大型煤矿410盘区正式设计说明书.docx

大型煤矿14＃层410盘区
开采设计

前 言

大型煤矿矿为大型集团公司实业总公司下属国企煤井,登记面积为17.9067km2,水平标高为900m。开采范围有27个拐点坐标圈定。大型煤矿矿1954年由北京煤矿设计院提出矿井整体设计方案,设计能力为90万吨/年,设计服务年限52年,为贯彻落实国家煤炭法和一系列安全生产法规，加强煤矿安全生产监督管理，合理开发利用煤炭资源，提高煤矿企业经济效益，根据煤炭生产许可证办法及其实施细则的有关规定，由大型煤矿矿负责编制矿井改扩建初步设计。1970～1983年开始大规模改扩建工程,开拓出900米水平,对运输环节进行了改造。1980年核定的生产能力为170万吨/年。2004年核定能力为250万吨。
本设计依据煤炭工业设计规范和煤矿安全规程及国家、地方一系列安全生产方针、政策的要求而编制。从矿井实际出发，充分利用现有设施、设备和井巷工程，重点对矿井今后的开拓布置、采掘布局、采煤方法及采掘机械装备进行设计。对矿井各生产环节进行改造，对矿井安全设施进行配套完善，并编制职业安全卫生和环境保护措施。通过本设计使矿井具备基本的安全生产条件，开采技术选型可靠、生产布局合理完善，真正做到合理开采、综合保护及持续稳定发展。
设计原则和主要依据：
1、遵照技术先进、经济合理的原则；
2、依据11、12＃合并层和14＃层的布置和开采状况，即11、12＃合并层和14＃层对照图；
3、地质科提供的11、12＃合并层和14＃层地质说明书及各种图纸；
4、国内现有中厚煤层开采技术和设备情况。

目 录

第一章 采区地质特征 3
第一节 采区概况 4
第二节 采区地质情况 4
第三节 采区储量和生产能力 9
第二章 采煤方法及采区巷道布置 11
第一节 采煤方法的选择 11
第二节 矿压观测情况 11
第三节 采区巷道布置 12
第四节　回采工艺及劳动组织 17
第五节　采区准备 19
第三章 采区运输、供排水与供电 20
第一节 采区运输 20
第二节 运料、排矸系统 20
第三节 采区供排水和洒水系统 20
第五节 采区供电、压风系统 20
第四章 通风与安全 28
第一节、矿井通风方式 28
第二节、通风系统 28
第三节、风量配置 28
第四节 通风构筑物 31
第五节 安全措施 31
第五章 采区巷道规格及支护方式 33
第一节、概述 33
第二节、采区巷道规格及支护方式 33
第六章 采区设备选型及计算 34
第一节 采煤机的选型及计算 34
第二节 运输机的选型及验算 34
第三节 顺槽设备的选型 37
第四节 支架的计算与选型 47
第五节 其他设备的选型 48
第七章 采区主要技术、经济指标 50
第一节 劳动生产率 50
第二节 盘区主要技术经济指标表 50
附录 51
参考文献 53
致谢 50

