綜采工作面供電可靠性分析研究

強國梁

（同煤集團馬脊梁礦， 山西　大同　037003）

1　綜采工作面供電現狀

馬脊梁礦8804工作面位于西部11號層408盤區，工作面走向長度660 m，工作面長度97.8 m，此工作面供電方式為由西部中央變電所出四趟高壓電纜和一趟低壓電纜，其中兩趟高壓電纜為8804工作面供電，另兩趟高壓電纜分別為8804工作面主風機及備用風機供電，如圖1所示，工作面負荷統計如表1所示。

圖1　綜采工作面典型供電系統框圖

2　綜采工作面供電可靠性影響因素

2.1　地質環境

1）工作面不斷增大，距離越來越長，運輸環節日益復雜，需投入的生產設備逐步增多，所耗電能日益增多，供電系統面臨的供電壓力越來越大。

2）在開采作業中，為順利避開較大斷層以及部分其他地質構造，時常需把綜采工作面布設成很多特殊形狀，如我們常見的有刀把形綜采工作面、梯形綜采工作面、以及旋轉形綜采工作面等，同時出現一些仰采工作面或俯采工作面，設備工作環境越來越復雜，設備的運行管理難度增大。

3）巷道出現淋水，發生變形，以及頂板掉矸，不能順利通風等，也易引發綜采工作面供電設備故障，影響供電可靠性。

表1　工作面負荷統計

2.2　裝備結構

隨著煤礦科技的發展，礦井供電技術及設備不斷更新換代。如當前人們所用的綜采磁力啟動器，已發展為組合式，智能式以及直讀式，各項設備列車配置也越來越高效、簡潔。同時很多礦井都已不再使用液壓牽引采煤機，開始應用智能化大功率電牽引采煤機，給工作面語音控制系統裝設了可編程控制系統，引入了交互式人機界面。部分礦井還裝設了支架隨機自移系統以及先進的自動化防塵系統，礦井電氣自動化技術以及智能化技術應用越來越廣泛。

2.2.1人員配備

隨著礦井各種新設備的應用及各項新技術、新系統的應用，如PLC控制系統的應用、集成化控制模塊的應用以及人機交互對話等先進技術的應用，急需大幅提高現場操作人員及維護人員技術素質。

2.2.2管理水平

面對快速的生產循環，很多管理人員只看重眼前利益，圖省事，一味追求高產量，重生產、輕維護，取消了很多必要的日常維護保養作業，進行粗放式管理，給設備安全生產埋下重大安全隱患[2]。

3　綜采工作面供電常見故障

3.1　漏電故障

對于漏電故障，我們可把這種供電故障具體細分為集中性漏電故障與分散性漏電故障，其中集中性漏電故障發生頻率最高，這種漏電故障發生原因主要有下列幾種：

1）部分物體擠壓電纜使其發生變形或破損，電纜主芯線外部絕緣層遭損壞，供電系統電纜接線盒受潮，甚至進水破壞了其內部各部件的絕緣性能。

2）電機使用時間過長，電機內部絕緣老化，部分部件實際耐壓性能降低，內部絕緣部分遭污染，實際爬電距離變小，導致擊穿，發生短路后，破壞了部分部件的絕緣性能。

3）有時會發生線路直接接地引發故障，有時還會發生電弧放電接地現象，此類熱量集聚現象也易破壞設備絕緣[3]。

3.2　短路故障

對于短路故障，我們常見的故障形式主要有：發生絕緣破壞后產生的相間短路故障、電弧放電短路故障以及電機線圈柵間發生的短路故障。

3.2.1過載故障

該故障一般為長期超載運行或頻繁啟動負載所造成的，此外負載部分長期嚴重卡堵，也易引發過載故障。

3.2.2控制部分故障

1）我們常見的控制部分故障有線路松動，發生不良接觸或線路短路，甚至存在線路接線錯誤等。

2）有部分功能模塊與元件發生損壞，一些獨立元件脫焊、燒損現象嚴重，易造成額定值大幅偏移正常值等[4]。

3）發生系統故障，如所裝系統發生程序紊亂現象等。

4　提高供電可靠性措施

4.1　強化技術培訓

應努力提升操作人員及維護人員個人素質，具體可通過進行針對性的培訓、定期開展各種專項技術講座、開展必要的職業教育、實施各種技能鑒定等形式來使從業人員技能得到大幅提升。

4.2　逐步完善檢測設施

定期進行各種檢測活動，開展各種專業試驗。組織科研人員開發機電設備日常檢驗維護軟件，借助軟件實施各種仿真模擬試驗，以便于更立體、直觀、徹底地了解電氣設備運行情況，且所得結果也讓人更易接受，同時可共享各種檢測信息，有助于更好地防范各類電氣設備故障[5]。

1）完善檔案管理，把電氣設備之前發生的各種故障進行綜合整理，分類建檔，不斷總結經驗教訓，以供后期參考。

2）做好礦井供電設施的檢修維護工作。按照礦井用電設備的用電情況，如設備功率容量的變化，運行參數的調整，及時升級改造綜采工作面供電系統。同時依據綜采工作面供電設備的檢修維護計劃，認真檢查維護礦井設備。如在維護時，若發現礦井防爆電器設備存在絕緣破損、功能異常等情況時，應及時更換處理。對于部分過于陳舊，性能不達標，不能滿足安全生產規程的設備，嚴禁在井下采區繼續使用。通過對綜采工作面供電設備的及時檢查，及時解決故障，有效提升綜采工作面供電的安全可靠性，更好的避免各類安全事故的發生[6]。

3）引入電氣設備狀態在線監測系統。可把礦井供電在線監測系統引入綜采工作面供電系統，動態監督，實時管理綜采工作面供電設備。在日常生產中，綜采工作面供電管理人員可參照礦井供電在線監測系統與安全監測系統監測到的相關供電故障，來深入分析故障性質，真正找出故障原因，制定出相應解決措施，并及時切斷事故區域電源，確保非故障區安全，盡量減少綜采工作面供電故障帶來的不必要損失。

5　結語

電能是綜采工作面正常生產必不可少的基礎能源，要想使綜采工作面正常生產，必須有穩定連續可靠的電能作保障。通過分析綜采工作面供電現狀，探討影響綜采工作面供電可靠性的因素，了解綜采工作面常見供電故障形式，并采取相關對策進行應對，有助于提高綜采工作面供電可靠性，更好地保障煤礦開采的高產、高效。

[1]譚武忠.礦井供電運行方式對供電可靠性影響的分析[J].江西煤炭科技，2013（2）：56-59.

[2]高立.礦井供電運行方式對供電可靠性的影響[J].山西煤炭管理干部學院學報，2016（4）：88-91.

[3]曲銀鳳，程學珍，李兆慶.提高礦井供電可靠性措施探討[J].山東煤炭科技，2012（4）：66-69.

[4]侯引蓮.礦井供電電源可靠性分析及變壓器選擇[J].山西煤炭，2014（12）：112-115.

[5]于闖開，歐紅梅，張玉明.提高掘進工作面供電系統可靠性的途徑[J].煤炭技術，2008（9）：42-45.

[6]王立強.提高煤礦電網供電可靠性的措施[J].中國科技信息，209（23）：96-99.