论文部分内容阅读
摘要：现如今，我国黄金矿山企业在黄金市场日益国际化的背景下获得了前所未有的良好机遇，与此同时，国际化的黄金市场也为我国黄金矿山企业带来了巨大挑战，黄金矿山的开采环境与开采条件日渐复杂。在信息技术普及程度越来越高的今天，黄金矿山企业的开采工作也变得越来越自动化、智能化，凿岩台车、锚杆台车、井下水泵房、空压机、轴流风机、液压放矿站等一系列设备即为目前现代化矿井综采工作的主要组成部分，只有充分完善供电技术与供电系统，将其容量、功率与性能有效提升上去，确保其安全可靠才能使黄金矿山企业的生产成本获得有效降低。因此，全面分析安全高效综采工作面供电技术具有相当的必要性。
关键词：安全高效；综采工作面；供电系统；现代化矿井；应用
凿岩台车、锚杆台车、井下水泵房、空压机、轴流风机、液压放矿站等是综采工作面的主要组成部分，其是一个十分复杂的系统，通常以开采做为目的。凿岩台车、锚杆台车、井下水泵房、空压机、轴流风机、液压放矿站等为黄金矿山企业综采工作面的主要生产设备，由这些功率较大的设备辅以配套装置组成了一整套自动化控制系统，可使黄金矿山企业的生产成本、黄金矿山企业工人劳动强度得到有效降低，将黄金矿山企业的产量提升上去，确保工作面的安全生产。近些年来，应用于我国黄金矿山企业的安全高效综合机械化配套技术发展十分迅速，使以往对矿井安全高效效能产生制约的问题得到了妥善解决。
一、现代化矿井的具体特点
（一）工作面单面可采储量增大
当前黄金矿山企业所应用的安全高效综采面走向可至2000米长，且可视企业实际需要增加至3000米以上，具有350米左右的工作面，单面可采储量在1000吨以上。
（二）设备功率持续攀升
机械规模增大是现代化矿井的一项重要特点，是实现高效单产生产的关键，可有效降低企业生产成本。功率、容量、安全性、电压U值等方面的升高是机械重型化的主要表现。当黄金矿山企业开采设备总装设备的功率P=7000kW时，其产能可达每小时1000t；若工作面关键机械总装机容量达到8MW以上，并将工作面辅助设备计入其中，其容量可达到9MW以上[1]。
（三）设备自动化程度越来越高
Computer模拟人类思想是安全高效综采工作面实现人工智能的关键，专家系统会依据Computer推理问题获得结论，以有效解决综采工作中所遇到的问题，实现自动化控制与管理信息及数据。
（四）系统信息化平台获得了有效建立
针对不同机械为其添加数据交流，将工作面信息运送体系构建起来可对工作面的智能管理进行保障。信息系统可将设备的一系列工作情况传达至控制中心与监控室，由专职人员控制、监督整个综采工作面。
二、当前现代化矿井中综采工作面的供电现状
（一）线路末端压降高
在提升了供电线路长度后，一般会采取直接开启的方法来启动矿井内P值较高的开采机械，此种情况下会对矿井电网产生较大冲击，导致矿井电线出现高压降，影响机械的正常开启，使其性能遭到损坏。
（二）系统安全性稍显不足
在黄金矿山企业开采效率较低的时候，其所应用机械设备的P值也较低，往往一台电机驱动即可带动具有较低P值的输送设备。但在应用了综采工作面以后，常常需要两台或三台电机驱动才能带动具有较高P值的输送设备，在机械数量越来越多的情况下，供电系统也变得越来越繁琐，降低了供电系统安全性。
（三）维护困难程度较大
现代化矿井中的机械U值具有较大的变化难度，线路内电流I值会随着机械P值的提高而变高，增加了电缆数量与电缆截面，高低压防爆开关也会随之增多，使得维护的困难程度增加。
三、现代化矿井对安全高效综采工作面供电系统提出的具体要求及形式
（一）要求
①安全可靠
随着科学技术的持续发展，目前黄金矿山企业所运用的安全高效综采机械的功率越来越大，人们对于安全高效综采机械的安全性要求也越来越高，若想实现高效、高产的目标，就必须将相关设备的性能与功率有效提升上去。可采取将电压利用移动变电站传送至工作面的方式，对防爆移动变电站的容量进行提升，使其大于2500kVA，并使用1000A以上的组合开关，以此确保安全高效综采工作面供电系统的安全性[2]。
②为维护与寻找故障提供方便
需充分重视不同机械间的共同运行与相互配合，确保所有设备均可处于正常、顺利的运行状态，在对安全性与负荷容量有所保障的基础上，以便于寻找到事故原因、便于维护作为根本原则，确保监控合理性。安全高效综采工作面供电系统需同时具备短路保护、负荷保护、选择性漏点保护、高压电缆绝缘等一系列性能。
（二）形式
