兴利煤矿供电设计

第四节 供电、监测、通信及信号

（一）电源

兴利煤矿位于兴仁县潘家庄镇境内，属于贵州电网兴义供电局及兴仁县供电局供电范围。兴仁县内35kV供电网络已经形成，目前在李关建有一座220kV的变电站一座（李关变电站），容量3×180MVA；在巴铃镇建有一座110kV的变电站（长坡变电站），容量3×40MVA；县城境内建有一座110kV的变电站（兴仁变电站）, 容量3×31.5MVA。其余的高武变电站、潘家庄变站、雨樟变电站、屯脚变电站、振兴变电站等均为35kV。从供电地理接上图上可知，兴利煤矿距离振兴变电站最近，且附近也没有可靠的电源，振兴变电站（2×4MVA）的进线分别从潘家庄变电站（2×8MVA）和高武变电站（2×10MVA）引入，设一套JSQ-31-512型数字程控调度系统作为与上一级变电站电力调度的专用通信设备。故设计该矿双电源分别取自 35kV振兴变电站的不同母线段，引两回线路至主井工业场地，线路规格均为LGJ—3×95mm2，供电距离一回约5.5km，两趟线路构成可靠的矿井供电电源。两回路供电电源线路矿方与供电部门签定了供电协议。使矿井形成安全可靠的双回路供电电源。另一回约5.6km。地理接线图见图6-4-1。

兴利煤矿振兴35变电站2×4MVALGJ-150高武35变电站2×10MVA长坡110kV变潘家庄35变电站2×8MVALGJ-1502×40MVA150LGJ-952×31.5MVALGJ-150LGJ-LGJ-李关220kV变3×180MVA95兴仁110kV变LGJ-95LGJ-95屯脚35变电站2×3.15MVA雨樟35变电站2×3.15MVA

图6-4-1 兴仁县地理接线图

（二）用电负荷

矿井投产时设备总台数63台，工作台数45台，设备装机容量2357kW，工作容量1513kW，有功负荷990.53kW，无功负荷813.82kvar，视在功率1281.97kvA。总电耗4697600，吨煤电耗15.66kWh/t。

后期矿井采用机采，设备总台数64台，工作台数46台，设备装机容量2624kW，工作容量1869kW，有功负荷1199.37kW，无功负荷1021.29kvar，视在功率1575.28kvA。总电耗5996850，吨煤电耗20.0kWh/t。

矿井投产时电力负荷统计详见表6-4-1。二采区生产时供电系统重新设计。 补偿电容总量330kvar，补偿后功率因数0.91。 （三）无功补偿电容量计算 1、无功补偿电容量计算 QC =P(tgφ1-tgφ2) 式中:

QC——总电容量，kvar；

P——全矿最大有功负荷，P=990.53kW； tgφ1——补偿前功率因数正切值；

cos?1?PS?990.531281.97

=0.77，Φ=39.67° 式中：

P——全矿最大有功负荷，P=990.53kW； S——全矿负荷视在功率，S=1281.97kvA； tgφ1=tgφ39.67°=0.83

tgφ2 —— 补偿后功率因数正切值

取补偿后功率因数cosΦ=0.9，则Φ=25.84° 所以tgφ2=tg25.84°=0.4843

QC = P(tgφ1-tgφ2)= 990.53(0.83-0.4843)=342.4kvar 取Q=360kvar(选用BWF10.5-30-1W静电电容器11只) 2、补偿后实际功率因数计算 由QC = P(tgφ1-tgφ2)

tgφ2= tgφ1-Q/P= 0.83-360/990.53=0.467 φ2=25.0°

cosφ2=cos25.0°=0.91

设1台HVC-10/450-3型自动补偿电容柜，补偿后功率因数为0.91。 同理计算，后期无补偿容量为441kvar，取450 kvar(选用BWF10.5-30-1W静电电容器15只)。

（四）供电方案 1、矿井供电方案

矿井已形成双回路供电, 两回电源分别取自35kV振兴变电站的不同母线段，两回线路均为LGJ—3×95mm2，供电距离5.5km；两趟线路构成可靠的矿井供电电源。两趟线路构成可靠的矿井供电电源。两回路供电电源线路一备一用，备用供电线路必须经常处在热备用状态。

矿井在主井工业场地设一座10kV 地面变电所，10kV电源架空线至主井变电所附近，经终端杆安装的FW2-10G/200型高压负荷开关和HY5WS-12.7型避雷器后，再由电缆引入地面变电所高压配电室。地面主变电所10kV采用单母线分段运行方式。

