淺析提高煤礦供電安全可靠性的綜合措施

常志亮

（安陽鑫龍煤業〈集團〉技工學校，河南 安陽455133）

眾人皆知，煤礦是一個高危行業，也是一個備受社會高度重視、關注的行業。我國煤炭資源開采大多是在井下進行，其特殊的開采空間、煤層結構使得煤礦井下環境十分惡劣。 采掘面周圍含有大量的瓦斯、煤塵等易燃、易爆物質，如果用電不當，很容易由于用電設備出現漏電等發生電火花引起井下發生瓦斯、煤塵爆炸等嚴重事故。長期以來，黨和國家非常重視煤礦安全生產工作，經各級政府、部門和企業的艱辛努力，煤礦的安全形勢由穩定好轉向明顯好轉發展。 本文將結合針對一些礦井調研結果，就工程中常用的提高煤礦礦井供電系統安全可靠性的具體對策和措施進行歸納總結，以便為其它相關工程提供一點借鑒意義。

1 煤礦井下供電系統現狀分析

煤礦井下供電系統中采用防爆型及增安型電器設備，在很大程度上提高了低壓供電系統的安全水平，但是由于大多煤礦井下供電系統存在負荷分配不均、設備型號不匹配等問題，給井下安全用電埋下了許多安全隱患。

1.1 主變壓器容量不足

井下負荷容量遠遠大于供電系統原設計容量，從而造成主變壓器長期運行在低效運行條件下，不僅降低了供電系統供電可靠性和供電質量水平，同時系統長期運行在過負荷條件下，很容易導致變壓器出現過熱、絕緣老化、供電電纜出現發熱燃燒引起瓦斯爆炸事故。

1.2 供電電能質量水平較低

隨著電力電子技術、自動控制技術等在煤礦井下機電設備中應用的不斷完善，大量自動化水平較高的大功率機電設備已成為煤礦井下主要操作設備， 在很大程度上提高了煤礦井下開采綜合自動水平，但同時大量變頻整流設備（如變頻調速控制系統、軟啟動智能控制系統等）在井下供電系統中的廣泛使用，使井下配電網有功和無功間不能保持原有的平衡，供電電壓出現畸變等低質量電能，不僅影響井下開采設備的高效運行，同時還可能造成井下各類繼電保護系統出現“誤動”或“拒動”情況，大大降低井下供電系統運行安全可靠性。

1.3 防爆電器自身防爆性能不符合規范要求

為了提高井下供電系統的安全可靠性，保證井下作業員工的人身財產安全，國家已經在相關文件或規范中明令淘汰或禁止使用一批在操作過程中會產生較大能量電弧的分支線路空氣開關。在實際生產過程中發現，有些煤礦由于改造資金缺乏或相關企業法人不重視等因素的影響，這些明令禁止的開關設備依然在煤礦礦井中作為主要的電源控制開關，直接影響到煤礦礦井低壓供電系統可靠性，嚴重威脅著井下從事煤炭生產人員和設備的安全。

2 提高煤礦礦井供電系統安全可靠性措施

2.1 構筑合理的井下供電結構

合理可靠的供配電結構是煤礦井下開采安全可靠用電的重要基礎保證。 對供電電源有以下幾點建議：

（1）為了保證對煤礦供電的安全性和可靠性，礦井應有兩回電源線路， 兩回電源線路可來自不同變電所或同一變電所的不同母線上，即在一個電源發生故障的情況下，另一回路仍能擔負礦井全部負荷。

（2）礦井的兩回電源線路上都不得分接任何負荷。

（3）礦井主通風、提升及排水設備供電，必須設置備用電源，備用電源容量達到保安負荷的運行要求。

（4）為保證供電的安全性和可靠性，避雷裝置及保護裝置必須每兩年進行一次檢驗。

（5）在滿足供電可靠與安全的前提下，還應保證供電的質量，并力求系統簡單、操作方便，使建設投資和運行維護費用低。

2.2 電氣設備安全措施

（1）防爆電氣設備入井前應檢查其“產品合格證，煤礦礦用產品安全標志” 及安全性能，檢查合格并簽發合格證后，方可入井。

（2）礦井必須備有井上、下供電系統圖、井下電氣設備布置示意圖和通訊系統圖，并隨情況變化定期填繪。

（3）井下供電系統必須采取漏電保護、過流保護和接地保護。

（4）井下防爆電氣設備的防爆性能檢查，必須每月檢查一次，配電系統繼電保護裝置檢查整定，每半年進行一次，主要設備絕緣電阻每半年至少進行一次檢查。

（5）井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備，電纜和電線。 檢修或搬遷前必須切斷電源，檢查瓦斯，在其巷道風流中瓦斯濃度低于1.0%時。再用與電源電壓相適應的驗電筆檢驗，檢驗無電后，方可進行導體對地放電。

