焦家寨礦51105綜采工作面設(shè)備選型及供電設(shè)計(jì)

摘 要 綜采工作面采用后退式采煤方法，工作面為緩傾斜煤層，煤層平均厚為12米，煤質(zhì)松軟，屬高瓦斯煤層。工作面長(zhǎng)度為100米，采區(qū)一翼的走向長(zhǎng)為700米。采用雙滾筒采煤機(jī)，支架采用低位放頂煤式，同時(shí)在工作面及進(jìn)風(fēng)巷布置運(yùn)輸皮帶及運(yùn)輸絞車。

關(guān)鍵詞 綜采工作面；設(shè)備選型；供電設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)062-0118-02

1 工作面原始資料及設(shè)備選型

1）51105工作面為緩傾斜煤層，煤層平均厚為12米，煤質(zhì)松軟，高瓦斯。工作面長(zhǎng)度為100米，采區(qū)一翼的走向長(zhǎng)為700米。

2）此工作面為綜采工作面，用后退式采煤方法?；夭捎每烧{(diào)高的MG3800W1型雙滾筒采煤機(jī)，支架采用低位放頂煤型號(hào)為ZG3600/17.5/27過(guò)渡架和ZF3100/16/26中間架，工作循環(huán)為兩班生產(chǎn)，一班檢修。

3）工作面采用SGB-764/400刮板運(yùn)輸機(jī)兩部，一部與采煤機(jī)配套，一部與放頂煤支架配套。進(jìn)風(fēng)順槽配有兩部SZB-630/75型轉(zhuǎn)載機(jī)、一部SSJ-1000/125型皮帶式運(yùn)輸機(jī)。一部JH2-14型回柱車用于拉轉(zhuǎn)載機(jī)和伸縮皮帶?；仫L(fēng)設(shè)有液壓泵站，配有JD-11.4、JD-25型調(diào)度絞車用于運(yùn)輸設(shè)備和材料，一部JH2-14型回柱車用于回收金屬棚腿。

2 工作面供電系統(tǒng)簡(jiǎn)述及供電方式

1）6 kV高壓系統(tǒng)由高壓防爆配電箱、高壓雙屏蔽軟電纜、高壓電纜連接器和移動(dòng)變電站等組成。

低壓1 140 V及660 V由低壓饋電開關(guān)（設(shè)有漏電、過(guò)流、短路、過(guò)壓、欠壓保護(hù)裝置），經(jīng)過(guò)屏蔽電纜接至真空起動(dòng)器，通過(guò)屏蔽電纜饋電給各用電設(shè)備。

2）高壓由511采區(qū)配電室，供電至移動(dòng)變電站。（工作面負(fù)荷大，為了減少電壓損失，由移動(dòng)變電站供電）。主要用電設(shè)備：機(jī)組、工作溜，采用1 140 V供電電壓。轉(zhuǎn)載機(jī)、乳化泵、皮帶機(jī)、回柱車、調(diào)度絞車，采用660 V供電電壓。煤電鉆和照明、信號(hào)采用127 V供電。

3）移動(dòng)變電站所帶負(fù)荷采用干線式和輻射式混合供電。

4）采用兩臺(tái)移動(dòng)變電站，一臺(tái)為6 000 V/1140 V（供采煤機(jī)組和刮板運(yùn)輸機(jī)兩部），一臺(tái)為6 000 V/660 V（供其余負(fù)荷）。移動(dòng)變電站在51105進(jìn)風(fēng)車場(chǎng)布置，距進(jìn)風(fēng)口100米處。

3 變壓器容量選擇

1）供采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)（電壓為6 000 V/1 140 V）干變的確定：即用公式：SBj＝KX∑P/COSΦ

需用系數(shù)按下式確定：

KX＝0.4＋0.6PS /∑PN=0.4+0.6×380/780=0.69

（供工作面電機(jī)臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)時(shí)，也可以電動(dòng)機(jī)額定電流及額定電流和計(jì)算，不考慮需用系數(shù)）

