矿井供电系统设计煤矿机电专业毕业论文.doc

××××职业技术学院
成人教育学院

毕 业 论 文

姓 名：×××
层 次：
专业班级：机电一体化
设计题目： 矿井供电系统设计
指导教师： 职称：

2014年11月20日

摘 要

本设计讲述供电系统中各电气设备的设计过程，如高压配电箱、变压器、电缆的选择方法，并对其的整定及校验，书中详细叙述了电缆及设备的选择原则，井下供电系统采取各种保护的重要性。
本设计方案根据《煤矿安全规程》、《煤矿工业设计规范》，坚持从实际出发、联系理论知识，在设计过程中，通过各方面的考虑，选用新型产品，应用新技术，满足供电的可靠性、安全性、经济性及技术合理性。
通过设计并与本矿实际相结合，了解了煤矿供电系统运行和供电设备管理情况和煤矿生产管理的基本知识，使自己具有一定的理论知识的同时，又具有较强的实际操作能力及解决实际工程问题的能力，根据矿井的实际情况，在老师和单位技术员的指导下，并深入生产现场，查阅了有关设计资料、规程、规定、规范。听取并收录了现场许多技术员的意见及经验，对矿所需设备的型号及供电线路等进行设计计算。

关键词：矿井 供电 系统 设计

目录
绪 论 1
第一章 井田概况 2
1．1 交通位置 2
1．2 地形、地貌及水文 3
1．3 气象及地震 3
1．4 矿区经济状况 4
第二章 地质特征 6
2、1 地层 6
2、2 构造 10
2．3 煤层 13
2．4 矿井水文地质 14
2．5 矿井开采条件 15
第三章 供电系统 16
3.1 供电电源 16
3.2 电源线路截面选择 16
3.3 矿井10KV变电所 21
第四章 采区低压控制电器的选择 28
4.1低压电器电器选择原则 28

4.2、低压电器电器容量及整定计算 28
第五章 低压保护装置的选择和整定 30
5.1低压电网短路保护装置整定细则规定 30
5、2保护装置的整定与校验 30
第六章 高压配电箱的选择和整定 34
6、1高压配电箱的选择原则 34
6、2高压配电箱的选择 34
6、3高压配电箱的整定和灵敏度的校验 35
第七章 井下漏电保护装置的选择 36
7、1井下漏电保护装置的作用 36
第八章 井下保护接地系统 38
结 束 语 39
致 谢 词 40
参考文献 41

绪 论
一、本设计的目标
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。
二、本设计内容体系结构
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)矿井概况。介绍矿井的地理位置、生产现状、通风结构、劳动组织等。
2)矿井电气设备的设计过程，如高压配电箱、变压器、电缆的选择方法，并对其的整定及校验，
3)概算供电费用。本着经济合理的原则，以最低的成本来换取最丰厚的利益。
4）井下供电系统各种保护的整定及校验。

第一章 井田概况
1．1 交通位置
红岩煤矿
××煤矿位于××市昭阳区15°方向，直距约20km。属昭阳区靖安乡管辖，矿权区长约1.24Km，平均宽约0.80Km，面积0.9950Km2，为××含煤区一小矿。

图1 交通位置示意图

其地理坐标为：
东经：103°49＇45〞～103°50＇32〞
北纬：27°36＇01〞～27°36＇38〞
煤矿有简易公路与213国道相连，距213国道7公里，距××市区约44km，距内（内江）昆（昆明）铁路××站约47km，交通条件较好,详见交通位置示意图。

1．2 地形、地貌及水文
××煤矿地处云贵高原北部斜坡地带，境内山峦起伏，沟壑纵横，属高寒山区，地势东高，西低，地形高差较大；山脉走向与地层走向大致相同，为北东至南西向的线状山脉。西部陡峭，东部较缓,山高谷深，地形切割剧烈，沟谷两岸陡峻，多形成“V”谷。最高点为矿区东南部大尖山，海拔高程为3014m，最低点为矿区西北侧的沟谷，海拔高程为1895m，最大相对高差为1119m，地貌类型属高中山构造侵蚀溶蚀地貌。
区内沟谷发育，无大的地表水体，仅在矿区外围西南有季节性溪流干海沟、箐沟汇入矿区西侧的百顺小河，百顺小河自南往北汇入大观河。地表水靠大气降雨补给,比降大，流量动态变化大，雨季和强降雨时，河水猛涨；旱季节则流量较小，甚至断流。矿区区域上处于大观河和落泽河分水岭地带，地表水和地下水以分水岭的西界分别流入矿区西侧的大关河上游支流，属大关河流域金沙江水系。

