毕业设计--煤矿井下中央变电所供电设计.doc

毕业设计说明书（煤矿井下中央变电所供电设计）学生姓名： 学号： G110202039 系 部： 矿山工程系 专 业： 矿山机电 指导教师： 2013年11月毕 业 设 计 任 务 书1毕业设计的任务和要求： 要求： （1）设计要符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规程、煤矿井下供电设计技术规定。 （2）设计遵循煤炭工业建设的方针政策，在保证供电安全可靠的基础上进行技术经济比较，选用最佳方案。 （3）设备选型时，应采用定型的成套设备，尽量采用新技术、新产品，积极采取措施减少电能损耗，节约能源。 （4）设计质量要确保技术的先进性、经济合理性、安全适应性。 任务： （1）完成中央变电所位置的确定，负荷计算，变压器台数和容量选择，高低压电缆选择，高压配电系统设计，供、配电系统短路电流计算，接地保护，漏电保护压变，配电装置总体布置设计，硐室设计，防火措施。 （2）编写出一本设计说明书，字数在二万字左右。 （3）供电系统图A0图纸1张，（图中、设备编号、文字代号齐全。）；设备布置图A2图纸1张，供电系统接线图A1图纸一张，变电所硐室设计图A2图纸1张，保护接地、短路点示意图纸等，其中至少1张图纸为CAD图，图纸总面积等于两张零号图纸大。2毕业设计的具体工作内容： （1） 原始资料内容； （2） 设计资料的内容； （3） 中央变电所位置的确定； （4） 供电系统的拟定； （5） 负荷统计； （6） 变压器的选择； （7） 选择电缆； （8） 短路电流计算； （9） 电气设备的选择； （10） 保护装置的整定； （11） 保护接地； （12） 经济概算。 本次设计内容包括原始资料内容的收集，中央变电所位置的确定，供电系统的拟定，井下负荷计算，变压器选择，供电电缆的选择及校验，短路电流的计算，电气设备的选择及保护装置的整定，最后还对中央变电所内的供电所设备进行了经济概算等。3对毕业设计成果的要求： （1）字数必须在2万字以上； （2）本次设计内容包括原始资料内容的收集，中央变电所位置的确定，供电系统的拟定，井下负荷计算，变压器选择，供电电缆的选择及校验，短路电流的计算，电气设备的选择及保护装置的整定，最后还对中央变电所内的供电所设备进行了经济概算等。4毕业设计工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2013年9月2 日 9月7日9月9 日 9月14日9月16日 9月 21日9月23日 11月9日11月11日 11月 16日11月18日 11月 23日11月25日 11月 30日 毕业设计准备，资料收集 毕业设计方案初定 毕业设计草图、设计说明书拟定 完成大纲指导书各项要求及全部内容 毕业设计图纸审定、设计说明书定稿 毕业设计准备答辩，进行组员间预答辩毕业设计图纸，设计说明书上交并进行论文答辩学生所在系审查意见：教研室主任： 年 月 日前 言 在即将毕业之际，根据教学大纲安排，完成毕业论文及设计、做好毕业答辩工作，到矿上参加实习。 此次实习任务，除了对该煤矿作业过程及对矿井各设备的了解，还须收集矿井原始资料，并以其为依据，对矿井中央变电所作供电系统的设计。 本设计分为三大部分，第一部分为原始资料，第二部分为设计过程，第三部分为参考资料，书中着重讲述中央变电所供电系统中各电气设备的设计过程，如高压配电箱、变压器。电缆的选择方法，并对其的整定及校验，书中详细叙述了电缆及设备的选择原则，井下供电系统采取各种保护的重要性，简明易懂。 本设计方案符合煤矿安全规程、煤矿工业设计规范，坚持从实际出发、联系理论知识，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。 通过设计，让我了解了矿山的概况,了解了煤矿供电系统运行和供电设备管理情况和煤矿生产管理的基本知识，使自己具有一定的理论知识的同时，又具有较强的实际操作能力及解决实际工程问题的能力，根据中央变电所的实际情况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对采区所需设备的型号及供电线路等进行设计计算与分析。设计人：张军2013年11月1、 编制设计的依据1、设计委托书。2、山西省国土资源厅2010年5月颁发的证号C1400002010051220065547采矿许可证。3、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200955号文。4、山西省煤炭工业局山西省煤矿资源整合设计编制内容及格式（供资源整合矿井用）。5、矿方提供的其他有关资料。