掘進(jìn)工作面機(jī)電設(shè)計(jì)

1、 山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)有限公司 SHANXI COAL IMP.&EXP.GROUP CO.,LTD.山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)洪洞恒興煤業(yè)有限公司 3#回風(fēng)大巷機(jī)電技術(shù)資料總工程師：科長(zhǎng)：資料提供人：提供日期： 依據(jù)生產(chǎn)科編寫3#回風(fēng)大巷掘進(jìn)規(guī)程通知單要求，我科提供以下技術(shù)資料，望十四冶項(xiàng)目部依據(jù)煤礦作業(yè)規(guī)程編寫的相關(guān)規(guī)定和我科提供的技術(shù)資料認(rèn)真編寫3#回風(fēng)大巷掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程。若有疑問或需要協(xié)調(diào)的事項(xiàng)，請(qǐng)與資料提供人進(jìn)行溝通。壓風(fēng)系統(tǒng)一、系統(tǒng)參數(shù)1、壓風(fēng)來(lái)自地面壓風(fēng)機(jī)，安裝兩臺(tái)OGFD-22/8螺桿式空氣壓縮機(jī)，排氣量22m/min，排氣壓力0.8MPa，電機(jī)功率132kw。2、3號(hào)回風(fēng)大巷壓風(fēng)網(wǎng)絡(luò)地面

2、壓風(fēng)機(jī)副斜井副井底變電所回風(fēng)大巷3號(hào)專用回風(fēng)巷3號(hào)回風(fēng)大巷二、壓風(fēng)管路參數(shù)及布置從壓風(fēng)機(jī)經(jīng)一趟108mm無(wú)縫鋼管管路(30m)至副斜井井口，經(jīng)一趟108mm無(wú)縫鋼管管路（370m）沿副斜井井筒入井，經(jīng)一趟108mm無(wú)縫鋼管管路（100m）通過副井底變電所至回風(fēng)大巷，經(jīng)一趟108mm無(wú)縫鋼管管路（120m）沿回風(fēng)大巷至3號(hào)專用回風(fēng)巷口，經(jīng)一趟108mm無(wú)縫鋼管管路（700m）沿3#專用回風(fēng)巷至3#回風(fēng)大巷工作面。三、用風(fēng)設(shè)備用風(fēng)量計(jì)算風(fēng)動(dòng)工具用風(fēng)量一覽表名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)耗氣量(M3)/min需用系數(shù)備注錨桿鉆機(jī)MQT-120/2.8324.2=8.40.3一臺(tái)備用氣腿鑿巖機(jī)YT-27423.12=6

3、.240.8兩臺(tái)備用氣鎬G10421.56=3.120.3兩臺(tái)備用噴漿機(jī)PS-51116=60.4合計(jì)1111.95考慮到噴漿機(jī)與其它風(fēng)動(dòng)工具不同時(shí)使用，所以按照其它風(fēng)動(dòng)工具最大用風(fēng)量計(jì)算：式中：Q需風(fēng)量1由于我礦壓風(fēng)管路全長(zhǎng)3000m，取1.22風(fēng)動(dòng)機(jī)械磨損耗氣量增加系數(shù)，取1.15海拔高度修正系數(shù)，取1.03K1風(fēng)動(dòng)工具的同時(shí)使用系數(shù)Q=11.95m3/min由于22m3/min11.95m3/min所以滿足要求。四、管理規(guī)定1、掘進(jìn)面班組長(zhǎng)及電鉗工必須對(duì)壓風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)必須立即處理。2、井下壓風(fēng)管路和閥門的日常管理由十四冶項(xiàng)目部負(fù)責(zé)。3、因工作面推進(jìn)需延長(zhǎng)壓風(fēng)管路或安裝壓風(fēng)自救

