郭永亮

【摘 要】隨著時代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，我國當(dāng)前越來越注重使用綜采工作面進(jìn)行供電，那么采用這種形式安全可靠嗎？鑒于此，本文將根據(jù)目前綜采工作面供電的基本模型，來詳細(xì)分析綜采工作面供電系統(tǒng)的可靠性，并且結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗分別從地質(zhì)環(huán)境、人員結(jié)構(gòu)、裝備結(jié)構(gòu)以及管理水平等各個方面逐一進(jìn)行探討，并且根據(jù)綜采電氣故障的普遍表現(xiàn)形式，提出了一些提高供電可靠性的建議，希望能夠為將來更好的提高綜采工作面的供電可靠性提供一些借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】綜采工作面；供電系統(tǒng)；可靠性；結(jié)構(gòu)；環(huán)境

隨著中國煤炭工業(yè)發(fā)展的速度越來越快，綜采工作面機(jī)電設(shè)備的單機(jī)容量與整體容量也隨之得到了比較大地提高，與此同時隨著我國近些年來加大了對各大礦井的開發(fā)力度，在很大程度上加大了供電距離。但是在這個過程中隨著距離和設(shè)備功率的加大供電系統(tǒng)電壓損失也比以往大了很多，這就很容易造成電動機(jī)端出現(xiàn)電壓過低的現(xiàn)象發(fā)生，從而在一定程度上影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可見，想要真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代礦井高產(chǎn)高效就必須仔細(xì)研究綜采工作面供電設(shè)計技術(shù)，只有這樣在真正的工作過程中才會做好胸有成竹，就算遇到問題也能夠不慌不亂，采取合理措施加以解決，保證工作面發(fā)揮出自身的最大功效。

一、當(dāng)前綜采工作面供電的實(shí)際情況

（一）設(shè)備負(fù)荷呈現(xiàn)逐漸增大的態(tài)勢

隨著我國科學(xué)技術(shù)日新月異，綜采工作面機(jī)械化程度隨之不斷提高。就目前而言，綜采設(shè)備正在一步一步的向著重型化與智能化方向快速發(fā)展。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，隨著礦井的不斷開拓與延伸，目前中國煤炭企業(yè)的綜采工作面長度已經(jīng)超過了300米，最大采高能夠達(dá)到7米，最大推進(jìn)長度達(dá)6000米。為了最大限度的達(dá)到工作面高產(chǎn)高效的目的，現(xiàn)在有一定實(shí)力的煤炭企業(yè)已經(jīng)配套使用了那些負(fù)荷容量大的機(jī)械設(shè)備。比方說在一些大型礦井的高產(chǎn)高效工作面當(dāng)中，各個設(shè)備容量之和甚至已經(jīng)超過了10000kW，其中刮板輸送的總裝機(jī)功率達(dá)4800kW，采煤機(jī)總裝機(jī)功率已經(jīng)達(dá)到2500kW，這里只是說的通常情況下的水平，有些甚至更高。

（二）工作面供電系統(tǒng)問題日益突出

雖然說在近些年來，我國在利用綜采工作面為各大企業(yè)的煤炭開采在很大程度上提供了便利。但是隨著綜采工作面機(jī)械程度越來越高，工作面供電系統(tǒng)也出現(xiàn)了很多亟需解決的一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、機(jī)械設(shè)備數(shù)量與日俱增，供電系統(tǒng)操作起來越來越繁雜。由于煤炭開采需求量越來越大，很多企業(yè)通過增加工作面總裝機(jī)容量的方法，而最為直接的方法就是相應(yīng)的增加設(shè)備數(shù)量。舉一個簡單的例子，在過去的很長一段時間里，各大企業(yè)都是使用功率較小的刮板輸送機(jī)，這樣的話只需要一臺電機(jī)就可以完全達(dá)到驅(qū)動的要求，如果更換為功率大的刮板輸送機(jī)就必須要配備兩臺甚至是多臺電機(jī)方可正常驅(qū)動。但是有一點(diǎn)值得大家注意的是，隨著電機(jī)的增加同樣必須增加工作面供電系統(tǒng)的低壓饋電開關(guān)，眾所周知，供電系統(tǒng)的低壓饋電開關(guān)是很容易發(fā)生故障的，而且這些故障點(diǎn)排查起來也會比較復(fù)雜，因此導(dǎo)致故障發(fā)生的原因非常多。

