淺析提高煤礦供電安全可靠性的綜合措施

常志亮

（安陽鑫龍煤業(yè)〈集團(tuán)〉技工學(xué)校，河南 安陽455133）

眾人皆知，煤礦是一個高危行業(yè)，也是一個備受社會高度重視、關(guān)注的行業(yè)。我國煤炭資源開采大多是在井下進(jìn)行，其特殊的開采空間、煤層結(jié)構(gòu)使得煤礦井下環(huán)境十分惡劣。 采掘面周圍含有大量的瓦斯、煤塵等易燃、易爆物質(zhì)，如果用電不當(dāng)，很容易由于用電設(shè)備出現(xiàn)漏電等發(fā)生電火花引起井下發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸等嚴(yán)重事故。長期以來，黨和國家非常重視煤礦安全生產(chǎn)工作，經(jīng)各級政府、部門和企業(yè)的艱辛努力，煤礦的安全形勢由穩(wěn)定好轉(zhuǎn)向明顯好轉(zhuǎn)發(fā)展。 本文將結(jié)合針對一些礦井調(diào)研結(jié)果，就工程中常用的提高煤礦礦井供電系統(tǒng)安全可靠性的具體對策和措施進(jìn)行歸納總結(jié)，以便為其它相關(guān)工程提供一點(diǎn)借鑒意義。

1 煤礦井下供電系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

煤礦井下供電系統(tǒng)中采用防爆型及增安型電器設(shè)備，在很大程度上提高了低壓供電系統(tǒng)的安全水平，但是由于大多煤礦井下供電系統(tǒng)存在負(fù)荷分配不均、設(shè)備型號不匹配等問題，給井下安全用電埋下了許多安全隱患。

1.1 主變壓器容量不足

井下負(fù)荷容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于供電系統(tǒng)原設(shè)計容量，從而造成主變壓器長期運(yùn)行在低效運(yùn)行條件下，不僅降低了供電系統(tǒng)供電可靠性和供電質(zhì)量水平，同時系統(tǒng)長期運(yùn)行在過負(fù)荷條件下，很容易導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)過熱、絕緣老化、供電電纜出現(xiàn)發(fā)熱燃燒引起瓦斯爆炸事故。

1.2 供電電能質(zhì)量水平較低

隨著電力電子技術(shù)、自動控制技術(shù)等在煤礦井下機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的不斷完善，大量自動化水平較高的大功率機(jī)電設(shè)備已成為煤礦井下主要操作設(shè)備， 在很大程度上提高了煤礦井下開采綜合自動水平，但同時大量變頻整流設(shè)備（如變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、軟啟動智能控制系統(tǒng)等）在井下供電系統(tǒng)中的廣泛使用，使井下配電網(wǎng)有功和無功間不能保持原有的平衡，供電電壓出現(xiàn)畸變等低質(zhì)量電能，不僅影響井下開采設(shè)備的高效運(yùn)行，同時還可能造成井下各類繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)“誤動”或“拒動”情況，大大降低井下供電系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性。

1.3 防爆電器自身防爆性能不符合規(guī)范要求

為了提高井下供電系統(tǒng)的安全可靠性，保證井下作業(yè)員工的人身財產(chǎn)安全，國家已經(jīng)在相關(guān)文件或規(guī)范中明令淘汰或禁止使用一批在操作過程中會產(chǎn)生較大能量電弧的分支線路空氣開關(guān)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，有些煤礦由于改造資金缺乏或相關(guān)企業(yè)法人不重視等因素的影響，這些明令禁止的開關(guān)設(shè)備依然在煤礦礦井中作為主要的電源控制開關(guān)，直接影響到煤礦礦井低壓供電系統(tǒng)可靠性，嚴(yán)重威脅著井下從事煤炭生產(chǎn)人員和設(shè)備的安全。

2 提高煤礦礦井供電系統(tǒng)安全可靠性措施

2.1 構(gòu)筑合理的井下供電結(jié)構(gòu)

合理可靠的供配電結(jié)構(gòu)是煤礦井下開采安全可靠用電的重要基礎(chǔ)保證。 對供電電源有以下幾點(diǎn)建議：

（1）為了保證對煤礦供電的安全性和可靠性，礦井應(yīng)有兩回電源線路， 兩回電源線路可來自不同變電所或同一變電所的不同母線上，即在一個電源發(fā)生故障的情況下，另一回路仍能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。

（2）礦井的兩回電源線路上都不得分接任何負(fù)荷。

（3）礦井主通風(fēng)、提升及排水設(shè)備供電，必須設(shè)置備用電源，備用電源容量達(dá)到保安負(fù)荷的運(yùn)行要求。

（4）為保證供電的安全性和可靠性，避雷裝置及保護(hù)裝置必須每兩年進(jìn)行一次檢驗(yàn)。

（5）在滿足供電可靠與安全的前提下，還應(yīng)保證供電的質(zhì)量，并力求系統(tǒng)簡單、操作方便，使建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。

2.2 電氣設(shè)備安全措施

（1）防爆電氣設(shè)備入井前應(yīng)檢查其“產(chǎn)品合格證，煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志” 及安全性能，檢查合格并簽發(fā)合格證后，方可入井。

（2）礦井必須備有井上、下供電系統(tǒng)圖、井下電氣設(shè)備布置示意圖和通訊系統(tǒng)圖，并隨情況變化定期填繪。

（3）井下供電系統(tǒng)必須采取漏電保護(hù)、過流保護(hù)和接地保護(hù)。

（4）井下防爆電氣設(shè)備的防爆性能檢查，必須每月檢查一次，配電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢查整定，每半年進(jìn)行一次，主要設(shè)備絕緣電阻每半年至少進(jìn)行一次檢查。

