太岳煤矿2103综采工作面安装设计08261资料.docx
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太岳煤矿2103综采工作面安装设计08261资料
第一章概况……………………………………………………………………3
1.1地质条件简介……………………………………………………3
1.2切眼状况…………………………………………………………4
1.3安装方案概述……………………………………………………4
第二章通风防尘系统…………………………………………………………5
2.1通风系统…………………………………………………………6
2.2防尘系统…………………………………………………………6
第三章供电系统………………………………………………………………7
3.1供电系统说明书………………………………………………20
第四章安装准备………………………………………………………………21
4.1设备地面调试、装车……………………………………………21
4.2绞车及安全设施的安装………………………………………23
4.3施工起吊锚杆……………………………………………………23
第五章支架及其它设备运输…………………………………………………24
5.1支架及其它设备运输路线………………………………………24
5.2运输前的准备工作………………………………………………24
5.3副斜井下松支架………………………………………………24
5.4轨道运输…………………………………………………………25
第六章支架及其它设备的安装………………………………………………28
6.1工作面刮板输送机的安装………………………………………28
6.2工作面支架安装…………………………………………………28
6.3采煤机安装………………………………………………………29
6.4皮带运输机安装…………………………………………………30
6.5超前支护及设备联合试运转……………………………………31
第七章主要安全技术措施……………………………………………………32
7.1一般规定…………………………………………………………32
7.2重要措施………………………………………………………32
7.3综合防尘措施……………………………………………………33
7.4通风、瓦斯及防灭火措施………………………………………33
7.5机电主要技术措施………………………………………………35
7.6设备调试装车主要技术措施……………………………………37
7.7绞车安装主要技术措施……………………………………37
7.8钉道及轨道整理主要技术措施………………………………38
7.9施工起吊锚杆主要技术措施……………………………………39
7.10副斜井下松支架主要技术措施…………………………………39
7.12大巷运输主要技术措施…………………………………………39
7.13斜巷运输主要技术措施…………………………………………40
7.14特种车辆运输主要技术措施……………………………………41
7.15刮板运输机安装主要技术措施…………………………………43
7.16支架安装主要技术措施…………………………………………44
7.17煤机安装主要技术措施…………………………………………45
7.18皮带运输机安装主要技术措施…………………………………45
第八章避灾路线及应急预……………………………………………………48
8.1避灾路线………………………………………………………48
8.2事故应急预案…………………………………………………49
第一章概况
1.1地质条件简介
1、工作面井上下及煤层对应关系
地表位置：
位于古县古阳镇安吉村一带。
2、工作面上下左右及四邻关系、采掘情况及影响
位于井底车场东南方，北面为3204回采工作面采空区，南面为未采区，西面为300运输巷，工作面上下方均未开采。
3、煤层赋存特征
工作面开采山西组中下部3#煤层，上距2#号5.8～13.5m，平均厚度10m，煤层厚度0～1.74m，平均厚度为1.02m，结构简单，不含夹矸。
4、地质构造情况
该井田位于沁水块域西部，总体构造形态为走向北东，倾向南东的单斜构造，地层倾角一般3～８°，局部达14°。
该工作面巷道未发现有断裂构造，无岩浆岩侵入，属次一级褶皱，地质构造应属于简单类型（Ⅰ）。
5、水文地质情况
3号煤层直接充水含水层为K8砂岩含水层，为弱富水性。
