煤礦中厚煤層綜放工作面供電系統優化及電壓升級改造

曹永維

摘 要： 煤礦是我國的重要礦產資源和能源資源，在我國的資源開發與利用中占有相當高的比重，煤礦的綜采工作進行中，避免不了使用供電系統等為開采提供基礎保障的設施，煤業公司在進行供電系統的選擇與安裝時，必須要根據各個地區煤礦的實際情況，從節約的角度出發，做出有效的優化布局，并根據不同的中厚煤層綜采工藝，設計不同的中厚煤層綜放工作面供電電壓，從根本上實現煤業公司的效益最大化。本文將從資料與系統布置的角度入手，簡要分析中厚煤層綜放工作面的供電系統優化，并針對性的提出其供電電壓的升級改造具體措施，以求為煤業公司帶來更高的效率與更高的收益。

關鍵詞：煤礦中厚層 綜放工作面 供電系統 優化 電壓升級改造

中圖分類號：TD611 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）06-0272-01

前言

對于煤業公司來說，煤礦綜采工作中最重要的就是工作面供電的安全性與可靠性，以及其技術與經濟的合理程度，優化中厚層煤礦綜放工作面供電系統，能夠有效保證礦井下工作人員的人身安全，也一定程度上維護了礦區各種設備的使用壽命，使中厚層煤礦的綜采工作能夠順利而正常的運行。一般情況下來說，中厚層煤礦綜放工作面的工作條件比較惡劣，供電系統的架構必須要依賴于完善的前期信息收集和布置，在這兩個環節上進行分層次的優化才是優化整體系統的基礎，從安全角度考慮，供電系統的電壓也需要進行科學合理的升級與改造，定期檢測和維修，從而確保煤礦中厚層綜放工作面供電系統得以完善，提升總體工作效率。

一、中厚煤層綜放工作面供電系統優化

1.優化資料收集

想要進行中厚煤層綜放工作面供電系統的優化，煤業公司必須要進行可靠的前期資料收集，確定中厚層煤礦開采的基本工藝、巷道布置、煤層相關數據、運輸方法等，由于這些環節都需要使用供電系統和供電設備，其安全性與有效性便可不再多做贅述，只需明確各個環節的實際工作需要和實際工作情況，結合當前的技術手段綜合考量，切實優化前期資料的收集問題，為煤業公司進行中厚層煤層綜放工作面供電系統的優化打下堅實的數據基礎[1]。

在供電系統設計與建設前，必須要收集特定資料作為依據，確保設計和架設的合理性和安全性，其中第一部分的資料收集，也就是中厚煤層綜放工作面中煤層的相關數據，一般情況下來說，判斷綜采區域的煤層方向與傾斜角度，測定礦井內部的瓦斯等級是最重要的兩方面數據，直接關系著供電系統的材料設備選擇和電壓設定；第二部分資料的收集就是巷道布置方面，巷道的長度與區域礦的分布決定著供電系統的有效性，必須要進行謹慎測量；第三部分，也是核心的資料部分，需要確定采煤工藝和運輸方法，就目前來看，對中厚層煤層綜采的工藝仍然是綜合機械化放頂煤工藝的采煤方式，年產量在1500萬噸，因此，在進行供電系統設計與布置時，可以結合現代技術和傳統工藝經驗，優化方法，以供電系統的支持提高煤礦的年產量；另外，其煤層的厚度、硬度和支護方式也需要細化到分類數據中，煤業公司在資料方面占得供電系統的設計先機，能夠確保中厚煤層綜放工作面供電系統的設計與布置，煤礦開采的成果效益得到提高[2]。

2.優化系統布置

優化煤業公司供電系統的第二個方面，就是優化系統布置，供電系統布置首先就是進行供電系統的擬定，即擬定綜放工作面供電系統結線，分析前期資料數據，確定變電所位置、高低壓開關數目、輸電線和控制型開關的數量，一般來說，供電系統的擬定原則以安全為首要條件，輔以電壓質量和經濟效益的保證，最大程度上減少各種材料、設備、開關等物品的使用，最大程度且安全的節約成本，一臺啟動器的控制目標唯一，配電箱與變壓器也對立唯一，中厚煤層綜采工作進行時若為雙電源供電，應當選用兩套高壓配電設備，若變壓器不唯一，需要一定程度上分擔變壓器負荷，不要并聯運行[3]。

通常情況下，煤業公司在架設中厚煤層綜放工作面供電系統時，都會采用輻射式供電的方法，若需要上行和運輸，干線式供電最為合適，但都要保證供電線路相對最短，并且嚴格注意在布置過程中不可使電纜等輸電材料裸露在外，嚴禁于溜道處敷設，避免回頭供電，且為減少設備間電纜截面，可以使大電容設備開關貼近配電處的進線方向，通風設備也需要選裝漏電保護裝置，盡量與中厚煤層綜放工作面供電系統分開敷設，從根本上保證綜采工作中供電系統的安全性，最大程度的提高煤礦經濟效益，節約電力資源[4]。