4、裝置時(shí)，必須將上一級(jí)閥門嚴(yán)密關(guān)閉，防止漏風(fēng)。4、第一組壓風(fēng)自救裝置安裝在距巷道開口50米范圍內(nèi)，之后距工作面50米安裝一套壓風(fēng)自救裝置，每組不少于5個(gè)，安裝高度距底板不低于1.6米。5、嚴(yán)格執(zhí)行其他相關(guān)規(guī)定。附圖十：3#回風(fēng)大巷壓風(fēng)系統(tǒng)圖 排水系統(tǒng)一、地質(zhì)基本情況1、正常涌水量為 1m/h。2、最大涌水量為 30m/h。3、巷道單臺(tái)水泵最長(zhǎng)排水距離為 1000m。4、3號(hào)回風(fēng)大巷開口處（標(biāo)高：1066）巷道終點(diǎn)處標(biāo)高（962）最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的落差為104m。二、水泵的選擇1、流量：根據(jù)采區(qū)排水有關(guān)規(guī)定,要求投入工作水泵的能力為實(shí)際涌水量的5倍。即：QB5qz（m/h）QB5（m/h）qz實(shí)際涌

5、水量（m/h）QB工作水泵必須的排水能力（m/h）2、揚(yáng)程的確定（1）H1=1066-962=104m（2）管路的阻力損失：H2=1000/1001.2=12m（3）附件的阻力損失：考慮管路附件有1個(gè)逆止閥，1個(gè)閥門，3個(gè)彎頭。根據(jù)計(jì)算與查表得：逆止閥的折合管路長(zhǎng)度為：100100/1000=10m閥門的折合管路長(zhǎng)度為： 13100/1000=1.3m彎頭的折合管路長(zhǎng)度為：325100/1000=7.5m即：附件折合管路長(zhǎng)度損失為：10+1.3+7.5=18.8m則：附件折合管路阻力損失為：H3=18.8/1001.1=0.20m即:水泵揚(yáng)程HH1+H2+H3=104+12+0.2=116.2

6、m則：根據(jù)水泵流量、揚(yáng)程計(jì)算，水倉(cāng)內(nèi)選擇D25-305多級(jí)離心泵滿足要求。3、管徑的選擇： 式中：dp排水管內(nèi)徑（m）； Q通過管子的流量（m3/h）； VP管道中經(jīng)濟(jì)流速，取1.02.6m/s；根據(jù)計(jì)算排水管路應(yīng)選擇一趟4寸管路，備用管路與主排水管路具有同等排水能力，所以本工作面排水管路應(yīng)選用兩趟4寸管路較為合適。三、排水方案的確定根據(jù)上述計(jì)算及工作面實(shí)際情況,3號(hào)回風(fēng)大巷在開始掘進(jìn)過程中工作面必須跟隨一臺(tái)D25-305水泵，通過工作面安設(shè)的兩趟4寸排水管路排出。四、排水路線3號(hào)回風(fēng)大巷工作面排水路線為：掘進(jìn)工作面3#回風(fēng)大巷3號(hào)專用回風(fēng)巷回風(fēng)大巷副斜井底變電所副井軌道巷中央水倉(cāng)地面。五、管

7、路吊掛標(biāo)準(zhǔn)懸掛方式：非行人側(cè)幫部吊掛。懸掛裝置：吊鉤懸掛標(biāo)準(zhǔn)：沿巷道非行人側(cè)每10m施工安裝一個(gè)吊鉤。懸掛要整齊，成一直線，管路刷黑漆，并每隔10m貼一管路標(biāo)志牌，注明其規(guī)格、走向等。附圖十三：3號(hào)回風(fēng)大巷排水系統(tǒng)圖供 電一、供電設(shè)備選擇設(shè)備電源引自副斜井井底配電點(diǎn)1#、2#饋電和基建變電所4#饋電，局部通風(fēng)機(jī)選用專用變壓器供電，供電電壓為660V；工作面設(shè)備選用2臺(tái)移變供電，一臺(tái)供機(jī)掘，電壓1140v，一臺(tái)供其它動(dòng)力用電，電壓660v，供電距離1000m。二、變壓器的選型計(jì)算及校驗(yàn)1、3號(hào)回風(fēng)大巷掘進(jìn)機(jī)變壓器選擇：S=PKx/=2610.4/0.6=174KVA式中：變壓器供電設(shè)備額定功率之