顶板及其以上砂岩裂隙随着煤层开采而产生的塌陷裂隙，可导致局部受砂岩裂隙含水层的影响，在浅部也可能受基岩风化裂隙含水层的影响，上述含水层中含水性较弱，对矿井生产不构成威胁；
6、主采的3号煤层
3号煤位于山西组中下部，下距6号煤层27.2m-37.8m，平均34.2m。
煤层直接顶为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为中细粒砂岩，局部含炭泥伪顶；煤层直接底板多为中、细粒砂岩，局部为粉砂岩及泥岩。
该煤层属于稳定可采煤层，从地质资料及钻探孔分析，地质结构简单，但不排除有隐伏的断层存在。
因此，在过地质变化带的过程中，加强巷道的顶板控制及现场加强巷道支护。
1.2切眼状况
1、支护方式：
采用锚梁网和锚索联合支护。
2、切眼断面：
矩形，宽×高=3.2×2=6.4m²
3、切眼状况：
切眼内支护状态良好。
工作面局部出现掉顶现象已采用π梁、单体支柱加强支护。
1.3安装方案概述
1、3205工作面切眼设计安装zz4600/14/26四柱支撑掩护式支架127架，zz4600/14/26四柱支撑掩护式过渡支架6架，MG132/320-W电牵引采煤机1部，架前安装SGZ630/220中双链刮板输送机1部，运输巷安装一部SGW—620/40Z型刮板输送机。
2、安装顺序
运输巷刮板输送机→工作面刮板输送机→煤机→支架，部分设备安装可以根据人员及现场条件合理平行操作。
3、支架、煤机、刮板输送机及其它设备的施工方式
（1）地面设备按下列方式施工
①刮板输送机、煤机等设备的施工方式
地面调试→解体→装车→下井→运输→卸车→安装。
②液压支柱的施工方式
地面调试→装车→下井→运输→卸车→安装。
（2）设备下井按下列方式施工
运输巷刮板输送机→工作面刮板输送机刮板输送机机头→工作面刮板输送机的中间节→刮板输送机机尾→煤机→过渡支架（机头3架）→中间支架（127架）→过渡支架（机尾3架），以工作面设备下井安装为主线，其它设备根据平行安装顺序依次下井。
第二章通风防尘系统
2.1通风系统
（一）通风防尘系统
1、风量计算
根据《煤矿安全规程》第二章第一节通风规定，3205综采工作面安装期间的风量按巷道供风计算：
Q基本=60×V采1×S采max=60*0.25*6.4=96（m3/min）
式中:
Q安——工作面安装所需的基本风量，m3/min。
式中：
V采1——工作面风速，取V采1≥0.25m/s；
S采max——采煤工作面净断面积，6.4m2。
2、通风路线（见图2-13205工作面安装期间通风系统图）
地面新鲜风流→主斜、副立井→300运输大巷→3205运输顺槽→3205普采切眼→3205回风巷→200总回风→回风立井→地面
2.2防尘系统
1、防尘系统
地面水源→副立井→井底车场→300运输大巷→运输顺槽、回风顺槽→工作面
2、防尘方式：
运输顺槽及回风顺槽均采用4分胶管洒水防尘，巷道中安装3寸防尘管路，每隔50m设置三通阀门，便于洒水防尘。
2.3瓦斯管理
1、安装期间，瓦斯员每班必须对工作面及巷道内的有害气体浓度进行检查，发现瓦斯浓度超限时，必须采用导风幛供风，稀释有害气体。
2、工作面安装地点及回风流中瓦斯浓度达到1%时，必须停止安装作业；电绞或开关地点附近20m内风流中，瓦斯浓度达到1.5%，必须停止运转，必须在瓦斯浓度降到1%以下时，方可复电。
瓦斯浓度达到1.5%时必须停止工作，撤出人员切断电源进行处理。
图2-13205安装期间通风系统图
第三章供电系统
3.1工作面回采供电设计说明书
3.1.1采区负荷统计：
3205工作面机电设备负荷统计表
使用
地点
负荷名称
规格型号
单位
数量
额定功率（KW）
额定电压
（V）
单台功率
总功率
西运
输大
巷和
轨道
顺槽
调度绞车
JD-11.4
部
7
11.4
79.8
660
调度绞车
JD-22
部
1
25
25
660
调度绞车
JD-55
部
4
55
220
660
回柱绞车
JH2-14
部
1
13
13
660
回柱绞车
JH-20A
部
3
22
66
660
潜水泵
BQS30-40-7.5/N
台
3
7.5
22.5
660
潜水泵
BQS30-100-45
台
1
45
45
660
煤电钻
MZ2-12
台
1
1.2
1.2
660
合计
台
工作
面
胶带
顺槽
和主
运输
巷
采煤机
MG200/500-WD
台
1
500
500
1140
刮板运输机
SGZ764/630
部
1
315
630
1140
转载机
SZZ764/160
