星村煤矿3306工作面供电系统设计.pdf

1112019 年第 3 期 星村煤矿 3306 工作面供电系统设计 邵 振 杨 光 张 苏 （星村煤矿运转工区，山东 曲阜 272000） 摘 要 为实现星村煤矿 3306 工作面的科学供电，对该工作面的供电系统进行了计算和选型，确保了工作面的供电系统 合理性和经济性。实践效果表明，该供电设计方案切实可行，保障了 3306 工作面井下开采的供电安全。 关键词 3306 工作面 负荷 变压器 供电设计 中图分类号 TD611 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2019.03.043 Power Supply System Design of Xingcun Coal Mine 3306 Working Face Shao Zhen Yang Guang Zhang Su Xingcun Coal Mine Operation Area, Shandong Qufu 272000 Abstract In order to realize the scientific power supply of Xingcun Coal Mine 3306 working face, the power supply system of the working face was calculated and selected, ensuring the rationality and economy of the power supply system of the working face. The practical results show that the power supply design scheme is feasible and ensures the safety of power supply for underground mining at 3306 working face. Key words 3306 working face load transer power supply design 收稿日期 2018-08-03 作者简介 邵振（1983-），男，汉族，山东兖州市人，本科，助理 工程师，研究方向机电管理。 1 设备配备及布置 星村煤矿 3306 工作面采用 MG170/410-WD 型 采煤机、SGZ-630/400 型前部刮板输送机和 SGZ- 764/500 后部刮板输送机各一部，运输顺槽布置 一部 SZZ-764/200 型转载机，一部 PCM-110 型破 碎机，一部 DSJ100/63/2132 型带式输送机和一 部 DTL100/63/75S 型带式输送机。运输顺槽布置 两台乳化液泵，其型号为 BRW-315/31.5；一个乳 化液箱，其型号为 RX400/25；两台喷雾泵，其 型号为 BPW320/10M；一个喷雾泵箱，其型号为 QX320/20A。 2 供电系统设计 供电方式由五采区变电所 2高压开关沿巷道铺 设的高压电缆送至工作面三台移动变电站。其中一 台移动变电站，经变电站降为 660V 电压供运输、 回风巷的调度绞车、水泵、两台照明综保等辅助设 施，并供给运输顺槽内的可伸缩带式输送机、给煤 机及煤库斜巷带式输送机。工作面两台移动变电站， 一台降压为 1140V 供给采煤机、前刮板输送机、破 碎机；另一台降压为 1140V 供给乳化泵、喷雾泵、 转载机、后刮板输送机。两台局部通风机分别由集 中皮带巷联络巷处两台风机专用移动变压器专供， 供电电压为 660V。监控分站电源由五采区变电所 两台专用自动切换开关供给，供电电压为 660V。 2.1 负荷统计及变压器的选择 针对 3306 工作面的负荷进行了统计，如表 1、 表2和表3， 并对其变压器的选择进行了分析研究。 表 1 3306 回采工作面负荷统计表一 设备名 称 设备台 数 工作台 数 电压 （V） 安装容 量 （kW） 工作容 量 （kW） 采煤机111140411411 前刮板 输送机 1111402200 2200 破碎机111140110110 合计33920920 以上负荷选用一台变压器，其型号确定如下 变压器的容量 STKdcPN/cosφ0.67920/0.7880kVA。 