畢業(yè)設(shè)計(全套)：煤礦采區(qū)供電

1、<p><b>　　目　　錄</b></p><p>　　第一部分 采區(qū)運輸系統(tǒng)選型...............................3</p><p>　　第一章　概況．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　第一節(jié)　工作面位置及井上下關(guān)系．

2、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　第二節(jié)　煤層．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4</p><p>　　第三節(jié)　煤層頂?shù)装?..........................................4</p><p>　　第四節(jié) 儲量及服務(wù)年限.

3、......................................5</p><p>　　第二章 采煤方法.............................................5</p><p>　　第一節(jié) 巷道布置..............................................5</p><p>　　第二

4、節(jié) 采煤工藝..............................................6</p><p>　　第三節(jié) 工作面頂板管理........................................7</p><p>　　第四節(jié) 主要技術(shù)經(jīng)濟指標......................................10</p><p

5、>　　第五節(jié) 設(shè)備配置..............................................11</p><p>　　第三章 采區(qū)運輸設(shè)備選型計算..................................12</p><p>　　第一節(jié) 工作面運輸設(shè)備選型....................................12</p>

6、<p>　　第二節(jié) 橋式轉(zhuǎn)載機、破碎機的選型..............................16</p><p>　　第三節(jié) 可伸縮帶式輸送機的選型................................17</p><p>　　第二部分 采區(qū)供電系統(tǒng)...................................27</p><

7、p>　　第一章 電氣設(shè)備選型計算......................................27</p><p>　　第一節(jié)　綜采工作面...........................................28</p><p>　　第二節(jié) 變壓器容量確定.......................................28</p&g

8、t;<p>　　第三節(jié) 開關(guān)的確定...........................................29</p><p>　　第二章 電纜選型.............................................29</p><p>　　第一節(jié) 高壓電纜選型.....................................

9、....29</p><p>　　第二節(jié) 低壓電纜選型.........................................33</p><p>　　第三章 保護裝置.............................................38</p><p>　　第一節(jié) 短路電流計算及過流保護裝置計算...............

10、........38</p><p>　　第二節(jié) 保護接地的確定.......................................39</p><p>　　設(shè)計說明書.................................................</p><p>　　第一部分 采區(qū)運輸系統(tǒng)選型</p><p>

11、;<b>　　第一章 概況</b></p><p>　　第一節(jié) 工作面位置及井上下關(guān)系</p><p>　　表1 工作面位置及井上下關(guān)系表</p><p><b>　　第二節(jié) 煤 層</b></p><p><b>　　表2 煤層情況表</b></p>

12、<p>　　第三節(jié) 煤層頂?shù)装?lt;/p><p>　　表3 煤層頂?shù)装迩闆r表</p><p>　　第四節(jié) 儲量及服務(wù)年限</p><p><b>　　一、儲量</b></p><p>　　本工作面順槽長度為806m，工作面長度為129m，面積59000.2m2，工業(yè)儲量為15000.3t，按停采線距回風(fēng)

13、巷40m計算，可推進長度為766m，工作面可采出煤量為268190t。</p><p>　　工業(yè)儲量： 307220.1（t）</p><p><b>　　可采出煤量：</b></p><p>　　(806-40)×129×2.52×1.28×0.95=268190（t）</p><p

14、><b>　　上述計算中：</b></p><p>　　0.95—工作面落煤損失</p><p><b>　　40-保護煤柱，m</b></p><p><b>　　二、工作面服務(wù)年限</b></p><p>　　工作面服務(wù)年限=可采推進長度/月設(shè)計推進長度</p&

15、gt;<p><b>　　工作面服務(wù)年限：</b></p><p>　　766/(0.8×25×9)=4.26個月</p><p><b>　　上述計算中：</b></p><p><b>　　0.8—截深，m</b></p><p>　　9—

16、每日割煤刀數(shù)，刀</p><p>　　25—每月生產(chǎn)天數(shù)，天</p><p><b>　　第二章 采煤方法</b></p><p><b>　　第一節(jié) 巷道布置</b></p><p>　　一、采區(qū)設(shè)計、采區(qū)巷道布置概況</p><p>　　本工作面位于 307 盤區(qū)，該

17、盤區(qū)采用三巷布置，靠工作面依次為盤區(qū)回風(fēng)巷、盤區(qū)皮帶巷、盤區(qū)軌道巷，盤區(qū)巷間煤柱20m，可服務(wù)工作面4.26個月。</p><p>　　工作面采用雙巷布置，切眼沿煤層傾斜布置，走向推進，工作面長度為129m。兩順槽長度為806m，以停采線距盤區(qū)回風(fēng)巷40m計算，可采順槽長度為766m。</p><p><b>　　二、工作面運輸巷</b></p><

18、;p>　　2702巷為機軌合一的進風(fēng)順槽，巷內(nèi)鋪設(shè)皮帶一部，轉(zhuǎn)載機一部，破碎機一部，鋪設(shè)18Kg/m型軌道，軌距600㎜，距工作面30—110m之間布置有移動變電站、乳化液站、噴霧泵、開關(guān)列車等移動設(shè)備。巷內(nèi)布置有防塵灑水管路、排水管路、乳化液管路、供電電纜、照明信號、通訊及監(jiān)測電纜，巷內(nèi)安裝JD—25型調(diào)度絞車和5.5KW排水泵，巷道規(guī)格為寬(凈)×高(凈)=4.1×2.6m，錨桿錨索聯(lián)合支護。</p&

19、gt;<p><b>　　三、工作面回風(fēng)巷</b></p><p>　　5702巷為回風(fēng)運料順槽，巷內(nèi)鋪設(shè)24㎏/m鋼軌，軌距600㎜，布置有防塵灑水管路、排水管路、供電電纜、信號、通訊及監(jiān)測電纜各一趟，巷內(nèi)安裝JD—25型調(diào)度絞車和5.5KW排水泵，巷道規(guī)格為寬(凈)×高(凈)=4.1×2.6m，錨桿錨索聯(lián)合支護。</p><p>