部
1
160
160
1140
破碎机
PCM110
部
1
110
110
1140
乳化液泵站
BRW315/31.5
台
2
200
400
1140
喷雾泵
BPW315/6.3
台
2
45
90
1140
可伸缩皮带机
SSJ—1000/2×200
部
2
200
600
1140
潜水泵
QSK-12.5*100-7.5
台
2
7.5
15
660
调度绞车
JD-11.4
部
1
11.4
11.4
660
回柱绞车
JH2-14
部
1
13
13
660
煤电钻
MZ2-12
台
1
1.2
1.2
660
合计
15
2530.6
660
总计
36
3003.1
3.2供电系统拟定：
根据该工作面所处的地理位置及该地区的负荷状况，拟定主运输机道皮带负荷的供电由小井上口1号KBSGZY-1000/10型移变提供，电压等级为1140V；3205工作面西运输大巷和主运输机道其它负荷的供电由中央变电所1号KBSG-500/10型变压器提供，电压等级为660V；3205胶带顺槽皮带负荷的供电由3205胶带顺槽3号KBSGZY-500/10型移变提供，电压等级为1140V；3205胶带顺槽其它负荷的供电由2号KBSGZY-315/10型移变提供，电压等级为660V；3205轨道顺槽负荷的供电由3205轨道顺槽4号KBSGZY-500/10型移变提供，电压等级为660V；3205工作面负荷的供电分别由3205轨道顺槽5号和6号KBSGZY-1600/10型移变提供，电压等级为1140V；具体供电方式详见供电系统图。
3.3变压器容量校验：
3.3.1中央变电所1号KBSG-500/10型干式变压器：
∑PN=142.5KW
Kr=0.4+0.6（PS/∑PN）=0.4+0.6（55/142.5）≈0.63
查表得：
COSφ=0.7
Sj=∑PN×（Kr/COSφ）=142.5×（0.63/0.7）
≈128（KVA）＜500KVA满足要求
3.3.3小井上口1号KBSGZY-1000/10型移变：
∑PN=400KW
Kr=0.4+0.6（PS/∑PN）=0.4+0.6（200/400）≈0.7
查表得：
COSφ=0.7
Sj=∑PN×（Kr/COSφ）=400×（0.7/0.7）
≈400（KVA）＜1000KVA满足要求
3.3.4胶带顺槽2号KBSGZY-315/10型移变：
∑PN=60.2KW
Kr=0.4+0.6（PS/∑PN）=0.4+0.6（22/60.2）≈0.62
查表得：
COSφ=0.7
Sj=∑PN×（Kr/COSφ）=60.2×（0.62/0.7）
≈53（KVA）＜315KVA满足要求
3.3.5胶带顺槽3号KBSGZY-500/10型移变：
∑PN=400KW
Kr=0.4+0.6（PS/∑PN）=0.4+0.6（200/400）≈0.7
查表得：
COSφ=0.7
Sj=∑PN×（Kr/COSφ）=400×（0.7/0.7）
≈400（KVA）＜500KVA满足要求
3.3.6轨道顺槽4号KBSGZY-500/10型移变：
∑PN=327.6KW
Kr=0.4+0.6（PS/∑PN）=0.4+0.6（55/327.6）≈0.5
查表得：
COSφ=0.7
Sj=∑PN×（Kr/COSφ）=327.6×（0.5/0.7）
≈234（KVA）＜500KVA满足要求
3.3.7轨道顺槽5号KBSGZY-1600/10型移变：
∑PN=905KW
Kr=0.4+0.6（PS/∑PN）=0.4+0.6（500/905）≈0.73
查表得：
COSφ=0.7
Sj=∑PN×（Kr/COSφ）=905×（0.73/0.7）
≈944（KVA）＜1600KVA满足要求
3.3.8轨道顺槽6号KBSGZY-1600/10型移变：
∑PN=985KW
Kr=0.4+0.6（PS/∑PN）=0.4+0.6（630/985）≈0.78
查表得：
COSφ=0.7
Sj=∑PN×（Kr/COSφ）=985×（0.78/0.7）
≈1098（KVA）＜1600KVA满足要求
3.4高压电缆的选择：
小井上口1号KBSGZY-1000/10型移变的高压电缆选用MYPTY10KV-3×35+1×10/3+3×3.5（300m）矿用监视型屏蔽电缆，规格长度见供电系统图。
3.4.1高压电缆载流量校验
∑Si=400kVA
∑Ie=∑Si/（1.732×10）=23＜125A满足要求
4.1.3按正常运行校验电压损失
