提高煤礦供電安全可靠性研究

摘 要：近年來，我國對安全事業(yè)的關(guān)注，人們安全意識逐漸提高，對煤礦行業(yè)供電安全可靠性提出了更高的要求。煤礦開采主要在漆黑的地下進行，工作人員在狹小的空間內(nèi)進行開采，同時由于煤炭結(jié)構(gòu)層特殊，導(dǎo)致煤礦開采工作難度非常大。一旦煤礦供電安全可靠性工作不到位，將會引起嚴重的安全事故。在文章中，筆者將分析現(xiàn)在煤礦供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀，針對如何提高煤礦供電安全可靠性提出具體實施措施。

關(guān)鍵詞：煤礦供電；安全可靠性；研究

1.目前煤礦供電安全現(xiàn)狀

近年來煤礦發(fā)生多次因供電可靠性不高而導(dǎo)致的各種事故，綜合分析這些事故，其主要原因是企業(yè)對煤礦供電的安全可靠性和重要性重視不夠，對煤礦發(fā)展估計不足，導(dǎo)致在礦井設(shè)計初期及其施工和運行中存在各種安全隱患。

1.1供電電源不合理

由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，礦井主要通風機、主排水泵、升降人員的立井提升機等負荷屬于一類負荷，要求供電必須安全可靠，因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：礦井應(yīng)有兩回路電源線路，當任一回路發(fā)生故障停止供電時，另一回路應(yīng)能擔負礦井全部負荷。并且根據(jù)《煤礦安全生產(chǎn)基本條件規(guī)定》第13條規(guī)定，礦井應(yīng)當保證雙回路電源線路供電?！懊恳坏V井應(yīng)有兩回路電源線路”是指應(yīng)有2個或2個以上的分別來自電力網(wǎng)中不同的的電源線路，而我們很多礦井在實際設(shè)計施工過程中，沒有嚴格按照這一規(guī)定執(zhí)行，特別是一些建有礦區(qū)發(fā)電廠的礦井，為了節(jié)省電費，提高運行的經(jīng)濟效益，經(jīng)常是兩回路引自同一區(qū)域變電所或發(fā)電廠，在這種情況下，兩回線路即使是引自不同的母線段，有時也存在導(dǎo)致雙電源同時失電的危險。2005年在某礦區(qū)發(fā)電廠就出現(xiàn)過類似的事故，當時供電方案就是兩回線路引自同一發(fā)電廠的不同母線段，但發(fā)電廠在一條母線由于檢修退出運行，正當?shù)V井供電電源從一條母線倒至另一母線時，由于待倒至的母線支持瓷瓶絕緣損壞出現(xiàn)短路，導(dǎo)致變電所繼電保護動作，結(jié)果發(fā)電廠一臺發(fā)電機組解列，由該母線供電的 5 對礦井供電全部中斷。該事故導(dǎo)致其直接供電礦區(qū)中斷供電時間達47 min。根據(jù)電力行業(yè)標準：《國家電網(wǎng)公司電力生產(chǎn)事故調(diào)查規(guī)程》2.2.3.5條規(guī)定，110 k V變電站全停為一般電網(wǎng)事故。所以這次事故對變電所來講并不是大的事故。而煤礦行業(yè)規(guī)定：主扇風機及分區(qū)風機停止供風30 min以上者為特大事故。顯然，這次煤礦供電特大事故是由于供電電源設(shè)計不合理造成的。

1.2井下長距離輸電導(dǎo)致的安全隱患

隨著煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴大，煤礦生產(chǎn)的機械化程度越來越高，由此要求采煤工作面和掘進工作面巷道的走向長度不斷增加，而為之提供動力源的供電線路必然要加長。這種由于采掘規(guī)模變化而引起的低壓“超長”距離供電是造成井下瓦斯、煤塵爆炸、火災(zāi)、電氣設(shè)備燒壞和故障頻繁發(fā)生的主要原因之一，它不僅給煤礦井下安全生產(chǎn)帶來重大隱患，也給礦井經(jīng)濟效益帶來極大損失。主要表現(xiàn)在以下幾個方面（1）傳統(tǒng)的饋電設(shè)備無法適應(yīng)煤礦大功率負荷的要求，是造成低壓“超長”距離供電不安全的主要原因。（2）電纜截面選擇不合理。電纜截面選擇過小，導(dǎo)致電纜發(fā)熱、絕緣受損以及線損過大，通常會引起瓦斯、煤塵爆炸事故；觸電事故；電機不能正常啟動和運行等。這些都嚴重影響了煤礦生產(chǎn)的安全正常進行。1.3繼電保護裝置落后，保護不完善繼電保護存在的問題主要表現(xiàn)在：繼電保護裝置不完備，繼保設(shè)施落后，動作不靈敏等問題，導(dǎo)致事故多，故障排查困難等。

