综采工作面供电设计计划书

综采工作面供电设计 计划书 一、 设备选型 1采煤机的选择 1）采煤机选型原则 （ 1）适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、牵引速度等参数选取合理，有较大的适用范围。 （ 2）满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力 10% 20%。 （ 3）与液压支架和刮板输送机相匹配。影响采煤机选型的主要因素是煤层的力学特性，厚度和倾角，工作面生产能力。 2）采煤机性能参数的确定 （ 1）采高的选择 采煤机的采高应与煤层厚度的变化范围相适应， 15 号煤层厚度为 均厚度 确定采煤机的最大采高为 小采高为 （ 2）滚筒直径的确定 双滚筒采煤机的滚筒直径以大于工作面最大采高的 为宜。 15 号煤层最大采高为 以双滚筒采煤机的滚筒直径大于或等于 可满足使用要求，根据采煤机滚筒直径系列，取滚筒直径 D= （ 3）截深的确定 截深的选取与煤层厚度，煤层软硬，顶板岩性以及支架移架步距，综合考虑取采煤机的截深，目前国内普遍采用的截深为 600 800虑到本矿井设计生产能力及管理水平，设计选用采煤机截深为 600 （ 4）工作面日循环数 工作面日循环数按正规循环确定，工作面三班生产，一班准备，每班两个循环，每日为 6 个循环。 N=6。 （ 5）工作面长度的确定 L 式中： 工作面日产量， 15 号煤层采掘工作面年产量为 450kt/a，按 3301363t； 工作面正规循环率， K n 日循环数， n 6； H 工作面煤层厚度， H B 循环进尺， B 煤的容重， C 工作面回采率， C 95%。 L=1363/=122 取 L=120m。 （ 6）采煤机割煤方式 采煤机双向割煤具有辅助工序少，采煤速度快，工序紧凑，工时利用率高及生产能力大的优点，因此工作面采用双向割煤方式。 采煤机 应具有的最小生产能力 )(式中： 作面设备所需最小生产能力， t/h； 求的工作面年产量 ，按 06t/a； D年生产天数， 330d； f能力富裕系数， N日作业班数， 4班 t 每班工作时 间 ， 6h； K 采煤机开机率，取 经 计算得： 77t/h。 采煤机平均截割牵引速度 h 60 式中： 采煤机平均截割牵引速度， m/ 采煤机生产能力， 177t/h； H 平均采高，取 B 截深， 煤的容重， C 工作面回采率， 经计算 得： 采 煤机所需最大割煤牵引速度 中： 采煤机所需最大割煤牵引速度， m/ 采煤机平均速度， 采煤机行走不均衡系数 ， 取 采煤机装机功率 装机功率包括截割电动机、牵引电动机、破碎电动机、液压泵电动机、机载增压喷雾泵电动机等电动机功率总和。 其中 截割功率是衡量采煤机生产能力和破煤能力的综合性参数，截割功率大，截割硬煤能力以及过地质构造时的割岩能力较强。理论截割功率可用下式进行估算： P=w=7761 185中： P 截割 功率， Q 采煤机生产 能力 ， 177t/h； 比能耗，一般 根据上述计算，设计选用 采煤机，其主要参数 见表 1。 表 1 1 采煤机 序 号 项 目 单 位 数 值 备 注 1 产品型号 2 截高范围 米 3 煤层倾角 度 25 4 装机总功率 11 5 截割电动机功率 70*2 6 行走电动机功率 7 调高电动机功率 8 电压等级 V 1140 9 机面高度 200 10 滚筒直径 1600 11 滚筒转速 r/4 12 截深 00 13 摇臂长度 14 摇臂摆动中心距 740 15 调速方式 交流变频调速 16 牵引力 580/350 17 牵引速度 m/18 无链牵引方式 电牵引 19 重量 22 用经验估算法对液压支架支护工作阻力进行计算。 P=8 M 1000 式中： P 支架支护强度， M 采高，取煤层最大采高 顶板岩石密度，取 煤层倾角， 取 0 10。 ； 8 安全系数。 经计算 P =即所选液压支架支护强度应不低于 支架工作阻力按估算法进行计算。 P= g S 式中： P 支架承受的载荷， S 支架支护的顶板面积， 架中心距 大控顶距 P=4872 本次设计综 采 工作面液压支架选 用 7/32 型支撑掩护式 液压支架，支撑高度 作阻力 80004872架重量 为了加强工作面端头的支护，并配备 2 架型号为 6/3 型 端头支架 液压支架技术参数详见 表 1 表 1 7/32 液压支架技术参数 3 破碎机的选择 根据 采煤机和前后刮板的选择 ，所选用的破碎机型号及参数见表： 1 最低最高支撑高度 中心距 1500 工作阻力 8000 平均底座 比压 支护强度 支架 总 重量 外形尺寸为（长 宽 高） 5700*1430*1700表 2 4 破碎机 序 号 项 目 单 位 数 值 备 注 1 