乌东煤矿综采工作面远距离供电、供液方案.docx

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1、乌东煤矿综采工作面远距离供电、供液方案乌东煤矿综采工作面属于急倾斜特厚煤层工作面，随着采深的不断增加，综 采工作面矿压显现时有发生，为减少和杜绝因冲击地压灾害对两巷布置的设备和 作业人员的破坏和伤害，实施综采工作面远距离供电和供液势在必行，意义重大。一、工作面供电供液现状乌东煤矿现有三个综采工作面，工作面移变列车布置在进风轨道巷，距离工 作面100米位置，10千伏高压电缆敷设至工作面KBSGZY-1600/10移动变电站， 工作面设备电压等级为1140V，组合开关至工作面电机电缆使用MYP 3*70+1*50 660/1140V型低压电缆。乳化液泵站安装在距工作面150米处，使用BRW200/

2、31. 5型乳化液泵2台（配 套1台RX200/16A型乳化液泵箱，泵箱容积1600L,流量200L/min）,供液距离 150米，进液使用。32高压胶管，回液使用038高压胶管。工作面现用设备统计表序号设备型号功率（KW）数量（台）电压（V）额定电流（A）1采煤机MG300/355NWD355111401832前部刮板输送机SGZ800/20020011140121.83后部刮板输送机SGZ1000/31531511140206.94转载机SZZ1000/31531511140206.95破碎机PLM200020011140127.96乳化液泵站BRW200/31.51252114080二、

3、远距离供电方案机电设备列车距工作面300米远距离供电供液设计（H40V）4转载机SZZ1000/3151台电机195破碎机PLM20001台电机8.56乳化液泵BRW400/31.52泵1箱成套更换1987移动变电站KBSGZY1600/33001台更换308组合开关KJZ5-1500/3300-62台更换1109采煤机电缆MCP/3.3KV 3*120+1*352500 米新增8010前部刮板机电缆MYP/3.3KV 3*95+1*352*2500 米新增15011后部刮板机电缆MYP/3.3KV 3*95+1*352*2500 米新增15012皮带机电机DSJ120/100/2*2004台

4、电机更换4013转载机电缆MYP/3.3KV 3*95+1*352*2500 米新增15014破碎机电缆MYP/3.3KV 3*95+1*352500 米新增8015乳化液泵电缆MYP/3.3KV 3*50+1*162*50 米新增3.516皮带机电缆MYP/3.3KV 3*50+1 *351000 米新增3017移动变电站至馈电 至组合开关MYP/3.3KV 3*150+1*7050米新增7.518进液管路DN502500 米新增9019回液管路89无缝钢管2500 米新增12520皮带机变频315KW/3300V4台新增32021集中控制系统1套新增北区使用12022单轨吊加工件1250

5、件新增60合计1889.5三、方案比较方案（一）：采用现有H40伏电压等级1、安全方面，采用机电设备列车距工作面300米的供电方式，符合乌东煤 矿矿压防治要求，可减少和杜绝发生矿压灾害时对人员和设备的伤害和破坏。2、经济方面，现有工作面设备、电缆、液管等设备和设施不用更换，不增 加设备投入，增加电缆液管等费用约50万元左右。3、可在现有条件下直接对系统进行改造，职工对系统熟悉，不需要重新培 训上岗，改造工期短。方案（二）：采用3300伏电压等级1、安全方面，进风轨道巷设备和设施更少，更加有利于矿压防治和安全管 理。2、经济方面，采用3300V电压等级，原有设备和供电设施需要更换，资金投 入量大

6、，初步计算一个工作面需增加投入近1900万元。3、需要对职工重新培训上岗。四、结论针对乌东煤矿工作面现状，采用机电设备列车距工作面300米的远距离供电 方式，符合乌东煤矿矿压防治要求，可减少和杜绝发生矿压灾害时对人员和设备 的伤害和破坏，便于工作面综合管理，系统改造效率高。后期若公司将3300V等级综采设备配套采购完成后，我矿将按照公司安排实 施3300V等级远距离供电、供液方案。乌东煤矿综采工作面风险管控的重大危险源主要是因矿压显现发生的冲击 地压事故，冲击地压发生的区域主要显现在两巷距工作面1601n区域内，根据公 司领导的要求，结合我矿的实际，我们将工作面机电设备列车后移到距离工作面 3

