复杂条件下综采工作面远距离供电供液技术实践应用苏庆华

复杂条件下综采工作面远距离供电供液技术实践应用苏庆华

苏庆华丁宁

（枣矿集团蒋庄煤矿）

摘要：本文介绍了蒋庄煤矿结合3下1105综采工作面现场实际，通过探索改变原综采工作面传统的设备列车布置方式，因地制宜地探索实践应用远距离供电供液技术，实现复杂条件下综采工作面的快速回采，为类似下解决供电供液问题提供参考和借鉴依据。

关键词：设备列车；切眼；无缝钢管

随着科学技术的不断进步，煤矿科技的不断发展，综采工作面实现了快速推进，作为工作面动力源泉的传统设备列车布置方式，对现场安全快速高效生产带来直接影响。如何解决以往设备列车的合理布置，避免随工作面回采速度的加快带来的牵移困难、超前支护空间小、温度高、影响通风断面缩小等诸多问题，特别是在深部不规则开采过程中拐弯多、巷道起伏大、开采压力显现大、巷帮变形严重等问题，成为复杂条件下快速回采的首要技术难题。山东能源枣矿集团蒋庄煤矿在调研其它矿井的基础上，在3下1105综采工作面材料巷采用远距离供电供液技术，有效的实现了复杂条件下综采工作面的快速推采、确保矿井的生产任务。

1工作面概况

山东能源枣矿集团蒋庄煤矿3下1105综采工作面回采煤层为山西组3下煤层，煤层在工作面内赋存稳定，煤层厚度在3.4～4.3m之间，平均煤厚3.9m，为厚煤层，煤层可采指数为1，变异系数为10%，为稳定煤层，煤层结构简单，无夹矸发育，煤体结构属于原生结构煤。煤层伪顶为泥岩，厚为0.50m；直接顶为砂质泥岩，厚度为4.5m；直接底为碳质泥岩，厚为0.3m；基本底为砂质泥岩，厚为10.1m。工作面两巷均沿煤层顶板布置，倾斜长度为55～179m，走向长度为789.6～791m，工作面底板标高为-489.6～-538.0m。

工作面材料巷沿顶布置，现场巷道底板起伏较大（最大倾角160），为最大化回收现场煤炭资源，材料巷设计了三处拐点（最大拐角为1580）。当工作面推进至材料巷9#点前30m时，材料巷受三上煤层采动影响，顶板压力增大、切来压速度较快，造成巷道断面严重变形。

综合以上因素，我们决定采取将设备列车布置在距工作面791m的3下1101外切眼内，实现综采工作面的远距离供电供液。

2远距离供电供液需要解决的问题

2.1工作面设备

工作面使用ZFS7000/23/47型液压支架支护顶板，工作面综机设备选用MG400/930-QWD双滚筒采煤机，SGZ830/800型刮板输送机，PLM1000型破碎机配合SZZ764/160型转载机。

2.2远距离供电供液技术难题

综采工作面供电系统必须保证电压稳定，各项保护齐全、可靠，电流整定正确合理。工作面正常生产时供电网络的实际电压损失必须小于网络允许的电压损失。乳化液泵的流量和压力应确保现场的使用，满足工作面液压支架正常使用。

（1）远距离供电时线路长、压降大、线损大，因此必须优化供电方案，选用合适的电缆、设备，确保将电压损失控制在允许的范围内，以保证工作面设备的正常运行。

（2）远距离供液距离长、管路压力损失大，因此必须对液压系统进行优化，最大限度的降低管路压力损失，提高管路在长期长距离高压供液过程中的可靠性。

3远距离供电供液系统设计

根据3下1105综采工作面设备负荷统计，我们选用一台KBSGZY-2000/6型移动变电站向采煤机、刮板输送机供电，向采煤机供电的电缆选用MCPT-3.3KV-3×70＋1×35＋3×6型橡套电缆，向刮板输送机供电电缆选用-3.3KV-3×50＋1×35＋3×6型橡套电缆。

3.1电压损失校验

采煤机电压降计算：△U=（P×L）/（A×S）=（930×791）/（77×70）

=136.48

△U%=4.13%＜7%

刮板输送机电压降计算：

△U=（P×L）/（A×S）=（400×791）/（77×50）

=82.18

△U%=2.5%＜7%

经过计算，以上设备正常运行时的电压降低于《煤矿电工手册》中：正常运行时，电动机的端电压不低于额定电压的7%～10%。

3.2保护和控制系统

为满足3下1105工作面现场设备的需要，我们选用天津华宁电子有限公司产QJZ-1200/3300-8型组合开关控制现场的采煤机和刮板输送机。该组合开关控制器采用大屏彩色液晶显示，触屏输入方式，具有以

4远距离供液系统的设计

4.1供液系统选择

供液系统采用两台BEW315/31.5型乳化液泵站、配备一套型号为RX2000的乳化液泵箱向工作面液压支架提供动力源，该泵的流量为315L/min，额定压力为31.5MPa，电动机功率为200KW。

通过调研与对比分析，我们采用压力高、密封效果好、耐压性强、安全性好、维护方便快捷可多次重复使用高压无缝钢管，进回液钢管分别选用60.3×9mm、60.3×7mm的无缝钢管。

4.2供液系统压力损失校验

为确保高压液从泵站流经管路到达工作面液压支架时，压力不低于规定要求，必须计算管路的损失，校验到达液压支架的高压液是否满足要求。无缝钢管的压力损失计算：

△P=2λLρq/πd3

其中λ是管路的阻力系数，取经验参数0.05；L是无缝钢管的长度为791m；ρ是乳化液密度为0.95×103kg/m3；q是乳化液泵的公称流量为315l/min=5.25×10-3m3/s；d是钢管的内径。

通过计算△P=0.01MPa。因此，理论上能够满足工作面液压支架工作时的压力要求。

4.3无缝钢管的安装要求

（1）高压无缝钢管安装时，底部必须垫长度不低于0.4m、高度不低于0.15m的木垫埻，每组无缝钢管两侧分别采用φ14mm锚杆、并用厚度不低于8mm的铁板将其固定（每组固定位置必须一致），以防止钢管受脉冲跳动。

（2）每节无缝钢管对接时，必须与两侧的钢管顺平缓（有坡度时一定顺缓），使用高压管卡对接时，密封一定要严实、螺栓紧固到位。

（3）沿途的各类闸阀、变头连接牢固，U型销等插接牢靠。

（4）现场正式供液前，必须先将其清理干净，确保无脏杂物。

结束语：通过3下1105材料巷实施远距离供电供液的实践证明，在多拐弯、底板起伏大、巷道变形严重的地点，实施该技术可以取得以下效果：

（1）使整个工作面的供电、供液、控制取得较好的效果，使系统的可靠性、稳定性达到了最佳化。

（2）减少频繁移动设备列车等设备带来的安全隐患，节省了设备列车牵移期间的劳动投入。

（3）确保了现场的正常行人及物料运输。

（4）保证工作面的通风风量。