對高瓦斯礦井供電可靠性運行的探討

蘇山宏

（山西高平科興前和煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048400）

所謂高瓦斯礦井是指礦井相對瓦斯涌出量大于10 m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于10 m3/min的礦井[1]。近年來，隨著我國工業(yè)發(fā)展對于能源需求的急劇增加，煤炭的產(chǎn)量也在急劇增加：從2000年到現(xiàn)在，煤炭產(chǎn)量基本以2位數(shù)增長（除2008年由于金融危機，增長率為2.35%）。然而，與之伴隨而來的煤礦安全事故也不斷發(fā)生。煤礦安全事故的原因有多種，其中瓦斯災(zāi)害是煤礦安全生產(chǎn)的大敵，是危及礦工生命安全的最大“殺手”，已成為制約煤礦安全生產(chǎn)的主要矛盾，必須把瓦斯治理作為煤礦安全專項整治的重點來抓。

煤礦發(fā)生安全事故與許多因素有關(guān)，如自然因素、安全技術(shù)手段、安全意識和管理水平等。而瓦斯爆炸則大都是由于供電設(shè)備產(chǎn)生的火花引起的。一旦電力中斷或供電設(shè)備出現(xiàn)故障，不僅會影響生產(chǎn)，更有可能發(fā)生人身事故或設(shè)備損壞，嚴(yán)重時還會造成礦井的破壞。近年來，我國礦下生產(chǎn)制定了更加嚴(yán)格的管理制度，從而對高瓦斯礦井的供用電管理及操作人員的整體綜合素質(zhì)也提出了更高層次的要求。因此，提高煤礦供電系統(tǒng)的安全性和可靠性已成為煤礦安全生產(chǎn)中急需解決的問題。本文就這一問題進(jìn)行討論，并提出幾點建議。

1 礦井供電的基本要求

由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，一旦突然斷電，不但會造成財產(chǎn)上的損失，更可能造成人員傷亡，形成大的安全事故。從而要求煤礦供電系統(tǒng)具有不間斷供電的能力。

在實際生產(chǎn)中，工作的設(shè)備常會發(fā)生漏電、超過額定負(fù)荷運轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，稍有不慎，觸電、火災(zāi)等事故就會發(fā)生。同時，由于煤礦開采的特殊性，更會導(dǎo)致瓦斯、煤塵發(fā)生爆炸。因此，必須保證煤礦機電設(shè)備的供電安全。

礦井下供電頻率和供電電壓偏離額定值的幅度不超過規(guī)定的范圍，即要有良好的供電設(shè)備。否則，電氣設(shè)備的遠(yuǎn)行情況將會有明顯變化，嚴(yán)重時會損壞電氣設(shè)備。

國家規(guī)定一般電氣設(shè)備使用的交流供電標(biāo)準(zhǔn)頻率為50 Hz，偏差不超過±0.2～±0.5 Hz，電壓不超過±7%.

合理地確定供電系統(tǒng)，選擇質(zhì)量高、損耗小、價格低的系統(tǒng)設(shè)備，盡量保證供電的經(jīng)濟(jì)性。

2 煤礦供電系統(tǒng)中存在的問題

2.1 硬件方面

當(dāng)前，我國大多數(shù)煤礦或多或少都存在著一些普遍性的問題，如：通風(fēng)的設(shè)備老化、性能降低、瓦斯抽取系統(tǒng)功率不足、井下電氣設(shè)備安全系數(shù)較低等。部分電氣設(shè)備超期服役、帶病運行，安全性能差、設(shè)備完好率低；繼電保護(hù)不完善或靈敏可靠性差；井下仍存在非阻燃電纜等，這些現(xiàn)象的存在都會導(dǎo)致供電系統(tǒng)可靠性的降低。同時，少數(shù)部分礦井采取的是電廠單一供電方式，如果源頭發(fā)生故障將會直接影響煤礦的用電，進(jìn)而導(dǎo)致影響煤礦用電安全系數(shù)。另外，多數(shù)的煤礦都存在線路連接復(fù)雜的現(xiàn)象，這在一定程度上也影響了供電的可靠性。

單線路及主變單列運行，供電可靠性差。目前，少數(shù)煤礦的2路電源均來自同一個區(qū)域變電所。礦內(nèi)35 kV變電所為線路及主變單列運行。這樣，無論是上級變電所還是供電線路或主變，任何一處出現(xiàn)故障都將造成全礦供電中斷，對于有高瓦斯涌出的礦井來說，全礦停電所帶來的后果非常嚴(yán)重，這樣極易造成部分工作面瓦斯超限事故，進(jìn)而危及礦工及礦井的安全。

供電系統(tǒng)自動化程度低下，仍然依靠傳統(tǒng)的人工值班與手動操作來控制供電系統(tǒng)。

2.2 軟件方面

各級煤炭行業(yè)主管部門對煤礦安全用電的重視程度不夠，從而導(dǎo)致對于煤礦供用電設(shè)備、設(shè)施的投入不足，嚴(yán)重影響了對于設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。在管理方面，缺乏完善的規(guī)章制度和長期的規(guī)劃，經(jīng)常存在應(yīng)付了事的現(xiàn)象。

從業(yè)人員水平層次不齊，整體水平亟待提高。由于煤礦從業(yè)人員大多數(shù)是農(nóng)民工，文化水平較低且流動性較強，對于自動化程度較高的電氣設(shè)備，經(jīng)常是憑著經(jīng)驗來做，對于出現(xiàn)的問題也是就事論事。而企業(yè)如果對職工的業(yè)務(wù)培養(yǎng)不能足夠的重視，將不但影響生產(chǎn)效率，而且也會帶來極大的安全隱患。

3 提高煤礦供電系統(tǒng)可靠性的方法

針對上述存在的問題，結(jié)合高瓦斯礦井的實際情況，應(yīng)做好以下幾個方面的工作。

3.1 加大硬件裝備的投入力度

加快淘汰落后產(chǎn)能，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級，選用更加先進(jìn)的設(shè)備。設(shè)備的選擇應(yīng)盡量以高效節(jié)能型為主；高低壓電纜均要盡量選擇礦用阻燃電纜；及時對供電系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

3.2 合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及運行方式

目前，確保煤礦供電系統(tǒng)的有效途徑是雙電源、雙回路設(shè)計。當(dāng)某一回路出現(xiàn)故障時，另一回路可作為替代性的選擇，兩回路不同時運行，但其中一條運行時，另一條必須帶電備用；礦井下各變電所、水泵房以及其他的主要設(shè)備也應(yīng)有專用的雙回路，如通風(fēng)機等。在煤礦生產(chǎn)中，為了使通風(fēng)機的供電更加可靠，通常直接由采區(qū)變電所采用高壓開關(guān)、專用變壓器、專用電纜向其供電，同時采用雙風(fēng)機和雙電源自動切換裝置。

[1]何立新.高瓦斯礦井保證供電安全幾項措施的研究[J].煤炭科技，2010.

[2]張學(xué)成.工礦企業(yè)供電[M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.

[3]陳國強.提高煤礦供電系統(tǒng)可靠性的措施與對策[J].能源技術(shù)與管理，2007.

[4]建翼，羅賓，趙小平.基于多層分布式結(jié)構(gòu)的用戶供電可靠性研究[J].電力設(shè)備，2005.