1．3 气象及地震
区内属高原性气候区，由于高差较大，气候的垂直分带较为明显。河谷地带常年炎热，高海拔地区则常常阴雨绵绵，雾罩期长。据当地气象资料，全年无云晴天较多，年最多日照可达210～220天，而11月至次年的5月为旱季，气候干燥，风沙大；雨季集中5～11月份，占全年降雨量的89﹪以上,年平均降雨量为850～1000mm。11月至次年3月似为霜期，其余月份多为雨雾蒙蒙天气。历年平均气温11.2℃，1月气温最低，月平均气温2℃；7月气温最高，月平均气温19.8℃。极端最高气温35.5℃,最低气温﹣3.7℃。刮风时间较多，一般为2～3级，以西北风为主，东南风次之，其潮湿寒冷气候显示出滇东北高寒山区气候特征。
××地区位于我国地震活动最强的南北向地震带东翼，境内断裂发育，地震活动频繁。根据云南省地震局资料，有历史记载以来××地区发生过多次地震,其中5.0级地震以上有6次。1844年8月在永善的长坪发生过6.5级强烈地震，1917年7月31日在大关县吉利镇发生过6.5级强烈地震；1974年5月10日××地区发生过7.1级强烈地震，云南省永善、大关、盐津、绥江等县和四川省的雷波县受到不同程度的破坏。××地区2003年11月27日曾发生5.1级地震，波及镇雄、威信两县；××地区2003年8月10日下午6时26分，在鲁甸县桃源一带发生5.6级强烈地震，全市十一县区均有震感；2004年8月10日，××市鲁甸县发生5.6级地震，造成鲁甸、昭阳等地受损；2006年7月22日，××市盐津县发生5.1级地震，建筑物损坏较为严重，内昆铁路中断。地震波及××市盐津县大部分乡镇和邻近的大关、彝良、永善等县，周围其他县区也有强烈震感。
根据云建抗[1993]第44号，本区抗震设防基本烈度为七度，设计地震高峰加速度值为0.15g。

1．4 矿区经济状况
云南省昭阳区人口众多，是××市经济较为发达的地区，交通相对方便，平坝河谷地区经济发展相对较快，工业基础较好；但山区自然条件较恶劣，经济较落后，工矿企业单一且不发达，是国家重点扶持的县区。为此，云南省××市昭阳区政府在未来的发展战略中着重把丰富的煤炭资源开发列在优先位置，以实现资源优势转化为经济优势，并将其培育为全区经济发展的支柱产业，以此带动其他产业的发展，实现全区经济的快速发展。
矿区为偏远山区，以汉族为主，有少量的苗族、彝族、回族等杂居，人口较多，劳动力较充沛，工农业不发达，经济条件较差。主产玉米、洋芋、荞麦，主要经济作物为油菜籽，产野生天麻、三七、杜仲等名贵中药材。
1、5 水源和电源
目前矿井正在建设双回路供电，电源来自靖安乡供电所，供电距离9km；矿井备用电源配备了两台备用柴油发电机组，（一台300KW，型号：JSI300,专供地面用电；另一台500KW，型号：JSI500-14，专供井下用电）型号为BF—V∕626，功率为456kW。发电机供电能够满足井下通风、提升、排水、运输等需求。
拟扩矿区位于北顺村的箐沟,该沟为季节性溪沟,水量不稳定；主平硐探井（D3）岩溶含水层涌水量平均为10342。08m3 /d，最大为13065 m3 /d。水质清澈，水化学类型为HCO-3-Ca2+.Mg2+。目前由于尚未进行建井和开采，用水量较少，矿井水直接排放未于利用，在今后建井和开采时，可将矿井水直接利用为生产和生活用水，水量足以满足矿山使用，但在作为生活用水使用时，建议定期做水质化验。

