綜采工作面集中供電技術(shù)研究應(yīng)用

于進(jìn)軍　劉法存　王占

摘 要 通過對(duì)長(zhǎng)城三礦綜采工區(qū)面采用遠(yuǎn)距離集中供電技術(shù)應(yīng)用，解決設(shè)備列車?yán)评щy的問題，有效解決通風(fēng)斷面小、行人道狹窄等難題，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低安全事故發(fā)生概率，實(shí)現(xiàn)了礦井生產(chǎn)安全高效。

關(guān)鍵詞 供電；電纜；設(shè)備列車；變頻器

中圖分類號(hào) TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）11-0054-02

煤炭開采是極其復(fù)雜系統(tǒng)工程。國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)壁工作面普遍采用在順槽內(nèi)靠近工作面布置移動(dòng)變電站，對(duì)綜采工作面集中供電。此中布置方式，在煤層埋藏深、礦壓大、地溫高的礦區(qū)，及近年來(lái)為提高資源回收率，沿空采用小煤柱或無(wú)煤柱布置巷道和回收開采邊角煤的許多礦井，問題更加突出。嚴(yán)重影響了工作面通風(fēng)、運(yùn)輸、超前支護(hù)等工作的正常展開，并導(dǎo)致工作面變電站無(wú)法拉移。不但制約煤礦正常生產(chǎn)，而且嚴(yán)重威脅煤礦安全形勢(shì)。

鑒于以上原因，有必要針對(duì)礦井綜采工作面供電系統(tǒng)進(jìn)行研究，采用遠(yuǎn)距離集中供電技術(shù)，以滿足綜采工作面正常生產(chǎn)需求。

1 概述

長(zhǎng)城三礦1905S工作面采用遠(yuǎn)距離集中供電技術(shù)，將工作面配電設(shè)備放置到運(yùn)輸巷中段配電硐室內(nèi)，不需要在順槽內(nèi)敷設(shè)地軌，取消了傳統(tǒng)設(shè)備列車的使用，在工作面綜采過程中無(wú)需頻繁挪移配電裝置，保證了供電安全，并減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 技術(shù)方案論證

傳統(tǒng)供電方式易誘發(fā)安全事故。受地質(zhì)條件的影響，巷道內(nèi)的壓力一般較大，在拉動(dòng)移動(dòng)設(shè)備時(shí)，需要對(duì)設(shè)備列車前方的巷道進(jìn)行擴(kuò)修，否則設(shè)備列車無(wú)法通過狹窄的巷道。在狹窄的巷道里，設(shè)備置放在回風(fēng)槽中，占據(jù)了一定的空間，使得槽內(nèi)空氣的流通速度緩慢，并且空氣的質(zhì)量不好，含氧量降低，在實(shí)際操作過程中工作面煤層厚度變化幅度不一，瓦斯涌出量呈階段性，時(shí)多時(shí)少，若工作面煤層厚度較大時(shí)，設(shè)備列車前的瓦斯傳感器處于臨界狀態(tài)，時(shí)刻有產(chǎn)生危險(xiǎn)的可能，加上空氣不流通、巷道變形，極易發(fā)生安全事故。工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。由于變電站列車是跟隨綜采設(shè)備的，綜采設(shè)備在哪，一定變電站就在哪，隨著移動(dòng)變電站的移動(dòng)，很多物資也需要移動(dòng)，這些物資的運(yùn)輸都是由工人來(lái)完成的，使得工人的勞動(dòng)強(qiáng)度增大。

采用綜采工作遠(yuǎn)距離集中供電系統(tǒng)，原有的設(shè)備全數(shù)移出工作面，為了實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動(dòng)化。為方便工作面電纜撤除工作，順槽布置了電纜自移裝置，大大降低了工作勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 項(xiàng)目實(shí)施方案

3.1 技術(shù)方案

在順槽中間位置設(shè)置機(jī)電硐室，將1905S工作面供電設(shè)備布置在機(jī)電硐室。包括高壓設(shè)備兩臺(tái)PGJ-200/10Y進(jìn)線高防，兩臺(tái)KBSGZY-3150/10移變，一臺(tái)KBSGZY-2×2000/10變頻器專用變壓器；低壓設(shè)備一臺(tái)BPJV-3×1250/3.3變頻器，一臺(tái)KJZ6-600/3.3六組合開關(guān)，一臺(tái)KJZ4-600/3.3四組合開關(guān)，其中KJZ4-600/3.3四組合開關(guān)給采煤機(jī)供電，KJZ6-600/3.3六組合開關(guān)給破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)供電。組合開關(guān)采用模塊化設(shè)計(jì)，模塊可互相替換，能保證設(shè)備的一用一備。

3.2 工藝路線、實(shí)施過程

第一，公司組織相關(guān)技術(shù)專家共同分析確定系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)和要求，確定供電系統(tǒng)設(shè)備、電纜配備情況；第二，根據(jù)技術(shù)要求訂購(gòu)相關(guān)供電設(shè)備、電纜；第三，進(jìn)行前期的產(chǎn)品加載測(cè)試；第四，進(jìn)行設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試和工業(yè)性試驗(yàn)。

