綜采工作面供電技術(shù)探析

1、綜采工作面供電技術(shù)探析【摘要】綜采工作面供電安全技術(shù)直接關(guān)系著煤礦的 安全生產(chǎn)，特別是隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化礦井對 綜采工作面的供電系統(tǒng)又提出了新的要求，要求供電系統(tǒng)大 容量、安全可靠、便于設(shè)計(jì)維護(hù)和查找故障。本文結(jié)合現(xiàn)代 化礦井的實(shí)際情況，為了確保煤礦生產(chǎn)的高效和安全，要求 綜采工作面的供電系統(tǒng)具備方便查找故障與設(shè)計(jì)維護(hù)，以及 大容量可靠安全的特點(diǎn)。為此，本文論述了綜采工作面的一 系列供電技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】煤礦；綜采工作面；供電系統(tǒng)；供電技術(shù)1. 概述由供電系統(tǒng)、泵站、管路、通風(fēng)和瓦斯系統(tǒng)、回采巷道 輸送設(shè)施、轉(zhuǎn)載機(jī)、液壓支架、刮板運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)等所構(gòu) 成的復(fù)雜性的系統(tǒng)就是綜采工作面，

2、它的目的是為了開采。 其中，乳化液泵站、膠帶運(yùn)輸機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、液壓支 架、刮板運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)等重要的設(shè)施組成了綜采工作面的 主要生產(chǎn)設(shè)備。這一系列功率比較大的設(shè)施再加之與之相適 應(yīng)的裝置而構(gòu)成了自動化的控制系統(tǒng)，進(jìn)而使得煤礦工工人 的勞動強(qiáng)度減輕，減少了生產(chǎn)費(fèi)用，并且也使得煤礦的生產(chǎn) 量大大地提高，也確保了綜采工作面的生產(chǎn)安全性。為進(jìn)一 步推進(jìn)我國煤炭企業(yè)的發(fā)展 ,獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和安全效 益,本文結(jié)合現(xiàn)代化礦井的特點(diǎn) ,為實(shí)現(xiàn)安全高效的產(chǎn)煤目標(biāo) 重點(diǎn)闡述綜采工作面供電技術(shù)，以促進(jìn)礦井的安全生產(chǎn)。2. 綜采工作面供電技術(shù)2.1 保護(hù)和監(jiān)測技術(shù) 綜采工作面的主要組成部分是用電設(shè)備與供電系

3、統(tǒng)，事 故停機(jī)或者是一次失誤都能夠?qū)е戮薮蟮膿p失，監(jiān)測設(shè)備的 狀態(tài)能夠減少損失， 確保企業(yè)生產(chǎn)能力的提高。 當(dāng)前形勢下， 保護(hù)和監(jiān)測技術(shù)是綜采工作面供電系統(tǒng)的急切要求。（1）監(jiān)測電機(jī)安全工作的情況。對于定子、轉(zhuǎn)子、電 機(jī)軸承等的故障，在出現(xiàn)的初級階段實(shí)施在線穩(wěn)定監(jiān)測，且 對它的改變狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，對于電機(jī)能不能穩(wěn)定和安全工作 進(jìn)行判斷，進(jìn)而防止事故停機(jī)的情況出現(xiàn)，將較高可行性的 庫存和檢修計(jì)劃制定出來，從而確保生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（2）在線監(jiān)測工作面電纜絕緣。實(shí)施接地漏電故障的 保護(hù)；可以在出現(xiàn)單相接地故障之前準(zhǔn)確地預(yù)測電網(wǎng)的絕緣 性；對故障點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷，其中高阻接地故障也 包括在內(nèi)，

4、避免故障的擴(kuò)大化。2.2 智能化技術(shù) 通過多樣化的手段或者是計(jì)算機(jī)對人們的思維進(jìn)行模 仿，從而實(shí)施決策，像是智能代理、遺傳算法，以及專家系 統(tǒng)等。在綜采工作面中的供電系統(tǒng)，所應(yīng)用的主要是控制生 產(chǎn)設(shè)備過程和人工智能系統(tǒng)的智能系統(tǒng)；在數(shù)據(jù)庫輸入信息 設(shè)備的工作情況、工作參數(shù)、工作形式、外部條件監(jiān)測等數(shù) 據(jù)，實(shí)施全面地探究，實(shí)現(xiàn)設(shè)備選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及選擇 改進(jìn)技術(shù)的策略，要么是給出合理化的建議或者是意見；事 前實(shí)施維修設(shè)備的規(guī)劃；對于供電系統(tǒng)所發(fā)生的故障給出解 決策略或者是維修方法，盡量地縮短故障排除的時間；結(jié)合 實(shí)際工作狀態(tài)，對工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和設(shè)定?？梢哉f，在智 能化這個方面具有很好的研究前

