綜采工作面遠(yuǎn)距離供電及供液設(shè)計(jì)探討

胡子波

內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)公司榆樹井煤礦 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 016299

某煤業(yè)工作面回采過程中緊鄰綜采工作面兩條巷道中一條為上一個(gè)工作面復(fù)用巷道，巷道變形嚴(yán)重，修復(fù)工程量大且維護(hù)困難；現(xiàn)采用將負(fù)荷列車與順槽帶式輸送機(jī)在另一條巷道內(nèi)同巷布置的方式，存在巷道斷面較寬，人行空間不足等問題，且隨著工作面的推進(jìn)，巷道變形，移動(dòng)負(fù)荷列車時(shí)需要起底、二次開幫支護(hù)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。另外，隨著U型通風(fēng)方式的推廣，部分大采高綜采工作面巷道采用一進(jìn)一回的布置方式，負(fù)荷列車與順槽帶式輸送機(jī)同巷布置時(shí)也存在同樣的問題。通過對(duì)大采高綜采工作面遠(yuǎn)距離供電供液的可行性、特點(diǎn)、適用條件進(jìn)行試驗(yàn)研究，與現(xiàn)有供電供液模式進(jìn)行對(duì)比分析，明確大采高綜采工作面遠(yuǎn)距離供電供液的適用條件及范圍，為大采高綜采工作面順槽設(shè)備布置方式提供新的模式和選擇，改善設(shè)備布置受制于巷道復(fù)雜地質(zhì)條件的現(xiàn)狀，增強(qiáng)設(shè)備布置的適應(yīng)能力。

1 研究背景

煤礦綜采供電設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)工作面供電系統(tǒng)的形成與布置、安全可靠供電起著至關(guān)重要的作用，是保證生產(chǎn)平穩(wěn)有序進(jìn)行的關(guān)鍵。所以，綜采供電設(shè)計(jì)必須滿足合理性和實(shí)用性要求。

巷道圍巖本身節(jié)理發(fā)育程度相對(duì)較低，處于一種破碎結(jié)構(gòu)，圍巖本身會(huì)受到巷道挖掘和采動(dòng)的影響作用，經(jīng)常容易出現(xiàn)擠壓流動(dòng)性變形。巷道挖掘之后彈性恢復(fù)，彈性恢復(fù)過程中由于巖石本身的一些特性導(dǎo)致巷道收縮變形，這個(gè)過程中會(huì)不停地發(fā)生一些膨脹松動(dòng)的情況，以及彈性恢復(fù)的情況，這些情況在一定程度上都會(huì)影響巷道的使用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響整個(gè)煤礦的開采，所以要對(duì)巷道進(jìn)行不斷的優(yōu)化，防止由于本身原因?qū)е聦?duì)整個(gè)工程產(chǎn)生負(fù)面影響[1]。

遠(yuǎn)距離供電設(shè)計(jì)恰好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方式的不足，它是將設(shè)備列車上的移變等設(shè)備全部移出工作面外，置于盤區(qū)軌道巷一側(cè)固定放置。但在這種供電方式下，由于移變、乳化液泵站與工作面距離比較遠(yuǎn)，相應(yīng)的電纜和管路長度均需增加，所以，必須選用合適的移變及電纜，以保證電壓損失在合理范圍，不影響正常供電。

2 綜采工作面遠(yuǎn)距離供電及供液設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)原則

采區(qū)綜采工作面超遠(yuǎn)距離供電、供液系統(tǒng)遵循“五高”方針，即高起點(diǎn)、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率和高效益，突出效益優(yōu)先，充分利用現(xiàn)有資源，在技術(shù)先進(jìn)的基礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用，網(wǎng)絡(luò)通訊功能強(qiáng)大，易與其他系統(tǒng)集成，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制，易于實(shí)現(xiàn)少人、無人自動(dòng)化工作面，具有故障自診斷功能，做到夠用、適用、好用、易擴(kuò)展，并緊密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)順槽人員和設(shè)備運(yùn)輸暢通[2]。

