采区排水系统及设备选型.doc

1、第七章 采区排水系统及设备选型第一节 排水系统下山采区必须建有能满足要求的排水系统，采区水仓的有效容量应能容纳4h的采区正常涌水量。说明采区涌水排至地面的排水方式和排水路线。第二节 排水设备选型一、说明：包括排水泵和排水管路的选型。设备和管路选型要有详细的计算过程。对于最大涌水量和正常涌水量差别较大的下山采区,应有规范的水仓、泵房设计；必须有工作、备用和检修水泵.工作水泵的能力，应能在20h内排出采区24h的正常涌水量。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70.工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出采区24h的最大涌水量.检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。必须有工作和备用水管。

2、工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出采区24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应配合工作和备用水泵在20h内排树采区24h的最大涌水量.二、 排水设备选型已知条件：采区正常涌水量qz=96。3m3/h，最大涌水量qmax=127。5 m3/h,水泵房标高H1=210m,排水口标高H2=3.7m,矿井水酸碱度PH=7.21、选型计算：(1）选择水泵正常涌水时水泵必须的排水能力Qz=1.2qz=115.56 m3/h最大涌水时水泵必须的排水能力Qmax=1。2qmax=153 m3/h水泵必须扬程Hb=Hc/g=（H1+H2)/ g=284。9mg取0。75预选水泵名称：耐腐多级离心

3、泵 型号；MD155675流量：Q=155 m3/h 扬程：H=335m（2）选择管路正常涌水时一趟排水管路，最大涌水时两趟排水管路.计算管径取流速Vp=1。52.2(m/s)，则排水管内径dp=（4Q）/(×3600Vp）1/2=0.191m=191mm必须有工作备用的水管故选用219排水管路两趟（3)验算排水时间正常涌水时和最大涌水时每天必须的排水时间分别为Tz=24qz/（1Q）=17.9hTmax=24qmax/2Q=11.8h无论正常涌水还是最大涌水时，每天的排水时间均符合煤矿安全规程第278条要求。（4）验算电机容量工况点在水泵工业利用区域内，根据设备手册选配220 KW

4、电机.第八章 采区供电及装备第一节 供电系统说明8采区采掘设计一个回采，一个掘进共两个工作面.均由23盘区8煤变电所供电，随着采区巷道向下延伸，回采到230813回采工作面时23盘区8煤变电所向下搬迁至采平图上配电点，供电电源由中央变电所转移至23盘区配电所其它供电与现状一样。现以230807回采工作面及230805回风巷掘进工作面为例说明8#供电。第二节 230807综采工作面供电规程（一）供电方案： 230807工作面开采煤层属8#煤层，该工作面轨顺长860m，皮顺长665m，该工作面为一次采全高综采工作面,切眼长度200m。该工作面供电方式如下：(1）、KBSGZY1600/10/3。3

5、KV移动变电站供工作面采煤机3300V电源(2）、KBSGZY2000/10/3。3KV移动变电站供工作面转载机，破碎机及刮板输送机机头3300V电源(3）、KBSGZY1000/10/1.14KV移动变电站供工作面乳化泵、喷雾泵1140V电源（4）、KBSGZY630/10/1。14移动变电站供230807皮顺口皮带机1140V电源(5）、KBSGZY500/10/1.14移动变电站供230807轨顺、皮顺口水泵、绞车等660V电源（6）、10KV电源来自23盘区8煤变电所控制230807回风巷顺口（8#回风与轨道联络处）高压开关为该面供电，同时实现双级闭锁，详见供电系统图。 监测监控设备的

6、供电取自专用电源，闭锁该工作面高压开关（3300V、1140V660V供电）。 （二）主要负荷统计： （1）1#移变（KBSGZY1600/10/3。3KV）负荷统计:采煤机 MG500/1140-WD 1140KW（2)2移变（KBSGZY2000/10/3.3KV）负荷统计:刮板输送机机头 SGZ-960/1050 2×525KW转载机 SZZ960/400 400KW破碎机 PLM-2200 200KW (3）3移变负荷统计：1乳化液泵 BRW200/31。5/125 125KW2乳化液泵 BRW200/31.5/125 125KW3#乳化液泵 BRW200/31.5/125

7、125KW1喷雾泵 BPW250/6。3/45 45KW2#喷雾泵 BPW250/6.3/45 45KW(4）4移变(KBSGZY630/10/1.14KV)负荷统计: 皮带输送机 DSJ-100/100/2×200 2×200KW（5)5#移变负荷(KBSGZY500/10/0.66KV)统计： 回柱绞车 JH-20 2×22KW自 吸 泵 6×30KW（三）变压器容量计算：(1)1移变容量的计算：所带负荷 Pe1140KW Pd需用系数Kx0。4+0.6 Pe 其中：Pd为最大一台电动机额定功率KW 500Kx0.4+0.6×-0.66 1