6、国家有关规程、规范、规定及其它技术政策。二、设计的指思想导1、认真贯彻山西省人民政府关于进一步加快推进煤矿企业兼并重组整合有关问题的通知和山西省煤炭产业调整和振兴规划文件精神，实现煤炭企业兼并重组、资源整合，淘汰落后产能，按集中化生产设计。提高西山煤电集团西曲煤业有限公司的机械化程度和回采率，健全完善安全设施、设备和组织机构，使之成为抗灾能力强的标准化矿井。2、坚持以人为本、关爱生命、保障安全的理念，构筑和谐的企业文化，以走科学发展的道路为指导思想，认真总结国内外煤炭开采的实践经验，以市场为导向，以效益为中心，从企业的实际出发，采用适合井田煤层开采条件的新技术、新工艺、新设备精心设计，努力做到井上、下生产系统简单顺畅、容易操作、管理规范，以实现矿井安全、效益的最佳。三、设计特点1、经方案比较分析论证后矿井建设工程仍利用原山西西山煤电有限公司已有的工业场地。该场地相对地形条件好，视野开阔，外运条件十分方便。既能充分利用已有工程，又可减少新增购地，按生产区、辅助生产区、行政福利区紧凑布置,可满足矿井74万t/a设计能力的需要。2、主斜井、副斜井、回风立井布局合理。主斜井为半圆拱形，净宽5.0m，倾角18，装备胶带运输机及猴车，担负矿井主提升、人员运送及部分进风任务，设行人台阶及扶手，作为矿井一个安全出口；副斜井为半圆拱形，净宽4.4m，倾角22，装备双钩串车，担负矿井辅助提升及主要进风任务，设行人台阶及扶手，作为矿井一个安全出口；回风立井为圆形，净直径5m，担负矿井回风任务，设梯子间，作为矿井一个安全出口。3、井下煤流运输连续化，主要运输巷道及运输顺槽均装备了胶带机运输，实现煤流运输连续化，用人少、效率高，为稳产、高效，均衡生产创造了条件。4、通风系统畅通化，矿井设计了中央并列式通风系统，设置了完善通风系统构筑物，井下各用风地点的风量分配、风速均符合煤矿安全规程的要求，反风措施齐全，避灾路线明确，主扇、局扇均选用高效节能风机，并采用KJ95N型矿井监测监控系统，实现安全生产信息化管理，为安全生产创造条件。5、地面布置简单实用化，贯彻改革精神，简化地面布置，只保留煤炭初加工、储存、外运等必要设施和矿井生产必须的辅助附属、行政福利设施。6、职卫、环保及节能设计文明化，认真贯彻煤矿安全规程，执行环保和节能的法令法规，实现人与自然的和谐发展，使矿井成为资源节约型、环境友好型、人文和谐型的标准化企业。 四、矿井设计的主要技术指标 1、矿井设计生产能力：74万t/a； 2、开拓方式：斜井开拓5、建设总工期：18个月； 3、原煤生产人员效率：9.9t/工； 4、吨煤投资：4.265亿元； 5、达产时原煤成本：268.67元/t； 6、财务内部收益率：32.18%。5、 存在问题及建议1、矿井为低瓦斯矿井，煤尘有爆炸性，煤层自燃倾向性等级为II级。要加强瓦斯管理、煤尘及自燃发火的综合防治，严格执行煤矿安全规程的有关规定，防范事故发生。2、井田上部的2、3号煤层已形成不规则的多处采空区，同时在2号煤层有几处蹬空区。部分采空区为调查确定，注意探明参与整合各矿井采空区积水及其变化情况，坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则。3、雨季前踏勘地表塌陷、地裂等现象，防止洪水进入矿井事故的发生。4、对井田内废弃关闭的井筒及钻孔要严格按要求封闭，不合格的重新封闭，防止形成井上下导水及漏风通道。 目 录第1章 原始资料收集101.1 概 况10第2章 设计资料的收集112.1西曲煤矿井下中央变电所供电设计所需原始资料收集112.2 矿井开拓142.3矿井生产系统152.4矿井通风162.5矿井安全技术18第3章 中央变电所位置的确定213.1中央变电所供电对电能的要求213.2费用和环境要求22第4章 中央变电所供电系统的拟定234.1中央变电所高压供电系统的拟定原则234.2中央变电所低压供电系统的拟定原则23第5章 井下负荷的计算245.1变压器选择注意事项245.2台数的确定245.3井下负荷的计算及中央变电所高压馈电柜及变压器容量确定245.4综采工作面总负荷255.5 掘进工作面总负荷25第6章 变压器的选择266.1采区变压器266.2中央变压器：27第7章 选择电缆277.1确定电缆的型号277.2电缆的选择28第8章 短路电流计算418.1井下高压电网短路电流计算41第9章 中央变电所电气设备的选择479.1中央变电所高压开关柜的选择479.2 高压配电箱选择499.3低压开关选择52第10章 保护装置的整定5210.1井下对保护装置的要求5210.2 低压馈电开关的整定53第11章 接地保护措施5511.1 对于供配电设备保护接地及供电系统接地网要求5511.2 漏电保护措施5611.3 中央变电所的防火措施5711.4 对接地电阻的要求和降阻措施59第12 章所选设备明细表60第13章 经济概算6213.1 投资范围6213.2 概算编制依据6213.3设备经济概算统计63毕业设计（论文）指导教师意见书68第1章 原始资料收集第1.1节 概 况山西西山煤电（集团）有限责任公司投入其所属马兰矿，马兰选煤厂，西曲矿，西曲选煤厂，镇城底矿，镇城底选煤厂与煤炭生产，洗选，经营相关的资产值744.114.976.03元，由下属24个企业组成。