表6-4-1 电力负荷统计表

数量 (台) 序号 负荷名称 电压(V) 总 一 地面负荷 380 380 380 380 380 380 380 220 380 660 660 660 660 660 设备容量(kW) 需要系工作 总 工作 数 3 1 1 2 1 1 1 1 1 12 2 2 1 1 2 计算负荷 cosφ tanφ 有功 功率 (kW) 6.00 7.00 3.75 10.67 15.40 126.00 21.00 24.00 35.00 248.82 223.94 4.45 228.39 224.00 21.00 187.00 5.25 14.00 （一） 工业场地 1 矿灯充电房 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 （二） 1 2 3 4 6 锅炉房 坑木加工房 机修车间 主平硐皮带 空压机 办公楼 照明 其它 小计 同时系数0.9 变压器损失 合计 瓦斯抽放站 瓦斯抽放泵 循环水泵 主通风机 风门绞车 其它 3 1 2 3 1 3 1 1 1 16 4 4 2 2 3 15 10 15 40 22 270 30 30 50 482 640 60 440 15 30 15 10 7.5 26.67 22 180 30 30 50 371.2 320 30 220 7.5 20 0.4 0.7 0.5 0.4 0.7 0.7 0.7 0.8 0.7 0.7 0.7 0.85 0.7 0.7 0.8 0.75 0.65 0.75 0.8 0.75 0.75 0.7 0.8 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.75 0.882 1.169 0.882 0.75 0.882 0.882 1.02 0.75 0.931 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 无功 功率 (kvar) 4.50 6.17 4.38 9.41 11.55 111.12 18.52 24.48 26.25 216.39 194.75 17.81 212.56 138.82 13.01 115.89 3.25 8.68 视在 功率 (kVA) 296.77 312.00 年工 作小 时数 (h) 耗电量 (kWh) 选用 变压器 容量 (kVA) 0.732 数量 (台) 序号 负荷名称 电压(V) 总 7 8 9 10 二 (一) 1 2 3 4 5 6 6 7 8 9 10 10 12 13 14 15 (二) 1 小计 同时系数0.9 变压器损失 合计 井下负荷 中央变电所 无级绳绞车 调度绞车 回柱绞车 刮板输送机 皮带输送机 皮带输送机 刮板转载机 水泵 乳化液泵 钻机 探水钻 煤电钻 小计 同时系数0.9 变压器损失 合计 局部通风机 局部通风机 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 127 660 15 1 6 1 1 1 1 1 3 2 2 2 7 28 4 设备容量(kW) 需要系工作 总 工作 数 8 1 6 1 1 1 1 1 2 1 2 1 5 23 2 1185 37 68.4 7.5 55 90 22 40 111 30 37 8 8.4 514.3 176 597.5 37 68.4 7.5 55 90 22 40 74 15 37 4 6 455.9 88 0.7 0.7 0.7 0.7 0.65 0.65 0.7 0.7 0.7 0.65 0.65 0.4 0.8 计算负荷 cosφ tanφ 有功 功率 (kW) 451.25 406.13 7.17 413.29 25.90 47.88 5.25 38.50 58.50 14.30 28.00 51.80 10.50 24.05 2.60 2.40 309.68 278.71 5.66 284.37 70.40 无功 功率 (kvar) 279.66 251.69 28.67 280.36 19.43 48.85 5.36 39.28 51.59 12.61 28.57 38.85 7.88 24.54 2.65 3.20 282.79 254.51 22.65 277.16 43.63 视在 功率 (kVA) 477.79 499.41 377.43 397.09 年工 作小 时数 (h) 耗电量 (kWh) 选用 变压器 容量 (kVA) 0.8 0.7 0.7 0.7 0.75 0.75 0.7 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.85 0.678 0.75 1.02 1.02 1.02 0.882 0.882 1.02 0.75 0.75 1.02 1.02 1.333 0.975 0.62 0.828 0.716

数量 (台) 序号 负荷名称 电压(V) 总 2 3 4 5 三 小计 同时系数0.9 变压器损失 合计 功率因数补偿 地面供电 井下供电 总供电 吨煤电耗 4 63 设备容量(kW) 需要系工作 总 工作 数 2 45 176 2357 88 1513 计算负荷 cosφ tanφ 有功 功率 (kW) 70.40 63.36 1.12 64.48 641.68 348.85 990.53 补偿量 无功 功率 (kvar) 43.63 39.27 4.47 43.74 160.82 114.66 270 视在 功率 (kVA) 74.54 77.91 661.52 367.21 年工 作小 时数 (h) 耗电量 (kWh) 选用 变压器 容量 (kVA) 0.97 0.95 0.678 0.251 0.329 0.822 0.828 0.773 813.82 1281.97 15.66kW.h/t 矿井主变电所10kV配电装置选用KYN28A-12型成套开关柜14台，其中进线柜2台、馈出柜10台（备用柜1台）、母联柜2台。该开关柜主要电气元件选用ZN63A-12/630型真空断路器、LZZBJ9型电流互感器、JDZX-10型电压互感器。

