提高煤礦供電安全可靠性綜合措施研究

摘 要:在總結(jié)了煤礦礦井低壓供電系統(tǒng)中存在的一些安全隱患后，對提高煤礦供電安全可靠性綜合措施進行了詳細的分析研究。

關(guān)鍵詞:煤礦低壓供電系統(tǒng)供電安全

中圖分類號:TM5文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0063-01

引言

我國煤炭開采大部分是在井下進行，其特殊的開采空間結(jié)構(gòu)使得煤礦井下環(huán)境十分惡劣，礦井中充滿了大量瓦斯等易燃、易爆氣體，很容易發(fā)生瓦斯爆炸等惡性事故。據(jù)大量文獻資料表明，低壓供電系統(tǒng)漏電是造成工作人員發(fā)生觸電傷亡和礦井發(fā)生瓦斯爆炸的主要原因。世界各國為了保護礦井及井下工作人員的人身財產(chǎn)安全，推進煤炭開采工作高效穩(wěn)定進行，所選用的煤炭采掘設(shè)備均為礦用隔爆型及增安型電氣設(shè)備或電力電纜。制定合理完善的煤礦供電安全制度、合理選型設(shè)計、正確安裝、按規(guī)程規(guī)范進行操作使用和檢修維護對保障煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。因此，對煤礦低壓供電系統(tǒng)中存在的安全問題進行分析總結(jié)，對安全現(xiàn)狀進行有效評估，并有針對性的采取相應(yīng)措施，構(gòu)筑高可靠性的井下低壓供電系統(tǒng)，有效提高煤炭開采安全性能水平，已成為煤礦供電系統(tǒng)工作人員研究的一個重要課題[1]。

1 煤礦低壓供電系統(tǒng)存在的安全隱患問題

低壓供電系統(tǒng)為煤礦井下開采提供主要動力源，將電能轉(zhuǎn)換成其它煤炭采掘機械能源。低壓防爆電氣設(shè)備是煤礦安全可靠開采必需的供電設(shè)備和繼電保護控制設(shè)備，其工作性能水平高低不僅直接影響到煤礦井下低壓供電系統(tǒng)能否高效可靠正常供電，同時還影響到采掘工作面上的所有生產(chǎn)設(shè)備是否具有良好的工作效率。因此，如何結(jié)合先進的技術(shù)裝備，解決礦井低壓供電系統(tǒng)的電氣防火防爆安全問題，保障井下工作高效有序進行已成為煤礦供電運行管理人員的一種重要工作內(nèi)容。煤礦井下供電系統(tǒng)中采用防爆型及增安型電器設(shè)備，在很大程度上提高了低壓供電系統(tǒng)的安全水平，但是由于大多煤礦井下供電系統(tǒng)存在負荷分配不均、諧波污染嚴重、設(shè)備型號不匹配等問題，給井下安全用電埋下了許多安全隱患，現(xiàn)結(jié)合自我工作經(jīng)驗，對煤礦低壓供電系統(tǒng)中存在的一些安全問題進行總結(jié)分析。

1.1 主變壓器經(jīng)常運行在過負荷工況

隨著煤炭產(chǎn)量的逐年提高，特別是在市場競爭經(jīng)濟環(huán)境下，有些煤礦的生產(chǎn)量遠遠超過原設(shè)計能力，采掘運輸設(shè)備能力也必然大幅度提高。大量大功率機械設(shè)備被廣泛應(yīng)用到井下煤礦開采過程中以滿足礦井生產(chǎn)量的需求，但同時也給安全供電帶來了問題。在沒有對煤礦供電系統(tǒng)進行整體改造的基礎(chǔ)上，就在井下低壓供電系統(tǒng)中增加大量大功率機械設(shè)備，從而導(dǎo)致中央變電所中的主變壓器容量滿足不了井下用電負荷增加的要求，使變壓器長期運行在過負荷工況下，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)過熱、絕緣老化嚴重、供電性能水平降低等情況，嚴重時還會出現(xiàn)變壓器燒損甚至引發(fā)火災(zāi)等嚴重事故，給煤炭開采企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟損失。

1.2 低壓供電系統(tǒng)諧波污染嚴重

電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)等進一步發(fā)展，各種先進的煤炭開采動力和控制設(shè)備在煤礦礦井中得到廣泛推廣使用，有效提高了我國煤礦電氣綜合自動化水平。但大量以半導(dǎo)體器件為主的電氣設(shè)備在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，其正常運行時所產(chǎn)生的諧波分量會直接反饋到礦井低壓供電系統(tǒng)中，造成電網(wǎng)被嚴重污染，供電電壓發(fā)生嚴重畸變，不僅造成各類控制開關(guān)設(shè)備的繼電保護系統(tǒng)出現(xiàn)誤動、拒動等現(xiàn)象。