8、140 Pe 1140 根据公式STKx0。66×940。5KVA COS 0。8P有功功率=855×0。66=620。7KVAS视在功率=620。7/0。8=775.9KVA其中COS取0。8,940.51600KVA故移变满足负荷的要求。（2) 2#移变容量的计算：所带负荷 Pe525×2+400+200=1650KW 525Kx0.4+0。6×- 0.59 1650 Pe 1650 根据公式SKx-0.59×-1219KVA COS 0。8 P有功功率=855×0.59=504KVAS视在功率=504/0.8=630.6KVA其

9、中COS取0。8，12192000KVA移变满足负荷的要求。（3）3移变容量的计算：所带负荷 Pe125×3+45×2465KW 125 Kx0。4+0.6×- 0.56 465 Pe 795 根据公式SKx0。56×-556。5KVA COS 0。8P有功功率=556。5×0。56=311。6KVAS视在功率=311。6/0。8=389。5KVA其中COS取0.8，556。51000KVA移变满足负荷的要求。（4） 4#移变容量的计算：所带负荷 Pe200+200400KW 200 Kx0。4+0.6×- 0。7 400 Pe 40

10、0 根据公式SKx0。7×350KVA COS 0。8 P有功功率=350×0.7=245KVAS视在功率=245/0.8=306.3KVA 其中COS取0.8,350630KVA满足负荷的要求。（5)5移变容量的计算：所带负荷 Pe44+30+18。5+88179.5KW 30Kx0.4+0.6× 0.5 179。5 Pe 179。5 根据公式SKx-0.5×-120KVA COS 0。75P有功功率=120×0。5=60KVAS视在功率=60/0.75=80KVA其中COS取0。75，120500KVA移变满足负荷的要求。（四）、电缆选型1

11、、10KV电缆载流量选择校验回路：供电距离起始点230807皮顺口配电点,终点为230807轨顺巷电气列车总长度为810 m回路负荷:采煤机1140KW、1#乳化液泵125KW、喷雾泵45KW、破碎机200KW、水泵88KW、刮板输送机电机2525KW、2乳化泵125KW、转载机250KW、总计为3023KW，负荷率按照60计算，COS=0.85回路额定电流为：Ig= Kt-同时系数取1；Si-视在功率为；Ig=107A；MYPTJ-70mm2截电缆的载流量为200A故取MYPTJ-50mm2截面的电缆b.按电压损失校验： U=Ue5=500V R= =3。3/Km查表得MYPTJ-3*50m

12、m2电缆R=0.41<3.3/Km，符合电压降要求故选用MYPTJ3*50mm22100m为其供电。2、3300V系统电缆截面的选择1）采煤机电缆的选型 总长度L=280m采煤机1140KW,负荷率按照60%计算,COS=0。85；Ig= 143A; 查表截MCDGP-1.9/3。33*90面的电缆载流量275A>143Ab.按电压损失校验 U=Ue5%=57V R= = 0.82/Km查表得电缆MCPTB3*95mm2R=0.252/Km<0.82/Km符合电压降要求故选用MCDGP1.9/3.33*90电缆为其供电.关于刮板机、转载机、破碎机电缆的选型与上述计算类似3、1

13、140V系统电缆截面的选择1）皮带输送机电缆的选型 总长度L=150m皮带机2200KW,负荷率按照60计算，COS=0.85；Ig= 121A; 查表截MYP3*50 mm2的电缆载流量150A>121Ab.按电压损失校验 U=Ue*5%=57V R= = 1。82/Km查表得电缆MYP350mm2R=0。832/Km1。82/Km符合电压降要求故选用UYPJ3*50 mm2电缆为其供电。（五)、低压开关的整定计算1)660V网络开关的整定自吸泵开关的整定;负荷设备总功率P=30KW；最大负荷设备功率Ps=30KW，使用电缆MYP3*10+12。5 10m 电缆电阻Ro=2.159/k

14、m电缆电抗Xo=0.092/kma、过流整定，根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数；k=0。4+0.6P/Pscos功率因数：取0。7得Ig=37.5Ab、短路整定，根据公式Is=U/2（Ro2+Xo2）1/2得Is=15271Ac、灵敏度计算,根据公式Ke=Is/8Ig=50.901。5回柱绞车开关的整定；负荷设备总功率P=22KW;最大负荷设备功率Ps=22KW，使用电缆MYP3*10+1*2。5 10m 电缆电阻Ro=2。159/km电缆电抗Xo=0.092/kma、过流整定,根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数；k=0。4+0。6P/Pscos-功率

