楊永忠

（新疆天富小溝礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832026）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前我國各大礦區(qū)均已采用綜合機(jī)械化開采方式采煤。綜合機(jī)械化開采具有機(jī)械化程度高、開采效率高等優(yōu)勢，然而，采用該方法井下巷道和工作面需要布置的生產(chǎn)和安全電氣設(shè)備也較多[1-3]，因此，井下供配電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行是保證井下正常生產(chǎn)和安全的前提[4-5]。

1 工程概況

新疆天富小溝礦業(yè)位于石河子市西南部，距離石河子市區(qū)75km，隸屬于沙灣縣管轄。井田走向長度3.5km，傾向?qū)挾?.9km，面積約3.47km2。根據(jù)井田的實際地質(zhì)條件及煤層賦存情況，決定采用走向長壁后退式開采方法，接替采區(qū)的掘進(jìn)工作和首采面的開采工作同時進(jìn)行。井下機(jī)電設(shè)備臺數(shù)較多。

2 井下負(fù)荷及下井電纜選擇

2.1 負(fù)荷統(tǒng)計

設(shè)備總臺數(shù)：62臺（工作臺數(shù)45臺，備用臺數(shù)17臺）；

設(shè)備裝機(jī)總?cè)萘浚?867.5kW；

工作總?cè)萘浚?053.9kW；

采用需用系數(shù)法進(jìn)行計算后，計算負(fù)荷為：

有功功率：P=3129kW；

無功功率：Q=612kVar；

視在功率：S=3188kVA ；

無功補(bǔ)償后有功功率：COSφ=0.93，折合噸煤耗電量 15.63kW·h/t。

2.2 下井電纜

井下計算電流：正常涌水量時I=285A，最大涌水量時Ij=307A。經(jīng)計算，同時為保證在礦井一回路供電發(fā)生故障時，設(shè)備仍可由另一回路正常供電，下井電纜選用二回MYJV22-3.6/63×120型煤礦用鋼帶鎧裝阻燃電纜，電纜參數(shù)滿足安全電流、電壓降（△U=2.62%）、熱穩(wěn)定（允許熱穩(wěn)定電流為38.10kA）和經(jīng)濟(jì)電流密度要求。從電纜安全運(yùn)行考慮，下井電纜經(jīng)主平硐入井至下山主變電所，全長1300m，電纜沿幫吊掛。

3 井下供電及設(shè)備選型

3.1 井下供電方案

井下負(fù)荷主要集中在以下幾處：下山帶式輸送機(jī)和軌道下山提升機(jī)，以主排水泵為中心的井底車場附近的負(fù)荷，采煤運(yùn)輸順槽內(nèi)的可伸縮帶式輸送機(jī)頭處的可伸縮帶式輸送機(jī)負(fù)荷，采煤工作面設(shè)備和上下順槽設(shè)備負(fù)荷，掘進(jìn)工作面設(shè)備負(fù)荷。

（1）根據(jù)井下設(shè)備負(fù)荷位置，將主變電所布置在主排水泵房與井底車場的相鄰處，由下山變電所向主變電所引入兩回路6kV電源母線。主變電所供電范圍主要包括：采煤工作面及工作面順槽、掘進(jìn)工作面、主排水泵房、井底車場等。主排水泵采用QJGR-75/6型礦用隔爆高壓交流軟啟動器降壓起動。在掘進(jìn)工作面布置有局部通風(fēng)機(jī)，局部通風(fēng)機(jī)采用不同母線段的雙回660V電壓、專用開關(guān)、專用電纜供電，通風(fēng)機(jī)的控制開關(guān)選用ZJT-30/660SF型礦用隔爆變頻調(diào)速裝置。

（2）在+1190m采煤運(yùn)輸順槽內(nèi)的可伸縮帶式輸送機(jī)頭處，布設(shè)一臺礦用隔爆KBSGZY-500/66/1.2kV型移動變電站。該變電站向運(yùn)輸順槽的帶式輸送機(jī)、運(yùn)輸石門膠帶機(jī)、兩個掘進(jìn)工作面的可伸縮帶式輸送機(jī)及無極繩絞車供電，供電電壓1140V。上述膠帶機(jī)均采用QJR-200/1140型礦用隔爆交流軟啟動器起動。

（3）在+1190mB4采煤運(yùn)輸順槽距采煤工作面100m處，設(shè)一臺礦用隔爆KBSGZY-1600/66/1.2kV型移動變電站，以1140V電壓向工作面采煤機(jī)及可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)配電。設(shè)礦用隔爆KBSGZY-500/66/0.69kV型移動變電站一臺，以660V電壓向運(yùn)輸順槽內(nèi)的刮板轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備配電。配電點(diǎn)6kV電源引自主變電所。

（4）在+1270mB4采煤回風(fēng)順槽距采煤工作面100m處，設(shè)一臺礦用隔爆KBSGZY-500/66/0.69KV型移動變電站，以660V電壓向工作面回風(fēng)順槽內(nèi)的乳化液泵站、噴霧泵等設(shè)備配電。配電點(diǎn)6kV電源引自主變電所。

