煤礦電氣控制電路常見問題及解決策略*

彭 湃

(同煤集團忻州窯礦綜采三隊，山西大同 037021)

0 引言

煤礦是推動經(jīng)濟發(fā)展的三大能源之一，煤炭行業(yè)也以煤礦豐富的資源儲量在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有舉足輕重的地位。然而煤炭生產(chǎn)條件十分惡劣，煤礦電氣系統(tǒng)中存在很多安全隱患，這給煤礦生產(chǎn)作業(yè)的順利進行增加了相當(dāng)大的難度，如果不能及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，很容易發(fā)生煤礦事故，后果不堪設(shè)想。

1 煤礦用電氣設(shè)備簡介

煤礦用電氣設(shè)備，即在礦井中使用的各種電氣設(shè)備，是電氣控制電路的主要操縱部分，也是保證各項工作有序進行的前提之一。煤礦井空間狹窄決定了煤礦用電氣設(shè)備體積小的特點;該設(shè)備需要頻繁的移動，所以煤礦用電氣設(shè)備必須便于移動，從而可以更好的被煤礦工作人員使用;煤礦用電氣設(shè)備工作環(huán)境惡劣，工作面的爆破以及巖石塌落很容易砸壞設(shè)備，這就要求該設(shè)備必須具有堅固的外殼。煤礦用電氣設(shè)備是煤礦生產(chǎn)的必備設(shè)備之一，其主要類型如下。

1．1 礦用一般型電氣設(shè)備特點

礦用一般型電氣設(shè)備具有堅固的外殼，可以起到保護內(nèi)部機構(gòu)的作用;連接時需要使用插銷，解決了明線頭外露的問題;機械閉鎖和電氣閉鎖裝置可以防止在外裝置未蓋好時送電。

1．2 礦用防爆型電氣設(shè)備

礦用防爆電氣設(shè)備 系指按GB3836．1－2000標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的專供煤礦井下使用的防爆電氣設(shè)備。礦用防爆型電氣設(shè)備裝有具有很好的隔爆、耐爆的功能的隔爆外殼，這一功能使其能承受內(nèi)部瓦斯爆炸的壓力，從而起到保護外殼的作用，大大減小了外部瓦斯燃燒和爆炸的可能性。提高外殼的機械強度是保證防爆外殼耐爆性方法之一［1－2］。

2 煤礦電氣控制電路常見問題

2．1 短路故障

在電路中，電流不流經(jīng)用電器，直接連接電源兩極，則電源短路。不同電位的路線連接不當(dāng)很可能會導(dǎo)致短路，從而設(shè)備無法正常使用。線路長期運行發(fā)生的磨損或老化是引起電氣控制電路短路的主要原因，安裝人員操作不當(dāng)也會發(fā)生短路。所以在設(shè)備安裝和檢修過程中要規(guī)范行為，減少短路現(xiàn)象的發(fā)生。

2．2 斷路問題

在電子控制系統(tǒng)中斷路的原因如下:一是煤礦生產(chǎn)過程中環(huán)境惡劣，電氣系統(tǒng)中的線路長期運行導(dǎo)致線路磨損、老化相當(dāng)嚴(yán)重，很容易導(dǎo)致斷路;二是安裝和檢修時操作不當(dāng)，使得線路接觸不良;三是環(huán)境因素導(dǎo)致斷路。

2．3 引爆雷管

由于目前技術(shù)限制，采掘工作面時必須要用放在附近的雷管引爆，當(dāng)采掘工作面的軌道、帶式輸送機的鋼絲繩、電纜中有散雜電流通過時，它們就會與大地及接地網(wǎng)中的接地體間產(chǎn)生電位差，即雜散電壓。如果采掘巷道內(nèi)軌道與有架線電機車運行的運輸大巷的軌道不完全絕緣，則會產(chǎn)生較大的雜散電壓，若雜散電壓的兩極恰好被雷管的兩根腳線觸及，則會有電流流過雷管，如果此電流超過300 mA，則會引發(fā)雷管爆裂事故，后果不堪設(shè)想，如果不想辦法解決這個問題，將會造成更多的事故，財產(chǎn)損失的同時也給人們的安全帶來極大的威脅。

2．4 電控系統(tǒng)失控

要想順利的進行煤礦井下作業(yè)，就要保證每一步驟必須安全無誤，煤礦電氣控制電路是最為重要的環(huán)節(jié)，是保證人生安全的基礎(chǔ)。長期的使用會導(dǎo)致電路老化、系統(tǒng)失控，所以相關(guān)工作人員必須定期對煤礦電氣控制電路進行系統(tǒng)性地檢測和維護，以免因煤礦電氣控制電路的全面癱瘓導(dǎo)致整個礦區(qū)的電控系統(tǒng)失控。煤礦電氣控制電路是電控系統(tǒng)和電氣設(shè)備間的信號傳播橋梁，一旦煤礦電氣控制電路出現(xiàn)問題，則會阻礙操作命令的順利傳達，從而導(dǎo)致全區(qū)電控系統(tǒng)失控，給煤炭開采工作的順利進行帶來障礙，也給人身安全帶來極大的隱患。

