综采工作面远距离供电的设计及应用探究

综采工作面远距离供电的设计及应用探究

摘要：当前，随着开采力度的加大，矿井的深度越来越深，巷道容易变形，而通风断面和人性通道均依靠扩修来保证，使得开采工作的难度也越来越大。本篇文章综合介绍综采工作面远距离供电的设计，旨在为综采工作面远距离供电的实现提供参考和依照。

关键词：综采工作面；远距离供电；设计

近年来，随着经济的发展，科学技术水平得到了极大的提高，综采工作面也得到了极大的发展，综采工作越来越机械化、大型化、专业化，伴随着综采设备使用，对大型电站设备提出了更高的要求，给移动电站系统提出了更大的挑战。同时，综采设备在工作期间会产生大量的热量，常给井下工作带来不便，然而电站会在一定程度上占据巷道空间，影响巷道的支护等，若想解决这一系列问题，必须采用远距离供电系统。

一、综采工作面当前供电系统设计

当前，综采设备功率较高，耗电量大，常采用移动变电站进行供电，主要有三种方式。第一种是将移动变电站设计在综采工作面下顺槽中的运输巷内，然后在可伸缩胶带输送机一侧铺设一条专供移动变电站及工作面配电点和乳化液泵站等设备装置的平移轨道，虽然设备在工作时能够随意移动，但这种方式存在一定的不足，其要求巷道断面较宽，所需要的支护成本较高。第二种是将移动变电站、工作面配电点及泵站均设置在单独的辅助巷道内，每隔一定距离用横川与运输巷相连，这种方式解决了第一种方式的不足，但却由于需要铺设运输巷和横川，综合起来，没有第一种方式好。第三种方式是把移动变电站安装在远离综采区的地方，和第一种方式相比，减少了巷道截面，支护成本低，维护的时候也较为方便，但由于变电站距离综采区较远，电缆压浆损失等较大。所有，若想获得最为

经济的方式，必须综合考虑，结合上述三种方式的优缺点，确定最佳方案。

二、传统供电方式的缺陷

首先，易诱发安全事故。受地质条件的影响，巷道内的压力一般较大，在拉动移动设备时，需要对设备列车前方的巷道进行扩修，否则设备列车无法通过狭窄的巷道。在狭窄的巷道里，设备置放在回风槽中，占据了一定的空间，使得槽内空气的流通速度缓慢，并且空气的质量不好，含氧量降低，在实际操作过程中工作面煤层厚度变化幅度不一，瓦斯涌出量呈阶段性，时多时少，若工作面煤层厚度较大时，设备列车前的瓦斯传感器处于临界状态，时刻有产生危险的可能，加上空气不流通、巷道变形，极易发生安全事故。其次，工人强度较大。由于变电站列车是跟随综采设备的，综采设备在哪，一定变电站就在哪，随着移动变电站的移动，很多物资也需要移动，这些物资的运输都是由工人来完成的，使得工人的劳动强度增大。

三、远距离供电设计

（一）远距离供电设计需要解决的问题

1、设施设备

需要液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、乳化液泵站、喷雾泵站、两巷胶带输送机等。

2、需要解决的问题

在综采工作当中，确保各项工作能够顺利开展的前提条件是保证电压稳定，在实际工作当中，必须使设备所需要的实际电压小于原先设定的电压，否则工作不能够正常开展。所以，综采工作面远距离供电需要解决以下几个问题：（1）优化供电方法。在远距离供电设计当中，由于距离远，使得供电线路较长，线路压降大，为了保证各项工作能够顺利开展，必须选用合适的变压器和电缆，确保电压控制。

（2）采用新型设备。旧的供电设备较为笨重，且功能不齐全，在远距离供

电设计当中，原有的设备全数移出工作面，为了实现供电系统的自动化，需要采用全新的设备，使综采工作得以顺利开展。

（3）优化供电系统。变电站和综采工作面的距离远，各线路、管道的压力较大，需要在尽可能降低其压力，确保供电得以顺利进行。

（二）远距离供电系统设计

1、电压损失检验

综采工作远距离供电系统对线路电压的损失进行检验，确保电压能够满足各设备的正常运转。《煤矿电工手册》规定：正常运行时，电动机的端电压不低于额定电压的7%—10%；对距采区变电所最远、容量最大的电动机启动时，应保证电动机在重载下启动，如采掘机械无实际最小启动力矩数据时，可按电动机启动时的端电压不低于额定电压的75％校验。

2、保护和控制系统

在综采工作面供电设备布置过程中，采用机载卧式六组合开关，作为工作面采煤机、刮板机、转载机等设备的启动和停止控制。采用触摸输入式的大屏彩色液晶显示控制器，并与其他设备互连。在各项工作布置好之后，选用与组合开关适配性较好控制系统，确保两巷胶带输送机及综采工作面设备的集中控制、保护、闭锁、沿线通讯等功能，实现对主要生产设备工况的实时在线检测。在发现故障隐患时，必须及时采取措施，避免设备损坏，确保各个环节能够正常运行。

3、综采工作面供电设计的计算

低压短路电流检验，按照最远两端短路电流检验低压系统灵敏度进行，满足要求即可。低压电缆的选择U=I×R×L，其中U表示电缆的损失电压（单位：V），I表示电缆通过的电流（单位：A），R表示电缆的电阻（单位：Ω），L表示电缆的长度（单位：km）。电流计算根据物理公式I=U/R（单位：A）。

4、效果分析

综采工作面远距离供电设计具有以下几个优点：首先，解决了设备列车拉移困难的问题，在远距离供电过程中，设备列车是放置在皮带运输顺槽停采线外大断面处，传统的方式是拉移列车，增大量巷道压力，现有的设计彻底的减小了巷

道的压力，有效解决了通风断面小、行人道狭窄等难题，在工作期间，确保人行通道能够畅通。其次，降低了安全事故发生概率。远距离供电技术的所有设备均不在回风槽当中，没有占用槽内空间，大大增加了槽内空气流通速度，将通风阻力减小，在很大程度上降低了瓦斯事故，从源头上杜绝了发生安全问题的概率。此外，大大降低了工人的劳动强度。传统的供电方式主要依靠人力搬运物资，搬运物资的距离较长，劳动强度大，增加了很多不必要的工作，在远距离供电技术中，将所需要的物资放置于设备列车上，大大缩减工人的运输距离，降低工人劳动强度，提高了生产率。同时还解决了设备列车拉移频繁，有利于安全生产。

结束语

随着矿井工作的不断发展，采煤工作面临着越来越大的挑战，对供电技术提出了新要求。综采面远距离供电设计是较为合理的供电系统，其信息化的管理能够使各个系统、各个环节达到最佳状态，大大提高了工作效率，降低了工人的劳动强度，可以广泛适用于各种地面和环境，为矿井的生产提供基础保障。在综采工作面工作中具有极为重要的意义，值得借鉴和大力推广。

参考文献：

[1]杨治国,田建辉,乔军伟等.综采工作面远距离供电设计与应用[J].煤炭技术,2012,31(10).

[2]李占平.综采工作面远距离供电供液系统设计与应用[J].煤矿开采,2012,17(3).

[3]马广忠.综采工作面供电供液系统设计与应用[J].科技创新导报,2013,(25).

[4]董海生,徐发涛,韩庆晟等.综采工作面供电系统的优化设计[J].矿山机械,2012,40(12).