XX煤矿机电设备安装设计方案

1 1 矿机电设备安装设计方案 第一章 井田概况 1 1 交通位置 煤矿位于 市昭阳区 15方向，直距约 20昭阳区 靖安乡 管辖， 矿权区长约 均宽约 积 含煤区一小矿。 图 1 交通位置示意图 红岩煤矿 2 2 其地理坐标为： 东经： 103 49 45 103 50 32 北纬： 27 36 01 27 36 38 煤矿有简易公路与 213 国道相连，距 213 国道 7 公里， 距市区约 44内（内江）昆（昆明）铁路站约 47通条件较好 ,详见交通位置示意图。 1 2 地形、地貌及水文 煤矿地处云贵高原北部斜坡地带，境内山峦起伏，沟壑纵横，属高寒山区，地势 东 高，西低，地形高差较大；山脉走向与地层走向大致相同，为北东至南西向的线状山脉。西部陡峭，东部较缓 ,山高谷深，地形切割剧烈，沟谷两岸陡峻，多形成 “V”谷。最高点为矿区东南部大尖山，海拔高程为 3014m，最低点为矿区西北侧的沟谷，海拔高程为 1895m，最大 相对高差为 1119m，地貌类型属高中山构造侵蚀溶蚀地 貌。 区内沟谷发育，无大的地表水体，仅 在矿区外围西南有季节性溪流干海沟、箐沟汇入矿区西侧的百顺小河 ， 百顺小河自南往北汇入大观河。 地表水靠大气降雨补给 ,比降大，流量动态变化大，雨季和强降雨时，河水猛涨；旱季节则流量较小，甚至断流。 矿区区域上处于大观河和落泽河分水岭地带，地表水和地下水 以分水岭 的西界 分别流入矿区西侧的大关河 上游 支流 ， 属 大关河 流域金沙江水系。 1 3 气象及地震 区内属高原性气候区，由于高差较大，气候的垂直分带较为明显。河谷地带常年炎热，高海拔地区则常常阴雨绵绵，雾罩期长。据当地气象资料，全年 无云晴天较多，年最多日照可达 210 220 天，而 11 月至 次年的 5 月为旱季，气候干燥，风沙大；雨季集中 5 11 月份， 占全年降雨量的 89以上 ,年平均降雨量为 850 100011 月至次年3 月似为霜期，其余月份多为雨雾蒙蒙天气。历年平均气温 ， 1 月气温最低，月平均气温 2 ； 7月气温最高，月平均气温 。 极端最高气温 ,最低气温 刮风时间较多，一般为 2 3 级，以西北风为主，东南风次之，其潮湿寒冷气候显示出 3 3 滇东北高寒山区气候特征。 地区位于我国地震活动最强的南北向地震带东翼， 境内断裂发育 ，地震活动频繁 。根据云南省地震局资料，有历史记载以来 地区发生过多次地震 ,其中 地震以上有 6 次。 1844 年 8 月在永善的长坪发生过 强烈地震， 1917 年 7 月 31 日在大关县吉利镇发生过 强烈地震； 1974 年 5 月 10 日 地区发生过 强烈地震，云南省永善、大关、盐津、绥江等县和四川省的雷波县受到不同程度的破坏。 地区2003 年 11 月 27 日曾发生 地震，波及镇雄、威信两县； 地区 2003 年 8 月 10日下午 6 时 26 分，在鲁甸县桃源一带发生 强烈地震，全市十一县区均有 震感；2004 年 8 月 10 日， 市鲁甸县发生 地震，造成鲁甸、昭阳等地受损； 2006 年7 月 22 日， 市盐津县发生 地震，建筑物损坏较为严重，内昆铁路中断。地震波及 市盐津县大部分乡镇和邻近的大关、彝良、永善等县，周围其他县区也有强烈震感。 根据云建抗 1993第 44 号，本区抗震设防基本烈度为七度，设计地震 高峰 加速度值为 1 4 矿区经济状况 云南省昭阳区人口众多，是 市经济较为发达的地区，交通相对方便，平坝河谷地区经济发展相对较快，工业基础较好；但山区自然条件较恶劣，经济 较落后，工矿企业单一且不发达，是国家重点扶持的县区。