矿井主井变电所两段10kV母线各安装XHG-10Ⅲ/63型消弧消谐选线装置1套。主变电所设HVC型自动无功补偿高压电容器柜（补偿量为450kvar）1套，补偿后功率因数达到0.91。

矿井主井变电所的所用电取自主变电所0.4kV不同母线段上，可互为备用。 变电所操作电源选用微机高频开关直流屏，装设免维护铅酸蓄电池一组，电压220V，选用蓄电池容量为80Ah，直流电源屏型号为GZDW35-80-220/40-M型。

2、地面供电方案

地面变电所，包括低压配电室、高压配电室、检修工具间及器材存放间等，地面变压器为露天布置，变电所设围墙。

1）主井工业场地供电

设计在主井地面变电所安装两台S11-315/10/0.4kV型变压器供压风机、主平硐皮带、机修等设备用电，正常运行时，一台工作，一台备用，地面供电变压器中性点接地。

地面低压动力供电电压为380V、660V，照明电压220V。低压母线采用单母线分段，选用GCL型低压开关柜5台。一类负荷（包括空压机、安全监测监控系统等），其余负荷为单回路供电，矿井生产和生活用电分开，变电所、调度室设应急照明。地面变电所设接地网。所有配电线路采用电缆出线方式。

监测监控地面中心站供电电源由地面变电所0.4kV两段母线各引一回MVV22-0.6/1kV-3×25+1×25聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆至中心站电源总开关，形成双回路供电电源。井下分站电源箱由中央变电所KBSG-400/10/0.69型变压器供电系统供电。

设计主要通风机房和地面瓦斯抽采泵站选用两台KS11-500/10/0.69kV型矿用变压器变供电，其中1台工作、1台备用。两回10kV电源，来自变电所10kV不同母线段。瓦斯抽采泵采用矿用隔爆本质安全型真空电磁起动器进行控制。

3、井下供电方案 1）中央变电所

设计在+1545m标高的设中央变电所，中央变电所与水泵房联合布置，由地面变电所引出的二回路高压电缆经进风斜井、轨道下山向中央变电所供电。中央变电所安装4台变压器，其中2台KBSG-100/10/0.69型变压器专供2台工作局部通风机用电，掘进工作面局部通风机实现双风机双电源，并能互相切换；2台KBSG-400/10/0.69型变压器，向井下除局部通风机外的其它设备供电。井下高低压母线均采用单母线分段。所内设BGP46型高压隔爆配电装置7台，KBZ型馈电开关19台、ZBZ-2.5M型照明综合保护器1台。供电电压高压10kV，低压电压为660V、127V，各设备用电由各配电点采用放射式供电。

井下机电硐室、各提升运输绞车道车场、井底车场、消防材料库、皮带运输巷等地点设置固定照明。由井下中央变电所的一台低压ZBZ-2.5M型照明综保变压器供电。井下照明器具KBB-60型矿用防爆白炽灯，吊挂在巷道及硐室的顶帮。灯具的数量以照明亮度足够为宜，照明灯的间距不大于30m。照明电缆选用MZ500-3×4+1×4不燃性橡套电缆，悬挂于巷道侧帮的电缆钩上。

4、防地面雷电波及井下的措施

1）经由地面架空线路引入井下的供电线路必须在入井处装设防直接雷及防感应雷接地装置。

2）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须 在井口附近100m内将金属体进行不少于两处的良好的集中接地。接地电阻不大于5Ω。

局部通风机采用双风机双电源运行方式，工作局部通风机主、备用电源均采用“三专”（专用变压器、专用开关、专用电缆），主备电源互为备用；并与采掘电气设备实行风电瓦斯电闭锁。备用局部通风机由另一回单独电源供电，主备风机能自动转换运行，当工作风机故障停止运行时备用风机能自动切换到运行状态，保证掘进工作面不停风。

电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的外壳、构架（包括电缆的铠装、铅皮、接地芯线）等必须有保护接地，在井底主副水仓中分别设1块主接地极(主接地极为面积不小于0.75m2，厚度不