①选择电压
单一6×103V电压供电较为适宜工作机械容量较大、供电距离较长的工作面；单一0.4×103V电压供电较为适宜机械功率与工作面产能较低的小规模井工作面；0.4×103V及6×103V组合供电与上述两种供电电压相比具有更加广泛的应用范围，可充分满足安全高效综采工作面中各项机械的用电，有效节约企业生产成本[3]。
②配置形式
配置形式主要分为两种，一种为移动变电站与低压开关形式，具有较为强大的性能，使用较为灵活且运送便利，对大规模矿区的巷道断面十分适用；另一种为动力中心形式，主要构成设备为干式变压设备与矿用专用隔爆类高压真空配电设备，不同设备利用法兰硬相连。
（三）供电技术
①保护监控技术
可对电机工作状态予以监测，避免因故障造成停机现象，并可同时监督工作间的电缆绝缘，实现单相接地，保护漏点装置，对故障位置进行有效判断。
②智能化技术
智能化技术可对人类思想予以有效模拟，例如遗传算法、智能代理等等。人工智能系统与生产机械均由供电系统控制，数据库可观测、监督相关设备的运行状况、外部环境及运行参数，并对参数进行具有一定科学性的设计与调整。
③开启大功率开采设备技术
大功率开采设备在开启时会对电机驱动造成巨大冲击，开启时I值会对煤矿企业电网产生影响，而若选择利用具有较大界面的供电系统则会在很大程度上提升黄金矿山企业的生产成本，此项启动电流冲击问题即使利用设备软启动也无法有效规避，可利用与防爆变频设备有效结合的方式来避免电流瞬间过高现象，节约企业的电能消耗，降低其生产成本。
结语：
提升黄金矿山企业开采设备机械化程度是加大其容量的基础，此种情况下必然涉及到更高的供电标准与供电需求。只有令黄金矿山企业的供电系统得到有效完善，对其性能进行充分优化才能使黄金矿山企业的高效生产与生产安全得到保障。需充分了解现代化矿井的具体特征后再对供电系统的技术与形式进行设计，以达到提升供电系统性能与容量的目的，令黄金矿山企业的生产效率获得有效增加。在未来的研究过程中需更加致力于电力负荷计算方面，将监测准确度有效提升上去，令现代化矿井中安全高效综采工作面的供电系统运行更具科学性与先进性。
参考文献：
[1]刘明明.现代化矿井安全高效综采工作面供电技术分析[J].机械管理开发，2016，14（6）：176-177，185.
[2]曹玉兵.现代化矿井中综采工作面供电技术的应用[J].矿业装备，2017，20（4）：38-39，42.
[3]冯志勤.浅谈大采高综采工作面的供电技术[J].中国高新技术企業，2014，26（5）：102-103.
关键词：安全高效；综采工作面；供电系统；现代化矿井；应用
凿岩台车、锚杆台车、井下水泵房、空压机、轴流风机、液压放矿站等是综采工作面的主要组成部分，其是一个十分复杂的系统，通常以开采做为目的。凿岩台车、锚杆台车、井下水泵房、空压机、轴流风机、液压放矿站等为黄金矿山企业综采工作面的主要生产设备，由这些功率较大的设备辅以配套装置组成了一整套自动化控制系统，可使黄金矿山企业的生产成本、黄金矿山企业工人劳动强度得到有效降低，将黄金矿山企业的产量提升上去，确保工作面的安全生产。近些年来，应用于我国黄金矿山企业的安全高效综合机械化配套技术发展十分迅速，使以往对矿井安全高效效能产生制约的问题得到了妥善解决。
一、现代化矿井的具体特点
（一）工作面单面可采储量增大
当前黄金矿山企业所应用的安全高效综采面走向可至2000米长，且可视企业实际需要增加至3000米以上，具有350米左右的工作面，单面可采储量在1000吨以上。
（二）设备功率持续攀升
机械规模增大是现代化矿井的一项重要特点，是实现高效单产生产的关键，可有效降低企业生产成本。功率、容量、安全性、电压U值等方面的升高是机械重型化的主要表现。当黄金矿山企业开采设备总装设备的功率P=7000kW时，其产能可达每小时1000t；若工作面关键机械总装机容量达到8MW以上，并将工作面辅助设备计入其中，其容量可达到9MW以上[1]。
（三）设备自动化程度越来越高
Computer模拟人类思想是安全高效综采工作面实现人工智能的关键，专家系统会依据Computer推理问题获得结论，以有效解决综采工作中所遇到的问题，实现自动化控制与管理信息及数据。
（四）系统信息化平台获得了有效建立
针对不同机械为其添加数据交流，将工作面信息运送体系构建起来可对工作面的智能管理进行保障。信息系统可将设备的一系列工作情况传达至控制中心与监控室，由专职人员控制、监督整个综采工作面。