20、<b>　　四、工作面開切眼</b></p><p>　　工作面切眼為矩形斷面，見底見頂掘進，規(guī)格為寬(凈)×高(凈)=6.0m×2.4m，支護方式為錨桿錨索聯(lián)合支護。</p><p><b>　　第二節(jié) 采煤工藝</b></p><p>　　一、工作面正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)能力</p><

21、p>　　W=L×S×h×r×c=129×0.8×2.52×1.28×0.95=359（t）</p><p>　　式中：W—工作面正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)能力，284t</p><p>　　L—工作面長度，129m</p><p>　　S—工作面循環(huán)進尺，0.8m</p><

22、p>　　h—工作面設(shè)計采高，2.52m</p><p>　　r—煤的容重，1.28t/m3</p><p><b>　　c—回采率，95%</b></p><p>　　第三節(jié) 工作面頂板管理</p><p>　　一、正常工作時期頂板支護方式</p><p>　　本工作面采用支撐掩護式液壓支

23、架控制頂板。基本支架（ZY5200/1.4/3.6型）60架， 支架中心距為1.5m，工作面最小控頂距4.41m，最大控頂距5.21m，端面距405mm。</p><p><b>　　表4 支架說明書</b></p><p>　　二、正常工作時期的特殊支護方式</p><p><b>　　1、超前支護</b></p

24、><p>　?。?）頭順槽自工作面煤壁算起，沿推進方向20m范圍為超前支護區(qū)域，支設(shè)一梁兩柱π型鋼梁棚，梁長3.6m，梁垂直煤壁布置。棚間距為1.2m，由于溜頭經(jīng)常上竄、下滑，故棚腿距定為2.6～3.0m。</p><p>　　當(dāng)頭順槽超前支護范圍內(nèi)頂板破碎或壓力增大時，則在轉(zhuǎn)載機行人側(cè)π型鋼梁下增支一排單體柱，支護長度視頂板情況而定。</p><p>　　（2）尾順槽

25、自工作面煤壁算起，沿推進方向20m范圍為超前支護區(qū)域，支設(shè)一梁兩柱π型鋼梁棚，梁長為3.2m，梁垂直煤壁布置。棚間距為1.2m，棚腿柱距為2.6m。</p><p>　　當(dāng)尾順槽超前支護范圍內(nèi)頂板破碎或壓力增大時，則將該區(qū)段棚距變?yōu)?.6m，共余不變。</p><p>　　三、特殊時期的頂板管理</p><p>　?。ㄒ唬﹣韷杭巴２汕暗捻敯骞芾?lt;/p>

26、<p>　　1、必須嚴格按作業(yè)規(guī)程中的規(guī)定進行支護。</p><p>　　2、當(dāng)工作面初次及周期來壓時，移架采用超前擦頂移架的方法，并積極組織生產(chǎn)，加強設(shè)備檢修減少事故，以加快工作面推進速度。</p><p>　　3、如工作面壓力較大，根據(jù)實際情況，當(dāng)班跟班隊長負責(zé)指揮，在兩端頭及超前支護段按要求增加支護。</p><p>　　4、停采前的頂板管理，屆時

27、另行編制專項措施。</p><p>　　第四節(jié) 主要技術(shù)經(jīng)濟指標</p><p>　　工作面主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表5</p><p><b>　　第五節(jié) 設(shè)備配置</b></p><p><b>　　工作面機電設(shè)備表6</b></p><p>　　第三章　采區(qū)運輸設(shè)備選型計

28、算</p><p>　　第一節(jié) 工作面運輸設(shè)備選型</p><p><b>　　刮板機選型</b></p><p>　　由以上采煤機數(shù)據(jù)可知,刮板機生產(chǎn)能力為采煤機80％:</p><p><b>　　運輸能力的計算</b></p><p>　　如圖1-1所示，刮板運輸機連續(xù)

29、運輸設(shè)備的每秒運輸能力為</p><p>　　式中 ——輸送機每秒運輸能力，kg/m；</p><p>　　——輸送機單位長度上的貨載質(zhì)量，kg/m；</p><p>　　——刮板運行速度，m/s。</p><p>　　圖1-1運輸能力計算示意圖</p><p><b>　　每小時運輸能力為</b>

30、;</p><p>　　式中 ——輸送機運輸能力，kg/m；</p><p>　　=1000×0.724×0.29×1</p><p><b>　　=201kg/m</b></p><p>　　式中——煤的松散密度，一般取0.85~1t/m3；</p><p>　　F

31、——貨載在溜槽中的斷面計0.724×0.29m，m2；</p><p>　　貨載的最大橫斷面積與溜槽的形式和結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與松散煤的動堆積角有關(guān)。煤的動堆積角一般取20~30度。圖1-2所示為兩種不同溜槽的貨載最大橫斷面積。若輸送機鋪設(shè)時具有一定傾角，加之刮板鏈在運行中有沖擊振動現(xiàn)象等，致使貨載斷面積減小。所以，刮運行阻力計算</p><p>　　運行阻力分為直線段、彎曲段連部分運

32、行阻力。</p><p><b>　　直線段運行阻力</b></p><p>　　式中——重段阻力，N;</p><p><b>　　——空段阻力，N；</b></p><p>　　——刮板鏈單位長度質(zhì)量，kg/m；</p><p>　　L——刮板輸送機實際鋪設(shè)長度m；<

33、;/p><p>　　——貨載、刮板鏈與溜槽間的阻力系數(shù)如表3所示。</p><p>　　當(dāng)刮板鏈在該段的運行方向是傾斜向上時取“+”，傾斜向下時取“-”。</p><p>　　圖1-3 刮板運輸機運行阻力計算圖</p><p><b>　　由以上計算可知：</b></p><p>　　g= 9.8N/

34、kg q=201kg/m w=0.6 </p><p>　　qo=15kg/m wo= 0.2 L=80m =2°</p><p>　　=9.8×(201×0.6+15×0.2)×80×0.99+9.8×(201+15)×80×0.034&

35、lt;/p><p><b>　　=43248.9N</b></p><p>　　=9.8×80×15×(0.2×0.99-0.034)</p><p><b>　　=1928.64N</b></p><p>　　牽引力與電動機功率的計算</p>&l

