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。
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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。
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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
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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