煤矿中厚煤层综放工作面供电系统优化及电压升级改造

曹永维

摘 要： 煤矿是我国的重要矿产资源和能源资源，在我国的资源开发与利用中占有相当高的比重，煤矿的综采工作进行中，避免不了使用供电系统等为开采提供基础保障的设施，煤业公司在进行供电系统的选择与安装时，必须要根据各个地区煤矿的实际情况，从节约的角度出发，做出有效的优化布局，并根据不同的中厚煤层综采工艺，设计不同的中厚煤层综放工作面供电电压，从根本上实现煤业公司的效益最大化。本文将从资料与系统布置的角度入手，简要分析中厚煤层综放工作面的供电系统优化，并针对性的提出其供电电压的升级改造具体措施，以求为煤业公司带来更高的效率与更高的收益。

关键词：煤矿中厚层 综放工作面 供电系统 优化 电压升级改造

中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）06-0272-01

前言

对于煤业公司来说，煤矿综采工作中最重要的就是工作面供电的安全性与可靠性，以及其技术与经济的合理程度，优化中厚层煤矿综放工作面供电系统，能够有效保证矿井下工作人员的人身安全，也一定程度上维护了矿区各种设备的使用寿命，使中厚层煤矿的综采工作能够顺利而正常的运行。一般情况下来说，中厚层煤矿综放工作面的工作条件比较恶劣，供电系统的架构必须要依赖于完善的前期信息收集和布置，在这两个环节上进行分层次的优化才是优化整体系统的基础，从安全角度考虑，供电系统的电压也需要进行科学合理的升级与改造，定期检测和维修，从而确保煤矿中厚层综放工作面供电系统得以完善，提升总体工作效率。

一、中厚煤层综放工作面供电系统优化

1.优化资料收集

想要进行中厚煤层综放工作面供电系统的优化，煤业公司必须要进行可靠的前期资料收集，确定中厚层煤矿开采的基本工艺、巷道布置、煤层相关数据、运输方法等，由于这些环节都需要使用供电系统和供电设备，其安全性与有效性便可不再多做赘述，只需明确各个环节的实际工作需要和实际工作情况，结合当前的技术手段综合考量，切实优化前期资料的收集问题，为煤业公司进行中厚层煤层综放工作面供电系统的优化打下坚实的数据基础[1]。

在供电系统设计与建设前，必须要收集特定资料作为依据，确保设计和架设的合理性和安全性，其中第一部分的资料收集，也就是中厚煤层综放工作面中煤层的相关数据，一般情况下来说，判断综采区域的煤层方向与倾斜角度，测定矿井内部的瓦斯等级是最重要的两方面数据，直接关系着供电系统的材料设备选择和电压设定；第二部分资料的收集就是巷道布置方面，巷道的长度与区域矿的分布决定着供电系统的有效性，必须要进行谨慎测量；第三部分，也是核心的资料部分，需要确定采煤工艺和运输方法，就目前来看，对中厚层煤层综采的工艺仍然是综合机械化放顶煤工艺的采煤方式，年产量在1500万吨，因此，在进行供电系统设计与布置时，可以结合现代技术和传统工艺经验，优化方法，以供电系统的支持提高煤矿的年产量；另外，其煤层的厚度、硬度和支护方式也需要细化到分类数据中，煤业公司在资料方面占得供电系统的设计先机，能够确保中厚煤层综放工作面供电系统的设计与布置，煤矿开采的成果效益得到提高[2]。

2.优化系统布置

优化煤业公司供电系统的第二个方面，就是优化系统布置，供电系统布置首先就是进行供电系统的拟定，即拟定综放工作面供电系统结线，分析前期资料数据，确定变电所位置、高低压开关数目、输电线和控制型开关的数量，一般来说，供电系统的拟定原则以安全为首要条件，辅以电压质量和经济效益的保证，最大程度上减少各种材料、设备、开关等物品的使用，最大程度且安全的节约成本，一台启动器的控制目标唯一，配电箱与变压器也对立唯一，中厚煤层综采工作进行时若为双电源供电，应当选用两套高压配电设备，若变压器不唯一，需要一定程度上分担变压器负荷，不要并联运行[3]。

通常情况下，煤业公司在架设中厚煤层综放工作面供电系统时，都会采用辐射式供电的方法，若需要上行和运输，干线式供电最为合适，但都要保证供电线路相对最短，并且严格注意在布置过程中不可使电缆等输电材料裸露在外，严禁于溜道处敷设，避免回头供电，且为减少设备间电缆截面，可以使大电容设备开关贴近配电处的进线方向，通风设备也需要选装漏电保护装置，尽量与中厚煤层综放工作面供电系统分开敷设，从根本上保证综采工作中供电系统的安全性，最大程度的提高煤矿经济效益，节约电力资源[4]。