二、当前现代化矿井中综采工作面的供电现状
（一）线路末端压降高
在提升了供电线路长度后，一般会采取直接开启的方法来启动矿井内P值较高的开采机械，此种情况下会对矿井电网产生较大冲击，导致矿井电线出现高压降，影响机械的正常开启，使其性能遭到损坏。
（二）系统安全性稍显不足
在黄金矿山企业开采效率较低的时候，其所应用机械设备的P值也较低，往往一台电机驱动即可带动具有较低P值的输送设备。但在应用了综采工作面以后，常常需要两台或三台电机驱动才能带动具有较高P值的输送设备，在机械数量越来越多的情况下，供电系统也变得越来越繁琐，降低了供电系统安全性。
（三）维护困难程度较大
现代化矿井中的机械U值具有较大的变化难度，线路内电流I值会随着机械P值的提高而变高，增加了电缆数量与电缆截面，高低压防爆开关也会随之增多，使得维护的困难程度增加。
三、现代化矿井对安全高效综采工作面供电系统提出的具体要求及形式
（一）要求
①安全可靠
随着科学技术的持续发展，目前黄金矿山企业所运用的安全高效综采机械的功率越来越大，人们对于安全高效综采机械的安全性要求也越来越高，若想实现高效、高产的目标，就必须将相关设备的性能与功率有效提升上去。可采取将电压利用移动变电站传送至工作面的方式，对防爆移动变电站的容量进行提升，使其大于2500kVA，并使用1000A以上的组合开关，以此确保安全高效综采工作面供电系统的安全性[2]。
②为维护与寻找故障提供方便
需充分重视不同机械间的共同运行与相互配合，确保所有设备均可处于正常、顺利的运行状态，在对安全性与负荷容量有所保障的基础上，以便于寻找到事故原因、便于维护作为根本原则，确保监控合理性。安全高效综采工作面供电系统需同时具备短路保护、负荷保护、选择性漏点保护、高压电缆绝缘等一系列性能。
（二）形式
①选择电压
单一6×103V电压供电较为适宜工作机械容量较大、供电距离较长的工作面；单一0.4×103V电压供电较为适宜机械功率与工作面产能较低的小规模井工作面；0.4×103V及6×103V组合供电与上述两种供电电压相比具有更加广泛的应用范围，可充分满足安全高效综采工作面中各项机械的用电，有效节约企业生产成本[3]。
②配置形式
配置形式主要分为两种，一种为移动变电站与低压开关形式，具有较为强大的性能，使用较为灵活且运送便利，对大规模矿区的巷道断面十分适用；另一种为动力中心形式，主要构成设备为干式变压设备与矿用专用隔爆类高压真空配电设备，不同设备利用法兰硬相连。
（三）供电技术
①保护监控技术
可对电机工作状态予以监测，避免因故障造成停机现象，并可同时监督工作间的电缆绝缘，实现单相接地，保护漏点装置，对故障位置进行有效判断。
②智能化技术
智能化技术可对人类思想予以有效模拟，例如遗传算法、智能代理等等。人工智能系统与生产机械均由供电系统控制，数据库可观测、监督相关设备的运行状况、外部环境及运行参数，并对参数进行具有一定科学性的设计与调整。
③开启大功率开采设备技术
大功率开采设备在开启时会对电机驱动造成巨大冲击，开启时I值会对煤矿企业电网产生影响，而若选择利用具有较大界面的供电系统则会在很大程度上提升黄金矿山企业的生产成本，此项启动电流冲击问题即使利用设备软启动也无法有效规避，可利用与防爆变频设备有效结合的方式来避免电流瞬间过高现象，节约企业的电能消耗，降低其生产成本。
结语：
提升黄金矿山企业开采设备机械化程度是加大其容量的基础，此种情况下必然涉及到更高的供电标准与供电需求。只有令黄金矿山企业的供电系统得到有效完善，对其性能进行充分优化才能使黄金矿山企业的高效生产与生产安全得到保障。需充分了解现代化矿井的具体特征后再对供电系统的技术与形式进行设计，以达到提升供电系统性能与容量的目的，令黄金矿山企业的生产效率获得有效增加。在未来的研究过程中需更加致力于电力负荷计算方面，将监测准确度有效提升上去，令现代化矿井中安全高效综采工作面的供电系统运行更具科学性与先进性。
参考文献：
[1]刘明明.现代化矿井安全高效综采工作面供电技术分析[J].机械管理开发，2016，14（6）：176-177，185.
[2]曹玉兵.现代化矿井中综采工作面供电技术的应用[J].矿业装备，2017，20（4）：38-39，42.
[3]冯志勤.浅谈大采高综采工作面的供电技术[J].中国高新技术企業，2014，26（5）：102-103.