36、t;p>　?。ㄒ唬┦紫缺仨毚_定出刮板鏈上最小張力點的位置以及數(shù)值的大小，才能進行下一步的牽引力、電機功率以及刮板鏈強度的計算。</p><p>　　工作面輸送機一般傾斜向下運輸，如圖1-4所示。</p><p><b>　　圖1-4</b></p><p><b>　　由“逐點計算法”得</b></p>

37、<p><b>　　又 </b></p><p><b>　　故 </b></p><p>　　結(jié)論：當(dāng)時，，最小張力點在1點，；當(dāng)時，，最小張力點在3點，。</p><p><b>　　（二）牽引力的計算</b></p><p>　　如圖1-3所示布置

38、為雙鏈刮板運輸機，其主動鏈輪的分離點1位最小張力點，由“逐點計算法”得</p><p><b>　　=6000N</b></p><p>　　=6000+1928.64</p><p><b>　　=7928.64N</b></p><p><b>　　=</b></p&

39、gt;<p><b>　　=</b></p><p>　　=1.07×7928.64</p><p><b>　　=8483.64N</b></p><p><b>　　=+</b></p><p>　　=8483.64+43248.9</p>

40、;<p>　　=51732.54N</p><p><b>　　牽引力為</b></p><p><b>　　==1.1（）</b></p><p>　　=1.1×(1928.64+43248.9)</p><p>　　=49728.29N</p><p&

41、gt;　?。ㄈ╇妱訖C功率計算</p><p>　　對于定點裝煤的刮板輸送機</p><p>　　==169≈200KW</p><p>　　式中 P---電動機的軸功率，KW；</p><p>　　W0---輸送機的總牽引力，N；</p><p>　　v-----刮板機牽引速度；m/s；</p>&l

42、t;p>　　η------傳動裝置的效率 0.8—0.85。</p><p>　　由于綜采運煤量大故選用2×200KW電機雙機驅(qū)動。</p><p>　　四、刮板鏈強度的驗算</p><p>　　驗算刮板鏈的強度，須計算出鏈條的最大張力值。</p><p>　　將計算結(jié)果中最大張力值代入下式</p><

43、p><b>　　當(dāng)k=4.2時： </b></p><p>　　Sp=130693.8×4.2÷0.85÷2=322890.5N≤833000N</p><p>　　所以刮板鏈強度驗算合格。</p><p>　　式中 ——刮板鏈抗拉強度安全系數(shù)；</p><p>　　N——鏈條數(shù)，單

44、鏈1，雙鏈2；</p><p>　　——兩條鏈子負荷不均勻系數(shù)，單鏈1，雙鏈0.85；</p><p>　　——一條老干部刮板鏈的破斷力，N。</p><p>　　——刮板鏈實際承受的最大張力值833000N。</p><p>　　第二節(jié) 橋式轉(zhuǎn)載機、破碎機的選型</p><p><b>　　橋式轉(zhuǎn)載機的選

45、型</b></p><p>　　橋式轉(zhuǎn)載機的運輸能力應(yīng)大于工作面輸送機的輸送能力，其輸送能力計算參考工作面刮板輸送機有關(guān)計算。</p><p>　　破碎機錘式，其特點見下表。</p><p>　　由以上數(shù)據(jù)可知，選用一下設(shè)備合乎設(shè)計要求。</p><p>　　轉(zhuǎn)載機 ：SZZ—764/132 ； 功率：132 KW；

46、</p><p>　　運輸量：900 t/h ；鏈速：1.28 m/s</p><p>　　破碎機： PCM-110 ； 功率：110 KW；破碎能力：1000 t/h</p><p>　　第三節(jié) 可伸縮帶式輸送機的選型</p><p>　　選型設(shè)計的原始資料：</p><p>　　根據(jù)工作條件設(shè)

47、計帶式輸送機，輸送長度：800m ；輸送機安裝傾角：2°；設(shè)計運輸生產(chǎn)率：1200t/h；貨載的散集密度：1.0t/m3；貨載在膠帶上的堆積角：30°；貨載塊度：300mm；帶寬：1000mm。</p><p><b>　　1)、帶速v的確定</b></p><p>　　帶速v根據(jù)帶寬和被運送物料的性質(zhì)確定，根據(jù)表2-1，初步確定v=2.0m/s&

48、lt;/p><p><b>　　2）、帶寬的確定</b></p><p>　　按給定條件Q=1200t/h；=1000kg/m3 ；v=2m/s；查表2-2得k=1.00；物料堆積橫截面積為</p><p><b>　　S=㎡</b></p><p>　　按槽角動堆角計算，取帶寬B=1000mm。<

49、;/p><p>　　帶式輸送機輸送能力為</p><p>　　=800÷3.6÷2=111kg/m</p><p>　　式中 Q——帶式輸送機輸送能力，t/h；</p><p>　　q——每米長膠帶上的貨載質(zhì)量，kg/m；</p><p>　　v——膠帶運行速度，m/s。</p><

50、p>　　對于連續(xù)貨流所謂帶式輸送機，每米長膠帶上的貨載質(zhì)量為</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.111</b></p><p>　　式中 F——膠帶上貨載斷面積，。</p><p>　　表2-1貨載斷面系數(shù)</p><p>　　表

51、2-2各種貨載散集密度及貨載的堆積角</p><p>　　表2-3輸送機傾角系數(shù)</p><p>　　對于成套設(shè)備速度是已知的，求出寬度后還必須按物料塊度進行校核</p><p>　　對于未過篩的松散貨載（原煤）</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　式中 ——貨載最大塊度

52、的；橫向尺寸，mm</p><p>　　——貨載平均塊度的橫向尺寸，mm。</p><p><b>　　由上可知 mm</b></p><p>　　=2×300+200=800≤1000mm</p><p>　　所以膠帶寬度能滿足塊度要求。</p><p><b>　　運行阻力

53、計算</b></p><p>　　直線段運行阻力表2-4托輥阻力系數(shù)表</p><p>　　——折算到每米長度上的上、下托輥轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量，kg/m；</p><p>　　= =11.33kg/m</p><p><b>　　kg/m </b></p><p>　　式中：——17k