小于5mm的镀锌钢板)；各配电点均在巷道水沟内或其它就近潮湿处设置局部接地极(设置在水沟中的局部接地极为面积不小于0.6m2，厚度不小于3mm的镀锌钢板或等效面积的镀锌钢管，其它地点的局部接地极为直径不小于35mm，长度不小于1.5m且外有20个φ5以上孔的钢管)。所有电气设备的保护接地点的接地电阻不得超过2Ω，每个移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。

馈电开关的过流保护装置，均采用相应配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分斯能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性，校验结果全部符合要求。同时采用相应配电网路的最小两相短路电流校验保护装置的动作可靠性系数均大于1.5。灵敏度系统符合要求。

所有的过流保护装置、熔断器的熔体的整定值均按规定要求进行了计算确定，

确定整定值时充分考虑该网路中容量最大一台的电气设备正常起动，其他同时工作组的电气设备能够正常工作。

（五）变压器选择 1、地供电压器选择

Se?k?Pcos??0.80?228.390.79

=231.28(kvA) 式中：

PZ —变电所有功功率，228.39kW； k—设备同时使用系数，取k=0.80； cosΦ—加权平均功率因数，0.79。

根据上述计算，矿井选用两台S11-315/10/0.4型变压器2台供地面负荷，正常运行时1台工作，1台备用。

2、瓦斯抽放泵站、主要通风机供电压器选择

Se?k?Pcos??0.80?413.290.79

=418.82(kvA)

式中：

PZ —变电所有功功率，413.29kW； k—设备同时使用系数，取k=0.80； cosΦ—加权平均功率因数，0.79。

考虑以后设备容量增加，设计选用两台KS11-500/10/0.69kV型矿用变压器2台，专供瓦斯抽放站的设备用电，正常运行时，一台工作，一台备用。

3、井下局部通风机及掘进设备供电变压器

局部通风机采用双风机双电源运行方式，工作局部通风机主、备用电源均采用“三专”（专用变压器、专用开关、专用电缆），主备电源互为备用，工作风机与备用风机能够自动切换。正常情况下一台变压器向二台工作局部通风机供电。当工作局部通风机因故停止运行时，由另一电源供电的备用风机自动投入运行。保证掘进工作面不停风。因此变压器的容量为：

Se?k?Pcos??1?64.480.72

＝89.56(kVA) 式中：

PZ —有功功率，64.48kW； k—设备同时使用系数,取k=1;

cosΦ—井下电网自然功率因数，0.72。

根据上述计算，工作局部机供电选取KBSG-100/10/0.69型变压器两台，一台工作，一台备用。

4、井下中央变电所供电变压器

Se?k?Pcos??0.85?275.720.72

＝325.5(kVA) 式中：

PZ —有功功率，275.42kW； k—设备同时使用系数,取k=0.85; cosΦ—井下电网自然功率因数，0.72。

根据上述计算，井下中央变电所选取KBSG-400/10/0.69型变压器两台，一台工作，一台备用。

矿井变压器总容量

315×2+500×2＋400×2+100×2=2630kVA) （六）矿井主要电缆校核 1、矿井电源线路

1）计算电源线路最大工作电流

由于投产时矿井为炮采，后期为机采，按后期机采的负荷进校核。 计算最大工作电流Ij：

Ij???3Ucos? =1199.37/（3×10×0.91）

＝76.09(A) 式中：

Ij—最大工作电流Ij；

ΣP—矿井设备有功负荷，1199.37kW； U—线路额定电压，10kV； cosΦ—补偿后的功率因数，0.91； 2）按经济电流密度计算导线截面 S=I/J=76.09/1.15 =66.2(mm2) 式中：

J—电流经济密度，铝导线取1.15A/mm2； A—导线经济截面，mm2；

利用矿井现有的两趟LGJ—95mm2钢芯铝绞线能满足要求,其正常时允许载流量为335A（查表），考虑环境温度40℃时温度校正系数0.633，则IX=335×0.633=212.1A。

3）校核载流量 IX=212.1>I=76.09A

电源线路安全载流量符合要求。

4）校核电压损失

矿井有功负荷为1199.37kW，补偿后无功负荷为571.29kvar。

?U＝LUN?Pr?Qx?

