神木县苏家壕煤矿连采工作面供电设计说明书.doc

目 录

摘 要 - 1 -

绪 论 - 2 -
一、 课题的提出 - 2 -
二、本设计研究的目标 - 2 -
三、 本设计研究的方向 - 2 -
第一章 井田概述 - 3 -
1.1 矿井简介 - 3 -
1.1.1 气象 - 4 -
1.1.2 地震 - 4 -
1.1.3 地质 - 5 -
1.2 工作面状况 - 5 -
1.3 工作面设备 - 5 -
1.3.1 设备配置 - 5 -
1.3.2 顺槽设备 - 6 -
1.3.3 其他设备 - 6 -
第二章 工作面供电系统 - 8 -
2.1 煤矿供电系统接线的要求 - 8 -
2.1.1 配电网络的接线方式 - 9 -
2.1.2 变电所的主接线 - 12 -
2.2 工作面配电点 - 16 -
2.2.1 配电点的位置 - 17 -
2.3 工作面供电系统 - 17 -
2.3.1 高压 - 17 -
2.3.2 低压 - 17 -
第三章 电力负荷计算及变压器容量选择 - 18 -
3.1 电力负荷计算 - 18 -
3.1.1 供电负荷计算的概述 - 18 -
3.1.2 供电负荷的计算 - 19 -
3.1.3 供电负荷统计 - 19 -
3.2 变压器的选择 - 21 -
3.2.1 连采机等设备（第一路） - 22 -
3.2.2 皮带机专用（第二路） - 22 -
3.2.3 风机等设备（第三路） - 22 -
第四章 矿用电缆的选择 - 23 -
4.1 电缆的结构 - 23 -
4.1.1 铠装电缆 - 24 -
4.1.2 橡套电缆 - 24 -
4.1.3 塑料电缆 - 24 -
4.2 电缆的敷设 - 24 -
4.2.1 电缆敷设的要求 - 24 -
4.2.2 电缆长度的确定 - 25 -
4.2.3 电缆心数的确定 - 26 -
4.3 电缆的选择 - 26 -
4.3.1 1000KVA高压电缆的选择 - 26 -
4.3.2 500KVA高压电缆的选择 - 27 -
4.3.3 低压电缆的选择 - 28 -
第五章 短路电流的计算 - 31 -
5.1 短路电流及其危害 - 31 -
5.1.1 短路电流的危害 - 31 -
5.1.2 短路电流计算的目的 - 32 -
5.2 短路电流的计算 - 32 -
5.2.1 1#移变二次出口端的短路电流Id1计算 - 32 -
5.2.2 2#移变二次出口端的短路电流Id6计算 - 35 -
5.2.3 3#移变二次出口端的短路电流Id10计算 - 37 -
第六章 井下三大保护措施及机电管理 - 39 -
6.1 井下三大保护措施 - 39 -
6.1.1 漏电保护措施 - 39 -
6.1.2 过流保护措施 - 40 -
6.1.3 接地保护措施 - 41 -
6.2 机电管理说明 - 42 -
第七章 结论 - 43 -

致 谢 - 44 -

参考文献 - 45 -

II

摘 要

本设计为神木县苏家壕煤矿连采工作面供电设计说明书。从实际出发进行系统的分析，除满足一般设计规程的要求外，还满足《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》的具体要求和实施标准。
本设计说明书根据矿井的实际情况及工作面所使用的用电设备技术参数，详细讲述了在煤矿供电系统中对移动变电站进行选择；配电点的位置进行确定；高压、低压电缆进行选择计算；电气设备的选择；高压、低压开关的选择；短路电流计算。
总之，所有的煤矿机械设备选型和供电系统都是以井下安全生产所服务为目的。设计一套完整的、完善的煤矿机械设备选型设计和井下工作面供电系统，对煤矿安全生产是必不可少的。

