【正文】 的擬定 11 西曲煤礦井下中央變電所供電設(shè)計所需原始資料收集 五、 存在問題及建議 礦井為低瓦斯礦井， 煤塵有爆炸性，煤層自燃傾向性等級為 II級。主斜井為半圓拱形，凈寬 ，傾角 18176。 國家有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定及其它技術(shù)政策。 本設(shè)計方案符合《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，堅持從實際出發(fā)、聯(lián)系理論知識，在設(shè)計過程中，通過各方面的考慮，選用新型產(chǎn)品，應(yīng)用新技術(shù)，滿足供電的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)合理性。）；設(shè)備布置圖 A2 圖紙 1 張，供電系統(tǒng)接線圖 A1 圖紙一張，變電所硐室設(shè)計圖 A2 圖紙 1張，保護(hù)接地、短路點示意圖紙等，其中至少 1 張圖紙為 CAD 圖，圖紙總面積等于兩張零號圖紙大。 第 1 頁 共 66 頁 畢業(yè)設(shè)計說明書 （煤礦井下中央變電所供電設(shè)計） 學(xué)生姓名： 學(xué)號： G110202039 系 部： 礦山工程系 專 業(yè)： 礦山機(jī)電 指導(dǎo)教師： 2021年 11月 第 2 頁 共 66 頁 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1．畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)和要求： 要求： （ 1）設(shè)計要符合煤礦安全規(guī)程、煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)程、煤礦井下 供電設(shè)計技術(shù)規(guī)定。 2．畢業(yè)設(shè)計的具體工作內(nèi)容： （ 1） 原始資料內(nèi)容； （ 2） 設(shè)計資料的內(nèi)容； （ 3） 中央變電所位置的確定； （ 4） 供電系統(tǒng)的擬定 ； （ 5） 負(fù)荷統(tǒng)計； （ 6） 變壓器的選擇； （ 7） 選擇電纜； （ 8） 短路電流計算； （ 9） 電氣設(shè)備的選擇； （ 10） 保護(hù)裝置的整定； （ 11） 保護(hù)接地； （ 12） 經(jīng)濟(jì)概算。 通過設(shè)計，讓我了解了礦山的概況 ,了解了煤礦供電系統(tǒng)運行和供電設(shè)備管理情況和煤礦生產(chǎn)管理的基本知識，使自己具有一定的理論知識的同時，又具有較強(qiáng)的實際操作能力及解決實際工程問題的能力，根據(jù) 中央變電所的實際情況，在老師和單位技術(shù)員的指導(dǎo)下，并深入生產(chǎn)現(xiàn)場，查閱了有關(guān)設(shè)計資料、規(guī)程、規(guī)定、規(guī)范。 二、設(shè)計的指思想導(dǎo) 認(rèn)真貫徹《山西省人民政府關(guān)于進(jìn)一步加快推進(jìn)煤礦企業(yè)兼并重組整合有關(guān)問題的通知》和《 山西省煤炭產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃 》文件精神，實現(xiàn)煤炭 企業(yè)兼并重組、資源整合，淘汰落后產(chǎn)能，按集中化生產(chǎn)設(shè)計。裝備膠帶運輸機(jī)及猴車，擔(dān)負(fù)礦井主提升、人員運送及部分進(jìn)風(fēng)任務(wù)，設(shè)行人臺階及扶手，作為礦井一個安全出口；副斜井為半圓拱形，凈寬 ，傾角 22176。要加強(qiáng)瓦斯管理、煤塵及自燃發(fā)火的綜合防治，嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，防范事故發(fā)生。 20 中央變電所供電對電能的要求 50 井下對保護(hù)裝置的要求 60 概算編制依據(jù) 西曲礦位于山西省古交市汾河北岸，地處呂梁山脈東麓，距山西省省會太原市 56 公里，井口海拔 983 米，上水平采掘工作面為海拔 1072 米 ,井田走向長 ，傾向?qū)?6公里，總面積 平方公里。 