第一章 采区地质特征
第一节 采区概况

一、位置、开采范围与邻近采区关系：
14-2煤层410盘区位于大型煤矿矿井田西北部，东南与408盘区（正在开采）相接，东部隔矿界煤柱与**矿相邻，北部与412盘区相接（14-2煤层未采），西部以900大巷为界。盘区走向长约2080米，倾斜长1020米，面积约2082360平方米。
二、地貌、埋藏条件和钻孔情况：
14-2煤层410盘区与地表对照，北部及中部较平坦，多为黄土覆盖。北西部及南部沟谷发育，沟谷以E-W向延展，长度为500-900米，沟谷最大切割深度为35米，沟底局部基岩出露。埋藏深度330.8-354.2m，西南部设有本矿西三、西四风井。地表海拔高度为1287.8-1325.4米，煤层底板标高956-996.1米。
三、储量：
14-2煤层410盘区地质构造属一类简单型。储量级别的确定主要取决于煤层的稳定程度及钻孔的工程线距。储量划分为A级储量。容重为1.37吨/米3。
盘区北西部3-A，面积1165840米2，煤厚2.21m，储量353.0万吨；盘区中西部6-A，面积192120米2，煤厚1.60m，储量42.1万吨；盘区南东部4-A，面积724400米2，煤厚1.48m，储量146.9万吨。共计工业储量542.0万吨，可采储量420.6
第二节 采区地质情况
一、地质构造：
该区地质构造简单。主要的地质构造为：
1、煤层总体由北西向南东呈单斜层布，煤层倾角1-5°，平均2°。
2、受次一级褶皱构造的影响，盘区中部发育宽缓的背斜、向斜构造，两翼煤层倾角2-5°，对煤层开采影响不大。
3、由11、12#410盘区揭露的断层推断14#410盘区的预测断层 F1、走向15°，倾角285°，落差2.2-2.68m。
二、煤层：
该盘区14-2煤层全区内赋存，煤层厚度1.1-2.92m，平均1.75m，为井田内主要可采煤层之一。北部及中部煤层厚度1.62-2.95m，平均2.21m。南部煤层1.11-1.81m，平均1.48m，埋藏深度330.8-354.2m，可采指数100%，煤层变异系数28.60%。煤层走向：E-W-NW-SE、倾向E-NE。煤层结构较为复杂，盘区北中部48381、48375、48376、48377号钻孔含1-3层0.2-0.65m的细砂岩夹石。
三、煤种和煤质：
本区煤种为2#弱粘煤，根据该区内和临近钻孔煤质化验资料，煤质情况如下表：
四、瓦斯和煤尘：
1、根据钻孔煤样化验，气体涌出量为：
CO2：4.81ml/g，CH4:2.68ml/g
2、煤尘爆炸指数为26—32%，自燃发火期为6—12个月。
五、水文地质：
水文地质条件简单，主要为：
1.14-2煤层本身微量含水。
2.上伏11、12#410盘区正在开采，煤层总体呈单斜展布，北西高南东低。与14-2煤层410盘区层间距2.5-14.8m。随着11、12#410盘区的开采，采空区低洼处会积聚大量的积水。在开拓14#410盘区时，针对上伏11、12#410盘区采空积水情况编制专门的探放水设计。
3.上伏3#煤层410煤层盘区已采空，与14-2煤层410盘区层间距133.7-149.2m，平均142.1m。2007年5月，从地面施工水文观测孔，探测3#410盘区采空区低洼处积水。经探测，无积水。对14#410盘区影响不大。
灰份Ad(%)
5.56-16.02
硫Std(%)
0.41-2.23
水份Mad(%)
0.83-2.89
磷Pad(%)
0.0122-0.0535
挥发份Vdaf(%)
22.64-32.73
发热量(MJ/kg)Qgr.v.daf(MJ/kg)
31.38-34.45

六、煤层顶底板及与11、12#合并层层间距：
1.顶板自14-2煤层向上。
（1）、直接顶：多为黑灰色粉细砂岩互层或灰白色中粒砂岩。厚1.3-2.8m。致密、平坦状断口，质硬，性脆。
（2）、老顶：灰色细粒砂岩，2.6m，成分以石英为主，次为长石 、云母、钙质胶结，微波状层理，质较硬。
（3）、底板：直接底，深灰色粉细砂岩互层 ，3.8m，致密，水平层理。含植物化石及黄铁矿结核，质硬，性脆。
2.11、12#层与14-2层间距
14-2煤层410盘区与11、12#410盘区层间距2.5-14.8m。其中西部层间距较大，一般为6.0-14.8m，东部层间距一般为2.5-6.0m。（详见14-2煤层410盘区层间距等厚线图）。
七、附：1、地面勘探孔表一
孔号
地面标高
14#层底板标高
煤厚
483610
1321.30
969.5
1.11
48368
1309.10
966.8
1.08
48366
1320.52
966.3
1.2
48364
1311.26
964.3
1.25
48361
1304.38
959.2
1.14
48362
1298.00
954.9
1.47
49363
1277.50
957.2
1.5
48367
1321.20
970.3
1.37
48374
1313.96
962.6
1.81
48378
1324.70
975.9
1.23
48373
1290.14
958.9
1.22
48376
1296.12
956.0
1.81
48371
1317.23
981.2
1.62
48377
1311.65
968.2
2.06
48375
1311.42
969.1
2.01
47374
1320.48
978.6
1.62
47376
1324.00
974.6
1.59
47379
1319.96
976.8
1.53
47377
1314.14
975.3
1.39
47373
1329.34
975.1
1.93
47375
1317.56
984.2
1.95
48381
1313.96
983.2
2.72
47382
1319.31
987.7
2.92
47383
1307.70
989.9
2.54

