綜采工作面供電可靠性分析研究

強(qiáng)國(guó)梁

（同煤集團(tuán)馬脊梁礦， 山西　大同　037003）

1　綜采工作面供電現(xiàn)狀

馬脊梁礦8804工作面位于西部11號(hào)層408盤區(qū)，工作面走向長(zhǎng)度660 m，工作面長(zhǎng)度97.8 m，此工作面供電方式為由西部中央變電所出四趟高壓電纜和一趟低壓電纜，其中兩趟高壓電纜為8804工作面供電，另兩趟高壓電纜分別為8804工作面主風(fēng)機(jī)及備用風(fēng)機(jī)供電，如圖1所示，工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如表1所示。

圖1　綜采工作面典型供電系統(tǒng)框圖

2　綜采工作面供電可靠性影響因素

2.1　地質(zhì)環(huán)境

1）工作面不斷增大，距離越來越長(zhǎng)，運(yùn)輸環(huán)節(jié)日益復(fù)雜，需投入的生產(chǎn)設(shè)備逐步增多，所耗電能日益增多，供電系統(tǒng)面臨的供電壓力越來越大。

2）在開采作業(yè)中，為順利避開較大斷層以及部分其他地質(zhì)構(gòu)造，時(shí)常需把綜采工作面布設(shè)成很多特殊形狀，如我們常見的有刀把形綜采工作面、梯形綜采工作面、以及旋轉(zhuǎn)形綜采工作面等，同時(shí)出現(xiàn)一些仰采工作面或俯采工作面，設(shè)備工作環(huán)境越來越復(fù)雜，設(shè)備的運(yùn)行管理難度增大。

3）巷道出現(xiàn)淋水，發(fā)生變形，以及頂板掉矸，不能順利通風(fēng)等，也易引發(fā)綜采工作面供電設(shè)備故障，影響供電可靠性。

表1　工作面負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

2.2　裝備結(jié)構(gòu)

隨著煤礦科技的發(fā)展，礦井供電技術(shù)及設(shè)備不斷更新?lián)Q代。如當(dāng)前人們所用的綜采磁力啟動(dòng)器，已發(fā)展為組合式，智能式以及直讀式，各項(xiàng)設(shè)備列車配置也越來越高效、簡(jiǎn)潔。同時(shí)很多礦井都已不再使用液壓牽引采煤機(jī)，開始應(yīng)用智能化大功率電牽引采煤機(jī)，給工作面語音控制系統(tǒng)裝設(shè)了可編程控制系統(tǒng)，引入了交互式人機(jī)界面。部分礦井還裝設(shè)了支架隨機(jī)自移系統(tǒng)以及先進(jìn)的自動(dòng)化防塵系統(tǒng)，礦井電氣自動(dòng)化技術(shù)以及智能化技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。

2.2.1人員配備

隨著礦井各種新設(shè)備的應(yīng)用及各項(xiàng)新技術(shù)、新系統(tǒng)的應(yīng)用，如PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用、集成化控制模塊的應(yīng)用以及人機(jī)交互對(duì)話等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，急需大幅提高現(xiàn)場(chǎng)操作人員及維護(hù)人員技術(shù)素質(zhì)。

2.2.2管理水平

面對(duì)快速的生產(chǎn)循環(huán)，很多管理人員只看重眼前利益，圖省事，一味追求高產(chǎn)量，重生產(chǎn)、輕維護(hù)，取消了很多必要的日常維護(hù)保養(yǎng)作業(yè)，進(jìn)行粗放式管理，給設(shè)備安全生產(chǎn)埋下重大安全隱患[2]。

3　綜采工作面供電常見故障

3.1　漏電故障

對(duì)于漏電故障，我們可把這種供電故障具體細(xì)分為集中性漏電故障與分散性漏電故障，其中集中性漏電故障發(fā)生頻率最高，這種漏電故障發(fā)生原因主要有下列幾種：

1）部分物體擠壓電纜使其發(fā)生變形或破損，電纜主芯線外部絕緣層遭損壞，供電系統(tǒng)電纜接線盒受潮，甚至進(jìn)水破壞了其內(nèi)部各部件的絕緣性能。

2）電機(jī)使用時(shí)間過長(zhǎng)，電機(jī)內(nèi)部絕緣老化，部分部件實(shí)際耐壓性能降低，內(nèi)部絕緣部分遭污染，實(shí)際爬電距離變小，導(dǎo)致?lián)舸?，發(fā)生短路后，破壞了部分部件的絕緣性能。

3）有時(shí)會(huì)發(fā)生線路直接接地引發(fā)故障，有時(shí)還會(huì)發(fā)生電弧放電接地現(xiàn)象，此類熱量集聚現(xiàn)象也易破壞設(shè)備絕緣[3]。

3.2　短路故障

對(duì)于短路故障，我們常見的故障形式主要有：發(fā)生絕緣破壞后產(chǎn)生的相間短路故障、電弧放電短路故障以及電機(jī)線圈柵間發(fā)生的短路故障。