式中：△U—供电线路电压降，V；

UN—线路的额定电压，UN=10kV； P—矿井最大有功负荷，Pmax =1199.37kW； Q—补偿后无功负荷，Q =571.29kvar； L—供电线路长度，5.6km；

r—供电线路的电阻，查表0.315Ω； x—供电线路的电抗，查表0.353Ω。

经计算△U=324.5V，△U%=

?UUN=3.2＜5%，符合要求。

2、下井高压电缆 1）计算负荷电流：

由于投产时矿井为炮采，后期为机采，按后期机采的负荷进选择。 计算最大工作电流Ij：

Ij???3Ucos? =608.7/（3×10×0.67）

＝52.5(A) 式中：

ΣP—井下设备有功负荷，608.7kW； U—线路额定电压，10kV； cosΦ—加权平均功率因数，0.67； 2）按经济电流密度计算导线截面 S=I/J=52.5/2.25 =23.4(mm2) 式中：

J—电流经济密度，铜导线取2.25A/mm2；

A—导线经济截面，mm2；

下井两回路线路选择MYJV22-3×50/10kV允许载流量为Ix=165A（查表）。 3）校核载流量 Ix=165A＞Ij＝52.5(A)

电源线路安全载流量符合要求。 4）校核电压损失

当cosф=0.75时，MYJV22-3×50/10kV电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.491％/MW·km(查表) ，供电距离0.85km

ΔU%=0.5879×0.85×0.491％=0.246% 2.1+0.246%=2.346%＜5%

电源线路及下井高压电缆均符合要求。 3、掘进工作面局部通风机供电线路

11913回风顺槽供电距离较长，供电负荷大，按11913回风顺槽掘进局部通风机供电进行校核，

1）计算负荷电流：

Ij???3Ucos? =17.5/（3×0.66×0.7）

＝21.9(A) 式中：

ΣP—设备有功负荷，17.5kW； U—线路额定电压，0.66kV； cosΦ——自然功率因数，0.7； 2）选择电缆及校核载流量

线路选择MYP-0.66kV-3×35+1×10型电缆允许载流量为Ix=138A(查表)，则 Ix=138A＞Ij＝21.9A)，符合要求。 3）校核电压损失

当cosф=0.75时，MYP-0.66kV-3×35+1×10型电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.204％/kw·km(查表) ，供电距离0.207km。

ΔU%=21.9×0.207×0.182％=0.83%＜5%，符合要求。

4、11911工作面刮板机及运输巷转载机等供电线路 装机容量143.1kW，有功负荷92.3kW，供电距离450m。 1）计算负荷电流

Ij???3Ucos? =92.3/（3×0.66×0.67）

＝120.5(A) 式中：

ΣP—设备有功负荷，92.3kW； U—线路额定电压，0.66kV； cosΦ—加权平均功率因数，0.67； 2）选择电缆及校核载流量

线路选择MYP-0.66kV-3×70+1×25型电缆，允许载流量为Ix=210A(查表)，则

Ix=250A＞Ij＝120.5(A)，符合要求。 3）校核电压损失

当cosф=0.75时，MYP-0.66kV-3×70+1×35电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.082％/kw·km(查表) ，供电距离0.450km。

ΔU%=120.5×0.450×0.082％=4.4%＜5%，符合要求。 5、运输下山供电线路

装机容量75kW，有功负荷48.75kW，供电距离750m。 1）计算负荷电流：

Ij???3Ucos? =48.75/（3×0.66×0.67）

＝63.6(A) 式中：

ΣP—设备有功负荷，48.75kW； U—线路额定电压，0.66kv； cosΦ—加权平均功率因数，0.67； 2）选择电缆及校核载流量

线路选择MYP-0.66kV-3×70+1×25允许载流量为Ix=210A(查表)，则 Ix=215A＞Ij＝62.9A)，符合要求。 3）校核电压损失

当cosф=0.75时，MYP-0.66kV-3×70+1×25电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.082％/kw·km(查表) ，供电距离0.75km。

ΔU%=63.6×0.75×0.082％=3.9%＜5%，符合要求。 6、轨道下山供电线路

装机容量37kW，有功负荷25.9kW，供电距离710m。 1）计算负荷电流：

Ij???3Ucos? =25.9/（3×0.66×0.67）

＝33.8(A) 式中：

ΣP—设备有功负荷，25.9kW； U—线路额定电压，0.66kV； cosΦ—加权平均功率因数，0.67； 2）选择电缆及校核载流量

线路选择MYP-0.66kV-3×70+1×25允许载流量为Ix=210A(查表)，则 Ix=210A＞Ij＝33.8A)，符合要求。 3）校核电压损失

当cosф=0.75时，MYP-0.66kV-3×70+1×25电缆单位负荷矩电压损失百分数为0.082％/kw·km(查表) ，供电距离0.71km。

ΔU%=33.8×0.71×0.082％=2.0%＜5%，符合要求。 （七）地面各级建（构）筑物的主要防雷措施 1、建（构）筑物的防雷分级

1）煤矿企业构建筑物中属于第一类防雷级别的有炸药库等。

2）煤矿企业构建筑物中属于第二类防雷级别的有地面变电站、选煤厂主厂房、生产系统的选煤楼、瓦斯抽放泵站等。

3）煤矿企业构建筑物中属于第三类防雷级别的有制氧车间、主井塔、水塔、

烟囱、大型机械厂房及较重要的建构筑物等。

2、对于第一类建构筑物必须采取全面的防雷措施，以防止直接雷、雷电感应、雷电波浸入等。

1）防直接雷

（1）装设独立避雷针或架空避雷线，使被保护的建构筑物处于被保护范围内。

（2）避雷针及其引下线的全部构件和接地装置，应与被保护的建构筑物及与其有联系的金属物（金属管道、电缆、导线）保持一定的距离，地上部分不小于5m，地下部分不小于3m。