按照現(xiàn)已有的下組煤《開拓設(shè)計方案》的有關(guān)要求對下組煤中央變電 所進(jìn)行《采區(qū)供電設(shè)計》。最高氣溫 176。 6 號、 7 號、 8 號煤層層位穩(wěn)定，煤層結(jié)構(gòu)特征明顯，厚度變化有規(guī)律，旋回結(jié)構(gòu)明顯，煤層層位可靠。 ⑴、褶曲 井田內(nèi)褶曲共有三個即兩個向斜，一個穹隆。 ③李家溝向斜：由李家溝村東向北經(jīng) 965號鉆孔至九龍塔斷層，井田內(nèi)延伸 2021m左右，軸向為 NE 轉(zhuǎn)向 NW，兩翼不對稱，東翼傾角 8176。左右，井田延伸長度 4800m。 ⑶、陷落柱 由于煤系基底奧灰?guī)r巖溶發(fā)育，經(jīng)長期的地質(zhì)作用，煤系地層沿地下巖溶塌陷形成了目前零星的柱狀陷落。 水文地質(zhì) 本井田區(qū)域內(nèi)最大的河流是汾河，它從井田的西南邊緣流過，在鎮(zhèn)城底附近河寬 100m，坡度3‰，平時水深 ，流量受上游的汾河水庫制約，一般春季放水為農(nóng)業(yè)灌溉和雨季大量降水時流量較 大。 目前，爐峪口井田開采 8 號煤層，經(jīng)山西煤礦安全監(jiān)察局批準(zhǔn)的 2021 年 9 月瓦斯等級鑒定結(jié)果，井田屬低瓦斯礦井?；仫L(fēng)井 344m，主要用于礦井回風(fēng)，傾角為18176。 西副巷 697m，主要用于運料、運矸、回風(fēng)、行人，主要是錨噴支護(hù)，部分采用金屬棚支護(hù)。服務(wù)年限約為 98 年。 礦井通風(fēng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為抽出式。 ⑶ 按局扇吸風(fēng)量計算：局扇實際吸風(fēng)量取 240m3/min。 礦井安全技術(shù) 礦井瓦斯治理 （一）一通三防 該礦井下裝備安全監(jiān)測監(jiān)控 KJ90NB型監(jiān)控系統(tǒng)，配接甲烷、風(fēng)速、設(shè)備開停、饋電、風(fēng)筒等各類傳感器實現(xiàn)監(jiān)測和監(jiān)控功能。采掘工作面應(yīng)在消防塵管路終端用快速管接頭連自動強(qiáng)噴霧裝置。污水處理要保證防塵用水水質(zhì)，達(dá)到《規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)。主要運輸大巷每年進(jìn)行刷白。機(jī)頭前后兩端各 20m 范圍內(nèi)都必須用不燃性材料支護(hù)，并采用錨噴或水泥背板封閉煤幫和頂板裸露煤體。 太原組煤層礦井水主要來自本組灰?guī)r，也可因塌陷裂隙的貫通作用，而來自山西組或下石盒子組。巷道布置和開采順序不合理，容易引起礦山壓力的疊加，造成應(yīng)力集中，給工作面的頂板管理和安全生產(chǎn)帶來很大的困難。情況發(fā)生變化時，必須及時修改作業(yè)規(guī)程或補(bǔ)充安全措施。未建成 2 個安全出口的水 平或采區(qū)不得進(jìn)行生產(chǎn)。在滿足費用要求的同 時還要滿足頂板堅固，無淋水且通風(fēng)良好，保證變電所硐室內(nèi)的溫度不超過附近巷道 5℃。如果變壓器容量選擇過大，不僅使設(shè)備投資費用增加，而且變壓器的空載損耗也將過大，促使供電系統(tǒng)中的功率因數(shù)減??；如果變壓器容量選擇過小，在長期過負(fù)荷運行情況下，銅損耗將 增大，使線圈過熱而老化，縮短變壓器壽命?！?Pn= Qca= Pca tan? = Sca= cacos wmPP = 第 6章 變壓器的選擇 第 25 頁 共 66 頁 采區(qū)變壓器 = cacos wmPP = de ?? = ? = 經(jīng)表 26 可知選擇 KBSG9100／ 6 型礦用隔爆型負(fù)荷 1 臺 = 經(jīng)表 26 可 知選擇 KBSG9100／ 6 型礦用隔爆型負(fù)荷中心 1 臺 T8. 1caS = cacos wmPP = ? = 2caS = cacos wmPP = 3caS = cacos wmPP = S總 = 1caS ＋ 2caS ＋ 3caS = 經(jīng)表 26 可知 選擇 KBSG9100／ 6 型礦用隔爆型負(fù)荷中心 1 臺。 