提升供电排水能力验算.docx
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提升供电排水能力验算
一、供电系统能力计算
1.35KV供电系统验算
①、按长时工作电流校验：
I=
=
=229.1<335A
式中：
I为全矿计算电流A
P为矿井最大用电负荷12500kW
U为线路电压35kV
COSφ为功率因数取0.9
线路LGJ-95允许载流量为335A，符合要求。
②、按允许电压损失校验电缆截面：
Δu%=K·P·L/n
式中：
K—每兆瓦公里电压损失，当cosΦ=0.8时，单位负荷距时电压损失百分数，0.0514%MW·km;
P—线路输送的有功功率总和，12500KW=12.5MW
L—线路总长度，9.5km
Δu%=K·P·L/n=0.0514×12.5×9.5=6.1%<7%
3、-386中央变电所6KV下井电缆安全载流量及压降校核
①按长时工作电流校验：
Ijx=
式中Ijx为井下计算负荷电流
P为井下-386中央变电所最大用电负荷9390kW
Uxj为下井电缆电压6KV
目前，下井高压电缆YJV42-3×240mm2型允许载流量为480A，两回路同时供电可以满足全部负荷要求。
但是，当一回路停电时，另一回路不能担负全部负荷。
②线路压降校核
△U％＝（P×L×λ）％
＝（9.39×0.82×0.4167）%
＝3.2％＜5％
式中△U％——下井每根电缆电压降的百分数；
P——-386变电所总负荷，9.39MW；
L——线路长度，0.82km；
λ％——电缆单位负荷距时电压损失百分数，0.4167%MW/km。
有以上效验可知下井电缆的安全载流量及电压降均符合要求。
4、230扩容泵房变电所6KV下井电缆安全载流量及压降校核
①按长时工作电流校验：
Ijx=
式中Ijx为井下计算负荷电流
P为井下230扩容变电所最大用电负荷5400kW
Uxj为下井电缆电压6KV
从地面35KV变电站6KV配电室至230扩容泵房变电所下井电缆采用YJV42-3×185mm2高压电缆允许载流量为400A，线路长820m,-386中央泵房管子道内高防开关至230扩容泵房变电所采用YJV22-3×150mm2高压电缆允许载流量为343A，选最小截面电缆校验不符合供电要求。
②选最小截面电缆线路压降校核
△U％＝（P×L×λ）n％
＝（0.5400×3.07×1.435）n%
＝2.37％＜5％
式中△U％——下井每根电缆电压降的百分数；
P——井下总负荷，0.5400MW；
L——线路长度，3.07km；
λ％——电缆单位负荷距时电压损失百分数，1.435%MW/km。
有以上效验可知下井电缆的安全载流量不符合要求，。
2、供电生产能力计算：
①按供电线路折算矿井生产能力
功率因数0.9时线路合理允许供电容量A：
A=U×I×COSØ=35×335×0.9=10552.5KW,
线路经济运行电流为335A。
相应折算矿井生产能力=A×350×16/（综合电耗×104）
=10552.5×350×16/（43×104）
=137.43万吨/年
其中综合电耗为43KWh/吨.
②按主变折算矿井生产能力
主变容量为B=12500KVA
相应折算矿井生产能力=B×350×16/（综合电耗×104）
=12500×350×16/（43×104）
=162.79万吨/年
③按下井电缆折算矿井生产能力
功率因数0.9时下井电缆合理允许供电容量
A1=U×I×COSØ=6×480×0.9×2=5184KW
A2=U×I×COSØ=6×345×0.9×2=3726KW
A=A1+A2=5184+3726=8910KW
相应折算矿井生产能力=A×350×16/（综合电耗×104）
=8910×350×16/（43×104）
=116万吨/年
核定矿井供电生产能力为116万吨/年.
