淺談煤礦電氣控制電路

李英建

（皖北煤電恒源公司祁東礦，安徽宿州，234000）

淺談煤礦電氣控制電路

李英建

（皖北煤電恒源公司祁東礦，安徽宿州，234000）

煤礦生產特殊的工作環境，決定了井下供電系統的特殊性。本文在簡要介紹礦用電氣設備的構造特點和分類的基礎上，對目前我國煤礦電氣控制電路的常見問題進行了分析，并提出了自己的解決辦法。

煤礦；電氣控制；常見問題；解決辦法

0 引言

近年來，我國煤炭產業協會及安全生產管理部門都適時的加強了煤礦的安全監管工作。煤礦電氣控制電路的平穩運行是保障煤炭開采與運輸工作順利開展與進行的基礎，也是煤礦安全生產管理工作中存在問題與弊端最多的部分。因此管理好煤礦電氣控制電路對于安全生產和提高企業經濟效益具有重要意義。

1 煤礦用電氣設備的構造特點

煤礦用電氣設備是電氣控制電路主要操縱的部分，也是實現煤礦內各項工作有序進行的先決條件之一。煤礦用電氣設備是指使用在煤礦井下的各種電氣設備。由于井下的特殊工作條件，煤礦用電氣設備的構造特點如下：

（1）體積小。因為井下工作空間狹窄，要求電氣設備在保證足夠容量的情況下體積盡可能小；

（2）便于移動。由于采區設備移動頻繁，必須隨工作面的推進而移動；

（3）堅固的外殼。由于工作面爆破以及巖石、煤塊塌落容易砸壞設備，因此井下電氣設備應有堅固的外殼。

2 礦用電氣設備分類

我國生產的礦用電氣設備可分為礦用一般型和礦用防爆型電氣設備兩種。

2.1 礦用一般型電氣設備

礦用一般型電氣設備是專為煤礦井下生產的不防爆的電氣設備，與地面使用的普通型電氣設備不同。礦用一般型電氣設備外殼堅固以保護內部機構；與電纜的連接要用電纜接線盒或插銷裝置，杜絕明接頭，有機械閉鎖及電氣閉鎖裝置，保證在設備帶電情況下不能打開外裝置或插銷以及防止在外裝置未蓋好時送電。

2.2 礦用防爆型電氣設備

礦用防爆型電氣設備的特點是有隔爆外殼，隔爆外殼具有耐爆和隔爆的性能，能承受內部瓦斯爆炸的壓力，保證外殼在內部瓦斯爆炸時不被破壞，并不致引起外部瓦斯燃燒和爆炸。為了保證隔爆外殼的耐爆性，隔爆外殼要有足夠的機械強度。

3 煤礦電氣控制電路的常見問題

煤礦電氣控制電路是保證礦區內各項用電設備安全運行的基礎條件，也是保障礦工井下作業安全的防火措施之一，必須得到高度的重視。在煤礦井下供電系統中，有供動力、照明用的交流供電系統，也有供電機車用的直流供電系統。在這兩個供電系統中，凡是不經過規定的回路導線或回歸線（如軌道)而分散地流經水管、電纜外皮、瓦斯管、巖石、煤層、水溝及接地悶等的電流叫雜散電流。雜散電流的存在，嚴重時會給煤炭生產帶來很大的威脅，使井下的人身和設備材料等安全出現很多問題，帶來一些意想不到的危害。由于直流雜散電流造成的危害比較嚴重，而交流雜散電流除電纜芯線結構不對稱這個不太重要的因素外，其余的因素主要是三相對地阻抗不平衡，但這是瞬時的，對煤礦影響不大，因此這里主要討論直流雜散電流的危害。根據目前對雜散電流的研究，煤礦電氣控制電路常見問題主要有以下幾個方面：

3.1 電控系統失控

煤礦電氣控制電路的安全運行與管控，是保障煤礦井下作劃順利完成的基礎，也是對于井下作業人員的基本人生安全保護。如果在長期的使用過程中，不能及時對煤礦電氣控制電路對性系統的檢查與檢測，極有可能引發煤礦電氣控制電路的全線癱瘓，進而導致整個礦區的電控系統失控。煤礦電氣控制電路是電控系統進行遠程操作的連接載體，如果一旦發生線路故障或問題，電控系統的操作命令也就難以及時傳達到電氣設備，進而有可能引發全區電控系統的失控，嚴重危及到生產安全和煤炭開采工作的順利開展和進行。