電纜的選擇 電纜長度 ： ①從地面到中央： L=KinLto=（ 2200＋ 20） =2331m 式中： 2200—— 地面至中央變電所的距離 m 20—— 中央變電所引入線的距離 m ②假設(shè)電纜中間有 2 個接頭 電纜有中間接頭時，應(yīng)在電纜的兩端頭處各加 3m，電纜的兩端各留 9m 余量 ，則電纜總長為： 2331＋ 3 2 2＋ 9 2=2361m， 取 2400m ③電纜主芯線截面的選擇 ⑴按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 取年最大負(fù)荷利用小時數(shù) 3000h Ied=／ 2mm Imm=Ica Ae= = 2mm 選擇 150 2mm 銅芯電纜 ⑵按長時允許電流校驗 查表 212 可知 120 的銅芯電纜長時 允許電流 Ip=414A＞ 293A 第 28 頁 共 66 頁 ⑶按短路時的熱穩(wěn)定校驗 C=150 ti= Amin = ssI tiC? = = 2mm ＜ 150 2mm C 根據(jù) P72 ⑴ 電纜編號： 5 中央至采區(qū)距離 2400m。計算短路電流時，短路點一般選在變電所的母線上和電纜線路的末端。計算前應(yīng)收集地面聲電所出口的最大、最小短路容量或相對基準(zhǔn)阻抗和基準(zhǔn)容量等原始資料，作為計算的依據(jù)。 Lto=21 21+3x2=27 取 30M Sca= cacos wmPP = Ica=103?Sca=103 ?= Imm=Ica= 21 7 .4 7 .7 m m2 .2 5Ae ?? 選擇 選擇 95 2mm 銅芯電纜 ② 按長時允許電流校驗 可知 95 2mm 銅芯電纜長時允許電流為 2=18IP A 而 2=18IP A ＞ Ica= 故電纜截面滿足長時允許電流要求 ③短路時熱穩(wěn)定校驗 22s s 8 8 4 0m in ti 0 . 2 2 6 . 4 m m 1 8 .1150IAA m mC? ? ? ? ＜ ∴熱穩(wěn)定滿足要求 第 31 頁 共 66 頁 選擇電纜型號為 mvv226/10 礦用聚氯乙烯絕緣鎧裝電纜 通風(fēng)機(jī)高壓 電纜編號 10 距離長度 7 米 L=Kin選擇 KBSG9630／ 6 型礦用隔爆型變壓器 T3： Sca= cacos wmPP =230KVA 經(jīng)表 26，已知 。 臺數(shù)的確定 中央變電所變壓器在一般情況下是按計算容量選設(shè)，一備一用。在各采區(qū)供電距離合理，線路輸送電能安全經(jīng)濟(jì)等進(jìn)行供電。 三相電壓不平衡 根據(jù)《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為 2%，短時間不得超過 4%。 第 20 頁 共 66 頁 ⑸加強(qiáng) K3 中、粗粒砂巖頂板的研究，確保支護(hù)質(zhì)量和支護(hù)強(qiáng)度，防止頂板大面積冒落對開采造成危害。三是開采深度。上述含水層補(bǔ)給條件差，富水性弱。在防火鐵門外部再 第 19 頁 共 66 頁 構(gòu)筑正反風(fēng)門控制風(fēng)流。 （三）礦井防滅火 礦井消防管路采用與防塵管路共用方式布置，在主副井和井底車場連接處、采區(qū)上山與下山口、帶式輸送機(jī)巷道機(jī)頭處設(shè)置帶消防栓箱的消防栓， 消防栓箱內(nèi)固定存放 DN40長 50m軟性管道和 DN25 水槍一只便于消防取用。定期沖洗巷道，嚴(yán)禁巷道煤塵堆積。打眼使用風(fēng)鉆或濕式煤鉆，配備空心送水鉆桿進(jìn)行濕式作業(yè)。掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁無計劃停電停風(fēng)，工作面停風(fēng)后必須立即撤出人員，工作面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到 1%必須停止打眼和放炮等。 根據(jù)以上計算，掘進(jìn)面需風(fēng)量選最大值 Q 掘＝ 240 m3/min。 第 16 頁 共 66 頁 全礦進(jìn)風(fēng)巷主要是副斜井，其次是主斜井、新鮮風(fēng)流經(jīng)由兩巷進(jìn)入中央石門和下組煤皮帶集中下山，由此再進(jìn)入各個采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷，清洗工作面