二、提升系统能力计算
1、主井生产能力计算
每次提升煤量（吨/次）Q=6吨/次
每提升一次循环时间（秒/次）T=95秒/次
有缓冲仓，不均匀系数K1=1.1
提升设备能力富裕系数K2=1.1
主井绞车每日提升时间取18小时。
每年提升量P
P=Q×3600×18×350/（T×K1×K2×104）
=6×3600×18×350/（95×1.1×1.1×104）
=118.38万吨/年。
2、副井生产能力核定
矸石占产量的比重（%）：
R=0.55
每次提矸石重（t/次）C=2×0.9×1.1×1.8=3.56t/次,矿车容积为1.1m3,矸石松散密度取1.8t/m3
提矸循环时间（s/次）t矸=108s/次
每吨煤用材料比（%）M=1.29
每次提材料吨数（t/次）N=2.42t/次
下料每次循环时间（s/次）t料=156.4s/次
下其它料次数（次/班）D=5次/班
下其它料每次提升循环时间（s/次）t其它=180.3s/次
每班上下人总时间（s/班）t人=1.6×120×60+120×0.2×60=13080s/班,升降工人下井时间为120min,有综采取1.6倍,升降其他人员时间为工人下井时间的0.2倍。
副井提升核定能力（万吨/年）P
P=350×3（5×3600-t人-D×t其它）/104（R×t矸/C+M×t料/N）
=350×3（5×3600-13080-5×180.3）/104（0.55×108/3.56+1.29×156.4/2.42）
=24.1万吨/年
每班累计提升时间
t总=t矸总+t人总+t其它总+t料总
=6480+13080+901.5+4692=25153.5s
每班提矸60次,共计时间t矸总=60×108=6480s,每班上下人员共计t人总=13080s,每班下其它料5次共计时间t其它总=5×180.3=901.5s,每班下料30次,共计时间t料总=30×156.4=4692s
平均每班运行时间为7小时,在正常工作时间以外,提煤时间为t煤总
t煤总=7×3600-t总=25200-25153.5=46.5s
每次提煤的时间与提矸时间相同t煤=46.5s,每班提煤量P班煤=t煤总×2/t煤×0.9×1.1×0.9=46.5×2/108×0.891=0.77吨,其中装车系数为0.9,散煤密度为0.9t/m3,矿车容积为1.1m3
全年从副井提升的原煤量P煤=3×0.77×350=808.5吨.
总上所述,副井的核定能力P1=P+P煤=24.1+0.08085=24.18万吨/年.
三、排水能力计算
1、矿井开采突水系数小于0.1MPa/m的区域时，矿井正常涌水量为477.72m3/h,最大涌水量563.68m3/h。
①、矿井开采突水系数小于0.1MPa/m的区域时，校验-386中央泵房水泵能否在20小时内排出24小时的正常和最大涌水量。
每台水泵的额定流量500m3/h，故计算取水泵额定流量,500m3/h。
正常涌水时，2台泵工作20小时排量为
500×20×2=20000m3
正常涌水时，24小时的涌水量
477.72×24=11465.28m3
最大涌水时，5台泵工作，20小时的排水量。
500×20×5=50000m3
最大涌水时，24小时的涌水量
563.68×24=13528.32m3
计算结果比较，水泵20小时的正常和最大排水能力均超过24小时的正常和最大涌水量，符合规程要求。
②、-386水平水仓容量检验：
根据正常涌水量在1000m3/h以下时：
V≥8Qs（m3）
矿井-386水仓有效容量V为4762m3
由于矿井正常涌水量QS为477.72m3/h<1000m3/h。
V=4762m3>8Qs=8×477.72=3821.76m3
符合煤矿安全规程要求。
③、矿井排水系统能力核定计算过程及结果
矿井正常涌水量排水能力：
An=350
=350
=167.5（万t/a）
式中:
An为矿井正常涌水时的排水能力,
Bn为工作水泵小时总排水能力1000m3/h,
Pn为平均日产吨煤所需排出的正常涌水量4.18m3/h
