蔭營煤礦井下局部通風機“三專”供電的探索與實踐

王文生

摘 要：為了提高蔭營煤礦井下尤其高瓦斯礦井局部通風機的供電質量，進一步減少井下掘進工作面無計劃停電停風，對井下局部通風機的專用電源采用專用線路從地面變電所供給。

關鍵詞：“三專”；延伸；供電

“一通三防”是煤礦安全生產的重中之重，瓦斯治理又是“一通三防”的核心，其中最為關鍵的是解決掘進工作面局部通風機的無計劃停電導致瓦斯超限問題

1 三專改善了局部通風機的供電質量

為了解決局部通風機供電的可靠性及掘進工作面瓦斯超限問題，《煤礦安全規程》第一百二十八條（五）規定：“瓦斯噴出區域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進工作面的局部通風機應采用三專（專用變壓器、專用開關、專用線路）供電[1]。”即每個掘進工作面局部通風機的供電，直接由采區變電所采用專用高壓開關、專用變壓器、專用電纜向局部通風機供電（如圖1）[2]。此規定實施后，實現了采掘供電分開，而且專用的高壓開關、變壓器、線路事故較少。確實減少了由于采、掘工作面電氣設備的故障而引起的局部通風機停電停風及瓦斯超限事故的次數。但是由于局部通風機本身故障造成掘進工作面長時間停風；或是局部通風機控制開關故障造成掘進工作面長時間停風；或是專用線路故障引起的掘進工作面長時間停風；特別是采掘電氣設備故障造成開關越級跳閘而使得掘進工作面停電停風導致瓦斯超限。所以因局部通風機無計劃停電停風而使得瓦斯超限事故仍然屢屢發生。

2 雙風機、雙電源使掘進工作面的供電、供風更可靠

針對上述停電停風而造成瓦斯超限的4個原因，采取以下改進方法：即在掘進工作面加裝1臺副局部通風機，電源取自掘進工作面工作電源，原“三專”供電的局部通風機做為主局部通風機，主、副局部通風機可自動切換，即所謂的雙風機雙電源及自動切換裝置（如圖2）[2]。運行方式為：正常情況下，主局部通風機運行，副局部通風機處于熱備用；一旦主局部通風機有故障停止運轉時，能自動切換到副局部通風機，同時斷開掘進工作面的工作電源。這種方案的實施，解決了由于局部通風機本身故障、控制開關故障和專用線路故障造成的掘進工作面停風導致的瓦斯超限現象，基本上保證了掘進工作面的通風的連續性。但是，這種方案沒有解決由于采掘電氣設備故障造成開關越級跳閘而使得掘進工作面停電停風導致的瓦斯超限問題。對局部通風機的供 電仍不能擺脫其它電氣設備的用電干擾。

如蔭營礦在2012年7-8月份由于井下電氣接線盒受潮等原因，發生多次短路，造成采區變電所停電，多次造成本采區掘進工作面無計劃停電停風及瓦斯超限事故。下面是2011年我礦掘進工作面停風及瓦斯超限的3起事故案例：

7月6日綜采一隊移動變壓器高壓側發生短路，短路故障電流越過三采變電所和中央變電所使35KV變電所控制井下的6KV開關柜速斷動作，井下大停電。

7月26日3304工作面材料巷1140V電纜接線盒燒毀（三相短路），短路故障電流越過三采變電所和中央變電所使35KV變電所控制的6KV開關柜速斷動作，井下大停電。

8月13日3306工作面兩巷低壓電纜受潮，在反復送電時，發生過流，越過三采一段變電所使中央變電所總控高壓開關動作，三采區大停電。

上述3起事故的一個共同點是：發生過流后，上級變電所高壓開關動作，使本采區變電所失電，掘進工作面停風。其原因：

（1）該礦井下變電所使用的高壓開關是我國一種較新的產品BGP9L—6型，這種開關的短路保護沒有時間整定[2]，如果短路故障電流大，如三相短路，必然使上下級開關的短路保護同時達到動作值，開關同時跳閘，產生越級跳閘（井下電網的過流整定原則是保證可靠性和迅速性而犧牲選擇性）[3]。

