淺析煤礦供電及其安全評價

王養倉

【摘要】隨著煤礦生產工藝的改變，煤礦設備越來越多，礦井供電負荷逐漸增大，近年來煤礦發生多次因供電可靠性不高而導致的各種事故，分析了目前煤礦供電安全現狀，并根據實際情況就如何提高煤礦供電安全措施進行了探析。

【關鍵詞】煤礦供電 煤礦安全 事故原因 安全評價

目前，煤礦機械化水平不斷加強，煤礦設備越來越多，單機功率越來越大，供電負荷逐漸增大，企業對煤礦供電的安全可靠性和重要性重視不夠，對煤礦發展估計不足，導致在礦井設計初期及其施工和運行中存在各種安全隱患。首先需要詳細闡述煤礦供電事故發生的原因。

一、礦井供電事故發生的原因分析

（一）煤礦供電電源的不合理

由于煤礦生產的特殊性，礦井主要通風機、主排水泵、升降人員的立井提升機等負荷屬于一類負荷，要求供電必須安全可靠，因此，《煤礦安全規程》規定：礦井應有兩回路電源線路，當任一回路發生故障停止供電時，另一回路應能擔負礦井全部負荷。而我們很多礦井在實際設計施工過程中，沒有嚴格按照這一規定執行，特別是一些建有礦區發電廠的礦井，為了節省電費，提高運行的經濟效益，經常是兩回路引自同一區域變電所或發電廠，在這種情況下，兩回線路即使是引自不同的母線段，有時也存在導致雙電源同時失電的危險。加之個別煤礦供電電源上級變電站容量不夠，不具備向企業供電的技術條件，供電回路不能擔負礦井全部負荷，造成企業短時無法正常生產。

（二）供電配置不合理

個別礦井設計初期及其施工中，為了減少設備投入量，減少投資額，未對后期生產能力提升或機械化水平提高后的設備負荷進行正確估計，造成供電設備柜較少，在后期生產中，造成多種設備由一臺饋電柜進行供電，設備檢修及事故時，造成停電范圍較大，影響礦井安全生產。

（三）未應用新技術

隨著煤礦機械化水平的提高，應用設備的增多，大型設備未使用變頻調速，隨著供電負荷的增加，采用直接啟動方式，造成電網波動大，造成電網電壓不穩。

（四）設備管理不到位

煤礦企業通過技術改造，供電設備進行了更新換代，供電負荷有了較大的提高，礦井生產能力增強。但是企業技術管理人才還是維持以前的水平，技術人員較少，管理水平及管理能力不到位，不能有效地加強供用電技術管理，電器設備整定不到位或整定過大，造成電網越級調閘事故頻發，影響企業安全生產。

二、提高煤礦供電的安全措施

（一）供電的可靠性

所謂供電可靠就是要求對礦井連續不間斷供電。第一類負荷突然中斷供電將會造成人身傷亡、設備損壞，給經濟帶來很大損失。如礦井主通風機因供電中斷而停止運行使礦井通風系統中斷，繼而造成井下瓦斯積聚、超限，一定條件下會引發瓦斯、煤塵爆炸事故；礦井主排水設備一旦中斷運行，則可能造成礦井淹井事故。礦井供電電源應該來自兩個不同的變電站或者來自不同電源進線的同一變電站的兩段母線。對于不具備兩回路供電電源線路的礦井，為了保證礦井在供電電源因故障或其他原因停止供電時，仍能擔負礦井保安符合的需要以保障人員、通風、排水等的用電，必須設置備用電源，且備用電源的容量必須滿足礦井通風、排水等保安負荷的運行要求。

（二）供電的安全

煤礦生產主要是井下作業，工作環境惡劣、特殊，受地質條件等自然因素影響極大，為了提高井下長距離輸電的安全可靠性，避免事故的發生，通常采用的主要措施：提高電壓等級，裝設相敏裝置；分段供電；增大電纜截面積。根據井下供電實際情況，實時調節供電方案，以保證井下供電安全。

（三）優化保護裝置

改善保護設施，完善繼電保護方案，提高故障情況下動作的可靠性，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。井下由采區變電所、移動變電站或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，應具有短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控制裝置。另外，井下配電網均應裝設過流、短路保護裝置；且必須用該配電網路的最大三相短路電流校驗開關設備的分斷能力和動、熱穩定性以及電纜的熱穩定性，必須正確選擇熔斷器的熔體。避免故障情況下不熔情況的出現。必須用兩相短路電流校驗保護裝置的可靠動作系數，保護裝置必須保證配電網路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠啟動。嚴格做好設備啟動與故障保護的協調動作。煤礦根據自身的實際情況，有針對性的進行繼電保護方案的設計，同時將各種先進技術手段應用于煤礦生產實際中，減少故障影響范圍，同時提高故障排除速度。