为此，云南省 市昭阳区政府在未来的发展战略中着重把丰富的煤炭资源开发列在优先位置，以实现资源优势转化为经济优势，并将其培育为全区经济发展的支柱产业，以此带动其他产业的发展，实现全区经济的快速发展。 矿区为偏远山区，以汉族为主，有少量的苗族、彝族、回族等杂居，人口较多，劳动力较充沛，工农业不发达，经济条件较差。主产玉米、洋芋、荞麦，主要经济作物为油菜籽，产野生天麻、三七、杜仲等名贵中药材。 1、 5 水源和电源 目前矿井正在建设双回路供电，电源来自靖安乡供 电所，供电距离 9井备用电源配备了两台备用柴油发电机组，（一台 300号： 供地面用电；另一 4 4 台 500号： 供井下用电）型号为 V 626，功率为 456电机供电能够满足井下通风、提升、排水、运输等需求。 拟扩矿区位于北顺村的箐沟 ,该沟为季节性溪沟 ,水量不稳定；主平硐探井（ 溶含水层涌水量平均为 10342。 08d，最大为 13065 d。水质清澈，水化学类型为 目前由于尚未进行建井和开采，用水量较 少，矿井水直接排放未于利用，在今后建井和开采时，可将矿井水直接利用为生产和生活用水，水量足以满足矿山使用，但在作为生活用水使用时，建议定期做水质化验。 5 5 第二章 地质特征 2、 1 地层 区内出露地层由 新 至 老 有：新生界第四系（ Q）及 古生界 二叠系上统峨眉山玄武岩组（ 古生界 二叠系下统茅口组（ 栖霞组（ 梁山组（ 石炭系中统威宁组（ 石炭系下统 摆佐组 （ 、上司 +旧司组（ 万寿山组（ 金子沟组（ ；泥盆系上统（ 盆系中统曲靖组（ D2 q）。 (详见表 2)。 表 2 区 域 地 层 表 时代 地层名称 厚度 (m) 岩 性 简 述 Q 第四系 0坡积物、残积物和冲积物。 不整合于以下各地层。 眉山 玄武岩组 18暗绿色杏仁状玄武岩为主，夹凝灰岩薄层。与下伏地层呈假整合接触。 口组 112灰、灰白色灰岩夹泥灰岩。与下伏地层呈整合接触。 霞组 76浅灰、灰白色夹白云岩及生物碎 屑 灰岩。与下伏地层呈 整合接触。 山组 2灰黑、黄绿、紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤线。与下伏地层呈 假 整合接触。 宁组 33灰、灰白色灰岩夹生物 碎屑 灰岩。与下伏地层呈整合接触。 佐组 63灰、灰白色灰岩夹白云岩。与下伏地层呈整合接触。 司组 68灰黑、灰色灰岩，含燧石灰岩、泥岩。与下伏地层呈整合接触。 司组 32灰、灰黑色灰岩、燧石灰岩夹泥岩，与下伏地层呈整合接触。 寿山组 35 灰黑、褐黄色砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层。与下伏地层呈整合接触。 6 6 子沟组 41灰白、深灰色灰岩含燧石灰岩及白云岩。与下伏地层呈整合接触。 52灰、深灰色结晶白云岩，灰色灰岩。与下伏地层呈整合接触。 靖组 137浅灰色白云岩、生物碎屑灰岩夹紫色细砂岩、泥岩。 照片 3 煤矿 区 地层剖面 示意图 一、第四系（ Q） 主要由坡、残积和冲、洪积物等构成，多分布在坡麓、低洼地、沟谷及河床边滩部位。成份为玄武岩碎石、杂色粘土、亚粘土、砂粒等 ，一般厚 0 30m，与下伏各地层呈不整合接触。 二、二叠系（ P） 一）二叠系下统峨眉山玄武岩组（ 主要分布在勘探区东部，地形上多形成缓坡地带。 