型号 2 破碎能力 t/h 500 原煤含矸 5% 3 最大入口断面 00*600 4 出口粒度 505 破碎轴转速 00 6 刀齿顶圆线速度 m/s 7 传动速比 1:8 电动机 型号 功率 5 转速 r/475 电压 V 660/1140 9 喷雾水压 4乳化泵的选择 乳化泵的各项参数及型号见表格五： 表 2 5 乳化液泵 序 号 项 目 单 位 数 值 备 注 1 型号 2 进口压力 常压 3 公称压力 4 公称流量 L/60 5 曲轴转速 r/61 6 柱塞直径 5 7 柱塞行程 6 8 电机功率 5 9 工作介质 乳化液（含 3化油 ) 10 重量 720 5 工作面刮板输送机 选择 前部刮板输送机和后部刮板输送机均采用 400 电机滚动，煤流方向由上端口向下端口运送；布置图见 “ 工作面设备布置图 ” 。 表 2 6 刮板输送机（前溜、后溜） 序 号 项 目 单 位 数 值 备 注 1 型号 5*2 2 设计长度 M 120 3 出厂长度 M 120 4 输送量 t/h 250 5 刮板链速 m/s 6 电动机 型号 功率 *75 转速 r/480 电压 V 660/1140 7 减速器 传动比 冷却方式 水冷 9 刮板连 型式 中双链 圆环链规格 8*64 刮板间距 024 10 中部段 结构型式 铸焊 规格 500*570*270 联结方式 哑铃销联接 11 紧链方式 闸盘紧链 12 整机弯曲性能 水平弯曲 1 垂直弯曲 2 转载机使用 5，总长度 30 米，功率 55据计算在控制产量的情况下可以满足使用要求。 6 顺槽皮带输送机 选择 皮带顺槽远离工作面侧安装 90 型胶带机 ，一台驱动备用 ，布置总长度约为 700m。胶带机后配用 5 型转载机和 破碎机各一部。 表 2 8 皮带输送机 型号 名称 规格型号 技术参数 1 胶带输送机 0/2*90 运输速度： 2.m/s, 运输能力： 400t/h 运输长度： 1300m, 运输倾角： 0 2 胶带 度： 强度： 1000S 厚度（并标明上下胶厚）：上： ： 3 电机 定电压： 660/1140V 额定功率： 2*90护等级： 速： 1475r/ 减速箱 动比： 入功率： 75量： 11005 驱动滚筒 630 直径： 630m 6 改向滚筒 400 直径： 400 托辊 89 直径： 89缓冲） 槽度： 30（缓冲） 8 皮带保护 9 张紧绞车 速： 大牵引力： 900 张紧绞车电机 率： 压等级： 660/1140v 第 2章 负荷统计 表 3 1 负荷统计表 序号 名 称 型 号 单台功率 台数 总功率 电 压 1 采煤机 1170410 刮板运输机 50 75 150 转载机 5 55 55 破碎机 5 75 喷雾泵 5 1 45 乳化液泵 5 75 计 8106 顺槽皮带 0/2 90 90 180 张紧绞车 水泵 11 1 11 总计 （一）工作面移动变电站及配电点位置的确定 工作面电源电压为 10缆长度 750 米，来自井下中央变电所。根据用电设备的容量与布置，采用 1140V 电压等级供电，照明及保护控制电压采用 127V。在临时变电所处设置移动变电站，为顺槽皮带机供电；在顺槽皮带巷 250 米处设置配电点，用以对工作面设备进行供电。 （ 二）负荷统计及移动变电站选择 1、 1#移动变电站的选取 1#移动变电站负荷统计： 计算电力负荷总视在功率 S= 中 S 所计算的电力负荷总的视在功率 ， 参加计算的所有用电设备额定功率之和， 参加计算的电力负荷的平均功率因数； 中 最大电机的功率数 ， 其他参加计算的用电设备额定功率之和， 则 810411= 力负荷总视在功率为 S=81015据计算负荷，选用 0矿用隔爆型移动变电站一台。 2、 2#移动变电站的选取 2 #移动变电站负荷统计： 供电设备 用电设备 额定功率（ 额定电压（ V） 0 顺槽皮带机 *90 1140 调度绞车 140 水泵 11 1140 合计 力负荷总视在功率为 S=#移动变电站主供顺槽皮带机，由负荷统计可知，选择0型移动变电站一台可以满足供电需求。 （三）高压开关的选择 （ 1）、配电装置额定电压：选定为 10 （ 2）、高压配电装置额定电流应大于变压器的最大长时工作电流。 变压器最大长时工作电流即额定电流 变压器额定容量， A ； 变压器高压侧额定电压， 变高压开关的选择 高压侧额定电流为 S= 31000K 根据计算选择 0Y 100/5 型高压真空配电装置。 变高压开关的选择 高压侧额定电流为 S= 3K 根据计算选择 0Y 100/5 型高压真空配电装置。 （四） 高压电缆截面选择校验 按设计规定及矿用高压电缆选型，初选 0芯、橡套双屏蔽电缆。 