需用系数 Kdc0.40.6 PNM / PN0.40.6411/9200.67。 所有用电设备的额定功率之和 PN920kW， 功率因数为 cosφ，综放工作面取 0.7，式中 PNM 1122019 年第 3 期 为容量最大的一台电机额定功率。查矿用变压器 技术资料表，选择一台容量为 1250kVA、变压比 为 6/1.14kV 的 KBSGZ2-T-1250/1.14 的 变 压 器。 SNT1250ST，符合要求。 表 2 3306 回采工作面负荷统计表二 设备名称 设备台 数 工作 台数 电压 （V） 安装容量 （kW） 工作容量 （kW） 后刮板输 送机 11114022502250 转载机111140200200 喷雾泵21114027575 乳化泵2111402200200 合计641150975 以上负荷选用一台变压器，其型号确定如下 变压器的容量 STKdcPN/cosφ0.71975/0.7990kVA。 需用系数 Kdc0.40.6PNM / PN0.40.6500/9750.71。 所有用电设备的额定功率之和 PN975kW， 功率因数为 cosφ，综放工作面取 0.7，式中 PNM 为容量最大的一台电机额定功率。查矿用变压器 技术资料表，选择一台容量为 1250kVA、变压比 为 6/1.14kV 的 KBSGZ2-T-1250/1.14 的 变 压 器。 SNT1250ST，符合要求。 表 3 3306 回采工作面负荷统计表三 设备名称 设备 台数 工作 台数 电压 （V） 安装容量 （kW） 工作容量 （kW） 调度绞车17166022125 水泵116605.55.5 给煤机116607.57.5 二部皮带11660264264 头部皮带116607575 合计248573377 以上负荷选用一台变压器，其型号确定如下 变压器的容量 STKdcPN/cosφ0.82377/0.7441kVA。 需用系数 Kdc0.40.6 PNM / PN0.40.6264/3770.82。 所有用电设备的额定功率之和 PN377kW，功 率因数为 cosφ，综放工作面取 0.7，式中 PNM为容 量最大的一台电机额定功率。查矿用变压器技术资 料表，选择一台容量为 630kVA、变压比为 6/0.69kV 的 KBSGZY-630/0.69 的变压器。SNT630ST，符合 要求。 2.2 设备选型 运输、回风顺槽等低压设备采用 660V 电压供 电，选用 KBZ-400 型矿用隔爆型馈电开关；调度 绞车选用 QBZ-30N/660V 型可逆磁力起动器控制； 带式输送机选用 QJR-400/660 型真空磁力起动器控 制；照明选用 ZBZ-4.0 型综合照明保护装置。工作 面选用三台组合开关为采煤机、刮板机、转载破碎 机、乳化泵、喷雾泵使用。井下电压等级为 6kV、 1140V、 660V，照明用电为 127V。 2.3 电缆的选型 按长时允许电流选择电缆截面，高压电缆的最 大长时间工作电流 ImnS/1.732UN2312/1.7326210AS S1S2S38809904412312kVA。 式中 S- 变压器的计算容量； UN- 一 次 侧 电 压， 选 择 煤 矿 用 移 动 金 属 屏 蔽 监 视 型 橡 胶 软 电 缆 MYPTJ 370 ＋ 325/332.5mm2的电缆，查表得电缆的长时允 许电流为大于 210A，符合要求。 高压配电线路允许电压损失取 5，得 △ U60005300V △ U11.732IStRb1 cosφSt 1.7322100.420.7104V Rb1Lr01.40.2940.42 式中 △ U- 允许电压损失； △ U1- 实际电压损失； ISt- 线路所带负荷的额定电流； Rb1- 电缆的实际电阻； cosφSt- 线路所带负荷的功率因数； L- 线路电缆的长度； r0- 每 千 米 电 缆 的 电 阻， 查 表 得 70mm2为 0.294Ω/km。 2.4 高压配电开关的选择 根据采区电气设备的选择原则，变电所的高压 配电开关选用PJG-300型矿用隔爆型高压配电装置。 该配电装置具有短路、 过载、 漏电、 失压和监控保护。 2.5 低压电气设备的选择 采煤机的额定电压为 1140V，额定电流为 274.4A。