关键词：矿井、供电系统、高压、低压、电缆

- 42 -

绪 论

一、 课题的提出
煤炭是我国重要的能源之一，在能源消费结构中煤炭约占70%，而且我国是世界上最早开采、利用煤炭资源的国家。
解放前的旧中国，矿山设施简陋，开采技术落后，资源横遭破坏，煤炭工业发展处于停滞状况。自新中国成立60多年来煤炭工业得到迅速发展，改造、扩建和开发新建了一大批矿井、矿区和煤炭基地，煤炭生产能力大幅度提高。
现国有煤矿的采煤机械化程度以达到75%以上。煤矿机械设备和煤矿供电系统对现在强大的煤矿企业有着重大的意义。它对保证矿井的正常生产起着非常重要的作用。
二、本设计研究的目标
通过矿井的技改扩能，让我们知道矿井原供电系统不能满足技改后矿井的需要，为了有一个更完善的供电系统，并在“以风定产”“一通三防”的前提条件下，我们深深地清楚供电对矿井的重要性，以致通过供电系统的优化设计，来实现安全高效矿井；供电系统全以技改后进行设计。
三、 本设计研究的方向
通过供电理论方面的学习并与我矿矿井供电系统实际相结合，对矿井供电系统资料的掌握，来优化原有不足的供电系统，使设计出的供电系统达到最大优化。设计内容体系具体如下：
1、井田概况
2、工作面供电系统
3、电力负荷计算及变压器容量选择
4、电缆的选择
5、短路电流的计算
6、井下三大保护措施及机电管理

第一章 井田概述
1.1 矿井简介
苏家壕煤矿位于神木县北部的陕蒙交界处，在神木县WN15°的方位，处于陕北侏罗纪煤田神木矿区北部矿区前石畔井田与大柳塔井田的结合部，矿区行政区隶属神木县大柳塔镇。煤矿中心点坐标 X=4357400, Y=37438000，地理坐标为北纬39°20´10"～39°21´53"；东经110°16´07"～110°17"48´。矿区北与郝家壕煤矿相邻，东与张家渠煤矿相邻。
矿区交通便利，西(安)包(头)铁路由煤矿西部通过，包(头)府(谷)二级公路由煤矿以南通过，目前以大柳塔为中心的矿区交通网已基本形成,并向省内外辐射。煤矿距榆林市186km，距神木县64km，距大柳塔镇8Km。交通位置图如下图所示：

