郭永亮

【摘 要】隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，我國(guó)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(yàn)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(gè)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?yàn)閷砀玫奶岣呔C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(guó)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(shí)隨著我國(guó)近些年來加大了對(duì)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(gè)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(dòng)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(jì)技術(shù)，只有這樣在真正的工作過程中才會(huì)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(shì)

隨著我國(guó)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(jì)顯示，隨著礦井的不斷開拓與延伸，目前中國(guó)煤炭企業(yè)的綜采工作面長(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)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(guó)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(gè)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(gè)簡(jiǎn)單的例子，在過去的很長(zhǎng)一段時(shí)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(tái)電機(jī)就可以完全達(dá)到驅(qū)動(dòng)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(tái)甚至是多臺(tái)電機(jī)方可正常驅(qū)動(dòng)。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(huì)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(dòng)的工作方式，然而在啟動(dòng)過程中對(duì)礦井供電網(wǎng)絡(luò)會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)大的沖擊，這會(huì)在很大程度上影響設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至在有些時(shí)候會(huì)損壞設(shè)備。

3、設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)較為困難。一般地說，我國(guó)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(jì)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(huì)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(shí)也給設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)特點(diǎn)：

1、距離不斷加長(zhǎng)，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(tái)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(shí)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?yàn)槊簩幼兓?、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?yàn)檠霾珊透┎晒ぷ髅孑^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(duì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(jiǎn)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(shí)工作面語音控制系統(tǒng)也換成了更為先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)化防塵系統(tǒng)、支架電液控制系統(tǒng)、自動(dòng)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(dòng)化和智能化技術(shù)。

（四）管理水平亟需進(jìn)一步提高

因?yàn)楝F(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(shí)候故意減少必要的維護(hù)、試驗(yàn)的時(shí)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(shí)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(duì)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(huì)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(huì)因?yàn)檫@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(yè)上接第274頁(yè)）與爬電距離減小之后造成擊穿，也會(huì)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(zhǎng)時(shí)間超過額定值以及啟動(dòng)頻繁所造成的，除此之外，也會(huì)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(dòng)，線路短路、接線錯(cuò)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(duì)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(xiàng)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(shí)，區(qū)隊(duì)班組也要加強(qiáng)對(duì)員工的設(shè)備技術(shù)培訓(xùn)，強(qiáng)化員工對(duì)設(shè)備的認(rèn)識(shí)，了解設(shè)備性能、結(jié)構(gòu)，以便于日常對(duì)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。

（二）不斷提升檢測(cè)設(shè)施的性能

具體地說，就是需要建立專業(yè)試驗(yàn)、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(yàn)，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(cè)設(shè)施便于對(duì)設(shè)備存在的故障隱患及時(shí)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(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)的處理對(duì)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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