淺析煤礦供電及其安全評(píng)價(jià)

王養(yǎng)倉

【摘要】隨著煤礦生產(chǎn)工藝的改變，煤礦設(shè)備越來越多，礦井供電負(fù)荷逐漸增大，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，分析了目前煤礦供電安全現(xiàn)狀，并根據(jù)實(shí)際情況就如何提高煤礦供電安全措施進(jìn)行了探析。

【關(guān)鍵詞】煤礦供電 煤礦安全 事故原因 安全評(píng)價(jià)

目前，煤礦機(jī)械化水平不斷加強(qiáng)，煤礦設(shè)備越來越多，單機(jī)功率越來越大，供電負(fù)荷逐漸增大，企業(yè)對(duì)煤礦供電的安全可靠性和重要性重視不夠，對(duì)煤礦發(fā)展估計(jì)不足，導(dǎo)致在礦井設(shè)計(jì)初期及其施工和運(yùn)行中存在各種安全隱患。首先需要詳細(xì)闡述煤礦供電事故發(fā)生的原因。

一、礦井供電事故發(fā)生的原因分析

（一）煤礦供電電源的不合理

由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，礦井主要通風(fēng)機(jī)、主排水泵、升降人員的立井提升機(jī)等負(fù)荷屬于一類負(fù)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(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷。而我們很多礦井在實(shí)際設(shè)計(jì)施工過程中，沒有嚴(yán)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(fèi)，提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)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(shí)也存在導(dǎo)致雙電源同時(shí)失電的危險(xiǎn)。加之個(gè)別煤礦供電電源上級(jí)變電站容量不夠，不具備向企業(yè)供電的技術(shù)條件，供電回路不能擔(dān)負(fù)礦井全部負(fù)荷，造成企業(yè)短時(shí)無法正常生產(chǎn)。

（二）供電配置不合理

個(gè)別礦井設(shè)計(jì)初期及其施工中，為了減少設(shè)備投入量，減少投資額，未對(duì)后期生產(chǎn)能力提升或機(jī)械化水平提高后的設(shè)備負(fù)荷進(jìn)行正確估計(jì)，造成供電設(shè)備柜較少，在后期生產(chǎn)中，造成多種設(shè)備由一臺(tái)饋電柜進(jìn)行供電，設(shè)備檢修及事故時(shí)，造成停電范圍較大，影響礦井安全生產(chǎn)。

（三）未應(yīng)用新技術(shù)

隨著煤礦機(jī)械化水平的提高，應(yīng)用設(shè)備的增多，大型設(shè)備未使用變頻調(diào)速，隨著供電負(fù)荷的增加，采用直接啟動(dòng)方式，造成電網(wǎng)波動(dòng)大，造成電網(wǎng)電壓不穩(wěn)。

（四）設(shè)備管理不到位

煤礦企業(yè)通過技術(shù)改造，供電設(shè)備進(jìn)行了更新?lián)Q代，供電負(fù)荷有了較大的提高，礦井生產(chǎn)能力增強(qiáng)。但是企業(yè)技術(shù)管理人才還是維持以前的水平，技術(shù)人員較少，管理水平及管理能力不到位，不能有效地加強(qiáng)供用電技術(shù)管理，電器設(shè)備整定不到位或整定過大，造成電網(wǎng)越級(jí)調(diào)閘事故頻發(fā)，影響企業(yè)安全生產(chǎn)。

二、提高煤礦供電的安全措施

（一）供電的可靠性

所謂供電可靠就是要求對(duì)礦井連續(xù)不間斷供電。第一類負(fù)荷突然中斷供電將會(huì)造成人身傷亡、設(shè)備損壞，給經(jīng)濟(jì)帶來很大損失。如礦井主通風(fēng)機(jī)因供電中斷而停止運(yùn)行使礦井通風(fēng)系統(tǒng)中斷，繼而造成井下瓦斯積聚、超限，一定條件下會(huì)引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸事故；礦井主排水設(shè)備一旦中斷運(yùn)行，則可能造成礦井淹井事故。礦井供電電源應(yīng)該來自兩個(gè)不同的變電站或者來自不同電源進(jìn)線的同一變電站的兩段母線。對(duì)于不具備兩回路供電電源線路的礦井，為了保證礦井在供電電源因故障或其他原因停止供電時(shí)，仍能擔(dān)負(fù)礦井保安符合的需要以保障人員、通風(fēng)、排水等的用電，必須設(shè)置備用電源，且備用電源的容量必須滿足礦井通風(fēng)、排水等保安負(fù)荷的運(yùn)行要求。