（6）電氣設備的檢查、維護和調整，必須由電氣維修工進行，并執行“一人工作、一人監護”的規定。

（7）高壓停、送電的操作，可根據書面申請或其它可靠的聯系方式，待批準后由專職電工執行，并嚴格執行誰停誰送的制度，嚴禁有約時送電現象。 斷開的隔離開關的操作機構必須鎖住，并在操作手把上懸掛“有人工作、禁止合閘”的標志牌，停電處必須設專人監護。

（8）操作井下電氣設備應嚴格執行《煤礦安全規程》規定。

（9）井下高壓電動機、動力變壓器的高壓控制設備應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護，井下采區移動變電站及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，低壓電動機的控制設備應具備短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖裝置和遠程控制裝置。

（10）正確選擇和安裝使用電氣設備及供電線路，并應在運行中加強維護檢修。另外還應裝設相應的過電流保護裝置，進行合理整定，并應在可能發生電火災的地方，采取相應的防火措施。

（11）容易碰到的、裸露的帶電體及機械外露的傳動和傳動部分必須加裝護罩或遮欄等防護設施。

2.3 對電氣設備的防爆采取以下三種措施：

（1）采用防爆外殼：電氣設備內部發生瓦斯爆炸時，其壓力不能使外殼變形，而且從間隙逸出外殼的火焰，應受到足夠冷卻，不足以點燃殼外的瓦斯和煤塵，即把爆炸限制在殼內。

（2）采用安全火花電路：適用于信號、通訊、測量儀表、遙控的自動控制系統。

（3）采用超前切斷電源：有必備可靠出現故障即自行切斷電源，使熱源不至與瓦斯、煤塵接觸，從而達到防爆的目的。

2.4 電纜使用安全措施

（1）井下電纜必須懸掛，懸掛點間距在水平巷道或傾斜井巷內不得超過3 米，電纜不應懸掛在風筒或水管上，不得遭受淋水，穿墻敷設必須加裝套管。

（2）巷道內通訊和信號電纜應與動力電纜分掛在巷道兩側，如果受條件限制，應敷設在動力電纜上方0.1 米的地方。 高低壓電纜之間的距離應大于0.1 米，高壓電纜之間、低壓電纜之間距離不得小于50mm。

（3）低壓電纜不應采用鋁芯，采區低壓電纜嚴禁采用鋁芯。

（4）電纜與電氣設備連接，必須用與電氣設備性能相符的接線盒。電纜線芯，必須使用齒形壓線板與電氣設備進行連接。

（5）橡套電纜必須使用阻燃電纜，接頭進行冷補，必須經過浸水耐壓試驗，合格后方可下井使用。

（6）不同型號電纜之間嚴禁直接連接，必須經過符合要求的接線盒、連接器或母線盒進行連接。

2.5 構筑完善井下低壓供電系統繼電保護系統

在低壓供電系統繼電保護設計和技術改造時，應充分結合分級閉鎖和選擇性斷電控制技術，保證井下各機電設備高效穩定、節能經濟運行，為礦井低壓供電系統安全可靠供電提供重要支持。 構筑完善的繼電保護系統，可以有效杜絕井下工人的人為誤操作事故發生，從而有效提高礦井供電系統防火防爆綜合安全性能。

3 結束語

煤礦井下供電系統運行在一個復雜環境中，提高其運行安全可靠性是一項系統、長期持久的工作，必須結合煤礦井下煤礦開采的實際情況，將人力、物力、環境等多方面因素有機結合起來，整體協調配合進行充分考慮設計，制定完善井下安全供電措施方案，有效提高煤礦井下低壓供電系統供電可靠性，保障井下煤礦開采安全穩定、節能經濟的高效進行。