第二章 地质特征
2、1 地层
区内出露地层由新至老有：新生界第四系（Q）及古生界二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）；古生界二叠系下统茅口组（P1m）、栖霞组（P1q）、梁山组（P1l）；石炭系中统威宁组（C2Wn）、石炭系下统摆佐组（C1b）、上司+旧司组（C1sh+js）、万寿山组（C1w）、金子沟组（C1j）；泥盆系上统（D3）泥盆系中统曲靖组（D2 q）。(详见表2)。
表2 区 域 地 层 表
时代
地层名称
厚度(m)
岩 性 简 述
Q
第四系
0-30
为坡积物、残积物和冲积物。不整合于以下各地层。
P2β
峨眉山
玄武岩组
18-516
以暗绿色杏仁状玄武岩为主，夹凝灰岩薄层。与下伏地层呈假整合接触。
P1m
茅口组
112-641
为灰、灰白色灰岩夹泥灰岩。与下伏地层呈整合接触。
P1q
栖霞组
76-430
为浅灰、灰白色夹白云岩及生物碎屑灰岩。与下伏地层呈整合接触。
P1l
梁山组
2-100
为灰黑、黄绿、紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤线。与下伏地层呈假整合接触。
C2Wn
威宁组
33-386
为灰、灰白色灰岩夹生物碎屑灰岩。与下伏地层呈整合接触。
C1b
摆佐组
63-182
为灰、灰白色灰岩夹白云岩。与下伏地层呈整合接触。
C1sh
上司组
68-129
为灰黑、灰色灰岩，含燧石灰岩、泥岩。与下伏地层呈整合接触。
C1js
旧司组
32-94
为灰、灰黑色灰岩、燧石灰岩夹泥岩，与下伏地层呈整合接触。
C1w
万寿山组
35-145
为灰黑、褐黄色砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层。与下伏地层呈整合接触。
C1j
金子沟组
41-609
为灰白、深灰色灰岩含燧石灰岩及白云岩。与下伏地层呈整合接触。
D3

