露天矿改扩建后的供电系统布置和生产设备选型

露天矿改扩建后的供电系统布置和生产设备选型
宫德祥
【摘要】露天开采后不仅提高了生产效率,同时安全系数也大为提高,从而保护了稀缺煤种的合理有序开采和利用.由井工开采改为露天开采,供电系统的改造和生产设
备的重新选型布置是矿井技术改造的主要项目之一.
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2014(000)012
【总页数】3页(P63-64,68)
【关键词】露天开采;供电系统;生产设备
【作者】宫德祥
【作者单位】山西省晋中市昔阳县煤矿安全监管巡查队,山西晋中045300
【正文语种】中文
【中图分类】TD822
随着新型开采技术的逐渐推广，过去一些高耗能、安全系数低、产量低的小煤矿已经不能适应现代化矿井管理的需要，取而代之的是高产高效现代化矿井。

在山西，由于小煤矿的无序开采，不合理利用，一定程度上已经造成了煤炭资源的破坏，重新整合已经无法满足高产高效的矿井的有效布置，为了提高稀缺煤种的有效利用率，只能对其进行露天开采。

由井工开采改为露天开采后机电项目的改造需要解决2
方面的的实际问题，首先要拆除旧矿井留下的三相三线制供电电源系统和用电设备，按照露天开采设计重新合理布置为地面生活区和采区供电的三相四线制供电系统；
其次就是根据实际情况选择生产、运输、穿孔爆破、排土等机电设备，实现简约、灵活、可靠的生产。

结合矿井实际情况，实事求是的安排采剥工程计划，最大限度采出现有矿田内适合露天开采的资源[1]。

露天煤矿的机电改造项目主要包括矿区
供电系统的重新布置和采区生产运输、穿孔爆破、排土作业等生产设备的选型购置。

以山西省昔阳县安顺北坪煤业有限公司为例来说明供电系统的布置和生产设备的选型。

矿区的供电系统主要是为矿区的照明，排水和行政生活供电，采用10 kV电网供
电即可满足要求，10 kV高压系统采用中性点不接地系统，0.4 kV低压系统全部
采用中性点直接接地系统，工作接地电阻不大于4 Ω。

为保障人身安全，所有电气设备外壳均与接地线可靠联结。

当线路较长时，采用重复接地的措施，接地电阻不大于10 Ω。

由于露天矿负荷较分散，生产作业距离较长，因此在矿区需要设油浸式全封闭
10/0.4 kV变电站3座。

露天矿双回路10 kV电源引自不同母线段，线路均采用
钢筋砼电杆架空敷设，单回长度约为不超过10 km。

在变电所的进、出线处均加
装避雷器作为防雷电波侵入保护措施。

1）采场内10/0.4 kV移动变电站采用TN-C-S系统。

主要用于采场内排水泵供电，选用S10-M-250/ 10，250 kVA，10±5%/0.4 kV Dyn11型电力变压器2台满足矿区所有涌水地点的需要。

双回10 kV电源经负荷开关用UGEFHP-10kV
3x25+3x16 mm2型橡套电缆分别引自设在坑边的2趟10 kV电源架空线路。

当任何一回路电源或任何一台变压器出现故障时，另外一回路电源或变压器能保证排水设备在最大排水量时的正常启动、运行。

变电站0.4 kV侧采用单母线分段接线。

变压器分列运行，1台工作，1台备用。

在正常情况下，单台变压器负荷率为24%；在暴雨情况下，单台变压器负荷率为70%。

坑内排水泵房内设0.4 kV低压配电室1个，采用放射式供电方式为附近的水处理
车间、一体化污水处理设备及场地照明提供电源，水泵采用手动和自动控制2种
控制方式。

场地内选用YJV22-1kV型电缆直埋地敷设。

总低压电源用YJV22-1kV 型电缆引自外包驻地10/0.4 kV变电所0.4 kV母线，供生活、排土场、储煤场照
明用电，并且设置应急照明设施，电缆直埋地敷设。

建筑物内照明根据环境的不同分别选用适合的照明灯具，照明光源全部选用高效节能型产品。

变电所、办公场所、消防泵房、锅炉房等重要生产、生活建筑内设置应急照明设施。

2）生活区10/0.4 kV变电所。

在露天矿生活区场地内设10/0.4 kV变电所1座，室内布置，选用S10-M-400/10，400 kVA，10±5%/0.4 kV Dyn11型电力变压器1台。