5、景。2.3 啟動刮板運(yùn)輸機(jī)的技術(shù) 刮板運(yùn)輸機(jī)的啟動在增大的驅(qū)動功能的影響下變得非 常明顯。在啟動運(yùn)輸機(jī)的時候，電機(jī)的啟動電流會大大地威 脅著電網(wǎng)，如果借助界面較大的供電系統(tǒng)和大容量的移動變 電站，那么投資將會增多，與此同時，啟動設(shè)備過程中的沖 擊力也會危害到設(shè)備的使用年限與安全性。當(dāng)前，機(jī)械軟啟 動技術(shù)與雙速電機(jī)驅(qū)動是使得刮板運(yùn)輸機(jī)電流降低的策略。 盡管雙速電機(jī)驅(qū)動可以使得啟動電流降低，可幾乎是在相同 的時間啟動多臺電機(jī)，這樣還是存在啟動電流沖擊。而機(jī)械 軟啟動技術(shù)可以將這個問題有效地解決，然而，由于較大的 電機(jī)功率，每一臺電機(jī)依舊具有非常大的啟動電流。這兩種 策略未能夠?qū)㈦娏鳑_擊與電網(wǎng)容量的

6、問題解決。在有關(guān)控制 理論與電力電子器件普遍應(yīng)用的影響下，在運(yùn)輸機(jī)的電動機(jī) 控制上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，進(jìn)而將啟動的問題有效地解決。 不過因?yàn)榈蛪鹤冾l器的應(yīng)用使得其只有 1140v 的輸出電壓， 負(fù)荷功率卻是能夠到 1000 kW ，在對軟啟動進(jìn)行解決的過程 中，相比較于 3.3 kV 供電，導(dǎo)致比較大的電量損耗。為此， 應(yīng)當(dāng)將中壓防爆變頻器研發(fā)出來，從而將低壓變頻器面臨的 問題解決，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的最終目的。2.4 綜采工作面供電電壓 目前，我國井下用電設(shè)備的電壓主要是660 伏和 1140伏，但是國外進(jìn)口設(shè)備的使用電壓除了這兩種外， 還有 1000 伏和 500 伏等幾種。所以在選擇設(shè)備時應(yīng)當(dāng)注

7、意到設(shè)備的用 電電壓，特別是進(jìn)口設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備混合使用時更應(yīng)該注 意。一個綜采工作面的主要設(shè)備最好選用一種或最多兩種用 電電壓。實(shí)踐證明， 用電電壓多時容易引起混亂， 造成事故。 近幾年， 隨著綜采工作面的割煤高度加大， 生產(chǎn)能力的提高， 采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)等設(shè)備的總裝機(jī)功率不斷增大，加上井 下特殊環(huán)境又限制了電纜截面積和變壓器體積的增加， 11.4kV 供電電壓已滿足不了生產(chǎn)需要。 必須采用 3.3kV 甚至 更高電壓等級供電才能保證供電的安全可靠，滿足大功率設(shè) 備的用電要求。我國綜采工作面供電電壓現(xiàn)狀主要是以 11.4kV 為主 ,局部達(dá)到 3.3kV ，而且目前 3.3kV 供電系統(tǒng)一般

8、 僅解決了工作面三機(jī)的供電問題，沒有完全實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng) 3.3kV 供電，其供電器件可靠性和壽命還需提高；系統(tǒng)保護(hù) 的準(zhǔn)確性還需進(jìn)一步精確；試驗(yàn)范圍還需擴(kuò)大；保護(hù)配合、 參數(shù)匹配、接口問題等還需要做進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證。然而， 即使實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng) 3.3kV 供電，也遠(yuǎn)不是工作面升壓的終點(diǎn)， 據(jù)報(bào)道 ,我國在綜采工作面升壓供電方面與國外相比存有差 距,因而在完善 3.3kV 供電系統(tǒng)的同時必須提前開始更高電 壓等級的供電方式以及綜合保護(hù)方面的研究，開發(fā)出相應(yīng)的 關(guān)鍵設(shè)備及其配套裝置 ,及早進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn) ,力爭在新一輪 的競爭中取得先機(jī)。3. 結(jié)論 總而言之，需要結(jié)合綜采工作面的特點(diǎn)確保供電系統(tǒng)的 安全性

9、、穩(wěn)定性，以及高效性，這就要求不斷地改進(jìn)和完善 綜采工作面的供電技術(shù)，最終使得煤礦礦井的生產(chǎn)效益大大 地提高?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 朱 磊,王為麗 ,陳鴻章 .綜采工作面可靠性分析 J. 山 西煤炭 , 2006, 26(1): 22 -242 李建民 ,章之燕 .安全高效工作面設(shè)備配套與供電方 式分析J.煤礦機(jī)電，2008(1): 7 -11.3 賈俊峰 .現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢J.山西煤炭 , 2005, 25(1): 42 -43.4 黃 濤,符如康 .綜采工作面供電可靠性分析及處理對策J.煤礦機(jī)電，2010(3): 98 -99.5 何敬德 .走新型工業(yè)化道路 ,發(fā)展我國煤礦機(jī)電一