52-289
为灰、深灰色结晶白云岩，灰色灰岩。与下伏地层呈整合接触。
D2q
曲靖组
137-1081
为浅灰色白云岩、生物碎屑灰岩夹紫色细砂岩、泥岩。

照片3 ××煤矿区地层剖面示意图

一、第四系（Q）
主要由坡、残积和冲、洪积物等构成，多分布在坡麓、低洼地、沟谷及河床边滩部位。成份为玄武岩碎石、杂色粘土、亚粘土、砂粒等，一般厚0～30m，与下伏各地层呈不整合接触。
二、二叠系（P）
一）二叠系下统峨眉山玄武岩组（P2β）
主要分布在勘探区东部，地形上多形成缓坡地带。火山喷发熔岩，灰绿色、深灰色，风化后呈黄褐～黄绿色，致密、坚硬，气孔状、杏仁状玄武岩。局部含孔雀石，偶见细小长石斑晶。其成份主要由基性斜长石和玻璃质组成，次为绿泥石、方解石等，与下伏地层假整合接触。出露厚度约630m。
二）二叠系下统茅口组（P1m）
广泛分布于勘探区中部和东南部，地形上呈带状分布，多形成陡岩。常见溶蚀形成的洼地、漏斗等。为一套浅海相碳酸盐沉积，以深灰、灰黑色细晶质厚层状灰岩为主，夹灰白色隐晶中厚层状灰岩及生物碎屑灰岩，局部含较多筵类、珊瑚、腕足类、瓣腮类动物化石：Neoschwagerina sp.，Verbeekina verbeeki（Geinitz），Yabeina sp.，V.（Armenina） ？ sp.，Schwagerina sp.，Verbeekina sp.，Chusenlla ？ sp.等。与下伏地层呈整合接触；厚度242.13～371.25 m，平均厚度287.67m。
三）二叠系下统栖霞组（P1q）
分布于勘探区中部和东南部，地形上呈带状分布，多形成陡岩。为浅海相碳酸盐沉积，以灰、灰白色隐晶～细晶质厚层状灰岩为主，夹生物碎屑灰岩和少量白云岩、钙质白云岩、假鲕状灰岩薄层，显水平层理。局部灰岩具白云岩化，显虎斑状构造，局部含燧石结核；上部含筵类、珊瑚、苔癣等化石。底部夹灰白色薄～中厚层状粉砂岩。含蜓：Misellina sp.，Nankinella cf.inflata,Staffella sp., Pisolina sp.；珊瑚:Protomichelinia sp.,Wentzelella sp.,Yatsengia sp.；腕足类:Dictyoclostus sp.,Linoproductus sp.；瓣鳃类：Auiculopecten sp.；苔藓类：Pseudobatostomella sp.等化石。与下伏地层呈整合接触，厚196.69～233.62m，平均厚度209.65m。
四）二叠系下统梁山组（P1l）
主要分布于勘探区西部，地形上呈带状分布，由于抗风化能力弱，地表多形成缓平台。为陆相沉积，以浅灰、紫红色泥岩、粉砂岩、细砂岩为主，下部为紫红色薄～中厚层状粉砂岩、泥岩夹泥质灰岩，粉砂中含少量的钙质结核；上部为浅灰色薄～中厚层状粉砂岩、泥岩及煤线，并含黄铁矿结核及植物化石Lepidodendron。勘探区北部局部地段见厚约2m左右的菱铁矿层。与下伏地层呈假整合接触。该组地层厚9.48～38.53m，平均厚度28.77m。
三、石炭系（C）
一）石炭系中统威宁组（C2wn）
主要分布于勘探区西部，地形上呈带状分布，多形成陡岩。为一套浅海相碳酸盐沉积，为灰、灰白色厚层状细晶～粗晶质灰岩、白云岩(见图版：照片3-1-5)夹生物碎屑灰岩、块状微粒灰岩薄层，底部含少量燧石团块。含珊瑚Lithosthotionanellatingi Chi， Carinophyllum sp.；蜓Staffella sp.，Profusulinella rhoboisdes(Lee et Chen)，P.sp化石。与下伏地层呈整合接触；该组地层厚47.12～65.89m，平均厚度59.51m。
二）石炭系下统摆佐组（C1b）
主要分布于勘探区西部，地形上呈带状分布，多形成陡坎。为海相碳酸盐沉积。下部为灰白色带肉红色厚层状隐晶质块状钙质灰岩夹黄绿色泥岩薄层(见图版：照片3-1-6)；中部灰白色中厚层状灰岩及紫红色粗晶钙质白云岩；上部灰白色厚层状生物碎屑灰岩、白云岩。含白色燧石团块，局部见假鲕状构造，含珊瑚:Caninia sp.， Syringopora sp.； 蜓Eostaffella sp.， Millerella sp., 腕足类：Linoproduclus sp.化石。与下伏地层呈整合接触；地层厚77.92～165.79m，平均厚度146.80m。
三）石炭系下统上司、旧司组（C1sh+js）
主要分布于勘探区西部，地形上多形成斜坡地带。为浅海相碳酸盐沉积。下部为灰黑色中～厚层状隐晶质生物碎屑灰岩夹黑色燧石薄层及黄色钙质页岩薄层，中部为灰色厚层状细晶生物碎屑灰岩夹灰色泥岩薄层；上部为灰黑色中厚层状粗晶质鲕状灰岩，夹黄色钙质砂岩薄层。含蜓Eostaffella sp.，珊瑚: Palaeosmilia cf .sororia(reed)，Syringopora sp.；Arachnolasma sp.； Millerella sp.，腕足类：Pugilis cf. humanesis（Ozaki）化石。与下伏地层呈整合接触；地层厚87.39～106.98m，平均厚度92.19m。
四）石炭系下统万寿山组（C1w）
为勘探区内主要含煤地层，地形上呈带状分布，由于抗风化能力弱，多形成缓平台。主要为灰色、灰黑色、深灰色薄～中厚层状泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、钙质粉砂岩、炭质泥岩及煤组成。局部含蜓Eostaffella sp.，珊瑚: Palaeosmilia cf .sororia(reed)，Syringopora sp.；Arachnolasma sp.； Millerella sp，腕足类：Pugilis cf. humanesis（Ozaki）化石。由南向北地层有变薄现象。含煤3～8层，其中可采煤层1层，一般厚约2m，可采煤层赋存于下部。与下伏地层整合接触；地层厚36.80～47.17m，平均厚度42.80m。
五）石炭系下统金子沟组（C1j）
分布于勘探区西部，下部深灰、灰白色厚层状灰岩及块状含燧石钙质白云岩，含燧石结核；上部灰、灰白色薄层灰岩夹白云岩，产珊瑚：Sgringopora cf . gracilis Keyserling ；腕足类:Camarotoechia cf . xuanchengensis Ching等化石。与下伏地层假整合接触；地层厚22.2～33.02m，平均厚度27.61m。
四、泥盆系（D）
泥盆系上统（D3）分布于勘探区西部，出露不全。为浅海、海湾相沉积，下部为黑灰色厚层状粗晶质白云岩、灰色中厚层状灰岩夹黄色泥岩、灰黑色中粒中厚层状白云岩。中部深灰色厚层白云岩、灰黑色中厚层状粗晶白云岩；上部灰色、灰白色中厚层状白云质灰岩，夹薄层状灰岩及灰黑色硅质岩。产腕足类: Yunnanella sp.，Camarotoechia sublivoniforms，Productella. sp.，Chsikua-ngshanensis var. bifurcata；珊瑚：Disphy-llumirr Yoh，D.cf.longiseptatum Yoh，Pexiphyllum；瓣鳃类：Posidonia? Sp化石。与下伏地层整合接触。

