礦井避難硐室供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)思考

鄒元?jiǎng)?/p>

（中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，重慶 400700）

在我國(guó)礦山的開(kāi)采期間，經(jīng)常發(fā)生多起災(zāi)難事故，這其中包括火災(zāi)、水災(zāi)以及瓦斯事故等等，這不僅嚴(yán)重危害了礦井下工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，也嚴(yán)重影響了礦井的開(kāi)采工作。而煤礦井下的避難硐室則是幫助工作人員逃避災(zāi)難的主要保護(hù)措施，具有十分重要的保護(hù)作用，在現(xiàn)階段，由于科技的快速發(fā)展，礦井下避難硐室的供電建設(shè)也在不斷更新，有效的提高了避難硐室的保護(hù)性，為工作人員人身安全提供了強(qiáng)有力的保障。

1 礦井下避難硐室的相關(guān)概述以及種類(lèi)

礦井下經(jīng)常發(fā)生一些不可預(yù)估的事故以及災(zāi)難，硐室作為礦井下有效的避難場(chǎng)所，能夠在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，為無(wú)法及時(shí)進(jìn)行撤離的工作人員提供緊急的避難場(chǎng)所，從而使工作人員的人身安全能夠得到有效的保障。硐室能夠抵御外界的高溫、煙氣以及有害氣體，并且硐室內(nèi)也能夠提供氧氣、水、食物等，基本上可以滿足被困人員的基本生存要求，使工作人員能夠獲取更加充分的救援時(shí)間和生存條件。

硐室可以分為永久性避難硐室和臨時(shí)避難硐室，永久性避難硐室主要指的就是設(shè)置在井底的車(chē)廠、采區(qū)、避災(zāi)路線上等位置的硐室，具有十分全面的緊急避險(xiǎn)功能，具體的服務(wù)年限不低于5年。永久避難硐室的內(nèi)部可以分為生存區(qū)域、衛(wèi)生區(qū)域、過(guò)度區(qū)域以及設(shè)備區(qū)域。

臨時(shí)避難硐室主要設(shè)置在采掘區(qū)域內(nèi)，或者設(shè)置在采取的避災(zāi)路線內(nèi)，具有緊急避險(xiǎn)的功能，臨時(shí)避難硐室的使用年限通常不高于5年。相比于永久避難硐室，臨時(shí)避難硐室的活動(dòng)區(qū)域比較狹小，但是內(nèi)部所具備的防護(hù)功能也十分周全，能夠滿足避難人員的基本生存需求。

2 礦井下避難硐室供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案

永久避難硐室與臨時(shí)避難硐室都需要一套十分完整的供電系統(tǒng)，進(jìn)而滿足緊急避險(xiǎn)的需求，確保硐室內(nèi)的其他設(shè)施能夠正常使用，為礦井下的避難人員提供切實(shí)的人身安全保障。所以，在進(jìn)行礦井下避難硐室設(shè)計(jì)時(shí)，必須要確保其能夠具備成熟、完善的安全供電系統(tǒng)[1]。

2.1 避難硐室供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

圖1 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

無(wú)論是哪一種避難硐室，最終建設(shè)的目的就是為避險(xiǎn)人員提供安全的求生場(chǎng)所。所以，硐室內(nèi)部的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅要滿足照明的功能，同時(shí)也要滿足緊急避險(xiǎn)的功能，一旦發(fā)生危險(xiǎn)情況，能夠在96h內(nèi)不間斷的供電。在避難硐室供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案中，用電系統(tǒng)的組成主要有煤礦專(zhuān)用的隔爆型真空饋電開(kāi)關(guān)、礦用隔爆型照明信號(hào)綜合保護(hù)裝置、隔爆型的信號(hào)燈、隔爆型巷道燈與礦用隔爆型蓄電池電源等。一般來(lái)說(shuō)，礦井下供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)為AV660V和AC1140V，這樣就能夠?yàn)楸茈y硐室提供日常用電，同時(shí)，隔爆型的真空饋電開(kāi)關(guān)的輸入與輸出電流均為AC660V或者AC1140V，這樣既能夠?yàn)楸茈y硐室提供用電，也能夠在必要時(shí)進(jìn)行及時(shí)的斷電，方便對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，防止發(fā)生漏電、短路、過(guò)載等現(xiàn)象。對(duì)于隔爆型照明信號(hào)綜合防護(hù)裝置來(lái)說(shuō)，輸入電壓應(yīng)為AC660V，輸出為AC127C，從而為隔爆型巷道燈和其他的AC127V負(fù)荷提供電源，并且也能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的防護(hù)，預(yù)防發(fā)生短路、漏電等現(xiàn)象。隔爆型的巷道燈可以為避難硐室的室內(nèi)提供日常的照明，具有高效低能、安全、高壽命等優(yōu)點(diǎn)。

