山西煤炭进出口集团洪洞恒兴煤业掘进工作面机电设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 山西煤炭进出口集团洪洞恒兴煤业有限公司 3#回风大巷机电技术资料总工程师：科长：资料提供人：提供日期： 依据生产科编写3#回风大巷掘进规程通知单要求，我科提供以下技术资料，望十四冶项目部依据煤矿作业规程编写的相关规定和我科提供的技术资料认真编写3#回风大巷掘进作业规程。若有疑问或需要协调的事项，请与资料提供人进行沟通。压风系统一、系统参数1、压风来自地面压风机，安装两台OGFD-22/8螺杆式空气压缩机，排气量22m/min，排气压力0.8MPa，电机功率132kw。2、3号回风大巷压风网络地面压风机副斜井副井底变电所回风大巷3号专用回风巷3号回风大巷二、压风管路参数及布置从压风机经一趟108mm无缝钢管管路(30m)至副斜井井口，经一趟108mm无缝钢管管路（370m）沿副斜井井筒入井，经一趟108mm无缝钢管管路（100m）通过副井底变电所至回风大巷，经一趟108mm无缝钢管管路（120m）沿回风大巷至3号专用回风巷口，经一趟108mm无缝钢管管路（700m）沿3#专用回风巷至3#回风大巷工作面。三、用风设备用风量计算风动工具用风量一览表名称型号台数耗气量(M3)/min需用系数备注锚杆钻机MQT-120/2.8324.2=8.40.3一台备用气腿凿岩机YT-27423.12=6.240.8两台备用气镐G10421.56=3.120.3两台备用喷浆机PS-51116=60.4合计1111.95考虑到喷浆机与其它风动工具不同时使用，所以按照其它风动工具最大用风量计算：式中：Q需风量1由于我矿压风管路全长3000m，取1.22风动机械磨损耗气量增加系数，取1.15海拔高度修正系数，取1.03K1风动工具的同时使用系数Q=11.95m3/min由于22m3/min11.95m3/min所以满足要求。四、管理规定1、掘进面班组长及电钳工必须对压风系统进行巡查，发现漏风必须立即处理。2、井下压风管路和阀门的日常管理由十四冶项目部负责。3、因工作面推进需延长压风管路或安装压风自救装置时，必须将上一级阀门严密关闭，防止漏风。4、第一组压风自救装置安装在距巷道开口50米范围内，之后距工作面50米安装一套压风自救装置，每组不少于5个，安装高度距底板不低于1.6米。5、严格执行其他相关规定。附图十：3#回风大巷压风系统图 排水系统一、地质基本情况1、正常涌水量为 1m/h。2、最大涌水量为 30m/h。3、巷道单台水泵最长排水距离为 1000m。4、3号回风大巷开口处（标高：1066）巷道终点处标高（962）最高点与最低点的落差为104m。二、水泵的选择1、流量：根据采区排水有关规定,要求投入工作水泵的能力为实际涌水量的5倍。即：QB5qz（m/h）QB5（m/h）qz实际涌水量（m/h）QB工作水泵必须的排水能力（m/h）2、扬程的确定（1）H1=1066-962=104m（2）管路的阻力损失：H2=1000/1001.2=12m（3）附件的阻力损失：考虑管路附件有1个逆止阀，1个阀门，3个弯头。根据计算与查表得：逆止阀的折合管路长度为：100100/1000=10m阀门的折合管路长度为： 13100/1000=1.3m弯头的折合管路长度为：325100/1000=7.5m即：附件折合管路长度损失为：10+1.3+7.5=18.8m则：附件折合管路阻力损失为：H3=18.8/1001.1=0.20m即:水泵扬程HH1+H2+H3=104+12+0.2=116.2m则：根据水泵流量、扬程计算，水仓内选择D25-305多级离心泵满足要求。3、管径的选择： 式中：dp排水管内径（m）； Q通过管子的流量（m3/h）； VP管道中经济流速，取1.02.6m/s；根据计算排水管路应选择一趟4寸管路，备用管路与主排水管路具有同等排水能力，所以本工作面排水管路应选用两趟4寸管路较为合适。三、排水方案的确定根据上述计算及工作面实际情况,3号回风大巷在开始掘进过程中工作面必须跟随一台D25-305水泵，通过工作面安设的两趟4寸排水管路排出。四、排水路线3号回风大巷工作面排水路线为：掘进工作面3#回风大巷3号专用回风巷回风大巷副斜井底变电所副井轨道巷中央水仓地面。