沿空留巷工作面機械設備選型分析及供電系統優化設計

摘要：對玉華煤業有限公司沿空留巷綜采工作面的配套設備使用及供電系統的優化設計，通過設備配套的選擇及應用和供電系統的優化設計，實現該礦1401沿空留巷綜采工作面設備布置、供電系統更加安全、可靠、經濟、合理的運行。

關鍵詞：配套設備應用;供電設計;優化

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

隨著綜合機械化配套技術的迅速發展，使我國煤炭產量有了很大提升，煤炭企業逐步向高產高效型進行轉變。為了促進企業的發展，獲取更大的安全效益和經濟效益，我公司借鑒國內外先進的沿空留巷開采技術和設備，對我礦1401沿空留巷綜采工作面進行了綜采設備配套的選擇及應用和供電系統設計的優化。

1 ?設備狀況及配套設備應用

1.1 工作面設備選型及配套分析

（1）采煤機：

選用MG2×160/730-WD2型電牽引采煤機，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。

具有結構簡單，配置靈活，易于維修，采用大屏幕液晶顯示器，人機界面友好，全中文顯示，故障自診斷技術，智能保護齊全。適合我礦中厚煤層的開采。

（2）工作面刮板輸送機：

選用SGZ730/2×200型中雙鏈刮板輸送機，運輸量：700t/h;長度：200m;電機功率;2*200KW;刮鏈板速;1.1m/s。

該輸送機采用優質合金鋼鑄造、鏟板槽幫與高強度耐磨中板組焊而成的整體結構，提高了強度，增加了可靠性，減少了維護量，質量穩定可靠。雙電機牽引，大功率適合我礦中厚煤層開采的運輸。

（3）液壓支架：

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

（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，進水壓力：常壓公稱壓力31.5Mpa;公稱流量：315L/min;曲軸轉速650r/ min;柱塞直徑：45 mm;柱塞行程：66 mm;柱塞數目：5;電機功率200KW;工作液：3～5%乳化液。

1.2 輔助設備選型及配套分析

（1）轉載機選用SZZ764/160型中雙鏈刮板轉載機，運輸量1000 t/h;長度 50 m;電機功率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和順槽可伸縮皮帶子間起轉載運輸原煤，具有傳動功率大，結構緊湊，整機體積小，高度低，架橋段聯接強度高，大運量，可靠性較高。

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

該機整機破碎能力大，強度高，剛性好，安全可靠，適合我礦媒質硬度<5的破碎標準。

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

此膠帶輸送機驅動采用雙滾筒雙電機驅動，具有長距離、大運量、連續輸送等優點，且運行可靠，營運成本較低，能根據工作面的推動和順槽的伸縮而進行伸縮，具備一定的儲帶功能，適合我礦綜采工作面的采煤工藝。

2 ?供電設計的優化

1401工作面設計走向850米，工作面長度200米，設備總容量KW，所有電氣設備均采用1140V供電。

2.1 供電設備負載的優化調整

1401工作面供電系統由采區變電所供電改為三臺移動變電站供電，以縮短低壓系統供電距離，減少電壓損失，提高設備利用率。

（1）移動變電站負荷分配：

高壓側采用10KV供電，來自北巷采區變電所的高壓開關，電源線選用MYPTJ-3×70mm2高壓原電纜引自移動變電站。在進風順槽設置1#移動變電站，負荷為帶式輸送機、乳化泵站和沿空留巷用注漿泵。在輔助進風順槽（沿空留巷）設置兩臺移動變電站，2#移動變電站負荷為煤機電源，3#移動變電站為刮板輸送機、轉載機、破碎機電源。

（2）綜采工作面移動變電站的選擇及效驗

1#移動變電站向帶式輸送機、乳化泵、注漿泵供電計算負荷為：

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

查煤礦保護整定細則表得，區加權平均功率因數 =0.7

=658.6kVA

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

2#移動變電站向煤機供電計算負荷為：

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

查煤礦保護整定細則表得，區加權平均功率因數 =0.7

=552.7kVA

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

3#移動變電站向刮板輸送機、轉載機、破碎機供電計算負荷為：

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

查煤礦保護整定細則表得，區加權平均功率因數 =0.7

=545.5kVA

故，選取1臺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

向煤機供電的電纜電壓損失：以供電距離最遠的截割電動機進行電壓損失校驗。

V < V

滿足對最遠端截割電機供電的要求。

從以上計算和負荷分配可以看出，使用三臺移動變電站完全滿足綜采工作面供電需求，其優點縮短供電距離，減少電壓損失，避免資源浪費，提高設備利用率。

2.2 供電系統的優化設計

1401綜采工作面沿空留巷供電設備的布置：1#移動變電站布置在輔助進風聯絡巷內，其負荷乳化泵供電距離600米，帶式輸送機供電距離200米，2 #、3 #移動變電站布置在輔助進風巷400米處，用電負荷距離供電地點較近，并將移動變電站進行固定設置。2 #、3 #移動變電站不需要，隨著工作面推進而移動，其供電距離為450米，經計算滿足電壓損失要求。工作面推進到一定距離時，只需要將2 #、3 #移動變電站移動到輔助進風聯絡巷內即可。其特點是：

（1）不占用軌道運輸，保證軌道運輸暢通，同時減少工人勞動強度，避免挪移移動變電站發生危險事故。

（2）將移動變電站設置在輔助進風巷，煤塵小，空間較大，供電集中，方便停送電及維護檢修，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、電纜選擇：移動變電站電源線選擇MYPTJ-3×70mm2 高壓箱套雙屏蔽電纜，選擇PJG47-10Y型高壓配電裝置。低壓開關選用礦用防爆型QJZ-1600十組合真空磁力啟動器、KJZ-400饋電開關;低壓電纜采用MCP-3×95mm2 和MCP-3×70mm2 等低壓電纜。

并按長時間最大負荷電流與電纜的機械強度初選低壓電纜截面，按電動機額定電流與電纜機械強度要求選低壓電纜截面，計算最大三相短路電流，效驗電氣設備動穩定性和熱穩定性及效驗電纜的熱穩定性等，計算最小兩相短路電流，效驗保護裝置的靈敏度及繼電保護的整定計算。

繪制1401沿空留巷綜采工作面供電系統圖，標明電氣設備使用地點、容量、型號。高低壓電纜型號、截面、長度。低壓開關型號、容量、整定值。使供電設計更加規范、實用，更加經濟、合理。

3 ?結語

通過對1401沿空留巷綜采工作面設備選擇應用，更好的發揮綜采工作面的采煤效率，減少設備事故影響時間，提升設備效率，在完善供電點系統的同時，不但減少材料及能源的浪費，更加安全、可靠的確保生產，以后在我礦進行全面改造應用。

參考文獻

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

[2]顧文卿，中國礦業大學出版社，2011

作者簡介：鄧克永（1972—），男，江蘇徐州，2009年畢業于中國礦業大學機械電子工程專業，助理工程師。