蔭營煤礦井下局部通風(fēng)機“三專”供電的探索與實踐

王文生

摘 要：為了提高蔭營煤礦井下尤其高瓦斯礦井局部通風(fēng)機的供電質(zhì)量，進一步減少井下掘進工作面無計劃停電停風(fēng)，對井下局部通風(fēng)機的專用電源采用專用線路從地面變電所供給。

關(guān)鍵詞：“三?！?；延伸；供電

“一通三防”是煤礦安全生產(chǎn)的重中之重，瓦斯治理又是“一通三防”的核心，其中最為關(guān)鍵的是解決掘進工作面局部通風(fēng)機的無計劃停電導(dǎo)致瓦斯超限問題

1 三專改善了局部通風(fēng)機的供電質(zhì)量

為了解決局部通風(fēng)機供電的可靠性及掘進工作面瓦斯超限問題，《煤礦安全規(guī)程》第一百二十八條（五）規(guī)定：“瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進工作面的局部通風(fēng)機應(yīng)采用三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）供電[1]?！奔疵總€掘進工作面局部通風(fēng)機的供電，直接由采區(qū)變電所采用專用高壓開關(guān)、專用變壓器、專用電纜向局部通風(fēng)機供電（如圖1）[2]。此規(guī)定實施后，實現(xiàn)了采掘供電分開，而且專用的高壓開關(guān)、變壓器、線路事故較少。確實減少了由于采、掘工作面電氣設(shè)備的故障而引起的局部通風(fēng)機停電停風(fēng)及瓦斯超限事故的次數(shù)。但是由于局部通風(fēng)機本身故障造成掘進工作面長時間停風(fēng)；或是局部通風(fēng)機控制開關(guān)故障造成掘進工作面長時間停風(fēng)；或是專用線路故障引起的掘進工作面長時間停風(fēng)；特別是采掘電氣設(shè)備故障造成開關(guān)越級跳閘而使得掘進工作面停電停風(fēng)導(dǎo)致瓦斯超限。所以因局部通風(fēng)機無計劃停電停風(fēng)而使得瓦斯超限事故仍然屢屢發(fā)生。

2 雙風(fēng)機、雙電源使掘進工作面的供電、供風(fēng)更可靠

針對上述停電停風(fēng)而造成瓦斯超限的4個原因，采取以下改進方法：即在掘進工作面加裝1臺副局部通風(fēng)機，電源取自掘進工作面工作電源，原“三專”供電的局部通風(fēng)機做為主局部通風(fēng)機，主、副局部通風(fēng)機可自動切換，即所謂的雙風(fēng)機雙電源及自動切換裝置（如圖2）[2]。運行方式為：正常情況下，主局部通風(fēng)機運行，副局部通風(fēng)機處于熱備用；一旦主局部通風(fēng)機有故障停止運轉(zhuǎn)時，能自動切換到副局部通風(fēng)機，同時斷開掘進工作面的工作電源。這種方案的實施，解決了由于局部通風(fēng)機本身故障、控制開關(guān)故障和專用線路故障造成的掘進工作面停風(fēng)導(dǎo)致的瓦斯超限現(xiàn)象，基本上保證了掘進工作面的通風(fēng)的連續(xù)性。但是，這種方案沒有解決由于采掘電氣設(shè)備故障造成開關(guān)越級跳閘而使得掘進工作面停電停風(fēng)導(dǎo)致的瓦斯超限問題。對局部通風(fēng)機的供 電仍不能擺脫其它電氣設(shè)備的用電干擾。

如蔭營礦在2012年7-8月份由于井下電氣接線盒受潮等原因，發(fā)生多次短路，造成采區(qū)變電所停電，多次造成本采區(qū)掘進工作面無計劃停電停風(fēng)及瓦斯超限事故。下面是2011年我礦掘進工作面停風(fēng)及瓦斯超限的3起事故案例：

7月6日綜采一隊移動變壓器高壓側(cè)發(fā)生短路，短路故障電流越過三采變電所和中央變電所使35KV變電所控制井下的6KV開關(guān)柜速斷動作，井下大停電。

7月26日3304工作面材料巷1140V電纜接線盒燒毀（三相短路），短路故障電流越過三采變電所和中央變電所使35KV變電所控制的6KV開關(guān)柜速斷動作，井下大停電。

8月13日3306工作面兩巷低壓電纜受潮，在反復(fù)送電時，發(fā)生過流，越過三采一段變電所使中央變電所總控高壓開關(guān)動作，三采區(qū)大停電。

上述3起事故的一個共同點是：發(fā)生過流后，上級變電所高壓開關(guān)動作，使本采區(qū)變電所失電，掘進工作面停風(fēng)。其原因：

（1）該礦井下變電所使用的高壓開關(guān)是我國一種較新的產(chǎn)品BGP9L—6型，這種開關(guān)的短路保護沒有時間整定[2]，如果短路故障電流大，如三相短路，必然使上下級開關(guān)的短路保護同時達到動作值，開關(guān)同時跳閘，產(chǎn)生越級跳閘（井下電網(wǎng)的過流整定原則是保證可靠性和迅速性而犧牲選擇性）[3]。

（2）由于井下開關(guān)長期工作在潮濕陰暗的環(huán)境中，機構(gòu)靈敏度下降，造成開關(guān)速斷跳閘時間延長，地面6KV分路開關(guān)先于井下變電所開關(guān)過流動作，產(chǎn)生越級跳閘。