2、井下钻孔表二

孔号
14#层底板标高
煤厚
41001
1002.7
0.9
41002
996.1
2.9
41003
996.2
1.0
41008
989.1
2.27
41004
998.0
1.1
41005
1002.2
0.8
41006
993.0
2.95
41007
992.2
3.45
41041
993.8
2.4
41009
994.7
1.92
41010
995.0
2.4
41011
987.0
1.6
41012
989.4
1.74
41013
986.5
1.7
41014
987.0
1.6
41015
985.8
2.1
41016
986.3
1.9
41017
990.3
2.25
41018
986.8
1.9
41019
978.2
1.4
41020
979.4
2.95
41021
983.4
2.8
41022
984.3
0.9
41023
986.7
1.8
41024
976.3
1.9
41025
974.3
2.0
41026
975.8
1.8
41027
976.3
2.1
41028
975.9
1.94
41029
975.0
2.0
41030
974.1
2.3
41031
976.3
1.9
41032
974.7
1.5
41033
976.3
1.7
41034
961.8
1.1
41035
961.0
1.2
41036
958.3
1.4
41037
956.2
1.2
41038
961.9
1.6
41039
959.0
1.6
41040
956.9
0.6
3、断层一览表三
断层情况：
根据11-12#410盘区已揭露的断层，预计14#410盘区断层发育情况如下表：
断层
走向
倾向
倾角
性质
落差
11-12层断层位置
对应14#层断层位置
F1
197°
287°
45-60°
正
2.0～
2.68m
11-12#51002下巷24#测点前34m，工艺Ⅰ巷17#测点前2.5m
14#410盘区北侧
F2
5°
95°
70°
正
0.4m
11-12#51022下巷11#测点前2m
14#410盘区南部与408盘区分界处
F3
50°
95°
75°
正
1.6m
11-12#51022下巷11#测点前10m
14#410盘区南部与408盘区分界处
F4
45°
135°
75°
正
4.0m
11-12#51022下巷11#测点前23m
14#410盘区南部与408盘区分界处
F5
22°
292°
68°
正
4.2m
11-12#51022下巷13#测点前10.9m
14#410盘区南部与408盘区分界处
F6
10°
100°
75°
正
1.8m
11-12#皮带巷27#测点
14#410盘区南部与408盘区分界处
第三节 采区储量和生产能力
一、采区范围：
盘区走向长2080米，倾斜长1020米，面积2082360平方米。
二、储量：
14-2煤层410盘区地质构造属一类简单型。储量划分为A级储量。容重为1.37吨/米3。
盘区北西部3-A，储量353.0万吨；盘区中西部6-A，储量42.1万吨；盘区南东部4-A，储量146.9万吨。共计工业储量542.0万吨，可采储量420.6万吨。
工业储量 =542.0万吨
可采储量 =420.6万吨　
布面储量=393.1万吨
可采出煤量=354.2万吨。
三、盘区生产能力
1、生产能力
AB=h1×h2×n×A0=1.05×1×1×1330=1396(t/d)
式中：A0-回采工作面平均生产能力，A0=1330t/d；
　 n-同时生产的回采工作面个数,n=1；
h1－盘区掘进出煤系数，h1=1.05 ；
h2－工作面间出煤系数，h2=1。
2、盘区生产能力验算
⑴ 运输设备能力验算
KAB 1.3.×1396
为保证盘区生产能力A1≥ —— ＝—————259(t/h)
Tn 10×0.7
式中：A1－盘区皮带最低运输能力， ；
　　K－产量不均衡系数，K＝1.3；
　　T－盘区皮带日出煤时间，取T＝10h；
　　n- 运输设备正常工作系数，n=0.7。
本盘区使用SSJ80型皮带机，其运输生产能力为400t/h大于盘区生产能力259 t/h，故验算合格。　
⑵ 盘区通风能力
为满足生产能力，要求Ab≤A2
A2＝＝＝3669()
式中：A2－通风系数能满足的生产能力，；
　　　V－巷道允许最大风速，V＝6；
　　　S－回风巷净断面，S＝11.21m2；
C-日产吨煤供风量，C＝1.1。
根据计算AB＜A2，故验算合格。
⑶ 盘区生产能力
年生产天数按300天计算，则年生产能力为：
AB＝1396×300/10000＝41.9万吨/年，掘进出煤3万吨/年。取生产能力45万吨/年。
四、设计服务年限：
根据储量计算，本盘区可采出煤量为354.2万吨，盘区设计生产能力为45万吨/年，则盘区服务年限为：

