胡子波

内蒙古上海庙矿业公司榆树井煤矿 内蒙古鄂尔多斯 016299

某煤业工作面回采过程中紧邻综采工作面两条巷道中一条为上一个工作面复用巷道，巷道变形严重，修复工程量大且维护困难；现采用将负荷列车与顺槽带式输送机在另一条巷道内同巷布置的方式，存在巷道断面较宽，人行空间不足等问题，且随着工作面的推进，巷道变形，移动负荷列车时需要起底、二次开帮支护，劳动强度大。另外，随着U型通风方式的推广，部分大采高综采工作面巷道采用一进一回的布置方式，负荷列车与顺槽带式输送机同巷布置时也存在同样的问题。通过对大采高综采工作面远距离供电供液的可行性、特点、适用条件进行试验研究，与现有供电供液模式进行对比分析，明确大采高综采工作面远距离供电供液的适用条件及范围，为大采高综采工作面顺槽设备布置方式提供新的模式和选择，改善设备布置受制于巷道复杂地质条件的现状，增强设备布置的适应能力。

1 研究背景

煤矿综采供电设计对于整个工作面供电系统的形成与布置、安全可靠供电起着至关重要的作用，是保证生产平稳有序进行的关键。所以，综采供电设计必须满足合理性和实用性要求。

巷道围岩本身节理发育程度相对较低，处于一种破碎结构，围岩本身会受到巷道挖掘和采动的影响作用，经常容易出现挤压流动性变形。巷道挖掘之后弹性恢复，弹性恢复过程中由于岩石本身的一些特性导致巷道收缩变形，这个过程中会不停地发生一些膨胀松动的情况，以及弹性恢复的情况，这些情况在一定程度上都会影响巷道的使用，严重时会影响整个煤矿的开采，所以要对巷道进行不断的优化，防止由于本身原因导致对整个工程产生负面影响[1]。

远距离供电设计恰好弥补了传统方式的不足，它是将设备列车上的移变等设备全部移出工作面外，置于盘区轨道巷一侧固定放置。但在这种供电方式下，由于移变、乳化液泵站与工作面距离比较远，相应的电缆和管路长度均需增加，所以，必须选用合适的移变及电缆，以保证电压损失在合理范围，不影响正常供电。

2 综采工作面远距离供电及供液设计要点

2.1 设计原则

采区综采工作面超远距离供电、供液系统遵循“五高”方针，即高起点、高技术、高质量、高效率和高效益，突出效益优先，充分利用现有资源，在技术先进的基础上，做到经济实用，网络通讯功能强大，易与其他系统集成，可实现远程集中控制，易于实现少人、无人自动化工作面，具有故障自诊断功能，做到够用、适用、好用、易扩展，并紧密结合现场实际情况，实现顺槽人员和设备运输畅通[2]。

2.2 超远距离供电

工作面供电按长时允许电流、经济电流密度方法选型工作面用电设备的负荷电缆，并考虑电缆的互换性和电缆备用量，前部刮板输送机、转载机、破碎机等配套的电动机均采用 MCPT-1．9/3．3kV3×70+1×35+3×6mm2型金属屏蔽监视型橡套软电缆供电，后部刮板输送机配套的电动机采用MCPT-1．9/3．3kV3×95+1×50+3×6mm2型金属屏蔽监视型橡套软电缆供电，采煤机采用 MCPT-1．9/3．3kV3×120+1×70+3×6mm2型金属屏蔽监视型橡套软电缆，所有3．3kV电压等级的设备均配套使用矿用隔爆兼本质安全型高压组合变频器作为启动、调速装置。

2.3 超远距离供液

采用BRW/500/37．5型乳化液泵，供液系统由在线实时监测自动配液系统、乳化泵恒压供液控制系统、在线自动反冲洗过滤系统、特高压远程安全供液系统构成。根据系统中不同单元对液体洁净程度的不同要求，配有进水过滤站、高压过滤站、回液过滤站和水处理系统。供液管路选用27SiMn无缝钢管（液压专用）,进液管路工作压力37．5MPa,回液管路工作压力16MPa，清水管路工作压力16MPa，钢管间采用S19C/19T超高压机械头连接，实现公称40MPa长距离稳定供液，管道设计寿命10a，以在不同采区工作面多次安装拆卸使用为宜，在距离工作面300m处，改用高压胶管供液，以更好地在顺槽超前支护段进行管路布置。

2.4 注意要点

（1）通过现场试验，采用2500kV·A移动变电站、单趟150mm2电缆向采煤机供电，供电电缆长度最远可达1500m；采用现有泵站，Φ88．9mm管路两进两回，供液距离可达2000m以上；（2）对于大采高工作面供液方式的选取，现有模式和远距离供液模式各有优缺点，矿井可根据现场需求自行选择。对于采用自移式负荷列车的大采高综采工作面，优先采用远距离供液方式；（3）对于远距离供电，主要受制于采煤机启动压降和带载能力，工作面采取两进一回布置方式，带式输送机和负荷列车能够实现分巷布置的，优先采用现在的供电方式，巷道底板条件较好时推广使用自移式负荷列车；对于巷道地质条件差或采用一进一回巷道布置方式，需将负荷列车与顺槽带式输送机同巷布置的，可采用远距离供电方式。矿井大采高工作面首次进行远距离供电时，要委托设计单位进行设计，对供电距离进行核算；要充分考虑理论计算与实际存在的偏差及其他不确定因素，制订备用方案；刮板输送机建议使用变频驱动方[3]。

3 结语

综上所述，远距离供电供液方案在应对巷道复杂情况和设备列车安全管理方面，具有重要实践价值和应用意义。同时，它便于集中控制和管理电气设备、乳化液泵站，降低工人劳动强度，改善工作面尤其是顺槽皮带巷的使用空间，减少设备列车的使用。但是，这个方案的局限之处在于，供电距离不能过远，否则开关及变压器的短路保护等将失去作用。因此，该方案适用于走向长度500m以下的综采工作面。