煤礦智能化工作面遠程供電供液配套技術(shù)

嚴慶展 翟正州

摘要：本文就目前的智能化工作面遠程供電供液的手段為基準，從系統(tǒng)功能的設(shè)計、數(shù)學分析、數(shù)據(jù)通信、保護手段以及遠程監(jiān)控等方面進行了相關(guān)的研究分析，同時使用最為新型的理論對整個系統(tǒng)進行相應(yīng)的審核和評價，提出了相應(yīng)的智能化工作面遠程供電供液配套設(shè)計的相關(guān)原則，以此幫助解決我國自動化工程在遠程供電供液工作過程中遇到的一系列問題。

關(guān)鍵詞：煤礦;智能化工作;遠程供電;遠程供液;配套技術(shù)

隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展進步，智能化的先進設(shè)備逐漸走入我們的生活之中，同樣的，智能化設(shè)備制造技術(shù)也開始與煤礦工作相結(jié)合，逐漸實現(xiàn)自動化，這也是時代發(fā)展的必然結(jié)果。這些年來，我們國內(nèi)對于自動化采煤的設(shè)計逐漸有了新的進展，有許多設(shè)施較為完善的煤礦開始使用自動化綜合工作，這在一定程度上為推動了煤礦智能化開采的進程。

一、自動化工作面遠程供電供液系統(tǒng)現(xiàn)狀

國內(nèi)的相關(guān)研究工作主要是針對液壓支架或者是采煤機等設(shè)備，但是卻忽略了智能化工作面遠程供電供液的方面，目前來看，其所存在的不足主要有以下幾點：第一，隨著煤礦開采工作的不斷推進，各個變電站的使用功率有了大幅度的提高，這都在一定程度上給予了巷道底板更多的壓力，容易使得其受到破壞或者是變形，間接影響工作的安全性;第二，巷道設(shè)備過多，體積過大，容易形成安全隱患，要想解決這一問題就必須要擴大巷道的寬度，這也會增加工作成本;第三，在過去，一般是將設(shè)備放置在距離巷道一百五十米左右的距離，外移設(shè)備過程中，往往需要浪費大量的時間，在一定程度上降低了工作的效率。目前所使用的遠程監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)逐漸步向成熟化，設(shè)備不再經(jīng)常移動，要想解決上述的一系列問題，就可以充分利用智能化工作面遠程供電供液，即可以保障工作人員的安全，還可以保障巷道設(shè)備的安全。

二、智能化工作面遠程供電供液配套原則

智能化工作面使用的一般是計算機系統(tǒng)，以此保證整個煤礦開采過程的協(xié)調(diào)性，這其中就包括刮板輸送、逆煤流啟以及順煤流停等等，此時使用智能化工作面遠程供電供液手段就可以有效滿足智能化需求。智能化工作面遠程供電供液的設(shè)計主要注意以下六個方面：第一，在遠程供電過程中，要適當?shù)販p少巷道中電纜的數(shù)量，一方面后期的管理，對于特別的系統(tǒng)來說，應(yīng)該選擇合適的電壓來進行供電;第二，使用的設(shè)備本身應(yīng)該具有一定的本地以及遠程控制的功能，經(jīng)過一系列操作處理之后就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的集中控制;第三，設(shè)備在正常運行的過程中，整個系統(tǒng)的電壓損耗不應(yīng)該大于電壓的偏差值，電壓的損失往往會造成嚴重的影響;第四，在遠程供液的過程中，其供液的壓力應(yīng)該嚴格依照支架的要求，應(yīng)該選擇比較適合的設(shè)備，對整個工業(yè)手段進行優(yōu)化處理，從而減小成本;第五，設(shè)備應(yīng)該具有一定的安全性，能夠保證故障發(fā)生時的急停控制;第六，在遠程供液過程中，應(yīng)該使用高壓乳化膠管或者是無縫的鋼管。這樣可以有效幫助設(shè)備的移動安裝。

三、智能化工作面遠程供電供液配套設(shè)計

（一）遠程供電配套設(shè)計

智能化工作面遠程供電供液主要針對于變電站或者是變頻器等設(shè)備的電壓值，首先，應(yīng)該保證移動電纜管理方式的合理化，就巷道來看，要想保證電纜移動的方便性，應(yīng)該使用規(guī)格較小的電纜;其次，對于變電站設(shè)計工作方面應(yīng)該給予足夠的重視，變電站的型號主要以變壓器的容量為基準，然后，在對于系統(tǒng)電壓的損耗計算過程中，應(yīng)該明確了解到其電壓與轉(zhuǎn)矩成正比，在遠程供電過程中，造成電壓損耗的因素有許多，包括電壓支路、變頻器以及變壓器等設(shè)備自身的損耗，在遠程供電系統(tǒng)之中，一般使用兩種方法來減小電壓損耗，提高電壓等級以及增大電纜的粗度，但是日常工作中一般是選用前者;最后，應(yīng)該注意變頻器的相關(guān)設(shè)計，目前的工作中一般會使用相應(yīng)的手段對機械或者是電網(wǎng)電流造成的沖擊進行改善，而現(xiàn)在所使用的變頻器一般是交直交變型號的，都是使用相應(yīng)的半導(dǎo)體進行電流的逆變，這往往會使得通信電路之間形成一定的干擾。