（四）對煤礦供電設施投入

煤礦供電設施要隨著用電設備容量、性能的變化，對其作出相應改造。嚴格按照檢修計劃，對井下供電設備及時維護和檢修。井下電氣設備必須要由經過專門訓練、經過培訓合格的熟悉設備性能的電氣維修人員進行維修。維修過程中，一旦發現井下防爆電氣設備的防爆性能遭受破壞，必須處理更換，嚴禁繼續使用。對陳舊設備加強監控，不滿足供電安全的及時更換，減少故障隱患。

（五）加強煤礦供電設備電器保護

在煤礦企業供電設備電器保護，主要是接地保護、過流保護、以及漏電保護。供電保護對于煤礦企業保證安全生產來說是非常重要的，倘若供電保護達不到標準要求，就會發生電器保護拒跳、以及發生誤跳現象，或者發生保護跳閘范圍過大現象，當到達一定的嚴重程度時，也會引起瓦斯聚集，進而會發生瓦斯爆炸，給煤礦企業帶來威脅，為此我們需要不斷地改進電器保護器性能，采用計算機軟件硬件技術、電磁兼容技術、集成電路技術、液晶顯示技術、網絡以及現場總線技術等高新技術成果，研制智能電器保護裝置，從而不斷加強煤礦井下作業供電設備電器保護。

（六）加大井下供設備檢修維護和升級改造力度

隨著我國煤礦采掘規模的不斷擴大，井下用電設備的性能、容量、功率各個參數也發生變化，因此，需要針對此種情況對供電設備作出適當調整以及合理推陳出新的改造，嚴格檢修制度和檢修計劃，做好井下供電設備的檢修和維護工作，以保證井下供電設備高效持續運行，經監測發現已經損壞和性能出現下降的防爆電器設備，要立即更換，禁止繼續使用。對負荷較大的設備采用變頻調速供電方式。對于那些已經陳舊落后的機電設備，或者不符合安全標準要求的機電設備，需要及時對其進行更換，從而降低故障發生的可能性，因而提升煤礦井下供電設備運行的安全水平。

（七）合理優化布設提高供電設備的安全可靠性

由于煤礦井下作業環境極差，威脅生產安全因素較多，為此合理優化布設供電系統，在提高井下供電設備安全可靠性方面都是非常重要的。在實際操作過程中，一般采用如下改進措施，比如調整提升供電電壓等級、加設相敏裝置、對供電系統實施分列分段供電、適當增加電纜截面、有效調節供電方案，同時需要加強供電設備的維護檢修以及改造力度，從而提高井下作業供電的安全可靠性，保障煤礦井下作業生產安全可靠。

三、煤礦供電的安全評價構想

（一）供電系統的可靠性評價

在煤礦井下開采中，若出現供電中斷時，則可能引發人員傷亡、設備損害事故的發生，這在一定程度上造成了嚴重的經濟損害，甚至可能造成巨大的社會負面影響，因此，必須確保供電的安全性和可靠性。在進行煤礦供電系統評價時應對煤礦企業設備進行負荷統計分析，校核雙回路供電線路能否滿足礦井的供電要求，井下供電線路滿足礦井井下的供電要求，同時對主通風系統、立井提升系統、壓風和主排水系統等一類負荷用電雙回路供電進行評價，從而保證電源供電安全。

（二）供電繼電保護評價

繼電保護設備系統是確保煤礦井下供電安全性的關進，完善井下供電繼電保護方案，并對繼電保護裝置進行改善，從而提高供電系統的可靠性和速動性。在煤礦安全評價中，評價設備安全保護裝置是否齊全、保護整定是否合理。對于高壓動力設備和控制設備，如井下高壓電動機、動力變壓器等，其主要按照相關規范要求設置過負荷、欠壓釋放、短路等保護功能，提高井下供電的安全性、可靠性。

（三）變電所合理布置評價

為了確保井下供電系統的安全可靠性，減少安全事故的發生，應對煤礦井上、下供電系統進行優化布局，采取提高井下供電電壓等級、增大供電電纜經濟截面、分列分段供電及合理調節供電方案等技術措施，加大井下供電系統運行的維護力度，以保證井下供電作業安全。對有可能提升能力的或者煤礦后期發展的礦井，各變電所應設置有備用開關柜，保證礦井供電安全。

（四）供電設備管理評價

由于煤礦井下供電設施有一定的使用年限，其會隨著用電設備功率容量和性能參數的變化而變化，這就要求煤礦企業對超出使用年限的設備進行升級改造或更新換代，嚴格按照檢修維護計劃對井下供電設備進行維護和檢修，在維修、檢修過程中，若發現井下防爆電器設備的防爆性能下降，應對其進行更換處理，嚴禁不符合安全規程的機電設備在井下采取作業面上繼續使用，以減少設備安全事故的發生，提高煤礦井下供電設備的安全可靠性。通過對礦井機電管理水平的檢查，評價礦井的安全程度及應提升的管理能力。

四、總結

本文首先詳細闡述了供電事故發生的原因分析，并針對供電事故原因提出了提高煤礦供電的安全措施，并從安全評價角度提出了煤礦供電的安全評價構想。只有從各方面加強煤礦供電系統的檢查，才能保證礦井安全生產。