54、g ——3m</p><p>　　——15kg ——1.5m</p><p>　　——分別為每組上、下托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量，kg，見表2-5</p><p>　　表2-5托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量表</p><p>　　——上托輥間距，一般取1~1.5，m；</p><p>　　——下托輥間距，一般取2~3，m；<

55、/p><p>　　——每米長的膠帶自身質(zhì)量，kg/m，普通帆布膠帶每米長度的質(zhì)量可按下式計算</p><p>　　=1.1×1.0×3×(0.003+0.001+0.002)</p><p><b>　　=19.8kg/m</b></p><p>　　——膠帶的平均密度， 1.1t/m3；<

56、;/p><p>　　——膠帶寬度， 1.0m；</p><p>　　——膠帶帆布間層數(shù)； 3 ～6</p><p>　　——一層帆布的厚度，mm，對于帶強560N/（cm層）的帆布膠帶，平均取=1.25mm； 對于帶強960N/（cm層）的強力棉帆布膠帶，平均取=2mm；</p><p>　　——膠帶上保護層厚度=3mm；&l

57、t;/p><p>　　膠帶下保護層厚度=1mm；</p><p>　　圖2-2 帶式輸送機運行阻力計算示意圖</p><p>　　如圖2-2所示，膠帶在重載段的運行阻力用表示，回空段的運行阻力用表示。</p><p>　　=9.8×(111+19.8+11.3)×800×0.05×0.99+9.8×

58、;(111+19.8)×800×0.034 =628172.52N</p><p>　　=9.8×(19.8+5)×800×0.04×0.99-9.8×19.8×800×0.034</p><p><b>　　=2421.62N</b></p><p>

59、　　式中 ——輸送機傾角，（20）； L——輸送機長度，800m；</p><p>　　q——每米長膠帶上的貨載質(zhì)量，19.8kg/m；</p><p>　　——當(dāng)膠帶在該段的運行方向是傾斜向上時取+號，傾斜向下時取-號；</p><p>　　——槽型阻力系數(shù)0.05、平行托輥阻力系數(shù)0.040，見表2-4；</p><p><b&g

60、t;　　膠帶張力計算</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　——摩擦力備用系數(shù)，一般取=1.15~1.2；</p><p>　　——膠帶與滾筒之間的摩擦系數(shù)，可見表2-6。對于井下，如果驅(qū)動滾筒采用鑄膠，一般取=0.3。</p><p>　　表2-6摩擦系數(shù)及值</p&g

61、t;<p>　　利用“逐點計算法”，列出驅(qū)動滾筒相遇點張力S9與分離點張力S1的關(guān)系式</p><p><b>　　S1=Smin </b></p><p>　　2．按摩擦傳動條件并考慮摩擦力備用問題找出S9與S1的關(guān)系</p><p>　　因為 =4.66S1</p><p>　　聯(lián)立以上兩式可求得：

62、</p><p>　　S1= S2=157887.35N S3=195402.84N S4=203218.95N</p><p>　　S5=205640.57N S6=213866.19N S7=842038.71N</p><p>　　S8=S9= 875720.26N

63、

64、

65、 </p><p>　　式中 ——膠帶最大允許懸垂度，m，計算時可取=0.025；</p><p>　　——重段膠帶最小張力，N。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=5×（111+19.8）×11.33×0.

66、99</p><p>　　=7335.72N＜S6</p><p>　　同理，可得空載段膠帶允許的最小張力為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　= 5×19.8×5×0.99</p><p>　　=490.05N＜S1</p>

67、<p>　　膠帶懸垂度滿足要求。</p><p><b>　　膠帶強度的驗算</b></p><p>　　膠帶的最大破斷力與實際承受的最大張力之比，成為膠帶的實際安全系數(shù)。原則為膠帶實際安全系數(shù)應(yīng)不低于允許安全系數(shù)。</p><p>　　1．普通帆布層膠帶強度的驗算</p><p>　　式中 B——膠帶寬度，

68、mm；</p><p><b>　　i——帆布層數(shù)；</b></p><p>　　p’——一層帆布每厘米寬的拉斷力，；</p><p>　　——膠帶運行時實際承受的最大張力，N；</p><p>　　n——膠帶的允許安全系數(shù)， 棉帆布芯橡膠帶安全系數(shù)見表2-7。</p><p>　　由上式可知：

69、 ===31666＜S9</p><p>　　由于=31666＜S9，所以棉帆布芯膠帶不合乎設(shè)計要求，改選其它膠帶。</p><p>　　表2-7 棉帆布芯膠帶安全系數(shù)</p><p>　　2．整芯膠帶與鋼絲繩芯膠帶強度的驗算</p><p>　　Smax==9500000N﹥S9</p><p>　　式中 p——每毫

70、米寬鋼絲繩芯膠帶的拉斷力，N/mm。</p><p>　　對于整芯膠帶，一般取n=10；鋼絲繩芯膠帶的安全系數(shù)，要求不小于7，重大載荷時一般取10~12。</p><p>　　由于=9500000N﹥S9，所以整芯膠帶合乎設(shè)計要求。</p><p><b>　　牽引力與功率計算</b></p><p><b>

71、　　由圖2-3可知：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=（203218.95-157887）+0.05×（203218.95+157887）</p><p>　　=63387.24N</p><p><b>　　2．電動機功率</b><

72、/p><p><b>　　=160KW</b></p><p>　　考慮15％備用功率，電機容量為：1.15×160=184≈200KW</p><p>　　雙滾筒傳動功率分配計算（按最小張力分配計算）</p><p>　　因為N1=5N2，N1+N2=184，可得N1=160KW N2=40KW<

73、/p><p>　　可選用兩臺100KW電機用于主、副傳動滾筒，。</p><p>　　表2-1貨載斷面系數(shù)</p><p>　　表2-2各種貨載散集密度及貨載的堆積角</p><p>　　表2-3輸送機傾角系數(shù)</p><p>　　第二部分 采區(qū)供電系統(tǒng)</p><p>　　第一章 電氣設(shè)備選型