1、供 1#移变高压电缆截面选择（ 1）按长时允许电流选电缆截面 c 式中 参加计算的所有用电设备额定功率之和， 参加计算的电力负荷的平均功率因数； 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 35缆为138A 47A 满足要求。 2）按经济电流密度校验电缆截面。 A/查表得 据高压电缆经济电流密度校验 35 3）按允许电压损失校验 U%= 7% %U 高压电缆线路中的电压损失百分数。 K 兆瓦公里负荷矩电缆中电压损失百分数； 10， K=1(R 0+。 P 电缆输送的有功功率，兆瓦。 L 电缆长度， 7% 允许电压损失百分数。 按电压损失校验，满足要求。 4） 热稳定校验电缆截面 设井下采区变电所 10线最大短路容量限制 50 最大三相稳态短路电流 6( 3 ) 5 0 1 0 28873 3 1 0 0 0 0 I(3) = . 430 . 2 52 88 7 35 短路电流的假象时间，即热等效时间，取 C 电缆热稳定系数，铜芯橡套电缆 C= 热稳定校验电缆截面满足要求。 综上可知 1#高压电缆选择 35以满足供电要 2、根据负荷统计表， 2#、高压电缆也选择 35度 300米，可以满足供电要求。 五、按长时负荷电流选择低压电缆截面 长时负荷电流要求电缆截面载流量大于等于电缆长时间负荷电流，电缆标号见拟定供电系统图。 供电系统图机绘 2 0 1 3 年 6 月 15 日编制 页 比 例重 量第 页机电信息部设 计机电副总经理机电副总运输管理部地质测量部生产技术部调度指挥部安全监察部通风管理部机电管理部综采工作面审 核主任工程师M Y P - 3 2 5 + 1 1 0 m m 2K B S G Z Y - 1 0 0 0 / 1 0 / 1 . 1 41406+110d = 480 AI g =1 2 0 25+1 16 51402 = 2 1 9 6 AI d =1949AI g =800 O M O S 控 制 系 统 电 源 ( 1 2 7 V )I d = 120 AI g = 3 05+1*163 0 03 0 0M Y P - 3 35 + 1 16M Y P T R - - 3 95 + 1 35 + 4 1 012 4 0011 3 0010987 2 0 065 1 5 04 1 5 03 3 0 02 6 0 0M Y P T J - 6 / 1 0 - 3 35 + 3 2 5 / 3 + 3 2 . 5设备名称 单位 数量 备 注1 1 0 5 03 0 0M Y P - 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 1 6 - 1 10M Y P - 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 16 - 1 10M Y P - 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 25 - 1 1 6M Y P - 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 2 5 - 1 1 0M Y P - 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 1 6M Y P - 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 1 0M Y P - 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 6M Q - 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 2 . 5 - 1 1 . 0M 0 . 6 6 / 1 . 1 4 - 3 10 + 1 6序号 规格型号高压电缆采煤机电缆刮板运输机电缆转载机电缆破碎机电缆喷雾泵电缆乳化液泵站电缆皮带电缆低压电缆低压电缆低压电缆低压电缆米米米米米米米米米米米米3 0 0M Y P - 0 . 38 / 0 . 6 6 - 3 4 + 1 4低压电缆 米132 5 0 、 图 中 所 示 各 种 接 线 方 式 （ 包 括 控 制 芯 线 接 头 ） 均 按 电气设备说明书进行施工。2 、 电 气 设 备 超 过 两 台 及 以 上 的 按 标 准 打 注 接 地 极 联 接 。3 、 其 它 均 按 照 煤 矿 安 全 规 程 中 电 气 部 分 相 关 规 定 执行。4 、 工 作 面 的 两 趟 4 平 方 电 源 线 （ 支 架 电 控 系 统 电 源 、 支 架照明电源）须用胶管进行保护，以 防 生 产 过 程 中 架 间 矸 块 损 坏 。