Q采出 354.2
T= —————＝ ——————＝7.87（年）≈8年
AB 45
式中：T－盘区服务年限，年；
Q采出－盘区可采出煤量，Q采出＝ 354.2万吨；
AB－盘区生产能力，AB＝45万吨/年；
即410盘区14＃层服务年限为8年

第二章 采煤方法及采区巷道布置
第一节 采煤方法的选择
一、现生产盘区采煤方法：
现生产盘区为11#层410盘区、14＃307、408盘区，工作面长度108～160，推进长度为600～1600m左右。采用倾（走向）长壁后退式全部垮落法开采，端头斜切进刀，双向割煤，见顶见底（当煤层厚度大于采高时见底留顶）开采。
二、本盘区采煤方法
1、采煤方法：
根据地质条件和煤层赋存及11＃410盘区巷道布置，盘区内工作面均采用走向长壁后退式全部垮落法综合机械化开采。
2、回采工作面布置及主要系统
工作面布置：为便于集中管理，减少井巷工程量，工作面采用双巷布置，一条为机轨合一的进风皮带顺槽，另一条为回风轨道顺槽。
主要参数：根据11＃410盘区工作面巷道布置，结合综采设备情况和同类工作面情况，确定工作面长度为146米，顺槽间煤柱为34米。
3、首采面确定依据：
根据地质条件和煤层赋存情况，所以本盘区采用后退式回采，选择盘区最西面的81002面为首采面，加之该面地质构造简单，煤层稳定，故选择该工作面作为首采面。
第二节 矿压观测情况
本工作面采用综采压力记录仪监测顶板压力情况,根据工作面长度，全工作面布置5条测线,分别布置在5#、30#、55#、80#、100#支架上。整个工作面安装5 块压力记录仪，并在每架支架上安装一块双针压力表对工作面进行顶板动态连续监测。监测方法和数据处理按局矿有关规定执行。泵站压力不小于30MPa.初撑力要大于24MPa.乳化液浓度必须达到3—5%。
矿压综合治理措施：
1、综采工作面端头及超前支护要加强，超前支护的距离暂定不少于20米，在开采中要进一步探索，准确科学地规定防治初次来压和周期来压的超前支护距离。
2、超前支护采用单体液压支柱进行支护。
3、严禁工作面两端头有悬板，如有悬板时必须进行放顶处理。
4、进行强制放顶时，操作人员应在支护完好的安全地区内作业。
5、作业规程中明确规定初次放顶步距和日常放顶步距。
6、如需采用断顶措施时，爆破沟应有足够的长度，宽度和高度，保证采空区顶板充分冒落。
7、实施防治措施应有记录，记录内容包括实施措施的时间、地点、人员、实施方法和具体参数等。
8、治理措施实施后必须进行效果检查。治理效果确认后才能进行掘进或回采工作。
9、回采工作面必须保持直线，严禁出现台阶开采。回采工作面的顶板管理必须采用冒落法管理顶板或人工强制放顶的措施。