74、計算</p><p>　　根據(jù)礦井和307盤區(qū)所用設(shè)備的電壓等級，確定盤區(qū)14#層布置一個盤區(qū)變電所，電源由14#層坑底中央變電所供給</p><p><b>　　第一節(jié)　綜采工作面</b></p><p>　　綜采工作面負荷統(tǒng)計表</p><p>　　第二節(jié)　變壓器容量的確定</p><p>　

75、　從負荷統(tǒng)計表可知，綜采工作面需求兩種電壓即660V和1140V，上列統(tǒng)計表中，660V的用電負荷∑P1=305.5KW</p><p>　　1140V的用電負荷∑P2=1207KW。</p><p>　　不考慮具體用電涉及到的需求系數(shù)，直接按功率匹配移變，可知道：660V用電負荷單選一臺315KVA移變、1140V的用電負荷單選一臺1250KVA移變就能完全滿足綜采工作面全部用電負荷需求

76、。</p><p>　　如考慮用需用系數(shù)的選取原則，1140V的需用系數(shù)kx1＝0.4+0.6Pmax1/∑p1=0.59,則移變?nèi)萘看_定為sb1=kx1∑p1/cosΦ=(0.59×1207)÷0.85＝838kvA,實際選時按1250kva移變選型，660V的需用系數(shù)kx2＝0.4+0.6pmax2/Σp2＝0.53，則移變?nèi)萘縮b2＝kx2Σp2/cosΦ=202kvA,實際選315kv

77、A移變選型。</p><p><b>　　第三節(jié)　開關(guān)的確定</b></p><p>　　1、通過以上計算，知采煤機的長期工作電流為275第A，給開關(guān)留一定備用系數(shù)，選為300A開關(guān)，型號為QJZ－300，數(shù)量為2臺，考慮到設(shè)計為2段70mm2電纜供電。</p><p>　　2、刮板機的長期工作電流為119A，轉(zhuǎn)載機、破碎機及泵站工作電流更小，

78、為統(tǒng)一型號，將此些設(shè)備需求開關(guān)統(tǒng)一確定為QJZ－200型，數(shù)量為5臺。</p><p><b>　　第二章　電纜選型</b></p><p>　　第一節(jié) 高壓電纜選型計算</p><p>　　將660V與1140V兩種電壓等級集中考慮,即先從14#層中央變電所用一根高壓電纜到東巷變電所,從東巷變電所再考慮電壓等級、分支送電給綜采設(shè)備。<

79、/p><p>　　1、按長期允許載流量選擇電纜截面,查《礦井供電》可知最大工作電流計算公式為Ig＝S/√3Ve</p><p>　　公式中：Ig指最大工作電流</p><p>　　S指307盤區(qū)綜采設(shè)備及其它輔助運輸設(shè)備功率和,在上列綜采工作面負荷統(tǒng)計表可知所有用電設(shè)備容量S1=1512.5KVA.</p><p>　　綜采1140V電壓等級的用

80、電負荷容量S2=1207</p><p>　　Ve指輸電線路的電壓等級取Ve=6KV</p><p>　　將上列數(shù)據(jù)代入公式中可求得Ig1=145.5A,  Ig2=116.1A</p><p>　　查《礦井供電》付表5-5可知</p><p>　　70mm2銅芯塑料高壓鎧裝電纜的長期允許載流量為本218A即70mm2的高壓電纜既可

81、滿足307盤區(qū)所有用電設(shè)備最大工作流量。</p><p>　　50mm2銅芯鎧裝高壓電纜長期允許截流量為148A即50mm2高壓電纜可滿足要求1140V電壓等級用電設(shè)備的最大工作電流。</p><p>　　2、按經(jīng)濟電流選擇電纜截面查《礦用供電》第四章按經(jīng)濟電流計算電纜截面的計算公式為：Sj= Ig/ Ij</p><p>　　式中：Sj為計算電纜截面</p&

82、gt;<p><b>　　Ig為最大工作電流</b></p><p><b>　　Ij為經(jīng)濟電流密度</b></p><p>　　在選取Ij的時候，根據(jù)我礦實際三班作業(yè)狀況其中一班為檢修班，年工作日選為330天，日工作小時數(shù)小數(shù)取為12小時，則年工作小時數(shù)為3960，查表可知經(jīng)濟電流密度為2.25。</p><p

83、>　　將上述數(shù)據(jù)帶入公式，可求得帶307盤區(qū)所有用電設(shè)備的計算電纜截面為：Sj＝145.5/2.25＝64mm2，如僅考慮1140V綜采設(shè)備電壓等級負荷計算電纜截面Sj2=51.6 mm2</p><p>　　在方法一的計算過程，并未根據(jù)我礦井下環(huán)境溫度考慮到進行溫度校正，因我礦井下實際最高溫度僅為14℃，而公式中提到的載流量是指環(huán)境溫度為25℃，最高允許溫度為65℃時的載流量因此有必要進行溫度校正。<

84、;/p><p>　　根據(jù)公式Iy＝KwIy≥Ig</p><p>　　式中Kw＝Q1－Q0/ Q1－Q0</p><p>　　具體Q1指最高允許溫度65℃，Q0指環(huán)境實際溫度14℃，Q0指允許載流量對應(yīng)環(huán)境溫度取25℃。</p><p>　　Iy指電纜長期允許載流量</p><p>　　Iy指校正后電纜實際可以載流量<

85、;/p><p>　　Ig指最大工作電流。</p><p>　　將上述數(shù)據(jù)代入公式可求得50mm2電纜校正載流量</p><p>　　Iy1＝（65－13/65－25）×148=1.3/1/2×148=168A</p><p>　　168A的載流量已近似70mm2高壓電纜在環(huán)境溫度為25℃時的載流量。35mm2高壓電纜的校正載流

86、量Iy2=1.14×118=134.5A而134.5A的載流量近似為50mm2電纜的允許載流量。</p><p>　　總上兩種方法考慮，選用50mm2的塑料鎧裝高壓電纜?？梢詽M足307盤區(qū)所有負載的供電需求。長度考慮由14＃層中央變電所至東巷變電所，近似為L＝460×1.1＝506m。實際按560m考慮購買。再從東巷變電所選用35 mm2的高壓電纜可滿足綜采設(shè)備1140A負荷的允許載流量長度為