五、管路吊挂标准悬挂方式：非行人侧帮部吊挂。悬挂装置：吊钩悬挂标准：沿巷道非行人侧每10m施工安装一个吊钩。悬挂要整齐，成一直线，管路刷黑漆，并每隔10m贴一管路标志牌，注明其规格、走向等。附图十三：3号回风大巷排水系统图供 电一、供电设备选择设备电源引自副斜井井底配电点1#、2#馈电和基建变电所4#馈电，局部通风机选用专用变压器供电，供电电压为660V；工作面设备选用2台移变供电，一台供机掘，电压1140v，一台供其它动力用电，电压660v，供电距离1000m。二、变压器的选型计算及校验1、3号回风大巷掘进机变压器选择：S=PKx/=2610.4/0.6=174KVA式中：变压器供电设备额定功率之和 160KW+90KW+11 KWKx需用系数，Kx= 0.4加权平均功率因数，=0.6根据计算，预选取一台400KVA移动变电站供电。按负荷系数0.85考虑，261KVA0.85= 222 KVA因为400KVA 222 KVA，所以选择 KBSGZY-R-400/6/1140型号移动变电站满足要求。2、3号回风大巷动力变压器选择：S=PKx/=1250.4/0.6=83.3KVA式中：变压器供电设备额定功率之和 ；计算取值125KWKx需用系数，Kx= 0.4加权平均功率因数，=0.6根据计算，预选取一台400KVA移动变电站供电。按负荷系数0.85考虑，125KVA0.85= 110KVA因为400KVA 110KVA，所以选择 KBSGZY-R-400/6/660型号移动变电站满足要求。3、3号回风大巷局扇变压器选择：S=PKx/=300.4/0.6=20KVA 式中：变压器供电设备额定功率之和；计算取值30KWKx需用系数，Kx= 0.4加权平均功率因数，=0.6根据计算，预选取一台200KVA移动变电站供电。按负荷系数0.85考虑，30KVA0.85= 26KVA因为200KVA 26KVA，所以选择 KBSGZY-R-200/6/660型号移动变电站满足要求。三、电缆的选型计算及校验根据该工作面供电电压、工作条件，电缆敷设路径及供电负荷，选择电缆。1、掘进机组电缆的选型：（1）电缆的实际长时工作电流：依据公式：式中：电缆所负担设备额定功率之和， 供电电压，=1200V需用系数，Kx=0.4功率因数，=0.6计算得到： Ica=83.71A根据计算结果拟选用MCP-370+125电缆，其长时允许通过电流为215A83.71A，所以选择电缆符合要求，电缆长度约1000米。（2）按允许损失电压校验电压等级为1140V的电网允许电压损失U允U2NT95%UN=117V式中：U2NT变压器二次侧电压 UN 电缆上的电压（3）按电压损失校验电缆截面:电缆的电压损失为：式中： 电缆所供设备最大功率，需用系数，电缆的长度，m电缆上的额定电压,V 电缆的电导率,电缆截面,（4）变压器的电压损失为：式中：变压器正常运行时，变压器低压侧的负荷电流，A；变压器低压侧的额定电流，A； 变压器的电阻压降百分比数，短路损耗,额定容量， 电抗压降百分数， 变压器阻抗电压百分数，由上式得：（5）剩余允许电压损失： （6）按允许电缆电压损失校验电缆截面： 式中： 电缆所负担设备额定功率之和 需用系数，Kx= 0.4 电缆的长度，m 电缆上的额定电压,V 电缆的电导率,(查表)由于7027.52因此选取MCP-370+125型号电缆合理。2、工作面动力电缆的选型：（1）电缆的实际长时工作电流：依据公式：式中：电缆所负担设备额定功率之和， 供电电压，=660V需用系数，Kx=0.4功率因数，=0.6根据计算结果拟选用MYP-350+125电缆，其长时允许通过电流为173A72.89A，所以选择电缆符合要求，电缆长度约800米。（2）按允许损失电压校验电压等级为660V的电网允许电压损失U允U2NT95%UN= 63 V式中：U2NT变压器二次侧电压 UN 电缆上的电压按电压损失校验电缆截面:（3）电缆的电压损失为：式中： 电缆所供设备最大功率， 需用系数， 电缆的长度，m 电缆上的额定电压,V 电缆的电导率, 电缆截面,（4）变压器的电压损失为：式中：变压器正常运行时，变压器低压侧的负荷电流，A； 变压器低压侧的额定电流，A； 变压器的电阻压降百分比数，短路损耗, 额定容量， 电抗压降百分数， 变压器阻抗电压百分数，由上式得：（5）剩余允许电压损失： （6）按允许电缆电压损失校验电缆截面：式中： 电缆所负担设备额定功率之和 需用系数，Kx= 0.4 电缆的长度，m 电缆上的额定电压,V 电缆的电导率,(查表)由于5041.27因此选取MYP-350+125型号电缆合理。