2.提高煤礦供電系統(tǒng)安全可靠性措施研究

2.1優(yōu)化低壓供電電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

合理可靠的低壓供電電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是低壓供電系統(tǒng)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟運行的重要保障基礎(chǔ)。對煤礦井下低壓供電系統(tǒng)而言，不但要求整個饋電網(wǎng)絡(luò)精干、高效，而且還要求饋電電源具有高效穩(wěn)定等特性，在進行設(shè)計和技術(shù)改造時要采用雙電源、雙回路等供電模式，有效提高礦井低壓供電系統(tǒng)安全可靠性。

2.2選用新型無功補償及消諧裝置

在對煤礦礦井低壓供電系統(tǒng)進行規(guī)劃建設(shè)和技術(shù)改造過程中，選用新型動態(tài)無功補償及消諧裝置不僅可以有效提高礦井低壓供電系統(tǒng)的供電可靠性和供電質(zhì)量水平，為煤礦電氣供電系統(tǒng)提供功率因數(shù)和供電質(zhì)量均良好的電能資源。同時還可以有效抑制供電系統(tǒng)中的高次諧波分量，減少非線性負載在運行過程中對供電系統(tǒng)的沖擊，保證各類用電設(shè)備高效穩(wěn)定的運行，提高其綜合使用壽命。

2.3構(gòu)筑完善低壓供電系統(tǒng)繼電保護措施

在低壓供電系統(tǒng)繼電保護設(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技術(shù)，保證各電氣設(shè)備高效穩(wěn)定運行，為礦井低壓供電系統(tǒng)安全供電提供較為良好的技術(shù)保障。在低壓供電系統(tǒng)中按照分級閉鎖和選擇性斷電原則，構(gòu)筑完善的繼電保護措施，可以有效杜絕工人習慣性違章帶電操作引發(fā)觸電傷亡和瓦斯爆炸事故發(fā)生，從而有效提高礦井低壓供電系統(tǒng)防火防爆的安全性能水平。

2.4配置先進電力在線監(jiān)測系統(tǒng)

井下采掘工作面上的電氣設(shè)備應(yīng)隨市場采掘設(shè)備的更新而及時淘汰，應(yīng)結(jié)合《煤礦安全規(guī)程》為礦井供電系統(tǒng)配置先進電力在線監(jiān)測系統(tǒng)。對于供電系統(tǒng)中存在的高隱患非安全型或高耗能型設(shè)備應(yīng)予淘汰并重新規(guī)劃選型。要下大力氣加大資金投入，以提高低壓供電系統(tǒng)的安全可靠性能，保證井下煤炭開采工作高效經(jīng)濟進行。

2.5保護裝置

煤礦供電系統(tǒng)中保護裝置的使用將會很大程度上減少人員觸電、火災(zāi)、設(shè)備短路等事故。所以針對礦井下復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，一定要完善保護裝置。礦井下的高壓設(shè)備一定要有短路、超負荷、接地保護裝置和報警裝置。例如主變壓器和高壓電動機設(shè)備，一旦發(fā)生以上問題，可以發(fā)出警報和自動斷電。不僅保證工作人員安全，還可以將故障原因顯示給維修人員，促進后期維修工作進行。礦井下低壓設(shè)備、配電線路、變電所和變電站都有根據(jù)要求安裝相應(yīng)的保護裝置，例如漏電、短路、超負荷斷電保護裝置等。

2.6加強管理

人為失誤和管理缺乏一直是近年來煤礦事故頻發(fā)的主要原因，煤礦管理人員一定要完善供電系統(tǒng)管理體制，并且實行嚴格監(jiān)督懲戒制度。首先，礦井下電氣設(shè)備要按時進行安全檢查，對有安全隱患的設(shè)備進行維修或更換。同時必須是相關(guān)專業(yè)人員對電氣設(shè)備進行維修，針對不滿足國家要求和行業(yè)標準的設(shè)備儀器一定要及時更淘汰，特別是高能耗、高電壓設(shè)備。其次，工作人員上崗之前要組織專門培訓，通過測試的人員才可以進行上崗作業(yè)，保證工作人員的基本技術(shù)水平達標。定期組織技術(shù)人員對在崗員工進行技術(shù)培訓，實施考核制度，淘汰技術(shù)素養(yǎng)不達標的工作人員，從而提高全體員工的技術(shù)素養(yǎng)。最后，完善監(jiān)督制度，對高危工作崗位不定期實施突擊檢查，嚴懲違章操作人員。

3.結(jié)語

提高煤礦低壓供電系統(tǒng)的安全可靠性是一項系統(tǒng)、長期持久的工作，需要結(jié)合先進的技術(shù)措施，將人力、物力、環(huán)境等各個影響因素有機結(jié)合起來，制定完善井下低壓供電安全制度，有效提高低壓供電系統(tǒng)供電可靠性，促進煤炭開采安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟的高效進行。

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作者簡介：

王振華（1984）男 漢族 山西省大同市人 機電助理工程師職稱 煤礦供電方面。