87、東巷—－進風(fēng)巷最里端，取為885×1.1=973.5m，實際取為1000m。</p><p>　　3、按允許電壓損失校驗電纜截面,即可。查《礦井供電》可知電壓損失計算公式為：△U＝P×L/ D×S×Ve</p><p>　　式中P－有功功率KW實值為S·COSΦ其中S為1512.5KVA。綜合功率因數(shù)COSΦ取0.7。</p>

88、<p>　　L－電纜長度KM取560m。</p><p>　　D－電纜的電導(dǎo)率，m/Ω·mm2 取值為486。</p><p>　　S－電纜截面mm2 取值為50。</p><p>　　將上列數(shù)據(jù)代入公式中可求得：</p><p>　　ΔU1＝1512.5×0.7×560/48.6×50&#

89、215;6</p><p><b>　?。?8.6V</b></p><p><b>　　所占額定電壓百分數(shù)</b></p><p>　　ΔU1％＝6×103×40.6×100＝0.77％</p><p>　　即電壓損失值完全低于允許6～10％的電壓損失值符合要求。&l

90、t;/p><p>　　如再考慮東巷變電所到提供1140V電壓等級的綜采工作面的電壓損失百分比，可知：</p><p>　　ΔU2％＝1207×0.7×1000/48.6×35×6×1000×100＝0.82％</p><p>　　則由14＃層中央變電所至綜采工作面的總電壓損失</p><p&

91、gt;　　ΔU％＝ΔU1％+ΔU2％＝1.59％</p><p>　　可證明電壓損失完全滿足要求。</p><p>　　方法二：考慮到目前東巷變電所已有一段35mm2高壓供電電纜的現(xiàn)狀，直接再從14＃層中央變電所布置一趟去綜采工作面的高壓電纜，即原有東巷變電室設(shè)施不變，仍具體負擔(dān)660V供電系統(tǒng)所有設(shè)施，而新鋪線路帶綜采工作面1140V電壓等級的用電負荷。</p><p

92、>　　由以上分析計算可知，35mm2高壓電纜完全可滿足綜采1140V用電負荷的需求。下面僅對其電壓損失作簡單計算：</p><p>　　ΔU1％＝［486×35×6×1000/486×35×6×1000］×100＝1.3％</p><p>　　即電壓損失完全滿足供電要求。</p><p>　

93、　以上兩種方案從經(jīng)濟價值考慮，35mm2電纜按300元考慮，50mm2按350元考慮原有35mm2電纜再利用。</p><p>　　方案一高壓電纜需求費用：</p><p>　　¥1＝560×350+450×300+2000</p><p>　　＝196000+135000+2000</p><p><b&

94、gt;　?。?33000元</b></p><p><b>　　方案二需求費用：</b></p><p>　　¥2＝1560×300＝468000元</p><p>　　具體高壓電纜方案請領(lǐng)導(dǎo)定奪。</p><p>　　在上面示意圖中，我們初步的供電設(shè)計為：</p><

95、p>　　660V負荷由14#層307盤區(qū)的東巷變電所提供動力電源，1440V負荷直接由置于工作面的移變提供動力電源，移變及配套電控設(shè)施也放置于進風(fēng)運輸巷內(nèi)。</p><p>　　第二節(jié)　低壓電纜的選型</p><p>　　8702綜采工作面長度為129m，如將1250KVA移變置于距工作面50m的位置，則供575采煤機及其它負荷的電纜長度分別為：</p><p&g

96、t;　　A、采煤機用電纜長度為：L1＝（129+50）×1.1＝198m，取198m。</p><p>　　B、刮板機用電纜長度為：L2＝50×1.1＝55m，取60m。</p><p>　　C、泵站需用電纜長度：取L3＝50×1.1＝55m</p><p>　　D、轉(zhuǎn)載機需用電纜長度：取L4＝120×1.1＝132m<

97、/p><p>　　E、破碎機用電纜長度為L5＝100×1.1＝110m</p><p>　　F、伸縮皮帶機用電纜長度為：L6＝（80+270+50）×1.1＝440m</p><p>　　具體低壓電纜截面的選取干線電纜依公式：</p><p>　　Im= Kr·∑Pv×103/31/2 UnCOSΦ<

98、/p><p>　　式中：Kr－需用系數(shù)</p><p>　　ΣPn－干線電纜所供電動機的額定功率之和KW。</p><p>　　COSΦ－所供負荷的功率因數(shù)。</p><p>　　Un－電動機的額定電壓。</p><p>　　支線電纜選取依公式：</p><p>　　Im =Kr·ΣPN&

99、#183;103/31/2 UnCOSΦN·ηN  </p><p>　　式N：PN－單臺電動機的額定電流。</p><p>　　Un－電動機的額定電壓。</p><p>　　COSΦN－電動機的額定功率因數(shù)。</p><p>　　ηN－電動機的額定效率。</p><p><b>　　KL

100、－負荷系數(shù)。</b></p><p>　　以下計算為容易區(qū)分干線和支線及其所帶負荷、布置供電示意圖如下：</p><p>　　干線電纜根據(jù)以上示意簡圖，共分六段，支線電纜分五段，下面就各段電纜分別計算如下：</p><p>　　1、帶575采煤機的電源和負荷電纜依上圖可合并計算：</p><p>　　式中Kr＝0.4+0.6

101、15;250/575＝0.66　　</p><p>　　ΣPN＝575KW　　UN＝1140V</p><p>　　COSΦ＝0.7將數(shù)據(jù)代入式中可求得</p><p><b>　　IM1=226A</b></p><p>　　查資料可知70MM2的橡套電纜長期允許電流為190A。</p><p>

102、;　　考慮到我礦井下供電實際狀況，選用兩根70mm2的電纜給采煤機供電，型號UCPQ-3×70mm2七芯電纜，即226A＜190×2A符合要求。</p><p>　　按電壓損失校驗采煤機終端電壓損失。</p><p>　?、佟⑵渲凶儔浩鞯碾妷簱p失《礦井供電》計算公式為：</p><p>　　△Ub=△Ub%×U2e</p>