2、供電線路壓降增大。通常情況下，綜采工作面的機(jī)械設(shè)備絕大多數(shù)都是采取直接啟動的工作方式，然而在啟動過程中對礦井供電網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生非常強(qiáng)大的沖擊，這會在很大程度上影響設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至在有些時候會損壞設(shè)備。

3、設(shè)計供電系統(tǒng)較為困難。一般地說，我國現(xiàn)階段的大多數(shù)煤礦企業(yè)井下高壓采用的是6KV或10KV，而綜采工作面的高壓往往能夠達(dá)到3.3KV。為了最大限度的滿足壓降和載流量要求，在設(shè)計工作面供電過程中，一般情況下只能通過增加供電電纜截面的方式，然而井下礦用電纜截面屬于不可再生資源，用一點(diǎn)就會少一點(diǎn)。鑒于此，各大煤炭企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中只能通過增加電纜數(shù)量來滿足供電要求，但是這樣做的同時也給設(shè)計供電帶來很大的困難。

二、綜采工作面供電可靠性分析

如圖1所示，這是某一煤礦放頂煤工作面中比較具有代表性的供電系統(tǒng)框架圖。就目前而言，綜采工作面的供電可靠性主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）地質(zhì)環(huán)境

隨著開采礦井的不斷深入，地質(zhì)條件與以往相比也越來越復(fù)雜，主要表現(xiàn)為以下幾個特點(diǎn)：

1、距離不斷加長，運(yùn)輸環(huán)節(jié)日益復(fù)雜，投入設(shè)備較多。比方說現(xiàn)在較為普及的工作面通常需要配備7—8臺運(yùn)輸設(shè)備方可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣一來也加大了供電壓力；

2、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境較差。很多時候，各大煤炭開采企業(yè)為最大限度的躲過大斷層或其他地質(zhì)構(gòu)造，綜采工作面出現(xiàn)了很多的諸如刀把形、旋轉(zhuǎn)形、梯形等不規(guī)則的形狀，這樣一來也就加大了設(shè)備的故障率；

3、電氣故障。出現(xiàn)這些方面的主要原因是因為煤層變化大、頂?shù)装宀黄秸?、巷道淋水、通風(fēng)不暢、巷道變形致使設(shè)備損壞，造成電氣故障率提高；

4、設(shè)備管理困難。通常情況下這是因為仰采和俯采工作面較多所造成的。

（二）人員配備分析。

隨著近些年來PLC控制系統(tǒng)、人機(jī)交互對話和集成化控制模塊等技術(shù)在綜采工作面中的廣泛應(yīng)用，對現(xiàn)場操作維護(hù)人員的技術(shù)要求也提出了更高的要求。

（三）裝備結(jié)構(gòu)更為自動化和智能化

隨著煤礦先進(jìn)電氣技術(shù)不斷進(jìn)步，設(shè)備更替的頻率越來越快。比方說現(xiàn)在較為常用的綜采磁力啟動器，現(xiàn)在多為智能化、組合式、直讀式磁力開關(guān)，設(shè)備列車配置簡單明了；傳統(tǒng)的液壓牽引采煤機(jī)已經(jīng)逐漸被大功率電牽引、智能化遙控操作采煤機(jī)所替代，與此同時工作面語音控制系統(tǒng)也換成了更為先進(jìn)的現(xiàn)場可編程操作，實(shí)現(xiàn)了具有現(xiàn)代化意義的交互式人機(jī)界面；綜合自動化防塵系統(tǒng)、支架電液控制系統(tǒng)、自動化工作面也都在有關(guān)礦區(qū)得到廣泛使用，他們都采用了當(dāng)今較為先進(jìn)的電氣自動化和智能化技術(shù)。