3.3 項(xiàng)目實(shí)施效果說(shuō)明及驗(yàn)證

1905S工作面運(yùn)輸巷走向長(zhǎng)度2 250m，切眼長(zhǎng)度342m，工作面配電點(diǎn)設(shè)置運(yùn)輸巷1 400m處，工作面設(shè)備采用3 300V電壓等級(jí)。運(yùn)輸巷轉(zhuǎn)載機(jī)裝機(jī)容量710kW，供電電纜為95mm2，額定載流量260A（25℃）；工作面刮板機(jī)裝機(jī)容量2×1 200kW，供電電纜為120mm2，額定載流量305A（25℃）；采煤機(jī)總裝機(jī)容量1 705kW，供電電纜為120mm2，額定載流量305A（25℃）。供電電纜最長(zhǎng)供電距離1.3km。

1）按長(zhǎng)時(shí)允許負(fù)荷電流校驗(yàn)電纜能力

（1）轉(zhuǎn)載機(jī)，滿足要求。

（2）采煤機(jī)，滿足要求。

（3）刮板機(jī)，滿足要求。

2）按允許電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)體截面

（1）轉(zhuǎn)載機(jī)電纜電壓損失，占額定電壓百分?jǐn)?shù)為：，滿足要求。

（2）刮板機(jī)電纜電壓損失，

占額定電壓百分?jǐn)?shù)為：，滿足要求。

（3）采煤機(jī)電纜電壓損失，占額定電壓百分?jǐn)?shù)為：，滿足

要求。

3）按三相短路電流驗(yàn)算導(dǎo)線熱穩(wěn)定性，三相短路電流穩(wěn)態(tài)值：

式中：Sd—母線短路容量，100MVA。Up—允許最高電壓，取+5%。

由于煤礦供電為無(wú)限大系統(tǒng)，假想時(shí)間與斷路器的動(dòng)作時(shí)間相同，故計(jì)算出電纜最小穩(wěn)定截面為：

，所選電纜滿足要求。式中：C—熱穩(wěn)定常數(shù)，查該電纜最高允許溫度為230°時(shí)的數(shù)值，C=171；tj—斷路器動(dòng)作時(shí)間，取0.25S。

目前長(zhǎng)城三礦1905S工作面配套設(shè)備經(jīng)過近一年的試生產(chǎn)，各設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，使用正常。

4 技術(shù)特征及創(chuàng)新點(diǎn)

首先，解決了設(shè)備列車?yán)评щy的問題，在遠(yuǎn)距離供電過程中，設(shè)備列車是放置在皮帶運(yùn)輸順槽停采線外大斷面處，傳統(tǒng)的方式是拉移列車，增大量巷道壓力，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)徹底減小了巷道的壓力，有效解決了通風(fēng)斷面小、行人道狹窄等難題，在工作期間，確保人行通道能夠暢通。其次，降低了安全事故發(fā)生概率。遠(yuǎn)距離供電技術(shù)的所有設(shè)備均不在回風(fēng)槽當(dāng)中，沒有占用槽內(nèi)空間，大大增加了槽內(nèi)空氣流通速度，將通風(fēng)阻力減小，在很大程度上降低了瓦斯事故，從源頭上杜絕了發(fā)生安全問題的概率。此外，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)還解決了設(shè)備列車?yán)祁l繁，有利于安全生產(chǎn)。

傳統(tǒng)的供電方式主要依靠人力搬運(yùn)物資，搬運(yùn)物資的距離較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，增加了很多不必要的工作，在遠(yuǎn)距離供電技術(shù)中，將所需要的物資放置于設(shè)備列車上，大大縮減工人的運(yùn)輸距離，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

消滅了設(shè)備列車，避免了設(shè)備列車?yán)评щy的問題，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于安全生產(chǎn)。同時(shí)減少了列車運(yùn)行過程對(duì)供電設(shè)備、電纜的損壞，降低了設(shè)備故障率，贏得了寶貴的生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)

效率。

5.2 社會(huì)效益分析

采用遠(yuǎn)距離集中供電技術(shù)，解決了設(shè)備列車?yán)评щy的問題，在遠(yuǎn)距離供電過程中，設(shè)備列車是放置在皮帶運(yùn)輸順槽停采線外大斷面處，傳統(tǒng)的方式是拉移列車，增大量巷道壓力，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)徹底的減小了巷道的壓力，有效解決了通風(fēng)斷面小、行人道狹窄等難題，在工作期間，確保人行通道能夠暢通。其次，降低了安全事故發(fā)生概率。遠(yuǎn)距離供電技術(shù)的所有設(shè)備均不在回風(fēng)槽當(dāng)中，沒有占用槽內(nèi)空間，大大增加了槽內(nèi)空氣流通速度，將通風(fēng)阻力減小，在很大程度上降低了瓦斯事故，從源頭上杜絕了發(fā)生安全問題的概率。此外，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。傳統(tǒng)的供電方式主要依靠人力搬運(yùn)物資，搬運(yùn)物資的距離較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，增加了很多不必要的工作，在遠(yuǎn)距離供電技術(shù)中，將所需要的物資放置于設(shè)備列車上，大大縮減工人的運(yùn)輸距離，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率。同時(shí)還解決了設(shè)備列車?yán)祁l繁，有利于安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王彥文，高彥.煤礦供電技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2012.

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