煤矿综合机械化采煤供电浅析

煤矿综合机械化采煤供电浅析

赵军华 ,李博

陕西华彬煤业股份有限公司 陕西 咸阳 713500

摘要：在煤矿井下开采作业中，供电体系是非常关键的，直接决定了井下开采的综合效率。特别是在煤矿综合机械化采煤模块投入应用以后，对于井下远距离供电的要求变得更高，这也给煤矿企业供电体系带来了新的挑战。本文先阐述了煤矿综合机械化采煤供电的相关要求，接着结合煤矿综合机械化采煤的实际情况，分析了供电设计的细节内容，最后还提出了煤矿综合机械化采煤供电设计的保障措施，给各个煤矿进行综合机械化采煤供电设计带来了较好的参考与借鉴。

关键词 ：煤矿企业；综合机械化；采煤供电；供电设计

随着我国社会经济的快速发展，煤炭能源的重要性变得更加显著，给煤矿行业的发展带来了较多机遇。但煤矿井下开采工作是比较专业与复杂的，需要使用多种开采设备。特别是在采煤技术快速发展的背景下，井下综采面的设备变得越来越繁杂，对于供电体系也提出了新的要求。目前很多煤矿综合机械化采煤供电层次还比较落后，有较为广阔的提升空间。在这种情况下，就有必要结合煤矿综合机械化采煤供电体系展开深入分析与探索，谈一谈供电体系设计与运作的有效策略。

一、煤矿综合机械化采煤供电的要求

煤矿综合机械化采煤供电系统设计应该满足三个方面的要求。第一，稳定性。煤矿综合机械化设备需要连续工作，因此对于电能稳定性要求也比较高。因此设计人员需要综合考量供电系统的稳定性，避免出现各类安全事故，提供高质量的电能。第二，安全性。煤矿井下开采环境是比较复杂的，同时也存在较多安全风险，如果供电系统无法保证安全性，势必会带来显著的安全隐患，最终引发不必要的安全事故。因此，技术人员一定要保证供电系统的安全性，使得各个安全设备可以正常运作。第三，可拓展性。在当前现代智慧信息技术快速发展与应用的背景下，煤矿井下开采作业也开始使用一些智慧化设备，比如智能巡检机器人等。在这种情况下，煤矿综合机械化采煤供电系统也应该具有较强的可拓展性，在煤矿企业引入新型设备的时候可以得到较好的供电支持，不必大规模进行电力改造，节省煤矿供电体系的成本。

二、煤矿综合机械化采煤供电设计分析

（一）收集原始资料

在煤矿综合机械化采煤供电设计的时候，需要收集相对完善的原始资料，给后续设计工作提供较好的支撑。在这之中，设计人员需要收集三个方面的资料。第一，巷道布置与掘进方法。设计人员需要掌握煤矿综合机械化采煤工作面的巷道布局情况，并立足于开采方式，进行后续供电体系的详细计算。第二，运输系统与通风系统。针对于运输系统和通风系统的资料收集，主要体现在两者的延伸路线等方面，明确供电系统的分支路线。第三，电源与负荷情况。煤矿变电站10kV高压经过移动变电站向各个用电设备供电。在井下设备中，采煤机、破碎机、刮板输送机、清水泵等设备适用1140V电压，皮带机、绞车等设备适用660V电压。在确定电压等级以后，就可以按照移动变电站确定各个分组的负荷情况，并完成移动变电站容量的计算，基于此选择最合适的移动变电站设备。

（二）确定工作面配电点

煤矿综合机械化采煤供电设计还要确定工作面的配电点，这里也需要结合煤矿综采工作面的实际情况，进行移动变电站位置的设计。这也要求设计人员可以结合井下设备的布局现状，选择最合适的配电点。与此同时，由于井下开采进行过程中，有可能发生设备前移等情况，因此配电点的选择也要具有一定的前瞻性，能够给井下设备提供更加稳定的电能。

（三）移动变电站容量设计

设计人员在做好煤矿综合机械化采煤设备统计以后，就可以计算煤矿井下供电的负荷情况，并基于此完成移动变电站的容量设计。在这之中，由于采煤机、刮板运输机、转载机等设备的单机容量比较大，再加上过电流保护装置灵敏系数的要求，最好分别安排一台移动变电站来供电。在计算移动变电站容量的时候，还要结合具体负荷情况进行验证，保证移动变电站的容量具有较多余量，能够更好应对各类突发情况。

