天安煤矿兼并重组设计变更供电系统优化

胡凤元

(阳泉煤业集团天安煤矿有限公司，山西 忻州 035100)

一、工程背景

阳泉煤业集团天安煤矿有限公司位于静乐县城东北37km处，杜家村镇任家村北，行政区划隶属杜家村镇管辖。距忻州88km，距太原160km，距宁武火车站64km。井田地理坐标为：东经：112°08′45″-112°09′48″，北纬：38°34′23″-38°34′58″。忻保干线公路经过井田南部，西接太(原)宁(武)公路，公路交通较为方便。矿井能力90万t/a。本井田可采煤层有2号、5号，分述如下：2号煤层位于太原组顶部，K2砂岩之下。煤层厚度1.98-11.18m，平均厚4.26m；5号煤层位于太原组下部，煤层厚度10.84-16.93m，平均厚14.06m，为全区稳定可采煤层。

矿井201采区下山掘进过程中受到断层的影响，煤层在断层一翼发生断失，在施工过程中强行穿越断层，掘进角度加大至25°并不能确定煤层位置，大倾角掘进岩石下山，掘进速度慢，掘进量大。加之形成的岩石下山很难与回采巷道沟通形成回采工作面，造成施工巷道废弃。为保证矿井兼并重组整合项目顺利投产验收，结合矿井生产、建设现状，需对批复的原初步设计中矿井投产时的井下巷道移交情况进行调整。根据电力部门相关要求，矿方实际建设及设备安装情况，对矿井井上下供电系统进行优化。

二、供电电源

矿井两回35kV供电电源维持原设计不变。

矿井35/10kV变电所，两回路35kV电源分别引自杜家村35kV变电站和中庄110kV变电站，两回电源均采用JL/G1A-120/25型架空线，线路采用铁塔架设，供电距离分别为4km和15km。两回电源线路一回工作，一回(带电)备用，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路能保证矿井全部负荷供电。

中庄110kV变电站设有容量为50MVA的变压器2台。

杜家村35kV变电站一回路电源引自中庄110kV变电站，供电距离12.6km，导线型号为LGJ-185；另一回路电源引自老龙山35kV变电站，供电距离5km，导线型号为LGJ-185。

图 供电电源

三、电力负荷变更

1.原设计

矿井达产时，矿井变电所35kV母线侧计算负荷如下：

全矿井合计：设备总台数：145台，设备工作台数：139台，设备总容量：7961.1kW，设备工作容量：7493.1kW，计算有功功率：4758.35kW，计算无功功率：5090.33kvar，自然功率因数：0.68，无功功率补偿：3600kvar，补偿后无功功率：1490.33kvar，补偿后功率因数：0.95，补偿后视在功率：4986.28kVA，矿井年耗电量：1974.56×104kW·h；吨煤电耗：21.94kW·h。

2.变更设计

本次变更设计由于矿井巷道布置发生变化，部分设备发生变更，矿井电力负荷作相应的调整。

全矿井合计：设备总台数：145台，设备工作台数：139台，设备总容量：8601.1kW，设备工作容量：8043.1kW，计算有功功率：4698.5kW，计算无功功率：4805.85kvar，自然功率因数：0.70，无功功率补偿：3300kvar，补偿后无功功率：1505.85kvar，补偿后功率因数：0.95，补偿后视在功率：4933.91kVA，矿井年耗电量：1953.82×104kW·h；吨煤电耗：21.71kW·h。

四、地面供电系统

本次变更设计利用矿井新建有的35kV变电站，主变压器与原设计一致，为SZ11-6300/35型双绕组变压器2台，容量为6300kVA，电压为35±2×2.5%/10.5kV，联接组标号为Y/△-11。两台主变压器正常情况下1台工作、1台备用。

地面电压等级维持原设计不变为：35kV、10kV、0.69kV、0.4kV。35kV、10kV及0.69kV、0.4kV系统均采用单母线分段接线方式。

矿井工业场地35kV变电所内10kV高压配电系统，分别以双回10kV向地面风井10kV配电室、主斜井10kV移动变压器、主斜井10KV配电室供电。地面风井10kV配电室内设S11-500/10 10/0.69kV变压器2台，以两回0.69kV向主要通风机供电，设S11-630/1010/0.4kV变压器2台，以两回0.38kV向空压机房、矿井废水处理站、黄泥灌浆站负荷供电。副井绞车配电室设S9-500/10 10/0.4kV型变压器1台，供副井绞车用电。主斜井低压配电室设S11-500/10 10/0.4kV变压器2台，以两回0.38kV向办公楼、锅炉房、调度室及地面工业广场低压负荷供电；主斜井10KV配电室设KBSGZY-1250/10 10/0.69kV移动变压器2台，以两回1.2kV向主井带式输送机、空气加热室、架空乘人装置、主井地面生产系统等负荷供电。

