综采工作面供电可靠性分析研究

2018-04-02强国梁

机械管理开发 2018年3期

强国梁

（同煤集团马脊梁矿，山西　大同　037003）

1　综采工作面供电现状

马脊梁矿8804工作面位于西部11号层408盘区，工作面走向长度660 m，工作面长度97.8 m，此工作面供电方式为由西部中央变电所出四趟高压电缆和一趟低压电缆，其中两趟高压电缆为8804工作面供电，另两趟高压电缆分别为8804工作面主风机及备用风机供电，如图1所示，工作面负荷统计如表1所示。

图1　综采工作面典型供电系统框图

2　综采工作面供电可靠性影响因素

2.1　地质环境

1）工作面不断增大，距离越来越长，运输环节日益复杂，需投入的生产设备逐步增多，所耗电能日益增多，供电系统面临的供电压力越来越大。

2）在开采作业中，为顺利避开较大断层以及部分其他地质构造，时常需把综采工作面布设成很多特殊形状，如我们常见的有刀把形综采工作面、梯形综采工作面、以及旋转形综采工作面等，同时出现一些仰采工作面或俯采工作面，设备工作环境越来越复杂，设备的运行管理难度增大。

3）巷道出现淋水，发生变形，以及顶板掉矸，不能顺利通风等，也易引发综采工作面供电设备故障，影响供电可靠性。

表1　工作面负荷统计

2.2　装备结构

随着煤矿科技的发展，矿井供电技术及设备不断更新换代。如当前人们所用的综采磁力启动器，已发展为组合式，智能式以及直读式，各项设备列车配置也越来越高效、简洁。同时很多矿井都已不再使用液压牵引采煤机，开始应用智能化大功率电牵引采煤机，给工作面语音控制系统装设了可编程控制系统，引入了交互式人机界面。部分矿井还装设了支架随机自移系统以及先进的自动化防尘系统，矿井电气自动化技术以及智能化技术应用越来越广泛。

2.2.1人员配备

随着矿井各种新设备的应用及各项新技术、新系统的应用，如PLC控制系统的应用、集成化控制模块的应用以及人机交互对话等先进技术的应用，急需大幅提高现场操作人员及维护人员技术素质。

2.2.2管理水平

面对快速的生产循环，很多管理人员只看重眼前利益，图省事，一味追求高产量，重生产、轻维护，取消了很多必要的日常维护保养作业，进行粗放式管理，给设备安全生产埋下重大安全隐患[2]。

3　综采工作面供电常见故障

3.1　漏电故障

对于漏电故障，我们可把这种供电故障具体细分为集中性漏电故障与分散性漏电故障，其中集中性漏电故障发生频率最高，这种漏电故障发生原因主要有下列几种：

1）部分物体挤压电缆使其发生变形或破损，电缆主芯线外部绝缘层遭损坏，供电系统电缆接线盒受潮，甚至进水破坏了其内部各部件的绝缘性能。

2）电机使用时间过长，电机内部绝缘老化，部分部件实际耐压性能降低，内部绝缘部分遭污染，实际爬电距离变小，导致击穿，发生短路后，破坏了部分部件的绝缘性能。

3）有时会发生线路直接接地引发故障，有时还会发生电弧放电接地现象，此类热量集聚现象也易破坏设备绝缘[3]。

3.2　短路故障

对于短路故障，我们常见的故障形式主要有：发生绝缘破坏后产生的相间短路故障、电弧放电短路故障以及电机线圈栅间发生的短路故障。

3.2.1过载故障

该故障一般为长期超载运行或频繁启动负载所造成的，此外负载部分长期严重卡堵，也易引发过载故障。

3.2.2控制部分故障

1）我们常见的控制部分故障有线路松动，发生不良接触或线路短路，甚至存在线路接线错误等。

2）有部分功能模块与元件发生损坏，一些独立元件脱焊、烧损现象严重，易造成额定值大幅偏移正常值等[4]。

3）发生系统故障，如所装系统发生程序紊乱现象等。

4　提高供电可靠性措施

4.1　强化技术培训

应努力提升操作人员及维护人员个人素质，具体可通过进行针对性的培训、定期开展各种专项技术讲座、开展必要的职业教育、实施各种技能鉴定等形式来使从业人员技能得到大幅提升。

4.2　逐步完善检测设施

定期进行各种检测活动，开展各种专业试验。组织科研人员开发机电设备日常检验维护软件，借助软件实施各种仿真模拟试验，以便于更立体、直观、彻底地了解电气设备运行情况，且所得结果也让人更易接受，同时可共享各种检测信息，有助于更好地防范各类电气设备故障[5]。

1）完善档案管理，把电气设备之前发生的各种故障进行综合整理，分类建档，不断总结经验教训，以供后期参考。

2）做好矿井供电设施的检修维护工作。按照矿井用电设备的用电情况，如设备功率容量的变化，运行参数的调整，及时升级改造综采工作面供电系统。同时依据综采工作面供电设备的检修维护计划，认真检查维护矿井设备。如在维护时，若发现矿井防爆电器设备存在绝缘破损、功能异常等情况时，应及时更换处理。对于部分过于陈旧，性能不达标，不能满足安全生产规程的设备，严禁在井下采区继续使用。通过对综采工作面供电设备的及时检查，及时解决故障，有效提升综采工作面供电的安全可靠性，更好的避免各类安全事故的发生[6]。

3）引入电气设备状态在线监测系统。可把矿井供电在线监测系统引入综采工作面供电系统，动态监督，实时管理综采工作面供电设备。在日常生产中，综采工作面供电管理人员可参照矿井供电在线监测系统与安全监测系统监测到的相关供电故障，来深入分析故障性质，真正找出故障原因，制定出相应解决措施，并及时切断事故区域电源，确保非故障区安全，尽量减少综采工作面供电故障带来的不必要损失。