【正文】 寬 ，傾角 22176。 通過設(shè)計(jì)，讓我了解了礦山的概況 ,了解了煤礦供電系統(tǒng)運(yùn)行和供電設(shè)備管理情況和煤礦生產(chǎn)管理的基本知識(shí)，使自己具有一定的理論知識(shí)的同時(shí)，又具有較強(qiáng)的實(shí)際操作能力及解決實(shí)際工程問題的能力，根據(jù) 中央變電所的實(shí)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(chǎng)，查閱了有關(guān)設(shè)計(jì)資料、規(guī)程、規(guī)定、規(guī)范。 第 1 頁 共 66 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （煤礦井下中央變電所供電設(shè)計(jì)） 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 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(jì) 任 務(wù) 書 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求： 要求： （ 1）設(shè)計(jì)要符合煤礦安全規(guī)程、煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)程、煤礦井下 供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定。 本設(shè)計(jì)方案符合《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā)、聯(lián)系理論知識(shí)，在設(shè)計(jì)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。主斜井為半圓拱形，凈寬 ，傾角 18176。 21 第 4 章 中央變電所供電系統(tǒng)的擬定 53 漏電保護(hù)措施 大巷采用 10 噸架線電機(jī)車牽引 18 節(jié)搭肩 3噸底卸式礦車運(yùn)輸。 （ 1）太原組：本組地層屬海陸交互相、旋回結(jié)構(gòu)和標(biāo)志層特征明顯?！?6176。 ~70176。本區(qū)煤層瓦斯含量比較低。 東副巷 1505m，現(xiàn)主要用于回風(fēng)。工作面支護(hù)使用DZ25 型單體液壓支柱配合π型鋼梁支護(hù)，采用塑料網(wǎng)護(hù)頂。經(jīng)計(jì)算礦 井總風(fēng)量約 4500 m3/min。 防塵管路必須鋪到所有的掘進(jìn)工作面、留煤眼、運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)、裝載點(diǎn)、回采工作面進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷。帶式輸送機(jī)使用阻燃膠帶，要裝有煙霧、溫度保護(hù)，有自動(dòng)灑水裝置。采掘部署對(duì)礦壓顯現(xiàn)的影響很大。 ⑻井下每一個(gè)水平到上一個(gè)水平和各個(gè)采區(qū)都必須至少有 2 個(gè)便于行人的安全出口，并與通達(dá)地面的安全出口相連接。 第 5章 井下負(fù)荷的計(jì)算 第 23 頁 共 66 頁 變壓器選擇注意事項(xiàng) 變壓器是供電系統(tǒng)中的主要電氣設(shè)備，對(duì)供電的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性有著重要意義。電纜型號(hào)選擇如下： 由地面到井下中央變電所的高壓電纜，選用 vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜；由井下中央變電所到綜采工作面的高壓電纜，選 用 vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜；由井下中央變電所到掘進(jìn)工作面的高壓電纜，選用 vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜；井下中央變電所的備用電纜，選用 vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜；井下中央變 電所給主通風(fēng)機(jī)供電的高壓電纜，選用 vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜，給主通風(fēng)機(jī)供電的低壓電纜，選用 ；井下中央變電所給主水泵供電的電纜，選用 vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜；井下中央變電所給變流設(shè)備供電的高壓電纜，選用 vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜，給變流設(shè)備供電的低壓電纜，選用型號(hào)為 型礦用移動(dòng)屏蔽銅芯電纜；井下中央變電所給井底車場(chǎng)供電的高壓電纜，選用vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜，井下中央變電所給井底車場(chǎng)供電的低壓電纜，選擇電纜型號(hào)為： 第 27 頁 共 66 頁 ；井下中央變電所聯(lián)絡(luò)開關(guān)的高 壓電纜，選用型號(hào) vvM 226/10 型煤礦用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套聚氯乙烯外被層鋼帶鎧裝阻燃型塑料電纜。