第三节 采区巷道布置
一、选择开拓方式的依据：
1、14＃层410盘区开拓方式为盘区绕道式。11＃层至15＃层900大巷有2个煤仓，11＃层内有沿顶回风巷、轨道巷，沿底皮带巷和14＃层底板下轨道巷。
2、14＃层开采工作面布置和11＃层工作面要对应，有利于工作面的管理。
3、14＃层煤层厚度1.1-2.92m，平均1.75m。
二、开拓方式及盘区巷道具体布置：
410盘区14＃层开拓方式与11＃层一样，绕道、煤仓均采用11＃层已形成的系统。存在的不同之处在于新掘进轨道巷，皮带巷，回风巷，盘区形成三巷布置。
三、 盘区巷道布置
根据410盘区14＃层现有巷道，初设时主要考虑盘区皮带巷、轨道巷、回风巷的空间层位及位置关系提出以下两种方案进行比较。则一：由14#层8714斜井中部开口（14#层煤层底板下1.5m），施工甩车场及系统巷，再平行掘进盘区轨道巷、皮带巷和回风巷，与11＃层回风巷、皮带巷和轨道巷留设一定距离的煤柱；其中14＃层皮带巷与11＃层皮带巷内错8米，14＃层回风巷与11＃层回风巷内错18米，14＃层轨道巷巷与11＃层轨道巷内错11米，根据相领矿井与我矿14＃层307、408盘区的开采经验，14＃层410盘区工作面顺槽与11＃层410盘区工作面顺槽内错7米，眼切巷与矿界保持20米的最小煤柱。则二：在方案一的基础上将回风巷与轨道巷的位置互换。则三：由14#层8714斜井中部开口（14#层煤层底板下1.5m），施工甩车场及系统巷，再平行掘进盘区轨道巷、皮带巷，与11＃层皮带巷和轨道巷留设一定距离的煤柱，回风巷利用原11#层总回风巷。由于现11＃层仍在进行回采，为了不影响11＃层的回采进行，方案一与方案二均与西四风井沟通，建立独立的通风系统，这样既可不影响11＃层的回采进行，又解决了和11＃层漏风的问题。两种方案如附图所示：
项目

方案一
方案二

优 点
1、回采系统巷道安全可靠，
2、根据11#层回采的经验，该系统较稳定。
1、工作面回风系统相对简单，回风系统巷坡度没有形成波浪。

缺 点
1、掘进盘区巷道时的系统巷较长。
1、工作面运料系统长，增加巷道掘进量，因而增加系统形成周期。
2、回采工作面运料系统相对复杂，由于盘区巷道基本处于同一水平，盘区轨道巷位置又处于盘区最外侧。工作面运料系统巷在穿越盘区皮带巷与回风巷时，是必会使工作面运料系统巷的坡度形成波浪，增加运输上的安全隐患，并且增加绞车的安设数量。
3、停采线位置与盘区较远，降低回采率，造成资源浪费。

备注
综上，选择方案一

因此，以上两种方案，在所提出的两个方案对比中，由于主要只是针对盘区皮带巷、轨道巷、回风巷的空间层位及位置关系进行比较，其它方法和方式基本一致，所以机电设备的型号、数量没有可比性，所以只作工程量和投资费用及技术特点的优劣比较，经过各种技术经济比较，最终得出结论采用第一方案。

四、盘区巷道位置选择
本盘区布置三条盘区巷，由北向南依次为盘区轨道巷、盘区皮带巷、盘区回巷，其中盘区回风巷与盘区皮带巷中心距为50米，盘区皮带巷与盘区回风巷中心距为48米。
五、 回采巷道与盘区联接
1、皮带顺槽和盘区皮带巷联接：
皮带顺槽从盘区轨道巷下部穿过（需设风桥）与盘区皮带巷直接联通。
2、回风顺槽和盘区回风巷联接：
回风顺槽从盘区皮带巷上部穿过（需设风桥）与盘区回风巷直接联通。