8、和 160KW+90KW+11 KWKx需用系數(shù)，Kx= 0.4加權(quán)平均功率因數(shù)，=0.6根據(jù)計(jì)算，預(yù)選取一臺(tái)400KVA移動(dòng)變電站供電。按負(fù)荷系數(shù)0.85考慮，261KVA0.85= 222 KVA因?yàn)?00KVA 222 KVA，所以選擇 KBSGZY-R-400/6/1140型號(hào)移動(dòng)變電站滿足要求。2、3號(hào)回風(fēng)大巷動(dòng)力變壓器選擇：S=PKx/=1250.4/0.6=83.3KVA式中：變壓器供電設(shè)備額定功率之和 ；計(jì)算取值125KWKx需用系數(shù)，Kx= 0.4加權(quán)平均功率因數(shù)，=0.6根據(jù)計(jì)算，預(yù)選取一臺(tái)400KVA移動(dòng)變電站供電。按負(fù)荷系數(shù)0.85考慮，125KVA0.85= 110K

9、VA因?yàn)?00KVA 110KVA，所以選擇 KBSGZY-R-400/6/660型號(hào)移動(dòng)變電站滿足要求。3、3號(hào)回風(fēng)大巷局扇變壓器選擇：S=PKx/=300.4/0.6=20KVA 式中：變壓器供電設(shè)備額定功率之和；計(jì)算取值30KWKx需用系數(shù)，Kx= 0.4加權(quán)平均功率因數(shù)，=0.6根據(jù)計(jì)算，預(yù)選取一臺(tái)200KVA移動(dòng)變電站供電。按負(fù)荷系數(shù)0.85考慮，30KVA0.85= 26KVA因?yàn)?00KVA 26KVA，所以選擇 KBSGZY-R-200/6/660型號(hào)移動(dòng)變電站滿足要求。三、電纜的選型計(jì)算及校驗(yàn)根據(jù)該工作面供電電壓、工作條件，電纜敷設(shè)路徑及供電負(fù)荷，選擇電纜。1、掘進(jìn)機(jī)組電纜的

10、選型：（1）電纜的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流：依據(jù)公式：式中：電纜所負(fù)擔(dān)設(shè)備額定功率之和， 供電電壓，=1200V需用系數(shù)，Kx=0.4功率因數(shù)，=0.6計(jì)算得到： Ica=83.71A根據(jù)計(jì)算結(jié)果擬選用MCP-370+125電纜，其長(zhǎng)時(shí)允許通過電流為215A83.71A，所以選擇電纜符合要求，電纜長(zhǎng)度約1000米。（2）按允許損失電壓校驗(yàn)電壓等級(jí)為1140V的電網(wǎng)允許電壓損失U允U2NT95%UN=117V式中：U2NT變壓器二次側(cè)電壓 UN 電纜上的電壓（3）按電壓損失校驗(yàn)電纜截面:電纜的電壓損失為：式中： 電纜所供設(shè)備最大功率，需用系數(shù)，電纜的長(zhǎng)度，m電纜上的額定電壓,V 電纜的電導(dǎo)率,電纜截面,

11、（4）變壓器的電壓損失為：式中：變壓器正常運(yùn)行時(shí)，變壓器低壓側(cè)的負(fù)荷電流，A；變壓器低壓側(cè)的額定電流，A； 變壓器的電阻壓降百分比數(shù)，短路損耗,額定容量， 電抗壓降百分?jǐn)?shù)， 變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，由上式得：（5）剩余允許電壓損失： （6）按允許電纜電壓損失校驗(yàn)電纜截面： 式中： 電纜所負(fù)擔(dān)設(shè)備額定功率之和 需用系數(shù)，Kx= 0.4 電纜的長(zhǎng)度，m 電纜上的額定電壓,V 電纜的電導(dǎo)率,(查表)由于7027.52因此選取MCP-370+125型號(hào)電纜合理。2、工作面動(dòng)力電纜的選型：（1）電纜的實(shí)際長(zhǎng)時(shí)工作電流：依據(jù)公式：式中：電纜所負(fù)擔(dān)設(shè)備額定功率之和， 供電電壓，=660V需用系數(shù)，Kx=0.4

