煤礦井下低壓供電系統安全隱患分析與預防措施

張太浩

摘要：煤礦井下低壓供電系統安全是煤礦安全生產的基礎，但是由于煤礦井下空間狹小、環境潮濕、經常受到地質構造的影響，使井下供電系統存在諸多安全隱患，嚴重影響了煤礦井下生產工作的順利進行。從分析礦井低壓供電系統存在的安全隱患入手，針對低壓供電系統存在的安全隱患提出如線路布線，材料選擇，設備安裝等一系列預防措施來保證供電系統的安全可靠。

關鍵詞：礦井；低壓；供電系統；安全

一、前言

我國經濟的發展需要依靠煤炭資源，煤礦行業的發展也是如此。隨著經濟不斷發展，煤礦行業也隨之興起，但是伴隨著開采煤礦數量的增多，采深越來越深，煤礦井下地質條件逐漸惡劣，因此加強對井下作業環境的保護，改善設備的運行狀態，有利于井下工作人員的安全生產和礦井的順利運行。

二、煤礦井下低壓供電系統安全隱患分析

（一）井下空間狹小，環境潮濕，導致電氣設備發生漏電現象

由于煤礦井下空間狹小，環境潮濕，加之井下經常會受到地質構造的影響，導致井下發生漏電事故的可能性增加。由于礦井地面工作環境比較干燥，煤礦井下屬于典型的高濕環境，在這樣的環境下，變壓器、開關、電纜以及設備等經常會發生漏電現象。針對井下潮濕情況，可以在設備外殼和設備周圍進行絕緣處理。根據相關規定要求井下不得采用架空線供電方式進行供電，主要是因為架空線與地面存在著很大的距離，在潮濕的環境下容易發生漏電現象；其次是因為架空線通常會鋪設在比較潮濕的環境中，經常會存在金屬導體的絕緣部分與地面有接觸現象[1]。在煤礦井下低壓供電系統中，經常會發生電纜被燒毀的現象，其主要原因是由于井下空間狹小、環境潮濕，導致煤礦井下電纜經常會受潮。

雖然現在我國對煤礦井下進行了較大程度的改革與創新，但是對于煤礦井下低壓供電系統依然存在著一些問題，主要表現在：一是部分老礦井內部缺少足夠的供電保障；二是供電線路較長且較為分散；三是對礦井內部進行了局部改造。以上這些問題都是導致煤礦井下發生漏電現象的主要原因。

（二）井下設備絕緣性能較差

煤礦井下環境相對較差，空氣潮濕，很容易形成水霧。井下環節容易使井下電氣設備絕緣性能降低，導致電氣設備漏電事故的發生。當井下漏電時就會出現漏電火花，如果不及時處理就會引起瓦斯或煤塵爆炸事故。同時煤礦井下電氣設備絕緣性能降低會造成觸電事故的發生。所以在使用電氣設備時必須保證電氣設備的絕緣性能良好，同時要加強對井下設備的檢修和維護工作[2-3]。如果煤礦井下存在比較多的高壓電纜，或者是出現了長時間的潮濕環境，就會導致高壓電纜或接線器的絕緣性能下降，使得電纜線發生漏電的現象。在這種情況下，如果不及時對漏電的電纜線進行處理，就會使井下電路不能正常供電。除此之外，煤礦井下環境的復雜性也是造成低壓供電系統安全隱患的主要原因之一。由于煤礦井下空間狹小，空氣流通不暢，井下環境相對較差，使得井下電路存在著局部過熱和局部短路等現象。一旦井下線路出現漏電現象，就會導致事故的進一步發展，破壞局部絕緣，進而引起線路局部短路故障的發生，使井下電路無法正常供電。

（三）電氣設備接線方式不合理

對于煤礦井下低壓供電系統來說，電氣設備接線方式是否合理也是影響低壓供電系統安全的重要因素。特別是一些老煤礦井下電氣設備比較陳舊，接線方式比較復雜，而且部分礦井電氣設備檢驗、維修制度不完善，使得井下設備經常發生漏電現象，嚴重影響了井下供電系統安全。根據調查顯示，煤礦井下的電氣設備接線方式主要有兩種，一種是母線采用“T”接，另一種是“U”接。這兩種接線方式各有利弊，但在實際工作中仍普遍采用“U”接，這就容易出現漏電情況。所以針對這種情況，應采取相應措施來解決這種安全隱患。

