2.井下辅助运输
根据矿井实际情况，本次设计五采区辅助运输方式采用无极绳绞车牵引矿车运输，轨道选用30kg/m轨型，轨距600mm。
井底车场、3500轨道巷利用现有的一部JW1600/80型无极绳连续牵引车，五采区轨道下山巷新选2部JD-1.6型调度绞车。
1.4.7 供电
（一） 供电电源
沁和能源集团有限公司永安煤矿位于山西省晋城市沁水县嘉丰镇境内永安村附近，距沁水县嘉丰镇10km。该矿井采用双回路架空线路供电，主供电源来自矿井工业场地东北方的张山35kV变电站528、10kV线路，导线型号为已有LGJ-120，供电距离为2.08km；备供电源来自矿井工业场地东方的永红35kV变电站（永安与永红合建变电站）512、6kV线路，导线型号改造为2×LGJ-240，供电距离为3.5km。上述双回路均为该矿井专用供电电源，一回运行，一回带电备用。
经计算，双回路电源满足本矿井供电的要求。
本矿电源电压为6kV，设计确定双重电源以架空方式引至矿井工业场地变电所，矿井电源采用分列运行方式，当任一回电源停止运行时，另一回仍能保证矿井全部负荷用电。矿井的双回路电源上不得分接任何负荷并且严禁装设负荷定量器。
（二）电力负荷
全矿用电设备总台数：86台
用电设备工作总台数：72台
用电设备总容量：4251.30kW
用电设备工作容量：3101.80kW
全矿最大计算有功负荷：1987.45kW
全矿最大计算无功负荷：1846.28kvar
补偿前功率因数：0.73
补偿无功容量：1400kvar
补偿后功率因数：0.98
全矿年耗电量：9648356.88kWh
全矿吨煤耗电量：16.08kW.h
其中井下：
用电设备总台数：50台
用电设备工作台数：40台
用电设备总容量：2439.30kW
用电设备工作容量：1976.80kW
最大计算有功负荷：1204.00kW
最大计算无功负荷：1180.43kvar
其中地面：
用电设备总台数：36台
用电设备工作台数：32台
用电设备总容量：1812.00kW
用电设备工作容量：1125.00kW
最大计算有功负荷：783.45kW
最大计算无功负荷：665.85kvar
（三）送变电方式
矿方现有完善的送变电系统，并已经经过验收。根据本次机械化改造后的负荷情况，对送电线路进行验算并进行改造，按照改造后的线路情况，对相关联内容进行重新设计。不关联部分不再赘述，以原批复为准。
1.供电系统技术特征
在矿井地面主斜井井口东北方向100m原来建有一座工业场地变电站，该矿井采用双回路架空线路供电，主供电源来自矿井工业场地东北方的张山35kV变电站10kV、528线路，导线型号为已有LGJ-120，供电距离为2.08km；备供电源来自矿井工业场地东方的永红35kV变电站（永安与永红合建变电站）6kV 、512线路，导线型号改造为2×LGJ-240，供电距离为3.5km。
两回电源线路均采用混凝土单杆架设，一回工作一回备用，当任一回路电源停止运行时，另一回仍能保证全矿井负荷用电。矿井的两回电源线路上都不得分接任何负荷，两回架空线路不得共杆架设。
2.送电线路技术特征
根据机械化改造后的负荷统计结果：全矿负荷总功率P=2086.82kW，功率因数cosΦ＝0.98。
（1）按经济电流密度选择主供回路导线截面，计算线路的最大正常工作电流：
经济电流密度选：J=0.9
依据《DL/T5222-2004 导体和电器选择设计技术规定》7.1.6“无合适规格导体时，导体面积可按经济电流密度计算截面的相邻下一档选取”，按照经济电流密度已经架设的主供回路LGJ-120/30型钢芯铝绞线截面能够满足经济截面的要求。
（2）按经济电流密度选择备供回路导线截面，计算线路的最大正常工作电流：
经济电流密度选：J=0.9
按照经济电流密度需将已经架设的备供回路LGJ-120/30型钢芯铝绞线截面改造为2×LGJ-240/30型双分裂钢芯铝绞线才能够满足经济截面的要求。
（3）导线校验
①按长时间允许电流校验导线截面：
LGJ-120/30型钢芯铝绞线在室外敷设，温度70℃时载流量为380A，完全能满足电力负荷；
LGJ-240/30型钢芯铝绞线在室外敷设，温度70℃时载流量为690A，完全能满足电力负荷。
②按全线电压损失校验导线截面：
A.主供回路导线截面校验：
查《工业与民用配电设计手册》第三版表9-72 10kV三相平衡负荷架空线路的电压损失，cosΦ=0.98时，120mm2型钢芯铝绞线每1MW*km的电压损失0.454%/（MW*km）。
主供回路进线电压损失计算：
式中：P—主供回路配电有功功率2086.82kW；
