简析煤矿井下供电系统的优化改造设计实践

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摘要：随着经济的飞速发展，煤矿技术也得到了很好的发展。本文根据作者多年实践经验就煤矿井下供电系统的优化改造设计实践进行了简单的阐述。

关键词：供电系统；优化改造；设计实践

【分类号】：TG333.2

一、引言

矿井供电系统是煤矿生产的重要动力源，其系统设计的优劣直接影响煤矿生产的安全稳定运行和煤炭生产成本。随着煤炭生产技术的迅速发展，煤炭的产量大大提高，煤矿作业中大功率电机等大型电气设备的不断应用和增加，井下供电系统承担的负荷就越来越多，这就要求整个井下供电系统必须提高供电质量。一旦煤矿井下供电系统出现问题，整个矿井的正常运转必然会出现紊乱，极容易发生瓦斯事故和淹井等恶性事故，其后果不堪设想。

二、井下供电系统技术改造设计原则

（1）一定认真贯彻国家有关安全生产的各项方针政策和法规，遵照有关现行的设计技术规程、规范及规定。

（2）要从整体出发，对提出的优化改造设计方案进行必要的计算，并要求施工图纸齐全。深入论证电源、负荷及线路布局的合理性，并要从定性和定量两方面来论证其安全可靠性和经济稳定性。

（3）充分了解供电现状，对不符合技术要求和安全规程的必须进行技术改造或更换，尽量利用现有设施和能够安全运行的电气设备，本着减少改造工程量、投资少，见效快的原则，

（4）在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、启动器和电缆等设备最少。

三、井下供配电

（1）供电电压

井下高压采用10kV，采区低压动力采用1140V及660V，井底车场石门采用660V，照明及手持电钻采用127V。

（2）井下供配电系统

本矿井为斜井开拓方式，运输大巷内采用胶带机运输，运输顺槽采用胶带机运输、轨道下山采用调度绞车提升。根据井下负荷统计表得出，矿井最大涌水时井下计算负荷为Pj=2520.8kW，Qj=2439.8kvar，计算电流Ij=181.9A。按经济电流密度计算，矿井下井电缆选用2回MYJV22―8.7/10kV，3×95mm2交联聚乙烯绝缘矿用电力电缆，经主井筒引至井下中央变电所。两回电缆分别取自地面变电所10kV不同的母线段，一回运行，一回备用。当一回电缆故障时，另一回电缆能保证井下现有最大涌水量时的全部用电负荷供电。

1）中央变电所

井下变电所内10kV侧选用9台BGP49-10型矿用隔爆型高压真空配电装置；变电设备选用2台KBSG-400/1010/0.69kV400kVA矿用变压器；0.66kV侧选用3台KBZ-500型矿用隔爆馈电开关、3台KBZ-200型矿用隔爆馈电开关、3台QJZ-200型矿用隔爆真空磁力启动器、1台BZX-4.0/0.6，4.0kVA0.6/0.133kV型照明变压器综合保护装置。

井下变电所10kV配出共6回，2回至所内变压器；1回至采区配电点；1回至综掘配电点；1回至运输大巷胶带机配电点。低压配出共7回，其中3回至主水泵，2回至调度绞车硐室，1回至给煤机，1回至普掘配电点。井下电缆全部用铜芯电缆，井下主电缆选用交联聚氯乙烯扩护套内钢带铠装MYJV22-8.7/10kV型电力电缆，低压动力电缆除煤电钻采用MZ-0.3/0.5型煤电钻专用橡套电缆外其他均选用MY-0.38/0.66型矿用橡套电缆。

2）采区供配电

为减少管理环节，节约投资，使高压深入负荷中心，采区所有负荷均直接由中央变电所供电。自中央变电所10kV的两段母线分别引出电缆向采区运输皮带、综采工作面、综掘工作面供电。以上各用电负荷均采用KBSGZY型矿用隔爆型移动变电站供电。供电电缆采用煤矿专用高压双屏蔽监视型橡套电缆，电缆型号为MYPTJ-6/10kv，3×50+1×25/3+JSmm2、MYPTJ-6/10kv，3×25+1×16/3+JSmm2。本设计中，所有开拓及掘进工作面的局扇均采用专用开关、专用电缆供电，并配有风电瓦斯闭锁装置。掘进工作面的局扇均采用双回路供电。

（3）井下电气设备保护

1）10kv配电设备设有短路、过流、失压及单相选择性接地保护。

2）0.66kv配电设备设有短路、过载、失压及漏电保护。

3）煤电钻设有电钻变压器综合装置，对煤电钻能起动短路、过载、漏电等保护，对煤电钻能进行远距离控制。

4）掘进面局扇设有风电瓦斯闭锁装置，工作面设有瓦斯断电保护装置。

（4）井下照明

井下采用固定、移动式电气照明，照明电压等级为127v。各机电硐室、候车室、井底车场主要运输巷等处照明采用固定照明，照明灯俱为：DGS-20/127YA型矿用隔爆荧光灯，约60盏。移动照明选用KS88型矿灯，约150盏。矿灯充电设备设在地面，型号为KTSY―102矿灯快速充电机，共计3台。

（6）井下接地

在井下水泵房水仓内设两块1500×750×5mm的镀锌钢板作为主接地极。各配电点均设辅助或局部接地极。所有用电设备的外壳及保护装置（包括电缆的铠装及接地芯线）和局部接地装置都要同主接地装置相连，形成一个完整的接地网，接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2Ω。

四、总结

随着煤炭技术的飞速发展，大功率的采煤机组及运输设备也随之增加，井下负荷容量远不能满足井下供电系统的供电要求，因此煤矿井下供电系统改造势在必行。通过实践发现，设计人员在进行供电系统改造时，应加强对用电单位供电现状的了解及现场勘察调研，多方讨论，提出多种方案进行论证，本着供电安全可靠、技术先进、经济实用的设计理念进行技术改造，以提高企业的综合经济效益，从本质上全方位的建立本安型煤矿供电系统。

参考文献

[1]魏良.矿山电气设备使用技术[M[.煤炭工业出版社，2006.

[2]《煤矿安全规程》.北京：煤炭工业出版社.2010.

[3]王晓宇.对煤矿井下供电系统的探讨[M[.煤炭技术，2011.

个人简历（李冰，男，1982.07，现任禹州安泰煤业有限公司总办室主任；高子勇，男，1975.12，现任禹州安泰煤业有限公司地测部部长）