第四节　回采工艺及劳动组织
一、回采工艺
1、回采工作面实行“四、六”制作业，三班生产一班检修准备，生产班开机率60%。
2、工作面采用MG300/700-AWD采煤机割、装煤， SGZ-764/400型刮板输送机运送煤炭，截割方式为端头斜切进刀，双向割煤，工作面见顶见底开采。
3、工作面采用ZZS－5600／14／28型支撑掩护式液压支架，工作面端头两架ZZS－6000/17/37型液压支架进行支护和6根DZ单体支柱配合π型梁管理顶板，超前支护采用双排单体支护，两顺槽均要超前工作面不小于30米范围。
二、采高选择
根据本盘区钻孔资料分析，14#煤层赋存较稳定，煤层厚度为1.1－2.92m，平均1.75m，采高可选择在1.4—2.8m。
三、回采工作面生产能力
1、截割一刀所用生产T:
T=K1（L-l）（1 /V）＋t1
=1.3×（146-35）(1/3) ＋23
=72（min）
式中： L—工作面长度 L=146m；
l—缺口长度 l=35m；
V—截割速度 V=4m/min；
t1—进刀时间 t1=23min；
K1—每刀辅助时间系数 K1=1.3。
2、日割刀数N
N=60K2/（24-t2）T
=60×0.55（24-6）/72
≈8（刀）
式中： t2—设备检修时间 t2=6 h；
K2—事故影响系数 K2=0.55。
3、工作面日生产能力Q
Q=NLSMYC
=8×146×0.5×1.75×1.35×95%
≈1330（t/d）
式中： S—截深 S=0.5m；
　 L－工作面长度　L=146m；
M—采高 M=1.75m；
Y—煤容重 Y=1.75t/m3；
　　　　 取95%的工作面回采率。
根据计算，综采工作面生产能力大于设计生产能力。
四、采空区的管理
回采工作面采用全部垮落法管理采空区顶板随采随冒落，当顶板不能自行垮落时，用钻爆法强制放顶，初放距离20m，回采过程中，当悬顶面积大于2×10 m2、落三角处悬顶面积大于5×10m2时，必须进行局部放顶。工作面进行初次放顶及循环放顶时由放顶队编制专门措施经有关部门和领导审批后执行。
五、综采工作面主要技术经济指标
1、工作面参数：
工作面长度： L=126～146m
连续推进长度： l=320～920m
工作面回采率： C=95%
2、工作方式：
年工作日： n=300 天
作业方式： “四、六”制， 三班生产，一班检修
生产班开机率： K=60%
每刀割煤时间： 72min
3、截割参数：
进刀方式： 尾部斜切进刀自开缺口
循环方式： 双向割煤
平均采高： 1.75m
截割速度： 4m/min
有效截深：　　0.5m
4、生产能力
每刀产量： 175t
日割刀数： 8刀
日产量： 1330t
日推进度： 4m
第五节　采区准备
14#410盘区采用三巷布置，均为半煤岩的巷道，支护均为u29棚子支护。盘区为专用回风巷，巷内无电器设备，无人员作业。
盘区开拓时先掘回风巷，盘区构成独立通风系统后再开掘其他巷道；各系统巷均由进风巷道开口，局扇供风；形成通风、进料、排水等系统后，再上机掘队组掘工作面正巷；回采面两巷贯通形成完整的通风系统后，开始搬家准备，工作面构成完整的通风、排水系统、具备瓦斯治理的各项功能和条件后方可进行回采。

第三章 采区运输、供排水与供电
第一节 采区运输

一、大巷运输以装车点为主，其装载能力与集中煤仓和盘区煤仓的煤储量已在设计11＃层时进行过验算，不在做重复。
二、盘区运煤系统：
14＃层410盘区各工作面→皮带顺槽→14＃层410盘区皮带巷→盘区溜煤眼→盘区主煤仓。

第二节 运料、排矸系统
一、运料：
307盘区一材料斜井→307盘区轨道巷→8714斜井→14#层410轨道巷→各工作面系统巷→各工作面。
二、排矸：
各工作面→盘区轨道巷→8714斜井→307盘区轨道巷→溜矸眼。

第三节 采区供排水和洒水系统
一、14＃层各工作面小扬程水泵→14＃层盘区轨道巷水沟→900大巷水沟。
水沟排水能力在11＃层设计时已验算，不在重复。
二、上层采空区积水处理：
从地质科提供的上伏11＃层采空区积水图可以看出11＃层采空区积水主要集中在盘区中部。所以在开掘各工作面顺槽后，工作面回采前打孔放下的水用水泵排至盘区轨道巷水沟内，每一个工作面上层积水未放前不得进行回采。
三、洒水、配液：
洒水、配液水源均由西三风井地面静压水池提供。14＃层静压水管路由西三风井入井，经900大巷→307一材料斜井→307盘区巷道→8714斜井→14#

