沿空留巷工作面機(jī)械設(shè)備選型分析及供電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘要：對(duì)玉華煤業(yè)有限公司沿空留巷綜采工作面的配套設(shè)備使用及供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過設(shè)備配套的選擇及應(yīng)用和供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)該礦1401沿空留巷綜采工作面設(shè)備布置、供電系統(tǒng)更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：配套設(shè)備應(yīng)用;供電設(shè)計(jì);優(yōu)化

Analysis of mechanical equipment selection in gob-side entry retaining face And optimal design of power supply system

Dunkeyong

（Zhangji Coal Mine of Xu Mining Group，221000，Xuzhou，Jiangsu）

Abstract：the use of supporting equipment and the optimal design of power supply system in fully mechanized working face with gob-side entry retaining in Yuhua Coal Industry Co.，Ltd，Through the selection and application of equipment matching and the optimization design of power supply system，the equipment layout and power supply system of 1401 fully mechanized working face with gob-side entry retaining in this mine are safer，more reliable，more economical and more reasonable.

Keywords：application of supporting equipment;Power supply design;Optimization

隨著綜合機(jī)械化配套技術(shù)的迅速發(fā)展，使我國(guó)煤炭產(chǎn)量有了很大提升，煤炭企業(yè)逐步向高產(chǎn)高效型進(jìn)行轉(zhuǎn)變。為了促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展，獲取更大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，我公司借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的沿空留巷開采技術(shù)和設(shè)備，對(duì)我礦1401沿空留巷綜采工作面進(jìn)行了綜采設(shè)備配套的選擇及應(yīng)用和供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

1 ?設(shè)備狀況及配套設(shè)備應(yīng)用

1.1 工作面設(shè)備選型及配套分析

（1）采煤機(jī)：

選用MG2×160/730-WD2型電牽引采煤機(jī)，功率730KW;采高 0.9～3.0 m;截深0.6 mm;牽引速度 0～11.6 m/min;牽引力 687 KN;滾筒直徑φ1.5 m。

具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配置靈活，易于維修，采用大屏幕液晶顯示器，人機(jī)界面友好，全中文顯示，故障自診斷技術(shù)，智能保護(hù)齊全。適合我礦中厚煤層的開采。

（2）工作面刮板輸送機(jī)：

選用SGZ730/2×200型中雙鏈刮板輸送機(jī)，運(yùn)輸量：700t/h;長(zhǎng)度：200m;電機(jī)功率;2*200KW;刮鏈板速;1.1m/s。

該輸送機(jī)采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鑄造、鏟板槽幫與高強(qiáng)度耐磨中板組焊而成的整體結(jié)構(gòu)，提高了強(qiáng)度，增加了可靠性，減少了維護(hù)量，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。雙電機(jī)牽引，大功率適合我礦中厚煤層開采的運(yùn)輸。

（3）液壓支架：

選用ZY4000/09/19型液壓支架，該支架為兩柱掩護(hù)式支架，立柱伸縮比較大，適應(yīng)煤層厚度的變化能力強(qiáng)，高度 900―1900mm 、支架工作阻力（P=40.7MPa）4000kN，該支架具有結(jié)構(gòu)緊湊、移架速度快、可靠性高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

（4）乳化泵：

選用GRB315/31.5型五柱塞泵與R×315/20型乳化液箱組成乳化泵站，進(jìn)水壓力：常壓公稱壓力31.5Mpa;公稱流量：315L/min;曲軸轉(zhuǎn)速650r/ min;柱塞直徑：45 mm;柱塞行程：66 mm;柱塞數(shù)目：5;電機(jī)功率200KW;工作液：3～5%乳化液。

1.2 輔助設(shè)備選型及配套分析

（1）轉(zhuǎn)載機(jī)選用SZZ764/160型中雙鏈刮板轉(zhuǎn)載機(jī)，運(yùn)輸量1000 t/h;長(zhǎng)度 50 m;電機(jī)功率160KW;刮板鏈速1.33m/s;爬坡角度：10℃;爬坡高度：1.3 m。