5 、 图 中 所 标 各 负 荷 整 定 值 具 体 见 5 3 0 3 综 采 工 作 面 整 定计算书。6 、 电 - 电 闭 锁 是 利 用 皮 带 机 P R O M O S 控 制 系 统 提 供 的 无 源 结点，此结点通过电缆连接到回风巷 总 馈 电 开 关 内 ， 通 过 改 变 控 制 方 式 从 而 实 现 对 回 风巷供电设备的闭锁功能（单机、维修 状 态 下 代 表 回 风 巷 馈 电 有 电 ， 自 动 状 态 下 代 表 回 风巷馈电停电）。工作面甲烷传感器及各类传感器50d = 200 AI g = 50 1 0 / 1 . 1 4630共常开 公共2 X 共2 X 共插头式四芯电缆水泵电源回 风 巷 2 # 总 馈 电3005+1*1610+140+163 16+1 10 (150m)3 35+1 10 (150m)3 1 6+1 6 (150m)1 # 总 馈 电252 * 9 0 K 0+16 5 K 50+1 1635+14 6+1 45m 52 = 2 0 1 4 A( )I d =AI g =200AI d = 400 AI g =1 0 0 机 转载机 破碎机400雾泵M Y P 1 0 + 1 6 m m 2 3 米监控电源 50+1 16 1 5 3 95+1 25采 煤 机 101400+16 P 1 0 +1 6 水泵电源2根2根2 = 2 7 8 4 A( )2 = 4 8 2 7 A( )( )2 = 3 4 9 8 95 +1 35 + 4 1 0 2503 95+1 25M Y P T R - - 3 95 + 1 35 + 4 1 0 2 5 01#3#4# 5#6#7# 8#9#2#2 = 1 5 4 9 A( )、采煤机电缆（ 选择： c 0002 0 4 03 1 0 0 07 0 1 式中 参加计算的所有用电设备额定功率之和， 参加计算的电力负荷的平均功率因数； 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 95缆为260A 209 满足要求。 2、转载机电缆（ 选择： c 000 4 03 1 0 0 0155 据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 162 电缆为 85求。 3、破碎机电缆（ 选择： c 000 4 03 1 0 0 0175 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 162 电缆为85符合要求 4、刮板输送机电缆（ 选择： c 0000001150 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 352 电缆为 138符合要求 5、顺槽皮带机总电源电缆（ 选择： c 0001 4 03 1 00 011 93 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 50缆为173A 122A 满足要求。 6、乳化液泵电缆（ 选择： c 000 4 03 1 0 0 0175 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 16缆为85A 合要求 7、喷雾泵电缆（ 选择： c 000000145 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 16缆为84A 28A 满足要求。 8、采煤机组合开关电源电缆（ 选择： c 000 4 03 1 0 0 07 0 0 式中 参加计算的所有用电设备额定功率之和， 参加计算的电力负荷的平均功率因数； 根据矿用橡套电缆长时允许载流量查表得 2*95缆为520A 足要求。 根据计算，初选电缆见下表： 电缆 编号 负荷名称 长时负荷电流（ A） 长时负荷电流要求最小截面（查表 初选截面(备注 煤机 209 95 95 2*250m 载机 6 16 150m 碎机 6 16 150m 板输送机 5 35 300 槽皮带机 122 50 50 2*25m 化液泵 5 16 20m 雾泵 28 16 16 250m 采煤机选用 5+1*35+4*6型电缆，其余电缆均选用 1140V 矿用橡套屏蔽电缆。 （六）按机械强度要求校验电缆截面 机械强度要求采煤机电缆允许最小截面 35作刮板输送机为 16满足要求。 （七）短路电流计算 变二次出口端的短路电流 （ 1）系统阻抗 变压器二次电压 1200V，容量 1000统短路容量按 50系统电抗为 )2 （ 2）高压电缆阻抗 101=表得 , 、电抗： （ 3）变压器阻抗 查表 得 0 型移动变电站 的 000W 则变压器的电阻、电抗： 2 22(100 0 )000 1M 12330. 