2.2 超遠(yuǎn)距離供電

工作面供電按長時(shí)允許電流、經(jīng)濟(jì)電流密度方法選型工作面用電設(shè)備的負(fù)荷電纜，并考慮電纜的互換性和電纜備用量，前部刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)等配套的電動(dòng)機(jī)均采用 MCPT-1．9/3．3kV3×70+1×35+3×6mm2型金屬屏蔽監(jiān)視型橡套軟電纜供電，后部刮板輸送機(jī)配套的電動(dòng)機(jī)采用MCPT-1．9/3．3kV3×95+1×50+3×6mm2型金屬屏蔽監(jiān)視型橡套軟電纜供電，采煤機(jī)采用 MCPT-1．9/3．3kV3×120+1×70+3×6mm2型金屬屏蔽監(jiān)視型橡套軟電纜，所有3．3kV電壓等級(jí)的設(shè)備均配套使用礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓組合變頻器作為啟動(dòng)、調(diào)速裝置。

2.3 超遠(yuǎn)距離供液

采用BRW/500/37．5型乳化液泵，供液系統(tǒng)由在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)配液系統(tǒng)、乳化泵恒壓供液控制系統(tǒng)、在線自動(dòng)反沖洗過濾系統(tǒng)、特高壓遠(yuǎn)程安全供液系統(tǒng)構(gòu)成。根據(jù)系統(tǒng)中不同單元對(duì)液體潔凈程度的不同要求，配有進(jìn)水過濾站、高壓過濾站、回液過濾站和水處理系統(tǒng)。供液管路選用27SiMn無縫鋼管（液壓專用）,進(jìn)液管路工作壓力37．5MPa,回液管路工作壓力16MPa，清水管路工作壓力16MPa，鋼管間采用S19C/19T超高壓機(jī)械頭連接，實(shí)現(xiàn)公稱40MPa長距離穩(wěn)定供液，管道設(shè)計(jì)壽命10a，以在不同采區(qū)工作面多次安裝拆卸使用為宜，在距離工作面300m處，改用高壓膠管供液，以更好地在順槽超前支護(hù)段進(jìn)行管路布置。

2.4 注意要點(diǎn)

（1）通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用2500kV·A移動(dòng)變電站、單趟150mm2電纜向采煤機(jī)供電，供電電纜長度最遠(yuǎn)可達(dá)1500m；采用現(xiàn)有泵站，Φ88．9mm管路兩進(jìn)兩回，供液距離可達(dá)2000m以上；（2）對(duì)于大采高工作面供液方式的選取，現(xiàn)有模式和遠(yuǎn)距離供液模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，礦井可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求自行選擇。對(duì)于采用自移式負(fù)荷列車的大采高綜采工作面，優(yōu)先采用遠(yuǎn)距離供液方式；（3）對(duì)于遠(yuǎn)距離供電，主要受制于采煤機(jī)啟動(dòng)壓降和帶載能力，工作面采取兩進(jìn)一回布置方式，帶式輸送機(jī)和負(fù)荷列車能夠?qū)崿F(xiàn)分巷布置的，優(yōu)先采用現(xiàn)在的供電方式，巷道底板條件較好時(shí)推廣使用自移式負(fù)荷列車；對(duì)于巷道地質(zhì)條件差或采用一進(jìn)一回巷道布置方式，需將負(fù)荷列車與順槽帶式輸送機(jī)同巷布置的，可采用遠(yuǎn)距離供電方式。礦井大采高工作面首次進(jìn)行遠(yuǎn)距離供電時(shí)，要委托設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)供電距離進(jìn)行核算；要充分考慮理論計(jì)算與實(shí)際存在的偏差及其他不確定因素，制訂備用方案；刮板輸送機(jī)建議使用變頻驅(qū)動(dòng)方[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，遠(yuǎn)距離供電供液方案在應(yīng)對(duì)巷道復(fù)雜情況和設(shè)備列車安全管理方面，具有重要實(shí)踐價(jià)值和應(yīng)用意義。同時(shí)，它便于集中控制和管理電氣設(shè)備、乳化液泵站，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作面尤其是順槽皮帶巷的使用空間，減少設(shè)備列車的使用。但是，這個(gè)方案的局限之處在于，供電距離不能過遠(yuǎn)，否則開關(guān)及變壓器的短路保護(hù)等將失去作用。因此，該方案適用于走向長度500m以下的綜采工作面。