煤矿综采工作面设计.docx

1、煤矿综采工作面设计第一章 12304综采工作面供电设计1、供电情况12304工作面供电设备分为三路供电，第一路为采煤机供电，电压等级为1140V；第二路为采煤面刮板运输机供电，电压等级为1140V；第一、二路电源同来自12701运输联络巷移变处800kVA移动变电站，12304运输联络巷安装组合开关作为采煤机、工作面刮板运输机总开关，采煤面刮板运输机设置一台QJR-400/1140(V)软启动开关。第三路为两部皮带运输机、一部40T刮板运输机供电，电压等级为660V，电源来自机电硐室KBZ9-400真空馈电开关，12304运输巷40T刮板机机头设置一台QBZ-120电磁启动开关和一台ZBZ-4

2、.0照明信号综保。采煤机由BSKC9215-1140-800型组合开关控制，工作面运输机机头、机尾电机由QJR-400/1140（v）真空软启动开关控制，乳化泵由KBZ-400馈电开关控制、喷雾泵由QBZ-120电磁启动器控制，一部皮带运输机双电电机分别由KBZ-400真空开关控制，一部皮带运输机、刮板运输机各电机分别由QBZ-120真空电磁启动器控制。采区用电设备负荷统计如表1：设 备名 称设 备型 号设 备台 数电 机功 率额 定电 压额 定电 流额 定功 率机组负荷采煤机MG150/348-WD1348kW1140V258A348kW合计：348kW刮板运输机机头、机尾负荷刮板运输机SG

3、Z630/2201110kW1140V80A110kW刮板运输机SGZ630/2201110kW1140V80A110kW合计：220KW乳化泵、喷雾泵、皮带运输机、刮板运输机负荷乳化泵BRW200/31.51125kW660V137.5A125kW喷雾泵BPW250/6.3137kW660V40.7A37kW刮板运输机SGB620/40T140kW660V44A40kW皮带运输机DSJ80/2551110kW660V121A110kW皮带运输机DTL80/30130kW660V33A30kW合计：342kW总计：910kW表1 采区用电设备负荷统计2、负荷统计及变电所容量选择（1）负荷统计确

4、定了变电所位置之后，接下来就需进行采区用电负荷的统计，并据此决定采区变电所变压器的容量、型号及台数。需用系数法。使用的公式为：S=KXPN/COSpj （1-1）式中 S组用电设备的计算负荷; PN计算系统中各设备的额定功率（不包括备用设备）之和，kV； COSpj用电设备的加权平均功率因数，具体取值数见表2. 设备用户名称需用系数KX加权平均功率因数COSpj综采工作面0.4+0.6Pmax/PN0.7高档普采工作面0.286+0.714Pmax/PN0.60.7缓倾斜煤层0.40.50.6掘进工作面0.30.40.6表2 矿井电力负荷计算需用系数及加权平均功率因数表（2）综采机动力变压器的

5、选择由采区负荷统计表，按式1-1，查表2，COSpj为0.7，KX=0.4+0.6Pmax/PN =0.4+0.6348/568=0.767PN=348+220=568kW SB=KXPN/COSpj=0.767568/0.7=622.4 kVA 800 kVA根据以上计算，经综合分析比较，查矿用变压器技术数据表，最后选用一台KBSGZY-800/10型矿用移动变压器,控制采煤机和工作面刮板机，电压等级为1140V；一台KS11-500/0.69kV型变压器，控制采面其他电气设备，电压等级为660V。3、高压电缆截面的选择 （1）地面变电所至12304采区移动变电站高压电缆选型：12304采区

6、配电点总负荷PN=1013kW，最大用电设备为MG150/348-WD型综采机，电力负荷的总视在功率为：S=KXPN/COSpj=0.431013/0.7=622.3 kVA其中：KX=0.286+0.714Pmax/PN=0.286+0.714348/1013=0.53负荷电流：I=35.9A 初选MYJV22-10kV 350mm交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，芯线截面为50 mm。 按安全载流量校验电缆截面 MYJV22-10kV 350mm电缆在环境温度为25时，允许载流量为194 A，194A大于59.88A 满足要求 按经济电流密度校验电缆截面；一般矿井采区年最大负荷利

7、用小时为10003000小时，选取铜芯电缆，其经济电流密度为Ij=2.5 A / mm2，故电缆的经济截面为： Sj= Ig/Ij=59.88/2.5=23.95（mm2） 满足要求 按电压损失校验电缆截面：正常工作时，每条线路输送的有功功率： P=622.3*0.7/0.92=473.49 kW Q=Ptg =473.491=473.49 kW又知，MYJV22-10kV 350mm铜芯高压电缆的单位长度的电阻r=0.429/km,电抗x=0.063/km，计算该线路的电压损失： U=（473.49*0.429+473.49*0.063）*0.71/6=27.6 V 电压损失占额定电压的百分