4412 12X 123 330. 05 85028 22R)2 （ 2 71 2 3 0 1 6 42 1 2 0 0 22 16+1 10型电缆的电阻、电抗： L=150米， 阻抗参数： , 3 95+1 35 型电缆的电阻、电抗： 0 米， 阻抗参数： , R= X= 22R)2 （ 9 61 4 0 4 2 3 4 32 1 2 0 0 22 3 95+1 35型电缆的电阻、电抗： 00 米， 阻抗参数： , R= X= 22R)2 （ 9 81 4 5 0 9 0 52 1 2 0 0 22 4. 喷雾泵电机处短路电流 3 16+1 6 型电缆的电阻、电抗： 50米， 阻抗参数： , R= X= 22R)2 （ 4 91 4 5 8 2 0 0 22 5、 2#移变二次出口端的短路电流 （ 1）系统阻抗 变压器二次电压 1200V，容量 315统短路容量按 50系统电抗为 )2 （ 2）高压电缆阻抗 101=表得 , 、电抗： （ 3）变压器阻抗 查表得 0 型移动变电站的 , 500W 则变压器的电阻、电抗： 2 22(315 )500 4 2 12 38 6 2 3 30 . 1 7 642 12X 21 3 30. 0 23402 22R)2 （ 8 42 1 0 3 8 82 1 2 0 0 22 3 50+1 16型电缆的电阻、电抗： 0 米， 阻抗参数： , R=5344 X= 22R)2 （ 1 42 9 3 4 2 0 0 22 （八）高压开关的整定。 1、短路保护整定 0整定值按下式进行选择： n 式中 n 互感器二次侧额定电流（ 5A）的倍数； 高压配电装置额定电流， A。 按上式计算出的整定值还应按下式进行校验： b 2)d (2)中 2） 变压器低压侧两相短路电流值， A； 高压配电装置过电流保护装置的电流整定值， A； 变压器的变比； 3 Y/接线变压器的二次侧两相短路电流折算到一次侧 时的系数； 保证过电流保护装置可靠动作的系数。 （ 1） 1#高压开关的短路保护整定 n =10 7 070 = 1#开关的短路保护整定为 3 倍。 校验 (2)827= 合格 （ 2） 2#高压开关的短路保护整定 n =10 618 0 = 2#开关的短路保护整定为 2 倍。 校验 (2)784= 合格 2、过流保护整定 0Y 型真空配电装置为电子式过流反时限继电保护装置，按变压器额定电流整定，则 1#高压开关 (额定电流 流保护整定为 ， 2#高压 (额定电流 流保护整定为 。 （九）低压开关的整定及校验 对保护电缆干线的装置按下式选择 x 中 过流保护装置的电流整定值， A； 容量最大的电动机的额定起动电流， A； 其余电动机的额定电流之和， A； 需用系数，取 按上式选择出的整定值，还应用两相短路电流值进行校验，应符合下式的要求： 2(d 过流保护装置的电流整定值， A； 2） 被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值， A； 保护装置的可靠动作系数。 电磁起动器中电子保护器的过流整定值，按下式选择 中 电子保护器的过流整定值，取电动机额定电流近似值， A； 电动机的额定电流， A； 按上式选择出的整定值，也应以两相短路电流值进行校验， 应符合下式的要求： 2(d 含义同上； 2） 含义同上； 8电子保护器短路保护动作值； 保护装置的可靠系数。 1)、 1#移 动变压器的低压头保护： 该移变为 0 型， 140(660)Y 为矿用隔爆型移动变电站用低压保护箱，安装在移动变电站的低压侧，能对低压侧的各种故障进行监测，并能将故障断电信号传递给移动变电站用高压真空开关，对低压供电系统可实现漏电、漏电闭锁、过压、欠压、短路、过载等保护。 过压保护 15% 1200=1380V 欠压保护 5% 1200=780V 断相保护处于“开启”状态 单相漏电动作电阻整定值为： 20k ；单相漏电闭锁动作电阻整定值为： 40k 过载保护 67A 则 n 取 路保护 x 40 6+470=2371 n 取 3 灵敏度系数校验： 满足灵敏度要求 2) 动变压器的保护箱： 该移变为 0型，低压侧配用 140(660) 过压保护 15% 1200=1380V 欠压保护 5%1200=780V 断相保护处于“开启”状态 漏电保护 单相漏电动作电阻整定值为： 20k 单相漏电闭锁动作电阻整定值为： 40k 过载保护 39A 则 n 取 路保护 x 90 6+097A 则 n 取 4 灵敏度系数校验： 满足灵敏度要求 3). 1#馈电开关 保护整定： P e =2+38A 整定 140A 短路保护 x 90 6+097A 整定 1100A 灵敏度系数校验： 满足灵敏度要求 4)、 3#开关 P