西曲矿位于山西省古交市汾河北岸，地处吕梁山脉东麓，距山西省省会太原市56公里，井口海拔983米，上水平采掘工作面为海拔1072米,井田走向长6.5公里，倾向宽6公里，总面积39.5平方公里。西曲矿井设计年生产能力74万吨，（ 2005 年重新核定为 90 万吨）服务年限为98年，建设总投资4.265亿元，1979年8月1日正式开工，建设周期5年零4个月，于1984年12月1日正式投产。井田地质构造简单，煤层稳定。主要含煤层为石炭系太原市组和二迭系山西组，共含14层煤，全区可采煤层厚度为13.65米，地质储量5.3亿吨，可采储量3.43亿吨，煤层赋存平缓，倾角为58度。属低沼气矿井。矿井以斜井、平硐多井口开拓，分区通风。采煤方式为倾斜长壁综合机械化，采掘机械化程度均为100%。大巷采用10吨架线电机车牵引18节搭肩3吨底卸式矿车运输。按照现已有的下组煤开拓设计方案的有关要求对下组煤中央变电所进行采区供电设计。现为了保证矿井的正常接替，按照煤矿安全规程、煤炭工业设计规范、煤矿电工手册第二分册下、等有关技术政策要求，进行了下组煤中央变电所供电设计说明书的编制。第2章 设计资料的收集2.1西曲煤矿井下中央变电所供电设计所需原始资料收集2.1.1地形地貌田地处吕梁山系中段，太原市以西20公里处的西山煤田中部。为典型的黄土高原地貌，地表切割强烈，地势总体中部高四周低。最高点位于井田中部（X=4210700,Y=18492320），标高1040.0 m；最低点位于井田西边界处沟谷，标高为875.0m，相对最大高差173m，属中低山区地形。井田属黄河流域三川河水系，井田范围内无常年性河流及其它水体，但沟谷纵横，大小沟谷中雨季有短暂流水通过，向北汇入三川河。井田东边界外有一条常年性河流，水量不大。2.1.2气候条件本区属大陆性季风气候，四季分明，春季多风干旱，夏季炎热降水量较多，秋季温度适中，冬季寒冷干燥。最高气温31.5C，最低气温-26.3C，全年无霜期122天， 12月冻结，翌年3月初解冻，最大冻土深度0.89m。年降水量375.4-567.7mm，降水量主要集中在7、8、9月份。年平均蒸发量为1712mm，蒸发量大于降水量。年平均风速2.3m/s，最大风速22m/s。2.1.3煤系地层本矿井田边界内所采煤层主要位于石炭系上统太原组(C3t)和二叠系下统山西组(P1s)两煤系地层中。（1）太原组：本组地层属海陆交互相、旋回结构和标志层特征明显。6号、7号、8号煤层层位稳定，煤层结构特征明显，厚度变化有规律，旋回结构明显，煤层层位可靠。9号煤层因与上部的8号煤层之间的间距变化较大，煤层厚度变化也较大， 10号煤层煤质差，灰分高。（2）山西组：本组地层为陆相的三角洲平原亚相，岩性变化大，标志层特征不明显。但2.3号和4号煤层特有厚度、结构以及与k3砂岩的关系非常醒目。2.3号煤与4号煤的分岔，合并规律明显。2.1.4地质构造本井田位于柏子西北面，处在九龙塔断层（F17）与红崖子断层（F49）构成的地堑之中，受其影响，发育了一系列与其产状相近的断裂构造，呈地堑、地垒出现。井田整体构造以断裂构造为主、褶曲为辅，零星发育一些小陷落柱。区内未发现岩浆活动迹象。、褶曲井田内褶曲共有三个即两个向斜，一个穹隆。黑家沟北向斜：位于黑家沟村北，为一“人”字形向斜，南端汾河边有明显的出露点，北至九龙塔断层（F17），在井田内延伸2100m左右，两翼不对称，西翼缓，倾角3 5，东翼陡，倾角5 8。梭峪隆起：南起李元村西汾河一带，北至907号钻孔连线，西紧挨黑家沟北向斜，东到井田边界，为一椭圆形穹隆。轴向NS，井田内延伸1200m左右，倾角36。李家沟向斜：由李家沟村东向北经965号钻孔至九龙塔断层，井田内延伸2000m左右，轴向为NE转向NW，两翼不对称，东翼倾角813，西翼倾角48。断层由于井田位于九龙塔断层（F17）与红崖子断层（F49）构成的地堑之中，因此断层多，且均为高角度正断层。生产中新揭露落差大于5m的断层共有29条，现将部分较大的断层分述如下：九龙塔断层（F17）：为井田西北边界。由汾河向东延伸进本井田，再向东北延伸到嘉乐泉井田，落差由25m增大至150m，走向N60E，倾向SE，倾角60左右，井田延伸长度4800m。