（5）在距+1190mB8運(yùn)輸順槽掘進(jìn)面100m處設(shè)掘進(jìn)面配電點(diǎn)。設(shè)一臺礦用隔爆KBSGZY-500/1010/0.69kV 型移動變電站，向掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、調(diào)度絞車、探水鉆等設(shè)備配電，配電電壓660V。配電點(diǎn)6kV電源引自主變電所。

（6）在距+1270mB8回風(fēng)順槽掘進(jìn)面100m處設(shè)掘進(jìn)面配電點(diǎn)。設(shè)一臺礦用隔爆KBSGZY-500/1010/0.69kV型移動變電站，向掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、調(diào)度絞車、探水鉆等設(shè)備配電，配電電壓660V。配電點(diǎn)6kV電源引自主變電所。

3.2 井下供電電壓等級

井下供電電壓參數(shù)如下：高壓配電電壓6kV，低壓配電電壓660V，綜采工作面配電電壓1140V，照明設(shè)備配電電壓127V。

3.3 井下主變電所

主變電所接線方式為單母線分段、分列運(yùn)行。主變電所高壓配電開關(guān)選用PBG49-10型礦用隔爆高壓真空配電裝置，低壓配電開關(guān)選用KBZ-400（200）/660型礦用隔爆真空饋電開關(guān)，主排水泵選用QJGR-75/6型礦用隔爆高壓交流軟啟動器降壓起動，照明電源選用ZBZ4/660M型礦用隔爆照明信號綜合裝置。根據(jù)井下負(fù)荷情況，主變電所選用兩臺KBSG-200/66/0.69kV礦用隔爆干式變壓器。

主要電氣設(shè)備的校驗：6kV母線計算最大短路電流IK2=4.33kA，Ic=11.04kA；0.66kV母線計算最大短路電流IK3=13.69kA，Ic=34.9kA；1.2kV母線計算最大短路電流IK3=4.76kA，Ic=12.13kA；660V KBZ-1000/660極限分段能力15kA＞13.69kA，滿足要求；1140V KBZ-500/1.14極限分段能力12.5kA＞4.76kA，滿足要求；高壓電纜 MYJV22-3.6/6-3×25允許熱穩(wěn)定電流7.94kA＞4.33kA，滿足要求。

井下主變電所內(nèi)的設(shè)備布置與供電系統(tǒng)圖一致，雙行排列，高低壓設(shè)備各占一邊，低壓設(shè)備長度超過高壓設(shè)備部分改為低壓設(shè)備雙面布置。

3.4 井下照明

井下主石門、車場、主、副斜井井筒、工作面運(yùn)輸巷、避難硐室及機(jī)電硐室均設(shè)置固定照明。照明燈具采用DGS60-13/127B型礦用隔爆節(jié)能燈；采煤工作面照明燈具采用KBY-62型礦用隔爆熒光燈；在下山提升機(jī)硐室、下山膠帶運(yùn)輸機(jī)硐室、井下運(yùn)輸調(diào)度室、下山變電所、主變電所等處除設(shè)置固定照明外，還設(shè)置BAJ52型防爆應(yīng)急燈。礦燈及充電架數(shù)量：礦井井下工人在籍人數(shù)Ng=369，礦燈數(shù)Nd=369×1.5=554，充電架數(shù)Nj=554÷102=5.4取6，備用充電架數(shù)Nb=2，礦燈房面積60m2。在主變電所、軌道上山絞車硐室、避難硐室等處設(shè)BAJ52防爆型應(yīng)急照明燈。

4 加強(qiáng)電氣安全管理

4.1 加強(qiáng)人才管理和培訓(xùn)

任何行業(yè)，人才總是制約其發(fā)展質(zhì)量的最重要因素，礦井電氣設(shè)備管理及運(yùn)行也是如此。因此要提高礦井電氣設(shè)備的運(yùn)行安全性，必須從根本上加強(qiáng)機(jī)電相關(guān)專業(yè)隊伍的建設(shè)，具體措施主要有：大力引進(jìn)機(jī)電相關(guān)專業(yè)高素質(zhì)人才，建立定期培訓(xùn)制度及時學(xué)習(xí)和補(bǔ)充新的知識結(jié)構(gòu)，外派技術(shù)人員到先進(jìn)的礦山或科研單位掛職鍛煉和交流。

4.2 加強(qiáng)行政管理

加強(qiáng)行政管理，從制度上解決電氣設(shè)備的運(yùn)行及安全。可建立獎懲機(jī)制，做到獎罰分明，激勵員工及技術(shù)人員的工作熱情，使施工隊伍可以積極主動地投入工作。建立檔案機(jī)制，每臺設(shè)備都有相應(yīng)的檔案，做到定期維護(hù)、定期記錄，如發(fā)現(xiàn)可能有出現(xiàn)問題的征兆，應(yīng)采取相應(yīng)措施及時解決。

5 結(jié)論

（1）根據(jù)新疆天富小溝礦業(yè)井下設(shè)備布置臺數(shù)及類型對井下負(fù)荷進(jìn)行了計算，并對下井電纜進(jìn)行了選型；

（2）對井下供配電方法和設(shè)備進(jìn)行了選型設(shè)計，主要包括：供電方案、變電所位置、供電電壓、設(shè)備配置等，并闡述了如何加強(qiáng)井下電氣設(shè)備安全管理。