第五节 采区供电
一、供电：
集中变电所→410盘区14#层第一变电所→各采掘面。
随着采煤机械化的发展，工作面电气设备总容量有较大幅度的增加，一个综合机械化采煤工作面的总容量已达2000多千瓦，工作面顺槽长1千多米，因此在发展煤矿采掘械械化同时，对井下供电提出了新的要求：
提高采区供电电压。
1.使用防爆移动电站，高压深入工作面以缩短低压供电距离。
2.使用高压真空开关，干式变压器。
3.广泛采用组合式电器设备。
在采区电气安全方面有：
a.在采区广泛使用不燃性移动式屏蔽电缆。
b.使用漏电闭锁，有选择性漏电保护装置。
c.使用127伏的综合保护装置。
d.使用“三专两闭锁”保护装置。
e.采用动力载频信号。
二、盘区概述及采区变电所位置确定
根据生产需要，我矿决定对14#层410盘区进行开拓。14#煤层410盘区位于大型煤矿矿井田西北部，东南与408盘区（正在开采）相接，东部隔矿界煤柱与忻州窑矿相邻，北部与412盘区相接（14-2煤层未采），西部以900大巷为界。盘区走向长约2080米，倾斜长1020米，面积约2082360平方米。
1、 采区变电所位置确定的一般原则
采区变电所是采区的动力中心，它的选择是否合理，对采区供电安全以及供电质量有直接影响。通常由采煤方法及采区巷道布置方式，煤岩地质条件、采掘工作面机械化程度、供电电压等级、工作面分布情况等因素决定。
本设计对410变电所的位置选择和变电所的数量不做方案比较，根据实际情况，设计变电所的数量为2个，其具体位置详见410盘区采掘平面图。暂时以410溜煤眼为分界线对14#层410盘区负荷进行了分配，本设计只以14#层410第一变电所为例进行负荷计算及设备选择，另一变电所与此类似。
三、 盘区供电系统概述及负荷分配确定
14#层410盘区第一、二变电所电源来自307第一变电所，其接线方式为双电源两段母线，负荷分配见供电系统图。
四、负荷统计
根据技术科提供的《14#层410盘区设计说明书》中的具体要求，本设计按一个综采、二个机掘、一个普掘、盘区皮带、轨道巷绞车和专用风机设计。其中具体的绞车位置由技术科提供。
1、根据《煤矿电工手册》矿井供电P5-10-16，一个采区变电所供给两个以上工作面的电力负荷，应按下式计算：
KVA
式中：S---------所计算的电力负荷总视在功率，千伏安；
∑PN-------参加计算的所有用电设备额定功率（不包括备用）之和，千瓦；
Kr--------需用系数；
cosφ------参加计算的电力负荷的平均功率因数；
Ks---------各工作面间的同时系数；
2、统计结果见下表
编
号
负荷名称
工作电机总容量（KW）
需用系数Kr
加权平均功率因数cosφ
计算负荷视在功率
1
综采
1800
0．56
0．7
1440
2
机掘
350．8
0．6
0．7
300．7
3
机掘
350．8
0．6
0．7
300．7
4
普掘
150
0．4
0．7
85.7
5
盘区皮带
200
1
0．9
222
6
风机
71
1
0．9
78
7
轨道巷负荷
皮带巷负荷
100
0.4
0.7
57.1
8
合计

3022.6/2484.2
五、变压器容量、型号、台数的确定
采区变电所是采区供电的中心环节，变压器选择是否合理，对采区安全生产影响很大，只有选择合理才能降低运行费用和设备投资。所以我们要对盘区内的所有负荷进行分类，进而选择合理的变压器台数及容量。
本设计采用需用系数法来计算变压器容量