8、数： U=100=27.6/1000100=2.76 5可见，电压损失符合要求，能够承担全部负荷。 按热稳定条件校验电缆截面：短路电流周期分量稳定值为： I（3）=Sd/1.732UCP=50103/（1.73210）=2886（A） 式中：Sd采区变电所短路容量，取Sd=50MVA； UCP线电压， UCP=10kv I（3）短路电流稳态值； 因短路电流不衰减，假想时间等于短路器动作时间（0.2S），故电缆最小热稳定截面为： Smin= I（3）tj1/2/C=28860.21/2/93.4=13.8mm250 mm2式中： C电缆的热稳定系数，查煤矿电工手册取C=93.4； tj短路电流作

9、用的假想时间，取tj=0.2S； 因此、所选用的MYJV22-10kV 350mm电缆完全满足要求。4.采区低压电缆的选择用电设备名称满足机械强度要的最小截面（mm）用电设备名称满足机械强度要求的最小截面（mm）各种采煤机3550照明设备2.54可弯曲刮板输送机1635一般刮板输送机1025表3 橡套电缆按机械强度要求的最小截面由于采煤工作面及其运输平巷设备容量较大，供电线路较长，所以，电缆的选择应同时考虑线路电压损失和电缆允许的最大长时负荷电流。变压器中的电压损失：在采区供电系统中可见，工作面用电设备的计算容量为：SB=KXPN/COSpj=0.767568/0.7=622.4 kVA变压器

10、的负荷率为：=S/SN=622.4/800=0.778查变压器数据表可知：KBSGZY-800/10变压器短路电压（阻抗压降百分数）Ud=6短路损耗（铜损）：PN=6000W变压器电阻压降百分数：UR=PN/10SN=6000/10800=0.75变压器电抗压降百分数：UX=9.97则变压器的电压损失为：UT= ( URCOSpjUXsinpj)=(0.750.7+9.970.71)=74.82 (V) 额定电压变压器副边额定电压U2N（V）电气设备所允许的最低电压0.95UN(V)线路最大允许电压损失Uy=U2N-0.95UN（V）127133120133804003616966069062

11、763114012001083117表4 不同电网电压下的正常与最大允许电压损失线路允许的最大电压损失为：U=Uy-UT=117-74.82=42.18(V)式中Uy电网允许的最大电压损失，由表4查得，Uy=117V。电缆截面的确定a采煤机组负荷电缆的截面选择。由于采煤机属经常移动的电气设备，故可按机械强度要求的最小截面初选电缆，由于机组供电距离较远，设备容量较欠，应考虑电压损失的要求。电缆名称电导率m（mm）206580铜芯软电缆5342.5交联聚氯乙烯电缆48.644.3表5 电缆的电导率机组一路主干线电缆最小截面为：S=KXPNL/（UNU）=0.767348800500/(120042

12、.542.18)=49.6mmPN为机组一路设备总功率。综合考虑，故选机组干线一路的电缆截面为S=70 mm，型号为MCP 1.14KV 3*70+1*25屏蔽橡套电缆。b采煤面刮板输送机机头一路负荷电缆选择电缆截面为S=50 mm型号为MCP 1.14KV 3*50+1*25屏蔽橡套电缆。其电压损失为： U= KXPNL/(UNS)=0.767110800500/（120042.550）=13.2Vc采煤面刮板输送机机尾一路负荷电缆可选择电缆截面为S=50 mm，型号为MCP 1.14KV 3*50+1*25屏蔽橡套电缆。其电压损失为： U=KXPNL/(UNS)=0.76711096050

13、0/（120042.550）=15.88V则工作面刮板输送机总电压损失为： U=42.18-13.2-15.88=13.1V其主线电缆最小截面初选120 mm： U= KXPNL/(UNSjw)=0.767（110+110+348）50500/（120042.5120）=1.78 V13.1 V综合考虑，主电源电缆选择电缆截面为S=120 mm，型号为MCP 1.14KV 3*120+1*70+4*10屏蔽橡套电缆符合要求。电缆的校验：a对采煤机负荷电缆的长时工作电流查表6,70mm的电缆长时允许负荷电流为225 A，而机组额定电流估算值为：IN=PN/UNCOS=348000/11400.8