（3）避雷线至屋面或各种建筑物突出屋面的物体之间的距离不小于3米。 （4）独立避雷针或架空避雷线应有独立接地，其接地冲击电阻不大于10欧。

2）防感应雷

（1）为防止静电感应产生电火花，建构筑物内的金属物（设备、管道、结构钢筋、电缆金属外皮等）都应接到防感应雷的接地装置上。其接地电阻不大于5欧。

（2）为防止静电感应产生电火花，长金属管道两端应接地。平行敷设的长金属管道（包括电缆金属外皮），每隔20-30m距离用金属线跨接一次。

（3）防感应雷接地装置与防直接雷接地装置应分开，相互间距不小于3m，但与电气设备的接地装置共用（相连），接地电阻应满足最小要求（接地电阻不大于10欧）。

（4）防感应雷的接地装置一般在建筑物周围环形敷设。 3）防雷电波浸入

（1）低压线路引入室内时，全线采用电缆直接埋地敷设，电缆两端金属外皮应接地。

（2）允许从架空线上经一段不小于50-100m电缆引入室内，在电缆与架空线连接处，应装设阀型避雷器，且和杆上绝缘子铁脚、电缆金属外皮共同接地。其接地电阻不大于10欧。并在入户端将电缆的金属外皮与防雷接地装置连接。

（3）金属管道架空引入建筑物时，在入口处必须与防感应雷接地装置相连

接。管道在靠近建筑物100m内，每隔25m接地一次，其冲击接地电阻不大于20欧。

3、第二类建构筑物应采取防止直接雷、雷电感应、雷电波浸入等措施 1）防止直接雷

（1）防止直接雷采取在建构筑物上设避雷针或避雷网。

（2）金属屋面可作为接闪器，但在屋顶上的非金属物（如风管、烟囱）应加装避雷针或避雷带，并和屋面引下线相连。

（3）引下线不应少于二根。

防直接雷接地装置一般沿建筑物四周敷设，并和电气设备接地以及埋地金属管相连、其冲击接地电阻不大于10欧。

2）防感应雷

（1）防止直接雷和感应雷的接地装置共用，不宜设感应雷接地装置。总冲击接地电阻不大于10欧。

（2）将建筑物内的主要金属物（管道、设备、构架）和电气设备保护接地装置相连接，以防静电感应。长金属管道两端应接地。平行敷设的长金属管道（包括电缆金属外皮），每隔20-30m距离用金属线跨接一次。

3）防雷电波浸入与第一类相同。

4、第三类建构筑物应采取防止直接雷、雷电感应、雷电波浸入等措施 1）防直接雷

（1）在建构筑物易受雷击的部位装设避雷针或避雷带。 （2）对突出屋面物体的保护方式与第二类相同。

（3）接地装置的冲击接地电阻不大于30欧，并和电气设备的接地装置相连。 2）防雷电波侵入

（1）低压架空线进入建筑物，在入户处应将绝缘子铁脚接地，其冲击接地电阻不大于30欧。

（2）进入建构筑物的架空金属管道。在入户处应和接地装置相连。 二、监控与通信 一）监测监控 1、安全监测监控系统

为确保安全生产、提高矿井治理瓦斯灾害的装备水平，矿井利用现有的

KJ90NA型安全监测装置一套。地面中心站配有监测主机、传输接口、打印机、等设备。该系统能实时连续地监测井下环境安全参数，监测参数可长期连续存储并自动进行统计分析。系统监测的有害参数超限时，能自动报警，井下分站能可靠地实现瓦斯闭锁功能。

2、回采工作面传感器配置

在工作面运输巷设置一台甲烷传感器、一台烟雾传感器、一台粉尘传感哭器；回风巷设置两台甲烷传感器、一台一氧化碳传感器、一台温度传感器、一台粉尘传感哭器。当工作面气体浓度达到以下数值时，分别进行报警、断电、复电。选型及配置见表5-4-2。