Φ—按照功率因数cosΦ=0.98计算。
B.备供回路进线电压损失计算：
查《工业与民用配电设计手册》第三版表9-73 6kV三相平衡负荷架空线路的电压损失，cosΦ=0.98时，240mm2型钢芯铝绞线每1MW*km的电压损失0.815%/（MW*km）。
按照现有6kV供电线路改造，需采用LGJ-240双分裂导线供电。查《钢铁企业电力设计手册 上册》21.8.1双分裂导线，电抗值约为单导线的2/3，备供回路2（LGJ-240）双分裂导线，进线电压损失计算:
待第五节考虑6kV最远端电压损失计算后确定是否满足要求。
③按机械强度要求，查《煤矿电工手册 第二分册 矿井工电（上）》表7-4-20，居民区钢芯铝线的最小允许截面应为25mm2，能够满足机械强度要求。
综合以上计算，主供回路利用原有的LGJ-120/30型钢芯铝绞线，备用回路改造为2×LGJ-240/30型双分裂钢芯铝绞线能够满足供电要求。建议备用回路电源线路改造为10kV供电，以获得更好的供电效果。
3.短路电流计算
（1）叙述计算依据：
张山35kV变电站10kV母线最大运行方式下系统阻抗为2.153Ω，最小运行方式系统阻抗为2.360Ω。
插图：短路保护计算系统简图，据此进行短路电流计算。
（2）最大、最小运行方式下短路电流计算：
短路点 短路电流（kA） 短路稳态值（kA） 短路冲击值（kA） 两相短路电流（kA）
地面6kV母线 4.131 6.237 10.533 3.371
中央变电所6kV母线 3.476 5.248 8.863 2.836
4.对地电容电流
①架空线路
Il.d=0.0256×2.08=0.053A
Il.d=0.017×3.5＝0.0595A
②电缆线路
Ic.d＝0.1×6×（1.15+1.7）＝1.71A
得：对地电容电流Ic=1.05×1.16×（0.053+0.0595+1.71）＝2.2A＜20A
不需要采取限制措施。
（四）地面供配电
矿方现有完善的地面供配电系统，并已经经过验收。根据本次机械化改造后的负荷情况，对主变压器进行验算。不涉及部分不再赘述，原批复为准。
1．地面配电系统
（1）变压器选择
本矿地面主井工业场地变电站布置SZ9-M-2500/10 10/6.3型油浸式电力变压器一台，户外布置，考虑重合系数时负荷率77.00％，保证率100%。
本矿与永红煤业在永红工业场地合建一35/6kV变电站，站内布置SZ9- 2500/35 35/6.3型油浸式电力变压器一台专供永安煤业使用，户外布置，考虑重合系数时负荷率77.00％，保证率100%。
（五）井下供配电
矿方现有完善的井下供配电系统，并已经经过验收。根据本次机械化改造后的负荷分布情况，原有系统不做改动。电气部分需根据新增的五采区设备对负荷进行调整，验算下井电缆，选择五采区电气设备。不涉及部分不再赘述，以原批复为准。
1.井下负荷及电缆选择
（1）机械化改造后，井下负荷
用电设备总台数：50台
用电设备工作台数：40台
用电设备总容量：2439.30kW
用电设备工作容量：1976.80kW
井下最大负荷有功功率：1204.00kW
井下最大负荷无功功率：1180.43kvar
（2）电缆选择及验算
井筒内原布置有两回下井电缆，根据机械化改造后的情况进行验算。
从地面工业场地变电站6kV不同母线段引两回电源直接向井下供电，电缆经主斜井井筒内电缆卡箍固定敷设至中央变电所。
从中央变电所6kV不同母线段引两回电源向五采区变电所供电，电缆经胶带运输大巷固定敷设。
1）地面变电所到中央变电所干线电缆校验：
①按经济电流密度选择电缆截面，计算线路的最大正常工作电流：
年最大负荷利用小时数按照5000h以上，经济电流密度选：J=2
可以利用已有MYJV22-6/6kV 3×120型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
②按长时间允许电流校验电缆截面：MYJV22-6/6kV 3×120型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆在空气中敷设，温度25℃时载流量为350A，可以利用。
③按电压损失校验：
地面变电所到中央变电所进线负荷矩计算
M1＝P•L=1.204×1.15＝1.385MW•km
进线电压损失计算
△U1％＝△u%•M1＝0.684％×1.385＝0.947％
④按短路电流校验电缆截面的热稳定性：
根据计算三相短路电流为4.131kA，计算电缆的最小热稳定截面
Smin=15.38mm2＜120mm2满足要求。