15、因数：取0.7得Ig=27。5Ab、短路整定，根据公式Is=U/2(Ro2+Xo2）1/2得Is=15271Ac、灵敏度计算，根据公式Ke=Is/8Ig=555.311.5馈电开关的整定；负荷设备总功率P=114.16KW；最大负荷设备功率Ps=30KW,使用电缆MYP-370+125 860m 电缆电阻Ro=0.488/km电缆电抗Xo=0.081/kma、过流整定,根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数；k=0.4+0。6P/Pscos-功率因数：取0.7得Ig=79.6Ab、短路整定，根据公式Is=PI+U/2（Ro2+Xo2）1/2得Is=2163Ac、灵敏度计算，根据

16、公式Ke=Is/8Ig=3.37>1.52）1140V网络组合开关的整定皮带机组合开关的整定;负荷设备总功率P=630KW；最大负荷设备功率Ps=315KW,使用电缆2*MYP335+1*16 20m 电缆电阻Ro=0。616/km电缆电抗Xo=0。084/kma、过流整定，根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数；k=0.4+0。6P/Pscos-功率因数：取0.7得Ig=319.1Ab、皮带机电缆最远端短路整定，根据公式Is=U/2（Ro2+Xo2）1/2得Is=91683A乳化泵及喷雾泵组合开关的整定;负荷设备总功率P=295KW;最大负荷设备功率Ps=200KW，使

17、用电缆乳化泵 MYP3*35+1*16 20m 电缆电阻Ro=0。616/km 电缆电抗Xo=0。084/km喷雾泵 MYP3*16 20m 电缆电阻Ro=1.369/km 电缆电抗Xo=0。090/kma、过流整定，根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数;k=0。4+0。6P/Pscos-功率因数：取0.7得Ig=139。6Ab、乳化泵电缆最远端短路整定,根据公式Is=U/2(Ro2+Xo2）1/2得Is=91683A喷雾泵电缆最远端短路整定，根据公式Is=U/2（Ro2+Xo2)1/2得Is=41546A（六）、高压开关的整定计算1)3300V网络组合开关的整定采煤机组合开

18、关的整定；负荷设备总功率P=1140KW;最大负荷设备功率Ps=500KW,使用电缆MCDGP-1。9/3.3-395 280m 电缆电阻Ro=0。247/km 电缆电抗Xo=0。075/kma、过流整定，根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数；k=0。4+0。6P/Pscos-功率因数：取0.7得Ig=189。0Ab、采煤机电缆最远端短路整定，根据公式Is=U/2（Ro2+Xo2）1/2得Is=45657A刮板机、转载机、破碎机组合开关的整定；负荷设备总功率P=1565KW；最大负荷设备功率Ps=525KW，使用电缆刮板机头MCDGP1。9/3。33*35 310m 电缆电阻

19、Ro=0。616/km 电缆电抗Xo=0.084/km刮板机尾MCDGP1.9/3.33*35 120m 电缆电阻Ro=0。616/km 电缆电抗Xo=0.084/km转 载 机 MCDGP-1。9/3。33*35 330m 电缆电阻Ro=0。616/km 电缆电抗Xo=0。084/km破 碎 机MCDGP-1。9/3.33*35 320m 电缆电阻Ro=0.616/km 电缆电抗Xo=0。084/kma、过流整定，根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数;k=0。4+0。6P/Pscos-功率因数：取0。7得Ig=235。2Ab、刮板机头电缆最远端短路整定，根据公式Is=U/2

20、（Ro2+Xo2）1/2得Is=17122A刮板机尾电缆最远端短路整定,根据公式Is=U/2（Ro2+Xo2）1/2得Is=44233A转 载 机电缆最远端短路整定，根据公式Is=U/2（Ro2+Xo2)1/2得Is=16084A破 碎 机电缆最远端短路整定,根据公式Is=U/2（Ro2+Xo2）1/2得Is=16587A2）10KV高压开关的整定根据使用地点及额定电压，选用高压永磁机构配电装置2台；型号为PBG-630/10Y、PBG-630/10Y 分别编号为1、2#其中1#开关作为总开关负荷总计4724KW；2开关只供工作面,负荷总计为3185KW，两开关额定电压为10KV,短路容量Se

