簡論煤礦井下開采過程中機電設備的維護與使用

謝俊虎

【摘要】煤炭資源是當今社會最為重要的能源之一，在國民經濟中占有非常重要的地位。為了更安全有效的獲取煤炭資源，則需要選擇性的更新現有設備以及傳輸方法，而煤礦中尤其是井下機電設備的安全運轉業已成為各個煤礦安全生產的重中之重。本文主要介紹了現代煤礦井下電氣設備的特殊性及注意事項，以便更好地發揮機電系統的潛力為現代煤礦的安全生產進一步發展服務。

【關鍵詞】井下采煤；機電，維護

對于煤礦井下機電設備而言，其設備管理模式完善與否，直接決定設備的維修工作能否科學有效地進行，進而影響設備的使用壽命及使用效益。煤礦機電設備尤其是井下電氣的維修工作必須在井下機電設備管理模式的指導下，才能有明確的實施方向和維修的理論依據。要想使煤礦井下機電設備更好的發揮其作用，就應該從加強對井下機電設備性能進行研究、改善維修管理方式、提高維修人員綜合素質、建立健全的井下機電維修管理系統等方面，加強對煤礦井下機電設備進行維修管理。

一、井下電氣設備的維護

煤礦井下電氣設備的維護是現代煤礦安全管理的重要組成部分。由于煤礦井下生產環境復雜，空間相對狹小，空氣濕度較大，工作條件極其惡劣，再加上電氣設備和電纜易受砸壓而使絕緣損壞，所以井下極易發生人身觸電、漏電及短路等一系列的電氣故障，給煤礦的安全生產帶來一系列的困難。因此必須做好井下電氣設備的維修和管理工作，為煤礦的安全生產提供有力的保障。煤礦電氣設備能否經常保持良好狀態，除了做好電氣設備的合理使用外，還必須做好電氣設備的維護和檢修工作。具體要注意通過調查研究，掌握電氣設備運轉、磨損規律，加強電氣設備的日常維護和檢查，及時消除設備的故障和隱患。但維護保養工作無論做得多好，也不能消除設備的正常磨損，當磨損到一定程度時，就要及時修理，否則會縮短其壽命，因此要同時做好維護保養和計劃檢修工作，不能厚此薄彼。因為電氣設備檢修要占用大量的人力、物力和時間，在煤礦生產任務比較緊張的情況下，有時候會忽視電氣設備的維修工作，造成磨損加劇，電氣設備帶病運轉，機電事故頻繁，甚至會毀壞電氣設備，嚴重影響煤礦的安全生產。因此，作為煤礦的領導干部，必須正確處理生產與維修的關系。正確處理生產與維修的關系的方式是在維修人員和時間上保持合理的比例關系，確定這一比例關系還需考慮到以下幾點：（1）生產機械化強度生產過程的機械化程度越高，機電維修工作所占的比例越大；（2）設備的新舊程度設備的故障發生率與設備的新舊程度有很大關系，剛投產的新設備及壽命后期的老設備故障率都較高。由此可見，當一個礦井的電氣設備比較老舊時，修理人員和修理時間所占比例必然較大；（3）設備的結構復雜程度及易修性設備結構越復雜，故障越多，修理工作量越大。而設備的標準化、通用程度越高，設備零部件的互換性越強，則可大大減少修理工作量，從而縮短修理工作時間。

二、井下機電運輸的注意事項

煤礦機電運輸是礦井生產的重要組成部分之一，它貫穿于礦井生產的各個環節，涉及范圍大，特殊工種多且技術性強。近年來，隨著機械化水平的不斷提高，煤礦運輸設備不斷投入，煤礦機電事故頻率逐年上升，因此，機電運輸設備狀況好壞直接關系到煤礦安全生產。運輸設備狀態是否良好將直接關系到煤礦生產是否安全合理，因此，搞好機電運輸管理，減少機電運輸事故，并提出相應的解決措施，是一項既重要又迫切的工作。要健全礦上安全制度，借鑒國外的先進管理模式和經驗，吸取國內多年以來發生事故的經驗教訓，嚴格執行相關的法律法規以及各種各項規章制度。機電運輸在煤礦運用面寬廣、需要考慮的重點比較多。隨開采時間的增加，煤層埋藏深度的增加，開挖巷道的延長，所需要使用的采礦機電運輸設備也越來越多，在其中各方面的管理也越來越難，這有可能引發煤礦機電運輸事故。而加強對特種作業人員進行足夠的安全教育和培訓也是煤礦安全生產的重點。

三、井下機電保護

由于井下的環境較特殊，電氣設備分為礦用一般型電氣設備和礦用隔爆型電氣設備，前者不具有防爆性能，適用于沒有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所；后者具有防爆和隔爆性能，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所。同時，電氣設備按工作電壓高低分為低壓電氣設備和高壓電氣設備，井下電氣設備大多屬一類負荷和二類負荷，工作時的電流、電壓都較大，對其保護是保證可靠性工作的關鍵。目前，過流保護、漏電保護和接地保護是井下的三大保護。

（1）過流保護電火災產生的主要原因是電網的過電流，而過電流又是由短路、過載引起的，因此防止電火災的方法就是防止過流的產生。所以過流保護包括短路保護和過載保護。過載保護過載是指電動機的運行電流或電氣設備工作電流大于其額定電流，但超過額定電流的倍數小些，通常是額定電流的1.5倍以內。引起電動機或電氣設備過載的原因很多，如負載突然增加，斷相運行以及電網電壓降低等。若電動機或電氣設備長期過載運行，其繞組或電氣設備的溫升超過允許值使絕緣老化、損壞。過載保護的動作時間與過載電流大小有關，其動作值設定小于短路保護的動作值。動作延時取決于過載程度，過載程度越大，延時越短；過載程度越小，延時越長，此特性稱為反時限特性。延時環節由時間繼電器構成，過載時電流繼電器動作，其觸點接通時間繼電器線圈，經延時后時間繼電器觸點動作，使執行機構動作，切斷主回路電源，同時發出過載信號。過載保護可由電磁式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器實現。

（2）漏電保護當電網絕緣電阻小于一定數值時，人觸及后會產生觸電危險，而且漏電不僅會使設備進一步損壞，形成短路事故，同時還導致人身觸電和漏電火花引爆瓦斯、煤塵的危險。因此在井下供電系統中必須裝設漏電保護裝置實現絕緣監視、漏電保護以及補償流過人身的電容電流的作用。按其實現保護功能分為無選擇性漏電保護和有選擇性漏電保護。

隨著煤礦機械化的發展，采掘機械總功率和最大單電機容量不斷增大，供電線路加長，在井下供電電壓不變的情況下，就出現了工作面最大一臺電機起動（其它電機正常運行）時，線路上的正常起動電流大于最小兩相短路電流的情況，給現有的采掘供電線路的繼電保護帶來了困難。當發生事故時井下保護常常會出現誤動作或者不動作的情況，由于供電戰線長操作人員在不知情的情況下如若憑著經驗對供電線路進行故障處理，極易發生人身事故。同時電氣保護的誤動作會造成設備的頻繁啟動、停止，設備工作電壓的不穩定加大了對設備的損害程度。對礦井安全生產造成了極大的隱患。怎樣才能保證繼電保護的靈敏度要求呢？我們通過采用過電流繼電器的動作電流和功率因數共同監測的保護方法可解決現行礦井采掘工作面長距離供電兩相短路電流與大功率電動機起動電流分辨不清，造成誤動作或達不到應有的保護范圍問題，滿足了繼電保護要求的可靠性和選擇性，同時也大大提高了井下供電的安全性。