四、保护装置的整定计算1、掘进机组过流保护整定（1）整定原则过流整定选取值过流应依据开关可调整范围略大于或等于所带设备额定电流Ie。如果开关带皮带负荷，为躲过皮带启动电流，过流整定值应依据开关可调整范围取所带设备额定电流Ie的1.5倍。（2）计算公式（额定电流Ie）单台设备整定电流值：=1.5=140A多台设备整定电流值：=+ 式中：容量最大的电动机额定启动电流，A 其余电动机的额定电流之和，A2、利用两相短路电流值进行校验（1）计算原则被保护线路末端两相短路电流计算时，阻抗值从变压器低压侧算起，加上被保护线路全长的阻抗（总开关计算被保护线路的阻抗时，电缆阻抗忽略不计，只考虑变压器二次侧阻抗值）。被保护设备所带负荷中的最大负荷的启动电流按该设备额定电流的57倍计算。（2）计算公式变压器阻抗：Zb=Ud%Ue2/Se 式中：Ud%变压器阻抗电压，V Ue 变压器额定电压，V Se变压器容量，VA掘进机组变压器阻抗：Zb=Ud%Ue2/Se=412002/400=0.024换算低压侧后的阻抗Zb=2Zb=0.048被保护线路的阻抗电抗： =0.06 式中：千伏以下的电缆单位长度的电抗值：0.06欧姆/千米；L线路长度km电阻：=0.3039 式中：L线路长度，mS导线截面积，mm电导率（m/ *mm，铜芯软电缆按65时考虑取42.5，铜芯铠装电缆按65时考虑取48.6） 短路点电弧电阻，取0.01 电缆的阻抗=0.309所以总阻抗=0.357两相短路电流计算Id(2)Ue/2 =1680.67A掘进机最远端两相短路电流灵敏度校验Id(2)/ 1.5式中：Id(2)被保护电缆线路的两相短路电流值，A 电流整定值，A1680.67/(1405)=2.41.5所以，满足要求。3、工作面动力保护整定 （1）整定原则过流整定选取值过流应依据开关可调整范围略大于或等于所带设备额定电流Ie。如果开关带皮带负荷，为躲过皮带启动电流，过流整定值应依据开关可调整范围取所带设备额定电流Ie的1.5倍。（2）计算公式（额定电流Ie）单台设备整定电流值：=1.5多台设备整定电流值：=+=125A式中：容量最大的电动机额定启动电流，A 其余电动机的额定电流之和，A4、利用两相短路电流值进行校验（1）计算原则被保护线路末端两相短路电流计算时，阻抗值从变压器低压侧算起，加上被保护线路全长的阻抗（总开关计算被保护线路的阻抗时，电缆阻抗忽略不计，只考虑变压器二次侧阻抗值）。被保护设备所带负荷中的最大负荷的启动电流按该设备额定电流的57倍计算。（2）计算公式变压器阻抗：Zb=Ud%Ue2/Se 式中：Ud%变压器阻抗电压，V Ue 变压器额定电压，V Se变压器容量，VA工作面动力变压器阻抗：Zb=Ud%Ue2/Se=46902/400000=0.013换算低压侧后的阻抗Zb=2Zb=0.026被保护线路的阻抗电抗：=0.048 式中：千伏以下的电缆单位长度的电抗值：0.06欧姆/千米；L线路长度km电阻：=0.339 式中：L线路长度，mS导线截面积，mm电导率（m/mm，铜芯软电缆按65时考虑取42.5，铜芯铠装电缆按65时考虑取48.6） 短路点电弧电阻，取0.01 电缆的阻抗=0.342所以总阻抗=0.368两相短路电流计算Id(2)Ue/2 =940A工作面动力最远端两相短路电流灵敏度校验Id(2)/ 1.5式中：Id(2)被保护电缆线路的两相短路电流值，A 电流整定值，A940/(1255)=1.511.5所以，满足要求。开关型号配置表负荷名称开关型号负荷(kw)电压等级(kv)整定值(A)备注gzdz水泵QBZ-80Z220.6625100一台备用皮带QBZ-120400.6646368喷浆机BQD-805.50.66756局部通风机QBZ-2X80300.6635280掘进机分控KBZ-4002611.14180900除尘风机QBZ-805.