生产能力的确定要综合考虑煤层赋存条件、煤炭资源量、开采技术条件、采煤装备机械化程度等诸多因素。设计根据煤炭市场供给情况，及业主委托要求，确定矿井技术改造后，生产能力为0.5Mt/a。
矿井可采储量为10.7Mt，考虑到本井田地质条件比较简单，储量备用系数为1.3，矿井服务年限为18.3年。
1.1.1 气象
本区属中温带大陆性半干旱季风气候，天气多变，冬季寒冷，夏季酷热，；春季多风，风沙频繁，秋季凉爽，冷热多变，昼夜温差悬殊，干旱少雨。全年降雨量多集中在7、8、9三个月，无霜期150～180天。10月初上冻，翌年三月解冻。秋季多为西北风，春夏多为东南风。
根据榆林市神木县气象站资料，主要气象参数如下：
最高气温38.9℃，最低气温－29.7℃，平均气温8.8℃；多年平均降雨量436.6mm，近年最大降雨量553.1mm，日最大降雨量135.2mm（1977年8月1日），枯水年降水量108.6mm（1965年）；多年平均蒸发量1774.1mm；多年平均绝对湿度7.6mbar；平均风速2.2m/s，最大风速25m/s（1970年7月18日）；最大冻土深度146cm（1968年）。
1.1.2 地震
本区地壳活动相对微弱。据历史记载，1448年在榆林发生过4.7级地震，烈度为6度。1621年5月在府谷孤山一带发生过6.7级地震，烈度为6度。1477年银川6.5级地震、1739年银川平罗8级地震、1920年海源8.5级地震曾波及本区，仅受到轻微破坏。1996年5月30日，内蒙古包头市发生6.4级地震，本区仅有震感。
根据建设部2001年7月20日颁发的《建筑抗震设计规范》本区抗震设防烈度为Ⅵ度，设计基本地震加速值为0.05g。
1.1.3 地质
神木北部矿区位于陕北侏罗纪煤田东北部。地层区划属华北区鄂尔多斯盆地分区。井田地表大部分为第四系风积沙覆盖，仅在沟谷中有侏罗纪中统延安组第五段（J2y5）出露。井田内地层由老到新有：中生界三迭系上统永坪组（T3y）；侏罗系中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）；新生界新近系上新统保德组(N2b)、第四系中更新统离石组（Q2L）、上更新统萨拉乌苏组（Q3s）、全新统风积层（Q4eol）。
1.2 工作面状况
312连采工作面煤层近水平，平均厚度为6.1米，煤层局部有灰质夹矸，低瓦斯。工作面走向长265.5m，倾斜长为120m。
连采工作面的采煤包括支巷掘进和支巷回采。落煤选用12CM15-10D型连采机完成落煤工序。装煤为连采机自装煤方式。其运煤采用梭车运煤。巷道支巷采用四臂锚杆机支护。
在正规循环作业中，连采机司机应在梭车停稳接煤时立即开机装煤或割装煤，梭车空车尽可能及时运行到连采机后面等待装煤，以提高连采机的工作效率，梭车严格按照规定的空、重车行走路线行走（靠支巷前进方向的左帮行走）；连采机退出后，锚杆机便立即进入进行支护作业；破碎机司机应保证梭车及时卸煤、破碎、拉出，不影响生产。
总之，各工种作业人员互相协调尽可能安排平行作业，充分利用工时，提高生产效率，特别要坚持正规循环作业，确保工作面安全生产和设备高效运转，从而实现稳产、高产。
1.3 工作面设备
1.3.1 设备配置
1） 连采机：选用久益采矿设备公司生产的12CM15-10D型采煤机，其额定功率553KW，其中两台截割主电动机功率为170KW；两台牵引电机功率为26KW,额定电压为0.38V;调高泵电机电压1140V，功率52KW。
2）梭 车：选用久益采矿设备公司制造的10SC32-48B型梭车，其额定功率为90KW，额定电压为1140V。
3）四臂锚杆机： 选用煤炭科学研究总院山西煤机装备有限公司制造的CMM25-4型锚杆机，其额定功率110KW,额定电压1140V。
4）矿用隔爆型移动变电站：选用中联电气有限公司制造的KBSGZY-1000/6型移动变电站，其容量为1000KVA，一次额定电压为6KV。
1.3.2 顺槽设备
1） 破碎机：采用煤炭科学研究总院山西煤机装备有限公司制造的PZL460/150型破碎机，其额定功率150KW,额定电压1140V。
2） 顺槽带式输送机：采用山东矿机集团股份有限公司制造DSJ100/80/160-1000型输送机（1部），驱动电机额定功率160 KW。
3） 履带式液压支架：液压支架采用山西煤机装备有限公司生产的XZ7000/25.5/50型液压支架，其额定功率110KW,额定电压AC1140V。
1.3.3 其他设备
1） 螺杆式移动空气压缩机：采用中山市艾能机械有限公司制造的MLG-20/13G螺杆式移动空气压缩机，其额定功率160KW,额定电压0.66KV。
2） 胶带机：采用山东矿机集团股份有限公司制造的DSJ-1000/160型输送机（1部），驱动电机额定功率160 KW,额定电压0.66KV。
3） 张紧绞车：张紧绞车采用枣庄创建煤机配件有限公司生产的JZB-0.9型张紧绞车，其额定功率4KW,额定电压0.66KV。
4） 风机：风机采用湘潭平安电气集团有限公司生产的FBDY No6.0/2×18.5型隔爆型局部通风机，其额定功率18.5KW,额定电压0.66KV。

