綜采工作面遠距離供電系統(tǒng)設計應用

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摘要：針對某礦1601綜采工作面遠距離供電的技術(shù)難題，對其壓降損失進行計算，得出工作面的合理供電距離上限，并根據(jù)工作面供電需求、設備使用情況及優(yōu)化設計結(jié)果設計出1601工作面的遠距離供電方案。在該供電方案中共布置一處可移動設備列車、一處半固定配電點、一處固定配電點，經(jīng)實踐證明該供電方案設計是合理的。

關(guān)鍵詞：遠距離供電;壓降損失;固定配電點;設備列車

引言

煤礦綜采工作面設備數(shù)量多、功率大，如何對機電設備進行可靠供電至關(guān)重要。當前，我國各大礦區(qū)常用的工作面供電方式主要分為兩種，一是近距離設備列車供電，將移動式設備列車布置在距工作面150～300m的巷道中，隨工作面推進，不斷向外遷移設備列車，對工作面設備進行供電，適用于設備功率不大、礦壓顯現(xiàn)較輕、推進速度較慢的常規(guī)綜采工作面；另一種是遠距離固定配電點供電，將配電點設置在工作面回采擾動范圍以外、有足夠空間且圍巖狀況較好的固定區(qū)域，適用于快速推進高產(chǎn)高效工作面、沖擊地壓工作面、煤與瓦斯突出工作面等，目前已在國內(nèi)多個礦區(qū)推廣應用，最大供電距離超過2000m，但遠距離固定配電點供電的最大難題在于供電距離較遠，電壓損失率高，且設備遠距離啟停控制難度大[1-3]。本文針對某礦1601工作面的遠距離供電技術(shù)展開研究，對供電壓降損失進行優(yōu)化并設計一套遠距離供電方案，從而保障工作面的高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)。

1工程概況

1601工作面主采6號煤層，煤層平均厚度達到20m，設計使用大采高放頂煤回采工藝，一次采全高，工作面傾斜長度260m，走向長度2300m，設計生產(chǎn)能力1000萬t/年，屬標準高產(chǎn)高效工作面。工作面配備液壓支架、采煤機、前部刮板輸送機、后部刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機、乳化液泵站（四泵兩箱）、噴霧泵站（三泵兩箱）等主要設備，如果采用傳統(tǒng)的移動式設備列車供電，設備列車拖掛車輛將超過50輛，總質(zhì)量超過400t，設備列車數(shù)量多、質(zhì)量大、列車長，且由于工作面推進速度較快，頻繁遷移難度大，同時，設備列車占用巷道空間，減小通風斷面，增大通風阻力，縮小行人安全空間，降低了生產(chǎn)安全系數(shù)?；谝陨弦蛩?，設計對1601工作面采用遠距離固定配電點供電模式，最大限度優(yōu)化缺陷并規(guī)避不利因素。

2遠距離供電難點

遠距離供電壓降損失對采用工頻電機的設備影響較大，比如采煤機、破碎機，對設備的啟動和控制、負荷承載力等影響較大。根據(jù)行業(yè)規(guī)定，工作面供電的壓降損失應控制在額定電壓的7%～10%，如果設備接近滿負荷運行時，壓降損失應控制在7%以內(nèi)，因此，有必要對遠距離供電的壓降損失進行計算，從而對供電距離進行合理控制。供電壓降損失主要包括干線電壓損失、移動變電站內(nèi)部電壓損失、支線電壓損失三部分，由于計算過程較為復雜，且行業(yè)內(nèi)已有相關(guān)軟件[4-6]，輸入各項參數(shù)，按照設備電機啟動瞬間的壓降進行計算，得出1601工作面的合理供電距離應不超過1550m，而本工作面走向長度2300m，故整個工作面回采期間，需設置多處配電點，完成對整個工作面的供配電。

3遠距離供電方案設計

根據(jù)工作面供電需求、設備具體使用情況及優(yōu)化設計結(jié)果，整個工作面的供電方案設計使用三處配電點，一是距離工作面250m范圍內(nèi)設置移動設備列車，二是在距離開切眼750m處設置一處半固定配電點，三是在工作面停采線以外設置固定配電點，如下頁圖1所示。三個配電點接力并配合對工作面設備進行供電。根據(jù)需要，工作面移動設備列車共由15節(jié)列車組成，其中有8輛電纜車，4輛備件車，1輛集控站車，1輛放置冷卻水回收箱，1輛放置液壓絞車供遷移設備列車使用，如下頁圖2所示。設備列車隨工作面推進動態(tài)向外遷移。根據(jù)總體方案設計，距工作面開切眼750m處設置設備硐室，即布置一處半固定配電點，可將工作面使用660V電壓的低壓電氣設備布置于此，采煤機、破碎機的供配電也由此處負責，共由6節(jié)列車組成，分別是移動變壓器和組合開關(guān)，如圖3所示。相較于移動設備列車，該處半固定配電點每推進500m向外遷移一次。根據(jù)總體方案設計，在工作面停采線以外設置固定配電點，需要較大的巷道或硐室空間，并進行巷道噴漿支護，以供長期使用?？蓪⒐ぷ髅嬉簤罕谜尽婌F泵站等設備布置于此，刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機等供電也由該處負責，分別包括移項變壓器、移動變壓器、變頻器、組合開關(guān)、液壓泵設備、噴霧泵設備等，如圖4所示。

4應用及展望

1601工作面使用本方案對工作面設備進行供電，在整個回采期內(nèi)，供電系統(tǒng)均正常工作，未發(fā)生大的供電故障，且壓降損失控制在合理范圍內(nèi)，表明遠距離供電方案設計是合理的、可行的，其優(yōu)勢體現(xiàn)比較明顯，設備列車數(shù)量減少至15輛，質(zhì)量也降至約50t，遷移難度大大降低，而且解決了巷道通風阻力大、行人安全空間受限等難題，提高了工作面安全系數(shù)。但是遠距離供電仍然存在一些問題，例如為控制壓降損失，往往需要增大電纜截面或增加電纜數(shù)量，設備的遠程控制的可靠性降低，存在一定延遲或不穩(wěn)定狀態(tài)，形成安全隱患等，這也是煤礦機電工作者今后致力于改進的一個方向。

參考文獻

[1]劉亞輝.煤礦井下遠距離本安供電技術(shù)[J].煤礦安全，2020，51（9）：118-121.

[2]夏樹磊.采煤工作面遠距離供電系統(tǒng)的設計與應用[J].機械管理開發(fā)，2020，35（7）：18-19.

[3]徐凱.煤礦井下綜采工作面遠距離供電技術(shù)討論[J].煤炭工程，2020，52（6）：48-50.

[4]喬中棟，張存文，楊國宏，等.高壓變頻器遠距離供電方式在礦用刮板輸送機上的應用[J].煤礦機電，2020，41（3）：94-96.

[5]張利軍.綜采工作面供電供液系統(tǒng)優(yōu)化及自動化技術(shù)研究與應用[D].北京：中國礦業(yè)大學（北京），2019.

[6]馮衛(wèi)敏.大采高綜采工作面遠距離供電供液在趙莊煤業(yè)的應用[J].能源與節(jié)能，2019（2）：161-163.

作者：衛(wèi)華 單位：山西汾西礦業(yè)集團供用電分公司