式中：Sbj---------变压器的计算容量，千伏安；
∑Pei-------参加计算的所有用电设备功率之和，千瓦；
Kr--------需用系数；
cosφ------加权平均功率因数；
①盘区皮带干变的选择
需用系数取K=0.9 cosΦ=0.9
Sb1==189.4KW
可选1台BKSG-315KVA/6KV/660V干变。
②盘区绞车、运料、盘区水泵干变及普采工作面的选择
这里取K=0.4 cosΦ=0.7
Sb2==142.8KW
可选1台BKSG-315KVA/6KV/660V干变。
③风机干变的选择
这里取K=1 cosΦWN=0.9
Sb4==78KW
可选1台BKSG-200KVA/6KV/660V干变。
根据用电设备负荷统计，本设计共选用KSGB-315变压器两台、KSGB-200变压器一台（考虑变压器留有余量）。
六、变电所电气设备的选择
井下6千伏供电系统的电气设备选择，应根据设备适应场所，保护性能、室内布置、接线方式、经济费用等因素，同时要兼顾新技术的选择。
1、选择原则
（1）配电装置的额定电压应符合井下高压网络的额定电压等级。
（2）配电装置的额定电流应不小于所控设备的额定电流。
（3）配电装置的额定开断电流应不小于其母线上的三相短路电流。
（4）动、热稳定性应满足母线上最大三相短路电流的要求。
2、高压配电箱的选择
根据高压配电箱适应的场所，保护性能，在满足可靠性的前提下，考虑经济技术合理性，尽可能选用国产先进产品，结合我矿实际情况，经综合分析，确定14#层410盘区第一变电所选用BGP9L-6AK型高压真空配电箱，技术数据详见它的使用说明书。
3、高压配电箱的选择计算
根据BGP9L-6AK型高压真空配电箱的技术数据，由负荷统计，按最大负荷时计算，并同时考虑以后的发展，本变电所总盘选择：

式中： Icc--------空气温度为25度时电缆允许载流量，A；
　　K---------环境温度较正系数；表12-2-25取1.12
　　In---------用电设备持续工作电流，A；
K x--------需用系数；
∑Pn -------干线电缆所供的电动机额定功率之和，KW；
Un--------电网额定电压，V；
cosΦ------平均功率因数，见表10-3-1。
得：
考虑以后增加的负荷，选择配电箱（总盘）电流互感器变比选择为300/5。
用同样方法可以计算选择其它高压配电箱。其选择结果见下表：

编号
型号
额定电压（Kv）
额定电流（A）
变流比
数量
1
BGP9L-6AK
6
300
300/5
3
2
BGP9L-6AK
6
200
200/5
2(备用一台)
3
BGP9L-6AK
6
100
100/5
4
4
BGP9L-6AK
6
50
50/5
1
4、低压电器的选择
（一）选择的一般原则
（1）低压供电线路的总开关一般选择低压真空馈电开关，KBZ为例。
（2）照明选择照明、信号综合保护。
（3）其它开关可选用QBZ-80开关。
（二）选择计算
根据上述原则及通过变压器二次侧电流对低压开关进行选择计算，本设计不做计算过程，并考虑到今后的负荷增加，选择时留有余量。
其选择结果如下：
编号
型号
额定电压（Kv）
额定电流（A）
台数
备注
1
KBZ-400
660
300
3

2
KBZ-200
660
200
5

3
ZXZ8-2.5
660/127

1

七、高压电缆长度、型号、截面的确定
1、电缆长度的确定
正确计算电缆长度，不仅能降低电压损失，节省电能，提高经济效益，降低投资，而且维护方便，保证供电质量，由于电缆具有一定的柔性，在敷设时必然出现一定的悬垂度。
电缆长度计算公式如下：

式中：LS-------电缆实际长度，米；
L-------- 巷道实际长度，米；
K--------增长系数，铠装电缆取1.05、橡胶电缆取1.1，电缆两端各留8~10米。
2、电缆型号的确定
电缆的型号主要依据电压等级、工作条件、敷设场所决定。本设计对高压电缆选用MYJV32 6/6KV型电缆，电缆长度由技术科提供的变电所的实际位置确定。
3、高压电缆截面的选择
（1）本设计按经济电流密度选择导线截面。

式中：
Ig--------长时最大负荷电流；
Jj---------经济电流密度；
得Sj=202/2.25=89.8mm2
选型MYJV32