保护装置；采区内每台电动机均配有短路、过负荷及漏电闭锁保护和磁力起动器。煤电钻及照明综保装置均配有具有短路、过负荷及漏电闭锁保护的电钻综合保护装置。（二）接地在井下中央变电所附近水沟中设主接地极。接地极面积大于0.75m2，厚度不小于5mm。各配电点及电缆接线盒处均设局部接地极，局部接地极面积大于0.6m2，厚度不小于3mm。所有电气设备的金属外壳(包括灯具接线盒等)均需可靠接地。井下接地网通过接地干、支线，电缆的金属外皮、接地芯等与各局部接地极以及主接地极连成一体。井下接地网上任一保护接地点测得的的接地电阻不超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。四、井下照明井下照明电压为127V，选用DGS-20/127Y型矿用隔爆节能荧光灯。井下机电硐室、避难硐室、主要运输巷道、主要巷道交叉点、采掘工作面等均设有足够的照明。原煤生产在籍人数为479人，管理人员共计37人。所需矿灯数N=（479+37×0.5）×1.25=623盏。矿井所需矿灯充电架数M=623÷102=6，取6架。本矿井选用KL4LM（B）型LED光源矿灯，选用KTSB(W)102型矿灯充电架，每架具有102个充电口。矿灯房设于地面工业场地联合建筑内，建筑面积约200m2。第六章安全监控布置矿井使用KJ90NA监测监控系统，并按规定配备相应的瓦斯、风速、风量、负压、开停等传感器。监控设备地面中心站型号：KJ90NA一体化监控主机2台(1台备用)。2、分站设置KJ90-F16大型分站及KJ90-F8中型分站。3、传输传输接口设备为KJJ46数据通信装置，通讯方式为DPSK/RS485。选用阻燃型的矿用信号电缆，中心站至地面及井下各分站之间采用MHYV-1×4×1.0型信号电缆；分站至模拟量传感器之间采用MHYV-1×4×7/0.52型信号电缆；分站至开关量传感器之间采用MHYV-1×2×7/0.28型信号电缆；控制电缆采用MHYV-1×2×7/0.28型信号电缆。电缆每隔100m作一黄色标志，标志电缆长度为100mm，电缆的敷设、连接方式按相关规程规范的规定执行。信号电缆之间采用防爆三通接线盒(CZ-3)和防爆二通接线盒(CZ-2)连接。传感器设置设计依据按低瓦斯矿井设计；采区底部设水仓及水泵房；采煤工作面采用炮采，掘进工作面采用炮掘。传感器设置设计布置下列传感器：瓦斯传感器二采区在主要回风巷、工作面进、回风巷、掘进工作面及回风流、机电硐室等巷道内设置瓦斯传感器。用于连续监测井下气体中甲烷含量，当甲烷含量超限时，应具有声光报警功能，同时由有关设备切断相应范围的电源。传感器的测量范围：0～4%CH4连续可测传感器的测量误差：对0～1%CH4范围为±0.1%CH4对1～2%CH4范围为±0.2%CH4对2～4%CH4范围为±0.3%CH4报警值0.5～1.5%可调，光信号应能在20m内清晰可见。传感器的响应时间应不大于15s。采煤工作面和掘进工作面传感器布置分别见下图1、2。T0T0图1回采工作面CH4传感器布置图2煤巷掘进工作面CH4传感器布置图T1—回采工作面风流中的CH4传感器T1—掘进工作面风流中的CH4传感器T2—回采工作面回风流中的CH4传感器T2—掘进工作面回风流中的CH4传感器T0—回采工作面上隅角的便携式瓦斯报警仪风速传感器在工作面回风巷测风站设置风速传感器。测量其风速，以保证井下各井巷中的风流速度符合规