【正文】 第 8 頁 共 66 頁 目 錄 第 1 章 原始資料收集 10 概 況 11 礦井開拓 14 礦井生產(chǎn) 系統(tǒng) 15 礦井安全技術(shù) 20 中央變電所供電對電能的要求 20 費(fèi)用和環(huán)境要求 21 第 4 章 中央變電所供電系統(tǒng)的擬定 22 中央變電所高壓供電系統(tǒng)的擬定原則 22 第 5 章 井下負(fù)荷的計(jì)算 23 掘進(jìn)工作面總負(fù)荷 24 第 6 章 變壓器的選擇 24 采區(qū)變壓器 25 中央變壓器： 40 第 9 章 中央變電所電氣設(shè)備的選擇 46 中央變電所高壓開關(guān)柜的選擇 46 高壓配電箱選擇 50 第 10 章 保護(hù)裝置的整定 50 井下對保護(hù)裝置的要求 51 第 11 章 接地保護(hù)措施 53 漏電保護(hù)措施 55 對接地電阻的要求和降阻措施 56 第 12 章所選設(shè)備明細(xì)表 58 第 13 章 經(jīng)濟(jì)概算 60 概算編制依據(jù) 60 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師意見書 第 10 頁 共 66 頁 第 1章 原始資料收集 第 節(jié) 概 況 山西西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司投入其所屬馬蘭礦，馬蘭選煤廠，西曲礦 ，西曲選煤廠，鎮(zhèn)城底礦，鎮(zhèn)城底選煤廠與煤炭生產(chǎn)，洗選，經(jīng)營相關(guān)的資產(chǎn)值 ，由下屬 24個企業(yè)組 成 。西曲礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力 74 萬噸，（ 2022 年重新核定為 90 萬噸）服務(wù)年限為 98年，建設(shè)總投資 ， 1979年 8月 1日正式開工，建設(shè)周期 5年零 4個月，于 1984年 12 月 1 日正式投產(chǎn)。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)儲量 ，可采儲量 ，煤層賦存平緩，傾角為 5－ 8 度。礦井以斜井、平硐多井口開拓，分區(qū)通風(fēng)。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?，F(xiàn)為了保證礦井的正常接替，按照《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》、 《煤礦電工手冊 第二分冊下、 煤礦井下供電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 等有關(guān)技術(shù)政策要求，進(jìn)行了下組煤中央變電所供電設(shè)計(jì)說明書的編制。為典型的黃土高原地貌，地表切割強(qiáng)烈，地勢總體中部高四周低。 井田屬黃河流域三川河水系，井田范圍內(nèi)無常年性河流及其它水體，但溝谷縱橫，大小溝谷中雨季有短暫流水通過，向北匯入三川河。 氣候條件 本區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季多風(fēng)干旱，夏季炎熱降水量較多，秋季溫度適中，冬季寒冷干燥。 C，最低氣溫 176。年降水量，降水量主要集中在 9月份。年平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 22m/s。 （ 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。 9 號煤層因與上部的 8 號煤層之間的間距變化較大，煤層厚度變化也較大， 10 號煤層煤質(zhì)差，灰分高。但 號和 4號煤層特有厚度、結(jié)構(gòu)以及與 k3砂巖的關(guān)系非常醒目。 第 12 頁 共 66 頁 地質(zhì)構(gòu)造 本井田位于柏子西北面，處在九龍塔斷層（ F17）與紅崖子斷層（ F49）構(gòu)成的地塹之中，受其影響，發(fā)育了一系列與其產(chǎn)狀相近的斷裂構(gòu)造，呈地塹、地壘出現(xiàn)。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿活動跡象。 ①黑家溝北向斜：位于黑家溝村北，為一“人”字形向斜，南端汾河邊有明顯的出露點(diǎn)，北至九龍塔斷層（ F17） ，在井田內(nèi)延伸 2100m 左右，兩翼不對稱，西翼緩，傾角 3176。東翼陡，傾角 5176。 ②梭峪隆起：南起李元村西汾河一帶，北至 907號鉆孔連線，西緊挨黑家溝北向斜，東到井田邊界，為一橢圓形穹隆?！?6176。～ 13176。～ 8176。生產(chǎn)中新揭露落差大于 5m 的斷層共有 29 條，現(xiàn)將部分較大的斷層分述如下： ①九龍塔斷層（ F17）：為井田西北邊界。 E，傾向 SE，傾角 60176。 ②紅崖子斷層（ F49）：由三采區(qū)南邊界向東北延伸到首采區(qū)，二采區(qū)南部邊界以外 700～ 800m（西曲井田內(nèi)），與九龍塔斷層構(gòu)成一地塹，控制整個井田，其它斷裂構(gòu)造均是該地塹的次生構(gòu)造。 E，傾向 NW，傾角 60176。 ③ F14 斷層： 由 334 號鉆孔南 200m 向東延伸，橫切首采區(qū)到二采區(qū)運(yùn)輸下山，最大落差 35 m，延伸長度 2800m，走向 N50176。 ~70176?？碧綍r在李家溝村西發(fā)現(xiàn)陷落柱一個，井下掘進(jìn)中沒有發(fā)現(xiàn)其存在。主要有： ①東大巷在 3 號測點(diǎn)前 35m 處見，長軸 45m 左右，短軸 20m 左右，柱面傾角 80176。 從礦區(qū)的各類構(gòu)造發(fā)育情況看，褶曲、陷落柱均不同程度地給生產(chǎn)造成了一定的影響，但斷層是影響生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素。井田內(nèi)未見巖漿巖等其它構(gòu)造現(xiàn)象，總體構(gòu)造屬簡單。汾河以側(cè)向侵蝕為主。該河平時只有涓涓細(xì)流，旱時干涸，洪水暴發(fā)時流量可達(dá)數(shù)百 m3/s。 區(qū)內(nèi)較大的溝谷有陵足溝、北岔溝、泥柿溝、牛溝等，這些溝谷都為季節(jié)性，日常流量很小或干涸，雨季流量增大，流向皆為南東，匯入汾河。本區(qū)煤層瓦斯含量比較低。 煤炭自燃傾向性和煤塵爆炸性 煤炭 自燃傾向性：根據(jù) 2022 年 6 月 23 日采集樣品送山西煤礦安全裝備技術(shù)測試中心測定，結(jié)果如下： 號煤層，自燃傾向性等級為Ⅱ級，自燃傾向性為自燃； 4 號煤層，自燃傾向性等級為Ⅲ級，自燃傾向性為不易自燃； 8 號煤層，自燃傾向性等級為Ⅲ級，自燃傾向性為不易自燃。 第 14 頁 共 66 頁 礦井開拓 井筒 本礦井開拓方式為斜井單水平開拓。主要用于運(yùn)煤、行人；砌碹支護(hù)、半圓拱形斷面，凈斷 面 ㎡。主要用于運(yùn)矸、運(yùn)料、行人、進(jìn)風(fēng)；砌碹支護(hù)、半圓拱形斷面，凈斷面 ㎡。凈斷面 ㎡。另井底車場主要巷道有：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。上組煤回風(fēng)上山 870m、主要用于運(yùn)矸、運(yùn)料、行人、回風(fēng)。 東副巷 1505m，現(xiàn)主要用于回風(fēng)。 礦井生產(chǎn)系統(tǒng) 開采水平設(shè)置 本礦現(xiàn)開采山西組 號和太原組 8 號煤層。 8 號煤層內(nèi)大巷標(biāo)高為 859～ 901，煤層標(biāo)高為 824～ 910。首采區(qū)最先投入生產(chǎn)，準(zhǔn)備大巷，本礦一井兩面，兩面位于兩個不同采區(qū)，開采順序?yàn)槭撞蓞^(qū)。下組煤一采區(qū)前期（從 2022 年 5 月開始），由采一隊(duì)單獨(dú)生產(chǎn)，按年產(chǎn) 36 萬 t 計(jì)算，后期（從 2022 年 5 月開始）由采一、采二隊(duì)同時生產(chǎn)，此時下組煤一采區(qū)按年產(chǎn) 72 萬 t 計(jì)算。 一采區(qū)為單翼開采，準(zhǔn)備巷道有：下一采皮帶和回風(fēng)上、下山。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。 工作面回采工藝 本采區(qū)煤層采用走向長壁全部跨落法進(jìn)行生產(chǎn)，回采工藝：落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)。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。主通風(fēng)機(jī)型號為 G47311№ 22D 型離心式風(fēng)機(jī)，額定功率 315 千瓦。 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 以本礦一采區(qū)為例： （ 1）采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，皮帶運(yùn) 輸大巷進(jìn)風(fēng)，軌道運(yùn)輸大巷回風(fēng)。通風(fēng)流程最長為 7100 米，具體路線為： 主、副斜井→井底石門→ 8煤集中皮帶下山→西大巷→一采區(qū)皮帶上（下）山→回采皮帶順槽→回采面→回采材料順槽→一采區(qū)材料上（下）山→西副巷→ 8煤集中材料下山→回風(fēng)暗斜井→總回風(fēng)上山→總回風(fēng)大巷→回風(fēng)斜井。掘進(jìn)工作面需風(fēng)量： ⑴ 按瓦斯涌出量計(jì)算 36 m3/min ⑵ 按炸藥使用量計(jì)算：該礦井下全部使用乳化炸藥，按照《煤礦生產(chǎn)能力核定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定可不作計(jì)算。 ⑷ 按掘進(jìn)工作面同時作業(yè)人數(shù)最多人數(shù)為 10 人計(jì)算，為 40 m3/min。 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。 第 17 頁 共 66 頁 礦井風(fēng)量計(jì)算 根據(jù)本礦井采掘銜接計(jì)劃和采區(qū)接替規(guī)劃，礦井正常生產(chǎn)時布置有采煤工作面 1個，備用回采面 2 個，開掘面 1 個，獨(dú)立通風(fēng)硐室 1 個，架線電機(jī)車配風(fēng)巷道（東大巷）， 1 個全部實(shí)行獨(dú)立供風(fēng)，通風(fēng)最大流程為 7100 米。