2、2 构造
本区构造位于川滇南北向构造带北段东缘与滇东北北东向构造带的交接部位，大地构造单元属扬子准地台（一级）滇东台褶带（二级）滇东北台褶束（三级）。主要构造格架为燕山期运动的产物，以南北向构造、北东向构造最为明显，二者以明显的联合、复合关系交织在一起。构造总体以北东向展布为主，北西南东向展布次之。构造形式主要表现为断裂和褶皱，详见区域构造示意图（图4）。

现将与矿区相关的构造简述如下：
五寨向斜：自唐家沟起往北东经五寨至老君山北。该向斜两翼出露不对称，南东翼被新寨子断裂所切，北西翼保存完好。地层走向北东，倾角较平缓，为10°～15°，中段变陡，为35°～50°，南西段被上第三系及第四系不整合覆盖。枢扭起伏不大，轴线方向为北东向，为一舒缓开阔的向斜，××煤矿位于五寨向斜的北西翼。
矿区位于五寨向斜的北西翼，地层走向为北东向，倾向东南（80～135°），倾角14°～36°之间，一般为25°。为一单斜构造。含煤地层沿走向和倾向有一定起伏变化，形成次级小褶曲。在矿井中未发现大的断层，仅见落差小于10m的正断层1条（见照片8），对煤矿开采影响不大。地表共发现落差15m以上断层3条，详见断层特征一览表（表3－2－1）。各断层特征简述如下：
表5 ××煤矿断层特征一览表
断层
编号
断层
性质
延伸
长度
(km)
产状（度）
两盘接触关系
(上盘/下盘)
对采煤影响程度
控制程度
倾向(°)
倾角(°)
落差
(m)
有效控制
结论
F1
正断层
＞2.50
30-60
70-75
＞50
上盘P1m、P2β与下盘P1m、P1I+q直接接触
对深部煤层开采影响较大
地面12个点
基本
查明
F2
逆断层
＞0.70
180
65
20
下盘P1q与上盘C2wn直接接触
对深部煤层开采影响不大
地面8个点
基本
查明
F3
正断层
0.45
220
60
15
上盘C1j与下盘C1w直接接触
对浅部部煤层开采有影响
地面3个点，井下1个点
查明
f1
正断层
0.20
95
70
<10