（四）初步拟定供电系统

在明确工作面配电点和移动变电站数量与容量以后，就可以拟定综采工作面的供电系统图，展示工作面供电系统的整体布局情况。一般来说，掘进工作面主要使用单电源移动式变电站供电，而配电点到各个用电设备则使用辐射式供电。通过这些方式，构建了煤矿综合机械化采煤供电的完整体系，给井下设备提供高质量的电能。

（五）供电电缆的选择

第一，高压电缆的选择。在选择高压电缆的时候，需要先结合移动变电站的总负荷情况，计算总负荷电流，并按照经济电流密度选择电缆的主截面，根据热稳定条件和允许电压损失等校验电缆截面，最终计算电缆的详细参数，并依托于这些参数完成电缆型号的选择。

第二，低压电缆的选择。在选用低压电缆的时候，技术人员需要结合《煤矿安全规程》相关文件的规定，并结合电压等级、使用环境、井下机械设备工作现状等条件，确定电缆的具体型号。通常来说，采煤机等设备的供电电缆应该选择双屏蔽型MCPT型，喷雾泵、乳化液泵、刮板输送机等设备的供电电缆应该选择MYP型。在具体选择低压电缆的时候，技术人员还要按照长时最大负荷电流、电缆机械长度等信息，选定低压电缆截面，并结合允许电压损失进行电缆截面的校验。

（六）短路电流计算

在进行短路电流计算的时候，应该先取平均电压，具体根据电压等级进行计算。接着技术人员需要选定短路点，进行短路电流的综合计算。在煤矿综采工作面中，可以选择高防开关电源侧进线端作为短路点，也可以选择移动变电站高压电缆进线端作为短路点。在计算三相短路电流，并校验移动变电站高压开关断流能力以后，计算二相短路电流，整定前级10kV隔爆开关的继电保护装置。除此之外，技术人员还要计算移动变电站到各个设备处的短路电流，最终完成各保护装置的设计。

三、煤矿综合机械化采煤供电的保障措施

（一）积极使用现代智慧设备

当前我国已经全面进入了信息化时代，信息技术在电力行业领域中也发挥了较好的效果。结合煤矿企业来看，未来综采面机械设备智能化将是非常重要的发展方向，因此煤矿企业综合机械化采煤供电设计也应该积极使用一些现代智慧设备，比如智能配电柜、智慧传感器等。通过使用这些设备，可以较好提高供电体系的智慧化水平，并改变机械化采煤供电系统的整体格局，推动供电体系的创新拓展。

（二）构建完善的维保制度

煤矿综合机械化采煤供电体系在日常使用过程中，也应该构建完善的维保制度，保证供电体系可以正常稳定运作。这也要求煤矿企业可以结合供电体系制定完善的岗位责任制，明确各个电力管理岗位的具体职责，在电力系统出现问题的时候避免相互推诿责任。在平时管理的过程中，煤矿企业需要做好供电体系的日常巡检等工作，及时甄别供电体系中存在的安全隐患与质量问题，并尽快进行处理，避免引发不必要的供电事故。

结束语

综合来看，煤矿综合机械化采煤供电设计工作是非常重要的，直接决定了井下综采面供电的稳定性与安全性。因此对于各个煤矿来说，也应该充分重视综合机械化采煤供电模块。在供电系统设计的时候，技术人员就要做好综采面相关信息的调研，明确巷道布局和设备分布，结合设备信息计算负荷情况，保证供电系统能够正常投入运作。在供电系统日常运作的时候，煤矿企业也要做好日常管理工作，及时处理供电系统存在的安全隐患与事故故障，使得供电系统可以发挥较好的作用。

参考文献

[1]谢秀成,王东亮,王刚. 煤矿采煤工作面远距离分巷供电探讨[J]. 中国设备工程,2019,(22):213-214.

[2]赵俊杰. 关于煤矿采煤工作面远距离分巷供电的探讨[J]. 石化技术,2019,26(12):321-322.

[3]金付申,张超,吕向阳. 煤矿采煤工作面远距离供电技术应用与展望[J]. 机电产品开发与创新,2022,35(03):101-103.