短路電流計(jì)算電路圖和等值電路圖的繪制參見教材第一章。選擇 KBSG9315／ 6 型礦用隔爆型變壓器 T2： Sca= cacos wmPP =22KVA 經(jīng)表 26，已知 。所以把中央變電所布置定在井下停車場(chǎng)以供井下各采區(qū)變電所集體供電。采煤工作面過斷層、破碎帶、初次放頂、初次來壓、周期來壓、工作面安裝、回撤、高冒區(qū)處理等特殊情況，掘進(jìn)工作面過斷層或破碎帶施工時(shí)，應(yīng)制定專門措施。而富水性最強(qiáng)的奧灰水位雖高于下組煤煤層底板標(biāo)高，一般情況下不會(huì)影響礦井的正常生產(chǎn)，但爐峪口井田構(gòu)造復(fù)雜，開采中需注意觀測(cè)斷層和陷落柱等構(gòu)造的導(dǎo)水性，必要時(shí)留設(shè)放水保護(hù)煤柱。采區(qū)回風(fēng)巷道管路中水流方向應(yīng)與風(fēng)流方向相一致。 回采面割煤機(jī)組安裝外噴霧裝置，采用噴霧泵加壓噴霧。 ⑸ 按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤巷、半煤巷掘進(jìn)工作面最低風(fēng)速為 ，最高風(fēng)速為 4m/s的要求進(jìn)行驗(yàn) 算， 240m3/min 滿足要求。回采巷道布置在準(zhǔn)備巷道西側(cè)，沿煤層掘進(jìn)，工作面長度在 110～ 140m 之間。另井底車場(chǎng)主要巷道有：中央石門前部、石門繞道、電車修理間、井下消防庫、醫(yī)務(wù)室、調(diào)度室等硐室、還有主副水倉、中央變電所、清撒煤巷等巷道。該河平時(shí)只有涓涓細(xì)流，旱時(shí)干涸，洪水暴發(fā)時(shí)流量可達(dá)數(shù)百 m3/s。 E，傾向 NW，傾角 60176。東翼陡，傾角 5176。年 降水量，降水量主要集中在 9月份。主要含煤層為石炭系太原市組和二迭系山西組，共含 14 層煤，全區(qū)可采煤層厚度為 ，地質(zhì)儲(chǔ)量 億噸，可采儲(chǔ)量 ，煤層賦存平緩，傾角為 5－ 8 度。 47 低壓開關(guān)選擇 26 電纜的選擇 20 費(fèi)用和環(huán)境要求 雨季前踏勘地表塌陷、地裂等現(xiàn)象，防止洪水進(jìn)入礦井事故的發(fā)生。 三、設(shè)計(jì)特點(diǎn) 經(jīng)方案比較分析論證后礦井建設(shè)工程仍利用原 山西西山煤電有限公司 已有的工業(yè)場(chǎng)地。 4．畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2021 年 9 月 2 日 ~ 9 月 7 日 9 月 9 日 ~ 9 月 14 日 9 月 16 日 ~ 9 月 21 日 9 月 23 日 ~ 11 月 9 日 11 月 11 日 ~ 11 月 16 日 11 月 18 日 ~ 11 月 23 日 11 月 25 日 ~ 11 月 30 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，資料收集 畢業(yè)設(shè)計(jì)方案初定 畢業(yè)設(shè)計(jì)草圖、設(shè)計(jì)說明書擬定 完成大綱指導(dǎo)書各項(xiàng)要求及全部內(nèi)容 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙審定、設(shè)計(jì)說明書定稿 畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備答辯，進(jìn)行組員間預(yù)答辯 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙，設(shè)計(jì)說明書上交并進(jìn)行論文答辯 學(xué)生所在系審查意見： 教研室主任： 年 月 日 第 4 頁 共 66 頁 前 言 在即將畢業(yè) 之際，根據(jù)教學(xué)大綱安排，完成畢業(yè)論文及設(shè)計(jì)、做好畢業(yè)答辯工作，到 礦上參加實(shí)習(xí)。 任務(wù)： （ 1）完成中央變電所位置的確定，負(fù)荷計(jì)算，變壓器臺(tái)數(shù)和容量選擇，高低壓電纜選擇，高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算，接地保護(hù)，漏電保護(hù)壓變，配電裝置總體布置設(shè)計(jì)，硐室設(shè)計(jì)， 防火措施。 山西省 煤礦企業(yè)兼并重組整合工作 領(lǐng)導(dǎo)組辦公室 — 晉煤 重組 辦 發(fā) [2021]55號(hào) 文。 