红崖子断层（F49）：由三采区南边界向东北延伸到首采区，二采区南部边界以外700800m（西曲井田内），与九龙塔断层构成一地堑，控制整个井田，其它断裂构造均是该地堑的次生构造。走向N60E，倾向NW，倾角60左右。 F14断层：由334号钻孔南200m向东延伸，横切首采区到二采区运输下山，最大落差35 m，延伸长度2800m，走向N50E，倾向SE，倾角5570。、陷落柱由于煤系基底奥灰岩岩溶发育，经长期的地质作用，煤系地层沿地下岩溶塌陷形成了目前零星的柱状陷落。勘探时在李家沟村西发现陷落柱一个，井下掘进中没有发现其存在。生产中仅揭露数个小陷落柱。主要有：东大巷在3号测点前35m处见，长轴45m左右，短轴20m左右，柱面倾角80。一采区回风下山在D41测点前61m处见，长轴15m左右，短轴10m左右，柱面倾角80。从矿区的各类构造发育情况看，褶曲、陷落柱均不同程度地给生产造成了一定的影响，但断层是影响生产的主要地质因素。由于中、小断层频频揭露，直接影响工作面的布置。井田内未见岩浆岩等其它构造现象，总体构造属简单。2.1.5水文地质本井田区域内最大的河流是汾河，它从井田的西南边缘流过，在镇城底附近河宽100m，坡度3，平时水深0.5m左右，流量受上游的汾河水库制约，一般春季放水为农业灌溉和雨季大量降水时流量较大。汾河以侧向侵蚀为主。其次是狮子河。该河平时只有涓涓细流，旱时干涸，洪水暴发时流量可达数百m3/s。1985年5月11日20时10分，狮子河洪水暴发，最大流量为212 m3/s。区内较大的沟谷有陵足沟、北岔沟、泥柿沟、牛沟等，这些沟谷都为季节性，日常流量很小或干涸，雨季流量增大，流向皆为南东，汇入汾河。2.1.6瓦斯含量井田构造为宽缓背斜、向斜相间构造，井田东部及西部即为煤层露头，煤中瓦斯可沿煤层向上迁移到地表失散。本区煤层瓦斯含量比较低。目前，炉峪口井田开采8号煤层，经山西煤矿安全监察局批准的2008年9月瓦斯等级鉴定结果，井田属低瓦斯矿井。2.1.7煤炭自燃倾向性和煤尘爆炸性煤炭自燃倾向性：根据2006年6月23日采集样品送山西煤矿安全装备技术测试中心测定，结果如下：2.3号煤层，自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为自燃；4号煤层，自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为不易自燃；8号煤层，自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为不易自燃。煤尘爆炸性：根据2006年6月测定结果：2.3、4和8号煤层有煤尘爆炸性，为有煤尘爆炸危险性矿井。2.2 矿井开拓2.2.1井筒本矿井开拓方式为斜井单水平开拓。主斜井斜长355m，倾角25主要用于运煤、行人；砌碹支护、半圆拱形断面，净断面14.3。副斜井斜长323m，倾角20，主要用于运矸、运料、行人、进风；砌碹支护、半圆拱形断面，净断面14.3。回风井344m，主要用于矿井回风，倾角为18，净断面7.4。2.2.2井底车场井底车场标高位于945水平，主斜井下部位于中央石门以下941水平标高，通过1#煤仓连接，过去采用电机车牵引1吨“V”型侧卸式矿车在翻车轮处翻车卸煤的方式运煤，后改为另掘一条集中皮带巷穿到井底车场上部通过立眼连接1#煤仓，使用皮带运输方式运煤。另井底车场主要巷道有：中央石门前部、石门绕道、电车修理间、井下消防库、医务室、调度室等硐室、还有主副水仓、中央变电所、清撒煤巷等巷道。2.2.3开拓大巷该矿开拓大巷主要有首采区：中央石门长1564m，主要用于运矸、运料、行人、进风。上组煤回风上山870m、主要用于运矸、运料、行人、回风。一采区：东大巷长1450m，主要用于运矸、运料、行人、进风。东副巷1505m，现主要用于回风。西副巷697m，主要用于运料、运矸、回风、行人，主要是锚喷支护，部分采用金属棚支护。2.3矿井生产系统2.3.1开采水平设置本矿现开采山西组2.3号和太原组8号煤层。2.3号煤层内大巷标高为9401000，煤层标高为8761000。 8号煤层内大巷标高为859901，煤层标高为824910。2.3.2采区划分和开采顺序本矿现下组煤共分一个采区，该采区由首采集中皮带大巷、回风大巷圈定；采区长1490m、宽1470m，可采储量约670万吨（含煤柱）；鉴于下组煤8#煤层地质条件复杂，工作面布置困难等，所有采区基本遵循后退式布置原则，并进行跳采。首采区最先投入生产，准备大巷，本矿一井两面，两面位于两个不同采区，开采顺序为首采区。2.3.3采区巷道布置此处以一采区进行说明：该采区8煤工业储量912.6万吨，高级储量711万吨，可采储量329.0万吨。