SBj＝KX∑P／COSΦ=780×0.69÷0.7=768KVA

2）供其它負(fù)荷變壓器容量的確定：

SBj＝KX∑P／COSΦ=600×0.69÷0.7=591KVA

根據(jù)變壓器的計(jì)算容量，按SBe≥SBj選擇變壓器。

電壓為6 000 V/1 140 V的移動(dòng)變電站，計(jì)算容量為768 KVA，選擇1 000 KVA的移動(dòng)變壓器。

電壓為6 000 V/660 V的移動(dòng)變電站，計(jì)算容量為591 KVA，考慮到以后增加負(fù)荷因素應(yīng)選擇800 KVA的移動(dòng)變壓器。

4 采區(qū)高壓電纜的選擇

4.1 高壓電纜確定遵循的原則

1）供移動(dòng)變電站的高壓電纜選用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。

2）電纜的長(zhǎng)度按LS=K·L計(jì)算：

L—巷道實(shí)際長(zhǎng)度。

K—增長(zhǎng)系數(shù)。

橡膠K=1.1 鎧裝K=1.05

4.2 高壓電纜截面的選擇

1）供6 000 V/1 140 V干變高壓電纜的選擇：

①按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜截面：

根據(jù)公式：Sj=In/Jn（兩臺(tái)設(shè)備不考慮需用系數(shù)）

綜采工作面取：300×2×5小時(shí)=3 000小時(shí)。Jn取2.25

In= KX∑P/√3·U·COSΦ

=1 300×103/1.732×6 000×0.7=179 A

Sj=In/Jn=179/2.25=80 mm2

選用95 mm2電纜一根。

②按持續(xù)允許電流校驗(yàn)電纜截面：

KIP≥Iｇ KIP =218A≥Ig=179A K取1.0

③按電壓損失校驗(yàn)截面：

511區(qū)配電室至移動(dòng)變電站：

根據(jù)公式△U1=K·P·L=1.882×1.33×0.987=2.47％<7%（選擇合理）

5 采區(qū)低壓電纜選型

5.1 低壓電纜確定遵循的原則：

1）鎧裝電纜按所經(jīng)路徑長(zhǎng)度1.05計(jì)算。

2）橡套電纜按所經(jīng)路徑長(zhǎng)度1.10計(jì)算。

3）半固定設(shè)備的電動(dòng)機(jī)至就地控制開關(guān)的電纜長(zhǎng)度一般取5-10米。

4）從起動(dòng)器到電動(dòng)機(jī)的電纜一律采用橡套電纜。1 140 V設(shè)備必須用帶有分相屏蔽的橡膠屏蔽電纜。

5）固定設(shè)備一般應(yīng)用鎧裝電纜，也可用橡套或銅芯塑料電纜。半固定設(shè)備一般應(yīng)用軟電纜。

6）采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯電纜。

5.2 低壓電纜截面的選擇：

1）機(jī)組電纜截面的選擇（支線）：

Ig=Ie=1.00×276>247＝KIP≥Ig

機(jī)組電纜截面選用：MYP-1140-3×95 mm2，長(zhǎng)期允許載流量為271 A。

2）工作溜電纜截面的選擇（支線）：

Ig=Ie=200×0.65=130 A

KIP≥Ig

工作溜電纜截面選用：MYP-1140-3×70 mm2，長(zhǎng)期允許載流量為173A。

3）伸縮帶式運(yùn)輸機(jī)電纜截面選擇（支線）：

Ig=Ie=1.15×125=144 A

KIP≥Ig

伸縮帶式運(yùn)輸機(jī)電纜截面選用：MYP-660-3×50 mm2，長(zhǎng)期允許載流量為173 A。

4）乳化泵電纜截面選擇（支線）：

Ig=Ie=1.15×125=144 A

KIP≥Ig

乳化泵電纜截面選用：MYP-660-3×50 mm2，長(zhǎng)期允許載流量為173 A。

5）轉(zhuǎn)載機(jī)、電纜截面選擇（支線）：

Ig=Ie=1.15×75=86 A

KIP≥Ig

轉(zhuǎn)載機(jī)、電纜截面選用：MYP-660-3×25 mm2，長(zhǎng)期允許載流量為113 A。

6 電氣設(shè)備選擇

6.1 高壓配電裝置電氣參數(shù)選擇

1）按工作電壓選擇：

UZg≥UX

2）按工作電流選擇：

Ie≥Ig

3）按短路條件校驗(yàn)：

Sde≥S\"或Ide≥I\"

