煤矿综采工作面远距离供电的应用分析_常晨雨.pdf

2 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月中国煤矿开采深度不断增大，合理的供电系统不仅能降低运行成本，还能促进煤矿安全生产。传统的综采工作面电气设备布置方式是将移动变电站、组合开关、集控中心、电缆车等放置在顺槽距离切眼5 0 1 0 0m 的位置，受巷道矿压等因素影响，产生诸多问题。1传统综采工作面设备供配电模式a)高产高效综采矿井的发展，对综采工作面设备提出了更高的要求1，导致电气设备系列车所载设备数量增多，许多煤矿井下系列车长度达到8 0m 以上。由于部分顺槽坡度较大，绞车拉移系列车负荷大，容易出现跑车事故。b)受煤矿矿压的影响，顺槽两帮出现严重变形，底板出现底鼓等现象，加之顺槽系列车电气设备较多，导致通风断面不能满足生产需求，员工的设备检修空间不足，提高了劳动强度。c)大量电气设备放置在系列车上，产生的热量得不到及时扩散，随着空气流动到工作面，使周围环境温度升高，影响员工的身心健康。以下以山西焦煤主力矿井为例进行分析，通过对该矿2 2 3 0 1智能化综采工作面远距离供电方案的分析、比较，论述远距离供电的必要性。2综采工作面远距离供电方案的比较该矿现主采2#，3#，8#煤层，其中2#和3#煤层合采。该矿北三盘区现回采工作面为2 2 3 0 1智能化综采工作面，该工作面主要采用的设备为M G 7 5 0/1 9 4 0-G W D型采煤机、Z Y 9 6 0 0/2 5.5/5 5 D 型掩护式电液控液压支架、S G Z-9 0 0/1 0 5 0型刮板输送机、S Z Z-9 0 0/3 1 5型转载机、P C M 2 0 0型破碎机。现对该矿北三盘区2 2 3 0 1智能化综采工作面进行远距离供电2 验算，将工作面移变尽量外移，具体位置根据供电计算确定。现针对工作面组合开关的位置，分别提出以下三种方案。收稿日期：2022-09-10作者简介：常晨雨，1990年生，男，山西运城人，硕士，工程师，主要从事机电技术方面的工作。煤矿综采工作面远距离供电的应用分析常晨雨（山西焦煤集团有限责任公司屯兰矿，山西 古交0 3 0 0 2 6）摘要：煤矿智能化、信息化的飞速发展，对煤矿综采工作面供电质量提出了更高的要求。与传统综采工作面供电方式相比，远距离供电技术的应用减少了顺槽系列车数量，减轻了绞车拉移负荷，降低了通风阻力，增大了工作面巷道行人空间，使得工作面电气设备安拆空间充足，便于设备故障的处理。基于井下综采工作面现状，从远距离供电方案的优缺点、解决方案的提出等几个方面进行分析，找出传统综采工作面供电方面的不足，研究了远距离供电的应用，强调煤矿综采工作面远距离供电是保证综采工作面设备安全平稳运行的重要内容之一。关键词：远距离供电；系列车；综采工作面中图分类号：T D 6 1 1文献标志码：A文章编号：2 0 9 5-0 8 0 2-(2 0 2 3)0 3-0 0 7 7-0 3Application of Long-distance Power Supply of Fully Mechanized Coal Mining FaceCHANG Chenyu(Tunlan Coal Mine,Shanxi Coking Coal Group Co.,Ltd.,Gujiao 030026,Shanxi,China)Abstract:With the rapid development of coal mine intelligence and informatization,higher requirements are put forward for thequality of power supply in fully mechanized coal mining face.Compared with the traditional power supply mode of fully mechanizedmining face,the application of long-distance power supply technology reduces the number of series vehicles of crossheading,reduces the pulling load of the winch,reduces the ventilation resistance,increases the pedestrian space of the working face,andmakes the electrical equipment installation and demolition space sufficient in the working face,facilitating the handling of equipmentfailures.Based on the current situation of the underground fully mechanized mining face,this paper analyzed the advantages anddisadvantages of the long-distance power supply scheme,and the proposal of the solution,found out the shortcomings of thetraditional fully mechanized mining face power supply,and studied the application of the long-distance power supply,emphasizingthat the long-distance power supply of the fully mechanized mining face of coal mines is one of the important contents to ensurethe safe and stable operation of the fully mechanized mining face equipment.Key words:long-distance power supply;series vehicles;fully mechanized mining face（总第2 1 0期）能源产业7 7 DOI:10.16643/ki.14-1360/td.2023.03.0412 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月2.1供电方案一组合开关、集控中心、电缆车等设置于距工作面5 0 8 0m 处。