下组煤一采区前期（从2009年5月开始），由采一队单独生产，按年产36万t计算，后期（从2012年5月开始）由采一、采二队同时生产，此时下组煤一采区按年产72万t计算。服务年限约为98年。一采区为单翼开采，准备巷道有：下一采皮带和回风上、下山。整体表现为中间标高高、两侧低，其中皮带、回风上山段，长390m左右，沿8#煤煤层布置；皮带、回风下山段，长630m左右，以矩形锚喷支护为主，梯形金属棚支护为辅。回采巷道布置在准备巷道西侧，沿煤层掘进，工作面长度在110140m之间。2.3.4采煤方法本矿开采方法为走向长壁采煤法，采煤工艺为高档普采，采高2.3m，循环进度0.6m，全部垮落法管理顶板，支护采用DZ-25型单体液压支柱及2.6m型梁铺设金属菱形金属顶网，最大控顶距3.8m，最小控顶距3.2m，错梁错柱三、四排控顶。2.3.5工作面回采工艺本采区煤层采用走向长壁全部跨落法进行生产，回采工艺：落煤、装煤、运煤、支护。循环作业方式采用“两采一准”三八制，分段综合作业，年推进度1000米左右。工作面支护使用DZ-25型单体液压支柱配合型钢梁支护，采用塑料网护顶。2.4矿井通风2.4.1矿井通风系统矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。主通风机型号为G4-73-1122D型离心式风机，额定功率315千瓦。全矿进风巷主要是副斜井，其次是主斜井、新鲜风流经由两巷进入中央石门和下组煤皮带集中下山，由此再进入各个采区进风巷，清洗工作面后，经由各采区回风巷回流至首采回风大巷，再经由矿总回风巷和回风斜井到地面。2.4.2采区通风系统以本矿一采区为例：（1）采区通风系统采区通风系统实行分区通风，皮带运输大巷进风，轨道运输大巷回风。（2）回采面通风系统回采面为“U”型通风系统，皮带运输巷进风，材料巷回风。通风流程最长为7100米，具体路线为：主、副斜井井底石门8#煤集中皮带下山西大巷一采区皮带上（下）山回采皮带顺槽回采面回采材料顺槽一采区材料上（下）山西副巷8#煤集中材料下山回风暗斜井总回风上山总回风大巷回风斜井。2.4.3掘进通风掘进工作面利用局扇压入式通风，配合柔性胶布风筒供风，局扇安设于全风压进风巷道。掘进工作面需风量： 按瓦斯涌出量计算36 m3/min 按炸药使用量计算：该矿井下全部使用乳化炸药，按照煤矿生产能力核定标准规定可不作计算。 按局扇吸风量计算：局扇实际吸风量取240m3/min。 按掘进工作面同时作业人数最多人数为10人计算，为40 m3/min。根据以上计算，掘进面需风量选最大值Q掘240 m3/min。 按风速进行验算根据煤矿安全规程规定，煤巷、半煤巷掘进工作面最低风速为0.25m/s，最高风速为4m/s的要求进行验算，240m3/min满足要求。 掘进工作面总需风量：按6个掘进面计算约为1560m3/min。2.4.4矿井风量计算根据本矿井采掘衔接计划和采区接替规划，矿井正常生产时布置有采煤工作面1个，备用回采面2个，开掘面1个，独立通风硐室1个，架线电机车配风巷道（东大巷），1个全部实行独立供风，通风最大流程为7100米。按照煤矿安全规程第103条和煤炭工业矿井设计规范第7.1.3条以及煤矿生产能力核定标准、采矿工程设计手册的相关规定，全矿井需风量按下列要求分别计算，并选取最大值。经计算矿井总风量约4500 m3/min。2.5矿井安全技术2.5.1矿井瓦斯治理（一）一通三防该矿井下装备安全监测监控KJ90NB型监控系统，配接甲烷、风速、设备开停、馈电、风筒等各类传感器实现监测和监控功能。井下所有工作面安装甲烷传感器、瓦斯断电仪，采掘工作面实行风电、瓦斯电闭锁，严格执行瓦斯巡回检查和“一炮三检”制度。掘进工作面严禁无计划停电停风，工作面停风后必须立即撤出人员，工作面风流中瓦斯浓度达到1%必须停止打眼和放炮等。（二）矿尘防治我矿各个采区主要进回风巷道中均设置净化水幕，水幕喷咀采用单眼喷咀，水幕采用声控、光控或红外线自动控制。进风大巷、运输机巷水幕数量不少于2道，采区回风大巷、回风下山不少于1道；回采顺槽距上下安全出口不超过30m，掘进面距迎头不超过50m安设一道净化水幕。水幕应封闭全断面，灵敏可靠，雾化好，使用正常。接软管30m，便于工作面洒水灭尘和冲洗巷道。炮掘工作面安设放炮各运煤转载点设置自动喷雾装置降尘，喷雾喷咀采用三眼或五眼喷咀。采掘工作面应在消防尘管路终端用快速管接头连自动强喷雾装置。喷雾器应朝向工作面方向，距迎头小于20m；在炮掘面防尘管路上安装水针，便于充填水炮泥袋。打眼使用风钻或湿式煤钻，配备空心送水钻杆进行湿式作业。回采面割煤机组安装外喷雾装置，采用喷雾泵加压喷雾。喷雾压力不低于4MPa，无水或装置损坏时，必须停机。