主要用于我礦井下回采工作面順槽中，在工作面刮板輸送機(jī)和順槽可伸縮皮帶子間起轉(zhuǎn)載運(yùn)輸原煤，具有傳動(dòng)功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，整機(jī)體積小，高度低，架橋段聯(lián)接強(qiáng)度高，大運(yùn)量，可靠性較高。

（2）破碎機(jī)：選用PLM1000型輪式破碎機(jī)，破碎能力：1000 t/h;電機(jī)功率：110KW;最大入口斷面700×700 mm ;出口粒度：300 mm以下;轉(zhuǎn)速：1475r/min。

該機(jī)整機(jī)破碎能力大，強(qiáng)度高，剛性好，安全可靠，適合我礦媒質(zhì)硬度<5的破碎標(biāo)準(zhǔn)。

（3）帶式輸送機(jī)：DSJ-1000/2×160型輸送機(jī)，運(yùn)送量1000 t/h;電機(jī)功率2 ×160KW;帶寬;1000 mm ;帶速2.5m/s。

此膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)采用雙滾筒雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，且運(yùn)行可靠，營(yíng)運(yùn)成本較低，能根據(jù)工作面的推動(dòng)和順槽的伸縮而進(jìn)行伸縮，具備一定的儲(chǔ)帶功能，適合我礦綜采工作面的采煤工藝。

2 ?供電設(shè)計(jì)的優(yōu)化

1401工作面設(shè)計(jì)走向850米，工作面長(zhǎng)度200米，設(shè)備總?cè)萘縆W，所有電氣設(shè)備均采用1140V供電。

2.1 供電設(shè)備負(fù)載的優(yōu)化調(diào)整

1401工作面供電系統(tǒng)由采區(qū)變電所供電改為三臺(tái)移動(dòng)變電站供電，以縮短低壓系統(tǒng)供電距離，減少電壓損失，提高設(shè)備利用率。

（1）移動(dòng)變電站負(fù)荷分配：

高壓側(cè)采用10KV供電，來自北巷采區(qū)變電所的高壓開關(guān)，電源線選用MYPTJ-3×70mm2高壓原電纜引自移動(dòng)變電站。在進(jìn)風(fēng)順槽設(shè)置1#移動(dòng)變電站，負(fù)荷為帶式輸送機(jī)、乳化泵站和沿空留巷用注漿泵。在輔助進(jìn)風(fēng)順槽（沿空留巷）設(shè)置兩臺(tái)移動(dòng)變電站，2#移動(dòng)變電站負(fù)荷為煤機(jī)電源，3#移動(dòng)變電站為刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)電源。

（2）綜采工作面移動(dòng)變電站的選擇及效驗(yàn)

1#移動(dòng)變電站向帶式輸送機(jī)、乳化泵、注漿泵供電計(jì)算負(fù)荷為：

= 0.4+0.6×Pmax/ Pn =0.4+0.6×320/678=0.68

查煤礦保護(hù)整定細(xì)則表得，區(qū)加權(quán)平均功率因數(shù) =0.7

=658.6kVA

因此，選取1臺(tái)KBSGZY-800/10/1.14，額定容量為800kVA>658.6kVA，滿足供電的要求。

2#移動(dòng)變電站向煤機(jī)供電計(jì)算負(fù)荷為：

= 0.4+0.6×Pmax/ Pn =0.4+0.6×160/730=0.53

查煤礦保護(hù)整定細(xì)則表得，區(qū)加權(quán)平均功率因數(shù) =0.7

=552.7kVA

因此，選取1臺(tái)KBSGZY-630/10/1.14，額定容量為630kVA>552.7kVA，滿足供電的要求。

3#移動(dòng)變電站向刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)供電計(jì)算負(fù)荷為：

= 0.4+0.6×Pmax/ Pn =0.4+0.6×200/670=0.57

查煤礦保護(hù)整定細(xì)則表得，區(qū)加權(quán)平均功率因數(shù) =0.7

=545.5kVA

故，選取1臺(tái)KBSGZY-630/10/1.14，額定容量為630kVA>545.5kVA，滿足供電的要求。

（3）電壓損失校驗(yàn)

