淺析如何提高礦井供電安全的可靠性

陳培剛

摘要：電力作為煤礦生產的主要動力，其供電的安全、可靠直接影響著煤礦企業的日常工作。由于煤礦井下電氣設備頻繁移動、負荷變化大，尤其啟動大型采掘設備產生的強大的電流直接沖擊電網。因此，需要采取措施確保礦井供電安全的可靠性。基于此，文章通過分析煤礦井下供電安全存在的問題，同時提高井下供電安全可靠性的措施，為煤礦開采企業組織開展工作提供參考。

Abstract： Electricity is the main driving force of coal production. The safety and reliability of its power supply directly affect the daily work of coal mining enterprises.Due to the frequent movement of underground electrical equipment in coal mine and the great change of load， especially the powerful current generated by starting large mining equipment directly impacts the power grid. Therefore， measures need to be taken to ensure the safety of mine power supply security. Based on this， the article provides a reference for the coal mining enterprises to organize their work by analyzing the problems existing in the underground coal mine power supply safety and improving the safety and reliability of underground power supply.

關鍵詞：供電安全；可靠性；煤礦供電

Key words： power supply security；reliability；coal mine power supply

中圖分類號：U223.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）18-0047-02

0 引言

近年來，隨著經濟的發展，人們對環境保護意識的不斷增強，國家對煤炭的調控力度在不斷地加大，煤炭資源在國民經濟安全發展中的重要性越加明顯，礦井供電安全問題也越來越突出。為了更好地利用煤炭資源，充分挖掘煤炭資源的價值，需要采取各種措施提高礦井供電安全的可靠性。

從實際工作情況來看，與其他行業的工作相比，開采煤炭資源的工作更為惡劣，這是因為煤炭開采工作處于井下陰暗潮濕的環境中，為了確保煤炭開采工作順利進行，需要借助供電系統為各機械設備提供運行所需的電能。但是，在運行過程中，煤礦的井下供電系統經常會出現各種問題，進而引發一系列的安全事故，在一定程度上阻礙了煤礦資源開采工作的順利進行，尤其是安全事故較為嚴重時，甚至直接危害工作人員的人身安全，給煤炭開采企業帶來嚴重的經濟損失，阻礙煤炭開采企業的持續健康發展。基于此，提高煤礦井供電安全性的可靠性，受到煤炭開采企業，以及理論界的普遍關注。

1 煤礦井下供電安全存在的問題

對于煤礦開采企業來說，在日常工作中，發生供電安全事故，一方面嚴重威脅到煤礦開采人員的生命安全，另一方面直接降低開采煤礦的效率在市場經濟環境下，受經濟利益的驅使，個別煤礦開采企業往往忽視了日常供電安全工作，導致對供電系統疏忽管理，造成設備失保、失爆、漏電等各類事故的發生，直接威脅到人民群眾的生命財產安全，在這種情況下，煤礦安全生產問題受到社會的普遍關注。對于煤礦開采企業來說，為了確保煤礦開采工作順利進行，需要全面分析引發安全事故的原因，然后采取相應的應對措施。通常情況下，煤礦井下供電安全存在的問題主要表現在以下方面：

1.1 變壓器的容量不夠

近年來，隨著經濟的不斷發展，社會對煤炭資源的需求量猛增，為了滿足社會對煤炭資源的需求，各煤炭開采企業都在積極擴建礦井。從投入與產出的關系來說，擴建礦井規模，必然會帶動機械設備、人員數量的增加，進而對電能的需求量也大大增加，也就是說，產出的增加，必然要求投入的增加，在煤炭開采中，如果沒有實時調整供電系統，必然會導致主變壓器與各分變壓器的容量難以匹配礦井的用電需求。在這種情況下，將導致供電系統的主變壓器、各分變壓器超負荷運轉，進而引發變壓器局部發熱、絕緣層老化等一系列的問題，在一定程度上增加發生漏電事故的幾率，同時嚴重影響變壓器的使用壽命。

1.2 供電質量差

隨著經濟的發展，科學技術的進步，先進的科學技術必然推動各個行業的發展，甚至會顛覆某些行業。對于煤炭開采企業來說，隨著開采難度、開采規模的增加，必然要引進先進的機電設備（性能高、功率大），從某種意義上說，引進和應用這些先進的機電設備，在一定程度上可以提高煤炭資源的開采效率。但是，在實際運行過程中，這些先進的機電設備會產生不同程度的諧波分量，導致這些諧波分量沿著低壓供電線路返回供電系統，進一步降低了供電系統的供電質量。在供電系統中，低質量的電能一方面影響繼電保護系統的正常運行，另一方面影響監測系統的正常運行，使得供電安全失去可靠性。

1.3 使用落后的繼電保護設備

煤礦開采作為安全事故的多發區，為了確保煤礦井下的供電安全，以及保證作業人員的生命財產安全，各煤礦開采企業積極采用先進的繼電保護設備。但是受自身財力、人員等因素的影響和制約，一些企業難以采用先進的微機繼電保護，進而依然采用傳統的電磁式、機械式等繼電保護，從實際運行情況來看，傳統的繼電保護操作復雜、可靠性低，并且容易受人為因素的影響，同時繼電保護設備性能水平低，二次設備不能有效發現故障。隨著科學技術的發展，微機繼電保護（網絡化、智能化）逐漸取代傳統的繼電保護，這種保護系統具備采集、監視、控制、自檢查功能，通過一臺設備可以發現輸電線路的故障、輸電線路負荷、供電的安全性、可靠性。