火山喷发熔岩， 灰绿色、深灰色，风化后呈黄褐黄绿色，致密、坚硬，气孔状、杏仁状玄武岩。局部含孔雀石，偶见细 7 7 小长石斑晶。其成份主要由基性斜长石和玻璃质组成，次为绿泥石、方解石等，与下伏地层假整合接触。出露厚度约 630m。 二）二叠系下统茅口组（ 广泛分布于勘探区中部和东南部，地形上呈带状分布，多形成陡岩。常见溶蚀形成的洼地、漏斗等。为一套浅海相碳酸盐沉积 ，以深灰、灰黑色 细晶质厚层状 灰岩为主，夹灰白色 隐晶中 厚层状灰岩及生物碎屑灰岩， 局部 含 较多 筵类、珊瑚、腕足类、瓣腮类动物化石： V.（ ？ ？ 下伏地层呈整合接触 ； 厚度 m，平均厚度 三）二叠系下统栖霞组（ 分布于 勘探区中部和东南部，地形上呈带状分布，多形成陡岩。为浅海相碳酸盐沉积，以灰、灰白色 隐晶 细晶质厚层状 灰岩为主，夹生物碎屑灰岩和少量白云岩、钙质白云岩、假鲕状灰岩 薄层，显水平层理。 局部灰岩具白云岩化 ， 显虎斑状构造， 局部 含燧石结核； 上部 含筵类、珊瑚、苔癣等化石。底部夹灰白色薄中厚层状粉砂岩。含蜓：， ；珊瑚 :腕足类 :瓣鳃类：苔藓类： 下伏地层呈整合接触 ， 均厚度 四）二叠系下统梁山组（ 主要分布于勘探区西部，地形上呈带状分布，由于抗风化能力弱， 地表 多形成缓平台。为 陆 相沉积，以浅灰、紫红色泥岩、粉砂岩、细砂岩为主，下部为紫红色 薄 中厚层状 粉砂岩、泥岩夹泥质灰岩 ，粉砂中 含 少量的钙质 结核 ；上部为浅灰色 薄 中厚层状粉砂岩、泥岩及煤线，并含黄铁矿结核及植物化石 探 区北部局部地段见厚约 2m 左右的菱铁矿层。与下伏地层呈假整合接触。 该组地层 厚 均厚度 三、石炭系（ C） 一）石炭系中统威宁组（ 主要分布于勘探区西部，地形上呈带状分布，多形成陡岩。为一套浅海相碳酸盐沉 8 8 积，为灰、灰白色厚层状 细晶 粗晶质 灰岩 、白云岩 (见图版：照片 3 生物碎屑灰岩、块状微粒灰岩 薄层 ，底部含少量燧石团块。含珊瑚 蜓 ee 石。与下伏地层呈整合接触 ；该组地层 厚 均厚度 二）石炭系下统摆 佐 组（ 主要分布于勘探区西部，地形上呈带状分布，多形成陡坎。为海相碳酸盐沉积。下部为灰白色带肉红色 厚层状隐晶质 块状钙质灰岩夹黄绿色泥岩 薄层 (见图版：照片3中部灰白色中厚层状灰岩及紫红色 粗晶 钙质白云岩；上部灰白 色厚层状生物碎屑灰岩、白云岩。含白色燧石团块，局部见假鲕状构造，含珊瑚 : 蜓 腕足类： 下伏地层呈整合接触 ；地层 厚 均厚度 三）石炭系下统上司、旧司组（ 主要分布于勘探区西部，地形上多形成斜坡地带。为浅海相碳酸盐沉积。下部为灰黑色中厚层状 隐晶质 生物碎屑灰岩夹黑色燧石薄层及黄色钙质页岩 薄层 ，中部为灰色厚层状 细晶 生物碎屑灰岩夹灰色泥岩薄层；上部为灰黑色中厚层状 粗晶质 鲕状灰岩，夹黄色钙质砂岩 薄层 。含蜓 珊瑚 : 腕足类： 石。与下伏地层呈整合接触 ；地层 厚 均厚度 四）石炭系下统万寿山组（ 为 勘探 区内主要含 煤地层，地形上呈带状分布，由于抗风化能力弱，多形成缓平台。主要为灰色、灰黑色、深灰色 薄 中厚层状 泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、钙质粉砂岩、炭质泥岩及煤组成。局部含蜓 珊瑚 : 足类： 石。由南向北地层有变薄现象。含煤 3 8 层， 其中 可采煤层 1 层，一般厚 约 2m，可采 煤层赋存于下部。