向煤機(jī)供電的電纜電壓損失：以供電距離最遠(yuǎn)的截割電動(dòng)機(jī)進(jìn)行電壓損失校驗(yàn)。

V < V

滿足對(duì)最遠(yuǎn)端截割電機(jī)供電的要求。

從以上計(jì)算和負(fù)荷分配可以看出，使用三臺(tái)移動(dòng)變電站完全滿足綜采工作面供電需求，其優(yōu)點(diǎn)縮短供電距離，減少電壓損失，避免資源浪費(fèi)，提高設(shè)備利用率。

2.2 供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1401綜采工作面沿空留巷供電設(shè)備的布置：1#移動(dòng)變電站布置在輔助進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，其負(fù)荷乳化泵供電距離600米，帶式輸送機(jī)供電距離200米，2 #、3 #移動(dòng)變電站布置在輔助進(jìn)風(fēng)巷400米處，用電負(fù)荷距離供電地點(diǎn)較近，并將移動(dòng)變電站進(jìn)行固定設(shè)置。2 #、3 #移動(dòng)變電站不需要，隨著工作面推進(jìn)而移動(dòng)，其供電距離為450米，經(jīng)計(jì)算滿足電壓損失要求。工作面推進(jìn)到一定距離時(shí)，只需要將2 #、3 #移動(dòng)變電站移動(dòng)到輔助進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)即可。其特點(diǎn)是：

（1）不占用軌道運(yùn)輸，保證軌道運(yùn)輸暢通，同時(shí)減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，避免挪移移動(dòng)變電站發(fā)生危險(xiǎn)事故。

（2）將移動(dòng)變電站設(shè)置在輔助進(jìn)風(fēng)巷，煤塵小，空間較大，供電集中，方便停送電及維護(hù)檢修，事故率較低。

（3）供電供液距離短，電纜電壓損失小，液壓管路損失也小。

高低壓開關(guān)、電纜選擇：移動(dòng)變電站電源線選擇MYPTJ-3×70mm2 高壓箱套雙屏蔽電纜，選擇PJG47-10Y型高壓配電裝置。低壓開關(guān)選用礦用防爆型QJZ-1600十組合真空磁力啟動(dòng)器、KJZ-400饋電開關(guān);低壓電纜采用MCP-3×95mm2 和MCP-3×70mm2 等低壓電纜。

并按長(zhǎng)時(shí)間最大負(fù)荷電流與電纜的機(jī)械強(qiáng)度初選低壓電纜截面，按電動(dòng)機(jī)額定電流與電纜機(jī)械強(qiáng)度要求選低壓電纜截面，計(jì)算最大三相短路電流，效驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性及效驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性等，計(jì)算最小兩相短路電流，效驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏度及繼電保護(hù)的整定計(jì)算。

繪制1401沿空留巷綜采工作面供電系統(tǒng)圖，標(biāo)明電氣設(shè)備使用地點(diǎn)、容量、型號(hào)。高低壓電纜型號(hào)、截面、長(zhǎng)度。低壓開關(guān)型號(hào)、容量、整定值。使供電設(shè)計(jì)更加規(guī)范、實(shí)用，更加經(jīng)濟(jì)、合理。

3 ?結(jié)語

通過對(duì)1401沿空留巷綜采工作面設(shè)備選擇應(yīng)用，更好的發(fā)揮綜采工作面的采煤效率，減少設(shè)備事故影響時(shí)間，提升設(shè)備效率，在完善供電點(diǎn)系統(tǒng)的同時(shí)，不但減少材料及能源的浪費(fèi)，更加安全、可靠的確保生產(chǎn)，以后在我礦進(jìn)行全面改造應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]穆連生，郭增軍，邸滿田。煤礦綜連采實(shí)用電工技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.

[2]顧文卿，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2011

作者簡(jiǎn)介：鄧克永（1972—），男，江蘇徐州，2009年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)，助理工程師。