回采材料巷打6080m长孔静压注水，压力小时采用泵压注水。一采区西大巷机尾向上山方向打专用配风斜巷，避免上山侧机头段风速大，断面小，粉尘飞扬。防尘管路必须铺到所有的掘进工作面、留煤眼、运输机转载点、装载点、回采工作面进风巷和回风巷。污水处理要保证防尘用水水质，达到规程标准。采区巷道、采掘面巷道管路中，都要安装过滤器，定期检修过滤网，排放过滤渣。定期冲洗巷道，严禁巷道煤尘堆积。净化水幕覆盖巷道全断面，灵敏可靠。机组外喷雾要在机组机身、摇臂、滚筒后端盖等处设置喷嘴。各转载点喷雾设施使用正常，在工作面投产前，必须安装齐全。放炮地点，必须实行湿式打眼和使用水炮泥。放炮前后和装煤时要冲洗煤壁、顶板。主要运输大巷每年进行刷白。配备专职测尘员进行粉尘测定工作，粉尘测点布置按标准要求执行。（三）矿井防灭火矿井消防管路采用与防尘管路共用方式布置，在主副井和井底车场连接处、采区上山与下山口、带式输送机巷道机头处设置带消防栓箱的消防栓，消防栓箱内固定存放DN40长50m软性管道和DN25水枪一只便于消防取用。采区回风巷道管路中水流方向应与风流方向相一致。消防栓箱要固定于巷道壁的壁龛内，不得影响人员通行。火药库、机电设备硐室、井底车场、使用带式输送机或液力耦合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，均采用不燃性材料支护。应备有干粉灭火器（不少于2瓶）、砂箱和工具。带式输送机使用阻燃胶带，要装有烟雾、温度保护，有自动洒水装置。机头前后两端各20m范围内都必须用不燃性材料支护，并采用锚喷或水泥背板封闭煤帮和顶板裸露煤体。风筒使用阻燃风筒，采区变电所安装朝外开的防火铁门，并留有通风窗。在防火铁门外部再构筑正反风门控制风流。采用防爆或安全火花型电气设备，电缆敷设要符合要求，过流接地检漏装置等保护系统要安装齐全。合理选择通风设施的构筑位置，提高设施构筑质量。对于局部煤层较厚区域采取分层开采的工作面，在上分层结束后必须采取措施使顶板冒落严实减小漏风，防止煤层自燃。加强现场检测，掌握煤温、岩温、水温、气温等变化情况。（四）矿井防治水本区最主要的含水层为奥陶系含水石灰岩，其水位标高（891.19908.14m，）高于井田内大部分下组煤层底板标高，为下组煤开采不可忽视的潜在的最主要矿井充水因素。太原组煤层矿井水主要来自本组灰岩，也可因塌陷裂隙的贯通作用，而来自山西组或下石盒子组。山西组煤层矿井水主要来自本组，也可来自下石盒子组。上述含水层补给条件差，富水性弱。而富水性最强的奥灰水位虽高于下组煤煤层底板标高，一般情况下不会影响矿井的正常生产，但炉峪口井田构造复杂，开采中需注意观测断层和陷落柱等构造的导水性，必要时留设放水保护煤柱。（五）顶板灾害防治 根据本矿井地质和开采技术特征，在矿井生产过程中，下列因素对掘进工作面的矿压显现有较大的影响。一是8号煤层顶板为L1庙沟灰岩，局部为中砂岩或粗砂岩，底板为泥岩。二是采掘部署。采掘部署对矿压显现的影响很大。巷道布置和开采顺序不合理，容易引起矿山压力的叠加，造成应力集中，给工作面的顶板管理和安全生产带来很大的困难。因此在采空区附近掘进时，必须加强支护。三是开采深度。开采深度较大会使工作面周围的支承压力峰值和影响范围增加，造成支护损坏，发生顶板事故。针对存在的危害因素，防止顶板事故需要采取以下措施：要配备齐全矿压观测仪器仪表，加强矿压观测及矿压显现规律的研究，及时总结首采面的矿压规律，针对性地采取防止支架钻底的措施。要进一步优化设计，合理开拓布局，主要巷道、硐室应尽可能地布置在坚硬岩层中。采区开采前必须编制采区设计，并严格按照采区设计组织施工。采煤工作面回采前必须编制作业规程。情况发生变化时，必须及时修改作业规程或补充安全措施。采、掘、巷维修工作应坚持“一工程一规程(措施)”的制度，认真编制作业规程，并按规定进行审批、学习、考试。加强K3中、粗粒砂岩顶板的研究，确保支护质量和支护强度，防止顶板大面积冒落对开采造成危害。采煤工作面过断层、破碎带、初次放顶、初次来压、周期来压、工作面安装、回撤、高冒区处理等特殊情况，掘进工作面过断层或破碎带施工时，应制定专门措施。巷道采用锚杆支护属于隐蔽工程，掘进过程中要加强顶板岩性探测，合理确定锚杆、锚索支护参数，防止发生冒顶事故。作业过程中要加强临时支护，严格执行敲帮问顶制度，严禁空顶作业。严格现场监督检查，放炮后及时使用好临时支扩，根据顶板与围岩情况，缩小支护间距和空顶距，放炮后和施工要及时敲帮问顶，并准备好充足的备用材料。井下每一个水平到上一个水平和各个采区都必须至少有2个便于行人的安全出口，并与通达地面的安全出口相连接。未建成2个安全出口的水平或采区不得进行生产。 