7、00米的位置。在不改变电缆和液管截面的条件下，实现移变低压侧到工作面设 备H40伏等级远距离供电和供液。通过计算和校验，可满足工作面设备的启动 和安全运行条件。工作面距机电设备列车段的电缆单轨吊长约300米，采用千斤分段拉移方式 移设工作面回采退出的电缆和液管。1.供电计算设计如下：(1)采煤机功率:355KW工作电流计算：Ig二P1.732*7, COSa=355/1. 732X1. 14X0. 85g2nA式中：Vi一电网额定电压1. 14KVMCP 3X70+1X35+4X4采煤机专用电缆允许的载流量是215A。所以电缆选择MCP 3X70+1X35+4X4采煤机专用电缆，电压等级114

8、0V。根据计算，我矿选择型号为QBZ-6*315/1140 (660)组合开关，单个回路的 电流315A,能满足技术要求。电缆的选择实际流过电缆的工作电流Ig=211 (A)根据计算，查煤矿电工手册下册P645页表12-2-29数据表选择MCP3 X70+1X35+4X4型采煤机用屏蔽软电缆，长度为300米。这种电缆长时允许负 荷为215AIg=211A,能满足技术要求。(2)转载机功率：315KW工作电流计算：pIg=315/1. 732X1. 14X0. 85心 188A1 732* COSa式中：片一电网额定电压L 14KV 所以电缆选择MYP 3X70+1X50电缆，电压等级1140V

9、/660V。根据计算，我矿选择型号为QBZ-6*315/1140 (660)组合开关，单个回路 的电流315A,能满足技术要求。电缆的选择实际流过电缆的工作电流Ig=188 (A)根据计算及矿现有电缆的库存，查煤矿电工手册下册P645页表12-2-29 数据表，选择MYP 3X70+1X50型矿用移动橡套软电缆，这种电缆长时允许负荷 为215A188A,满足技术要求。(3)实际电压损失通过查表得：电缆截面积 70mm2, R0=0. 315Q/km, X0=0. 078Q/kmo以转载机为工作面最远端用电设备供电电缆长度为400米计算电压损 失：A _ 尸/(二+Xotan)ZA C/ 1 %

10、315 x 0.4x(0.315 + 0.078 x 0.85)一 L14二 37V公式中AU 电缆线路的电压损失；P一负荷功率，kW；4 电缆线路额定电压，kV；X。一电缆线路的电阻和电抗，Q/km。可查表求得；恒一电缆长度，km；tan。电缆所带负荷的功率因数角对应的正切值。以采煤机机为工作面最大功率用电设备供电电缆长度为400米计算电压 损失：/A+Xtan )ZA C/ _ 355 x 0.4x (0.315 + 0.078 x 0.85)1.14= 42V公式中AU 电缆线路的电压损失；P一负荷功率，kW；一电缆线路额定电压，kV；与，X。一电缆线路的电阻和电抗，Q/kmo可查表求得

11、；4。一电缆长度，km；tan。一电缆所带负荷的功率因数角对应的正切值。通过以上计算：工作面采用1140V供电方式，串车供电距离300米，以转载机最远端距离 400米计算，产生的电压损失为37V,未超过供电额定电压的5%,负荷供电要求。 故工作面“三机”、采煤机、破碎机均可使用MYP3*70+l*50移动橡套软电缆， 满足需求。2.远距离供液2.1 方案设计远距离供液距离300米，现工作面使用BRW200/3L5乳化液泵站两台，进液 使用032高压胶管，回液使用038高压胶管。2.2 工业管路压力损失计算供液管路的压力损失计算公式如下：AP = 2-(l/d)(pv2/2)式中，入为沿程阻力系

