提高煤礦供電安全可靠性綜合措施研究

王瑞

摘 要：煤炭資源的開采大多是在井下進行的（露天煤礦除外），由于煤層結構十分松散加之作業空間狹小，使得礦井里的環境十分惡劣，一旦發生事故，往往會照成極大的人員傷亡和財產損失，所以煤礦安全一直被放在煤礦開采的首要位置。煤礦供電是整個煤礦開采過程的重要環節，它為煤礦的有效運作提供了能源和動力，如果其安全可靠性得不到保證，必定會對整個煤礦礦井帶來安全隱患，甚至產生嚴重后果，所以，供電安全是整個礦井安全的前提和保障。文章就目前煤礦供電系統中容易出現安全隱患的地方進行了闡述，并由此提出了提高煤礦供電安全可靠性的綜合措施。

關鍵詞：煤礦開采；礦井安全；煤礦供電系統；安全可靠性保障

前言

在煤礦開采的過程中，地下礦井的空間結構十分狹窄和封閉，其中的瓦斯等易燃易爆和采掘銜接不當是造成煤礦重大事故的兩大“元兇”，而追究其根本原因，往往是電力系統發生故障起因之一，另外電力系統漏電會造成工作人員觸電死亡的事故也常有發生。就我國而言，每年因為供電問題導致的煤礦惡性事故就多達數十起，而事故的發生一般會出現大量的人員傷亡，事故的處理以及事故對生產的阻滯又帶來巨大的經濟損失。因此，國家和企業越來越重視煤礦供電系統的安全可靠性，一方面開始選用更加高效穩定的供電設備，一方面不斷的完善煤礦供電安全制度，雖然近幾年煤礦安全事故頻發的局面有所改善，但是目前煤礦供電系統中仍然存在一些安全隱患，必須得到重視和解決。

1 煤礦供電系統常見的安全隱患

1.1 主變壓器往往是在超負荷的狀態下運行

主變壓器在設計和安裝時是考慮了其容量的，但是由于煤礦開采效率的提高，各種大功率的開采設備不斷地添加和使用，使得容量超出設計水平，加之考慮到成本問題，許多企業沒有適時地改進供電系統，這就使得主變壓器長期在過負荷的狀態下運行，過負荷運行造成變壓器老化加速、供電效率降低，甚至會引發自燃和火災，給企業帶來嚴重后果。

1.2 電源的供給布局和設置不合理

根據國家相關規章制度的規定，礦井應當建立兩條獨立的回路電源線，以確保其中一條發生故障時另一條可以馬上提供礦井內所有設備的電能。但是在實際的設置過程中，一些小型煤礦企業為了節約成本，將兩條電源線連接在同一電源上，這樣往往會導致兩條線路同時斷電，而多數煤礦雖然沒有使用同一電源，但是另一回路還達不到要求。礦井內的設施完全不能運轉，特別是礦井內的通風和排水設備一旦停止工作，就會造成特大事故。

1.3 諧波對電網造成污染

礦井之中運作的設備很多都是大型電機設備，比如主井提升系統，由于其功率很大，再加上地下開采復雜的環境影響，這些設備產生的諧波分量會對電網造成污染，使得供電的電壓不穩定，繼而使得設備出現誤動和拒動現象。目前在許多礦井，變頻技術已廣泛應用于地面提升系統及綜采工作面設備啟動，不僅減少諧波分量，而且大大降低了礦井電能輸出，間接增加了企業效益。

1.4 工作人員的違章操作

在實際的操作過程中，由于工作人員安全意識的淡薄和專業技能不過關，再加上缺乏規范的操作制度和嚴格的問責制度，一些違反正規操作的習慣長期存在。這樣很容易出現工作人員的觸電事故，更嚴重的會引起設備產生火花，引燃井下可燃氣體，發生爆炸事故。

1.5 設備陳舊，更新不及時

隨著開采量的加大和工作效率的提高，煤礦開采對于電力設備的要求也在不斷提高，目前的供電系統要求達到數字化和自動化水平，比如嵌入式計算機的運用。但是由于部分企業缺乏安全意識，不重視設備的更新，使得很多工作效率低下，存在安全隱患的設備還在運行，直接影響了礦井供電系統的安全可靠性。