对煤层开采影响不大
井下1个点
基本查明
F1正断层：该断层位于矿区北东部，由北部进入矿区范围内，经长湾、山坪子向南东延伸出图幅，该断层造成P2β/P1m等地质界线在地面上不连续，地层明显位移。由于断层在地表处于沟谷地带，沿断层带岩层破碎，坡积物覆盖较厚，很难见到断层面，仅根据附近的岩层露头判断地层的重复和缺失确定断层位置。该断层走向北西，长约3000m，倾向北东（30～60°），倾角70～75°，落差大于50m。切割煤层，对深部煤层开采影响较大。
Ｆ2逆断层：地表位于矿区中部白泥湾，倾向南，倾角65°。该断层下盘为P1q灰白色白云质灰岩；上盘为P2l杂色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩；C2wn灰白色厚层状灰岩及白云岩。规模较小，走向长度约700m，落差约20m，对深部煤层开采影响不大。
Ｆ3正断层：位于矿区中部，该断层上盘C1j浅灰色至灰白色厚层状灰岩，下盘为C1w灰、深灰色泥岩、粉砂岩、灰白色灰岩，地层明显位移。断层走向近北西向，长约450m，倾向南西，倾角约60m，落差小于20m，在煤巷2135m见控制点观测，对浅部煤层开采有直接影响。
以上断层，对本区煤层都有不同程度的影响。控制本区构造的断层主要为北西向的F1正断层。由于区内植被及坡积物覆盖，加之断层带附近坡积物较厚，部分地段很难见到断层面，但根据附近的岩层露头判断地层的重复和缺失，确定断层位置，性质基本可靠。
综上所述，××煤矿总体为一单斜构造，含煤地层沿走向和倾向有一定变化，地表断层不发育，井下偶见小断层，对煤层有一定破坏，地质构造复杂程度属中等偏简单类型。

2．3 煤层
××煤矿勘探区内含煤地层为石炭系下统万寿山组（C1w），出露于矿区的西部陡坎地带，地层平均厚42.80m，主要为灰色、灰黑色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、钙质粉砂岩、炭质泥岩及煤组成。共含煤3～8层，编号煤层共5层，由上而下分别编号为C1、C2、C3、C4、C5煤层。煤层总厚一般为3.20m，含煤系数为7.47%。含可采煤层1层，即C4煤层，煤厚1.26～2.50m，平均厚度为1.67m，含可采煤层系数为3.90%；煤层结构较简单，局部含1～2层灰色泥岩夹矸，厚0.06～0.40m。在小窑中可见呈透镜状出现；煤层厚度变化不大，全区可采，属稳定煤层。局部可采煤层共1层，即C5煤层，结构较简单，煤层厚度变化大，无明显规律，仅在矿区外围×××煤矿见个别可采点，属不稳定煤层。其余均为不可采的薄煤层或煤线，为极不稳定煤层。
2．4 矿井水文地质
1、地表水
矿区范围内无水库等集中水体分布，仅有数条季节性山间沟谷溪流，以中部分水岭为界，分水岭以西为百顺小河沟谷水系，由箐沟和干河沟两条沟谷水汇集而成，位于矿区西部外围，分布标高1925～1700m。流经石炭系下统金子沟组（C1j）及泥盆系上统（D3）。主要靠大气降水和生产矿井矿坑排水补给，2009年5月12日偶测箐沟流量156.22L/s。09年9月5日偶测干河沟流量97.55L/s。受矿坑排水影响，污染较为严重，水质较差，水化学类型为HCO3-——Ca2+，由于沟水流经煤系下伏地层，且处于矿山首期开采水平以下，对矿坑首采区（标高1900m以上）开采充水无影响，但对矿区内标高1900～1500m以上煤层开采有影响。
2、地下水
矿区位于五寨向斜的西翼，地下水主要为大气降水的补给，由于矿区地形坡度陡，大气降雨后，一部分迅速沿斜坡面以地表径流的形式汇入溪沟，一部分则沿风化裂隙、溶蚀裂隙迅速渗入地下补给地下水。地下水径流方向总体与地表水一致由南向北径流。矿区碳酸盐岩含水层，根据地面调查岩溶形态结合钻孔简易水文分析，侵蚀基准以上都处在垂直循环带的补给区，地下水位较深。由于都属反向陡坡，补给面积小，不利于大气降雨的补给，反有利于排泄。碎屑岩和火成岩分布区，地下水径流方向主要受地形的控制，无定向径流。
矿区地形陡竣，沟、谷切割较深，岩溶含水层导水性强，最低侵蚀基准面之上有利于地下水的自然排泄而不利于富存，但由于煤系地层较薄，煤系上覆及下伏地层均为岩溶裂隙强和较强含水层，据本次注水试验及×××煤矿区资料：上覆岩溶裂隙含水层单位涌水量0.0158～0.293 L/s.m，显示含水层富水性极不均匀，煤系地层虽然富水性极弱，为相对隔水层，但厚度较薄，煤层开采后其导水裂隙将直接沟通上覆岩溶含水层对矿坑充水。主采C4煤层下距D3、C1j岩溶含水层垂距平均仅为6.3m，煤层底板且为软弱地层，加之岩层由于裂隙、断裂构造影响强度降低，深部开采时具有底板突水的威胁，无论为顶板充水或是底板突水，岩溶含水层均具有管道复杂、不均匀，水量大，点状集中排泄涌出、难于预防的特点，且矿区大部分资源位于最底侵蚀基准面以下，因此矿区水文地质条件类型为以岩溶裂隙含水层充水为主的中等偏复杂类型。
根据矿区涌水量预算原则，预算方法，矿井+1900m水平正常涌水量10755m3/d，最大涌水量13621m3/d。

