充填开采供电系统可靠性技术分析与实践

作者:周啸 刊名:煤炭与化工 上传者:梁土仙

【摘要】中小型矿井为了减少投入、降低开采成本,多采用炮采工艺进行开采,在进入充填开采后,需投入大功率的设备,保证矿井的供电系统可靠性和连续性。结合矿井的生产实际,分析充填采区大功率设备的情况,通过规划合理的供电方案,实现了矿井供电系统的安全运行和各环节的安全可靠,有效地保证了矿井的安全生产。

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煤矿开采空间、煤层架构的复杂性、特殊性,使供电系统成为矿井生产的关键,矿井供电系统的安全运行,直接关系到从业人员生命安全和生产安全。根据矿井的生产情况,即使增加大功率设备,在现有供电系统情况下,积极采用新技术,新设备,认真规划供电系统方案,实现了矿井供电系统的安全运行和各环节的安全可靠,有效地保证了矿井的安全生产。1概况永定庄煤矿井采用一对斜井开拓,中央并列抽出式通风,副斜井进风,主斜井回风,矿井生产能力30万t/a。充填采用倾斜长壁后退式采煤,炮采工艺,煤层平均2.0m,结构简单。全矿设计装机总容量为3500kW,现工作容量为1680kW。地面变电所安装了2台SZ11-3150/35变压器;6kV高压开关柜共13面,其中2台电容自动补偿柜型号为KYGG-1,其余10面高压开关柜型号为GG-1A;两路下井电缆型号为MYJV22-370,长度为850m和900m,电压等级为6kV,沿副井井筒敷设。井下中央变电所安装了KYGG-2Z型高压开关柜19面,2台KBSG-1000/6干式变压器,9台KYX型低压开关柜。进线柜和照明柜和所有馈出线开关均安装了JY-82型检漏继电器。2充填区设备负荷及供电系统可靠性分析2.1充填开采设备功率充填区设备负荷分为3部分,一为充填工作面开采设备,二为辅助运输设备的负荷,三为充填站设备负荷。其负荷情况见表1。表1充填区设备负荷情况2.2充填区供电系统选择及可靠性分析2.2.1供电系统选择根据矿井实际状况,充填区供电直接由中央变电所供电,并采用双回路供电。使用2台移动变电站,其中:充填站选用1台KBSGZY-630/6型移动变电站;工作面与辅助运输选用1台KBSGZY-315/6型移动变电站,设备负荷选择使用MYJV22-6/6kV(335mm2)矿用聚氯乙烯绝缘钢带铠装铜芯电缆。2.2.2供电系统可靠性分析(1)充填区负荷统计及变电器的选择变压器的选择:=Sc/Sr=448.9/630=71.3%<90%式中:Sc为计算视在功率;Sr为变压器功率;为负荷率。根据充填区工作设备用电情况,选用KBSGZY-630/6型移动变电站1台,负荷率71.3%,即可满足现场要求。工作面与绞车负荷及变电器选择:=Sc/Sr=249/315=79%<90%根据工作面工作设备用电情况,选用1台KBSGZY-315/6型移动变电站,负荷率79%,即可满足现场要求。(2)下井电缆下井电缆型号选用:2根MYJV22-6/6kV(370mm2)钢丝铠装交联聚乙稀绝缘聚氯乙稀护套电力电缆。井下主要分为高压负荷和低压负荷,现有矿井计算负荷总计2407.5kW。按井下最大计算负荷验算电缆截面:Ic=2407.5/1.732Ucos=2782.5/1.73260.94=246.5A<255A现用MYV22-6/6kV370电缆在空气中敷设载流量255A。按电力系统最大运行方式,下井电缆首端即变电所母线发生短路时热稳定校验电缆截面:Id3max=6.6kASmin=Id3maxtf1/2/C=66000.651/2/93.4=57mm2式中:tf为短路电流的假想时间取tf=0.65s;C为热稳定系数取C=93.4。井下所选铜芯电缆70mm2>57mm2短路热稳定校验合格。电压损失校验:下井电缆的电压降,应从地面变电所,经过井下中央变电所直至最远采区变电所的电压降。按正常涌水量和最大涌水量两种情况校验:开采范围较小,电压损失能够满足要求。(3)充填区供电电缆选择充填区开采选择使用MYJV22-6/6kV(335mm2)矿用聚氯乙烯绝缘钢带铠装铜芯电缆,充填区

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