（5）井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備，電纜和電線。 檢修或搬遷前必須切斷電源，檢查瓦斯，在其巷道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊陀?.0%時。再用與電源電壓相適應(yīng)的驗(yàn)電筆檢驗(yàn)，檢驗(yàn)無電后，方可進(jìn)行導(dǎo)體對地放電。

（6）電氣設(shè)備的檢查、維護(hù)和調(diào)整，必須由電氣維修工進(jìn)行，并執(zhí)行“一人工作、一人監(jiān)護(hù)”的規(guī)定。

（7）高壓停、送電的操作，可根據(jù)書面申請或其它可靠的聯(lián)系方式，待批準(zhǔn)后由專職電工執(zhí)行，并嚴(yán)格執(zhí)行誰停誰送的制度，嚴(yán)禁有約時送電現(xiàn)象。 斷開的隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)必須鎖住，并在操作手把上懸掛“有人工作、禁止合閘”的標(biāo)志牌，停電處必須設(shè)專人監(jiān)護(hù)。

（8）操作井下電氣設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。

（9）井下高壓電動機(jī)、動力變壓器的高壓控制設(shè)備應(yīng)具有短路、過負(fù)荷、接地和欠壓釋放保護(hù)，井下采區(qū)移動變電站及配電點(diǎn)引出的饋電線上，應(yīng)裝設(shè)短路、過負(fù)荷和漏電保護(hù)裝置，低壓電動機(jī)的控制設(shè)備應(yīng)具備短路、過負(fù)荷、單相斷線、漏電閉鎖裝置和遠(yuǎn)程控制裝置。

（10）正確選擇和安裝使用電氣設(shè)備及供電線路，并應(yīng)在運(yùn)行中加強(qiáng)維護(hù)檢修。另外還應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的過電流保護(hù)裝置，進(jìn)行合理整定，并應(yīng)在可能發(fā)生電火災(zāi)的地方，采取相應(yīng)的防火措施。

（11）容易碰到的、裸露的帶電體及機(jī)械外露的傳動和傳動部分必須加裝護(hù)罩或遮欄等防護(hù)設(shè)施。

2.3 對電氣設(shè)備的防爆采取以下三種措施：

（1）采用防爆外殼：電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)生瓦斯爆炸時，其壓力不能使外殼變形，而且從間隙逸出外殼的火焰，應(yīng)受到足夠冷卻，不足以點(diǎn)燃?xì)ね獾耐咚购兔簤m，即把爆炸限制在殼內(nèi)。

（2）采用安全火花電路：適用于信號、通訊、測量儀表、遙控的自動控制系統(tǒng)。

（3）采用超前切斷電源：有必備可靠出現(xiàn)故障即自行切斷電源，使熱源不至與瓦斯、煤塵接觸，從而達(dá)到防爆的目的。

2.4 電纜使用安全措施

（1）井下電纜必須懸掛，懸掛點(diǎn)間距在水平巷道或傾斜井巷內(nèi)不得超過3 米，電纜不應(yīng)懸掛在風(fēng)筒或水管上，不得遭受淋水，穿墻敷設(shè)必須加裝套管。

（2）巷道內(nèi)通訊和信號電纜應(yīng)與動力電纜分掛在巷道兩側(cè)，如果受條件限制，應(yīng)敷設(shè)在動力電纜上方0.1 米的地方。 高低壓電纜之間的距離應(yīng)大于0.1 米，高壓電纜之間、低壓電纜之間距離不得小于50mm。

（3）低壓電纜不應(yīng)采用鋁芯，采區(qū)低壓電纜嚴(yán)禁采用鋁芯。

（4）電纜與電氣設(shè)備連接，必須用與電氣設(shè)備性能相符的接線盒。電纜線芯，必須使用齒形壓線板與電氣設(shè)備進(jìn)行連接。

（5）橡套電纜必須使用阻燃電纜，接頭進(jìn)行冷補(bǔ)，必須經(jīng)過浸水耐壓試驗(yàn)，合格后方可下井使用。

（6）不同型號電纜之間嚴(yán)禁直接連接，必須經(jīng)過符合要求的接線盒、連接器或母線盒進(jìn)行連接。

2.5 構(gòu)筑完善井下低壓供電系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)

在低壓供電系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計和技術(shù)改造時，應(yīng)充分結(jié)合分級閉鎖和選擇性斷電控制技術(shù)，保證井下各機(jī)電設(shè)備高效穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為礦井低壓供電系統(tǒng)安全可靠供電提供重要支持。 構(gòu)筑完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，可以有效杜絕井下工人的人為誤操作事故發(fā)生，從而有效提高礦井供電系統(tǒng)防火防爆綜合安全性能。

3 結(jié)束語

煤礦井下供電系統(tǒng)運(yùn)行在一個復(fù)雜環(huán)境中，提高其運(yùn)行安全可靠性是一項(xiàng)系統(tǒng)、長期持久的工作，必須結(jié)合煤礦井下煤礦開采的實(shí)際情況，將人力、物力、環(huán)境等多方面因素有機(jī)結(jié)合起來，整體協(xié)調(diào)配合進(jìn)行充分考慮設(shè)計，制定完善井下安全供電措施方案，有效提高煤礦井下低壓供電系統(tǒng)供電可靠性，保障井下煤礦開采安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效進(jìn)行。