12、数，它是雷诺数Re和相对粗糙度A/d的函数；1为 进液管路的长度；d为圆管内径；p为流体密度；v为管内平均流速。已知：1=400% d=32mm, p=990kg/m3oBRW200/31. 5型乳化液泵的公称流量为200L/min,由。32高压胶管为工作面 供液，则 v=4q/：nd2=4X200 X 10-3/3. 14X (0.032) =2. 7m/so对于圆管流动，Re= v d/ro式中，r为流体的运动粘度(取6mni2/s) , Re= v d/r=2. 7X0. 032/6 X 10-6=14400Rec (2000-4000 范围内)一般而言，入为沿程阻力系数，它是雷诺数Re

13、和相对粗糙度A/d的函数。这里用勃拉休斯经验公式计算,即入=0.3164ReW5=0.029。则:AP = 2-(l/d)-(p-v2/2)=(0 029X400/0. 032) X (990X2. 72/2) =1. 3MpaP=Pe-AP= (31.5-1.3) Mpa=30. 2Mpa压降在允许范围内，能够满足工作面液压支架达到初撑力的要求。乌东煤矿综采工作面远距离供电设备配置预算（1140V）序号设备名称型号数量单位备注资金/万元1采煤机电缆MCP0.66/l.l 4kV3x70+1 x25+4x4mm2150米在原有基础上延长32前溜电缆MYP0.66/l.l 4kV3x70+1 x

14、35m m22x150米在原有基础上延长3.63后溜电缆MYP0.66/1.14kV3x70+1 x35mm22x150米在原有基础上延长3.64装载机电缆MYP0.66/1.14kV3x70+1 x35mm22x150米在原有基础上延长3.65破碎机电缆MYP0.66/1.14kV3x70+1 x35mm2150米在原有基础上延长1.86单轨吊加工件80件在原有基础上增加， 需加工47进液高压胶管0)32170米在原有基础上延长7.18回液高压胶管(D38170米在原有基础上延长8.5合计：35.2三、结论针对乌东煤矿工作面现状，采用机电设备列车距工作面300米的远距离供电 方式，符合乌东煤

15、矿矿压防治要求，可减少和杜绝发生矿压灾害时对人员和设备 的伤害和破坏，便于工作面综合管理，系统改造效率高。现+450B3+6已完成机 电设备列车300米远距离供电，后期逐步完善其它两个综采工作面。若后期采用分段（1000-1200米）远距离供电，需公司投入BRW315/3L5乳 化液泵2台与配套管路及低压橡套电缆（120平方、150平方），到货后立即组 织安装完成分段远距离供电、供液。方案二、机电设备列车距工作面2520米远距离供电供液设计（3300V）将综采工作面机电设备列车布置在综采工作面石门距离工作面2520米的位 置，由机电设备列车移动变电站配出两根主电缆，通过工作面进风轨道巷布置到

16、距离工作面300米处放置两台组合开关电源侧，由组合开关控制并向工作面三机 等主要设备供电。经计算3300伏电压等级可满足工作面设备的启动和安全运行 条件。3300V计算设计如下：1.工作面负荷分配表:序号设备型号功率（KW）数量（台）电压（V）1采煤机MG3OO/355NWD355133002前部刮板输送机SGZ800/200200133003后部刮板输送机SGZ1000/315315133004转载机SZZ1000/315315133005破碎机PLM2000200133006乳化液泵站BRW200/31.5125233002 .远距离供电电缆和液管敷设：巷口至工作面2520米段采用单轨吊，

17、吊挂两台组合开关负荷馈出的电缆和 液管。监控线、低压电缆、高压电缆自上而下依次敷设。3 .远距离供电验算：（1）采煤机功率：355KW工作电流计算：pIg=355/1. 732X3. 3X0. 8573A1 732*% *COSa式中：Vi电网额定电压3.3KVMCP 3X120+1X35+4X4采煤机专用电缆允许的载流量是286A所以电缆选择MCP 3义120+1义35+4义4采煤机专用电缆，电压等级3300V。根据计算，我矿选择型号为KJZ5-1500/3300-6组合开关，单个回路的电流 315A,能满足技术要求。电缆的选择实际流过电缆的工作电流Ig=73 (A)根据计算，查煤矿电工手册