（二）遠程供液配套設(shè)計

在遠距離供液配套設(shè)計過程中，一般是對液壓損耗以及流量進行一定的計算，從而保證支架段的確切壓力，幫助管徑寬度的選擇。在遠程供液過程中，一般有三種方式，雙進單出、雙進雙出和單進單出。所有的三種形式都有各自的適用情形，要正確的評估當前的環(huán)境狀態(tài)，使得選擇更加科學，從而能夠正對性的解決問題，保證運輸?shù)臅r間要求以及能夠盡可能的降低成本。

四、自動化工作面遠程供電供液設(shè)計與應(yīng)用

（一）遠程供液系統(tǒng)設(shè)計

在設(shè)計遠程供液系統(tǒng)的過程中，我們選用了單進單回的供液方式，這樣方便節(jié)省材料以及成本。但同時為了防止出現(xiàn)運輸當中的出現(xiàn)壓力不足的情況，所以選用的管道材料為無縫鋼管。其中主進鋼管的尺寸大小為直徑88.9mm厚度為8mm，長度為5000mm。然后在連接部分需要采用特高壓鋼管連接器。然后選用的高壓閘閥是特高壓的溝槽類型的。以及一些抗高壓的零部件組合而成。在供液的主要作業(yè)區(qū)選用DN385膠管，回路則選用DN51膠管。同時在選用的液壓支架提供的壓力能夠達到31.5MPa。此時的采煤機以額定速度每分鐘8m運行。通過一定的鹽酸，需要選用的泵站型號為BRW400/37.5F，而且需要三臺，其中兩臺正常投入使用，另外一臺防止出現(xiàn)緊急更換。而噴霧泵則選用BRW400/16ZB，總計2臺。即可達到正常工作與運營的要求，保證各項供液功能的正常實現(xiàn)，提供需要的動力滿足效率的要求。

（二）遠程供電系統(tǒng)設(shè)計

為了有效的減小供電線路的粗細節(jié)省耗材，需要采用高壓的供電方式，所以本文選用了電壓為3300V的高壓電來對設(shè)備進行供電。這些設(shè)備主要是包括采煤機、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機和破碎機。而對于泵站的相關(guān)設(shè)備則可選用高壓為1140V 來進行供電。經(jīng)過相關(guān)的核算，最終可知需要用QJGZ-700 / 3300-2設(shè)備來對采煤機進行配電，而對于其他運輸設(shè)備可以用型號為BPJV-630/3300的變頻器來進行掌控。而整個的配電站的型號可以選用KBSGZY-2500/10/3.45、KBSGZY-1600 / 10 / 1. 2各一臺。然后即可根據(jù)實際的線路情況來就散整個供電當中的電壓損失，然后進行相關(guān)的調(diào)整和控制。同時將運輸設(shè)備以及變頻器和泵站采用通信方式來建立遠程的網(wǎng)絡(luò)控制與監(jiān)管，實現(xiàn)實時的交互。實現(xiàn)整個供電系統(tǒng)的智能化程度，更方便工作人員對線路進行管理，及時的處理突發(fā)的狀況，排查故障，進行相應(yīng)的維修工作。

五、結(jié)語：

本文主要是設(shè)計了遠程自動化控制的供電供液系統(tǒng)并探討了具體的設(shè)計思路和方法，實現(xiàn)遠程設(shè)備的控制和實時監(jiān)控。在設(shè)計過程當中對于巷道的供電供液的相關(guān)儀器應(yīng)當隔離，這樣能夠有效的避免變動，從而提高工作的效率，控制巷道底板的壓力大小，提高空氣的流通。能夠更加智能，有助于減少在深入的開采過程當中低壓工作面的沖擊情況。這樣才能夠保障相關(guān)的作業(yè)人員的人生安全，并且實現(xiàn)良好的自動化控制，減少設(shè)備的損壞狀況的發(fā)生。通過這種供電供液技術(shù)為今后的遠程智能化煤礦開采提供借鑒。

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作者簡介：嚴慶展。當前職稱：助理工程師，學歷：本科 。