（四）管理水平亟需進(jìn)一步提高

因為現(xiàn)在的生產(chǎn)循環(huán)節(jié)奏的不斷加快，部分管理人員單純的看重生產(chǎn)而忽視了維護(hù)，甚至在有些時候故意減少必要的維護(hù)、試驗的時間和次數(shù)，從這一點(diǎn)上來講，這與傳統(tǒng)的粗放式管理并沒有任何區(qū)別。大量的事實(shí)證明，設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的問題與平時的維護(hù)和保養(yǎng)工作沒有做到位存在著很大的關(guān)系。

三、綜采工作面中較為常見的電氣故障形式

通過調(diào)查顯示，綜采工作面中出現(xiàn)的比較普遍的電氣故障形式包括以下幾種：

（一）漏電故障。主要分為集中性漏電與分散性漏電兩種，其中集中性漏電的發(fā)生頻率相對較高。其主要原因如下：a.電纜受擠壓破損或變形，主芯線絕緣遭到破壞。電纜接線盒（腔）內(nèi)如果進(jìn)水或潮濕，絕緣會被破壞；b.如果出現(xiàn)線路直接接地或者電弧放電接地的情況，絕緣也會因為這種熱量積聚而遭到破壞；c.因電機(jī)絕緣老化在一定程度上降低了設(shè)備的耐壓性能，或者是絕緣部分受到污染（下轉(zhuǎn)第277頁上接第274頁）與爬電距離減小之后造成擊穿，也會破壞絕緣性能；

（二）短路故障。主要表現(xiàn)為絕緣被破壞后的電弧放電短路，相間短路，電機(jī)線圈柵間的短路故障；

（三）過載故障。主要是由于負(fù)載長時間超過額定值以及啟動頻繁所造成的，除此之外，也會出現(xiàn)負(fù)載部分出現(xiàn)嚴(yán)重卡堵現(xiàn)象；

（四）控制部分故障。這種現(xiàn)象的表現(xiàn)形式為接觸不良，線路松動，線路短路、接線錯誤、功能元件及模塊損壞，部分獨(dú)立元件被脫焊和燒壞、程序紊亂等。

四、提高處理綜采工作面可靠性的對策

（一）加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高職工的綜合素質(zhì)

任何企業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵在于人才，煤炭企業(yè)也不例外。鑒于此，各大煤炭企業(yè)為了進(jìn)一步提升操作維護(hù)人員技術(shù)素質(zhì)，就必須結(jié)合實(shí)際情況實(shí)施職業(yè)教育、專項技術(shù)講座、技能鑒定等方式加強(qiáng)從業(yè)人員的技能培訓(xùn)。與此同時，區(qū)隊班組也要加強(qiáng)對員工的設(shè)備技術(shù)培訓(xùn)，強(qiáng)化員工對設(shè)備的認(rèn)識，了解設(shè)備性能、結(jié)構(gòu)，以便于日常對設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。

（二）不斷提升檢測設(shè)施的性能

具體地說，就是需要建立專業(yè)試驗、開發(fā)工作室或者是研究室，利用軟件進(jìn)行仿真模擬試驗，開發(fā)三維機(jī)電設(shè)備技術(shù)維護(hù)系統(tǒng)軟件。只有這樣才能給人一種立體直觀的感覺，易于被大眾接受，而且更加方便的進(jìn)行信息資源共享，更專業(yè)的檢測設(shè)施便于對設(shè)備存在的故障隱患及時發(fā)現(xiàn)，做好提前預(yù)防工作。

（三）建立健全檔案管理

就是企業(yè)指派專人對以往各種故障形式進(jìn)行科學(xué)合理的分類和建檔，這樣做的目的在于可以幫助以后更好的分析和處理相關(guān)問題提供參考，這也是企業(yè)的重要資源之一。

五、總結(jié)語

綜上所述，隨著科技的不斷發(fā)展，各大煤炭企業(yè)為了提高煤炭開采的效率，大多數(shù)都使用了各種類型的大設(shè)備，但是這對綜采工作面供電可靠性提出了更高的要求。鑒于此，我們也需要認(rèn)真分析它們的可靠性以及與之對應(yīng)的處理對策，只有這樣才能確保綜采工作面安全可靠的運(yùn)行，從而提高企業(yè)的綜合實(shí)力。

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