ΔU%=K·P·L=0.65×400×10-3×0.3=0.078＜7合格
4.2.13205胶带顺槽2号KBSGZY-315/10型和3号KBSGZY-500/10型移变移变的高压电缆选用YJV22-3×70（280m）矿用监视型屏蔽电缆，规格长度见供电系统图。
3.4.2高压电缆载流量校验
∑Si=53+400=453kVA
∑Ie=∑Si/（1.732×10）=26＜190A满足要求
4.2.3按正常运行校验电压损失
ΔU%=K·P·L=0.35×（60.2+400）×10-3×0.28=0.045＜7合格
3.4.5胶带顺槽4号KBSGZY-500/10型和5号、6号KBSGZY-1600/10型移变移变的高压电缆选用MYPTY10KV-3×50+1×16/3+3×3.5（1450m）矿用监视型屏蔽电缆，规格长度见供电系统图。
3.4.6高压电缆载流量校验
∑Si=226+944+1098=2268kVA
∑Ie=∑Si/（1.732×10）=131＜155A满足要求
3.4.7按正常运行校验电压损失
ΔU%=K·P·L=0.47×（316.2+905+985）×10-3×1.45
=1.5＜7合格
3.5.1低压动力电缆的选择：
低压动力电缆选用矿用MYP型屏蔽橡套软电缆，所选低压电缆的型号、截面、长度按长时间允许的载流量来选取（计算略），详见供电系统图。
3.5.2电压损失校验：
3.5.3中央变电所1号KBSG-500/10型干式变压器：
该系统因无大负荷起动，不再校验线路设备的起动压降，只按正常运行时设备的电压损失检验。
△U1%=KPL=0.153%×（82×0.23+59.2×0.08+36.4×0.13）=4.33%＜10%满足要求
3.5.6小井上口1号KBSGZY-1000/10型移变：
按皮带200电机启动时,校验线路电压损失。
（1）查《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》（后简称《细则》）表19-4，得变压器阻抗Zb=0.01+j0.0931；
（2）查《细则》表5-1，得MYP型70mm2电缆每km电阻为0.315Ω，电抗为0.078Ω，已知电缆长度为50m，
∴电缆阻抗Zl=0.01575+j0.0039；
（3）查《细则》表18，得200KW电机额定启动电流为Iq=1000A，两台电机同时启动电流为Iq=2000A
∴电机阻抗
Zd=U/√3×Iq=1140/1.732×2000=0.329=0.0658+j0.3224；
（4）系统总阻抗：
Z总=Zb+Zl+Zd=（0.01+j0.0931）+（0.01575+j0.0039）+（0.0658+j0.3224）=0.09155+j0.4194;
（5）实际启动电流：
Ist=U/√3×Z总=1140/1.732（0.09155+j0.4194）
=658/（0.09155+j0.4194）=3570（0.09155-j0.4194）；
（6）启动压降：
Ust=√3×Ist×Zd
=1.732×3570（0.09155-j0.4194）×（0.0658+j0.3224）
=37+j183-j170+836=873+j13=873（V）
△U%=Ust/Ue=873/1140=76%＞75%合格
3.5.7胶带顺槽2号KBSGZY-315/10型移变：
该系统因无大负荷起动，不再校验线路设备的起动压降，只按正常运行时设备的电压损失检验。
△U1%=KPL=0.083%×（60.2×0.1+43.3×0.2+37.8×0.15+30.3×0.22+24.8×0.8+22×0.1）=1.83%＜10%满足要求
3.5.8胶带顺槽3号KBSGZY-500/10型移变：
按皮带200电机启动时,校验线路电压损失。
（1）查《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》（后简称《细则》）表19-4，得变压器阻抗Zb=0.0204+j0.1280；
（2）查《细则》表5-1，得MYP型70mm2电缆每km电阻为0.315Ω，电抗为0.078Ω，已知电缆长度为100m，
∴电缆阻抗Zl=0.0315+j0.0078；
（3）查《细则》表18，得200KW电机额定启动电流为Iq=1000A，
∴电机阻抗
Zd=U/√3×Iq=1140/1.732×1000=0.658=0.1316+j0.6447；
（4）系统总阻抗：
Z总=Zb+Zl+Zd=（0.0204+j0.1280）+（0.0315+j0.0078）+（0.1316+j0.6447）=0.1835+j0.8507;