由型号确定原则，选 QJZ-1600-8 的组合开 关。其他开关的选择同上。 1132019 年第 3 期 3 设备列车的布置 3.1 布置设备列车 设备列车布置在工作面运输顺槽距工作面200m 范围内。从工作面往外排列顺序依次为八组合开 关两台、乳化液箱、乳化液泵、喷雾泵箱、喷雾泵、 四组合开关、移动变电站。另外设备列车由 11.4kW 调度绞车逐渐向外牵引。牵引过程中，绞车要选择 合理牢固的固定点，与设备列车连接要牢固可靠。 3.2 牵引设备列车 牵引工作由检修班负责实施，牵引距离必须满 足工作面的推进度要求。 4 应用效果及分析 通过科学的计算和合理的选型，对星村煤矿 3306 工作面的设备和供电系统进行了设计。通过 近 2 年的实践应用效果表明，该供电系统的设计方 案能适应该工作面开采设备的供电要求，满足了设 备在启动、维护和运行中的供电能力。同时该系统 供电质量良好，在各类设备频繁启动的状态下对供 电系统的冲击不大，有效地保障了井下煤矿的供电 安全。 【参考书目】 ［1］ 黄涛，符如康 . 综采工作面供电可靠性分析及处 理对策 [J]. 煤矿机电，2010（03）98-99. ［2］ 张鹏 . 综采工作面供电可靠性分析与对策研究 [J]. 山东煤炭科技，2014（11）132-133135. ［3］ 周建波 . 综采轻型放顶煤开采工作面的供电方式 [J]. 煤矿机电，2000（4）41-43. ［4］ 林勇 . 浅谈煤矿低压电缆的选用 [J]. 同煤科技， 2008（04）15-16. ［5］ 段建飞 . 玉华矿矿井供电系统送变电探讨 [J]. 山 西科技，2013，28（03）81-83. ［6］ 刘要宇 . 综放工作面供电系统设计与探讨 [J]. 机 械管理开发，2018，33（06）107-108. 斯在煤层中流动越容易。煤体增透的目的就是借助 高能流体、爆破等技术手段，促使煤体裂隙发育， 使吸附状态瓦斯更易解吸，使游离瓦斯更易流动。 因此，煤体增透能提高瓦斯抽采浓度和流量。 4 结论 （1）对于煤层透气性差、较难抽放煤层的煤 体进行增透，可促进煤体裂隙发育，增大煤层透气 性系数，提高瓦斯抽采率。 （2）煤体增透的程度对抽采瓦斯的浓度、流 量变化有较大影响。 （3）不同煤矿、不同煤层、不同区域实行煤 体增透后，瓦斯抽放浓度及流量增加的比例不同。 蒋家河煤矿进行煤体增透后，平均抽采浓度提高近 （上接第 102 页） （上接第 105 页） 3.5 倍，平均流量提高了 35 倍。 （4）实行煤体增透后，瓦斯抽采半径增大。 蒋家河煤矿瓦斯抽采半径由原来的 3m 增大到 7m， 可以减少一半的钻孔施工量，节约瓦斯治理成本。 【参考文献】 ［1］ 董恺 . 浅谈综放工作面仰采时上隅角瓦斯治理 [J]. 陕西煤炭，2016，35（02）97-99. ［2］ 国家安全生产监督总局 . 煤矿瓦斯抽放规范 AQ1027-2006[S]. 煤炭工业出版社，2006. ［3］ 高坤，王继仁，贾宝山，等 . 高压空气冲击煤体 增透技术实验研究 [J]. 矿业安全与环保，2011， 38（06）9-1114. ［4］ 董恺 . 蒋家河煤矿瓦斯地质规律影响因素分析 [J]. 陕西煤炭，2015，34（01）45-47. ［5］ 李付涛 . 二氧化碳爆破增透技术的试验应用 [J]. 煤，2016，25（01）16-18. 确定 9103 综采面需风量为 540m3/min，为后续工作 面瓦斯涌出防治研究奠定了基础。 【参考书目】 ［1］ 齐德明 . 煤矿瓦斯涌出量影响因素分析与预测研 究 [J]. 山东煤炭科技，2018（01）99-101. ［2］ 马彦阳 . 基于因子分析及卡尔曼滤波的瓦斯涌出 量预测研究 [D]. 西安科技大学，2017. ［3］ 陈亮 . 掘进工作面煤与瓦斯突出实时监测预警技 术研究 [D]. 中国矿业大学，2016. ［4］ 李宝富，张永俊，张兵奇，等 . 近距离煤层开采 瓦斯涌出量预测及其影响因素分析[J].煤炭工程， 2013，45（06）83-8589. ［5］ 欧建春 . 淮南矿区 8 煤层始突瓦斯参数确定方法 及应用研究 [D]. 河南理工大学，2009. ［6］ 张文勇 . 瓦斯涌出量与区域突出危险性关系研究 [D]. 河南理工大学，2007.