2．5 腐蝕電纜外表及金屬管線

運輸巷道中設(shè)有水管、風(fēng)管、高壓電纜、架線和軌道，其中的管道都是雜散電流的良好通道，而電流的流出點使管線受到腐蝕。由于井下潮濕且水多為酸性，很容易將金屬腐蝕。電流從正極流出，電子流從負極流出，正極板失掉電子帶正電，與電解液中的硫酸根離子結(jié)合生成硫酸鹽，從而金屬從正極板脫落到電解液中，導(dǎo)致運輸巷道被腐蝕［3－4］。

3 煤礦電氣控制電路問題的解決策略

煤礦電氣控制電路中的常見問題不容忽視，相關(guān)的工作人員必須提高警惕，定期檢查和檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，從而保證整個系統(tǒng)的安全順利運行。

3．1 低壓電網(wǎng)的全方位防爆

傳統(tǒng)“點”式防爆的電氣安全措施各自獨立，沒有整體的防火防爆能力。經(jīng)過多年的研究，研制出了能夠快速斷電的裝置，并逐步得到應(yīng)用和推廣。這種斷電裝置將電氣安全措施有機地結(jié)合起來，形成一個“全方位”的防爆系統(tǒng)，這些裝置包括快速斷電真空饋電開關(guān)、快速斷電移動變電站等，這些快速斷電技術(shù)以其獨特地敏銳、快速的特點使得電網(wǎng)故障的斷電時間小于故障電流明火形成的時間，從而在電氣明火外露以前切斷電源，對整個低壓供電網(wǎng)絡(luò)的防火防爆系統(tǒng)起到很好的防護作用，安全得到有效的保障［5－6］。然而，為了解決切斷電源后由故障點引發(fā)的電弧或電火花的問題，我們還需要繼續(xù)投入大量精力和物力，不斷完善快速斷電安全技術(shù)。

3．2 漏電保護性能的完善

在井下低壓電網(wǎng)中存在很多電氣故障，漏電故障就是其中之一，此外漏電故障還影響供電的可靠性。為了縮小因漏電導(dǎo)致的停電范圍、提高供電的可靠性，可以進行選擇性漏電保護。此外，選擇性漏電保護中旁路接地分流技術(shù)可以減小因電動機反電勢和電網(wǎng)分布電容所形成的故障點電流，從而提高電氣的安全程度，由此可見，選擇性漏電保護對提高井下低壓電網(wǎng)的可靠性和安全性有著非凡的意義，深入研究電網(wǎng)漏電機理、完善漏電保護性能對井下低壓電網(wǎng)的安全運行影響重大，漏電保護技術(shù)的提高可以給煤礦井下作業(yè)帶來極大的便捷。

3．3 保護系統(tǒng)的智能化

電子技術(shù)的進步推動了低壓電網(wǎng)的檢測與保護的發(fā)展，使其越來越智能化、微機化。微機以其功能多、易擴張、可靠性強等特點為低壓電網(wǎng)提供了一個綜合保護系統(tǒng)，它對漏電、過負荷、過電壓等問題進行一系列的維護，在以往具備電壓、電流、功率等因數(shù)顯示的基礎(chǔ)上增加了故障時間、相間絕緣等的顯示，除此之外，這種保護系統(tǒng)還增加了定時打印取樣的功能，可以方便地進行微機檢測和保護礦井各級變電所與井下低壓供電單元。

4 結(jié)語

綜上所述，煤礦電氣控制電路在煤礦開采和運輸工作中具有舉足輕重的地位，是煤礦生產(chǎn)中的基礎(chǔ)保障。目前煤礦電氣控制電路中還存在短路、斷路、電控系統(tǒng)失控等諸多常見問題，我國煤炭相關(guān)部門加強了煤炭的安全監(jiān)管工作，相關(guān)人員也要針對這些問題提出并實施具體的解決方案，從而保證煤礦電氣控制電路的安全，為煤礦生產(chǎn)的順利進行奠定基礎(chǔ)。

［1］ 范 慧．單片機在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析［J］．機電信息，2012(24):50－51．

［2］ 商 坤．煤礦電氣設(shè)備與供電系統(tǒng)的保護應(yīng)用［J］．煤礦機械，2013，34(9):224－225．

［3］ 沈東君．煤礦電氣設(shè)備故障以及維修策略［J］．黑龍江科技信息，2013(27):19－19．

［4］ 賈文斌．煤礦電氣開關(guān)的維護與保養(yǎng)［J］．科技傳播，2012(21):79．

［5］ 孫 軍．試論煤礦電氣保護裝置［J］．城市建設(shè)理論研究(電子版)，2012(11):21－23．

［6］ 劉 麗．煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計［J］．煤炭技術(shù)，2013，32(8):93－95．