第二章 工作面供电系统
供电系统是煤矿生产的主要环节。它由各种电气设备及配电线路按一定的接线方式组成。其主要作用是从电力系统获取高压电能，通过变换、分配、输送将电能安全、可靠地送到各种不同的动力设备上，以满足煤矿生产需求。
煤矿生产的动力主要是电力。随着采煤机械化程度不断地提高，矿用设备的功率越来越大，供电电压越来越高，所以供电系统必须具备安全、可靠的特点，才能适应煤矿现代化发展的生产需求。
常用的煤矿供电系统：电厂→地面变电所→井下中央变电所→采区变电所→（移动式变电站）→工作面配电点。
2.1 煤矿供电系统接线的要求
煤矿是具有一、二级负荷的大型企业，一般采用35KV双电源供电。其供电系统由降压变电所与高低压配电线路组成。根据负荷的种类与性质不同，供电系统采用不同的接线方式。
对接线方式的基本要求是：
1) 供电可靠：根据负荷等级的不同，因采用相应的接线方式来保证不同可靠性的要求。
2) 操作方便：在各种接线方式因具有线路简单、应用灵活、倒闸方便的特点，并能充分保证工作人员在进行各种操作切换时人身安全和设备安全。
3) 经济合理：接线方式在满足以上要求的情况下应力求结构简单，以减少设备的投资和运行费用。在符合《煤矿安全规程》的前提下应尽量采用高压深入负荷的接线方式。
2.1.1 配电网络的接线方式
配电网络的作用是将上一级的降压站（变电所）向下一级的降压站（变电所）或用电设备配送电能。配电网络的接线方式一般有放射式、树干式、环形式等几种。
（一） 放射式接线
1） 单回路放射式接线：这种方式是在一级降压站（变电所）的馈出母线上引出多条回路，直接向下级降压站（变电所）或用电设备配送电能。如图2-1所示。

图2-1 单回路放射式接线

2）双回路放射式接线：为提高供电可靠性，在单回路供电的基础上引入备用电源，形成双回路放射式接线。如图2-2所示。
a、单电源双回路放射式接线
b、双电源双回路放射式接线

a、 单电源 b、双电源
图2-2 双回路放射式接线

（二） 树干式接线
1） 直接树干式接线：这种接线是在上一级变电所引出的每路配电干线沿各用户架空敷设。各用户可以从干线上直接接出分支线，引入各自的变电所或用电设备上。如图2-3所示。

图2-3 直接树干式接线

2）串联型树干式接线：为了提高树干式接线的可靠性，各用户采用进、出线均装隔离开关的方式引接分支线，形成串联型树干式接线，也称为链串型树干式接线。如图2-4所示。
a、单回路树干式接线
b、双回路树干式接线

a、单回路 b、双回路
图2-4 串联型树干式接线

（三） 环形式接线
这种接线一般是在同电压之间的变电所构成环行，每个变电所都有两路进线，当其中一路发生故障时，可由另一路线路供电，因而具有可靠性高、运行灵活的特点，适用于一、二级负荷的供电系统。如图2-5所示。

图2-5 环形式接线

2.1.2 变电所的主接线
变电所的主接线是将变电所内的各种开关设备、电力变压器、母线及各类互感器等电气设备按一定顺序用导线连接而成，用于接收和分配电能。主接线的形式与电源的回路数、电压的高低、负荷的大小和负荷的级别等因数有关，主要有线路—变压器组接线、桥式接线、单母分段接线盒双母接线等几种。
（一） 线路—变压器组接线
当变电所只有一路电源进线，且只装1台变压器时采用线路-变压器组接线方式。其电路图如图2-1所示。由于这种变电所没有高压负荷也不能高压转送，故变电所一次侧不需要设置高压母线， 可直接通过开关设备接电源进线。如图2-6所示。

图2-6 线路—变压器组接线

（二） 桥式接线
将断路器像桥一样跨接在两路电源之间，形成开关桥路。正常情况时开关桥路为断开状态。对具有一、二级负荷的变电所，可采用有双回路电源和2台变压器结构的桥式接线方式。桥式接线分内桥、外侨和全桥3种方式。如图2-7所示。
1） 外桥接线
当开关桥路设在电源进线断路器的外侧时，称为外桥接线。这种接线切换变压器较方便，适用于负荷变化大、电源进线短、线路倒闸次数少且具有一、二级负荷的变电所。
2） 内桥接线
当开关桥路设在电源进线断路器的内侧时，称为内桥接线。这种接线切换线路较方便，适用于供电线路长和变压器不需要经常切换的变电所。
3） 全桥接线
开关桥的内、外侧均设有电源进线断路器时，称为全桥接线。全桥接线具有适应性强、对线路、变压器操作方便、运行灵活、可靠性高等优点，但全桥接线使用设备多、占地面积大。

a、外桥接线 b、全桥接线 c、内桥接线
图2-7 三种桥型接线方式
（三） 单母线分段式接线
单母线分断式接线是将两路电源进线分别接在两断母线上，并用断路器或隔离开关将两端母线联络在一起。单母线分段式接线运行灵活，两端母线可分段运行也可并列运行。如图2-8所示。

