综放工作面设备配套的应用与供电设计的优化

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　　[摘 要] 对大雁能源公司综采工作面的设备配套使用及供电系统的优化设计,通过设备配套的选择及应用和供电系统的优化设计,可以使该一矿东翼三段30#层综采工作面设备布置、供电系统更趋向于合理、安全、可靠、经济运行。
　　[关键词] 设备配套 应用 供电设计 优化
　　
　　近年来,我国煤炭企业高产高效综合机械化配套技术发展迅猛,解决了制约矿井高产高效的发挥。为进一步推进企业的发展,获取更大的经济效益和安全效益,我公司借鉴于国内外先进的高产高效综放开采技术和装备,对一矿东翼三段30#层采面进行了综采设备配套的选择及应用和供电系统设计的优化。
　　一、设备状况及配套设备应用
　　1、工作面设备选型及配套分析
　　(1)采煤机:选用MG250-675-QWD型电牵引采煤机,功率:675kW;采高:2.45~3.2m;截深:600mm;牵引速度:0~7.1m/min;牵引力:687kN;滚筒直径:Φ1.8m。
　　具有电机横摆、结构先进、运行可靠、采用计算机控制技术、可实现电液互换、爬坡能力强的特点。适合我矿采面中厚煤层的开采。
　　(2)工作面刮板输送机:刮板输送机选用SGZ764/630型中双链刮板输送机,运送量:1000t/h;度:180m;电机功率:2*315kW;刮板链速:1.28m/s。
　　该输送机具有强度高、运输量大、运距大、双电机牵引、大功率,适合我矿采面中厚煤层的开采的运输。
　　(3)液压支架:选用ZF6400/15.7/31型放顶煤液压支架,主要由金属结构件和液压元件系统组成。安装122部液压支架。
　　适用于我矿单一煤层开采、煤层倾角16o、作用于每架支架上的顶板压力可达到6400kN;支撑力大、切顶性能好。支撑高度可在1.57~3.1m。
　　(4)乳化泵站:选用GRB315/31.5型五柱塞泵与RX315/25型乳化液箱组成乳化泵站,进水压力:常压;公称压力:31.5MPa;公称流量:315L/min;曲轴转速:650r/min;柱塞直径:45mm;柱塞行程:66mm;柱塞数目:5;电机功率:250kW;工作液:3~5%乳化液(清水)。
　　2、辅助设备选型及配套分析
　　(1)转载机:选用SZZ830/315型中双链刮板转载机,运送量:1500t/h;长度:70m;电机功率:315kW;刮板链速:1.46m/s ;爬坡角度:10o;爬坡高度:1.3m。
　　主要用于我矿井下回采工作面顺槽中,在工作面刮板输送机和顺槽可伸缩皮带机之间起转载运输煤炭的作用,具有使用寿命长、大功率、大运量、高可靠性。
　　(2)破碎机:选用PLM1800型轮式破碎机,破碎能力:1800t/h;电机功率:200kW;破碎轴转速:466m/s;最大入口断面:1000*900mm;出口粒度:300mm以下。
　　它是将煤块在运输过程中破碎到所需的块度(普式系数f≤4.5),可调整煤流间隙300~150,适合我矿煤质的破碎标准。
　　(3)带式输送机:选用SSJ-160/1000型输送机,运送量:800t/h;长度:1000m;电机功率:1*160kW;带宽:1000mm;带速:2.5m/s。
　　它是靠摩擦传动的胶带输送机,能根据工作面的推移及顺槽的伸缩而进行伸缩,具有一定的储带功能。具有输送能力大、调度组织简单、维护方便、营运费低。结构简单、运转平稳可靠、运行阻力小、耗电量低,适合我矿综放工作面的采煤工艺。
　　二、供电设计的优化
　　一矿东翼三段30#层综采工作面设计走向1000m,工作面长180m,设备总容量2800kW,变压器总容量3830kW,主要设备供电电压等级为1140V、660V、380V。
　　1、供电设备负荷的优化调整:
　　综采三段30#层工作面供电系统由四台移动变电站供电改为三台移动变电站供电。
　　(1)移动变电站负荷分配:
　　高压侧采用6KV电源供电,来自+430水平变电所的高压开关,电源线选用MYPTJ-3*95-1700m的电缆引至工作面移动变电站。
