矿井综采工作面远距离供电的研究

2021-08-31＊贾璐

当代化工研究 2021年16期

＊贾璐

（山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿山西 046200）

前言

当前由于煤矿作业的需要，各种矿用设备都朝着大型化与重型化的方向发展，从而大大提高了机电设备的功率，与此同时对井下供电系统提出了更高的要求。特别是对于综采工作面而言，其在发展过程中出现纵深发展，这样使得井下供电距离变得越来越大，从而导致线路电压损失变得更加明显，这样不能更好地优化供电设备的电压。因此以潞安集团某矿供电系统为例，对远距离输送线路进行探究，从而可以设计出远距离综采工作面供电系统。

1.概况

经过调研发现潞安集团某矿矿井设置的采煤设备都比较先进。其采掘工作面运输巷道长度达到了645m，相应的回风巷道长度可以达到621m，而相应的供电距离可以达到5000m以上。经过统计发现工作面内机械设备用电电荷量超过6000kW，由此可以看出其对工作面远距离输送提出了较高的要求。

2.供电方式选择

该矿采煤机型号为MG400/930-WD，额定电压为3.3kV，额定功率为930kW。相应的刮板机数量为2部，对应的型号为SGZ-960/1400，其额定电压为3.3kV，额定功率为700kW。对应的水泵数量为5台，相应的额定电压为660V，1台的功率为22kW，而另外4台功率为37kW。表1为其他设备及功率。

表1 综采工作面主要机电设备的额定电压和额定功率

对于工作面供电，该矿选用远距离供电。该煤矿工作面主要借助6kV变电所进行供电。当前总功率相对较大，这时选用四台移动变电站给井下设备进行供电。一台移动变电站给两台刮板机、喷雾泵供电，一台移动变电站给采煤机、破碎机、转载机、乳化液泵进行供电，一台移动变电站给皮带供电，最后一台移动变电站给绞车以及水泵进行供电，如图1所示。

3.远距离供电系统的设计

(1)变电站容量及型号的选择

由于设备在工作的过程中，不可能长时间处于高速运行的状态。可是为了提高设备的安全性，通常需要对移动变电站的效率进行计算，一般将机械设备的极限状态当做计算的依据，同时需要把机电设备功率因数设定为0.85。表2为四个移动变电站功率大小以及相应的型号。

表2 移动变电站的功率大小及型号选择

(2)移动变电站进线高压电缆型号的选择

为了能够有效地提高井下工作的安全性，必须使用特定的高压电缆进行供电系统的供电，该系统使用矿用监视型高压双屏蔽橡套电缆。

在电缆中通入电流时，将会产生电流，假如电缆长时间处于高负荷的状态下，那么在发热的情况下将会引起电缆绝缘出现老化，当处于严重的状态下将会导致电缆出现损坏，从而导致出现用电安全问题。

对于1号移动变电站电缆对应的总长度可以达到5470m，相应的供电电压达到了6kV，而相应的负载功率可以达到3050kW。经过计算可以发现该线路最大的电流值为229A。与之匹配的电缆型号为MYPTJ-3x95。相应的电缆可以允许持续电流达到250A，因此能够满足工程的需要。与此同时对于2、3、4移动变电站而言，其产生的最大电流分别为：178A、A86.6A、22.96A，同时与之匹配的电缆型号为：MYPTJ-3x70，MYPTJ-3x50和MYPTJ-3x50，配置的允许电流为：215A、175A、175A，因此能够满足工程的需要。

(3)低压电缆型号的选择

对于固定敷设的动力电缆而言，通常选择类别相对较多。因此在设计供电系统时，必须遵守如下规则：电缆材料不能选用铝芯以及电缆最大的持续工作电流必须大于机电设备的最大功率。

通常采煤机工作电流经过计算可以设定为213A，所采用的电缆型号为MCPTJB-3x95，流经电缆的持续电流值可以达到260A。相应两台刮板输送机的工作电流值都达到了180A，对应的电缆型号选为MCPT-3x70，流经电缆的持续电流值可以达到215A；转载机和破碎机的工作电流值都达到了100A，对应的电缆型号选为MCPT-3x35，流经电缆的持续电流值可以达到138A；3台乳化液泵的工作电流值都达到了175A，对应的电缆型号选为MYP-3x70，流经电缆的持续电流值可以达到215A；3台喷雾泵的工作电流值都达到了87.5A，对应的电缆型号选为MYP-3x70，流经电缆的持续电流值可以达到215A；2台水泵以及2台绞车的工作电流值都达到了54A，对应的电缆型号选为MYP-3x16，流经电缆的持续电流值可以达到83A；1台水泵的工作电流值达到了26.4A，对应的电缆型号选为MYP-3x4，流经电缆的持续电流值可以达到36A。相关工作人员测定后发现电缆都满足工作需要。

(4)低压组合开关的选择

在选择组合开关时，必须严格按照额定电流高于需要控制设备的额定值，同时其设置有相应的保护功能。通过分析井下用电设备的情况，选用3300V和1140V组合开关。其中3300V的开关采煤机中，一个主用，一个备用。2台刮板输送机的开关都是设置为一个主用，一个备用。对于1140V组合开关，乳化液泵设置为一个主用，一个备用。喷雾泵开关设置为一个主用，一个备用。