1.4 缺乏有效的監測

受自身資金規模的影響和制約，一些煤礦企業沒有將用于設備更新的資金全部投入到設備更新中去。安全監測系統，難以對井下安全事故進行有效的監測。同時，還有一些企業由于自身的監測技術水平較低，雖然安裝了相應的安全監測系統，但是自動化監測程度較低，難以實時監測礦井下的安全信息，更不能將監測結果及時反饋給監測部門。對于煤礦開采企業來說，這些現象的存在，難以提高礦井供電安全的可靠性，礦井供電系統的實際運行情況也難以被監測部門所掌握，當出現問題的時候，也就無法在第一時間給予有效處理。

1.5 設備檢修維護不到位

一些企業，為了片面的追求經濟效益或產量，不斷地壓縮設備檢修時間，縮減維護人員，減少設備維修維護成本，忽視了正常有效的檢修對設備正常運行所起到的關鍵性作用，造成設備出現失保、失爆現象。忽視預防性檢測檢驗對設備隱患的預知預判的作用，錯過最佳事故處理時機，當發生嚴重的漏電事故時，將有可能導致輸電電纜間隙性放電產生電火花造成嚴重的事故，直接威脅到人民群眾的生命財產安全，給企業帶來較大的經濟損失。

2 提高井下供電安全可靠性的措施

在新的歷史時期，煤礦開采企業需要全面貫徹落實黨的十九大精神，同時將其轉化為加強安全生產工作的具體行動。由于煤礦生產一般在井下作業，生產現場空間狹窄、空氣潮濕，井下不僅有涌水，而且還有瓦斯、煤塵等，尤其是采掘現場，電氣設備移動頻繁，負荷變化大，大型采掘設備直接啟動，強大的電流沖擊電網等。因此，供電必須確保安全、可靠，并且要有良好的供電質量和供電能力。對此，煤礦開采企業可以從以下方面著手，提高井下供電安全的可靠性。

2.1 配備完善的輔助設施

無論礦井任何回路發生停電事故，另一回路必須給予實時的供電，確保礦井通風、排水、瓦斯抽放、安全監測系統、調度通訊系統等正常運行。尤其是正在運行的主扇，如果因停電而停機，需要立即啟動另一臺主扇，保證礦井正常通風。對于煤礦開采企業來說，為了確保煤礦供電系統的電源正常運行，防止因電源問題影響正常的供電工作，對此，每個礦井可以根據自身的實際情況，配備多個備用電源，借助備用電源保證日常供電的可靠性。通風系統、排水系統和傳輸系統作為井下煤炭開采的重要系統，為了確保其正常運行，煤炭開采企業可以設置專門的配電設備，這幾個系統的正常用電通過單獨的電源進行供電。針對井下供電，可以借助雙回路的方式進行供電處理，同時結合回路的實際情況，可以接入不同的變電所，以及安裝設置可以自由切換回路的輔助設施。在供電系統中，通過上述處理，如果一個電源回路發生故障，供電系統通過切換回路的方式，最大限度確保供電的可靠性。

2.2 科學合理的布設線路

對于煤礦開采企業來說，在布設供電線路方面，與地面相比，地下的供電線路比較長。由于供電線路較長，發生漏電問題的幾率相對比較大，無形中給供電埋下安全隱患。煤礦開采企業要想徹底擺脫這種困境，需要對供電線路進行合理布設，通常情況下，合理布設供電線路，一方面可以有效提高供電效率，另一方可以有效減少電損。從實際情況來看，合理布設供電線路的方式主要包括分列分段供電、提高電壓等級、增大電纜截面三種：首先，分列分段供電。這種布設方式可以根據不同地區的用電量，為其提供相應強度的電能；其次，提高電壓等級。這種布設方式在一定程度上可以減少供電時的電損；第三，有效增大電纜截面。這種方式可以提高供電的效率減少線路損耗。

2.3 實施繼電保護

所謂繼電保護系統是指當供電系統發生故障時，系統會向管理人員發送警告信號，提示管理人員對故障進行處理。對此，煤礦開采企業要想提高井下供電安全的可靠性，可以借助繼電保護系統，通過完善繼電保護裝置、優化保護系統，最大限度提高供電安全的可靠性。對于繼電保護方案，煤礦開采企業需要根據井下供電系統的實際情況進行設計，借助繼電保護措施對高壓動力設備、控制設備等進行繼電保護。為了提高繼電保護水平，在設計繼電保護方案時，需要綜合分析當前的行業發展動態，采用先進的技術，以此提高供電安全的可靠性。

2.4 對供電設施進行養護

任何事物的出現，從誕生到滅亡都要經歷一個過程，同樣，供電設施也有自身的使用年限，對于供電設施來說，在正常使用過程中，需要進行定期的養護，以此確保自身正常運行。但是，在組織開展煤礦開采工作時，如果煤礦企業不對供電設施進行養護，就會難以發現潛在的設備故障，甚至會進一步惡化故障，進而縮短供電設施的使用壽命。為了充分挖掘供電設施的使用價值，煤礦企業需要實時關注檢測供電設施的運行狀態，確保其正產運行。針對正常運行的供電設施，需要對其進行定期、全面的養護，第一時間排除潛在的故障，防止故障進一步惡化。對于超出服役年限的供電設施，煤礦企業必須對其進行更換，避免發生不必要的事故，以此確保供電安全的可靠性。

3 結論

電力作為煤礦生產的主要動力，而煤礦井下生產環境又較為特殊，不僅有易燃、易爆等可燃性氣體，同時存在腐蝕性氣體，潮濕、電網電壓波動大等，因此，對煤礦進行安全、可靠的供電，無論是提高煤礦經濟效益，還是確保安全生產，都有著十分重要的意義，需要煤礦開采企業采取措施提高煤礦井下供電安全的可靠性，同時結合自身的實際情況，對影響供電安全可靠性的各種因素進行綜合分析，通過配備輔助設施、合理布設等舉措，在一定程度上全面提升供電安全的可靠性。

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