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特殊条件下远距离供电供液的可行性研究

2021
08/02
11:39
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挖金湾煤业公司近几年来由于煤炭资源枯竭,如何精采细采,延长矿井服务年限成为迫在眉睫的事情,在断层带、残采边角等特殊地点布置回采工作面,生产条件就显得越来越复杂,为工作面配电所需的的移动变电站由于采掘关系紧张、巷道高度不够,无法进入配电点的现象时有发生,如何能利用现有的设备保证工作面的正常生产,把充足的电能、液能输送到工作面已显得尤为重要,针对以上情况我们以下高档工作面为例进行远距离供电、供液的可行性论证。

  1. 工作面参数及设备配备情况

    1.1高档工作面参数

    14-2层307盘区8702-1工作面走向长度440m,其中皮带巷430m,轨道巷长450m,可采走向长度304m,工作面倾斜长度100m.煤层厚度1.70~2.12m,,平均采高1.87m.,可采储量3.00万吨。

    本工作面布置在地质构造中,利用307盘区巷道作为工作面运料巷,东部与8702工作面采空区相邻,南部与小窑采空区相邻。本工作面属于边角煤开采,四周为采空区,同时在开采过程中要过多条空巷,顺槽巷道压力较大,巷道维护困难。

    1.2设备配备

    1.2.1 工作面设备

    IMG-200型采煤机一台,SGB-630/220型刮板输送机一部,ZQS2400-15/22型切顶墩柱69架,DZ-22型单体液压支柱284根,其中备用28根。

    1.2.2 皮带运输巷

    SGB-620/80T型刮板输送机一部,长80m,SJ-80型胶带输送机一部,长350m。

    1.2.3 轨道巷

    KBSGZY-500/6型移动变电站一台,MRB-125/31.5乳化液泵两台(90KW),JD-11.4KW小绞车4部。

  2. 近距离供电、供液设备布置及电气系统

    2.1 设备布置,如图1

    图1    近距离供电、供液设备布置图

  3. 2.2 电气系统,如图2

    图2   近距离供电、供液电气系统图

    近距离供电、供液,经计算完全满足要求,其设备费用见如表1

    表1        工作面开关电缆使用情况及费用统计

名    称

型        号

数    量

单    价

小     计

低

压

电

缆

UPQ-3×70+1×16

60m

92.6元/m

5556元

UCPQ-3×50+1×10+7×4

200m

131元/m

26200元

UCPQ-3×50+1×10+3×6

200m

128元/m

25600元

UCPQ-3×50+1×16

130m

60元/m

8190元

 

总     计

 

 

65546元

高压

电缆

UGSP-3×35+1×16+TS

450m  

127元/m

57150元

移动变电站

KSGZY-520/6  KVA    

1台

122540元/台

122540元

开关

QJZ2-300/1140启动器

6台

17859.63元/台

107157.78

共                 计

352393.78元

2.3  采用近距离供电5702-1巷起底工程费用

2.3.1  起底工资费用

起底厚0.3~0.5m,长度400m,耙煤机、矿车运输,绞车10部,铺轨18k,起底每米工资费用309.6元,总计123840元。

2.3.2  火药材料消耗费用

每起底1.5m长需要打四个炮眼,每眼装药按两卷炸药、一发电雷管计算。

炸药费用为(400÷1.5×4)×2×0.2×3.9=1664元;

雷管费用为(400÷1.5×4)×0.88=938.67元。

2.3.3  出碴运输费用

出碴车数400×3.2×0.5×2=1280车,每车碴子从工作面到矸石山运输费用25元/车,   则出碴运输费用为32000元

2.3.4 材料消耗

400×0.02×45+400×1×5.3=2480元

2.3.5  起底工程总费用

123840+(1664+938.67)+32000+2480=160902.67元

2.4 近距离供电、供液设备和起底工程总费用

经计算,近距离供电、供液设备和起底工程费用总计为513296.45元。

3、远距离供电、供液情况

3.1 设备布置,如图3

图3   远距离供电、供液设备布置图

3.2  电气系统,如图4

图4   远距离供电、供液电气系统图

远距离供电、供液,经计算完全满足要求,其设备费用见如表2

表2   工作面开关电缆使用情况及费用统计

名     称

型    号

数  量

单     价

小       计

低

压

电

缆

UPQ-1140/5×70+1×16

920m

92.6元/m

138000元

UCPQ-1140/3×50+1×10+7×4

220m

128元/m

33600元

UCPQ-1140/3×50+1×10+3×6

220m

131元/m

28820元

UCPQ-1140/3×50+1×16

130m

639元/m

16120元

高压电缆

UGSP-3×35+1×16+TS     

450m

127元/m  

       57150元

移   变

KSGZY-500/6

1台

122540元/台  

122540元

控制开关

DKZB-400/1140

2台

8700元/台  

17400元

启动器

QJZ2-300/1140

6台

17859.63元/台

107157.78元

共   计

 

463637.78元

3.3  远距离供液

3.3.1远距离供液费用

配置液管Φ32mm×400m一趟, Φ25mm×240m一趟。65×400+44×240=36560元

3.3.2  远距离供液压力损失计算

3.3.2.1  管路沿程压力损失计算

λ·(L/d)·(ρ·υ2/2)    

   式中:λ-沿程阻力系数  

         L-管路长度    

         d-管路直径      

         ρ-乳化液密度    

         υ-液体的平均流速

3.3.2.2  管路局部压力损失计算

=ζ·ρ·υ2/2   Mpa   

式中:ζ-局部阻力系数

        ρ-乳化液密度

        υ-液体的平均流速

    经计算,远距离供液压力损失满足要求。

3.3.3  压力损失加上支架工作压力远远小于泵站压力符合要求。

3.4 远距离供电、供液设备和起底工程总费用

经计算,远距离供电、供液设备费用总计为500197.78元。

4、远距离与近距离供电、供液相比

4.1经计算,近距离供电、供液和远距离供电、供液均能满足要求,但在设备资金投入方面,远距离供电、供液比近距离供电、供液少投入13098.67元。

4.2近距离供电、供液由于设备需随工作面的推进而不断向外移动,增加了设备的管理,同时近距离供电、供液巷道需要起底,破坏了巷道围岩的稳定性,巷道维护困难,增大巷道管理难度,远距离供电、供液在设备管理和巷道维护方面具有较大的优势。

4.3由于我煤业公司属资源枯竭型矿井,主采煤层储量减少,可布正规工作面很少,大多数工作面布置在构造带内,通过远距离供电、供液来加大边角煤的回收力度,实现精采细采,延长矿井服务年限具有重要的意义。

    5、结语

    同煤集团主力矿井均呈现资源锐减的趋势,我煤业公司通过对14-28702-1工作面远距离供电、供液的可行性论证,取得较好的效果, 延长了矿井的服务年限,同时对其他资源枯竭型矿井的可持续发展具有指导意义。

 

参考文献:

[1] 冯文轶. 采掘电工维修手册[M]. 徐州:中国矿业大学出版社,2006

[2] 许斌. 煤矿电工学[M]. 北京:中国劳动社会保障出版社,2009

[3] 赖昌干. 矿山电工学[M]. 北京:煤炭工业出版社,2007

[4] 赵东林. 综采电气设备. [M]. 北京:中国劳动社会保障出版社,2006

[5] 唐介. 电工学[M]. 北京:高等教育出版社,2005