工程案例二掘进工作面供电设计

掘进工作面供电设计

一．某采区主要原始资料

1.采区巷道布置及开采方法

高瓦斯矿井，采区为缓倾斜煤层，东西走向，向南倾斜，倾角8°～10°。煤质中硬，高瓦斯，煤层平均厚度为2.5m，一次采全高。采区采用中间上山开采，采区内分三个区段，区段长166m，其中工作面长150m，上顺槽宽3.5m，下顺槽宽4m，保安煤柱8.5m，采区一翼走向长860m。

采煤方法采用走向长壁区内后退式，东西两翼同时开采。东西两翼各设一个综采工作面，采煤机用可调高的MLS3-340型双滚筒采煤机，支护用ZY35型支撑掩护式液压支架。煤巷掘进采用S100型掘进机。采煤和掘进工作面均采取三班生产一班检修的工作方式。

2．运输及通风情况

采区巷道布置如图所示。工作面落煤由可弯曲刮板输送机，经顺槽刮板转载机，可伸缩胶带输送机运至运输上山，运输上山采用三部宽为1000mm的胶带输送机将煤运至采区煤仓。掘进落煤由掘进转载机、可伸缩胶带输送机运至采区运输上山，最后进入采区煤仓。

工作面所需材料和设备的运输，用110kW单滚筒绞车从轨道上山运至轨道平巷，再由调度绞车运至工作面。

采区通风系统的新鲜风流由水平运输大巷，经采区运输上山、运输平巷进入工作面，污浊风流经轨道平巷、轨道上山、采区回风石门至斜风井。

3．电源情况

采区变电所的位置设在采区上山的中部，位于轨道上山与运输上山之间的横贯内。

4. 掘进工作面设备

掘进工作面采用SJ100型掘进（包括转载机），SSJ-80/2×40型可伸缩带式输送机，设备布置见图1，设备额定参数见负荷统计表1

序号用电设备名称

电动机

型号

设备

台数

电动机功率

kW

额定电压

V

额定电流

A

①S100型掘进机（包括转载机） 1 100(60)+45+10660135.6

②煤电钻MZ2-12 1 1.2127 9

③4BA-18A型小水泵JQ241-2 1 5.5 660 6.3

④SSJ-80/2×40型可伸缩带式输送机JDSB-40 1 40×266045×2

⑤张紧绞车 1 4 660 4.6

⑥局部通风机JBT61-2 1 14 66015.8

合计18

二．掘进工作面供电设计

1.供电系统拟定

供电系统图的拟定应满足供电安全、可靠、经济、系统简单、操作方便等煤矿企业对供电的要求。其具体拟定系统图2。

2.掘进工作面配电点及移动变电站位置的确定

根据位置确定原则和本采区的具体情况，掘进配电点设在距掘进头80m处，移动变电站设在掘进巷道入口处。

3.给掘进工作面供电的移动变电站及给局扇供电的干变选择

图1 掘进工作面机电设备布置示意图

图2 掘进供电系统图

由于该矿为高瓦斯矿，对高沼矿按照“三专两闭锁”要求，局部通风机使用专用变压器。而掘进工作面其他设备选用一台移动变电站。

掘进工作面变压器的计算容量为

=∑=

Wm N de COS P φK S T KVA 18965

.07

.2455.0=⨯ （1）

式中

N

P

∑——用电设备额定功率之和，

=∑N P 155+40×2+4+1.2+5.5=245.7KW （2）

de K ——需用系数，查需用系数表得0.5；

wm cos ϕ——变压器负载的加权平均功率因数，查加权功率因数表得65.0cos wm =ϕ。

查表选择KBSGZY-315/6型隔爆移动变电站一台，其额定容量为315kVA ，额定电压为6kV/0.69kV ，阻抗电压百分数Uz%为4，短路损耗ΔP NT 为2.2kW 。

给局扇供电的变压器选择一台KBSG-50/6的隔爆干式变压器。

3.供电电缆的选择 1)确定电缆的型号和长度

根据电缆型号的确定原则，全部选择矿用阻燃型电缆，其型号选择如下：

由采区变电所至移动变电站的高压电缆，选用MYPTJ-3.6/6型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆；掘进机选用MCP-0.66/1.14型矿用移动屏蔽橡套软电缆；其它从启动器至电动机，以及向顺槽供电的干线电缆均选用MYP-0.38/0.66型矿用移动屏蔽橡套软电缆；电钻和照明选用电钻专用MZP-0.3/0.5型矿用屏蔽电钻电缆。

（1）高压电缆的长度确定

以采区变电所到移动变电站电缆为例说明高压电缆长度确定。

m 285102491.1h in h =+⨯==）（L K L （3）

式中：K in ——橡套电缆的弯曲系数；

249 ——采区变电所到移动变电站的距离；

10 ——变电所硐室内的长度。 （2）低压电缆的长度确定

①移动变电站至掘进工作面配电点的干线电缆长度。

m 9468601.1to in m =⨯==L K L （4）

式中： 860 ——移动变电站到掘进工作面配电点巷道长度。 ②电磁启动器到掘进机的支线电缆长度

m 915801.1to in bl =+⨯==L K L ，取100m

式中： 90---电磁启动器到掘进机的距离，另外在增加5米机头活动距离。 其他工作面设备支线电缆的长度参照上述方法选择。 2）电缆主芯线截面的选择

（1）向移动变电站供电的高压电缆截面选择

首先按长时允许电流选择，采区变电所至移动变电站电缆的最大长时工作电流：

I ca =

A 18.186

3189U

3S T =⨯=

（5）

查表选择截面为25mm 2

的电缆，其长时允许电流为121A ＞18.18A 。选用MYPTJ-3.6/6-3×25+3×

16/3+3×2.5型移动变电站专用高压电缆。（由于此型号的电缆目前最小截面为25mm 2

，所以从采区变电所至移动变电站的电缆选用此种电缆）。（设环境温度为25℃）

所选电缆截面还应按短路时的热稳定条件进行校验。

短路时的热稳定条件校验：2min 4.2125.0112

4811

mm t C

I A i ss ==

=

＜25mm 2 校验合格 式中I ss ——三相短路电流稳态值A ，设采区6kV 母线短路容量为50 MV A,则

A U

s ss 48116

3503I )3(=⨯=

=

Ｓ （6）

C----导体材料的热稳定系数，查导线热稳定系数表得：112

t i ----短路电流的假想作用时间： s 25.005.02.0i =+=t （7）

0.2——高压配电箱固有分闸时间。

（2）低压电缆截面的选择 ①选择支线电缆截面。

支线电缆的截面应按机械强度和长时允许电流选择和校验，下面以掘进机支线为例选择支线电缆的截面。

查表选择满足机械强度的最小截面为35mm 2

。其长时允许电流为138A 大于掘进机额定电流135.6A 。

但考虑到线路较长，线路的电压损失较大所以选择50mm 2

的电缆。再考虑到控制上的要求，最后确定选用MCP-0.66/1.14-3×50＋1×16＋3×6型采掘机用屏蔽橡套软电缆。