第3章 中央变电所位置的确定 3.1中央变电所供电对电能的要求3.1.1电压允许偏差电压偏差计算公式如下：电压偏差 100%电能质量供电电压允许偏差（GB 1232590）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压允许偏差值为：（1）6KV及以上高压供电和低压电力用户的电压允许偏差为用户额定电压的+7%7%；（2）低压照明用户为+5%10%。3.1.2三相电压不平衡根据电能质量三相电压允许不平衡度规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。在采区变电所供电情况下，交流额定频率为50HZ电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的pcc点连接点的电压不平衡度能满足规定要求。3.1.3电网频率电能质量电力系统频率允许偏差（GB/T 155431995）中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2HZ，当系统容量较小时，偏差值可放宽到+5% HZ5% HZ，标准中没有说明容量大小的界限的电网容量在300万KW以上者为0.2HZ；电网容量在300万KW以下者为0.5HZ。3.1.4波形正常情况下，要求电力系统的供电电压（或电流）的波形为正弦波，在电能的输送和分配过程中不应该使波形产生畸变，还应注意负荷中谐波源（装整流装置等）的影响，必要时采取一定措施消除谐波的影响。3.1.5供电可靠性供电可靠性是衡量电能质量的一个重要指标，必须保证供电的可靠性。3.2费用和环境要求中央变电所要便于对硐室的扩大和设备的增加，同时便于体积较大的变压器等设备直接运输到中央变电所硐室减少运输设备的费用。在满足费用要求的同时还要满足顶板坚固，无淋水且通风良好，保证变电所硐室内的温度不超过附近巷道5。根据巷道布置，要使中央变电所能顺利的通过各巷道向整个井下的负荷中心（采煤工作面）进行供电。在各采区供电距离合理，线路输送电能安全经济等进行供电。所以把中央变电所布置定在井下停车场以供井下各采区变电所集体供电。第4章 中央变电所供电系统的拟定4.1中央变电所高压供电系统的拟定原则1、中央变电所由两回路电源线进行供电；2、中央变电所的高压馈出线宜用专用的开关柜。4.2中央变电所低压供电系统的拟定原则1、在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的设备最省；2、中央变电所运行方式为为单母分段运行方式；3、中央变电所安设五台KBSG型变压器，为中央变电所、中央水泵房及井底车场的用电设备供用电；4、中央变电所变压器不得并联运行；5、从中央变电所向各采区变电所或配电点到用电设备采用辐射式供电，上山及顺槽运输机采用干线式供电；6、供电系统应尽量避免回头供电；7、瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机组都应实行三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；8、局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有风电闭锁装置。在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁（风电闭锁、瓦斯电闭锁）实施。第5章 井下负荷的计算5.1变压器选择注意事项变压器是供电系统中的主要电气设备，对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义。如果变压器容量选择过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因数减小；如果变压器容量选择过小，在长期过负荷运行情况下，铜损耗将增大，使线圈过热而老化，缩短变压器寿命。既不安全又不经济。5.2台数的确定中央变电所变压器在一般情况下是按计算容量选设，一备一用。其原因是为了满足中央水泵房及中央变电所四周和电机车的用电，以便保证供电的可靠性。5.3井下负荷的计算及中央变电所高压馈电柜及变压器容量确定各工作面采用6MG-200W型滚筒式采煤机为综合机械化采煤，为保证供电质量和安全，根据采区巷道布置，按需用系数法计算采区负荷。 