21、=125MVA,2秒钟热稳定电流为10KA,额定动稳定电流为25KA.Xz-整定值，Ie-开关的额定电流，Ig-负荷电流过流整定1#高压开关整定，过流整定，根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数;k=0。4+0。6P/Pscos功率因数：取0.7得Ig=186.7AXz×Ie=Ig得Xz=Ig/Ie=186.7/630=0.296取整定值：Xz=0.31高压开关整定，过流整定,根据公式Ig= kP/31/2 Ucos k-需用系数；k=0.4+0.6P/Pscos-功率因数：取0.7得Ig=136AXz×Ie=Ig得Xz=Ig/Ie=136/630=0。22

22、取整定值：Xz=0。3短路保护的整定：1#高压开关：过流值I=（6-12)×Ig=8×186.7=1493。6AXz×Ie=I得Xz=I/Ie=1493。6/630=2.37取整定值：Xz=32#高压开关：过流值I=(6-12）×Ig=8×136=1064AXz×Ie=I得Xz=I/Ie=1064/630=1。69取整定值：Xz=2灵敏度校验：1#高压开关:Ke=Id1(2)/（Xz×Ie)=16565/(3×630)=8.71.52高压开关:Ke=Id1(2)/（Xz×Ie)=16762/（2×

23、;630)=13。3>1.5第三节 230805回风巷掘进供电规程（一） 供电方案：根据生产计划,在8轨道上山临时配电点处：、放置一台KBSGZY630/10/1.14KV移变1#供工作面1140V电源、放置一台KBSGZY500/10/0.69KV移变2供掘进面660V电源、放置两台KBSGZY-500/10/0。69KV移变3#、4#供风机专用主、备电源、放置一台KBSGZY-200/10/0。69KV移变5供掘进面水泵主电源（二）主要负荷统计：移变负荷设备名称规格型号数量额定功率（KW)额定电压（V）额定电流（A)1移变掘进机EBZ-200H138711402452移变皮带机DSJ

24、80/40/2×40140×266044×2刮板机SGZ630/40T14066044除尘风机LZJC111-411166012液压泵站MB-215×266016×2潜水泵ISFZ8012513766040。5自吸泵KFZW15-8011566016.照明综保ZBZ-4。0M146604.43#、4移变风机FBDNO6。3/2×3712×3766040.5×25移变潜水泵ISFZ8012513766040.5自吸泵KFZW15-8011566016（三）变压器容量计算：（1）、由于1#变压器同时带230805轨顺掘

25、进机电源387KW，故所带负荷:Pe=387+387=774KW取需用系数Kx=0。5,平均功率因数CoS为0.7Kx×Pe 0。5×774根据公式S=CoS= 0。7 =552。8KVA根据计算变压器KBSGZY-630/10/1.14移变满足负荷要求。（2)、由于2#变压器同时带230805轨顺660V电源217KW，故所带负荷:Pe=2×40+40+11+15×2+37+15+4=217+217=434KWKx×Pe 0。5×434根据公式S= CoS = 0.7 =310KVA 根据计算变压器KBSGZY500/10/0.66

26、KV移变满足负荷要求。 (3）、由于风机专用3#(4#）变压器同时带230805轨顺风机电源44KW，故所带负荷:Pe=37×2+44=118KWKx×Pe 0.5×118根据公式S= CoS= 0。7=84.3KVA根据计算变压器KBSGZY500/10/0。66KV移变满足负荷要求。(4）、由于水泵5变压器同时带230805轨顺水泵电源52KW,故所带负荷：Pe=37+15+52=104KWKx×Pe 0.5×67根据公式S= CoS = 0.7 =74。3KVA 根据计算变压器KBSGZY-200/10/0.66KV移变满足负荷要求。（四

27、）电缆选择：（1） 、由于本工作面终端负荷较大，但输送距离较远（1439m）故根据公式：U=（P×L）/（A×S) 按照GB 5005295标准用电端的电压变化为+-10%故1140V压降114V其中： P为线路负荷 L为线路长度 A为导体材质系数（铜大概为77） S为电缆截面得出 ：95平方电缆供电最大线路长度约：2154。8米(大于掘进长度要求的范围）故现此采面1140V电缆选型采用95平方电缆供电满足，否则短路整定将达不到规程要求。电缆长时间工作电流校验:1140V电源移变所带综掘机电缆工作电流=245A 查表UYPJ3×95+1×16+3

28、5;6电缆当环境温度250C，载流芯线最高允许工作温升650C时,长期允许负荷电流为285A，大于计算工作电流245A，电缆截面满足要求。（2）、由于本工作面终端负荷分散大,但最大负荷输送距离1300m附近，故根据公式： U=（P*L)/(AS） 按照GB 5005295标准用电端的电压变化为+10%故660V压降66V，其中： P为线路负荷 L为线路长度 A为导体材质系数(铜大概为77） S为电缆截面得出 ：95平方电缆供电最大线路长度约：1815米(由于此面660V动力最大负荷40KW且距离约为1400米)故此采面660V动力电缆选型采用70平方电缆供电满足,否则短路整定将达不到规程要求.

