东曲矿综采工作面供电设计与实践探讨

实践运用

东曲矿综采工作面供电设计与实践探讨刘志平（山西焦煤西山煤电东曲矿，山西古交030200）

摘要：从供电设备的负荷分配、移动变电站的容量校核、电缆选择等多个方面对西山煤电东曲矿14218综采工作面回

采设备进行了供电系统设计，并结合实践验证了14218综采工作面供电系统的安全性和稳定性，为接下来的回采工作面以及条件相类似矿井综采工作面的供电系统设计提供了参考。关键词：东曲矿；供电系统；综采工作面；供电设计中图分类号：TD611文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2019)04-0160-02

DiscussiononthePowerSupplyDesignandPracticeofFully-mechanizedMiningFaceinDongquCoalMine(DongquCoalMine,XishanCoalElectricityGroup,ShanxiCokingCoalGroup,Gujiao030200,Shanxi,China)Abstract:Fromtheloaddistributionofthepowersupplyequipment,mobilesubstationcapacitychecking,cableselectionandotheraspects,thispaperdesignedthepowersupplysystemoftheminingequipmentin14218fully-mechanizedminingfaceofDongquCoalMineofXishanCoalElectricityGroup,andverifiedthesafetyandstabilityofthepowersupplysystemof14218fully-mechanizedworkingfacecombinedwiththepractice,toprovidereferenceforthesubsequentpowersupplysystemdesignofminingfaceandsimilarfully-mechanizedworkingfaceinmines.

Keywords:DongquCoalMine;powersupplysystem;fully-mechanizedminingface;powersupplydesign

LIUZhiping

0引言1工作面概况

随着中国经济的快速发展，对能源的需求量与日俱增，煤炭目前仍然是中国的主要能源[1]，因此对煤炭企业的高效高产提出了进一步的要求。而要想实现煤炭企业的高效高产要求，工作面大功率设备的使用是解决问题的关键，因为这样不仅能够提高工作面回采效率，还能够在很大程度上降低一线工人的劳动强度。综采工作面是整个煤炭生产过程中电负荷最为集中的区域，对工作面供电系统进行合理设计，保证其安全、可靠是煤炭企业实现安全、高效生产的必然要求。近些年来，许多学者从不同方面给出了大量有益于工作面供电系统设计的观点[2]。学者陶学仪等[3]将中国的实际与国外煤炭企业工作面供电系统优势相结合，为中国矿井综采工作面供电系统的设计指明了方向；学者李占平[4]从中国当前电力行业实践中汲取经验，并与中国煤炭行业综采工作面供电系统实际情况相结合，指出中国综采工作面供电系统应该向无人化、智能化方向发展。但从当前中国煤矿综采工作面供电系统设计与实践方面来看，并未解决实际问题。本文根据东曲矿14218综采工作面供电系统设计实际，为该工作面提出安全、可靠、经济的供电系统设计方法，并为以后的回采工作面以及相似矿井综采工作面的供电系统提供参考。收稿日期：2019-02-18

作者简介：刘志平，1992年生，男，山西代县人，2014年毕业于阳泉职业技术学院矿山机电专业。

东曲矿隶属于山西焦煤集团，位于古交矿区，14218工作面位于973m水平二采区4#煤层中，地面标高1198m～1358m，工作面标高920m～1014m，盖山厚度为219m～378m。地面位于白家山村东南部、小沙岩村北西部。工作面四邻采掘情况：14218工作面南东为小沙岩村庄保护煤柱，南西为14218尾巷，北西为已回采的14216工作面，北东为二采区4#煤2号进风运料巷。工作面上方为12220工作面采空区、12222工作面采空区、12224工作面采空区、新22106工作面采空区。煤层倾角为2毅～8毅，平均倾角为4毅；工作面煤层总厚度在2.5m～5.0m之间，平均厚度为4.19m；夹矸厚0.2m～1.7m，中上部夹1层～3层薄层泥岩，煤层厚度有一定的变化，属较稳定煤层。2

2.1工作面供电设计步骤

工作面主要负荷工作面部分设备配置及负荷情况如表1所示。2.2负荷分配工作面电源引自二采区变电所2007#、2008#高开柜。根据14218工作面使用设备情况及负荷情况，共选用移变3台，其中，KBSGZY-1600/6/1.2两台，KBSGZY-3150/6/3.45一台。KBSGZY-1600/6/1.2一台移变电源引自2007#高开柜，安装在二采区4#煤辅运巷移变硐室内，供皮顺皮带机、张紧绞车、刹车装置、照明、信号、水泵及轨顺·160·