与下伏地层整合接触 ；地层 厚 均厚度 五）石炭系下统金子沟组（ 分布于勘探区西部，下部深灰、灰白色厚层 状 灰岩 及 块状含燧石钙质白云岩 ， 含燧石结核；上部灰、灰白色薄层灰岩夹白云岩，产珊瑚： 9 9 腕足类 : 化石。与下伏地层假整合接触 ；地层 厚 均厚度 四、泥盆系（ D） 泥盆系上统（ 布于勘探区西部，出露不全。为浅海、海湾相沉积，下部为黑灰色厚层状粗晶质白云岩、灰色中厚层状灰岩夹黄色泥岩、灰黑色中粒中厚层状白云岩。中部深灰色厚层白云岩、灰黑色中厚层状粗晶白云岩；上部灰色、灰白色中厚层状白云质灰岩，夹薄层状灰岩及灰黑色硅质岩。产腕足类 : 瑚： 鳃类： 石。与下伏地层整合接触。 2、 2 构造 本区构造位于川滇南北向构造带北段东缘与滇东北北东向构造带的交接部位，大地构造单元属扬子准地台（一级）滇东台褶带（二级）滇东北台褶束（三级）。主要构造格架为燕山期运动的产物，以南北向构造、北东向构造最为明显，二者以明显的联合、复合关系交织在一起。构造总体以北东向展布为主， 北西南东 向展布次之 。构造形式主要表现为断裂和褶皱， 详见区域构造示意图（图 4）。 10 10 现 将与矿区相关的构造简述如下： 五寨向斜：自唐家沟起往北东经五寨至老君山北。该向斜两翼出露不对称，南东翼被新寨子断裂所切，北西翼保存完好。地层走向北东，倾角较平缓，为 10 15，中段变陡，为 35 50，南西段被上第三系及第四系不整合覆盖。枢扭起伏不大，轴线方向为北东向，为一舒缓开阔的向斜， 煤矿 位于五寨向斜的北西翼。 矿 区位于五寨向斜的 北 西翼，地层走向为北东向，倾向东南 （ 80 135）， 倾角 1436之间，一般为 25。为一单斜构造。含煤地层沿走向 和倾向 有一定 起伏 变化， 形成次级小褶曲 。在矿井中 未发现大的断层，仅见落差小于 10m 的 正 断层 1 条（见照片 8） ， 11 11 对煤矿开采影响 不大 。地表共发现 落差 15m 以上 断层 3 条，详见断层特征一览表（表 3 2 1）。各断层特征简述如下： 表 5 煤矿断层特征一览表 断层 编号 断层 性质 延伸 长度 (产状（度） 两盘接触关系 (上盘 /下盘 ) 对采煤影响程度 控制程度 倾向 () 倾角() 落差 (m) 有效控制 结论 断层 00 50 上盘 2与下盘对深部煤层 开采影响较大 地面 12个点 基本 查明 断层 80 65 20 下 盘 对深部煤层开采影响不大 地面 8 个点 基本 查明 断层 20 60 15 上盘 1对 浅部部煤层开采 有影响 地面 3 个点，井下 1个点 查明 断层 5 70 I=电源线路安全载流量符合要求。 16 16 (2)、按电压损失校验电源线路截面： 查表得线路 50 型钢芯铝绞线单位负荷矩电压损失百分数；当 为 来至荥经县木梯岩电站电源线路电压降（长度 8 8 ， 符合要求。 式中： ) 被保护线路末端最小两相短路电流， A； 7 灵敏度系数，可参考工矿企业供电设计指导书表 3 线路末端最小两相短路整定电流， A。 其余各开关短路点、短路电流及灵敏度校验均按以上计算方法校验。 33 33 第六章 高压配电箱的选择和整定 6、 1 高压配电箱的选择原则 1、配电装置的额定电压应符合井下高压网络的额定电压等级。 2、配电装置的额定开断电流应不小于其母线上的三相短路 电流。 3、配电装置的额定电流应不小于所控设备的额定电流。 4、动作稳定性应满足母线上最大三相短路电流的要求。 