二、中厚煤层综放工作面供电电压升级改造

1.供电材料

伴随着社会的发展和科学技术的不断进步，煤矿开采的机械化程度越来越高，开采設备的科技含量也越来越高，在中厚煤层综放工作面的供电材料中，电缆是最重要的基础材料，决定着输电过程的稳定性和对电压的承载能力，应明确将电缆分为支线和干线两种，依据电缆需要承载电压的大小具体选择，且需符合相关政策制度的规定标准，目前矿用低压电缆基本使用MCP软电缆和MYPJ橡胶电缆等，1140V设备电缆一般为MCP，手持式机电或电器设备则要选用MYPJ。在高压电缆的选择方面，仍需符合标准，严格遵守井下禁止使用铝包电缆的原则，根据实地情况换选铠装电缆或钢丝、钢带铠装电缆，其区域水平差应当与敷设电缆水平差相适应。

2.供电设备

煤业公司在进行中厚煤层综放工作面供电电压升级改造时，还需要注意供电设备的选择以及选择好供电设备的电压负载。目前为止，综采工作所需机电设备的单机容量和工作面容量都有了技术上的决定性突破。例如，不连沟煤矿供电：矿井二回110kV供电电源，一回引自纳林沟110kV变电站，一回引自大路前房子220kV变电站。以及工业场地新建一座110/35/10kV矿井变电所等，都必须要考虑到不连沟煤矿的实际供电情况，并对供电设备进行改造升级，其中工业场地新建的矿井变电所可以采用SSZ10-31500/110型主变压器，进一步保证供电的可靠性。

3.供电方式

供电方式要依据综放工作面的具体情况具体设计，一般来说，中厚煤层综放工作面所需电压等级为1140V、3300V，总装机功率已达10000KW以上，综采单面生产能力可达到1000万吨以上，因此，最优化的电压升级改造方式就是将电压系统实行双回路供电措施，传统的电压直变为10KV，非常不利于安全的保证和设备的相关保养维护，为综采带来很大隐患，而双回路供电与双电源供电有着本质上的不同，可以将电压控制在合理和安全的范围中，具体可以将10KV交变为上行1140V，下行3300V，另外，为了进行更好的供电电压升级改造，还可以引入功率因素动态补偿系统，由于功率因素动态补偿就是对低压电力系统的无功功率进行即时监测，进行智能化的动态补偿，实时的负载用电状态能够收到互感器间接监测，从根本上强化了中厚煤层综采供电系统电压控制与监测的有效性，大大提高了供电系统的使用效率，促进了供电系统电压的升级与改造进程。

4.供电保护

供电保护是中厚煤层综采工作供电电压升级改造的最后一个环节，其优劣程度直接关系着综采工作的安全性和可靠性，在这一方面，必须要遵照《煤矿安全规程》，进行供电设备的过电流保护和漏电保护，保证供电系统电压的稳定性，发挥功率因素动态补偿系统的实时监测作用，不仅进行动态监测，还要进行智能补偿或切断，加强中厚煤层综采工作面的科学性，在安全的基础上实现最大程度的效益提升，为煤业公司创造合理化的经济利润。例如，VS1（ZN63）-12系列的高压真空断路器，可以将其应用到工矿企业动力设备的保护和控制单元中，比较适用于要求额定工作电流下的频繁操作场所，或多次开断短路电流场所，可以对保障煤矿供电系统运行的安全性、可靠性有着很大的帮助。

结论

煤矿中厚煤层综采供电系统的优化与电压升级改造，不仅需要优化供电系统的基础建设，还要根据实际情况对供电电压实际分析，找出切实可行的升级改造措施，时刻关注综采工作的安全，从供电系统的合理化入手，进一步加强电压与系统优化，进而提高供电系统的工作效率，实现综采工作的全面推进，使煤业公司获得更高的经济效益。

参考文献

[1]陈钊.煤礦高压供用电设备安全准入测试能力建设探讨[J]. 工矿自动化. 2015，12（12）：114-115.

[2]暴澍盛.煤矿井下电网提高功率因数措施可行性研究[J]. 机电工程技术. 2016，04（02）：124-125.

[3]王茗，李威，杨海.一种矿井直流供电系统漏电检测方法[J]. 工矿自动化. 2015，11（05）：189-190.

[4]常利铭1，2.矿用直流电源板测试及老化系统设计[J]. 工矿自动化. 2015，11（12）：118-119.