此外，供電系統(tǒng)也能夠保障環(huán)境監(jiān)測(cè)、人員定位、視頻監(jiān)控、語(yǔ)音廣播等設(shè)備的正常工作。確保避免人員的生命安全，從而真正發(fā)揮避難硐室的作用與價(jià)值。

2.2 礦井下避難硐室供電系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備

礦井下避難硐室對(duì)供電設(shè)備具有很大的要求，一般來(lái)說(shuō)，避難硐室的供電系統(tǒng)的供電設(shè)備主要有礦用型隔爆真空饋電開(kāi)關(guān)、礦用隔爆型照明信號(hào)綜合保護(hù)裝置、礦用型隔爆兼本質(zhì)安全型的直流穩(wěn)壓電源性以及礦用型隔爆破備用電源等設(shè)備組成。礦用型隔爆低壓真空饋電開(kāi)關(guān)主要的用途就是在礦井下，主要的作用就是用于避難硐室的電路總開(kāi)關(guān)以及支路開(kāi)關(guān)等，低壓真空饋電開(kāi)關(guān)主要由智能化的全方位保護(hù)器組成，可以有效的對(duì)短路、超負(fù)荷、欠電壓等突發(fā)故障進(jìn)行及時(shí)的防護(hù)。礦用隔爆型照明信號(hào)綜合保護(hù)裝置主要用于煤礦井下AC127V照明及信號(hào)負(fù)責(zé)的電源控制，并具有短路保護(hù)，漏電保護(hù)、漏電閉鎖及電纜絕緣危險(xiǎn)指示保護(hù)性功能的隔爆型電氣設(shè)備。

對(duì)于礦用型隔爆兼本質(zhì)安全型的直流穩(wěn)壓電源箱來(lái)說(shuō)，其主要有電路板、變壓器以及單片機(jī)三部分組成，能夠?qū)ν饨巛斎脒M(jìn)行來(lái)的電流進(jìn)行整流、變壓處理，從而使電流能夠成為合適傳感器使用的直流電源。

礦用型隔爆備用電源箱的組成部分主要有蓄電池以及其控制的電路，在這其中，蓄電池的容量必須要通過(guò)對(duì)避難硐室所使用的最大負(fù)荷電量進(jìn)行系統(tǒng)化的計(jì)算，確保蓄電池能夠不間斷使用96h。

2.3 保護(hù)系統(tǒng)與接地裝置

避難硐室的供電系統(tǒng)保護(hù)裝置與接地裝置應(yīng)該位于比較潮濕的位置，同時(shí)建立在水溝位置的接地裝置所使用的鋼板或者其他鋼管等，面積不能夠低于0.6m2，厚度也不能夠低于3mm，并且平放在水溝的深處位置。對(duì)于設(shè)置在其他位置的接地保護(hù)裝置，應(yīng)該使用直徑不能夠低于35mm，厚度不低于1.5m的鋼材料制作而成，并且要在相應(yīng)的位置進(jìn)行打孔，數(shù)量不低于20個(gè)，直徑不低于5mm，然后采用垂直的方法全部埋入底板。此外，避難硐室內(nèi)部的所有電力保護(hù)設(shè)備都應(yīng)該與接地裝置進(jìn)行連接，從而形成大規(guī)模的接地網(wǎng)，確保接地網(wǎng)中的任意接地點(diǎn)的電阻都不能高于2Ω。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，對(duì)于礦山井下的工作人員來(lái)說(shuō)，在發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)無(wú)法自行撤離時(shí)，避難硐室是確保安全、等待救援的生命空間，所以，完善避難硐室的電路系統(tǒng)是十分重要的工作內(nèi)容，只有根據(jù)開(kāi)礦的實(shí)際情況，完成供電設(shè)計(jì)，才能夠設(shè)計(jì)出更加實(shí)用、合理、科學(xué)的避難硐室供電系統(tǒng)。