电力拖动矿用钻机供电尾线的改造

发布时间：2022-03-14 15:00:50 浏览数：次

(神华集团准格尔能源有限责任公司黑岱沟露天煤矿，内蒙古薛家湾 010 300)
摘要：文章主要介绍了钻机尾线电缆在黑岱沟露天矿使用中的一些实际问题，并针对存在的问题提出了解决的措施。
关键词：钻机；尾线电缆；效率；煤矿设备
中图分类号：TD63 文献标识码：B 文章编号：1007—6921(2009)20—0123—01

电力拖动钻机是露天煤矿的主要钻孔设备，钻机的尾线电缆置于钻机尾部的自动收放卷筒上。一般在露天煤矿平盘上进行钻孔作业，属于经常性频繁移动的设备。在黑岱沟露天煤矿拥有的7台电动钻机，其最大容量为840KW，电压等级6 300V，尾线电缆最初设计时采用3×50+ 1×25+2×25mm²矿用移动式橡套电缆，尾线电缆长度为300m。钻机在实际运行中，钻机增减、移设电缆较为频繁，需要经常的停送电，影响钻机的工作效率。
1 方案提出

如果将钻机尾线电缆的截面改为35mm²并增加钻机尾线电缆的长度，扩大钻机的移动范围，尾线电缆增加的次数和移设的频率就可以减少。钻机尾线电缆加长后，电缆的截面缩减了，电缆的载流量、电压降等因素是否还能满足钻机用电要求；钻机卷筒能够卷放多长的35mm 2电缆，需要进行测绘验算。
2 钻机尾部电缆卷筒的容积

经对钻机尾部卷筒的测量和对电缆的测量数据为：

电缆卷筒：有效宽度 2 420mm，卷筒的直径为1 500mm，可圈电缆的高165mm； 35mm² 电缆的外径：54mm。

经计算：卷筒可圈的层数165/54=3层

每层可卷的圈数 2420/54=44圈

第一层每圈电缆的长度 1500×3.14/1000=4.7m

第二层每圈电缆的长度 1554×3.14/1000=4.8m

第三层每圈电缆的长度 1608×3.14/1000=5m

总长度为（4.7+4.8+5）×44=638m

考虑到电缆在卷筒上卷放过程中的松散情况，按0.8系数考虑后，可卷35mm²电缆的长度为 638×0.8=510m 。所以钻机尾线电缆选用500m。
3 电缆的校核

根据电缆选择条件，电缆的截面应满足连续允许电流、允许电压降的要求，当最大负荷利用小时大于5 000H时，应按照经济电流密度选择。

露天矿使用的钻机属于间断工作的设备，在电缆的选择上可按照连续允许电流、允许电压降的要求进行选择。按照黑岱沟露天煤矿最大钻机容量780KW，电缆截面按照铜芯35 mm²选用，计算结果如下： 

工作电流 I=780/（1.73×6.3×0.85）=84A 

电压损失ΔU %=173 Ig L（rCosΦ+xSinΦ）/U

其中：r、x按照厂家提供的电缆参数为r=0.715 x=0.131
      钻机的功率因数CosΦ=0.85   SinΦ=0.526
      电缆长度选用L=0.5Km
      工作电压U=6 300V
      工作电流Ig=84A
经计算电压损失ΔU %=0.77%
根据美国通用电缆技术资料，所选用的3×35+1×10+2×16 mm²电缆在40℃度时载流159A 。电压损失为0.77%，所选用电缆完全能够满足钻机供电的要求。
4 经济性对比

2008年7月，美国虎牌电缆的价格为50mm2的电缆560元/m，35mm2的电缆420元/m，大约是50 mm2电缆价格的75%。7台钻机可节约的费用为7×（560—420）×500=49万元。钻机尾线的寿命为4～5年，按5年计算每年节约近10万元。
5 结论及其效果

经过对比分析得知，钻机尾线的改造无论是从电缆的载流量、电压损失，电缆卷筒的容量、经济性对比以及钻机效率的提高都能满足使用要求。于是黑岱沟露天煤矿从2008年12月对7 台钻机的尾线全部进行更换，由原来的300m、50mm2电缆改成500m、35mm2电缆，更换下来的50mm2电缆可以给其他挖掘机正常使用。经统计，改造后的钻机由于尾线的加长提高了钻机的活动范围，减少了增加、移设电缆的次数。从2009年2月～6月与2008年同期相比，每台钻机的计划停电时间降低了6.3h/台.月，同比下降了36%，从而提高了钻机的使用效率。

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