图2-8 单母线分段式接线
（四） 双母线接线
双母线接线方式是由并联的两组母线WB1、WB2供电，任一段电源进线或引出线均由1台断路器和2台隔离开关连接在2组母线上，2组母线由联络开关（QF）支路相连。如图2-9所示。

图2-9 双母线接线
2.2 工作面配电点
工作面配电点是将采区变电所送来的低压电能再分配给采掘工作面的电气设备，主要起配电作用；工作面电源电压为6kV，来自井下中央变电所。根据用电设备的容量与布置，采用1140V电压等级供电，同时可利用干式变压器将电压降为127V，供煤电钻、照明和保护控制电压使用。在临时变电所处设置移动变电站，为顺槽皮带机供电；在顺槽皮带巷每500米设置配电点，用以对工作面设备进行供电。
2.2.1 配电点的位置
工作面配电点设在低压开关集中的地方，其特点是需要经常随工作面移动，所以一般不需要开设专门的硐室，大都直接设在工作附近的运输巷或回风巷一侧，其位置一般距工作面70-100m处。
对于掘进工作面的配电点，大都设在掘进巷道的一侧或掘进巷道的贯通巷道内，一般距工作面80-100m处。
2.3 工作面供电系统
2.3.1 高压
（一） 来自盘区变电所→KBSGZY-1000/6（连采机、梭车、锚杆机、破碎机）
（二） 来自209二十一联巷
1）KBSGZY → 500/6(风机专用）
2) KBSGZY → 500/6（皮带机头等用电）
2.3.2 低压
（一） 1000KVA移变低压侧 连采机、梭车、锚杆机、破碎机
（二） 500KVA移变低压侧
1）KBZ-400 → 三采区机头
2）QJZ-315 → 空压机
3）QJZ-400 → 胶带机
4）QJZ-30 → 张紧绞车
（三） 500KVA移变低压侧
1）QBZ-30 → 风机
2）QBZ-30 → 风机

如图2-10为312连采工作面供电系统图
第三章 电力负荷计算及变压器容量选择
3.1 电力负荷计算
用电设备负荷的计算是确定供电线路的接线方式、选择变压器容量、电气设备、导线截面的主要依据，也是整定继电保护装置的重要的数据。负荷计算的是否正确合理，直接影响到电气设备及其供电系统的选择和运行是否经济、合理。如果负荷计算的过大，将使电气设备选的过大，造成投资大和有色金属的浪费；若负荷计算的过小，将使电气设备长期处于过载运行状态，这样不仅会造成电能的损耗，还会是电气设备过热绝缘老化而缩短寿命，严重时还可能因此发生重大事故。
3.1.1 供电负荷计算的概述
在实际工作中用电设备的负荷是随时间不断变化的，即各种用电设备不一定同时运行，运行中的设备也不可能达到满载。特别是井下，由于工作条件复杂，随着采区地质条件的变化、煤层软硬程度的差异及生产作业循环的安排和设备操作的情况不同，导致用电设备的总负荷在不断变化，所以很难精确的计算出实际负荷的大小。根据供电负荷的特点可将计算方法分为需用系数法、二项式法、利用系数法。目前广泛采用的供电负荷计算方法多为需要系数法。虽然这一方法的计算结果有一定误差，但还是能满足实际生产的需求。
3.1.2 供电负荷的计算
结合本矿实际情况需采用需用系数法来计算供电负荷较为合理，以下是供电负荷的计算过程：
基本公式：
综采、综掘工作面需要系数按下式计算：
Kr=0.4+0.6*Ps/∑Pn
一般连采工作面需要系数可按下式计算：
Kr=0.286+0.714*Ps/∑Pn
式中
————工作面的电力负荷视在功率(kVA)；
————工作面用电设备额定功率之和(kW)；
————工作面的电力负荷的平均功率因数；
————需要系数；
————最大一台(套)电动机功率(kW).
3.1.3 供电负荷统计
根据用电设备电压等级、设备的布置位置、选用3台移动变电站，按移动变电站分类进行负荷统计，统计如图3-1所示。
（一） 1140V供电负荷统计
设备
名称
电动机
额定功率
（KW）
额定电压
（KV）
额定电流
（A）
计算负荷
（KW）

