谢红林
新巴尔虎右旗荣达矿业有限责任公司 内蒙古呼伦贝尔 021000
摘要：现阶段，金属矿山开采企业的运行管理模式处于不断创新的过程中，相关技术改进的发展需要以提升实际生产能力为核心，此间面临着一定的压力。本文针对采矿工程中的供配电设计展开研究，分析如何在满足国家相关政策的要求下，保证采矿企业自身的生产作业效果，总结相关工作经验，为同领域工作者提供合理化发展建议。
关键词：供配电设计；采矿工程；安全作业
前言：在我国，金属矿山的开采作业属于一项重要的民生工程，关系到社会市场经济的健康发展，是非常重要的国民支柱型产业。在国家政策改革不断深化的条件下，强化矿山作业整顿工作，将原本分散的资源进行有效整合，适当关闭部分小规模矿山开采作业活动，是一项十分必要的处理手段。基于上述原因的客观存在，需要该领域的从业者和研究人员更加重视本职工作，为采矿工程的未来发展奠定更为坚实的基础。
一、项目概况
本文将某采矿工程供配电系统改造作为研究案例，该工程位于丘陵地区,于2003年正式建成，其地下位置的开采方式主要为：斜、竖井联合作业形式，共有六条矿体,分别为五个独立的单独开拓系统。并且该采矿工程大部分时间处于无序开采的状态下，此间的采掘失调，不具备统一规划规范，导致大矿小开的情况广为存在,生产秩序混乱，作业安全隐患大,开采效率低等不利现象广为存在。
针对上述情况的实际存在,矿山企业按照自身资源分布情况及现有设施,对开采技术加以改造，选用一套新的开拓系统，将此前的3号采区内设定的竖井改造为主、副提升井,并为其做入风井配套，采矿区域内的各采区风井均设置为回风井,此时坑内排水作业多为倒段排水模式。经过整改后，实际处理原矿石产量高达100万t/a，企业生产效率得到了大幅度提升。
企业借助资源优化、有序开采、减少环境损坏等处理方式，充分体现出当前矿山环保开采政策具有的前瞻性。
二、开采电力负荷及电源
对改造后的生产资料进行分析,需要重新对供配电系统进行科学设计。因为坑内采矿作业、井下排水作业以及竖井提升作业的从业人员需要使用的提升机等均为一级负荷的作业状态[1]。所以，在于矿方技术人员沟通后，在矿区周边设置两所区域性的变电站,二者分与矿区之间的距离分别为1.2km以及3.5km,同时电压标准为10kV,用以更好的满足双重电源使用需求。
位于地表坑口位置的负荷中心,为其设定坑口变电所，并布置双重电源进线,此时的电源分别需要引自矿区附近的两处变电站,配置电压标准为10kV,对应的供配电范围为:主副提升机、井下排水、空压机、附属设施。在经过系统的负荷计算后,此时的坑口变电所的10kV母线侧(经高低压补偿处理后)矿区中能够正常涌水,经过计算后的结果为:
有功功率: 4235.63kW；
视在功率: 4458.56kVA；
无功功率: 1392.18kvar；
功率因数: 0.95；
年耗电量: 22872MW·h。
三、系统布置与设计
将矿区地表坑口作为变电所中的电力中心系统,借助放射式配电作用，向主副井中的提升机房、主通风机房变电所、井下中央变电所以及附属设施变电所进行供电作用，此时的电压标准为10kV；可以选择铠装电力电缆埋地敷设方式向井下供电，并选择阻燃粗钢丝铠装电力电缆作为主要材料[2]。
根据节能要求，需要对供配电系统进行优化处理，在不同工序负荷中心设定变电所,减少线路使用过程中的电能损耗,同时还需要在工序变电所中设定专门的补偿装置,以此减小变压器中的实际容量；主要变电所中的坑口变电所、0m中段井下变电所、采区变电所、400m中段井下中央变电所、主通风井变电所。
（一）坑口变电所
地表负荷中心区域需要设置变电所，此间应用双重电源进线,单母线分段标准为10kV；设定变压器设备一台,实际容量为630kVA,设备电压为10/0.4kV,选择节能型干式变压器设备。
（二）400m中段井下中央变电所
水泵房内安置排水泵三台，生产的正常涌水1用、1备、1检修,设定最大涌水设备为2用、1备的状态,此时的排水泵电机实际功率为315kW,设备电压标准为10kV。
设定两台变压器，设备容量为125kVA,设备电压为10/0.4kV,可选择矿用一般型干式变压器，保证中性点不与地面直接接触[3]。
（三）0m中段井下变配电所
0m中段水泵房附近需要设定变电所,单母线分段标准为10kV,选择双重电源进线装置,此时的电源分别源自400m中段井下中央变配电所中的不同10kV母线段装置。
（四）采区变电所
采矿工程需设两座移动式采区变电所，具体位置由采矿作业的实际发展进为准,每座变电所需要设一台变压器，其容量标准为315kVA,设备电压标准为10/0.4kV,选用矿用一般型干式变压器即可,中性点不与地面直接接触。在上述内容基础上，还需要在每个采区中的变电所内设定一套对应的电机车牵引设备,为井下作业运输提供电力支持。
（五）主通风井变电所
采矿作业的各处主通风井位置中，均需要设立变电所，其中需要设有一台变压器,具体容量为500kVA,设备电压标准为10/0.4kV,选择节能型干式变压器。此时的电源进线主要引自坑口处的变配电所中的10kV母线段。矿区中的主通风机选择变频调节和相对应的计算机控制系统。
四、继电保护及电能质量
供应电能质量需要保证电压偏差控制与额定电压在±5%以内；选择高、低压无功补偿设备,将设备的功率因数标准控制在0.95以上。
对于10kV配电进出线回路而言，需要为其设置微机综合运行保护装置，同时10kV变压器还需要配以温度保护、过电流、过负荷、电流速断保护并设定对应的小电流接地保护装置，以此保证10kV配电系统的正常运行状态。
结语：
综上所述，因为采矿工程具有的特点，联系实际需求,对其生产工艺进行分析，根据节能要求,完成供配电系统的设计工作，对矿山企业本身的安全可靠性生产活动提供安全保障,属于矿山企业可持续发展的科学手段。
参考文献：
[1] 王仲实. 采矿工程设计优化的探析[J]. 科技风, 2019, 028(009):108-110.
[2] 李文海. 浅谈采矿工程设计与施工中应注意的问题与对策[J]. 中国金属通报, 2019,1006(007):54-55.
[3] 余世贵. 阐述采矿工程设计与施工中应注意的问题与对策[J]. 城镇建设, 2020, 059(003):114.
作者简介：谢红林，男， 生于1976年12月，汉族，云南曲靖人，本科，电气工程师，研究方向：矿山供配电。