2．5 矿井开采条件
1、瓦斯
依据云南省煤炭工业局和云南省煤炭安全监察局对××煤矿进行的瓦斯等级鉴定：最大相对瓦斯涌出量8.14m3/t，最大绝对瓦斯涌出量0.74m3/min；最大相对二氧化碳涌现量8.03m3/t，最大绝对二氧化碳涌出量0.73m3/min，属低瓦斯矿井。
2、煤尘
根据煤炭科学研究总院重庆分院煤尘爆炸型鉴定报告，本矿开采的C4煤层煤尘无爆炸危险性。
3、煤层自燃倾向性
根据煤炭科学研究总院重庆分院煤层自燃倾向性等级鉴定报告，本矿开采的C4煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层，历年开采未发生过煤层自燃现象。
4、地温
矿区地表及周边生产矿井调查均未发现地温异常及地热害现象。据矿区外围102钻孔简易地温测井数据，勘探区钻孔平均地温梯度为1.09℃/100m，属正常地温梯度增加范围；从测井井温曲线分析，变温带深度在400m以上范围内，400m以下为增温带，勘探区无地温异常。
5、冲击地压
根据本矿井及周边矿井开采情况，矿井无冲击地压。

第三章 供电系统
3.1 供电电源
目前矿井正在建设双回路供电，一回路电源来自靖安乡供电所，供电距离9km（计划建设另一回路来自盘河乡供电所，供电距离11km）；矿井备用电源配备了两台备用柴油发电机组，（一台300KW，型号：JSI300,专供地面用电；另一台500KW，型号：JSI500-14，专供井下用电）型号为BF—V∕626，功率为456kW。发电机供电能够满足井下通风、提升、排水、运输等需求。
正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式。若一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证供电的连续行和可靠性。带电备用电源的变压器应热备用；若冷备用，必须保证备用电源能及时投入正常运行。