經(jīng)計(jì)算礦井總風(fēng)量約 4500 m3/min。 井下所有工作面安裝甲烷傳感器、瓦斯斷電儀，采掘工作面實(shí)行風(fēng)電、瓦斯電閉鎖，嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯巡回檢查和“一炮三檢”制度。 （二）礦塵防治 我礦各個采區(qū)主要進(jìn)回風(fēng)巷道中均設(shè)置凈化水幕，水幕噴咀采用單眼噴咀，水幕采用聲控、 第 18 頁 共 66 頁 光控或紅外線自動控制。水幕應(yīng)封閉全斷面，靈敏可靠，霧化好，使用正常。炮掘工作面安設(shè)放炮各運(yùn)煤轉(zhuǎn)載點(diǎn)設(shè)置自動噴霧裝置降塵，噴霧噴咀采用三眼或五眼噴咀。噴霧器應(yīng)朝向工作面方向，距迎頭小于 20m；在炮掘面防塵管路上安裝水針，便于充填水炮泥袋。 回采面割煤機(jī)組 安裝外噴霧裝置，采用噴霧泵加壓噴霧。回采材料巷打 60~80m 長孔靜壓注水，壓力小時采用泵壓注水。 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。采區(qū)巷道、采掘面巷道管路中，都要安裝過濾器，定期檢修過濾網(wǎng)，排放過濾渣。凈化水幕覆蓋巷道全斷面，靈敏可靠。各轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧設(shè)施使用正常，在工作面投產(chǎn)前，必須安裝齊全。放炮前后和裝煤時要沖洗煤壁、頂板。配備專職測塵員進(jìn)行粉塵測定工作，粉塵測點(diǎn)布置按標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。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。 火藥庫、機(jī)電設(shè)備硐室、井底車場、使用帶式輸送機(jī)或液力耦合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，均采用不燃性材料支護(hù)。帶式輸送機(jī)使用阻燃膠帶，要裝有煙霧、溫度保護(hù)，有自動灑水裝置。 風(fēng)筒使用阻燃風(fēng)筒，采區(qū)變電所安裝朝外開的防火鐵門，并留有通風(fēng)窗。采用防爆或安全火 花型電氣設(shè)備，電纜敷設(shè)要符合要求，過流接地檢漏裝置等保護(hù)系統(tǒng)要安裝齊全。 對于局部煤層較厚區(qū)域采取分層開采的工作面，在上分層結(jié)束后必須采取措施使頂板冒落嚴(yán)實(shí)減小漏風(fēng)，防止煤層自燃。 （四）礦井防治水 本區(qū)最主要的含水層為奧陶系含水石灰?guī)r，其水位標(biāo)高（ ～ ，）高于井田內(nèi)大部分下組煤層底板標(biāo)高，為下組煤開采不可忽視的潛在的最主要礦井充水因素。山西組煤層礦井水主要來自本組，也可來自下石盒子組。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，開采中需注意觀測斷層和陷落柱等構(gòu)造的導(dǎo)水性，必要時留設(shè)放水保護(hù)煤柱。一是 8 號煤層頂板為 L1 廟溝灰?guī)r，局部為中砂巖或粗砂巖，底板為泥巖。采掘部署對礦壓顯現(xiàn)的 影響很大。因此在采空區(qū)附近掘進(jìn)時，必須加強(qiáng)支護(hù)。開采深度較大會使工作面周圍的支承壓力峰值和影響范圍增加，造成支護(hù)損壞，發(fā)生頂板事故。 ⑵要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理開拓布局，主要巷道、硐室應(yīng)盡可能地布置在堅(jiān)硬巖層中。采煤工作面回采前必須編制作業(yè)規(guī)程。 ⑷采、掘、巷維修工作應(yīng)堅(jiān)持“一工程一規(guī)程 (措施 )”的制度，認(rèn)真編制作業(yè)規(guī)程，并按規(guī)定進(jìn)行審批、學(xué)習(xí)、考試。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，應(yīng)制定專門措施。作業(yè)過程中要加強(qiáng)臨時支護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。 ⑻井下每一個水平到上一個水平和各個采區(qū)都必須至少有 2 個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 3 章 中央變電所位置 的確定 中央變電所供電對電能的要求 電壓允許偏差 電壓偏差計(jì)算公式如下：電壓偏差＝ 額定電壓額定電壓—實(shí)際電壓 100% 《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》（ GB 12325— 90）規(guī)定電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶受電端供電電壓允許偏差值為： （ 1） 6KV 及以上高壓供電和低壓電力用戶的電壓允許偏差為用戶額定電壓的 +7%— － 7%；