（四）井下供電線路施工質量差

煤礦井下供電線路施工質量差，直接導致井下供電線路經常出現斷路、短路的現象，不僅影響了井下供電安全，還嚴重影響了井下生產工作。供電線路施工質量差主要是因為沒有嚴格按照《煤礦安全規程》操作，為了減少施工成本，降低工作難度，在設計的時候電纜線路埋地深度不夠或吊掛不符合要求。施工人員在進行電纜線敷設的時候不按照規程規范進行施工。為了避免發生觸電事故，對于在井下使用的高壓電線必須采取有效的安全措施進行保護。為了更好地預防觸電事故，施工人員在工作中必須佩戴手套、安全帽、安全帶等安全用具，并且嚴格按照安全規程操作，進行高壓線路施工[4]。因為井下低壓供電系統的施工環境比較惡劣，導致工作人員在工作中很難保證安全，經常會出現觸電事故。比如：電纜施工人員在井下進行施工的時候，沒有按規定佩戴安全帽、絕緣手套等勞動保護用品，致使工作人員在工作中出現觸電事故。還有一些施工人員為了追求工程的經濟效益而忽視安全問題，在施工過程中偷工減料，造成施工質量差，嚴重影響了井下供電系統的正常運行。另外，井下高壓線路在進行架設的時候沒有選擇合理的架設方式和線路路徑，也會造成煤礦井下低壓供電系統出現安全隱患。

（五）井下供電系統安裝和維護不到位

井下低壓供電系統的安裝和維護不到位是導致安全事故發生的主要原因之一。由于井下空間狹小、環境潮濕，工作人員經常需要長時間在井下工作，造成井下電氣設備的老化和損壞，導致供電系統存在安全隱患，從而引發安全事故。有些礦井為了提高經濟效益，往往忽視對井下供電系統的維護工作，甚至對井下供電線路長期檢修不到位，從而導致井下供電系統不能正常運行，不僅造成電能浪費，還影響礦井生產。有些企業由于對井下供電系統維護不到位，使得供配電設備長時間不檢修、不保養，導致設備經常出現故障。有些企業由于對井下供電系統維護不到位、維修人員技術水平較低、安全意識差等原因，導致設備經常出現故障，嚴重影響礦井生產。

三、煤礦井下低壓供電系統安全隱患預防措施

（一）根據井下空間狹小、環境潮濕、經常受到地質構造影響的特點，礦井低壓供電系統應當選擇性能優良的絕緣材料，絕緣性能良好的電纜能夠有效避免對地面和井下電氣設備產生沖擊。此外，供電系統的漏電保護裝置應該安裝在符合要求的地點，具有一定的可靠性和穩定性[5]。

（二）礦井低壓供電系統應當盡可能地采用集中供電方式，以減少供電系統在不同地點設置配電裝置的數量，盡可能減少對地面和井下電氣設備造成的沖擊。為了能夠更好地滿足煤礦井下安全生產要求，煤礦企業應當建立健全相應的規章制度，加強日常管理工作。例如，在井下變電所內應當配置具有漏電保護功能的繼電器，在地面變電所內應當配置具有漏電保護功能的斷路器。另外，要通過定期檢查以及定期維護、及時更換等方式，對井下電氣設備進行有效的監控，確保井下電氣設備處于正常運行狀態。另外，為了能夠有效提高煤礦井下低壓供電系統的安全可靠性和穩定性，煤礦企業應當建立健全相應的管理制度，并且對供電系統的安全運行進行經常性的監督和檢查。例如定期檢查井下電氣設備的運行情況、對井下電氣設備進行預防性試驗等。

（三）井下供電線路應盡量采用雙回路供電方式，以降低對地面電氣設備造成的沖擊。如果供電線路電壓等級不能夠滿足要求，則應當選用雙電源供電方式，以確保地面和井下電氣設備處于正常運行狀態。煤礦井下線路敷設應當遵循嚴格的規程和規定，保證井下供電系統具有良好的通風條件，以減少供電系統對地面電氣設備造成的沖擊。例如，應當保證井下供電線路具有良好的通風條件、合理的電纜敷設方式、完善的監控措施以及相應的安全管理制度等。為了能夠更加方便地對井下電氣設備進行監控，應當設置遠程監控系統，在地面變電所或者井下變電所內設置遠程監控裝置，通過實時監控電氣設備運行情況、電氣設備運行電壓參數等信息，能夠實現數據采集、技術分析、遠程控制、故障聲光預警、數據儲存，實時在線電氣參數并進行智能化分析，進一步保障了井下電氣設備的運行安全[6]。

（四）礦井低壓供電系統應當根據井下使用需要，選擇電壓等級合適、電壓偏差較小的電纜和變壓器，并做好日常維護工作。例如，可以將10kV的變壓器安裝在井下變電所，然后在地面設置兩個110kV、220kV等級的變電站，這樣能夠有效降低對地面電氣設備造成的沖擊。另外，為了確保井下電氣設備處于正常運行狀態，應當建立健全相關的制度和規定，及時更換老舊的電氣設備或者更換質量不合格的電氣設備。例如，對于運行時間較長、使用年限較久的電氣設備應當進行檢查和維修，定期檢查和維護高壓開關、電纜接頭、高壓斷路器等；對于部分使用年限較長的低壓電氣設備應當及時更換或修復。另外，應當將井下電氣設備使用情況、運行狀態等信息記錄保存在專業人員手中。