3.2.1過載故障

該故障一般為長(zhǎng)期超載運(yùn)行或頻繁啟動(dòng)負(fù)載所造成的，此外負(fù)載部分長(zhǎng)期嚴(yán)重卡堵，也易引發(fā)過載故障。

3.2.2控制部分故障

1）我們常見的控制部分故障有線路松動(dòng)，發(fā)生不良接觸或線路短路，甚至存在線路接線錯(cuò)誤等。

2）有部分功能模塊與元件發(fā)生損壞，一些獨(dú)立元件脫焊、燒損現(xiàn)象嚴(yán)重，易造成額定值大幅偏移正常值等[4]。

3）發(fā)生系統(tǒng)故障，如所裝系統(tǒng)發(fā)生程序紊亂現(xiàn)象等。

4　提高供電可靠性措施

4.1　強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)

應(yīng)努力提升操作人員及維護(hù)人員個(gè)人素質(zhì)，具體可通過進(jìn)行針對(duì)性的培訓(xùn)、定期開展各種專項(xiàng)技術(shù)講座、開展必要的職業(yè)教育、實(shí)施各種技能鑒定等形式來使從業(yè)人員技能得到大幅提升。

4.2　逐步完善檢測(cè)設(shè)施

定期進(jìn)行各種檢測(cè)活動(dòng)，開展各種專業(yè)試驗(yàn)。組織科研人員開發(fā)機(jī)電設(shè)備日常檢驗(yàn)維護(hù)軟件，借助軟件實(shí)施各種仿真模擬試驗(yàn)，以便于更立體、直觀、徹底地了解電氣設(shè)備運(yùn)行情況，且所得結(jié)果也讓人更易接受，同時(shí)可共享各種檢測(cè)信息，有助于更好地防范各類電氣設(shè)備故障[5]。

1）完善檔案管理，把電氣設(shè)備之前發(fā)生的各種故障進(jìn)行綜合整理，分類建檔，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以供后期參考。

2）做好礦井供電設(shè)施的檢修維護(hù)工作。按照礦井用電設(shè)備的用電情況，如設(shè)備功率容量的變化，運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整，及時(shí)升級(jí)改造綜采工作面供電系統(tǒng)。同時(shí)依據(jù)綜采工作面供電設(shè)備的檢修維護(hù)計(jì)劃，認(rèn)真檢查維護(hù)礦井設(shè)備。如在維護(hù)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)礦井防爆電器設(shè)備存在絕緣破損、功能異常等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換處理。對(duì)于部分過于陳舊，性能不達(dá)標(biāo)，不能滿足安全生產(chǎn)規(guī)程的設(shè)備，嚴(yán)禁在井下采區(qū)繼續(xù)使用。通過對(duì)綜采工作面供電設(shè)備的及時(shí)檢查，及時(shí)解決故障，有效提升綜采工作面供電的安全可靠性，更好的避免各類安全事故的發(fā)生[6]。

3）引入電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。可把礦井供電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)引入綜采工作面供電系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)監(jiān)督，實(shí)時(shí)管理綜采工作面供電設(shè)備。在日常生產(chǎn)中，綜采工作面供電管理人員可參照礦井供電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的相關(guān)供電故障，來深入分析故障性質(zhì)，真正找出故障原因，制定出相應(yīng)解決措施，并及時(shí)切斷事故區(qū)域電源，確保非故障區(qū)安全，盡量減少綜采工作面供電故障帶來的不必要損失。

5　結(jié)語

電能是綜采工作面正常生產(chǎn)必不可少的基礎(chǔ)能源，要想使綜采工作面正常生產(chǎn)，必須有穩(wěn)定連續(xù)可靠的電能作保障。通過分析綜采工作面供電現(xiàn)狀，探討影響綜采工作面供電可靠性的因素，了解綜采工作面常見供電故障形式，并采取相關(guān)對(duì)策進(jìn)行應(yīng)對(duì)，有助于提高綜采工作面供電可靠性，更好地保障煤礦開采的高產(chǎn)、高效。

[1]譚武忠.礦井供電運(yùn)行方式對(duì)供電可靠性影響的分析[J].江西煤炭科技，2013（2）：56-59.

[2]高立.礦井供電運(yùn)行方式對(duì)供電可靠性的影響[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（4）：88-91.

[3]曲銀鳳，程學(xué)珍，李兆慶.提高礦井供電可靠性措施探討[J].山東煤炭科技，2012（4）：66-69.

[4]侯引蓮.礦井供電電源可靠性分析及變壓器選擇[J].山西煤炭，2014（12）：112-115.

[5]于闖開，歐紅梅，張玉明.提高掘進(jìn)工作面供電系統(tǒng)可靠性的途徑[J].煤炭技術(shù)，2008（9）：42-45.

[6]王立強(qiáng).提高煤礦電網(wǎng)供電可靠性的措施[J].中國(guó)科技信息，209（23）：96-99.