12、功率因數(shù)，=0.6根據(jù)計(jì)算結(jié)果擬選用MYP-350+125電纜，其長(zhǎng)時(shí)允許通過電流為173A72.89A，所以選擇電纜符合要求，電纜長(zhǎng)度約800米。（2）按允許損失電壓校驗(yàn)電壓等級(jí)為660V的電網(wǎng)允許電壓損失U允U2NT95%UN= 63 V式中：U2NT變壓器二次側(cè)電壓 UN 電纜上的電壓按電壓損失校驗(yàn)電纜截面:（3）電纜的電壓損失為：式中： 電纜所供設(shè)備最大功率， 需用系數(shù)， 電纜的長(zhǎng)度，m 電纜上的額定電壓,V 電纜的電導(dǎo)率, 電纜截面,（4）變壓器的電壓損失為：式中：變壓器正常運(yùn)行時(shí)，變壓器低壓側(cè)的負(fù)荷電流，A； 變壓器低壓側(cè)的額定電流，A； 變壓器的電阻壓降百分比數(shù)，短路損耗, 額定

13、容量， 電抗壓降百分?jǐn)?shù)， 變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，由上式得：（5）剩余允許電壓損失： （6）按允許電纜電壓損失校驗(yàn)電纜截面：式中： 電纜所負(fù)擔(dān)設(shè)備額定功率之和 需用系數(shù)，Kx= 0.4 電纜的長(zhǎng)度，m 電纜上的額定電壓,V 電纜的電導(dǎo)率,(查表)由于5041.27因此選取MYP-350+125型號(hào)電纜合理。四、保護(hù)裝置的整定計(jì)算1、掘進(jìn)機(jī)組過流保護(hù)整定（1）整定原則過流整定選取值過流應(yīng)依據(jù)開關(guān)可調(diào)整范圍略大于或等于所帶設(shè)備額定電流Ie。如果開關(guān)帶皮帶負(fù)荷，為躲過皮帶啟動(dòng)電流，過流整定值應(yīng)依據(jù)開關(guān)可調(diào)整范圍取所帶設(shè)備額定電流Ie的1.5倍。（2）計(jì)算公式（額定電流Ie）單臺(tái)設(shè)備整定電流值：=1.5

14、=140A多臺(tái)設(shè)備整定電流值：=+ 式中：容量最大的電動(dòng)機(jī)額定啟動(dòng)電流，A 其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和，A2、利用兩相短路電流值進(jìn)行校驗(yàn)（1）計(jì)算原則被保護(hù)線路末端兩相短路電流計(jì)算時(shí)，阻抗值從變壓器低壓側(cè)算起，加上被保護(hù)線路全長(zhǎng)的阻抗（總開關(guān)計(jì)算被保護(hù)線路的阻抗時(shí)，電纜阻抗忽略不計(jì)，只考慮變壓器二次側(cè)阻抗值）。被保護(hù)設(shè)備所帶負(fù)荷中的最大負(fù)荷的啟動(dòng)電流按該設(shè)備額定電流的57倍計(jì)算。（2）計(jì)算公式變壓器阻抗：Zb=Ud%Ue2/Se 式中：Ud%變壓器阻抗電壓，V Ue 變壓器額定電壓，V Se變壓器容量，VA掘進(jìn)機(jī)組變壓器阻抗：Zb=Ud%Ue2/Se=412002/400=0.024換算低壓側(cè)后