（二）供電的安全

煤礦生產(chǎn)主要是井下作業(yè)，工作環(huán)境惡劣、特殊，受地質(zhì)條件等自然因素影響極大，為了提高井下長距離輸電的安全可靠性，避免事故的發(fā)生，通常采用的主要措施：提高電壓等級(jí)，裝設(shè)相敏裝置；分段供電；增大電纜截面積。根據(jù)井下供電實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)供電方案，以保證井下供電安全。

（三）優(yōu)化保護(hù)裝置

改善保護(hù)設(shè)施，完善繼電保護(hù)方案，提高故障情況下動(dòng)作的可靠性，井下高壓電動(dòng)機(jī)、動(dòng)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)。井下由采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(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(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，應(yīng)具有短路、過負(fù)荷、單相斷線、漏電閉鎖保護(hù)裝置及遠(yuǎn)程控制裝置。另外，井下配電網(wǎng)均應(yīng)裝設(shè)過流、短路保護(hù)裝置；且必須用該配電網(wǎng)路的最大三相短路電流校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的分?jǐn)嗄芰蛣?dòng)、熱穩(wěn)定性以及電纜的熱穩(wěn)定性，必須正確選擇熔斷器的熔體。避免故障情況下不熔情況的出現(xiàn)。必須用兩相短路電流校驗(yàn)保護(hù)裝置的可靠動(dòng)作系數(shù)，保護(hù)裝置必須保證配電網(wǎng)路中最大容量的電氣設(shè)備或同時(shí)工作成組的電氣設(shè)備能夠啟動(dòng)。嚴(yán)格做好設(shè)備啟動(dòng)與故障保護(hù)的協(xié)調(diào)動(dòng)作。煤礦根據(jù)自身的實(shí)際情況，有針對(duì)性的進(jìn)行繼電保護(hù)方案的設(shè)計(jì)，同時(shí)將各種先進(jìn)技術(shù)手段應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)實(shí)際中，減少故障影響范圍，同時(shí)提高故障排除速度。

（四）對(duì)煤礦供電設(shè)施投入

煤礦供電設(shè)施要隨著用電設(shè)備容量、性能的變化，對(duì)其作出相應(yīng)改造。嚴(yán)格按照檢修計(jì)劃，對(duì)井下供電設(shè)備及時(shí)維護(hù)和檢修。井下電氣設(shè)備必須要由經(jīng)過專門訓(xùn)練、經(jīng)過培訓(xùn)合格的熟悉設(shè)備性能的電氣維修人員進(jìn)行維修。維修過程中，一旦發(fā)現(xiàn)井下防爆電氣設(shè)備的防爆性能遭受破壞，必須處理更換，嚴(yán)禁繼續(xù)使用。對(duì)陳舊設(shè)備加強(qiáng)監(jiān)控，不滿足供電安全的及時(shí)更換，減少故障隱患。

（五）加強(qiáng)煤礦供電設(shè)備電器保護(hù)

在煤礦企業(yè)供電設(shè)備電器保護(hù)，主要是接地保護(hù)、過流保護(hù)、以及漏電保護(hù)。供電保護(hù)對(duì)于煤礦企業(yè)保證安全生產(chǎn)來說是非常重要的，倘若供電保護(hù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，就會(huì)發(fā)生電器保護(hù)拒跳、以及發(fā)生誤跳現(xiàn)象，或者發(fā)生保護(hù)跳閘范圍過大現(xiàn)象，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的嚴(yán)重程度時(shí)，也會(huì)引起瓦斯聚集，進(jìn)而會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸，給煤礦企業(yè)帶來威脅，為此我們需要不斷地改進(jìn)電器保護(hù)器性能，采用計(jì)算機(jī)軟件硬件技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、集成電路技術(shù)、液晶顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)場總線技術(shù)等高新技術(shù)成果，研制智能電器保護(hù)裝置，從而不斷加強(qiáng)煤礦井下作業(yè)供電設(shè)備電器保護(hù)。

（六）加大井下供設(shè)備檢修維護(hù)和升級(jí)改造力度

隨著我國煤礦采掘規(guī)模的不斷擴(kuò)大，井下用電設(shè)備的性能、容量、功率各個(gè)參數(shù)也發(fā)生變化，因此，需要針對(duì)此種情況對(duì)供電設(shè)備作出適當(dāng)調(diào)整以及合理推陳出新的改造，嚴(yán)格檢修制度和檢修計(jì)劃，做好井下供電設(shè)備的檢修和維護(hù)工作，以保證井下供電設(shè)備高效持續(xù)運(yùn)行，經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞和性能出現(xiàn)下降的防爆電器設(shè)備，要立即更換，禁止繼續(xù)使用。對(duì)負(fù)荷較大的設(shè)備采用變頻調(diào)速供電方式。對(duì)于那些已經(jīng)陳舊落后的機(jī)電設(shè)備，或者不符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求的機(jī)電設(shè)備，需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換，從而降低故障發(fā)生的可能性，因而提升煤礦井下供電設(shè)備運(yùn)行的安全水平。