Pn=477.72×24×365/1000000=4.18m3/h
矿井最大涌水量排水能力：
Am=350
=350
=357.1（万t/a）
式中:
Am为排最大涌水时的能力,万t/a
Bm为工作水泵加备用水泵的小时排水能力m3/h
Pm为平均日产吨煤所需排出的最大涌水量4.9m3/h
Pm=563.68×24×365/1000000=4.9m3/h
2、矿井开采突水系数大于0.1MPa/m的区域时，矿井正常涌水量为1007.72m3/h,最大涌水量1041.12m3/h。
-386中央泵房和230扩容泵房将同时排水。
①、矿井开采突水系数大于0.1MPa/m的区域时，校验-386中央泵房水泵和230扩容泵房水泵能否在20小时内排出24小时的正常和最大涌水量。
-386每台水泵的额定流量500m3/h，230扩容泵房每台水泵的额定流量420m3/h，故-386中央泵房和230扩容泵房同时排水时计算取水泵额定流量,920m3/h。
正常涌水时，-386中央泵房开2台水泵，230扩容泵房开1台泵工作20小时排量为：
500×20×2+420×20=28400m3
正常涌水时，24小时的涌水量
1007.72×24=24185.28m3
最大涌水时，-386中央泵房5台泵工作、230扩容泵房3台泵工作，20小时的排水量。
500×20×5+420×20×3=75200m3
最大涌水时，24小时的涌水量
1041.12×24=24986.88m3
计算结果比较，水泵20小时的正常和最大排水能力均超过24小时的正常和最大涌水量，符合规程要求。
②、-386中央泵房水仓和230扩容泵房水仓容量检验：
根据正常涌水量在1000m3/h以上时：
V=2（Q+3000）
由于矿井正常涌水量QS为1007.72m3/h>1000m3/h。
V=2（Q+3000）=2×（1007.72+3000）=8015.44m3
V——水仓有效容量
Q——矿井每小时正常涌水量
由于矿井正常涌水量QS为1007.72m3/h>1000m3/h，V≥4QS
V=4762m3+3933m3=8695m3>4Qs=4×1007.72=4030.88m3
当矿井正常涌水量QS为1007.72m3/h>1000m3/h，水仓有效容量应为8015.44m3，-386中央泵房水仓和230扩容泵房水仓有效容量为8695m3，符合煤矿安全规程要求。
④、管路排水能力：
-386中央泵房管路排水能力：
排水管路经济流速为1.5—2.2m/s，当排水管路外径>200mm时，可适当增大，但不宜超过2.5m/s。
取2.5m/s计算，管路排水能力为：
3.14×（0.1505）2×2.5×3600×3=1920m3/h
230扩容泵房管路排水能力：
排水管路经济流速为1.5—2.2m/s，当排水管路外径>200mm时，可适当增大，但不宜超过2.5m/s。
取2.5m/s计算，管路排水能力为：
3.14×（0.1685）2×2.5×3600×2=1604m3/h
矿井排水管路总排水能力:
1920m3/h+1604m3/h=3524m3/h
③、矿井排水系统能力核定计算过程及结果
矿井正常涌水量排水能力：
An=350
=350
=79.28（万t/a）
式中:
An为矿井正常涌水时的排水能力,
Bn为工作水泵小时总排水能力1000m3/h,
Pn为平均日产吨煤所需排出的正常涌水量4.18m3/h
Pn=1007.72×24×365/1000000=8.83m3/h
矿井最大涌水量排水能力：
Am=350
=350
=191.89（万t/a）
式中:
Am为排最大涌水时的能力,万t/a
Bm为工作水泵加备用水泵的小时排水能力m3/h
Pm为平均日产吨煤所需排出的最大涌水量9.12m3/h
Pm=1041.12×24×365/1000000=9.12m3/h
以上两种计算结果取其最小值79.28万t/a为矿井排水系统能力。
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