6、 2 高压配电箱的选择 1、中央变电所电源总开关负荷长期工作电流： n/( 3 e) = 3 10 = 0 g=)=50中： 受控制负荷的计算容量， e 电网额定电压， 高压开关额定电压， 高压开关额定电流， 高压开关铭牌上标示的额定断流容量， 据以上这些计算结果，按煤矿安全规程的规定选用，查设指表 2择高压配电箱型号为 技术数据如下； 高压配电箱技术数据表 型号 额定电压（ 最高工作电压（ 额定电流（ A） 额定开 断电流（ 定动稳定电流（ 额定短路开 合电流（ 10 0 12 50 34 34 6、 3 高压配电箱的整定和灵敏度的校验 1、中央变电所电源总开关的整定 n/( 3 e) = 3 10 = 查设指表 2 25 灵敏度校验： )=1245A )/( =1245/(10 25) = 符合要求。 式中： 电流互感器的变流比， 0/5=10； 其它高压开关选择、整定、灵敏度校验均按以上计算方法进行。 35 35 第七章 井下漏电保护装置的选择 7、 1 井下漏电保护装置的作用 1、工作电表经常监视电网的绝缘电阻，以便进行预防性维修。 2、接地绝缘电阻降低到危险值或人触及一相导体，或电网一相接地时，能很快的使自动开关跳闸，切断电源，防止触电或漏电事故。 3、当人触及电网一相时，可以补偿人身的电容电流，从而减少通过人体的电流，降低触电危险性。当电网一相接地时，也可以减少接地故障电流，防止瓦斯、煤层爆炸。 7、 2 漏电保护装置的选择 由于选用 馈电开关，其自带漏电保护，无需再外设检漏继电器。 7、 3 井下检漏保护装置的整定 检漏继电器动作电阻值，是根据保护人身触电的安全确定的。人触电安全电流规定为 30不考虑电网电容情况下，通过人体 的电流根据下式计算，即 3Rn+r 在给定电网电压下，人体电流 30算，则可确定出允许的电网最低对地绝缘电阻值 井下 660V 电网为例计算如下： 3 n)3 (660/ 3)/30 1031000 =35000 计算检漏继电器的动作电阻值 ，应考虑三相电网对地绝缘电阻值时并联通路，其整定值为： =35000/3 =11700 井下低压电网的最低允许对地电 阻值及检漏继电器的动作值表所示。 36 36 对地电阻值及检漏继电器的动作值表 电压（ V） 每相允许最 低电阻值 （ 动作电阻计算值 （ 动作电阻整定值 （ 漏电闭锁动作电阻值 （ 127 380 660 35 1 22 保护 660 单相接地漏电电阻： )=11 两相接地漏电电阻： )=22 三相接地漏电电阻： )=33 37 37 第八章 井下保护接地系统 井下接地系统是由主接地极、局部接地极、接地母线、接地导线和接地引线等组成。 所谓保护接地，就是用导体将电气设备正常不带电的金属部分与接地体连接起来，它是预防人体触电的一项重要措施。 若没有保护接地，一旦电气设备内部绝缘损坏而使一相带电体与外壳相碰时，人若触及带电金属外壳，则其它两相对地电容电流全部流过人体，造成人身触电事故。 有了保护接地，人体触及带电外壳时，电容电流通过的路径是接地装置和人体形成的并联电路，达到分流作用，使流过人体的电流大大减小。 井下各 种电气设备虽然都装了单独接地体，但当人体触及带电外壳时，并不能消除触电的危险。为防止不同的电气设备的不同相同时碰壳所带来的危险，就必须采取共同接地线，不同相同时接地时会在共同的接地线上形成较大的短路电流 ，使短路保护可靠动作，切断电源。 煤矿安全规程规定：矿井总接地网要定期测定。 井下各变压器中性点为不接地方式，井下电气设