5.4综采工作面总负荷=700KWPn=180130801.62007513240070068.4=1996KWKde=0.40.6=0.61 Pca=KdePn=0.611996=1217.56KWQca=Pca tan=1217.561.02=1241.91Kvar式中：PN变电所供电设备额定功率之和 Kde需用系数 5.5 掘进工作面总负荷=486KWPn=1761.6V Kde=0.40.6=0.57Pca=KdePn=1004.11KWQca= Pca tan=1024.19kvarSca= =1434.44KVA第6章 变压器的选择6.1采区变压器T7.Sca=56.57KVA经表2-6可知选择KBSG9-1006型矿用隔爆型负荷1台T9.Sca=31.43KVA经表2-6可知选择KBSG9-1006型矿用隔爆型负荷中心1台T8. =29.14KVA =31.43KVA =1.35KVA =61.92KVA 经表2-6可知 选择KBSG9-1006型矿用隔爆型负荷中心1台。6.2中央变压器： T1：Sca=603.42KVA 经表2-6，已知;选择KBSG9-6306型矿用隔爆型变压器 T3：Sca=230KVA 经表2-6，已知;选择KBSG9-3156型矿用隔爆型变压器 T2：Sca=22KVA 经表2-6，已知;选择KBSG9-1006型矿用隔爆型变压器 T4：Sca=603.42KVA 经表2-6，已知;选择KBSG9-6306型矿用隔爆型变压器 T6：Sca=603.42KVA 经表2-6，已知;选择KBSG9-6306型矿用隔爆型变压器 第7章 选择电缆 7.1确定电缆的型号根据煤矿安全规程的要求，电缆的型号全部选择符合MT818标准的煤矿用阻燃型电缆，参考工矿企业供电设计指导书第二章电缆型号的选择原则。电缆型号选择如下：由地面到井下中央变电所的高压电缆，选用22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆；由井下中央变电所到综采工作面的高压电缆，选用22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆；由井下中央变电所到掘进工作面的高压电缆，选用22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆；井下中央变电所的备用电缆，选用22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆；井下中央变电所给主通风机供电的高压电缆，选用22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆，给主通风机供电的低压电缆，选用MYP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽铜芯电缆；井下中央变电所给主水泵供电的电缆，选用22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆；井下中央变电所给变流设备供电的高压电缆，选用22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆，给变流设备供电的低压电缆，选用型号为MYP-0.38/0.66型矿用移动屏蔽铜芯电缆；井下中央变电所给井底车场供电的高压电缆，选用22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆，井下中央变电所给井底车场供电的低压电缆，选择电缆型号为：MY-0.38/0.66型矿用移动屏蔽铜芯电缆；井下中央变电所联络开关的高压电缆，选用型号22-6/10型煤矿用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套聚氯乙烯外被层钢带铠装阻燃型塑料电缆。7.2电缆的选择7.2.1电缆长度：从地面到中央：L=KinLto=1.05（220020）=2331m式中：2200地面至中央变电所的距离m20中央变电所引入线的距离m假设电缆中间有2个接头 电缆有中间接头时，应在电缆的两端头处各加3m，电缆的两端各留9m余量，则电缆总长为： 233132292=2361m， 取2400m电缆主芯线截面的选择 按经济电流密度选择 取年最大负荷利用小时数3000h Ied=2.25A Imm=Ica Ae=130.3 选择150铜芯电缆 按长时允许电流校验 查表2-12可知120的铜芯电缆长时 允许电流Ip=414A293A 按短路时的热稳定校验 C=150ti=0.2s Amin =27.7150 C根据P727.1.2 电缆编号：5 中央至采区距离2400m。 选择电缆型号为 mvv-610煤矿用聚氯乙烯绝缘铜芯铠装聚氯乙烯护套电缆 电缆的长度 Kin=1.05L=KinL=1.05（220020）=2331m本电缆中间有2个接头电缆两端各留余810m23313