安全檢測系統沒有達到自動化的要求或是不能很好的發揮作用。由于技術水平和資金投入的限制，目前很多煤礦開采企業沒有建立完整和自動化的實時安全監測及監控系統，致使井下供電系統的綜合運行工況數據信息不能實時反饋回地面，導致地面相關電力調度管理人員無法技術掌握井下供電系統運行情況，對可能發生的安全隱患和故障無法及時作出有針對性的操作和補救決策，引起事故進一步擴大，造成巨大的人身財產損失。另一方面在大型煤礦，變電所設備已經安裝監控設備：包括風電閉鎖、瓦斯電閉鎖，遠程遙控，但由于煤礦井下環境潮濕，對監控線路的影響，無法做到實時監測、遙控的目的。

2 提高煤礦供電安全可靠性的主要措施

2.1 構建完善合理的井下供電結構

要使煤礦供電系統更加地安全可靠并高效節能的運行，必須要建立一套合理且可靠的供電電網結構。使用由地面變電所通過消弧線圈接地、雙電源、分段運行方式向井下中央變電所供電，由中央變電所向各采區變電所配出是輻射式供電方式；要及時的優化內部線路結構，減少不必要的環節和線路，縮小主變壓器的負荷壓力，使整個供電系統穩定有效的運行。另外還要對供電設施進行保護包括過電流保護、低電壓保護、斷路器失靈保護等。

2.2 引進新型的消除諧波設備和無功補償裝置

在設備件的有功容量和無功容量間進行自動調節，不但能為礦井內的各個設備提供功率因數和供電質量都十分良好的能源動力，更重要的是能有效地抑制礦井下供電系統中各個設備運行是所產生的諧波分量，避免供電網絡受到諧波的污染。可以使用靜止無功發生器（SVG）這一先進技術，SVG通過大功率電力電子器件的高頻開關實現無功能量的變換，相當于是一個可變的無功電流源，能極快地進行響應。

2.3 優化和升級電力監控和保護系統

首先是要在煤礦中配置先進且完善的實時在線的安全檢測系統，對供電設備的性能和安全穩定性進行全方位的監測；其次要運用選擇性斷電和分級閉鎖等先進技術，這些先進的技術能夠有效地實現風險檢測和防范的智能化，將觸發危險事故的可能性降到最低。合理可靠的供配電結構是煤礦井下開采安全可靠、節能經濟用電的重要基礎保證。

2.4 建立嚴格規范的操作制度，提高工作人員的安全意識

許多大型煤礦事故在經過調查之后會發現事故發生的原因往往是微小細節上的失誤，而這些失誤大多是由工作人員操作不當引起的。因此，工作人員在井下的操作規范必須被重視，國家要出臺專門針對員工的法律法規對其行為進行約束，企業內部也應當制定嚴格的制度，并積極落實。另外，要建立針對員工操作的監督系統，對失誤性的操作要及時更正，并對相關人員進行責任追究。最后，要經常性的對工作人員進行技術培訓和安全意識教育。

2.5 增加企業在供電安全可靠性的投入，及時淘汰設備，增加先進設施建設的投入

企業在生產過程中不應當只看重眼前的收益，而要把目光放在礦區長期穩定發展和安全上。加大對于煤礦供電系統設備的更新和維護費用的投入，對于不合格或者老化的設備要及時地更換。另外要在每個季度的的預算中成立專項的供電安全資金以保證各項安全設施的建設。發現井下防爆電氣設備的防爆性能遭受破壞，必須及時進行更換和處理，嚴禁繼續使用。

3 結束語

煤礦的供電系統是在極為復雜和惡劣的環境中運行的，其安全可靠性的提高也是一項系統和全面的工程，它不僅需要投入大量的人力物力和財力，更關鍵的是要培養工作人員的安全意識和運用更加科學有效的管理方法。做好了煤礦供電系統的安全工作，就能為整個礦井的安全增添一份保障，就能避免井下工作人員的生命安全和礦區的財產安全，進而使煤礦開采更加地穩定和高效。

參考文獻

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