15、的阻抗Zb=2Zb=0.048被保護(hù)線路的阻抗電抗： =0.06 式中：千伏以下的電纜單位長(zhǎng)度的電抗值：0.06歐姆/千米；L線路長(zhǎng)度km電阻：=0.3039 式中：L線路長(zhǎng)度，mS導(dǎo)線截面積，mm電導(dǎo)率（m/ *mm，銅芯軟電纜按65時(shí)考慮取42.5，銅芯鎧裝電纜按65時(shí)考慮取48.6） 短路點(diǎn)電弧電阻，取0.01 電纜的阻抗=0.309所以總阻抗=0.357兩相短路電流計(jì)算Id(2)Ue/2 =1680.67A掘進(jìn)機(jī)最遠(yuǎn)端兩相短路電流靈敏度校驗(yàn)Id(2)/ 1.5式中：Id(2)被保護(hù)電纜線路的兩相短路電流值，A 電流整定值，A1680.67/(1405)=2.41.5所以，滿足要求。3、

16、工作面動(dòng)力保護(hù)整定 （1）整定原則過流整定選取值過流應(yīng)依據(jù)開關(guān)可調(diào)整范圍略大于或等于所帶設(shè)備額定電流Ie。如果開關(guān)帶皮帶負(fù)荷，為躲過皮帶啟動(dòng)電流，過流整定值應(yīng)依據(jù)開關(guān)可調(diào)整范圍取所帶設(shè)備額定電流Ie的1.5倍。（2）計(jì)算公式（額定電流Ie）單臺(tái)設(shè)備整定電流值：=1.5多臺(tái)設(shè)備整定電流值：=+=125A式中：容量最大的電動(dòng)機(jī)額定啟動(dòng)電流，A 其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和，A4、利用兩相短路電流值進(jìn)行校驗(yàn)（1）計(jì)算原則被保護(hù)線路末端兩相短路電流計(jì)算時(shí)，阻抗值從變壓器低壓側(cè)算起，加上被保護(hù)線路全長(zhǎng)的阻抗（總開關(guān)計(jì)算被保護(hù)線路的阻抗時(shí)，電纜阻抗忽略不計(jì)，只考慮變壓器二次側(cè)阻抗值）。被保護(hù)設(shè)備所帶負(fù)荷中的最

17、大負(fù)荷的啟動(dòng)電流按該設(shè)備額定電流的57倍計(jì)算。（2）計(jì)算公式變壓器阻抗：Zb=Ud%Ue2/Se 式中：Ud%變壓器阻抗電壓，V Ue 變壓器額定電壓，V Se變壓器容量，VA工作面動(dòng)力變壓器阻抗：Zb=Ud%Ue2/Se=46902/400000=0.013換算低壓側(cè)后的阻抗Zb=2Zb=0.026被保護(hù)線路的阻抗電抗：=0.048 式中：千伏以下的電纜單位長(zhǎng)度的電抗值：0.06歐姆/千米；L線路長(zhǎng)度km電阻：=0.339 式中：L線路長(zhǎng)度，mS導(dǎo)線截面積，mm電導(dǎo)率（m/mm，銅芯軟電纜按65時(shí)考慮取42.5，銅芯鎧裝電纜按65時(shí)考慮取48.6） 短路點(diǎn)電弧電阻，取0.01 電纜的阻抗=0.342所以總阻抗=0.368兩相短路電流計(jì)算Id(2)Ue/2 =940A工作面動(dòng)力最遠(yuǎn)端兩相短路電流靈敏度校驗(yàn)Id(2)/ 1.5式中：Id(2)被保護(hù)電纜線路的兩相短路電流值，A 電流整定值，A940/(1255)=1.511.5所以，滿足要求。開關(guān)型號(hào)配置表負(fù)荷名稱開關(guān)型號(hào)負(fù)荷(kw)電壓等級(jí)(kv)整定值(A)備注gzdz水泵QBZ-80Z220.6625100一臺(tái)備用皮帶QBZ-120400.6646368噴漿機(jī)BQD-805.50.66756局部通風(fēng)機(jī)QBZ-2X80300.6635280掘進(jìn)機(jī)分控KBZ-4002611.14180900除塵風(fēng)機(jī)QBZ