综合以上分析，可以利用已有MYJV22-6/6kV 3×120型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
2）中央变电所到采区变电所干线电缆校验：
①按经济电流密度选择电缆截面，计算线路的最大正常工作电流：
年最大负荷利用小时数按照5000h以上，经济电流密度选：J=2
可以利用已有MYJV22-6/6kV 3×120型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
②按长时间允许电流校验电缆截面：MYJV22-6/6kV 3×120型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆在空气中敷设，温度25℃时载流量为350A，可以利用。
③按电压损失校验：
中央变电所到采区变电所进线负荷矩计算
M2＝P•L=1.098×1.70＝1.867MW•km
进线电压损失计算
△U2％＝△u%•M2＝0.684％×1.867＝1.277％
④按短路电流校验电缆截面的热稳定性：
根据计算三相短路电流为3.476kA，计算电缆的最小热稳定截面
Smin=11.63mm2＜120mm2满足要求。
综合以上分析，选用MYJV22-6/6kV 3×120型煤矿用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
两回电源同时工作，互为备用，即当任一回电源停止供电时，另一回电源仍能保证井下全部设备正常运行。向井下供电的高压馈电线路上不得装设自动重合闸装置。
3）按照最远端电压损失校验：
主供回路：
△U％＝0.947％+1.277％＝2.224％＜5%
备供回路：
△U％＝3.969%+0.947％+1.277％＝6.193％＞5%
据此，建议该矿在备用回路运行期间，调整该回路主变压器抽头至+5%，保证供电线路末端电压水平。
2.五采区变电所
五采区6kV和0.69kV母线均采用单母线分段接线方式，两回6kV电源引自中央变电所 6kV不同母线段。严禁井下配电变压器中性点直接接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。
五采区变电所设三台KBSG-315/6 6/0.69型干式变压器，负荷率72.51%，担负采区水泵房、3500运输巷胶带输送机、五采区运输下山巷一、二部带式输送机、五采区轨道下山巷调度绞车等低压负荷用电。
五采区变电所高压供电电压采用6kV，低压供电电压采用0.69kV，照明电压采用127V。
3.五采区高低压配电系统
五采区变电所双回路6kV电源分别引自中央变电所6kV不同母线段。
对供电距离远、负荷大的采煤工作面设备，采用移动变电站深入采区供电。井下供移动变电站的高压馈电线上装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。采区内固定照明电压由127V照明变压器综合装置供给。
井下以6kV向采煤工作面、掘进工作面移动变电站供电；由采区变电所以660V向5采区运输大巷、5采区轨道运输巷等低压660V负荷供电。
五采区用电设备电压等级1140V和660V，照明电压为127V。
由采区变电所双回路6kV不同母线段，采用专业矿用隔爆型干式变压器两台双回路向局部通风机供电，局部扇风机供电，构成三专两闭锁供电。
4.五采区电气设备选型
五采区变电所选用三台KBSG-315/6 6/0.69kV型干式变压器，负荷率72.51%，保证率为100%。
另选用两台KBSG-100/6 6/0.69kV型干式变压器，负荷率60.00%，保证率为100%，作为局部扇风机专用变压器。
综掘工作面移动变压器选用KBSGZY-315/6 6/0.69型矿用移动变压器一台，正常工作时负荷率为72.19%。
回采工作面移动变压器选用KBSGZY-800/6 6/1.2型矿用移动变压器一台，正常工作时负荷率为70.36%。
回采工作面移动变压器选用KBSGZY-315/6 6/0.69型矿用移动变压器一台，正常工作时负荷率为62.26%。
高压配电设备选用：BGP44-6S型隔爆型高压真空配电装置；
低压配电点设备选用KBZ型矿用隔爆真空馈电开关；
掘进工作面采用QBZ-2×80型矿用隔爆型双风机双电源自动切换真空电磁启动器；
电动机的控制设备全部选用QBZ和QJZ型矿用隔爆型真空磁力起动器；
照明灯具的供电设备选用ZBZ-4.0MX系列矿用隔爆型照明变压器综合装置。
5.五采区电缆选型