103、<p>　　式中U2e指變壓器二次測的額定電壓取1140V。</p><p>　　△Ub%－變壓器二次測額定電壓的分數(shù)，查移變說明書可知△Ub%為6%。將數(shù)據(jù)代入公式中，可得：</p><p><b>　　△Ub%＝68.4</b></p><p>　　②、采煤機電纜的電壓損失依據(jù)公式</p><p>　　△

104、U＝31/2 IL（RoCosΦ+XoSinΦ）</p><p>　　式中I－電纜持續(xù)允許通過電流。</p><p>　　Ro－電纜電阻值，70mm2的橡套電纜Ro值為0.247Ω/Km。</p><p>　　L－線路長度，取L＝0.16Km，其中含負荷線長150m。</p><p>　　Xo－電纜電抗值，取Xo為0.075Ω/Km。<

105、/p><p>　　將數(shù)據(jù)代入公式中，可知：</p><p>　　△UL＝31/2×180×0.16（0.247×0.7+0.72×0.075）</p><p>　?。?1/2×180×0.16（0.1729+0.054）</p><p><b>　?。?V</b>&

106、lt;/p><p>　　總線路總的電壓損失值△U＝△Ub+ UL＝75V而《礦井供電》總電壓損失值允許為114V</p><p><b>　　即75＜114V</b></p><p>　　證明電壓損失值完全符合要求，不影響終端采煤機正常運轉(zhuǎn)。</p><p>　　2、第二段干線電纜依綜采供電線路圖可知，其所帶負載轉(zhuǎn)載機、破碎

107、機，即ΣPN＝242KW。其它數(shù)據(jù)同采煤機干線選取原則，代入公式－可知：</p><p><b>　　IG2＝135A</b></p><p>　　查資料知70mm2長期允許電流為190A，選用UCPQ-3×70mm2電纜可滿足要求，長度取為30m。</p><p>　　3、第四段干線電纜所帶負荷為刮板機、泵站，即</p>

108、<p>　　ΣPN＝390KW，其它數(shù)據(jù)同上代入公式可求得：</p><p><b>　　IG3＝185A</b></p><p>　　同上，選用截面為70mm2，型號為UCPQ-3×70mm2的七芯電纜可滿足要求，長度取為30m。</p><p>　　4、第三段干線電纜所帶負荷為破碎機、泵站，負荷為110KW代入公式可

109、求得IG4＝53A。</p><p>　　查《礦井供電》知35mm2的橡套電纜長時允許電流為138A，不考慮溫度修正，也證明35mm2的電纜即可滿足供電需求，長度選為20m。</p><p>　　5、第五段干線電纜所帶負荷為兩臺泵站，總負荷為190KW，代入公式可求得：</p><p><b>　　IG5＝90A</b></p>

110、<p>　　查《礦井供電》知25mm2橡套電纜長時允許電流為138A，即不用考慮溫度修正。電纜即可滿足供電需求，長度取為20m。</p><p>　　6、第六段干線電纜實際同帶一臺泵站的負載相同，長度考慮為20m。具體選型同下面負載線相同，即同支線一致。</p><p>　　支線電纜根數(shù)為六段，但在上面計算中，采煤機支線電纜已考慮同干線一致，選用70mm2的橡套電纜，以下只需求刮

111、板機、轉(zhuǎn)載機、破碎機、泵站四段電纜的截面及長度。</p><p>　　1、刮板機支線即負載線的選型。</p><p>　　因PN＝200KW，KL取為0.85，UN＝1140V，COSΦN取為0.8、ηN取為0.9，則代入公式KLPN×103/√3UnCOSΦ=119A</p><p>　　查《礦井供電》，知35mm2橡套電纜的長其符允許工作電流為138A

112、，即選用35mm2的電纜可滿足要求，長度同上。</p><p>　　2、轉(zhuǎn)載機需負荷線的選型，將PN＝132KW及其它數(shù)據(jù)代入公式可求得：</p><p><b>　　IN2＝78.9A</b></p><p>　　查《礦井供電》知25mm2橡套電纜長期允許工作電流為113A，即選用25mm2的橡套電纜可滿足要求。</p><

113、;p>　　3、破碎機、泵站的負載小于轉(zhuǎn)載機功率，為統(tǒng)一線型統(tǒng)一使用25mm2的橡套電纜供電。</p><p>　　以上幾步驟考慮到其電壓損失能夠滿足供電需求，不再作電壓損失校驗。</p><p>　　總上兩大步，綜采工作面線及支線電纜需求截面及長度列表如下： </p><p>　　以上所選線型，統(tǒng)一使用UCPQ型屏蔽橡套七芯軟電纜，總體長度是：</p&g

114、t;<p>　　70mm2需求360m按400m考慮</p><p>　　35mm2需求212m按250m考慮</p><p>　　25mm2需求220m按250m考慮</p><p><b>　　第三章 保護裝置</b></p><p>　　第一節(jié) 短路電流計算及過流保護裝置整定</p>

115、<p>　　KBSGZY-125KVA移變短路電流，按最遠供電距離為采煤機考慮，查《煤礦機電標準化技術(shù)手冊》第四冊知，150m70mm2電纜供電，兩相短路電流為5000A。</p><p>　　KBSGZY-315KKVA移變短路電流按最遠供電距離1000m考慮，截面取35mm2，則可查得兩相短路電流為1350A。</p><p>　　A、1250移變低壓側(cè)饋電的整定依下式可算

116、得</p><p>　　IZ＝0.9×0.65（250×6+325+132+110+95）＝1264A</p><p>　　校驗知：K1＝5000/1264＝3.9＞1.5符合要求。</p><p>　　B、315移變低壓側(cè)饋電的整定電流依下式可算得：</p><p>　　IZ＝0.5×1.15（75×

117、6+150+11.4×5+7.5×2+18.5×4）＝429A。</p><p>　　校驗知：K2＝1350/429A＝3.1＞1.5符合要求。</p><p>　　第二節(jié) 保護接地的確定</p><p>　　電壓在36Ｖ以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架、鎧裝電纜的鋼帶（或鋼絲）、鉛皮或屏蔽護套等必須有保護

