對高瓦斯礦井供電可靠性運行的探討

蘇山宏

（山西高平科興前和煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048400）

所謂高瓦斯礦井是指礦井相對瓦斯涌出量大于10 m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于10 m3/min的礦井[1]。近年來，隨著我國工業(yè)發(fā)展對于能源需求的急劇增加，煤炭的產量也在急劇增加：從2000年到現(xiàn)在，煤炭產量基本以2位數(shù)增長（除2008年由于金融危機，增長率為2.35%）。然而，與之伴隨而來的煤礦安全事故也不斷發(fā)生。煤礦安全事故的原因有多種，其中瓦斯災害是煤礦安全生產的大敵，是危及礦工生命安全的最大“殺手”，已成為制約煤礦安全生產的主要矛盾，必須把瓦斯治理作為煤礦安全專項整治的重點來抓。

煤礦發(fā)生安全事故與許多因素有關，如自然因素、安全技術手段、安全意識和管理水平等。而瓦斯爆炸則大都是由于供電設備產生的火花引起的。一旦電力中斷或供電設備出現(xiàn)故障，不僅會影響生產，更有可能發(fā)生人身事故或設備損壞，嚴重時還會造成礦井的破壞。近年來，我國礦下生產制定了更加嚴格的管理制度，從而對高瓦斯礦井的供用電管理及操作人員的整體綜合素質也提出了更高層次的要求。因此，提高煤礦供電系統(tǒng)的安全性和可靠性已成為煤礦安全生產中急需解決的問題。本文就這一問題進行討論，并提出幾點建議。

1 礦井供電的基本要求

由于煤礦生產的特殊性，一旦突然斷電，不但會造成財產上的損失，更可能造成人員傷亡，形成大的安全事故。從而要求煤礦供電系統(tǒng)具有不間斷供電的能力。

在實際生產中，工作的設備常會發(fā)生漏電、超過額定負荷運轉等現(xiàn)象，稍有不慎，觸電、火災等事故就會發(fā)生。同時，由于煤礦開采的特殊性，更會導致瓦斯、煤塵發(fā)生爆炸。因此，必須保證煤礦機電設備的供電安全。

礦井下供電頻率和供電電壓偏離額定值的幅度不超過規(guī)定的范圍，即要有良好的供電設備。否則，電氣設備的遠行情況將會有明顯變化，嚴重時會損壞電氣設備。

國家規(guī)定一般電氣設備使用的交流供電標準頻率為50 Hz，偏差不超過±0.2～±0.5 Hz，電壓不超過±7%.

合理地確定供電系統(tǒng)，選擇質量高、損耗小、價格低的系統(tǒng)設備，盡量保證供電的經濟性。

2 煤礦供電系統(tǒng)中存在的問題

2.1 硬件方面

當前，我國大多數(shù)煤礦或多或少都存在著一些普遍性的問題，如：通風的設備老化、性能降低、瓦斯抽取系統(tǒng)功率不足、井下電氣設備安全系數(shù)較低等。部分電氣設備超期服役、帶病運行，安全性能差、設備完好率低；繼電保護不完善或靈敏可靠性差；井下仍存在非阻燃電纜等，這些現(xiàn)象的存在都會導致供電系統(tǒng)可靠性的降低。同時，少數(shù)部分礦井采取的是電廠單一供電方式，如果源頭發(fā)生故障將會直接影響煤礦的用電，進而導致影響煤礦用電安全系數(shù)。另外，多數(shù)的煤礦都存在線路連接復雜的現(xiàn)象，這在一定程度上也影響了供電的可靠性。

單線路及主變單列運行，供電可靠性差。目前，少數(shù)煤礦的2路電源均來自同一個區(qū)域變電所。礦內35 kV變電所為線路及主變單列運行。這樣，無論是上級變電所還是供電線路或主變，任何一處出現(xiàn)故障都將造成全礦供電中斷，對于有高瓦斯涌出的礦井來說，全礦停電所帶來的后果非常嚴重，這樣極易造成部分工作面瓦斯超限事故，進而危及礦工及礦井的安全。

供電系統(tǒng)自動化程度低下，仍然依靠傳統(tǒng)的人工值班與手動操作來控制供電系統(tǒng)。

2.2 軟件方面

各級煤炭行業(yè)主管部門對煤礦安全用電的重視程度不夠，從而導致對于煤礦供用電設備、設施的投入不足，嚴重影響了對于設備的維護和保養(yǎng)。在管理方面，缺乏完善的規(guī)章制度和長期的規(guī)劃，經常存在應付了事的現(xiàn)象。

從業(yè)人員水平層次不齊，整體水平亟待提高。由于煤礦從業(yè)人員大多數(shù)是農民工，文化水平較低且流動性較強，對于自動化程度較高的電氣設備，經常是憑著經驗來做，對于出現(xiàn)的問題也是就事論事。而企業(yè)如果對職工的業(yè)務培養(yǎng)不能足夠的重視，將不但影響生產效率，而且也會帶來極大的安全隱患。

3 提高煤礦供電系統(tǒng)可靠性的方法

針對上述存在的問題，結合高瓦斯礦井的實際情況，應做好以下幾個方面的工作。

3.1 加大硬件裝備的投入力度

加快淘汰落后產能，進行產業(yè)升級，選用更加先進的設備。設備的選擇應盡量以高效節(jié)能型為主；高低壓電纜均要盡量選擇礦用阻燃電纜；及時對供電系統(tǒng)進行檢修。

3.2 合理的電網結構設計及運行方式

目前，確保煤礦供電系統(tǒng)的有效途徑是雙電源、雙回路設計。當某一回路出現(xiàn)故障時，另一回路可作為替代性的選擇，兩回路不同時運行，但其中一條運行時，另一條必須帶電備用；礦井下各變電所、水泵房以及其他的主要設備也應有專用的雙回路，如通風機等。在煤礦生產中，為了使通風機的供電更加可靠，通常直接由采區(qū)變電所采用高壓開關、專用變壓器、專用電纜向其供電，同時采用雙風機和雙電源自動切換裝置。

[1]何立新.高瓦斯礦井保證供電安全幾項措施的研究[J].煤炭科技，2010.

[2]張學成.工礦企業(yè)供電[M］.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005.

[3]陳國強.提高煤礦供電系統(tǒng)可靠性的措施與對策[J].能源技術與管理，2007.

[4]建翼，羅賓，趙小平.基于多層分布式結構的用戶供電可靠性研究[J].電力設備，2005.