二、中厚煤層綜放工作面供電電壓升級改造

1.供電材料

伴隨著社會的發展和科學技術的不斷進步，煤礦開采的機械化程度越來越高，開采設備的科技含量也越來越高，在中厚煤層綜放工作面的供電材料中，電纜是最重要的基礎材料，決定著輸電過程的穩定性和對電壓的承載能力，應明確將電纜分為支線和干線兩種，依據電纜需要承載電壓的大小具體選擇，且需符合相關政策制度的規定標準，目前礦用低壓電纜基本使用MCP軟電纜和MYPJ橡膠電纜等，1140V設備電纜一般為MCP，手持式機電或電器設備則要選用MYPJ。在高壓電纜的選擇方面，仍需符合標準，嚴格遵守井下禁止使用鋁包電纜的原則，根據實地情況換選鎧裝電纜或鋼絲、鋼帶鎧裝電纜，其區域水平差應當與敷設電纜水平差相適應。

2.供電設備

煤業公司在進行中厚煤層綜放工作面供電電壓升級改造時，還需要注意供電設備的選擇以及選擇好供電設備的電壓負載。目前為止，綜采工作所需機電設備的單機容量和工作面容量都有了技術上的決定性突破。例如，不連溝煤礦供電：礦井二回110kV供電電源，一回引自納林溝110kV變電站，一回引自大路前房子220kV變電站。以及工業場地新建一座110/35/10kV礦井變電所等，都必須要考慮到不連溝煤礦的實際供電情況，并對供電設備進行改造升級，其中工業場地新建的礦井變電所可以采用SSZ10-31500/110型主變壓器，進一步保證供電的可靠性。

3.供電方式

供電方式要依據綜放工作面的具體情況具體設計，一般來說，中厚煤層綜放工作面所需電壓等級為1140V、3300V，總裝機功率已達10000KW以上，綜采單面生產能力可達到1000萬噸以上，因此，最優化的電壓升級改造方式就是將電壓系統實行雙回路供電措施，傳統的電壓直變為10KV，非常不利于安全的保證和設備的相關保養維護，為綜采帶來很大隱患，而雙回路供電與雙電源供電有著本質上的不同，可以將電壓控制在合理和安全的范圍中，具體可以將10KV交變為上行1140V，下行3300V，另外，為了進行更好的供電電壓升級改造，還可以引入功率因素動態補償系統，由于功率因素動態補償就是對低壓電力系統的無功功率進行即時監測，進行智能化的動態補償，實時的負載用電狀態能夠收到互感器間接監測，從根本上強化了中厚煤層綜采供電系統電壓控制與監測的有效性，大大提高了供電系統的使用效率，促進了供電系統電壓的升級與改造進程。

4.供電保護

供電保護是中厚煤層綜采工作供電電壓升級改造的最后一個環節，其優劣程度直接關系著綜采工作的安全性和可靠性，在這一方面，必須要遵照《煤礦安全規程》，進行供電設備的過電流保護和漏電保護，保證供電系統電壓的穩定性，發揮功率因素動態補償系統的實時監測作用，不僅進行動態監測，還要進行智能補償或切斷，加強中厚煤層綜采工作面的科學性，在安全的基礎上實現最大程度的效益提升，為煤業公司創造合理化的經濟利潤。例如，VS1（ZN63）-12系列的高壓真空斷路器，可以將其應用到工礦企業動力設備的保護和控制單元中，比較適用于要求額定工作電流下的頻繁操作場所，或多次開斷短路電流場所，可以對保障煤礦供電系統運行的安全性、可靠性有著很大的幫助。

結論

煤礦中厚煤層綜采供電系統的優化與電壓升級改造，不僅需要優化供電系統的基礎建設，還要根據實際情況對供電電壓實際分析，找出切實可行的升級改造措施，時刻關注綜采工作的安全，從供電系統的合理化入手，進一步加強電壓與系統優化，進而提高供電系統的工作效率，實現綜采工作的全面推進，使煤業公司獲得更高的經濟效益。

參考文獻

[1]陳釗.煤礦高壓供用電設備安全準入測試能力建設探討[J]. 工礦自動化. 2015，12（12）：114-115.

[2]暴澍盛.煤礦井下電網提高功率因數措施可行性研究[J]. 機電工程技術. 2016，04（02）：124-125.

[3]王茗，李威，楊海.一種礦井直流供電系統漏電檢測方法[J]. 工礦自動化. 2015，11（05）：189-190.

[4]常利銘1，2.礦用直流電源板測試及老化系統設計[J]. 工礦自動化. 2015，11（12）：118-119.