礦井主通風(fēng)機供電系統(tǒng)升級改造

【摘要】鶴煤六礦東風(fēng)井主通風(fēng)機高壓供電系統(tǒng)，因2012年度礦井創(chuàng)建“全國瓦斯治理示范礦井”的需要，計劃將在東風(fēng)井建設(shè)瓦斯抽放泵站一座和配套瓦斯發(fā)電站，原由礦內(nèi)大湖變電站向東風(fēng)井供電的雙回路架空線路，其供電能力已不能滿足新增機電設(shè)備供電所需。為了有效解決東風(fēng)井供電問題，根據(jù)實際情況，制定了經(jīng)濟、合理的供電改造方案，即滿足了新增負荷供電需要，同時提高了整個風(fēng)井用電設(shè)備的供電安全系數(shù)。

【關(guān)鍵詞】主通風(fēng)機；供電系統(tǒng)；升級改造

1、礦井概況

鶴煤公司六礦始建于1958年，1964年投產(chǎn)，礦井開拓方式為立井多水平上下山開拓，目前主要采掘活動在二水平（-300m標高），正在開拓延伸三水平，現(xiàn)核定生產(chǎn)能力為130萬噸/年。礦井通風(fēng)系統(tǒng)采用兩翼對角抽出式通風(fēng)方式，現(xiàn)有小莊風(fēng)井和東風(fēng)井2個回風(fēng)井。其中東風(fēng)井位于礦工業(yè)廣場的東北部汪琉澗村，距離礦區(qū)1700km，該風(fēng)井主通風(fēng)機擔(dān)負礦井東翼采區(qū)和北翼采區(qū)的通風(fēng)任務(wù)，現(xiàn)安裝2臺AGF606-2.442-1.2-2型軸流式風(fēng)機，通風(fēng)機配套電機功率2×1600kW，高壓供電方式是從位于礦內(nèi)工業(yè)廣場的鶴煤公司供電處大湖變電站架設(shè)2趟6KV（線路截面LGJ-70）架空線路輸送到風(fēng)井變電所，由變電所饋出向風(fēng)機房供電。

2、升級改造原因

2.1用電負荷大幅度增加

鶴煤六礦為鶴煤公司煤與瓦斯突出最為嚴重的礦井之一，因礦井2013年創(chuàng)建全國瓦斯治理“示范礦井”所需，將在東風(fēng)井新建一座瓦斯抽放泵站，站內(nèi)安裝2臺2BEC-72型抽放泵（一用一備），配套電機功率630kW；同時配套安裝5臺600GF-Wd型、600kW低濃度瓦斯發(fā)電機組，瓦斯發(fā)電站運行模式為高壓6KV并網(wǎng)運行。再加上原有風(fēng)井注漿站、水泵房等低壓負荷，東風(fēng)井變電所今后將要承擔(dān)的用電負荷（最大有功功率）為2242KW。

2.2現(xiàn)有條件所限制

現(xiàn)為東風(fēng)井主通風(fēng)機及其它用電設(shè)備提供的高壓供電線路是在礦井1996年改擴建時架設(shè)，起初沒有考慮到將來增加用電負荷所需，架設(shè)的線路截面為LGJ-70型，供電能力僅能滿足現(xiàn)有機電設(shè)備運轉(zhuǎn)所需；但東風(fēng)井遠離礦區(qū)，其附近沒有鶴煤公司供電處高壓變電站，無法采用就近取電源的方法為新增加的用電負荷進行單獨供電，仍必須從礦內(nèi)工業(yè)廣場的大湖變電站向東風(fēng)機提供高壓電源。

3、供電系統(tǒng)改造方案

經(jīng)統(tǒng)計計算，現(xiàn)有向東風(fēng)井供電的2趟高壓架空線路供電容量已不能滿足新增設(shè)備供電所需，本著經(jīng)濟合理，即能滿足新增負荷用電所需，同時又能夠提高整個風(fēng)井供電安全可靠性的原則對現(xiàn)有供電系統(tǒng)進行升級改造工作。為此通過對現(xiàn)有供電系統(tǒng)現(xiàn)狀進行分析，提出了以下3種改造方案，并對改造方案的經(jīng)濟性、安全可靠性進行分析比較，確定最終經(jīng)濟合理的供電方案。

方案Ⅰ：保持現(xiàn)有東風(fēng)井供電系統(tǒng)不變，另行從礦內(nèi)工業(yè)廣場的大湖變電站單獨架設(shè)兩趟高壓供電線路，直接進入東風(fēng)井瓦斯抽放泵房，實現(xiàn)瓦斯泵房的雙回路獨立供電。但如果再單獨為新增加的用電負荷架設(shè)兩趟獨立的供電回路，線徑選用LGJ-70mm2，新架設(shè)兩趟架空線路整體施工預(yù)算成本在110萬左右，將要涉及到大量的資金投入和面臨沿途施工占用附近農(nóng)村耕地、工農(nóng)關(guān)系協(xié)調(diào)等一系列問題?？傮w投入成本較高，與鶴煤公司提出的有效應(yīng)對當(dāng)前復(fù)雜嚴峻的經(jīng)濟形勢，減少成本投入的管理理念相違背，不能成為最佳改造方案。