中央变电所到五采区变电所供电电缆选用MYJV22-6/6kV 3×120型交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙稀护套电力电缆；
移动变电站供电电缆选用MYPTJ-6/6kV型矿用移动屏蔽监视型橡套电缆；
采煤机用1140V电缆选用MCP-0.66/1.14型采煤机用屏蔽橡套软电缆；
其他1140V用电设备的电缆选用MYP-0.66/1.14型煤矿用移动屏蔽橡套软电缆；
660V用电设备的电缆选用MYP-0.66/1.14型煤矿用移动屏蔽橡套软电缆；
照明电缆选用MYQ-0.3/0.5型煤矿用移动轻型橡套软电缆。
6.五采区照明及接地
（1）照明
本次设计分别在五采区变电所、五采区水泵房、机电硐室、运输巷道、信号站和巷道交车点等处设固定照明，照明变压器选用ZBZ-4.0MX系列矿用隔爆型照明信号变压器综合装置，灯端电压采用127V，照明灯具选用矿用隔爆节能荧光灯。
（2）接地
五采区所有局部接地装置应通过接地干线与主接地装置相互连接，构成一个开采水平的井下总接地网。上述接地干线宜采用专用接地干线。
五采区变电所和各配电点及连接高压动力电缆的金属连接装置均设局部接地极。局部接地极可设置于巷道水沟内或其他就近潮湿处。设置在水沟中的板式局部接地极应用面积不小于0.6 mm2、厚度不小于3.5mm的钢板（或者管式局部接地极，应采用镀锌钢管，其直径不应小于35mm，厚度不应小于3.5mm，长度不应小于1.5m，管上钻孔数量不应少于20 个，孔的直径不应小于5mm；管内及管外应充填吸水材料；接地极应垂直埋入地下，埋深不应小于1.4m），并应设置于排水沟或集水坑处。
所有局部接地极和各电气设备的保护接地装置均通过电缆接地芯线及屏蔽层相互可靠联接，并同主接地极相连，形成井下总接地网。接地网上任一保护接地点所测的接地电阻值均不超过2Ω；每一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超过1Ω。
五采区变电所高低压总开关和分开关及各配电点的低压配电网络开关均设有漏电保护，由地面直接入井的金属管路等必须在井口处将金属体作不少于两处的可靠接地。
（六）安全监控与计算机管理
1.安全监测监控系统及自动化系统方案
（1）安全监测监控系统设置要求
本矿井为高瓦斯矿井，3号煤层属不易自燃煤层，煤尘无爆炸危险性，矿井地温梯度正常。根据《煤矿安全规程》以及安监总局有关“煤矿井下六大避险系统”建设中煤矿应装设安全监测系统的要求，在煤矿井下配置安全监测系统。
本矿井装备一套KJ83N型安全生产监控系统，主机设在地面调度监控中心，采用工业控制计算机双机热备。在井下采煤工作面、掘进工作面、回风大巷、胶带输送机滚筒处、机电硐室、避难硐室等处设置各种传感器，监测甲烷、温度、烟雾、风速、一氧化碳、二氧化碳、氧气、负压、风筒风量、风机开停、压力等各类环境参数，由各传感器采集的监测信息，通过分站传送到地面调度监控中心。当出现超限情况时，地面调度监控中心及现场均应有声、光报警，通过远程断电器实现瓦斯风电闭锁、瓦斯断电、故障闭锁及其它必要的控制。
（2）安全监测监控系统及自动化系统主要设备选型
1）监控主机的设备选型、工作方式及主要参数
一般情况下将数据库和WEB服务器一起安装在同一台计算机上，所以对计算机的要求较高，安装数据库的硬盘空间有10G以上的空闲空间。
2）安全、生产监控及自动化系统软件及主要参数
①操作系统使用Microsoft Windows2003中文操作系统，将补丁安装完整。
②数据库使用Microsoft SQL server 2000，将补丁安装完整。
③WEB服务器使用IIS5.0以上。
主机的最低配置：
CPU主频： 3.0GHZ或以上
显示器： 29英寸或以上
内存： 4G或以上
硬盘： 500G或以上
显卡： 256M显存
3）监控中心站主要技术参数
①系统容量： 64个监控分站
②系统传输速率：4800bps
③系统巡检周期：不大于30S
④传输电缆芯线：2芯
⑤中心站到分站之间的最大传输距离不小于10km
⑥分站到传感器之间信号的最大传输距离不小于2km
⑦分站到被控设备之间的最大距离不小于2km
⑧模拟量传感器信号：200～1000Hz或其它信号
⑨开停传感器信号： 0、5mA或无电位触点
（3）安全监测监控系统
1）网络结构
地面中心站设在调度楼内，站内装备2台原有的监控主机（一主一备，设置防火墙），显示器两台、服务器一台、网络交换机（18端口以上）、不间断电源一台、雷击保护装置一台、系统软件一套、录音电话、打印机两台、传真机、消防设施和声光报警箱。