　　在上顺槽设三台移动变电站,一台变电站二次侧电压为1140伏,实现对工作面的采煤机、前部刮板机的供电.另一台变电站二次侧电压为1140伏,对后部刮板机、转载机、破碎机的供电,第三台变电站二次侧电压为660伏,对泵站、后头小电器(潜水泵.小绞车等)供电及下顺槽水泵的备用电源。(下顺槽皮带机的低压电源由下顺槽变电站供给)。
　　(2)综采工作面移动变电站的选择及校验
　　第一台移动变电站向采煤机和前部刮板机供电,计算负荷为:
　　Kr1=0.4+0.6×675/1305=0.71
　　根据查表,综合考虑,取加权平均功率因数cosφwm=0.7。将Kr1值和cosφwm值代入上式得:
　　S=Kr∑PN/cosφwm=0.71×1305/0.7=1324KVA
　　因此,选用一台KBSGZY-1600型移动变电站,6000/1200V,额定容量为1600KVA>1324KVA,即可满足供电要求。
　　第二台移动变电站向后部刮板机、转载机、破碎机供电,计算负荷为:
　　Kr1=0.4+0.6×630 /1145=0.73
　　根据查表,综合考虑,取加权平均功率因数cosφwm=0.8。将Kr1值和cosφwm值代入上式得:
　　S=Kr∑PN/cosφwm=0.73×1145/0.8=1045KVA
　　因此,选用一台KBSGZY-1600型移动变电站,6000/1200V,额定容量为1600KVA>1045KVA,即可满足供电要求。
　　第三台移动变电站向液压泵站、水泵、小绞车、煤电钻、照明等供电,计算负荷为:
　　Kr1=0.4+0.6×250/350=0.83
　　根据查表,综合考虑,取加权平均功率因数cosφwm=0.75。将Kr1值和cosφwm值代入上式得:
　　S=Kr∑PN/cosφwm=0.83×350/0.75=387KVA
　　因此,选用一台KSGZY-630/6型移动变电站,6000/1200V,额定容量为630KVA>387KVA,即可满足供电要求。
　　从以上设计分配可以看出,使用三台移动变电站同样能满足供电要求,主要优点是节省了一台移动变电站。减少了看护人员的工作量及高压开关的维护工作,节省了材料费和人工费的支出。从而避免了大马拉小车的想象,造成资源的浪费。提高了设备的利用率。
　　2、供电系统的优化设计
　　综采工作面供电设备的布置:工作面配电点和乳化液泵站等布置在上顺槽距离工作面一定的距离。随着工作面得推进而移动,它的特点是供电供液距离短,低压电缆电压损失小,液压管路损失少,而且设备移动很方便,便于供电供液设备的维护。
　　高、低压电缆及开关的选择:综采工作面移动变电站供电的6kV采用MYCP-3*95m2高压橡套双屏蔽电缆;选择BGP4-6型高压配电装置。
　　低压电缆采用MCP-3*70m2和3*50m2等低压电缆;低压开关选用矿用隔爆兼本质安全型双速电动机真空电磁起动器、矿用隔爆型真空馈电开关、矿用隔爆型煤电钻及照明信号综保装置等。
　　同时进行了两相、三相短路计算,在计算短路电流时,选择被保护线路的始端、末端作为短路点;计算最大三相短路电流,用来校验电气设备的动稳定性和热稳定性以及校验电缆的热稳定等;计算最小两相短路电流,用来校验保护装置的灵敏度。继电保护装置的整定计算。
　　绘制了综采工作面供电系统图,标明了移动变电站的容量、型号、台数。高、低压电缆的型号、长度。高、低压开关的型号、数量。设备的名称及功率。调整了设备的布局,使供电设计更规范、更实用。
　　三、结语
　　通过对一矿三段30#层综采工作面的设备配套的应用,使设备合理搭配,更好的解决了综放工作面采煤效率的发挥,同时供电系统的优化设计也减少了材料和能源的浪费,更加完善了供电系统的设计。更加安全、可靠性的保证了煤炭生产。可以在我公司全面推广使用。
　　参 考 文 献
　　1)王建华。电气工程师手册。北京:机械工业出版社,2006.■

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