（七）合理優(yōu)化布設(shè)提高供電設(shè)備的安全可靠性

由于煤礦井下作業(yè)環(huán)境極差，威脅生產(chǎn)安全因素較多，為此合理優(yōu)化布設(shè)供電系統(tǒng)，在提高井下供電設(shè)備安全可靠性方面都是非常重要的。在實(shí)際操作過程中，一般采用如下改進(jìn)措施，比如調(diào)整提升供電電壓等級(jí)、加設(shè)相敏裝置、對(duì)供電系統(tǒng)實(shí)施分列分段供電、適當(dāng)增加電纜截面、有效調(diào)節(jié)供電方案，同時(shí)需要加強(qiáng)供電設(shè)備的維護(hù)檢修以及改造力度，從而提高井下作業(yè)供電的安全可靠性，保障煤礦井下作業(yè)生產(chǎn)安全可靠。

三、煤礦供電的安全評(píng)價(jià)構(gòu)想

（一）供電系統(tǒng)的可靠性評(píng)價(jià)

在煤礦井下開采中，若出現(xiàn)供電中斷時(shí)，則可能引發(fā)人員傷亡、設(shè)備損害事故的發(fā)生，這在一定程度上造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損害，甚至可能造成巨大的社會(huì)負(fù)面影響，因此，必須確保供電的安全性和可靠性。在進(jìn)行煤礦供電系統(tǒng)評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)對(duì)煤礦企業(yè)設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析，校核雙回路供電線路能否滿足礦井的供電要求，井下供電線路滿足礦井井下的供電要求，同時(shí)對(duì)主通風(fēng)系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)、壓風(fēng)和主排水系統(tǒng)等一類負(fù)荷用電雙回路供電進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而保證電源供電安全。

（二）供電繼電保護(hù)評(píng)價(jià)

繼電保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)是確保煤礦井下供電安全性的關(guān)進(jìn)，完善井下供電繼電保護(hù)方案，并對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行改善，從而提高供電系統(tǒng)的可靠性和速動(dòng)性。在煤礦安全評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)設(shè)備安全保護(hù)裝置是否齊全、保護(hù)整定是否合理。對(duì)于高壓動(dòng)力設(shè)備和控制設(shè)備，如井下高壓電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力變壓器等，其主要按照相關(guān)規(guī)范要求設(shè)置過負(fù)荷、欠壓釋放、短路等保護(hù)功能，提高井下供電的安全性、可靠性。

（三）變電所合理布置評(píng)價(jià)

為了確保井下供電系統(tǒng)的安全可靠性，減少安全事故的發(fā)生，應(yīng)對(duì)煤礦井上、下供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化布局，采取提高井下供電電壓等級(jí)、增大供電電纜經(jīng)濟(jì)截面、分列分段供電及合理調(diào)節(jié)供電方案等技術(shù)措施，加大井下供電系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)力度，以保證井下供電作業(yè)安全。對(duì)有可能提升能力的或者煤礦后期發(fā)展的礦井，各變電所應(yīng)設(shè)置有備用開關(guān)柜，保證礦井供電安全。

（四）供電設(shè)備管理評(píng)價(jià)

由于煤礦井下供電設(shè)施有一定的使用年限，其會(huì)隨著用電設(shè)備功率容量和性能參數(shù)的變化而變化，這就要求煤礦企業(yè)對(duì)超出使用年限的設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造或更新?lián)Q代，嚴(yán)格按照檢修維護(hù)計(jì)劃對(duì)井下供電設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修，在維修、檢修過程中，若發(fā)現(xiàn)井下防爆電器設(shè)備的防爆性能下降，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換處理，嚴(yán)禁不符合安全規(guī)程的機(jī)電設(shè)備在井下采取作業(yè)面上繼續(xù)使用，以減少設(shè)備安全事故的發(fā)生，提高煤礦井下供電設(shè)備的安全可靠性。通過對(duì)礦井機(jī)電管理水平的檢查，評(píng)價(jià)礦井的安全程度及應(yīng)提升的管理能力。

四、總結(jié)

本文首先詳細(xì)闡述了供電事故發(fā)生的原因分析，并針對(duì)供電事故原因提出了提高煤礦供電的安全措施，并從安全評(píng)價(jià)角度提出了煤礦供電的安全評(píng)價(jià)構(gòu)想。只有從各方面加強(qiáng)煤礦供電系統(tǒng)的檢查，才能保證礦井安全生產(chǎn)。