（3）井下高開跳閘機構(gòu)拒動也是造成越級跳閘的一個原因。

（4）采、掘工作面電源和專用變壓器的電源均取自采區(qū)變電所，如果采區(qū)內(nèi)供用電設(shè)施發(fā)生故障產(chǎn)生越級跳閘，本變電所失電，主、副局部通風(fēng)機都不能運轉(zhuǎn)。

3 延伸三專完善了局部通風(fēng)機的供電措施

為了更加提高掘進工作面局部通風(fēng)機供電的可靠性，最大限度地減少掘進工作面無計劃停風(fēng)現(xiàn)象，我們對高瓦斯礦井的井下掘進工作面局部通風(fēng)機“三專、兩閉鎖”實施方案又做了進一步的改進（如圖3）[2]。

井下主局部通風(fēng)機的供電電源應(yīng)直接從礦井地面35KV變電所的6KVⅠ段（或Ⅱ段）母線單獨引出一回線至井下中央變電所做為井下局部通風(fēng)機供電的專用線。

對于井下僅有中央變電所而言，其供電方式為：地面6KV

局部通風(fēng)機專用開關(guān)柜→入井局部通風(fēng)機專用高壓電纜→中央變電所局部通風(fēng)機專用高壓進線開關(guān)→局部通風(fēng)機分路高壓開關(guān)→局部通風(fēng)機專用變壓器→低壓電纜→主局部通風(fēng)機控制開關(guān)。

對于采區(qū)變電所時，其供電方式采用：地面6KV局部通風(fēng)機專用開關(guān)柜→入井局部通風(fēng)機專用高壓電纜→中央變電所局部通風(fēng)機專用高壓進線開關(guān)→局部通風(fēng)機分路高壓開關(guān)→去采區(qū)變電所局部通風(fēng)機高壓電纜→采區(qū)變電所高壓進線開關(guān)→分路高壓開關(guān)→主局部通風(fēng)機專用變壓器→低壓電纜→主局部通風(fēng)機開關(guān)。

井下變電所（包括中央變電所和采區(qū)變電所）的高壓動力電源不得和主局部通風(fēng)機專用電源相連接，不得互為備用。主局部通風(fēng)機專用線路所帶負荷相對較穩(wěn)定，其發(fā)生事故的機率大大低于生產(chǎn)線路的事故機率，為了防止其它電氣設(shè)備對專用線的用電干擾，確保井下局部通風(fēng)機運行不受影響，所以主局部通風(fēng)機專用線在井下任何地點不得與其它供電線路相連接，不得互為備用。

掘進工作面副局部通風(fēng)機也應(yīng)實行“三?！惫╇?，其供電方式應(yīng)符合《規(guī)程》128條第五項的要求，即每個掘進工作面副局部通風(fēng)機的供電，直接由變電所（中央或采區(qū)變電所）采用專用高壓開關(guān)、專用變壓器、專用電纜向副局部通風(fēng)機供電。主、副局部通風(fēng)機線路上不得分接其它負荷。正常情況下，主局部通風(fēng)機運行，副局部通風(fēng)機處于熱備用；主局部通風(fēng)機有故障停止運轉(zhuǎn)時，副局部通風(fēng)機自動啟動，同時切斷掘進工作面的所有工作電源。

（1）為了確保井下掘進工作面通風(fēng)的連續(xù)性，在主局部通風(fēng)機因故停運時，副局部通風(fēng)機立即自動啟動。主、副局部通風(fēng)機的自動切換是通過在主、副局部通風(fēng)機的控制開關(guān)中加裝的一套雙風(fēng)機雙電源自動切換裝置實現(xiàn)的。對雙風(fēng)機雙電源自動切換裝置要求是：當(dāng)主局部通風(fēng)機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能自動啟動副局部通風(fēng)機；當(dāng)副局部通風(fēng)機需倒回到主局部通風(fēng)機運行時，須手動操作；副局部通風(fēng)機運行期間，要能夠便于檢修主局部通風(fēng)機系統(tǒng)設(shè)備。

（2）井下掘進工作面只有在主局部通風(fēng)機運行時，方可進行作業(yè)。在副局部通風(fēng)機運行期間，掘進工作面無工作電源。只有恢復(fù)主局部通風(fēng)機運行后掘進工作面才能恢復(fù)供電。實現(xiàn)了風(fēng)電閉鎖。

（3）若掘進工作面瓦斯超限，由礦井安全監(jiān)測監(jiān)控裝置斷開掘進工作面所有工作電源，實現(xiàn)了瓦斯與電的閉鎖。

掘進工作面的工作電源采用移動變電站供電時，要求掘進工作面的所有電氣設(shè)備（不包括監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備）的用電從這臺移變供給。當(dāng)掘進工作面由變電所低壓供電時，要求掘進工作面所有電氣設(shè)備的工作電源必須從一臺分路饋電開關(guān)供給。使的當(dāng)掘進工作面停風(fēng)或瓦斯超限時能夠很方便的實現(xiàn)這個工作面的全壓斷電。

4 結(jié)論

此方案2012年8月中旬已在我礦實施，改進后至今沒有發(fā)生過因生產(chǎn)線路故障越級跳閘而影響到局部通風(fēng)機的運行。目前這種供電方式在高瓦斯礦井中已推廣使用。

總之，通過兩步走的方法：一步是雙風(fēng)機雙電源自動切換方法，一步是延伸“三?！惫╇妬碜?5KV變電所的6KV出線，基本杜絕了掘進工作面的無計劃停電停風(fēng)導(dǎo)致的瓦斯超限現(xiàn)象的發(fā)生。

[參考文獻]

[1]國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

[2]顧永輝，范廷瓚.煤礦電工手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1999.

[3]劉恩沛，聶文龍，崔景岳，鄭函生.煤礦供電.1980（1）.