分析提高煤礦供電安全可靠性綜合措施研究

摘要：煤炭開采主要是在井下操作，因為開采空間和煤層結構的特殊性，礦井的環境極為惡劣，如果礦井的供電安全可靠性得不到保障就會引發嚴重的安全事故，本文將結合煤礦礦井供電系統存在的安全隱患，探討提高煤礦供電安全可靠性的措施。

關鍵詞：煤礦供電 供電系統 安全

煤礦礦井因為特殊的結構，內部充滿了瓦斯等易燃易爆氣體，而瓦斯爆炸會因為低壓系統漏電引起，從而帶來人員傷亡和礦井爆炸，為了保護礦井工作人員和礦井的安全，煤炭挖掘設備均為礦用隔爆型及增安型電氣設備或者電纜，并且完善相應的管理制度，增強了煤礦供電的安全性和可靠性。

1 煤礦供電系統安全隱患

礦井中主要由低壓供電系統為煤礦的開采提供動力，因此，供電系統的負荷分配、設備型號、諧波污染等等都將是礦井安全存在隱患的因素。

1.1 主變壓器過負荷運行 由于目前市場上對煤炭的需求量增加，加之煤炭行業的內部競爭，許多煤礦的生產量已經超過了應該承受的范圍。產量的上升就需要更換大功率的采掘設備，但是很多礦井都是只更換設備，沒有及時進行供電系統的整改，在低壓系統中增加大功率設備，導致中央變電所的主變電器容量不能滿足用電負荷的增加，使變壓器在過電壓的狀態下長期運行，引起變壓器絕緣老化、變壓器過熱、供電性能降低，從而導致變壓器燒損引發火災。

1.2 供電電源不合理 礦井內的通風機、主排水泵、提升機等都是同屬一類的負荷，這些設備的供電必須安全可靠，在《煤礦安全規程》中明確規定：礦井應有兩回路電源線路，以便一條線路發生故障時，另一回線路可以完全擔負起礦井所需的所有負荷。兩回線路應該來自于不同的電源線路。但是，在實際的礦井設計中，并沒有嚴格按照規定來設置線路，尤其是部分礦井本身就建設有發電廠，礦業部門為了節省電費，提高經濟效益，基本上是兩個回路引用一個區域發電廠或者變電所。這樣就很有可能導致兩條回路同時發生斷電。在礦井中如果主扇風區停止半個小時以上就屬于特大事故，所以一定要保證礦井內具有合理的供電電源。

1.3 諧波污染 目前各類礦井中使用的開采設備和控制設備都是高科技產品，集中了電子技術、計算機技術，提高了礦井電氣的自動化水平，電氣網絡中的半導體設備產生一定的諧波分量，這些諧波分量會直接反饋到礦井的低壓供電系統中，污染電網。諧波的污染就會導致供電電壓產生嚴重畸變，造成各類繼電保護出現誤動和拒動現象。

1.4 防爆電器的防爆性不合規范 要有效保證井下供電系統的安全、可靠，保障相關人員的人身財產安全，國家在文件中明令淘汰和禁止使用在操作過程中會產生較大能量電弧的分支線路空氣開關。但是在實際的生產中，部分煤礦企業因為改造資金不足和相關企業法人的忽視，這些開關設備仍然是礦井的主要電源控制開關，這對煤礦礦井低壓供電系統可靠性和井下從事煤炭生產人員和設備的安全產生嚴重的威脅。

1.5 人為誤操作 煤礦企業為了提高煤炭的生產量，經常在礦井中進行多工種同時作業，這就給安全用電提出了更高的要求。煤炭開采中，現有的技術裝備和工人操作技能素質水平都會產生極大的影響，加之井下安全用電制度的不完善，井下電工疆場出現誤操作或違章作業，這樣不僅會導致工作人員觸電傷亡，同時會出現設備帶電作業，其產生的電火花就會引燃井下的可燃氣體，造成嚴重的瓦斯爆炸事故。

2 提高煤礦供電安全可靠性主要措施

2.1 供電可靠性保障措施 礦井的供電可靠性就是要求實現對礦井的連續不間斷供電，礦井中的第一類負荷斷電會造成人員傷亡和設備損壞，主通風機斷電則很容易引起瓦斯爆炸，而排水泵斷電會導致淹井，而提升機更是礦井工作人員的唯一安全出口，所以用電的可靠性關系著礦業人員的生命安全和礦井的財產安全。

在供電可靠性的保障中，最關鍵的就是一定要保障礦井有兩回電源線路，來自不同的發電廠或者變電所，如果礦業單位內部有自己的電廠，要確保投入使用的運行設備完好，運行方案要精心設計，避免出現兩條回路同時斷電。礦井的用電可靠性還要依賴電廠的配合，電廠要采取措施保證在應急情況下能恢復礦井的電網供電。沒有兩條回路供電電源的礦井，必須設置備用電源，能在電網故障發生時，保證通風和排水設備的供電。

2.2 供電安全性的保障措施 煤礦的井下工作環境惡劣，井下長距離輸電存在很大的安全隱患，為了避免安全事故發生，保障供電安全性，主要采用的措施有提高電壓等級、分段供電、增大電纜截面積、配置相敏裝置等，實時進行用電方案的調整，保障井下供電安全。

2.2.1 優化井下供電結構。合理的井下供電結構是保障電網安全的決定性因素，可以讓井下的開采工作安全可靠、節能、經濟。井下的分支回路都是獨立運行的，因此不能在分支上接上其他負荷，所以要在開采中及時調整供電結構，優化配電線路的結構，減少供電和配電的過渡環節。

2.2.2 完善保護裝置。礦井下的高壓電動機和動力變壓器等高壓控制設備應該具備一定的過負荷、接地、短路和欠壓釋放的相關保護，所以需要完善繼電保護裝置和方案，改善保護設施。因此，井下由采區變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設短路、過負荷和漏電保護裝置；配電網則都需要裝設過流、短路保護裝置，并且必須用該配電網路的最大三相短路電流校驗開關，以此來提高設備的分斷能力和動、熱穩定性；同時，要選擇正確的熔斷器熔體，保障在電路故障的情況下發生不熔的情況。保護裝置必須保證配電網路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠啟動。

2.2.3 加大煤礦供電設施投入。煤礦的供電設施要隨著設備的改進做出相應的改造，嚴格按照相應的文件規定進行設備的檢修和更換。發現井下防爆電氣設備的防爆性能遭受破壞，必須及時進行更換和處理，嚴禁繼續使用。陳舊的設備要加大監控力度，有效減少故障隱患。

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