（五）煤礦井下低壓供電系統應當確保每隔一定距離就設置一處電氣設備集中防爆區域。對于重要設備，應當設置雙電源切換裝置。煤礦井下防爆區域的位置應當符合相關規定，例如，井下某一電氣設備集中區與防爆區域之間的距離應控制在10m以內，另外，防爆區域的面積不能超過總工作面積的10%。當某一電氣設備集中區內某一個或者多個電氣設備需要并聯運行時，其相互之間的最大允許距離應當控制在10m以內。

（六）當電氣設備安裝在地面時，應當在其附近設置阻火器和防爆門；當電氣設備安裝在井下時，應當將阻火器和防爆門安裝在防爆墻內。當某一電氣設備集中區內多個電氣設備需要并聯運行時，應當將多個電氣設備安裝在同一個防爆區域，并且各電氣設備之間的距離不能超過10m。另外，當某一電氣設備集中區內有1個以上的電氣設備需要并聯運行時，應當在其附近設置阻火器和防爆門。阻火器和防爆門應當設置在非爆炸危險區域。如果某一電氣設備集中區內有多個電源，則應當同時設置雙電源切換裝置，以確保地面和井下的安全[7]。

（七）煤礦井下的電纜應當根據實際需要選擇絕緣材料，并盡量減少電纜敷設長度，縮短電纜敷設距離。由于井下空間狹小，電纜敷設工作不方便，所以盡量避免在井下進行電纜敷設。當使用直埋方式敷設電纜時，應當采取有效的防水措施。例如，在地面和井下敷設的電纜應當將其埋在不滲水的土層內，同時做好相應的防水措施，以防周圍地下水對電纜造成影響。另外，如果地面和井下部分區域存在積水面積較大時，應當將其挖出并及時采取有效的措施進行排水處理。如果有局部地段存在滲水問題，則應當采取有效措施防止地下水進入電纜溝、電纜槽等場所。同時，對于局部積水嚴重的區域，應當將其挖出并及時進行排水處理。

（八）煤礦井下低壓供電系統應當根據井下實際需要，合理選擇電纜接頭、電氣設備的數量以及位置。在井下應當優先選擇具有防爆性能的電氣設備，減少因電氣設備設計缺陷造成的問題。在進行電纜接頭的安裝時，應當優先考慮電火花的問題。如果在井下選擇了絕緣材料，則應當保證電纜和接頭與其他電氣設備之間的絕緣性能良好。如果在地面進行了電纜敷設，則應當保證電纜敷設時有足夠的空間和通風條件，避免造成電纜敷設時擠壓、擠破或踩踏。此外，在井下進行接地保護工作時，應當采取有效的措施防止接地線產生火花放電對電氣設備造成影響，應定期檢查電氣設備接地系統，檢測接地電阻值，保證設備的完好率。

四、結語

綜上所述，在礦井下低壓供電系統的維護和管理工作中，要對其安全隱患進行嚴格的控制和檢查，保證供電系統的安全可靠。煤礦井下供電系統不僅要保證正常供電，同時也要保證供電的穩定性和可靠性，當出現供配電故障時，能夠及時采取有效的措施進行處理，以防止事故的擴大，避免給企業造成更大的經濟損失。通過對煤礦井下低壓供電系統進行合理規劃和科學管理，不僅可以提高礦井下供電的穩定性和可靠性，還可以提高煤礦工作效率。

參考文獻

[1]苗南.煤礦井下低壓供電系統安全隱患分析與預防措施[J].內蒙古煤炭經濟，2022（11）：118-120.

[2]韓向棟，魏良躍，董軍，等.煤礦井下低壓供電系統漏電保護的研究分析[J].中國設備工程，2022（04）：158-159.

[3]劉萬軍.煤礦井下低壓供電系統安全隱患分析及控制[J].內蒙古煤炭經濟，2019（18）：147+149.

[4]胡元存.煤礦井下低壓供電系統安全隱患分析及控制[J].內蒙古煤炭經濟，2019（18）：163-164.

[5]張慧臨.試析煤礦井下供電系統安全隱患及應對策略[J].能源與節能，2016（05）：56-57.

[6]裴新宇.煤礦井下供電系統安全隱患與對策[J].機械管理開發，2015，30（05）：139-141.

[7]曹毅.煤礦井下供電系統安全隱患與對策[J].技術與市場，2015，22（05）：268.

作者單位：河北能源職業技術學院