2019年第4期刘志平：东曲矿综采工作面供电设计与实践探讨2019年4月

照明、信号、绞车、注水钻机、动压注水泵、水泵等，统计负荷为1248.26kW。表114218工作面部分设备及负荷情况表

设备名称设备型号额定电压/V数量/台采煤机MG500/1200-WD11401刮板运输机SGZ900/105011401转载机SZZ900/31511401破碎机PCM20011401皮带机DSJ-1200/2伊31511402乳化液泵BRW-315/31.511402喷雾泵BPW-315/6.311402水泵BQW50-10011402防爆饮水机RJD-2.5/127-F11401照明灯

DGS20/127

1140/127

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KBSGZY-3150/6/3.45移变电源引自2008#高开柜，安装在14218轨顺设备列车上，供采煤机、运输机、照明、防爆饮水机等，统计负荷为2193kW。KBSGZY-1600/6/1.2另一台移变电源引自2008#移变电源侧，安装在14218轨顺设备列车上，供转载机、破碎机、喷雾泵、阻化泵、乳化泵、控制台等，统计负荷为1008kW。2.3移动变电站的容量校验以KBSGZY-3150/6/3.45移变为例，对移动变电站的容量进行校核。2.3.1变压器基本参数KBSGZY-3150/6/3.45移变基本参数：负荷总额定功率移Pe为2193kW；最大或同时启动电机功率Ps为525kW。经计算，综采工作面设置的需用系数Kx为0.4。2.3.2视在功率计算与校核视在功率计算式为：Se=Kx×移Pecos渍，(1)式移(1)P中，Se为视在功率，kV·A；Kx为工作面需用系数；e为负荷总额定功率，kW；cos渍为平均加权功率因数，取0.85。经过计算，视在功率为1403.48kV·A，小于3150kV·A，所以选用KBSGZY-3150/6/3.45移变满足要求。同理，校核KBSGZY-1600/6/1.2移变满足要求。2.4高压防爆开关校核同样以KBSGZY-3150/6/3.45移变组的高压防爆开关为例，对其进行验算，验算式如下：In=KIx伊移Pe/(姨3伊Ue式(2)中，伊cos渍)，，kV(2)n为主干线路工作电流，A；Ue为额定电压。计算得In=80A，根据经验选取的高压防爆开关型号为PJG-400/6Y（400A）型，则计算可得：40080=5>1.2400为PJG-400/6Y（400A）型高压防爆开关的最大允许电流，A；80为主干线路工作电流，A；1.2为最低要求安全系数）。从计算结果可以看出，选用的PJG-400/6Y（400A）型高压防爆开关可以满足对应供电系统的使用要求。同理，经过计算得出工作面其他移动变电组的高压防爆开关也能够满足使用要求。2.5选择电缆根据《煤矿安全规程》，且结合现工作面供电系统已有电缆以及之后综采工作面回采电缆使用量的评算，综合电缆使用要求全方面多角度考虑电缆型号。根据经济电流密度对线缆的横截面积进行初选，同时，检验其长时电流效应。另外，还要检验供电系统在正常工作电压时电缆对其的电压损耗，检验当发生短路时电缆所产生的热量等。2.6保护装置校验保护装置校验公式为：I(2)

d/Iz≥1.5，(3)对于主干线路，保护装置的校验公式为：I(2)

d≥Ioe+Kx伊移Ie，(4)Iz≥Ioe，(5)式(3)～(5)中，I(2)

d为所要保护的主干线路或变压器最远处直线距离两相之间的短路电流，A；Iz为过流装置保护值，A；1.5为可靠系数；Ioe为额定电流，A；移Ie为其余电动机额定电流的总和，A。根据公式进行计算，校验所有保护装置的可靠度和灵敏度。由计算所得结果可以看出，所有保护装置均满足要求。2.7现场实践经过现场应用实践，东曲矿14218工作面供电系统整体稳定、安全、可靠，为该工作面实现安全、高效生产提供了保证。3结语

根据东曲矿14218工作面供电系统设计，仔细分析了该工作面供电系统的设计步骤、设计要求和要点，为东曲矿14218工作面以及各方面情况相类似综采工作面供电系统的设计提供了参考和指导。在对综采工作面的设备进行供电设计时，一定要综合考虑各方面因素并满足要求，以确保设备的安全和可靠。同时，在设计综采工作面供电系统时，还应考虑煤矿企业生产成本，接下来要对回采工作面的设备及用电量做好预算，以保证供电设备的循环使用。参考文献：1］苏鑫.东曲矿综采工作面采用注浆加固的研究与应用［J］.山

西焦煤科技，2013，37(10)：46-48.

2］孙晓宇.综采工作面供电设计与应用3］2018［J］.能源技术与管理，

陶学，仪43(4)，尚药：107-108.世.现代化矿井安全高效综采工作面供电技术［J］.

煤炭学报，2010，35(11)：1930-1934.

4］李占平.我国煤矿井下综采工作面供电系统的现状和发展趋势

研究［J］.煤炭工程，2012(8)：85-87.

（责任编辑：刘晓芳）

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