118、接地，綜合保護的電氣設(shè)備還必須設(shè)置輔助接地，接地電阻不得超過1歐姆。</p><p>　　變電所應(yīng)設(shè)有主接地極，連接主接地極的接地母線，應(yīng)采用截面不小于50mm2的銅線，或截面不小于100mm2的扁鋼。</p><p>　　電氣設(shè)備的外殼與接地母線或局部接地極的連接，電纜連接裝置兩頭的鎧裝、鉛皮的連接，應(yīng)采用截面不小于25mm2的銅線，或截面不小于50mm2的鍍鋅鐵線，或厚度不小于4mm，

119、截面不小于50mm2的扁鋼，接地電阻不得超過2歐姆。</p><p>　　工作面采煤機、轉(zhuǎn)載機、可彎曲刮板機、設(shè)備串車等可移動的電氣設(shè)備，必須設(shè)置可靠的移動接地裝置。順槽皮帶頭控制開關(guān)要設(shè)置局部接地，接地極鉆孔要垂直地面，深度為1.5m且接地極要用1寸鍍鋅鋼管，上面至少要有20個小孔，連接導(dǎo)線等符合要求。</p><p><b>　　設(shè) 計 說 明 書</b><

120、/p><p>　　采煤工作面設(shè)備是由工作面可彎曲刮板輸送機、橋式轉(zhuǎn)載機以及可伸縮帶式輸送機組成。當(dāng)工作面煤質(zhì)較硬，采出的煤炭塊度較大時為了防止砸壞輸送機或堵塞溜煤井，需要再順槽轉(zhuǎn)載機中部安裝破碎機。</p><p>　　工作面輸送設(shè)備選型原則</p><p>　　1. 采煤機選型原則：</p><p>　　(1) 適合特定的煤層地質(zhì)條件, 并且采

121、煤機采高、截深、功率、牽引方式等參數(shù)選取合理 , 又有較大的適用范圍。 </p><p>　　(2) 滿足工作面開采生產(chǎn)能力要求,采煤機實際生產(chǎn)能力大于工作面設(shè)計生產(chǎn)能力。 </p><p>　　(3) 采煤機技術(shù)性能良好,工作可靠性高, 各種保護功能完善。 </p><p>　　(4) 采煤機使用、檢修、維護方便。</p><p>　　2．

122、工作面刮板輸送機的選型原則</p><p>　　(1) 刮板機輸送能力應(yīng)大于采煤機最大生產(chǎn)能力 , 一般取 1.2 倍。</p><p>　　(2) 要根據(jù)刮板機的負荷情況確定鏈條數(shù)目,結(jié)合煤質(zhì)硬度選擇鏈子結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　(3) 輸送機中部溜槽的結(jié)構(gòu),一般應(yīng)選開底式。中部溜槽寬度尺寸應(yīng)盡可能選用通用尺寸,并應(yīng)考慮能與采煤機底托架和行走機構(gòu)尺寸相匹配；

123、中部溜槽的長度要與支架的寬度相匹配；中部溜槽與液壓支架的推移千斤頂連接裝置問距和配合結(jié)構(gòu)要匹配。</p><p>　　(4) 在傳動裝置布置方式、電動機臺數(shù)和鋪設(shè)長度方面,通常采用多電機驅(qū)動, 一般 2～4 臺。應(yīng)優(yōu)先選用雙電機雙機頭確定方式為了，便于采煤機工作, 應(yīng)盡量將傳動裝置布置在采空區(qū)一側(cè)。</p><p>　　(5) 為了配合滾筒采煤機白開切口,應(yīng)優(yōu)先選用短機頭和短機尾,但機頭架

124、和機尾架中板升角不宜過大,以減少通過壓鏈塊時的能耗。</p><p>　　(6) 為了配合采煤機有鏈牽引的需要,機頭和機尾部所附設(shè)采煤機牽引鏈的張緊裝置及固定裝置。而與無鏈牽引的采煤機配套時應(yīng)附設(shè)結(jié)構(gòu)形式相應(yīng)的齒軌或銷軌與采煤機的行走齒輪嚙合。</p><p>　　(7) 為了防止重刑刮板輸送機下滑 , 應(yīng)在機頭機尾安裝防滑錨固裝置。當(dāng)工作</p><p>　　面傾

125、角大時 , 選用工作面輸送機防滑裝置。</p><p>　　(8) 刮板輸送機中部槽兩側(cè)附設(shè)采煤機滑靴或行走滾輪跑道,為了防止采煤機掉道,還應(yīng)設(shè)導(dǎo)向裝置。</p><p>　　(9) 為配合采煤機雙向往復(fù)采煤需要,應(yīng)在輸送機靠煤壁一側(cè)附設(shè)鏟煤板,以清理機道的浮煤。</p><p>　　(10) 為了配合采煤機行走時能自動鋪設(shè)拖移電纜和水管,應(yīng)在輸送機靠采空一側(cè)附設(shè)電

126、纜槽。</p><p>　　3． 橋式轉(zhuǎn)載機選型原則 </p><p>　　(1) 轉(zhuǎn)載機的運輸能力應(yīng)大于工作面輸送機的能力 (一般為 1.2 倍) , 它的溜槽寬度或鏈速一般應(yīng)大于工作面輸送機。</p><p>　　(2) 轉(zhuǎn)載機的機型 , 即機頭傳動裝置及電動機和中部溜槽類型及刮板鏈類型,應(yīng)盡量與工作面輸送機機型一致,以便于日常維護及配件管理。</p>

127、;<p>　　(3) 轉(zhuǎn)載機機尾與工作面輸送機的連接處要配套。通常由搭接式或非搭接式兩種形式。無論哪一種都應(yīng)保證工作面輸送機機頭有一定的卸載高度 ( 約600mm) , 以避免工作面輸送機底鏈回煤。</p><p>　　(4) 轉(zhuǎn)載機機頭搭接帶式輸送機的連接裝置 , 同與帶式輸送機機尾結(jié)構(gòu)以及重 疊長度相匹配,搭接處的最大機高要適應(yīng)巷道動的支護高度；轉(zhuǎn)載機高架段中部槽的長度,既要滿足轉(zhuǎn)載機重疊長度的