五、井下供电系统变更

井下电压等级维持原设计不变为：10kV、1.2kV、0.69kV、0.127kV。

1、下井电缆

原初步设计，两回下井电缆采用MYJV22-8.7/10-3×120mm2长1050m矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆；经主斜井敷设至井下中央变电所。

本次变更设计，根据矿井实际下井电缆敷情况，变更为两回下井电缆采用MYJV22-8.7/10-3×185mm2矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装电力电缆；沿副斜井扣件保护敷设至井下中央变电所，长800m。

2、变更后井下供、配电的变更及设备选型

根据矿井井下负荷分布状况及采掘机械设备配备，井下设有中央变电所和201采区变电所。

(1)中央变电所

中央变电所内10kV、1.2kV母线接线方式均采用单母线分段，设置PBG-10Y高压真空配电装置，KBZ矿用隔爆型真空馈电开关(带选择性漏电保护)及2台KBSG-630/10 10/1.2矿用隔爆型干式变压器。中央变电所以1140V向井底车场的低压负荷供电。以一回10kV向主斜井井底移动变压器供电，以两回10kV向井下201采区变电所供电。

①原设计

主斜井井底移动变压器采用KBSGZY-1000/10 10/0.69型。

②变更设计

本次变更设计，根据矿方供电系统调整及设备安装情况，主斜井井底移动变压器采用KBSGZY-400/10 10/0.69型，变更后该变压器负荷率为54.15%，可以满足供电要求。

(2)201采区变电所

201采区变电所设置PBG-10Y高压真空配电装置，KBZ矿用隔爆型真空馈电开关(带选择性漏电保护)。

①原设计

201采区变电所设1台KBSG-630/10 10/1.2kV矿用隔爆型干式变压器，以1140V向采区带式输送机、调度绞车等负荷供电；

②变更设计

为保证201采区排水泵双回路供电，201采区变电所设2台KBSG-630/10 10/1.2kV矿用隔爆型干式变压器。(详见201采区变电所供电系统图)

根据采掘面设备的变更，相应调整工作面供电系统图，其它维持原设计不变。

设1台KBSG-200/10 10/1.2kV矿用隔爆型干式变压器专供局部通风机用电。201采区变电所以10kV分别向201采区运输下山移变、回采工作面移变、掘进工作面移变供电。其中201采区运输下山设1型号为KBSGZY-500/10 10/1.2kV移变向201采区下山带式输送机供电；回采工作面设2台移动变压器，其中移变1型号为KBSGZY-1250/10 10/1.2kV供回采工作面的采煤机、转载机、破碎机、乳化液泵、喷雾泵用电；移变2型号为KBSGZY-1000/10 10/1.2kV供回采工作面刮板输送机、顺槽带式输送机、煤仓带式输送机用电。

掘进工作面设2台KBSGZY-630/10 10/1.2kV移动变压器，分别向两个顺槽掘进工作面供电。

掘进工作面局部通风机采用“三专两闭锁”双风机、双电源连续供电方式，采用KBSG-200/10 10/1.2kV矿用隔爆型变压器2台作为局部通风机的专用电源及备用电源，采用2台QBZ-80DQ矿用隔爆型风机双电源组合式开关，实现局部通风机主、备互投、自动切换，并结合瓦斯监控系统，完成“风电、甲烷电”闭锁功能。

采煤机采用MCPTJ-0.66/1.14型采煤机屏蔽橡套软电缆供电；工作面刮板运输机、喷雾泵、转载机、破碎机、乳化液泵、带式输送机等1140V供电设备采用MYP-0.66/1.14型屏蔽橡套软电缆供电；其余660V供电设备采用MYP-0.38/0.66型矿用移动橡套阻燃屏蔽电缆；井下照明采用MYQ-0.3/0.5型矿用移动轻型橡套软电缆供电。

六、结论

天安煤矿因201采区下山掘进过程受断层影响无法实现与回采巷道贯通，针对上述情况对原设计中矿井投产时巷道移交情况进行调整，进而对矿井井上下供电系统进行了优化，以实现矿井正常安全生产。