1.3 習慣性違章操作

為了提高煤炭生產(chǎn)量，礦井中經(jīng)常出現(xiàn)多工種同時作業(yè)的情況，這就給安全用電提出了更高的要求。在煤炭開采過程中，受現(xiàn)有技術(shù)裝備條件和工人操作技能素質(zhì)水平等因素的影響，加上井下安全用電制度的不完善，井下電工誤操作或違章作業(yè)時有發(fā)生，習慣性違章操作已成為井下工作人員人身財產(chǎn)安全的重大威脅，不僅會造成了人身發(fā)生觸電傷害，同時習慣性不規(guī)范操作會使設(shè)備出現(xiàn)帶電作業(yè)，其產(chǎn)生的電火花很容易引燃井下的可燃氣體，造成嚴重的瓦斯爆炸事故。

1.4 該淘汰的開關(guān)設(shè)備在繼續(xù)使用

隨著井下用電設(shè)備、控制設(shè)備等電氣設(shè)備的增多，其對供電安全可靠性也提出了更高的要求。國家已經(jīng)明令淘汰一批防爆性能較差的空氣開關(guān)設(shè)備，以提高礦井安全性能水平。但有些煤礦由于改造資金缺乏或企業(yè)法人不重視等因素存在，依然在礦井中大量使用已淘汰的空氣開關(guān)設(shè)備，直接影響到井下低壓供電系統(tǒng)的安全可靠性能。

1.5 井下供電系統(tǒng)在線監(jiān)測水平較低

有些礦井在進行低壓供電系統(tǒng)設(shè)計和技術(shù)改造時，沒有配置相關(guān)實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，井下供電系統(tǒng)在線監(jiān)測水平較低，導(dǎo)致地面電力運行管理人員，無法實時掌握井下供電系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的實際運行工況數(shù)據(jù)信息，對所發(fā)生的故障情況無法及時作出整改和補救決策，從而造成事故進一步擴大，大大降低了煤礦供電安全性能。

2 提高煤礦供電系統(tǒng)安全可靠性措施研究

2.1 優(yōu)化低壓供電電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

合理可靠的低壓供電電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是低壓供電系統(tǒng)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟運行的重要保障基礎(chǔ)。對煤礦井下低壓供電系統(tǒng)而言，不但要求整個饋電網(wǎng)絡(luò)精干、高效，而且還要求饋電電源具有高效穩(wěn)定等特性，在進行設(shè)計和技術(shù)改造時要采用雙電源、雙回路等供電模式，有效提高礦井低壓供電系統(tǒng)安全可靠性[2]。

2.2 選用新型無功補償及消諧裝置

在對煤礦礦井低壓供電系統(tǒng)進行規(guī)劃建設(shè)和技術(shù)改造過程中，選用新型動態(tài)無功補償及消諧裝置不僅可以有效提高礦井低壓供電系統(tǒng)的供電可靠性和供電質(zhì)量水平，為煤礦電氣供電系統(tǒng)提供功率因數(shù)和供電質(zhì)量均良好的電能資源。同時還可以有效抑制供電系統(tǒng)中的高次諧波分量，減少非線性負載在運行過程中對供電系統(tǒng)的沖擊，保證各類用電設(shè)備高效穩(wěn)定的運行，提高其綜合使用壽命。

2.3 構(gòu)筑完善低壓供電系統(tǒng)繼電保護措施

在低壓供電系統(tǒng)繼電保護設(shè)計和技術(shù)改造時，應(yīng)充分結(jié)合分級閉鎖和選擇性斷電技術(shù)，保證各電氣設(shè)備高效穩(wěn)定運行，為礦井低壓供電系統(tǒng)安全供電提供較為良好的技術(shù)保障。在低壓供電系統(tǒng)中按照分級閉鎖和選擇性斷電原則，構(gòu)筑完善的繼電保護措施，可以有效杜絕工人習慣性違章帶電操作引發(fā)觸電傷亡和瓦斯爆炸事故發(fā)生，從而有效提高礦井低壓供電系統(tǒng)防火防爆的安全性能水平。

2.4 配置先進電力在線監(jiān)測系統(tǒng)

井下采掘工作面上的電氣設(shè)備應(yīng)隨市場采掘設(shè)備的更新而及時淘汰，應(yīng)結(jié)合《煤礦安全規(guī)程》為礦井供電系統(tǒng)配置先進電力在線監(jiān)測系統(tǒng)。對于供電系統(tǒng)中存在的高隱患非安全型或高耗能型設(shè)備應(yīng)予淘汰并重新規(guī)劃選型。要下大力氣加大資金投入，以提高低壓供電系統(tǒng)的安全可靠性能，保證井下煤炭開采工作高效經(jīng)濟進行。

3 結(jié)語

提高煤礦低壓供電系統(tǒng)的安全可靠性是一項系統(tǒng)、長期持久的工作，需要結(jié)合先進的技術(shù)措施，將人力、物力、環(huán)境等各個影響因素有機結(jié)合起來，制定完善井下低壓供電安全制度，有效提高低壓供電系統(tǒng)供電可靠性，促進煤炭開采安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟的高效進行。

參考文獻

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[2]陳子春.高可靠性供電裝備在煤礦井下掘進工作面低壓供電系統(tǒng)中的應(yīng)用.[J].水力采煤與管道運輸，2010，(01):23-27.

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