煤礦供電系統(tǒng)中事故隱患分析與應(yīng)對策略

馮軍

【摘 要】近年來，我國煤炭產(chǎn)業(yè)協(xié)會及安全生產(chǎn)管理部門都適時的加強了煤礦的安全監(jiān)管工作。煤礦電氣控制電路的平穩(wěn)運行是保障煤炭開采與運輸工作順利開展與進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是煤礦安全生產(chǎn)管理工作中存在問題與弊端最多的部分。下面就對煤礦供電系統(tǒng)可能存在的事故隱患進(jìn)行分析，并提出一些應(yīng)對措施。

【關(guān)鍵詞】煤礦供電；安全；隱患

1.煤礦供電系統(tǒng)中可能存在的事故隱患分析

由于電氣設(shè)備和設(shè)施缺陷（選型不當(dāng)、分?jǐn)嗄芰Σ粔?、電纜過載、不阻燃等）可能引發(fā)的電氣事故有：電源線路倒桿、斷線、過負(fù)荷、短路、停電、人員觸電、電氣設(shè)備起火、電火花、防爆電氣設(shè)備失爆等。

（1）繼電保護(hù)裝置缺陷。繼電保護(hù)裝置未按規(guī)定裝設(shè)或采用不合格的落后、淘汰產(chǎn)品。會出現(xiàn)越級跳閘、誤動作造成無故停電，擴大事故范圍。

（2）井下電氣火花事故。①電氣設(shè)備保護(hù)失靈，當(dāng)出現(xiàn)過流、短路、接地等電氣事故時拒動，使設(shè)備、電纜過載、過熱引發(fā)電氣火花，有可能點燃瓦斯，造成火災(zāi)或瓦斯爆炸事故。②井下帶電電纜由于外力原因破損、拉脫、電纜絕緣下降易造成系統(tǒng)短路、接地，引發(fā)電氣火花，電氣火花有可能造成點燃瓦斯，造成火災(zāi)或瓦斯爆炸事故。③井下使用的電氣設(shè)備安裝、維修不當(dāng)，造成失爆（如防爆腔/室密封不嚴(yán)、防爆面、密封圈間隙不符合要求等），在開關(guān)觸點分一合或其他原因產(chǎn)生電火花時，可能點燃瓦斯造成火災(zāi)或引起瓦斯爆炸事故。

（3）主變?nèi)萘坎蛔?，電源線路缺陷。主變壓器容量不足，一臺發(fā)生事故時，其余變壓器不能保證礦井一、二級負(fù)荷供電。礦井電源線路未按當(dāng)?shù)貧庀髼l件設(shè)計，遇大風(fēng)、雪等惡劣氣候，線路強度不足，易造成倒桿、斷線，造成全礦停風(fēng)、停產(chǎn)，井下作業(yè)人員會因停風(fēng)而有生命危險，造成財產(chǎn)損失和人員傷亡。

（4）雷擊過電壓和消防隱患。雷雨時節(jié)因雷擊產(chǎn)生過電壓、放電產(chǎn)生火花或?qū)⒃O(shè)備和電纜擊穿、甚至短路。放電產(chǎn)生的火花或短路的火源將易燃物（電纜、控制線、動力油、油污等）點燃，引發(fā)火災(zāi)，變配電室內(nèi)未裝設(shè)機械通風(fēng)排煙裝置及無足夠的滅火器材，處理事故困難，導(dǎo)致事故擴大，造成全礦停電，停風(fēng)、停產(chǎn)。

（5）閉鎖缺陷。開關(guān)柜閉鎖未裝設(shè)或失效易造成誤操作，刀閘在帶負(fù)荷狀態(tài)下停送電，造成短路。人員在開關(guān)內(nèi)部帶電狀態(tài)下進(jìn)入會發(fā)生觸電。

（6）開關(guān)斷路器容量不足。因開關(guān)、斷路器遮斷容量較小，不能分?jǐn)喽搪冯娏?，瞬間因短路故障產(chǎn)生大量的熱能而燒毀設(shè)備及電纜，引發(fā)火災(zāi)事故，造成部分用戶或全礦停電、停風(fēng)、停產(chǎn)，嚴(yán)重時能導(dǎo)致人員傷亡，財產(chǎn)損失。

（7）靜電危害事故。井下能產(chǎn)生靜電的設(shè)備和場所很多，各類排水、通風(fēng)、壓氣管路，由于內(nèi)壁與高速流動的流體相摩擦，使外壁上產(chǎn)生大量的靜電電荷，在對地絕緣較好的管壁下產(chǎn)生的靜電電壓，可達(dá)300V以上，塑料等非導(dǎo)體材料管道，更易產(chǎn)生靜電。靜電放電火花會成為可燃性物質(zhì)的點火源，造成爆炸和火災(zāi)事故；人體因受到靜電電擊的刺激，可能引發(fā)二次事故，如墜落、跌傷等。

（8）井下大面積停電事故。①井筒內(nèi)電纜固定不牢，電纜墜入井筒，造成井下大面積停電事故。②正常分列運行的雙回路違章并聯(lián)運行，當(dāng)一段母線供電系統(tǒng)發(fā)生短路事故時，引起另一段母線供電系統(tǒng)同時掉閘，雙回路停電。④應(yīng)采用雙回路供電的區(qū)域或設(shè)備，采用了單回路供電。③井下電氣設(shè)備、電纜當(dāng)發(fā)生短路事故時，電氣保護(hù)裝置拒動或動作不靈敏，造成越級跳閘。