14、=220.3 A225 A(式中PN为采煤机的额定功率)所以满足要求。对应电缆型号为MCP 1.14KV 370+125屏蔽橡套软电缆.b工作面一个刮板输送机电机负荷电缆的长时工作电流，查表6,35mm的电缆长时允许负荷电流为138 A，而干线电缆流过的工作电流为：Ijtg=KXPN10/(UNCOSpj)=0.76711010/(11400.7)= 53 A138 A所以满足要求。对应电缆型号为MCP 1.14KV 335+116屏蔽橡套软电缆。c工作面一部刮板输送机总的负荷电缆长时工作电流，查表6，50mm的电缆长时允许负荷电流为173A，而干线电缆流过的工作电流为：Igz=KXPN10/

15、(UNCOSpj)=0.767（110+110）10/(11400.7)=122A1.5 （1.5为保护装置的可靠动作系数）故开关满足要求。（2）工作面刮板机开关的整定软启动开关选用QJR-400/1140(660)v型，保护装置为电子保护器，过流整定值为:Iz=Ie=160AI=2705A其灵敏系数为： K= I/（ 8Iz）=2705/（8160）=2.11.28Iz电子保护器短路保护动作值；1.2保护装置的可靠动作系数。（3）若经校验，两相短路电流不能满足要求时，可采取以下措施：1. 加大干线或支线的电缆截面；2. 设法减少低压电缆的线路长度；3. 采用相敏保护器或软启动等新技术提高灵敏

16、度；4. 换用大容量变压器或采取变压器并联；5. 增设分段保护开关；6. 采用移动变电站或移动变压器。根据以上计算方法，开关整定如表7、表8所示。皮带输送机及运中刮板输送机一路的校验计算同上，在此不做冗述。供电线路名称馈电开关型号额定电流(A)短路整定值(A)过载整定值(A)采煤机BSKC9215-1140-8008001700258工作面刮板输送机QJR-400/1140(660)v4001200160乳化泵站KBZ-400/1140400800137.5DSJ80/255皮带输送机KBZ-400/1140(660)V400800121表7 真空馈电开关整定表设 备 名 称电机额定电流配用开

17、关开关过流整定值DTL80/30皮带输送机33AQBZ-120/660V33ASGB620/40T刮板输送机44AQBZ-120/660V44ABPW250/6.3喷雾泵40.7AQBZ-80/660V40.7A表8 电磁起动器整定值数据表第二章 综采设备配置1、运输设备采用MG150/348-WD型双滚筒电牵引采煤机，其主要技术参数如下：适合倾角： 250 煤质硬度：f4机面高 ： 580 销排高 ： 251采高范围： 9501250 机身厚度： 290滚筒中心距：8004摇臂长 度： 1667 形 式： 整体直摇臂行走方 式： 摆线轮-销轨无链牵引、交流变频调速牵引力（KN） 162270

18、 速度（m/min） 0610滚筒直径： 950 下切深度： 210转速（r/min） 81.6 配套截深： 630滚筒宽度： 670电机 截割电机功率（KW） 275 供电电压（v）：1140牵引电机功率（KW） 220 供电电压（v）：380泵站电机功率（KW） 24 供电电压（v）：1140液压系统流量（L/min） 8.63 油箱容量（L） 38泵 型 号： CBK1006-B4F喷雾防尘方 式： 内外喷雾 水量（L/min） 150水压（Mpa） 4 供水管型号： LJR25-150配套电缆主电缆型号： MCP0.66/1.14-37011642.5牵引电缆型号： MCPT0.66/

19、1.14-325116102.5机器重量（t）： 162、ZY2000/08/16型掩护式先导阀液压支架主要技术参数如下： 支架升降高度： 8001600 宽 度：14001570 中 心 距： 1500 工作阻力: 2000KN（P=39Mpa） 初 撑 力： 1600KN（P=Mpa）支护强度: 0.250.38Mpa 底板平均比压： 0.530.69Mpa 泵站压力：31.5Mpa最小外形尺寸：42971400800 操作方式：邻架操作 重 量（kg） 63563、工作面布置SGZ-630/220型可弯曲刮板运输机一部其主要技术参数如下：电机功率: 2110KW 电 压： 660/114

20、0转 速: 1475 r/min 运输能力: 400t/h 刮板链速：0.93m/s 中间槽尺寸: 1500730317mm液力偶合器型号：YOXD450 传递功率：45kw 4、运输巷安装SGB620/40T刮板输送机一部其主要技术参数如下：型 号：SGB620/40T电机功率:40KW 链 速:0.86m/s输送能力: 200t/h 电动机转速：1480r/min5、运输巷安装带式输送机两部，其主要技术参数如下：型 号：DSJ80/2*55； 输送量：200t/h；输 送 长 度：450米； 胶带速度：2m/s；传动滚筒直径：630 ； 托 滚 直 径：108 ； 胶带规格型号：PVC80