（5）实际启动电流：
Ist=U/√3×Z总=1140/1.732（0.1835+j0.8507）
=658/（0.1835+j0.8507）=869（0.1835-j0.8507）；
（6）启动压降：
Ust=√3×Ist×Zd
=1.732×869（0.1835-j0.8507）×（0.1316+j0.6447）
=36+j178-j169+825=861+j9=861（V）
△U%=Ust/Ue=861/1140=75.5%＞75%合格
3.5.8轨道顺槽4号KBSGZY-500/10型移变：
该系统因无大负荷起动，不再校验线路设备的起动压降，只按正常运行时设备的电压损失检验。
△U1%=KPLKr=0.083%×（327.6×0.1+255.7×0.57+93.2×0.17+78.2×0.33+）×0.5=8.48%＜10%满足要求
3.5.9轨道顺槽5号KBSGZY-1600/10型移变：
按采煤机电机启动时,校验线路电压损失。
查《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》（后简称《细则》）表19-4，得变压器阻抗Zb=0.0029+j0.0284；
（2）查《细则》表5-1，得MYP型70mm2电缆每km电阻为0.315Ω，电抗为0.078Ω，已知电缆长度为350m，
∴电缆阻抗Zl=0.11025+j0.0273；
（3）查《细则》表18，得（2×200+2×40+20）KW电机额定启动电流为Iq=2×573.4+2×46+23=1261.8A，
∴电机阻抗
Zd=U/√3×Iq=1140/1.732×1261.8=0.5216=0.1043+j0.511；
（4）系统总阻抗：
Z总=Zb+Zl+Zd=（0.0029+j0.0284）+（0.11025+j0.0273）+（0.1043+j0.511）=0.21745+j0.5667;
（5）实际启动电流：
Ist=U/√3×Z总=1140/1.732（0.21745+j0.5667）
=658/（0.21745+j0.5667）=1788（0.21745-j0.5667）；
（6）启动压降：
Ust=√3×Ist×Zd
=1.732×1788（0.21745-j0.5667）×（0.1043+j0.511）
=70+j344-j183+897=967+j161=980（V）
△U%=Ust/Ue=980/1140=86%＞75%合格
3.5.10轨道顺槽6号KBSGZY-1600/10型移变：
按采煤机电机启动时,校验线路电压损失。
（1）查《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》（后简称《细则》）表19-4，得变压器阻抗Zb=0.0029+j0.0284；
（2）查《细则》表5-1，得MYP型70mm2电缆每km电阻为0.315Ω，电抗为0.078Ω，已知电缆长度为350m，
∴电缆阻抗Zl=0.11025+j0.0273；
（3）查《细则》表18，得315KW电机额定启动电流为Iq=1235A，
∴电机阻抗
Zd=U/√3×Iq=1140/1.732×1235=0.533=0.1066+j0.5222；
（4）系统总阻抗：
Z总=Zb+Zl+Zd=（0.0029+j0.0284）+（0.11025+j0.0273）+（0.1066+j0.5222）=0.21975+j0.5779;
（5）实际启动电流：
Ist=U/√3×Z总=1140/1.732（0.21975+j0.5779）
=658/（0.21975+j0.5779）=1723（0.21975-j0.5779）；
（6）启动压降：
Ust=√3×Ist×Zd
=1.732×1723（0.21975-j0.5779）×（0.1066+j0.5222）
=70+j342-j184+901=971+j158=984（V）
△U%=Ust/Ue=984/1140=86.3%＞75%合格
3.6低压开关的选择：
所选开关均为矿用防爆型电气设备，开关的型号、容量，详见供电系统图。
3.6.1短路电流计算：
利用图表法，根据电缆的换算长度计算线路的最远端两相短路电流（详见供电系统图所示）。
d1:
ΣL1=50m×0.73=36.5m查《细则
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