地面布置簡單實(shí)用化，貫徹改革精神，簡化地面布置，只保留煤炭初加工、儲(chǔ)存、外運(yùn)等必要設(shè)施和礦井生產(chǎn)必須的輔助附屬、行政福利設(shè)施。 10 概 況 23 綜采工作面總負(fù)荷 46 中央變電所高壓開關(guān)柜的選擇 58 第 13 章 經(jīng)濟(jì)概算 最高點(diǎn)位于井田中部（ X=4210700,Y=18492320），標(biāo)高 m；最低點(diǎn)位于井田西邊界處溝谷，標(biāo)高為 ，相對(duì)最大高差 173m，屬中低山區(qū)地形。 4號(hào)煤的分岔，合并規(guī)律明顯 。 ⑵ 斷層 由于井田位于九龍塔斷層（ F17）與紅崖子斷層（ F49）構(gòu)成的地塹之中，因此斷層多，且均為高角度正斷層。 第 13 頁 共 66 頁 ②一采區(qū)回風(fēng)下山在 D41 測(cè)點(diǎn)前 61m處見，長軸 15m左右，短軸 10m左右，柱面傾角 80176。主斜井斜長 355m，傾角 25176。 采區(qū)劃分和開采順序 本礦現(xiàn)下組煤共分一個(gè)采區(qū)，該采區(qū)由首采集中皮帶大巷、回風(fēng)大巷圈定；采區(qū)長 1490m、 第 15 頁 共 66 頁 寬 1470m，可采儲(chǔ)量約 670 萬噸（含煤柱）； 鑒于下組煤 8煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，工作面布置困難等，所有采區(qū)基本遵循后退式布置原則，并進(jìn)行跳采。 （ 2）回采面通風(fēng)系統(tǒng) 回采面為“ U”型通風(fēng)系統(tǒng)，皮帶運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)，材料巷回風(fēng)。進(jìn)風(fēng)大巷、運(yùn)輸機(jī)巷水幕數(shù)量不少于 2 道，采區(qū)回風(fēng)大巷、回風(fēng)下山不少于 1 道；回采順槽距上下安全出口不超過 30m，掘進(jìn)面距迎頭不超過 50m安設(shè)一道凈化水幕。機(jī)組外噴霧要在機(jī)組機(jī)身、搖臂、滾筒后端蓋等處設(shè)置噴嘴。合理選擇通風(fēng)設(shè)施的構(gòu)筑位置，提高設(shè)施構(gòu)筑質(zhì)量。 針對(duì)存在的危害因素，防止頂板事故需要采取以下措施： ⑴要配備齊全礦壓觀測(cè)儀器儀表，加強(qiáng)礦壓觀測(cè)及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的研究，及時(shí)總結(jié)首采面的礦壓規(guī)律，針對(duì)性地采取防止支架 鉆底的措施。 電網(wǎng)頻率 《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》（ GB/T 15543— 1995）中規(guī)定：電力系統(tǒng)頻率偏差允許值為 ，當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，偏差值可放寬到 +5% HZ— － 5% HZ，標(biāo)準(zhǔn)中沒有說明容量大小的界限的電網(wǎng)容量在 300 萬 KW 以上者為 ；電網(wǎng)容量在 300 萬 KW 以下者為 。 井下負(fù)荷的計(jì)算及中央變電所高壓饋電柜及變壓器容量確定 各工作面采用 6MG200W 型滾筒式采煤機(jī)為綜合機(jī)械化采煤，為保證供電質(zhì)量和安全，根據(jù)采區(qū)巷道布置，按需用系數(shù)法計(jì)算采區(qū)負(fù)荷。 Lto= 400=420 本電纜中間有兩個(gè)街頭，電纜兩端各留條量 810M 第 32 頁 共 66 頁 420+3 2 2+8 2=448M 取 450M ①按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 Sca= cacos wmPP = ①電纜編號(hào) 8 9 11 = 2 7 1 .83ScaIca AUn ?? ∵根據(jù)指導(dǎo)書 2aP 表 211 在 1000V電壓中 沒有符號(hào)此設(shè)備的電纜 ∴選用兩根電纜并聯(lián)使用，且電流是本身的 倍 ∴選用 250 mm 的 電 纜 兩 根 并 聯(lián) 使 用 則 IP=173 = 265A=Ica 故電纜截面滿足長時(shí)允許電流要求 ③短路時(shí)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 2 s 6 2 8 4m in 0 . 2 1 8 . 7150SA tiC? ? ? ? ∴熱穩(wěn)定滿足要求 選擇電纜型號(hào)為 MVV226/10 ⑵電纜長度為 Kin= L=Kin? Lto= 20=21M 兩端條量各 5M ∴ 21+5 2=31M 取 35M ① 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 Sca 總 = A Ica=103 ?= Imm=2ca= Ae= = mm 第 33 頁 共 66 頁 選擇 25 2mm ②按長時(shí)允許電流校驗(yàn) 可知 25 2mm 銅芯電纜允許電流為 IP=73A 而