18、下册P645页表12-2-29数据表选择MCP 3 X 95+1 X 35+4 X 4型采煤机用屏蔽软电缆。这种电缆长时允许负荷为 286AIg=73A,能满足技术要求。(2)转载机功率：315KW工作电流计算：Ig=315/1.732X3.3X0, 8565A1.732* *COSa式中：Vi一电网额定电压3. 3KV所以电缆选择MYP 3X95+1 X35电缆，电压等级3300V。根据计算，我矿选择型号为KJZ5-1500/3300-6组合开关，单个回路的电 流315A,能满足技术要求。电缆的选择实际流过电缆的工作电流Ig=65 (A)根据计算及矿现有电缆的库存，查煤矿电工手册下册P645

19、页表12-2-29 数据表选择MYP3X95+1X35型矿用移动橡套软电缆，这种电缆长时允许负荷为 250A65A,满足技术要求。(3)实际电压损失通过查表得：电缆截面积 95nlm2, R0=0. 230 Q/km, X0=0. 075Q/kmo以转载机为工作面最远端用电设备供电电缆长度为2500米计算电压损 失：a凡(9+Xtan)Un_ 315 x 2.5x (0.230 + 0.075 x 0.85)33= 155V公式中AU 电缆线路的电压损失；P一负荷功率，kW；n 一电缆线路额定电压，kV；用,X。电缆线路的电阻和电抗，Q/kmo可查表求得；几一电缆长度，km；tan。电缆所带负

20、荷的功率因数角对应的正切值。以采煤机机为工作面最大功率用电设备供电电缆长度为2500米计算电压 损失：尸“(4+Xotan )ZA C7 1 -355 x 2.5 x (0.192 + 0.068 x 0.85)一33= 149V公式中AU电缆线路的电压损失；P一负荷功率，kW；八一电缆线路额定电压，kV；X。一电缆线路的电阻和电抗，Q/kmo可查表求得；几一电缆长度，km；tan。电缆所带负荷的功率因数角对应的正切值。通过以上计算：工作面采用3300V供电方式，串车供电距离2500米，以转载机最远端距离 2500米计算，产生的电压损失为155V,未超过额定电压的5队符合供电要求。 故工作面“

21、三机”、破碎机均可使用MYP3*95+1*35移动橡套软电缆，满足需求。以采煤机工作面最大功率355KW,产生的电压损失为149V,未超过额定电压的5%,可使用MCP 3X120+1X35+4X4移动橡套软电缆，满足需求。4.远距离供液1 .1方案设计远距离供液距离2500米，工作面需使用BRW400/3L5乳化液泵站两台，进 液使用0 89高压胶管，回液使用0108高压胶管。4 . 2工业管路压力损失计算供液管路的压力损失计算公式如下：AP = 2-(l/d).(pv2/2)式中，入为沿程阻力系数，它是雷诺数Re和相对粗糙度A/d的函数；1为 进液管路的长度；d为圆管内径；p为流体密度；v为

22、管内平均流速。已知：1=2500% d=50mm, p=990kg/m3oBRW400/31. 5型乳化液泵的公称流量为400L/min,两台乳化液泵工作，由一路DN50高压胶管为工作面供液：贝1丫二44/兀(12=4*400*10-3/3.14乂 (0. 05) =3. 397m/so对于圆管流动，Re= v d/ro式中，r为流体的运动粘度(取6mm?/s) , Re= v d/r=3. 397 X 0. 05/6 X 10-6=28308. 33Rec (2000-4000 范围内)一般而言，入为沿程阻力系数，它是雷诺数Re和相对粗糙度A/d的函数。 这里用勃拉休斯经验公式计算，即入=0. 3164Re5=0. 02。则：AP = 4.Q/d).(P.v2/2)=(o. 02X2500/0. 05) X (990X3, 372) =5. 3MpaP=Pe-AP= (31.5-5.3) Mpa=26. 2Mpa压降在允许范围内，能够满足工作面液压支架达到初撑力的要求。电压升级设备更换明细预算表(3300V)序号设备名称规格型号数量更换部件资金(万元)1采煤机MG3OO/3551套截割电机、行走 电机、电控箱、 牵引变压器852前部刮板机SGZ800/2001台电机143后部刮板机SGZ1000/3151台电机19