单回10 kV电源经负荷开关用YJV22-10 kV 3 ×25 mm2型电缆引自附近的10 kV电源架空线路。

3）行政区10/0.4 kV变电所。

在行政区场地内设10/0.4 kV变电所1座，选用
S10-M-160/10，160 kVA，10±5%/0.4 kV Dyn11型电力变压器2台。

双回路10 kV电源经负荷开关用YJV22-10kV 3×25 mm2型电缆分别引自附近的2趟
10 kV电源架空线路。

变电所低压侧采用单母线分段接线。

2台变压器分列运行，同时工作。

变压器负荷率为71%，单台保证率为71%。

当任何一回电源或任何一台变压器出现故障时，另外一回路电源或变压器能保证消防设备的正常启动（消防采用手动就地和远方2种控制方式）、运行。

在消防泵房内设0.4 kV配电室1个，配电室与泵房为联体建筑，选用XL-21型开关箱设备，2回0.4 kV电源用YJV22-1 kV型电缆引自露天煤矿行政区10/0.4 kV 变电所2段不同的0.4 kV母线，电缆直埋地敷设。

当正常供电电源故障停电时，
备用电源能保证所有消防用电设备的正常启动、运行。

储煤场0.4 kV照明电源用YJV22-1 kV型电力电缆引自外包驻地10/0.4 kV变电
所0.4 kV母线，电缆直埋地敷设。

1）小型露天煤矿的剥离和开采工艺多用单斗-卡车开采工艺。

单斗-卡车适应性强、开采程序灵活、开拓运输系统多样化，在改扩建的露天矿中应用比较广泛，但是运输费用高，环境污染严重，不适合长距离运输。

例如，山西省昔阳县安顺北坪煤业公司年产90万t，埋藏深度在20～100 m范围，因此单斗挖掘机的选型不需要很大，具体参数见表1。

与采装设备对应，剥离物和煤炭的运输设备也选用相同型号的载重22 t的自卸卡车。

其主要参数见表2。

结合资源整合后的露天矿产量小、服务年限短、地质条件复杂、内外排运距较近等特点，这种机动灵活、适应性较强的单斗-卡车工艺应是的首选工艺，单斗挖掘机
选用液压反铲更能提高工作效率，剥离和开采均采用小型自卸卡车运输[2-5]。

2）穿爆设备。

剥离岩石力学强度较高，为提高采掘设备作业效率，确定除表土层不需爆破直接由挖掘机采装外，其余煤、岩均需预先穿孔爆破，穿孔设备选用孔径150 mm的潜孔钻机，煤岩穿孔设备设计选用150 mm孔径的全液压潜孔钻机，这中钻机生产能力可达到2.5 Mm3/（台·a），为避免挖掘机作业不受穿孔设备突发故障影响，保证设备作业的可靠性，将确定布置2台钻机。

并且根据爆破的现
场状况选用3 t炸药运输车及1.5 t爆破材料运输车，其中这2种类型的车辆离子
感烟火灾探测器、导静电橡胶拖地带、防静电橡胶带、排气火花熄灭器、通风装置和危险指示牌等安全设施齐全可靠。

3）排土设备。

排土设备配置中型履带式162 kW推土机，这种推土机附着性能好、牵引力大，接地比压小，爬坡能力强、能适应恶劣的工作环境，知名的厂家有美国的卡特彼勒公司，我国的山东推土机总厂、黄河工程机械厂等十多家。

4）辅助设备。

辅助设备主要用于处理采掘场煤层顶底板处三角岩、清理煤面、平整工作面及道路工程等。

根据煤岩性质，采、运设备规格，结合道路工程量及气候条件等因素，考虑设备规格尽量统一，确定辅助设备主要有：洒水车，134 kW （180HP）平地机，加油车和液压反铲等。

辅助设备的有效配置不仅能保证安生
生产的正常需要，对将来的复垦绿化工作也是必不可少的施工保证。

山西省昔阳县安顺北坪煤业公司供电系统的大型改造和生产设备的选型布置大大提高了回采率，减少资源损失的同时延长了矿山的寿命，使矿山达到合理的服务年限。

根据目前煤炭价格，经过经济测算，利用露天方式开采仍有较好的经济效益。

【相关文献】
［1］梁建义，赵也凝.论矿山机电业的发展现状及未来发展趋势［J］.露天采矿技术，2005（1）. ［2］王桂林.黑岱沟露天煤矿单斗-卡车分区开采［J］.露天采矿技术，2008（5）.
［3］袁福江.浅谈魏家峁露天矿抛掷爆破在单斗汽车工艺中的应用［J］.露天采矿技术，2011（2）.
［4］袁福江，李靖，刘宏宇.魏家峁露天矿吊斗铲工艺与单斗汽车工艺比较［J］.露天采矿技术，2011（5）.
［5］贺昌斌.单斗卡车工艺的原煤运输坑线布置［J］.露天采矿技术，2012（3）.。