3.2 引爆雷管

目前，井下采掘工作面需要放炮，因此必須用雷管引爆。這些雷管當班都放置在采掘工作面附近。采掘工作面的道軌、帶式輸送機的鋼絲繩、電纜及各種管道等沿巷道敷設的導體中有雜散電流通過時，它們與大地及接地網中的接地體之間就有—定的電位差，這個電位差叫雜散電壓。當采掘巷道內軌道與有架線電機車運行的運輸大巷的軌道不完全絕緣時，雜散電壓就比較高。若此時雷管的兩根腳線觸及存在著雜散電壓的兩極，就會有電流通過雷管。當此電流大于300mA時，就會將雷管引爆造成事故。

3.3 腐蝕電纜外表及金屬管線

在運輸巷道中，除了架線與軌道之外，還鋪設有高壓電纜和風管、水管，這些管線都是雜散電流的良好通道。在回電點附近，電流從管線中流出，電流的流出點使管線受到腐蝕。井下運輸巷道非常潮濕，井下水又多為酸性，由于電解作用而腐蝕金屬。電流從正電源流到正極，在電解槽中電流從正極板流出，而電子流恰恰相反，從正極板流向直流電源的正端。正極板失掉電子而帶正電，與電解液中的硫酸根離子結合而變成硫酸鹽，因此，帶正電的金屬脫落于電解液中，運輸巷道中的電纜外皮有電流流出，如同電槽中的正極，因此被腐蝕。

4 解決辦法

面對煤礦電氣控制電路常見問題，礦井安全及生產主管人員一定要高度重視，并且積極組織專業人員尋求有效的解決策略，以實現煤礦電氣控制電路的安全運行。

4.1 低壓電網的“全方位”防爆

傳統的電氣安全措施屬于局部的各自獨立的“點”式防爆，沒有形成整體防火防爆能力，不能有機地結合在一起形成整個低壓電網的“全方位”防爆體系。我國在上世紀研制出了具有國際先進水平的快速斷電裝置，如各種快速斷電移動變電站、快速斷電真空饋電開關等電源開關組合裝置，井逐步推廣。利用快速斷電安全技術，可以在電氣明火外露以前切斷電源，也就是使電網故障的斷電時間小于故障電流明火的形成時間，保證了整個低壓供電網絡的防火防爆安全。由于電網中儲能元件的存在，當電源切斷后，故障點仍有可能產生電火花或電弧。因此，為進一步完善快速斷電安全技術，需要探索電動機反電勢的產生、衰減規律，解決好能量的吸收問題。

4.2 保護系統的智能化

隨著微電子技術的蓬勃發展，井下低壓電網的監測與保護正走向微機化、智能化。利用微機可靠性高、功能多、易擴張、能記憶的優勢，可以構成6一lOkV電網和低壓電網的微機綜合保護系統。它集短路、漏電、過負荷、斷相、過電壓等故障保護于一體，除了具有各支路的電壓、電流、功率因數以及耗電量等工況顯示外，增加故障時間、電網對地絕緣電阻和分布電容、相間絕緣的顯示，另外增加定時打印取樣，全面實現礦井各級變電所與井下低壓供電單元的微機監測與保護。

4.3 漏電保護性能的完善

在井下低壓電網中，漏電故障占電氣故障的70%左右，因此，漏電故障是影響供電可靠性的主要因素。選擇性漏電保護可以縮小漏電故障的停電范圍，縮短尋找和消除漏電故障的時間，可以提高供電的可靠性。另外，選擇性漏電保護中旁路接地分流技術的應用，可以在較大程度上減小因電動機反電勢和電網分布電容所形成的故障點電流，提高了電氣安全程度。實踐證明，選擇性漏電保護在提高井下低壓電網的安全性和可靠性方面具有重要的地位。因此，深入地研究電網漏電機理，不斷完善漏電保護性能，提高漏電保護的技術水平，對保證井下低壓電網的安全運行具有重要的意義。

5 結束語

安全生產，重于泰山。在煤礦電氣控制電路安全管理中，電氣管理人員一定要深入分析引發此類問題的主要因素，并且積極尋求科學、合理、有效的解決策略。

[l]蔡善海．淺談井下電氣設備安全事故與預防措施[J]．中小企業管理與科技，2009，(27)．

[2]孫祥明．煤礦電氣控制電路安全管控措施施[M]．北京：知識產權出版社,2007．

[3]王麗清，李志新．淺談國內煤礦電氣技術的發展方向及展望[J]．科技與發展200l(12)．

[4]孫志斌，馬儒林．淺析國內煤礦電氣控制電路問題的解決策略[J].礦產開發與利用，2005，(11)．

On electrical control of coal mine

Li Yingjian
（Qidong Hengyuan company Anhui Wanbei Coal Mine,Suzhou,234000）

The special working environment of coal mine production determines the particularity of the underground power supply system.This paper briefly introduces the structure characteristics and classification of mine electrical equipment,based on the current coal mine electrical control circuit of the common problems are analyzed,and put forward their own solutions.

coal mine; electrical control;common problems; Solutions