29、电缆长时间工作电流校验：660V电源移变所带合计最大工作电流=200。5A 查表UYPJ-3×90+1×25电缆当环境温度250C,载流芯线最高允许工作温升650C时，长期允许负荷电流为270A,大于计算工作电流193。5A，电缆截面满足要求。（3)、由于本工作面水泵双回路供电，备用电源上述得出，主电源根据公式： U=（PL)/（A*S） 按照GB 50052-95标准用电端的电压变化为+10%故660V压降66V，其中: P为线路负荷 L为线路长度 A为导体材质系数(铜大概为77） S为电缆截面得出 ：35平方电缆供电最大线路长度约：4788。8米故现此采面660V水泵主

30、电缆选型采用35平方电缆供电满足。电缆长时间工作电流校验：660V电源移变所带合计最大工作电流=56。8A 查表UYPJ3×35+1×16+3×6电缆当环境温度250C，载流芯线最高允许工作温升650C时，长期允许负荷电流为122A,大于计算工作电流56。8A，电缆截面满足要求。（4)、本工作面风机双回路供电合计负荷44KW,根据公式： U=(PL）/（A*S） 按照GB 5005295标准用电端的电压变化为+10%故660V压降66V，其中： P为线路负荷 L为线路长度 A为导体材质系数（铜大概为77) S为电缆截面得出 ：35平方电缆供风机660V供电满足。电

31、缆长时间工作电流校验:660V电源移变所带合计最大工作电流=48A 查表UYPJ3×35+1×16+3×6电缆当环境温度250C，载流芯线最高允许工作温升650C时，长期允许负荷电流为122A，大于计算工作电流48A，电缆截面满足要求(五） 低压网络电压损失计算:低压网络损失为变压器，干线、支线各电压损失之和,其要求电压损失不大于其之和。（1）、1140V电源移变所带综掘机低压网络电压损失计算:以630KVA移变1140V负荷要求电压损失要求不高于57V.查表KBSGZY630/10/1.14移变电压损失Ub为12。5V（1。99)其中平均功率因数为0。7，负荷系

32、数为0.6。综掘机干线（支线）电压损失计算： U=（P*L）/(A*S) 其中： P为线路负荷 L为线路长度 A为导体材质系数（铜大概为77） S为电缆截面低压网络电压损失=Ug=12。5+75.6=88.1V根据计算，低压网络电压损失为88。1V，满足不超过114V电压损失的要求。(2）、660V动力移变所带负荷低压网络电压损失计算: 要求不高于69V.查表KBSGZY500/10/0。69移变电压损失Ub为8.8V(1.99)其中平均功率因数为0.7, 负荷系数为0.6. U=（P*L）/(AS） 其中： P为线路负荷 L为线路长度 A为导体材质系数（铜大概为77） S为电缆截面得:第二台

33、移变所带低压网络损失电压Ub+Uz=8.8+46.5=55.3v根据计算，低压网络电压损失为55.3V满足不超过66V电压损失的要求.(六）各点保护装置的整定：(1）、1#移变高压侧保护的整定:短路整定公式Iop1s=Istm+Kde。IN.Ye)/Kb =（570*0。646+0.53570*0。64)/8。3 =287A取Iop1s=3700A过载整定取Iop1s=290A校验灵敏I2d1/KbIop。S=3700/8.3*290 =1.54>1.5满足灵敏度要求 1#移变低压侧保护整定 短路整定 公式Iop1s=Istm+Kde.IN.Ye =570*0。64*6+0.53*570*0。64=2382A取Iop1s=30000A 过载整定：取Iop1s=2400A 校灵敏度：Id2/Iop。s=30000/8.3×2400=1.506>1。5 满足灵敏度要求。(2)、2移变高压侧保护的整定: 短路整定公式Iop1s=Istm+Kde。IN.Ye)/Kb =(4130.646+0.53*4130.64)/8。3 =208A取Iop1s=2500A过载整定取Iop1s=250A校验灵敏I2d1/KbIop。S=2500/8。3250=1。506&g