台数
名称/型号

连采机
2
行走电机/600505
2×26
0.38
106
52
2
截割电机/100021967
2×170
3.3
90
340
2
收集头电机/600128
2×45
0.38
15.9
90
1
泵电机/00600128
52

52
1
集尘器电机
19

19
连采机总功率
553KW
梭车
1
泵电机/006000457
15

15
1
运输机电机/00534384
23

23
2
行走电机/00600512
2×26

52
梭车总功率
90KW
锚杆机
2
泵电机/M13W
2×55
110KW
锚杆机总功率
110KW
破碎机
1
泵电机/YBK280S-4
75

75
1
破碎滚筒电机/YBK280S-4
75

75
破碎机总功率

150KW

图3-1-1 1140V供电负荷统计表
统计：∑PN1（1140V计算总功率）= 553 + 110 + 90 + 150 = 903KW
（二） 660V机头供电负荷统计
设备
名称
台数
额定功率（KW）
额定电压（KV）
计算负荷（KW）
空压机
1
160
0.66
160
胶带机
1
125
0.66
125
张紧绞车
1
4
0.66
4
总功率
289KW

图3-1-2 660V机头供电负荷统计表
统计：∑PN2（660V机头计算总功率）= 160 + 125 + 4 = 289KW
（三） 660V风机供电负荷统计
设备
名称
台数
额定功率
（KW）
额定电压 （KV）
计算负荷
（KW）
风机
2
2×18.5
0.66
37
总功率
37KW

图3-1-3 660V风机供电负荷统计表
统计：∑PN3（660V风机计算总功率）= 37KW
3.2 变压器的选择
根据现场实际勘察和供电要求，结合该采面供电实际，确定该连采工作面应用三台移动变电站供电，1140V采煤机、梭车、锚杆机、破碎机为一路；660风机专用为一路；660V机头皮带等设备为一路。
根据《煤矿电工手册》第二分册，第十章第三节 至 第五节关于变压器的选择内容：
（一） 选型：高压为6KV的变压器可选用矿用型动力变压器。一次侧电压为1140V以下的变压器应选用防爆型干式变压器。
（二） 变压器台数的确定：中央变电所的动力变压器一般设用两台，当主排水泵为低压时，任一台变压器停止运行时，其余应保证排出最大涌水量所需要的容量，照明变压器只设一台。
（三） 其他电气参数与地面变压相同，见第十一章。
根据本矿实际情况采用以下计算公式确定变压器的容量选择：

式中
————工作面的电力负荷视在功率(kVA)；
————工作面用电设备额定功率之和(kW)；
————工作面的电力负荷的平均功率因数；
————需要系数；因为此情况为自移式支架，且是各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面，按下式进行计算：
=0.286+0.714*Ps/∑Pn
————最大一台(套)电动机功率(kW)。
3.2.1 连采机等设备（第一路）
此工作面为连采工作面，根据本矿实际情况查《煤矿电工手册》第二分册表10-3-1，取COSφ=0.7，Kr=0.286+0.714×PS/∑PN1=0.286+0.714×170/903=0.42
S1=∑PN1Kr/COSφ=903×0.42/0.7=541.8KVA
根据计算，结合本矿现有设备情况，所以选1台KBSGZY-1000/6型移动变压器。
3.2.2 皮带机专用（第二路）
取COSφ=0.7，Kr=0.286+0.714×PS/∑PN2=0.286+0.714×160/289=0.68
S3=∑PN2Kr/COSφ=289×0.68/0.7=281KVA
根据计算，结合本矿现有设备情况，所以选1台KBSGZY-500/6型移动变压器。
3.2.3 风机等设备（第三路）
取COSφ=0.7，Kr=0.286+0.714×PS/∑PN3=0.286+0.714×18.5/37=0.63
S2=∑PN3Kr/COSφ=37×0.63/0.7=33.3KVA
根据计算，结合我矿现有设备情况，选1台KBSGZY-500/6型移动变压器。