表5-4-2 回采工作面传感器参数

甲烷传感器 设置地点 采煤 工作面 进风巷 工作面 回风巷 报警浓度 CH4％ ≥0.5 ≥1.0 ≥1.0 断电浓度 CH4％ ≥0.5％ ≥1.5 ≥1.0 复电浓度 CH4％ ＜0.5 ＜1.0 ＜1.0 断电范围 工作面进风巷内全部非本质安 全型电气设备。 工作面及回风巷内全部非本质安 全型电气设备。 3、掘进工作面传感器配置

局部通风机均设瓦斯电闭锁装置，且在掘进工作面及其回风巷各一台设置甲烷传感器，当掘进工作面瓦斯浓度达到以下数值时，分别进行报警、断电、复电。详见表5-4-3。

表5-4-3 掘进工作面传感器参数

甲烷传感器设置地点 掘进 工作面 工作面 回风巷 报警浓度 CH4％ ≥1.0％ ≥1.0％ 断电浓度 CH4％ ≥1.5％ ≥1.0％ 复电浓度 CH4％ ＜1.0％ ＜1.0％ 断电范围 掘进巷道内全部非本质安 全型电气设备。 4、其它地点传感器配置

在回风井中设置甲烷传感器、风速传感器、压力传感器，在中央变电所、采区变电所及绞车房设置温度传感器，在各主要风门处设置风门开关传感器，在工作面设置CO传感器，在主要机电设备处设置设备开停传感器，在主要测风站处设置风速传感器，皮带输送机机头机尾设置烟雾传感器。

当回风井气体浓度达到以下数值时，分别进行报警、断电、复电，详见表

6-4-4。

表6-4-4 其它地点传感器参数

甲烷传感器 设置地点 回风井 报警浓度 CH4％ ≥0.70 断电浓度 CH4％ 复电浓度 CH4％ 断电范围 报警 矿井应根据采掘工作面的变化而调整传感器的装备量，并留有一定的富余量。分站及各类传感器的备用量按10%～15%考虑。

5、监测监控分站设置

根据本矿的开拓系统布置、开采技术条件及装备水平，全矿共选择6台KJ90F-16型大分站。主要实现对各种传感器数据采集、实时处理、存储、显示、控制和与地面监控中心的数据通信。具有红外遥控初始化设置功能。可独立使用，实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。各分站型号、安装地点及控制区域见表6-4-5。

表6-4-5 各分站安装位置及控制区域表 编号 1 2 3 5 6 7 8 型号 KJ90F-16 KJ90F-16 KJ90F-16 KJ90F-16 KJ90F-16 KJ90F-16 KJ90F-16 安装地点 井下中央变电所 11913轨道斜巷 11912进风斜巷 11912轨道斜巷 回风井 监控机房 瓦斯抽放站 控制区域 轨道下山、中央变电所、水泵房 11913回风顺槽掘进 111913运输顺槽掘进、运输下山 采煤工作面运输、回风巷 风井、引风道、抽风机房 主平硐、压风机房 瓦斯抽放站 二）矿井人员考勤定位管理系统

矿井安装一台KJ237型人员考勤定位管理系统,本系统与瓦斯监测监控系统共享平台,通过增设KJ73-F(A)型读卡分站和KJF202型动态目标识别器,下井人员携带KGE103型人员标识卡即可实现矿井人员跟综定位及考勤管理。清楚掌握井下人员的位置及活动轨迹，为安全生产调度及事故抢险提供科学依据。

根据贵州省煤田地质局实验室提供的《煤炭自燃倾向等级鉴定报告》，兴利煤矿17、19-1煤层自燃发火倾向为二类自燃煤层，按自燃煤层设计；19-2、25、26、27煤层自燃发火倾向为三类不易自燃煤层，按不易自燃煤层设计；28煤层未作鉴定，暂按容易自燃设计，建议矿井尽快对28煤层进行鉴定，鉴定后按鉴

定结果设计管理。束管监测系统拟选煤科总院重庆分院研制生产的JSG——8型井下束管火灾监测系统。

二、通 讯

对外通讯光缆已由电信局架设至矿井工业场地，中国移动和中国联通网络信号覆盖矿区。矿井办公楼设置在工业场地，只设计工业场地的行政通讯。根据矿井人员配备和井下采掘部署情况，设计采用KTJ101-60矿用数字程控调度总机解决矿井内外相互间通讯联系，调度交换机安设在调度室内。矿领导办公室、生产管理部门、安全监察部门、地面变电所、主通风机房等地面场所设普通电话机，其型号为HA688；主线路采用HYA－20×2×0.5型通讯电缆；接至电话机的支线选用HPV-2×0.5型通讯电缆。