（9）諧波及其危害。礦井電力系統(tǒng)中主要的諧波源是提升機采用晶閘管供電且具有非線性特性的變流沒備。諧波的危害主要有：①使電網(wǎng)電壓波形發(fā)乍畸變，致使電能品質(zhì)變壞。②使電氣設(shè)備的鐵損增加，造成電氣設(shè)備過熱，降低正常出力。③使電介質(zhì)加速老化，絕緣壽命縮短。④影響控制、保護(hù)和檢測裝置的工作精度和可靠性。⑤諧波被放大，使一些具有容性的電氣設(shè)備（如電容器）和電氣材料（如電纜）發(fā)生過熱而損壞。⑥對弱電系統(tǒng)造成嚴(yán)重干擾，甚至可能在某一高次諧波的作用下，引起電網(wǎng)諧振，系統(tǒng)紊亂，造成設(shè)備損壞。

（10）井下人員觸電事故。①井下電工操作時所使用的絕緣手套、絕緣靴、驗電筆等器具破損、絕緣程度降低，驗電筆指示不正確。②閉鎖裝置不全、失效、警示標(biāo)志不清，人員誤入。③無工作票及安全措施，不執(zhí)行高壓電網(wǎng)作業(yè)中停電、驗電、放電等規(guī)定和要求。④接地系統(tǒng)缺損、未可靠接地、保護(hù)接地失靈，設(shè)備外殼、電纜外皮漏電。⑤不執(zhí)行停送電制度或誤操作，停錯、送錯電，誤認(rèn)開關(guān)和電纜，沒有執(zhí)行作業(yè)監(jiān)護(hù)制度，沒有懸掛“有人作業(yè)，不準(zhǔn)送電”牌。

（11）單相接地電容電流的危害。礦井電網(wǎng)的單相接地電流達(dá)到15—20A時，如不加以補償限制，弧光接地可能引起接地點的電氣火災(zāi)，甚至引發(fā)礦井瓦斯、煤塵爆炸事故。

（12）雷擊入井事故。①經(jīng)地面引入井下的供電線路，防雷設(shè)施不完善或裝置失靈。②由地面入井的管路、井架在井口處未裝或安裝的少于兩處集中接地裝置接地不良。③通信線路在入井處未裝設(shè)熔斷器和防雷裝置?；蜓b置不良。

2.應(yīng)對策略

（1）礦井高低壓供電設(shè)備應(yīng)裝設(shè)漏電保護(hù)，加強井下電氣設(shè)備的維護(hù)管理，確保電氣設(shè)備良好接地，防止失爆、漏電事故的發(fā)生。

（2）掘進(jìn)工作面局部扇風(fēng)機應(yīng)實現(xiàn)“雙風(fēng)機、雙電源”，并能自動切換，防止意外事故發(fā)生。

（3）下井電纜在井筒段敷設(shè)時，支架上應(yīng)采用橡膠壓塊固定的措施。制定定期檢測、檢查制度，井筒淋水較大時，應(yīng)采取相應(yīng)措施。

（4）地面變電所和井下其它變（配）電所，每年要全面統(tǒng)計用電負(fù)荷。系統(tǒng)參數(shù)有變化時，應(yīng)重新核算短路電流。為繼電保護(hù)的計算、整定和試驗提供可靠的依據(jù)。有大容量負(fù)荷投運，要重新整定和試驗。

（5）必須確保采掘供電分開。照明綜保、煤電鉆綜保、低壓檢漏繼電器必須正常使用，靈敏、可靠。

（6）采區(qū)供電系統(tǒng)應(yīng)跟隨工作面不斷推進(jìn)隨時調(diào)整并繪制供電系統(tǒng)圖，計算短路電流，全面校核繼電保護(hù)整定值。

（7）地面輸電線路、變電所及井架等建構(gòu)筑物均按規(guī)定裝設(shè)避雷設(shè)施，每年雨季前均應(yīng)檢測合格，重點防止架空電源線路遭受雷擊，造成全礦停電。

（8）對電氣設(shè)備的絕緣性能要定期測試，對損傷、破皮漏電的電纜要立即更換。

（9）設(shè)置濾波裝置，并對礦井電網(wǎng)諧波情況進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對濾波系統(tǒng)作相應(yīng)調(diào)整，以確保供電系統(tǒng)的安全運行。

（10）井下使用的電氣設(shè)備、電纜要嚴(yán)把入井關(guān)。防止沒有“二證一標(biāo)志”的電氣設(shè)備和電纜流入井下。

（11）定期對電網(wǎng)電容電流進(jìn)行測試，超標(biāo)過20A時應(yīng)采取限制電容電流的措施。

（13）完善供電系統(tǒng)中防止反送電的制度和措施，防止反送電造成觸電事故。對變電所供電系統(tǒng)沒備、設(shè)施合理布置，各開關(guān)柜編號、控制負(fù)荷，根據(jù)供電實際予以明確標(biāo)識，防止誤操作。

3.結(jié)語

煤礦電氣事故的發(fā)生具有隨機性、漸進(jìn)性或突發(fā)性，并且造成事故的原因很多而復(fù)雜，包括設(shè)計、制造、疲勞、磨損、老化、檢查和維護(hù)保養(yǎng)、人員失誤、環(huán)境及其它因素。通過經(jīng)驗教訓(xùn)及事故的統(tǒng)計分析，大部分事故的規(guī)律是可知的。通過定期檢查、維護(hù)保養(yǎng)和分析總結(jié)可使多數(shù)事故在預(yù)定期間內(nèi)得到控制。所以建立科學(xué)合理的事故預(yù)防體系，是預(yù)防煤礦電氣事故的—個重要手段。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2004.

[2]王崇林主編.煤礦供電與電氣控制[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.