方案Ⅱ：對東風(fēng)井現(xiàn)向主通風(fēng)機供電的兩趟高壓供電線路在原基礎(chǔ)上進行升級改造，拆除LGJ-70mm2型線路，全部更換為JKLGYJ-185mm2架空供電線路，并對東風(fēng)井現(xiàn)有的變電所進行擴容升級，增加高低壓開關(guān)柜等配電設(shè)備，滿足所有用電負荷所需。但因原架空線路架設(shè)時間較早，電桿全部為混凝土桿，且跨度較大，如同時更換為JKLGYJ-185mm2供電線路，其大彎矩桿、終端桿、中間桿強度和跨度不能滿足新鋪架高壓線路所需，必須拆除另行鋪設(shè)新線路，幾乎等同新架設(shè)兩趟線路，改造預(yù)算費用在150萬左右；同時在施工期間必須停止東風(fēng)井主通風(fēng)機的一個回路，無法實現(xiàn)主通風(fēng)機雙回路供電狀態(tài)，且架設(shè)線路施工周期在兩個月以上，如此長的時間內(nèi)主通風(fēng)機處于單回路供電狀態(tài)，對于高瓦斯礦井來說，一旦使用的另一回路發(fā)生線路故障，短時間內(nèi)無法恢復(fù)，將導(dǎo)致礦井東翼和北翼采區(qū)長時間停風(fēng)事故發(fā)生，對礦井造成災(zāi)難性后果。為此該改造方案不但成本相對有所增加，同時對主通風(fēng)機的安全運轉(zhuǎn)造成了極大的威脅，不能滿足通風(fēng)安全所需。

方案Ⅲ：保持現(xiàn)有東風(fēng)井高壓供電系統(tǒng)不變，另行從大湖變電站架設(shè)一趟高壓供電回路，線徑選為JKLGYJ-185mm2型導(dǎo)線，待新架設(shè)的一趟線路施工完畢后，對變電所進行擴容升級，供電回路進行合理調(diào)整，重新分配負荷。即讓新架設(shè)的回路成為風(fēng)井主通風(fēng)機和瓦斯抽放泵房的共用回路，原有變電所的一趟回路直接進入瓦斯泵房成為瓦斯泵的另一個回路。如此調(diào)整后，主通風(fēng)機、瓦斯泵均實現(xiàn)雙回路供電，而且東風(fēng)井整體供電實現(xiàn)了三回路環(huán)形供電模式；正常情況下，瓦斯抽放泵和瓦斯發(fā)電站并網(wǎng)運行同時采用從大湖變電站直接饋出的LGJ-70mm2高壓回路運行，達到瓦斯泵房和風(fēng)機房相互獨立且互為備用的目的。當(dāng)該線路出現(xiàn)意外故障、線路檢修等情況時，啟用風(fēng)機和瓦斯抽放泵的共用回路，即新架設(shè)的JKLGYJ-185mm2供電線路，確保所有用電設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。采用此供電模式，新增一趟高壓供電回路即可，不但滿足了所有新增用電負荷的供電所需，同時減少了占用周邊農(nóng)村耕地補償費用、有效節(jié)約線路架設(shè)費用等一系列問題，整體改造資金在70萬左右。

4、供電系統(tǒng)優(yōu)化效果

通過以上三種方案的比較，礦最終決定采用方案Ⅲ實施東風(fēng)井供電系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，并于2012年12月20日改造完畢，為全國瓦斯治理“示范礦井”的創(chuàng)建項目順利實施提供了有力的保障。

東風(fēng)井供電系統(tǒng)優(yōu)化改造后，由原來的雙回路供電實現(xiàn)了三回路環(huán)形供電模式，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)和瓦斯抽采系統(tǒng)的抗災(zāi)能力、供電安全性和可靠性均得到了較大的提高。同時有效縮短了施工改造周期，節(jié)約了大量的改造費用等支出，整體取得了較好的實施效果。

5、結(jié)語

1）鶴煤公司所屬礦井均于進入向三水平開拓延伸階段，多數(shù)礦井原供電能力已不能滿足礦井安全生產(chǎn)所需，井上下供電系統(tǒng)改造是多數(shù)礦井當(dāng)前面臨的問題，因此礦井供電系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)與開采水平的延伸同時進行甚至超前進行。

2）礦井供電系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)考慮原供電系統(tǒng)的合理利用，盡可能地發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備和供電線路能力，減少不必要的工程改造費用支出，有效應(yīng)對當(dāng)前煤炭經(jīng)濟形勢下滑帶來的不利因素。