根据国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局安监总煤行〔2007〕167号文件要求，在井下中央、消防材料库、轨道下山上下口、总回风巷、采煤工作面上下口、各掘进工作面等地点安装电话机。井下选用型号为KTH104矿用电子电话机，下井的通讯干线选用两回MHYA32-30×2×0.8型通讯电缆。接至电话机的支线，选用MHJYV-1×2×7/0.28型通讯电缆。凡安装电话机的地点，设立醒目的电话标志，并标明调度、救援等重要电话号码。

三、计算机信息管理系统

随着我国煤炭事业的发展，高产高效煤矿对生产过程监控、全矿井生产安全环境监测、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化提出了更高的要求。本煤矿本着“装备现代化、生产自动化、管理信息化”的建设指导思想，提出依靠先进的管理理念、采用先进的信息管理与自动化技术，在矿井装备综合自动化系统，将矿井建成全矿井生产各环节过程控制自动化、安全生产综合调度指挥和业务运转网络化、行政办公无纸高效化的新型矿井。

为了使安全技术达到国际先进国内一流的水平，更好地发挥各自动化系统的作用，协调生产过程中系统间的关系，提高机械设备的利用效率，提高安全生产和管理水平，开发信息资源的价值，需要对多个自动化系统进行整合，并进行综合自动化信息系统集成建设。综合自动化信息系统将先进的自动控制、通信、计算机技术、信息技术和现代管理技术相结合，将矿井的生产过程控制、运行与管理作为一个整体进行控制与管理，提供整体解决方案，以实现矿井的优化运行、

优化控制与优化管理，对于提高煤矿的生产运行状况、安全水平、事故灾害预测预报以及生产业务管理具有重要的作用。

矿井综合自动化控制系统目前有两种模式：一种是工业总线网，一种是工业以太网（100M或1000M）。这两种模式在工业控制界有多年应用的经验和众多厂商的软硬件支持，相对比较成熟。这两种模式的主要区别在控制层上，前者是将全矿井的控制系统都通过控制网总线连接，所有的控制信息在调度中心汇总后，通过ControlNet（控制网）与EtherNet（以太网）网关，连接管理信息网络，现场操作监控计算机则连接到控制网上；后者是将全矿井的控制系统，根据其相对独立性，分为多个相对独立的子系统，各子系统主控PLC或主控机配置以太网模块，整个控制系统控制层，通过EtherNet连接，这样调度中心和现场设置的操作监控计算机均连接到以太网上，采用基于OPC、DDE等技术规范的接入组件软件，能大大减少了系统集成的编程费用，同时减少操作站的投资。

从目前的应用来看，大多数矿井均采用了100M或1000M 的工业以太网。使用1000M以太网的理念为三网合一，使用100M以太网的理念为数据、视频、音频分别组网。从发展趋势看来，为了系统将来有良好的扩展性，应建设能实现三网合一的1000M工业以太网为佳。

矿井综合自动化系统总体上划分为三层：信息管理层、控制层、设备层。矿井综合自动化系统采用技术先进成熟的高速工业以太环网+现场总线模式构建，系统由地面光纤环网交换机、井下防爆光纤环网交换机、双机热备接入服务器、监控工作站、视频服务器、大屏幕控制器、各子系统监控主机、防火墙、UPS电源、综合自动化系统组态平台软件等组成。地面形成一个1000M环网，井下采用双环网结构，构成统一的矿井监控信息网，与矿管理信息网进行互联，控制网采用相应的技术手段确保网络安全。

各监控子系统整合接入方式采用管控服务器与子系统主机联接的方式，管控服务器通过以太环网及OPC/DDE/FTP接口协议与子系统主机相联，并从其上位机软件通过OPC Serve将各个点的信息取到管控服务器，以实现在矿调度室对各工况参数的监测监控。系统传输速率：干线1000Mbps，桌面100Mbps。传输介质：骨干网连接必须通过交换机进行，连接介质选用光纤；终端设备采用超五类双绞线接入交换机或PLC。网络服务：系统应能够在同一介质链路上同时支持信

息浏览、数据采集、编程上/下载、I/O控制等功能。

根据本煤矿的实际特点和系统功能不同，矿井综合自动化系统拟由下列子系统组成：矿井安全监控系统、人员定位系统、工业电视系统、胶带输送机集控系统、束管火灾监控系统、井下排水监控系统、压风机监控系统、主平硐监控系统、通风机监控系统等，各系统上位机选用PIV 2.93/512M/80G/17″液晶及以上的工控机，上位机根据需要分别设在主机房或管理矿井办公室。

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