4）按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：

Igf≥ich 或 Igf≥Ich

根據(jù)以上參數(shù)，故選擇型號(hào)為BGP-6Z/300A的高爆開關(guān)一臺(tái)，控制6 000 V/1 140 V干變。另選取型號(hào)為BGP-6Z/200A的高爆開關(guān)一臺(tái)，控制6 000 V/660 V干變。

6.2 變壓器的選擇

由于工作面設(shè)備功率大，再考慮到電纜的允許載流量，電源線路的電壓降。一路電源不能承載全部負(fù)荷，故選擇三路電源，兩臺(tái)變壓器。一臺(tái)輸出1140 V電源，供機(jī)組、工作溜。變壓器容量、型號(hào)選擇為：KBSGZY-1000/6。

一臺(tái)輸出660 V電源分兩路，一路供進(jìn)風(fēng)，一路供回風(fēng)。

變壓器容量、型號(hào)選擇為：KBSGZY-800/6。

6.3 低壓電氣設(shè)備選擇

低壓電氣設(shè)備選擇，同高壓配電裝置相同。低壓開關(guān)按極限分?jǐn)嚯娏鬟x擇合格后，一般不在校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。

總開關(guān)選用：KBZ-630/1140 KBZ-630/660

真空起動(dòng)器選用：QBZ型、QJZ型，根據(jù)電壓等級(jí)和負(fù)荷的最大負(fù)荷電流，分別選取開關(guān)容量。

要求所有開關(guān)都具備：過(guò)載、短路、漏電、過(guò)壓、失壓保護(hù)功能。

7 工作面保護(hù)接地系統(tǒng)

保護(hù)接地系統(tǒng)由主接地極、局部接地極、接地母線、輔助接地母線、接地導(dǎo)線等組成。

工作面接地裝置和井下水倉(cāng)主接地裝置相連，構(gòu)成井下總接地網(wǎng)。

對(duì)接地裝置的要求：

局部接地極：鋼板0.6 m2，厚度大于3 mm。也可用直徑不小于35 mm、長(zhǎng)度為1.5 m的鋼管，管上鉆有20個(gè)直徑不小于5 mm的孔。

接地導(dǎo)線：面積25 mm2的銅線或50 mm2的扁鐵、鋼板。

從任一局部接地裝置處所測(cè)得的總接地網(wǎng)的接地電阻值，不得超過(guò)2歐姆。每一移動(dòng)設(shè)備與總接地網(wǎng)的局部接地極之間的接地芯線電阻值，不得超過(guò)1歐姆。

局部接地極必須與輔助接地極之間距離大于5米。

8 工作面設(shè)備布置

1）移動(dòng)變電站和設(shè)備列車上的機(jī)電設(shè)備突出部分同巷道支護(hù)間的距離不應(yīng)小于0.25米，同運(yùn)輸機(jī)的距離為0.7米（檢修方便）。

2）工作面容量較大的電動(dòng)機(jī)應(yīng)靠近電源進(jìn)線。

3）移動(dòng)變電站的位置，一般距工作面100米至300米。由于工作面條件限制，只能放在進(jìn)風(fēng)口。

參考文獻(xiàn)

[1]綜采管理手冊(cè)[M].2000.

[2]煤礦井下供電的三大保護(hù)細(xì)則[M].第3頁(yè).

[3]煤礦電工手冊(cè)—礦井供電下冊(cè)[M].第856頁(yè).