综采工作面供电、供液模式的探索

综采工作面供电、供液模式的探索
摘要:随着综采工作面设备的大型化，传统的工作面供电、供液模式已逐渐不能适应工作面装备的需求。

根据综采工作面供电、供液的基本模式与技术发展方向，结合锦界煤矿供电、供液的实际应用情况，提出了远距离供电、供液技术模式，并分析了该模式和传统模式相对比的优势和特点。

该技术在锦界煤矿得到了成功应用，取得了良好的效果。

Abstract：With the large-scale development of fully mechanized mining face equipment, the traditional mode of power and liquid supply in working faces has gradually been unable to meet the requirements of working face equipment. According to the basic mode and technical development direction of power supply and liquid supply in fully mechanized mining faces, combined with the actual application of power supply and liquid supply in Jinjie Coal Mine, a remote power supply and liquid supply technical mode is proposed, and its advantages and characteristics compared to traditional mode are analyzed. The technology has been
successfully applied in Jinjie Coal Mine and achieved good results
关键词:综采工作面；远距离；供电；供液
前言：近年来，综采工作面装备大型化趋势明显，导致装机功率不断增大，移变列车设备不断增加，使得移变列车系统日趋复杂，设备散发出大量热量，恶化工作面环境。

移变列车处在动压区，大量占用巷道空间，严重影响支护强度。

在煤层埋藏深，矿压大的矿区，巷道底鼓、设备列车拉移困难、两帮收缩变形严重、行人通道宽度难以保证，不但制约煤矿正常生产，而且严重威胁煤矿安全形势。

使用移变列车进行集中供电、供液的单一模式逐渐显现出不足。

为了能够有效地解决这一问题，保证矿井的正常生产，根据锦界煤矿的矿井条件，对综采工作面供电、供液模式进行了必要的探案和创新，形成了适应复杂条件综采的超远距离供电、供液新模式。

1传统供电、供液模式及特点
移变列车模式将变压器、各种泵站、开关等设备集中布置在综采工作面主运巷，就近为工作面供电、供液，供水。

移变列车模式主要持点是：设备集中布置，易于管理，维护方便；供电距离短，可以有效减少电压降；供液距离短、减小了工作面的供液胶管沿程阻力损失，降低了对液压系统液压力的要求。

其主要缺点表现有：列车段过长，拉移变的过
程中危险性较大，可能发生断绳跑车事故，严重时可能出轨倾倒，危及设备和人
员安全。

2远距离供电、供液模式及特点
远距离供电、供液模式将变压器、乳化液泵站和喷雾泵站等设备固定放置在
工作面巷道外端，将采煤机、刮板输送机，转载机等设备的控制开关放置在巷道
列车段，长距离向工作面供电、供液。

远距离供电、供液模式主要特点是：适应能力强，特别是在复杂地质条件下，使移动列车远离工作面，有利于在巷道超前力较大的矿井应用；安全性能高、可
以避免在拉移变列车过程中发生翻车、掉道等事故；散热效果好，降低了移变列
车的变压器、电动机散发的热量对工作面温度的影响，有效降低工作面温度
3~5℃；在采用U型布置的工作面也能够较好地实现机轨合一。

远距离供电、供液是一种新型模式，其适用条件：供电电压为3300V,乳化液
供液采用大直径橡胶软管或钢管，供液管路直径必须大于DN50,并采取必要的增
压措施；采煤机，刮板瑜送机、转载机等设备的控制开关必须对电压波动具有强
的适应能力。

3远距离供电、供液系统的设计与计算
远距离供电、供液系统2022年11月开始在锦界煤矿初步试验，截至2023
年3月底已顺利回采一千三百多米，取得了良好的效果。

下面结合锦界媒矿
31117综采工作面的实际设计进行介绍。

3.1远距离供电
锦界煤矿31117综采工作面巷道走向长度约为5000m,远距离供电系统采取分段接续的方式，选择3台KBSGZY-4000/10/3.3变压器布置在运输巷道外侧机电硐室，形成固定的变电站，通过4路MYPTJ-3.3KV 3x185型电缆为工作面设备进行供电，变压器至巷道组合开关的最大供电距离为2100m,至最远电动机的距离为2700m。

主要供电设备为采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机，总功率为
6545kW。

正常工作时允许的电压损失校验：对于3300V电网，根据《煤矿电工手册》规定，允许的电压损夫为：△U=3450-3300×95%=315V。

根据各设备的功率参数，分别求出电压损失，求和得出总的电压损失小于315V，故满足要求。

实际运行情况：工作面生产期间，设备运行电压稳定，未出现因欠压造成的设备运行故障。

实践证明，通过优化设计，远距离供电系统能够较好地保证工作面的正常生产。

3.2远距离供液
泵站选用4台BRW630/37.5型乳化液泵和2个(F)RX630/80型乳化液箱，该泵流量为630L/min,额定压力为37.5MPa,电机功率4*450kW,液箱容积2*8000L。

泵站设备固定放置在31118辅回撤通道内，距工作面的距离约为5000m。

从乳化液泵站向工作面敷设3路高压钢管，2路进液，1路回液。

实行远距离供液。

另外，远距离供液需要解决管路压力损失的问题。

工作面供液过程中压力损失主要表现为高压钢管的沿程压力损失，计算公式如下：
△pf=λ•L/d•pv2/2
注：λ为沿程阻力系数，是雷诺数Re和相对粗糙度△/d的函数；d为高压钢管的内径，mm;L为高压钢管的供液长度，m;p为乳化液密度，kg/m3 ；v为管内平均流速，m/s。

根据综采工作面的各项数据输入计算，得出结果，压力损失在允许范围内。

工作面实际供液压力末端压力损失一般为3-5MP:这主要是由于工作面实际用液量
小于乳化泵的工作能力，管内平均流速小于理论最大流速。

4远距离供电、供液系统优化设计的注意事项
1）优化设备在巷道中的布置位置，合理选择固定移变和泵站的位置。

2）应优先选用钢管为工作面供液，在距离工作面100-200m处更换为高压软管。

如全部采用高压软管供液，沿程压力损失较大。

必须将供液管路固定牢固，
减少管路震动。

3）必须解决好供电电缆的拖移、存储问题，实现电缆拖移、存储的自动化，便于工人操作。

结束语：远距离供电、供液与传统的供电供液模式相对比各有优缺点、根据
生产的实际情况进行合理选择。

但随着科学技术的不断进步，远距离供电的技术
瓶颈将被有效突破，其技术优势将得到充分发挥，有利于改善工作面作业条件，
提高工作面安全生产水平和采区整体资源回采率，综采工作面的远距离供电供液
模式必将在煤矿生产中得到越来越广泛的推广应用。

参考文献：
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作者简介：
康云（1993－），男，陕西神木人，学士，助理工程师，现从事煤矿电工。