第四章 矿用电缆的选择
矿用电缆与普通电缆相比具有安全可靠、不占空间、不受外界影响等优点，特别适用于有火灾和瓦斯煤尘爆炸危险、潮湿和地下淋水、空间狭窄和人机拥挤的井下输电；在地面工业广场内，主副井钢丝绳空间交错，也采用电缆向各主要设备输电，电缆成为矿井供电系统的大动脉。
矿用电缆与架空线路相比具有投资大、查找故障困难、维护检修不便等缺点，加之岩石冒落、机械压砸等原因容易产生短路、漏电，引起煤尘瓦斯爆炸；设备烧毁，人身触电事故。因此，必须正确的选择、安装、使用和精心维护矿用电缆。
4.1 电缆的结构
电力电缆按电压等级分为高压和低压2种；按绝缘材料可分为：铠装电缆、橡套电缆、塑料电缆3类。
4.1.1 铠装电缆
铠装电缆是用钢丝或钢带把电缆铠装起来。由于钢丝或钢带耐拉力强，所以钢丝铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜巷道中;而钢带铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。最大优点是绝缘强度高，适用作高压电缆，在井下多用于对固定设备和半固定设备的铠装电缆的供电。
4.1.2 橡套电缆
橡套电缆分普通橡套电缆、阻燃橡套电缆和屏蔽橡套电缆三种。对于井下移动设备的供电，多采用柔软性好、能够弯曲的橡套电缆。橡套电缆主要用于向采区移动设备供电。
4.1.3 塑料电缆
塑料电缆的主要结构与橡套电缆基本相同。只不过它的芯线绝缘和外护套都是用塑料(聚氯乙烯或交联聚乙烯)制成的。其优点是：允许工作温度高，绝缘性能好，护套耐腐蚀，敷设的落差不受限制等。若电缆外部有铠装的，则与铠装电缆的使用条件相同;若外部无铠装，则与橡套电缆的使用条件相同。因此，在条件许可时，应尽量采用塑料电缆。
4.2 电缆的敷设
4.2.1电缆敷设的要求
根据《煤矿安全规程》规定，除手持式或移动式设备连接的电缆以外，井下敷设电缆时，必须遵守下列规定：
（一） 电缆必须悬挂
1）在水平巷道或倾角30°以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；
2）在立井井筒或倾角30°及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其它夹持装置进行敷设。夹持装置应能承担电缆的重量，且不得损坏电缆；
（二） 水平巷道或倾斜巷道中悬挂的电缆，应有适当的弛度，并在承受意外重力时能自由坠落。其悬挂高度应使电缆在有矿车掉道时不致受撞击，在电缆坠落时，不致落在轨道或输送机上；
（三） 电缆悬挂点的间距：在水平巷道和倾斜井巷内不得超过3m，在立井井筒内不得超过6m；
（四） 沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管；
（五） 电缆不应悬挂在压风管或水管上，不得遭受淋水或滴水。
在电缆上严禁挂任何物件。
如果电缆同压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设存倚道的上方，并保持0.3m 以上的距离。电缆同风筒等易燃物品应分挂在巷道两侧，否则，相互之间应保持0．3m 以上的距离。
盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电，但采煤机等电缆车上的电缆不受此限。井筒或巷道内的通讯和信号电缆，应同电力电缆分挂在巷道两侧，如果受条件限制，在井筒内，应敷设在距电力电缆O.3m 以外的地方；在巷道内，应敷设在电力电缆上方0.1m 以上的地方。
高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆相互的间距应大于0.1m；高压电缆之间和低压电缆之间的距离不得小于50mm，以便摘挂。
井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离，在拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端，都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌，以便识别；
（六） 立井井筒中所用的电缆，中间不得有接头。如果因井筒太深需设接头时，应将接头设在中间水平巷道内，以便检查维修。运行中因故需要增设接头而又无中间水平巷道可利用时，可在井筒中设置接线盒，但应妥善放置在托架上，不应使接头受力；
（七） 硐室内和木支架的井巷中敷设的电缆，必须将黄麻外皮剥除，并应定期在铠装层上加涂防锈油漆。电缆穿过墙壁部分，应用套管保护，并严密封堵管口。
4.2.2 电缆长度的确定
由于电缆都有一定的柔性，在敷设悬挂时必须有一定的悬垂度，因此，选择电缆的实际长度L0为：
L0=K*L
式中
L——敷设长度（m）；
K——增长系数，橡套电缆K=1.1，铠装电缆K=1.05。
为了便于安装维护，当电缆中间有接头时，应在电缆两端头处各增加3m。
4.2.3 电缆心数的确定
（一）动力用的纸 绝缘铠装电缆选三芯电缆。
（二）动力用的橡套电缆，当控制按钮不在工作机械上时，一般采用四芯电缆。
（三）信号电缆芯线根数要按控制、信号、通讯系统的需要决定，并留有备用芯线。
（四）电缆的接地芯线除用作监测接地回路外，不得作其他用途。
4.3 电缆的选择
电缆截面通常按允许负荷电流、允许电压损失、电缆的机械强度进行选择。
实际上并不需要对每条电缆均用上述各种方法选择，而是抓住每个电缆段(或每条电缆)的主要问题，选择该段(条)电缆截面即可满足其它条件要求。
例如：供电容量较大长度较长的干线电缆和单机容量较大(如掘进机械、绞车等)且供电距离较长的主线电缆，主要按允许电压损失选择缆线截面即可满足其它条件的要求；供电容量较小长度较短的支线电缆主要按允许负荷电流选择导线截面即对满足其它条件要求；移动机械所用电缆主要按机械强度选择主芯线截面即可满足其他条件要求。
故，本矿设计是根据电缆长时间允许工作电流来选择电缆。