3.2 电源线路截面选择
1、按经济电流密度选择电源线路截面:
开采后期井下最大负荷时计算有功电力负荷654.4KW. 电源线路截面;
A1=In/J
=41.98/1.15
=36.5 mm2
式中： A——电源线路计算截面, mm2；
In——电源线路中正常负荷时持续电流，In=SB1/(×Ue ×cosφ) =654.4/( ×10×0.9) =41.98；
J——经济电流密度，A/mm2,，钢芯铝绞线取J=1.15A/mm2
由《设指》查取电源线路型号为：LGJ-3×50型钢芯铝绞线
2、校验方法：
（1）、按持续允许电流校验电缆截面：
查表得线路LGJ-3×50型钢芯铝绞线安全载流量；环境温度为25℃时为220A,考虑环境温度40℃时温度校正系数0.81，则IX2 =220×0.81=178.2(A),
IX=178.2A>I=41.98A, 电源线路安全载流量符合要求。
(2)、按电压损失校验电源线路截面：
查表得线路LGJ-3×50型钢芯铝绞线单位负荷矩电压损失百分数；当cosφ=0.9时为0.824%/MW.KM.计算有功电力负荷654.4KW.
来至荥经县木梯岩电站电源线路电压降（长度8Km）
U1%=0.6544×8×0.824%=4.31%<5%.合格
来至荥经县皇仪乡岗上电站电源线路电压降（长度3Km）
U2%=0.6544×3×0.824%=1.62%<5%.合格
根据以上计算结果，矿井双回路电源线路选用LGJ-3×50型钢芯铝绞线，并能为矿井后期扩能留有余量。矿井采用双回路电源线路，当任一回路出现故障或检修时，另一回路可承担井下所供范围内全部负荷用电。
3.2 电力负荷
设备总台数： 43台
设备工作台数： 34台
设备总容量： 1383.3kW
设备工作容量： 1006.4kW
有功负荷： 654.4kW
无功负荷： 396.24kVAR
功率因数： 0.76
补偿用电容器总容量： 150kVAR
补偿后无功负荷： 246.24kVAR
补偿后功率因数： 0.94
吨煤耗电量： 37.9kW.h/t
附电力负荷统计表。

42

电力负荷计算表
序号
用电设备名称
电压（V）
数量（台）
设备容量（kw)
需要系数
cosφ
tgφ
计算负荷
最大负荷利用小时数
年耗电量(kw.h)
选用变压器(kvA)
总数
工作
总容量
工作容量
有功
无功
视在
kw
kvar
kvA

一、井下负荷

1
刮板输送机
660
2
2
60
60
0.68
0.7
1.02
40.8
41.62

3960
161568

2
煤电钻
127
4
2
4.8
2.4
0.5
0.6
1.33
1.2
1.60

660
792

3
刮板转载机
660
1
1
22
22
0.68
0.7
1.02
14.96
15.26

3960
59241.6

4
提升车绞车
660
3
3
66
66
0.6
0.7
1.02
39.6
40.40

660
26136

5
局部通风机
660
4
2
44
22
0.9
0.8
0.75
19.8
14.85
18.00
7920
156816
50
6
乳化液泵
660
1
1
55
55
0.7
0.8
0.75
38.5
28.88

1320
50820

7
探水钻
660
1
1
4
4
0.4
0.7
1.02
1.6
1.63

8
潮式喷浆机
660
1
1
5.5
5.5
0.4
0.7
1.02
2.2
2.24

9
信号及照明
127

2
2
0.9
0.9
0.48
1.8
0.87

7920
14256

小计

21
17
365.5
341.1

230.54
207.51
310.17

2*400

电力负荷计算表
序号
用电设备名称
电压（V）
数量（台）
设备容量（kw)
需要系数
cosφ
tgφ
计算负荷
最大负荷利用小时数
年耗电量(kw.h)
选用变压器(kvA)
总数
工作
总容量
工作容量
有功
无功
视在
kw
kvar
kvA
二
风井负荷

1
主要通风机
380
2
1
300
150
0.9
0.8
0.75
135
101.25

8760
1314000

2
空压机
380
2
1
150
75
0.8
0.8
0.75
60
45.00

3300
247500

3
其他
380/220

10
10
0.7
0.7
1.02
7
7.14

1800
18000

小计

6
3
610
310

0.8

265.8
201.20
333.33

补偿后

0.93

265.8
105.20
285.86

2×400

补偿电容

96

三
地面负荷

1
提升绞车
380
1
1
110
110
0.8
0.7
1.02
88
89.78

3300
363000

2
木工加工房
380/220

12.8
12.8
0.4
0.6
1.33
5.12
6.83

1980
25344

3
矿灯充电
220

4.5
4.5
0.8
0.8
0.75
3.6
2.70

4620
20790

4
生活设施
380/220

25
25
0.9
0.85
0.62
22.5
13.94

2310
57750

5
机修车间
380/220
6
6
36
36
0.4
0.6
1.33
14.4
19.2

23760

6
其他
380/220

20
20
0.5
0.7
1.02
10
10.202

1650
33000

合计

10
10
246.3
246.3

0.76
0.86
165
162.75
231.8

2460204

补偿后

0.93

165
66.75
178.0

2×250

补偿电容

96