此时，移动变电站设置于外侧，供电质量下降3，能耗增大；组合开关与移动变电站之间距离长，人员操作、管理、维护等难度大；移动变电站至组合开关之间电缆较多（6趟电缆）且距离长，不易管理、回收和维护；所需电缆车需增加4辆；巷道内需打设规格1 2m 1.5m 的移动变电站硐室，由于涉及到保安煤柱，还存在增大保安煤柱宽度问题，进而涉及到资源浪费问题。供电方案一如图1所示。图 1 供电方案一2.2供电方案二组合开关、集控中心等设置于距工作面5 0 0m 设备硐室处；电缆车、电缆拉移绞车等放置在距工作面5 0 8 0m 处，用于回收电缆；移动变电站的位置根据供电计算确定。此时移动变电站设置于外侧，供电质量下降，能耗增大；组合开关与移动变电站之间距离长，人员操作、管理、维护等难度大；移动变电站至组合开关之间电缆较多（6趟电缆）且距离长，不易管理、回收和维护；组合开关、变频器等至工作面的电缆长，管理和维护难度大，2 2 3 0 1智能化综采工作面共6趟电缆（除泵站系统）。根据对2#煤层工作面相关设备的供电距离计算，转载机电机（11 4 0V）的供电距离是制约远距离供电的重要原因。因此，将组合开关、集控中心等设置在距工作面5 0 0m 设备硐室处满足供电要求。如果工作面长度为30 0 0m，巷道内需打设规格1 2m 1.5m 的移动变电站硐室，由于涉及到保安煤柱4，还存在增大保安煤柱宽度的问题，进而涉及到资源浪费问题；采煤机为先导控制，其控制距离为5 5 0m左右，因此，如果将组合开关放置在距工作面5 0 0m 的设备硐室内，则需加设控制箱以满足对采煤机远距离控制的要求；变频器至电机距离增加至8 0 0m，因此对变频器等设备性能要求高，现有设备无法满足要求。供电方案二如图2所示。2.3供电方案三将移动变电站、组合开关、集控中心等均设置在工作面巷道头部的设备硐室处，电缆车、电缆拉移绞车等放置在距工作面5 0 8 0m，用于回收电缆。此时移动变电站设置于外侧，与用电设备之间距离远，供电质量下降，能耗增大。组合开关、变频器等至工作面的电缆长，管理和维护难度大，2 2 3 0 1智能化综采工作面共6趟电缆（除泵站系统），所需电缆车需增加6 8辆。组合开关、移动变电站和设备之间距离长，人员操作、管理、维护等难度大。对变频器等设备性能要求高，变频器至电机的距离需达到25 0 0m 以上。根据对2#煤层工作面相关设备的供电距离计算，转载机、破碎机电机（11 4 0V）的供电距离无法满足该方案要求。需加设采煤机组合开关的控制箱。通过设备升级，2#煤层工作面相关设备均能放置到巷道外。因此，将组合开关、集控中心等设置在距工作面5 0 0m 的设备硐室处满足供电要求。如果工作面长度为30 0 0m，则需搭设5个规格为3 3m 1.5m 的设备硐室内，由于涉及到保安煤柱，还存在增大保安煤柱宽度的问题，进而涉及到资源浪费问题。根据对2#煤层工作面相关设备的供电距离计算，转载机电机（11 4 0V）的供电距离是制约远距离供电的重要原因。如果将移变、组合开关均设置在巷道外，则需对设备升级。供电方案三如图3所示。图 2 供电方案二图 3 供电方案三50 80 m轨道巷组合开关、集控中心、电缆车、电缆拉移绞车移变巷道口皮带巷巷道口切眼50 80 m500 m组合开关、集控中心移变巷道口硐室轨道巷硐室电缆车电缆拉移绞车皮带巷巷道口切眼移动变电站、组合开关、集控中心轨道巷巷道口硐室电缆车电缆拉移绞车切眼巷道口皮带巷50 80 m7 8 2 0 2 3年第3期2 0 2 3年3月4结语“十三五”期间，中国矿山企业安全生产工作成绩斐然，煤炭产能稳步上升，落后产能大量淘汰，重特大事故得到有效遏制，事故数量与死亡人数大幅下降，机械化程度进一步提高。虽然近年来中国矿山安全形势大幅好转，但依旧不容乐观，顶板和瓦斯依旧是中国煤矿生产中最严重的灾害，加大对瓦斯和顶板等灾害的预防治理可以显著提高矿山安全生产水平。及时完善安全法律法规，建立人才培养体系，是提高中国矿山生产安全水平的重要途径。参考文献：1 国家统计局.中华人民共和国 2020 年国民经济和社会发展统计公报 EB/OL.（2021-02-28）2022-08-29.http：/ 国务院.国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见 N.中国煤炭报，2016-02-15(2).3 李红霞，陈磊，连亚伟.基于去产能政策下我国煤炭产业战略分析 J.煤炭工程，2020，52(6)：184-190.4 袁亮.我国深部煤与瓦斯共采战略思考 J.煤炭学报，2016，41(1)：1-6.5 赵兴东，周鑫，赵一凡，等.深部金属矿采动灾害防控研究现状与进展 J.中南大学学报（自然科版），2021，52(8)：2522-2538.6 谢雄刚，黄存捍，余照阳.我国煤矿“十一五”期间安全生产状况及对策研究 J.矿业安全与环保，2012，39(3)：90-92.7 田浩，张义平，严鸿海，等.“十二五”期间我国煤矿安全生产状况及对策研究 J.煤矿安全，2017，48(10)：243-245.8 中华人民共和国应急管理部.防范化解重大风险 奋力开创矿山安全生产工作新局面 EB/OL.（2021-02-01）2022-08-29.https：/www.chinamine- 李首滨.煤