式中
Ig————通过电缆长时允许工作电流（A）；
Kr————需用系数；
∑PN————通过该供电电缆的所有用电设备的额定容量之和（KW）；
Ue————额定电压（KV）；
COSφ————加权平均功率因数。
4.3.1 1000KVA高压电缆的选择

式中
Si————电缆允许最小截面面积 （mm2）
2————橡套电缆高压允许经济电流密度 （A/mm2）
根据计算，选择电缆截面S须满足S≥Si，高压电缆可选MYPTJ-10KV-3×50＋3×25/3＋3×2.5型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆，长度: L×1.1 =1818m ×1.1=2000m。
式中
L————盘区/209二十一联巷变电所到连采面配电点距离。
1.1————考虑橡套软电缆悬挂余量(10%)。
4.3.2 500KVA高压电缆的选择

式中
Si————电缆允许最小截面面积 （mm2）
2————橡套电缆高压允许经济电流密度 （A/mm2）

根据计算，选择电缆截面S须满足S≥Si， 高压电缆可选MYPTJ-3×50型矿用移动屏蔽监视型橡套软电缆，长度: L×1.1 =455m ×1.1=500m。
式中
L————盘区/209二十一联巷变电所到连采面配电点距离。
1.1————考虑橡套软电缆悬挂余量(10%)。
4.3.3 低压电缆的选择
（一） 连采机电缆

根据计算，实际选择MYP-3×70+1×25型采煤机用屏蔽橡套电缆，和MYP-3×95+1×50型屏蔽橡套电缆.符合供电要求。根据生产所需所选择MYP-3×95+1×50电缆长度为500m，MYP-3×70+1×25电缆长度为200m。
（二） 梭车电缆

根据计算，实际选择MYP-3×16＋1×16型矿用移动屏蔽橡套软电缆,符合供电要求。根据生产所需所选择电缆长度为200m。
（三） 破碎机电缆

根据计算，实际选择MYP-3×70＋1×25型矿用移动屏蔽橡套软电缆，符合供电要求。根据生产所需所选择电缆长度为15m。
（四） 锚杆机电缆

根据计算, 实际选择MYP-3×16＋1×16型矿用移动屏蔽橡套软电缆,符合供电要求。根据生产所需所选择电缆长度为200m。
（五） 胶带机电缆

根据计算，实际选择MYP-3×50＋1×35型矿用移动屏蔽橡套软电缆，符合供电要求。根据生产所需所选择电缆长度为15m。
（六） 空压机电缆

根据计算，实际选择MYP-3×50＋1×35型矿用移动屏蔽橡套软电缆，符合供电要求。根据生产所需所选择电缆长度为4m。
（七） 张紧绞车电缆