矿山供配电系统的优化改造

杜先斌，瞿诗奇

（马钢罗河矿业有限责任公司，安徽马鞍山243000）

矿山供配电系统的优化改造

杜先斌，瞿诗奇

（马钢罗河矿业有限责任公司，安徽马鞍山243000）

分析了马钢罗河矿选矿厂供配电现状和存在的问题，根据选矿厂生产作业各工序之间的关联特性，通过对供配电系统优化改造应用，提高了选矿厂供电的安全可靠性和生产连续性，保证了生产过程中不受停电故障的影响，降低了生产性事故损失。

矿山；选矿厂；供配电；优化；改造；应用

1 概述

马钢罗河矿业公司是一家新建矿山企业，选矿厂于2011年11月建成进入试生产阶段。该选矿厂一期设计规模为年处理原矿能力300万t，生产现场的设备有246台，设备总装机容量为19155 kW（其中包括辅助生产供电系统）。根据负荷计算，选矿厂总用电计算负荷为11281 kW，年耗电量约7.9×107kW·h。供配电系统是选矿厂生产的重要组成部分，也是整个生产系统的中枢及实现生产连续的重要保证，因此优化和改造生产供配电系统，可以保障生产各流程作业的安全连续及稳定，不因跳电导致生产性事故的发生。

2 选矿厂供配电设计配置特点

罗河矿业公司从采矿、选矿到尾矿坝的整个工艺流程布局位置看，是比较集中的，方圆不到8 km的范围内。供电工程设计时，在选矿厂负荷中心处设置10 kV配电站2座,一座位置在主厂房东侧，为二层附设式综合变电所。集10 kV高配、10/0.4 kV配电变电所、选矿厂中央控制室于一体，10 kV高压主接线采用两路电源单母线分段接线方式，单独向主厂房球磨机设备供电；另一座位置在破碎和筛分设备厂房之间，单层结构10 k V配电变电所。

2座高配变电所受电均采用双回路电源引自矿区新建的110/10 kV总降变电站。各个生产设备厂房均设置变压器室及10/0.4 kV低压配电站，供选矿厂所有现场设备的配电。

3 选矿厂供配电现状及问题

3.1 供配电结构

选矿厂生产用电源来自110 kV矿区总变电站，内有：一台16000 kVA变压器供主厂房高配室，一台5000 kVA变压器供破碎筛分高配室。该选矿厂现有高配室2座，低配室7个；其中筛分高配室分别供破碎、筛分、过滤、尾矿泵房等厂房内设备用电，主厂房高配室分别供主厂房低配、中矿浓缩、环水泵房等厂房内设备用电详见图1所示。

3.2 存在问题

从图1可以看出，当筛分高配室及受电部分出现高压故障停电时，就会导致生产作业线上过滤、尾矿系统设备断电。

选矿厂生产作业流程是：破碎、筛分系统和主厂房、中矿浓缩、环水泵房、过滤、尾矿等厂房之间的设备是通过缓冲圆筒料仓连接来实现选矿厂生产作业的连续性，也就是说，破碎筛分系统生产设备断电不应该造成选矿厂全线生产的停产，只有当缓冲圆筒料仓断料时才会导致球磨机断料而全线停产。

根据选矿厂生产作业流程结构，当过滤和尾矿系统这部分生产作业设备出现故障跳电时，由于磨矿、磁选、浮选、重选等生产作业设备不受电的影响会延续运转2 h按顺序方可停机，这期间会出现大量尾矿输送出不去、精矿产品出不来等现象，造成过滤机压死、浓缩机压爬和尾矿管道堵管等生产性事故和设备损坏，带来的经济损失是很大的，在这种情况下往往需要10 h才能使选矿厂生产恢复到正常状态。

图1 原选矿厂高配室配电系统

图2 优化方案

4 供配电改造方案的优化

针对现有供配电存在的问题，考虑在不影响选矿厂生产的情况下进行配电改造，供配电改造的依据按照电气安全规范的标准执行。

4.1 采用两路电源供电

利用尾矿泵房低压配电室备用的进线柜，从中矿浓缩低配室引一路0.4 kV电源至此配电柜，原有的尾矿泵房受电方式不变，这样，尾矿泵房受电变为两路电源，当筛分供电出现断电故障时，可及时通过人工切换到另一路供电，来确保尾矿输送的生产。而过滤厂房低配室由于只有一个进线柜，没有备用进线柜，要保证两路电源供电使生产不受影响，只能从主厂房低配再引一路0.4 kV电源到过滤厂房进线柜，并加装一套双电源自动投切装置。这种方案优点：改造后不因筛分故障供电影响，可保证生产连续；缺点：工程投资费用较大。

4.2 采用一路电源供电（如图2所示）

利用选矿厂计划停产时间，一是将原筛分高配室供尾矿泵房10 kV电源改由主厂房高配室的同等配置高压柜供电；二是将原来筛分厂房高压配电供给过滤厂房的10 kV电源改由主厂房高配室高压柜供电。这种方案优点：时间最短，所需工程费用最低，材料最省，完全能满足生产工艺要求，也符合矿山安全生产标准；缺点：需要选矿厂利用停产改造。

4.3 两种方案的优化选择

根据选矿厂生产作业各工序的分工特点，第一方案虽然是两路供电，但是当采用筛分高配供电发生故障时，需要人工切换操作到另一路供电，其间的时间差存在着对生产作业工序连续的一定影响，不但增加了设备投资，同时也增加了电气故障点，造成设备维护维修工作量增加，生产成本费用高。第二方案简单可靠，能满足选矿厂安全生产和工艺流程作业要求。

通过以上分析比较，采用第二种方案经济合理，稳定可靠，能实现选矿厂安全生产的连续性。

5 应用效果

采用第二种改造方案实施半年来，该选矿厂筛分高配室受雷雨天影响跳电2次，基本没有对整个生产造成影响。按照每次跳电影响后需要10 h恢复生产时间计算，选矿厂现每天生产2500 t铁精矿产品，10 h少生产精矿量为1042 t，按现精矿市场价1000元/t，两次可为公司创造208.4万元的经济效益。

[1]孙丽华.电力工程基础[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]雍静.供配电系统[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]段旭琴.选矿概论[M].北京：化学工业出版社，2011.

[4]余建明，同向前.供电技术[M].北京：机械工业出版社，2008.

[5]李虎伟.矿山供电技术[M].北京：中国矿业大学出版社，2009.

Optimization and Transformation of Power Supply System at Mines

DU Xianbin，QU Shiqi
(Luohe Mining Co.,Ltd.of Masteel,Maanshan,Anhui 243000,China)

The current state and existing problems in the power supply and distribution system of the ore dressing plant of Masteel Luohe Mine were analyzed.Based on the correlating nature between the processes of ore dressing operation the power system was optimized and revamped,improving the safety,reliability and production continuity of power supply,ensuring production process unaffected by power cutoff and reducing production failure losses.

mine;ore dressing plant;power supply and distribution;optimization; transformation;application

TM7

B

1006-6764(2014)01-0011-02

2013－09－10

杜先斌（1963－），男，1987年毕业于马钢职工大学机械专业，高级工程师，现从事生产、检修管理工作。