21、0C、宽度800；胶带抗拉强度：纵向800kg/、横向280kg/;型 号：DTL80/30型； 输送量：200t/h；输 送 长 度：60米； 胶带速度：2m/s；传动滚筒直径：500 ； 托 滚 直 径：108 ； 胶带规格型号：PVC800C、宽度800；胶带抗拉强度：纵向800kg/、横向280kg/;二、乳化液泵站1、泵站选型、数量乳化泵选用WRB200/31.5型,两泵一箱。输液管路选用:高压直径25mm，低压直径32mm，高压胶管耐压45MPa以上。乳化液泵主要技术参数如下：乳化泵型号：WRB200/31.5 公称流量：200L/min公称压力： 31.5MPa 电机功率：125

22、KW2、泵站设置位置 乳化泵站安设在12304运输联络巷。3、泵站使用规定(1)卸载阀整定值31.5MPa。(2)使用乳化液自动配比装置，泵站压力不得低于30MPa，使用ME10-5或ME15-5型乳化油配出的乳化液，,用糖量计（折光仪）测量配比浓度为35%。(3)要加强泵站设备、管路的维修和保养，保持液压系统完好，杜绝跑、冒、滴、漏、窜液现象。第三章 井上下运输第一节 井下慢绞运输一、慢绞安装副井口运输前，必须由维修人员对新安装的副井慢绞及井下运输途中的各部慢绞进行全面检查，检查内容包括绞车的钢丝绳、绳头、绳卡、防护绳是否完好，信号装置是否灵敏、可靠，以及绞车的固定是否牢固;钢丝绳的承载能力

23、及绞车的提升能力等，一切均满足要求后方可进行运输;1）、安装慢绞到指定位置A、在安装或起吊慢绞前，必须对安装慢绞起吊位置的支护进行检测，若不合格，采取架对棚或在受力点附近5米范围内打一排托棚，以加强顶板支护强度。B、安装的慢绞滚筒中心位置必须正对综掘机牵引方向，以防爬绳或咬绳。C、采取打地锚安装固定慢绞。如果底板为煤，必须施工慢绞地基，基础规格为慢绞底盘周边向外各扩100mm范围，深度为一米，采用混凝土进行浇筑。地锚必须锚入硬底板内。固定慢绞时，慢绞地盘对角固定不得少于四根地锚（地锚为直径20mm，长度为2000mm），全长固锚，用树脂锚固剂锚固，并且每根锚杆的锚固力不小于50KN。慢绞的两侧

24、穿鞋、打压柱。D、慢绞钢丝绳直径为18.5mm，慢绞滚筒内必须留有3圈以上的余绳，慢绞上的尾绳必须压紧。E、斜巷硐室内必须安装专用信号电铃，分别安装在绞车操作点附近、临时避难硐室内、平巷内。2）、慢绞选择计算、概述：因12304回风坡度大，故以12304回风巷安装的慢绞为例。已知JSDB-15回柱绞车牵引力为200KN，12304回风坡度为270，钢丝绳直径为18.5mm,钢丝绳总长度为50米。、提升计算（1）、式中：-轨道倾角，=270； f1-矿车运行阻力系数，f1=0.015; f2-钢丝绳运行阻力系数, f2=0.2; F-绞车牵引力,F=200KN; p-钢丝绳每米重量,p=1.21

25、8Kg/m； Lc-钢丝绳最大倾斜长度50m; m-提升重量。 （2）、钢丝绳最大静拉力由煤矿安全规程得，提运物料时安全系数K不得小于6.5。选用直径18.5，抗拉强度为1670Mpa的纤维芯钢丝绳破断拉力总和为214.766KN当K=6.5时，钢丝绳最大静拉力Pmax =214.766KN/6.5=33.04KN,绞车提升重量为：m=7.3t所以，此绞车最大提升能力为7.3吨。综采支架重量为6.356t，故满足要求。、各项参数验算1、1）、连接插销强度验算连接器最大允许牵引力P=58800NP=58800N Pmax=33.04KN连接器满足要求2）、绞车功率验算据公式N=(FjzdVzd)（1000）式中：N 验算功率 Fjzd绞车最大静拉力33.04KN Vzd绞车最大速度，0.13m/s 验算常用系数0.75计算得：N