（2）由于井下開關長期工作在潮濕陰暗的環境中，機構靈敏度下降，造成開關速斷跳閘時間延長，地面6KV分路開關先于井下變電所開關過流動作，產生越級跳閘。

（3）井下高開跳閘機構拒動也是造成越級跳閘的一個原因。

（4）采、掘工作面電源和專用變壓器的電源均取自采區變電所，如果采區內供用電設施發生故障產生越級跳閘，本變電所失電，主、副局部通風機都不能運轉。

3 延伸三專完善了局部通風機的供電措施

為了更加提高掘進工作面局部通風機供電的可靠性，最大限度地減少掘進工作面無計劃停風現象，我們對高瓦斯礦井的井下掘進工作面局部通風機“三專、兩閉鎖”實施方案又做了進一步的改進（如圖3）[2]。

井下主局部通風機的供電電源應直接從礦井地面35KV變電所的6KVⅠ段（或Ⅱ段）母線單獨引出一回線至井下中央變電所做為井下局部通風機供電的專用線。

對于井下僅有中央變電所而言，其供電方式為：地面6KV

局部通風機專用開關柜→入井局部通風機專用高壓電纜→中央變電所局部通風機專用高壓進線開關→局部通風機分路高壓開關→局部通風機專用變壓器→低壓電纜→主局部通風機控制開關。

對于采區變電所時，其供電方式采用：地面6KV局部通風機專用開關柜→入井局部通風機專用高壓電纜→中央變電所局部通風機專用高壓進線開關→局部通風機分路高壓開關→去采區變電所局部通風機高壓電纜→采區變電所高壓進線開關→分路高壓開關→主局部通風機專用變壓器→低壓電纜→主局部通風機開關。

井下變電所（包括中央變電所和采區變電所）的高壓動力電源不得和主局部通風機專用電源相連接，不得互為備用。主局部通風機專用線路所帶負荷相對較穩定，其發生事故的機率大大低于生產線路的事故機率，為了防止其它電氣設備對專用線的用電干擾，確保井下局部通風機運行不受影響，所以主局部通風機專用線在井下任何地點不得與其它供電線路相連接，不得互為備用。

掘進工作面副局部通風機也應實行“三專”供電，其供電方式應符合《規程》128條第五項的要求，即每個掘進工作面副局部通風機的供電，直接由變電所（中央或采區變電所）采用專用高壓開關、專用變壓器、專用電纜向副局部通風機供電。主、副局部通風機線路上不得分接其它負荷。正常情況下，主局部通風機運行，副局部通風機處于熱備用；主局部通風機有故障停止運轉時，副局部通風機自動啟動，同時切斷掘進工作面的所有工作電源。

（1）為了確保井下掘進工作面通風的連續性，在主局部通風機因故停運時，副局部通風機立即自動啟動。主、副局部通風機的自動切換是通過在主、副局部通風機的控制開關中加裝的一套雙風機雙電源自動切換裝置實現的。對雙風機雙電源自動切換裝置要求是：當主局部通風機系統出現故障時，能自動啟動副局部通風機；當副局部通風機需倒回到主局部通風機運行時，須手動操作；副局部通風機運行期間，要能夠便于檢修主局部通風機系統設備。

（2）井下掘進工作面只有在主局部通風機運行時，方可進行作業。在副局部通風機運行期間，掘進工作面無工作電源。只有恢復主局部通風機運行后掘進工作面才能恢復供電。實現了風電閉鎖。

（3）若掘進工作面瓦斯超限，由礦井安全監測監控裝置斷開掘進工作面所有工作電源，實現了瓦斯與電的閉鎖。

掘進工作面的工作電源采用移動變電站供電時，要求掘進工作面的所有電氣設備（不包括監測監控設備）的用電從這臺移變供給。當掘進工作面由變電所低壓供電時，要求掘進工作面所有電氣設備的工作電源必須從一臺分路饋電開關供給。使的當掘進工作面停風或瓦斯超限時能夠很方便的實現這個工作面的全壓斷電。

4 結論

此方案2012年8月中旬已在我礦實施，改進后至今沒有發生過因生產線路故障越級跳閘而影響到局部通風機的運行。目前這種供電方式在高瓦斯礦井中已推廣使用。

總之，通過兩步走的方法：一步是雙風機雙電源自動切換方法，一步是延伸“三專”供電來自35KV變電所的6KV出線，基本杜絕了掘進工作面的無計劃停電停風導致的瓦斯超限現象的發生。

[參考文獻]

[1]國家煤礦安全監察局.煤礦安全規程[M].北京：煤炭工業出版社，2001.

[2]顧永輝，范廷瓚.煤礦電工手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1999.

[3]劉恩沛，聶文龍，崔景岳，鄭函生.煤礦供電.1980（1）.