金屬礦山供電系統安全性分析及事故預防對策探究

申 元，林 卿，黃修乾，宋文波，王 科，黑穎頓，周仿榮，馬御棠

(1. 云南電網有限責任公司 電力科學研究院，云南 昆明 650217； 2. 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司，湖北 武漢 430074；3. 云南電網有限責任公司，云南 昆明 650011； 4. 云南電網 文山供電局，云南 文山 663000)

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金屬礦山供電系統安全性分析及事故預防對策探究

申 元1，林 卿2，黃修乾3，宋文波4，王 科1，黑穎頓1，周仿榮1，馬御棠1

(1. 云南電網有限責任公司 電力科學研究院，云南 昆明 650217； 2. 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司，湖北 武漢 430074；3. 云南電網有限責任公司，云南 昆明 650011； 4. 云南電網 文山供電局，云南 文山 663000)

從礦山安全電源技術的角度，介紹礦山電源的基本要求，然后分析礦山安全電源技術，從而確保礦山電源系統穩定可靠，金屬礦山供電系統管理對確保金屬礦山企業的安全生產具有重要意義。因此，在金屬礦山供電系統工作中，需要分析金屬礦山供電系統的安全性，并且列舉出可能發生的危險狀況以制定應對措施。

金屬礦山；供電系統；事故預防

由于金屬礦山在各種大功率全機械化礦山機械設備運作中，運輸設備的增加使用對金屬礦山電源安全的普及也提出了更高的要求。要求金屬礦山電力管理部門必須總結金屬礦山地下電源安全隱患的分析，并采取正確的處置措施保證金屬礦山電機設備的安全運行，避免金屬礦山供電設備發生事故。這不僅是目前金屬礦山地下電源安全管理的主要內容，而且是為了實現金屬礦山生產安全管理工作做出防范以避免金屬礦山生產安全事故的發生，從而對提高金屬礦山企業的經濟效益和社會效益也具有重要作用。本文首先對金屬礦山供電系統的安全性進行了分析，并且在金屬礦山供電系統的分析下就如何預防事故提出了有效相關措施。

1 金屬礦山供電系統安全性分析

金屬礦山供電系統安全性分析需要考慮到電力系統突然發生干擾的情況，因此金屬礦山安全供電系統需要考慮到以下幾個方面的因素：a穩定性是指電力系統可以連續向負載供電，即電力系統受到小的和大的干擾振蕩回到穩定點的狀態，或者從穩定點穩定性和安全性對于小干擾、大干擾的意義;b從某個角度來看安全性是指所有電氣設備的操作不得超過他們允許電壓、電流和頻率在運行中是振幅和時間分片，確保電力系統的穩定性是電力系統安全運行的必要條件[1];c可靠性是指連續正常供電長時間的概率，是衡量電力系統根據可接受的質量標準和所需數量向電力用戶提供不間斷電力的能力的度量。廣義可靠性包括兩個方面即足夠的程度和安全性；d充分性是指電力系統為用戶的總功率需求和總容量維持連續功率，同時考慮到計劃中斷和對計劃外中斷的合理預期；e安全性是動態可靠性，可靠性是系統設計和操作的總體目標。為了確保可靠性，系統必須在大多數時間都是安全的。為了確保安全性系統必須是穩定的，并且對于不能被歸類為穩定性的其它問題必須是穩定的。

事故預防作為金屬礦山生產的基本要素，安全管理對于確保金屬礦山企業的生產安全至關重要。在此對金屬礦山生產供電系統提出了相關基本要求。首先，必須首先確保煤電源的可靠性。電源的安全性有了保障也就是確保了金屬礦山企業在生產過程中的供電不中斷，這是因為金屬礦山的生產嚴重依賴電力系統，如果供電系統供電故障不僅會造成煤炭生產企業的中斷，甚至導致煤氣的積聚、洪水等事故的安全隱患嚴重造成人身財產意外事故[2]。因此，為了保證金屬礦山企業供電系統的可靠性，電源供電系統應為雙電源，可來自不同變電所或同一變電所不同總線。其次，金屬礦山企業確保供電安全。由于金屬礦山的特殊生產環境，電源操作中的任何疏忽都可能導致電擊、電火災和電火花等事故。因此，有必要嚴格按照“金屬礦山安全程序”的有關規定，對供電系統進行改善，以確保電力供應的安全管理。最后，煤炭企業也應該有經濟電力供應。金屬礦山電源安全線是前提，而技術經濟就是基礎，因此在滿足電源質量可靠安全供電的前提下還應確保電源系統實現投資、降低運行和維護成本。

2 金屬礦山供電系統事故防范技術措施研究

1)采用雙回路電源方式，減少電路崩潰系數

一般來說對于重要的供電設備，為了保證其電源的可靠性通常使用雙回路電源方式為其供電。一路作為正常供電，一路作為應急電源即備用電源。這兩個電源，本質是相同的，區別在于兩個電源應該彼此不同，并且相對獨立于配電系統。正常供電是正常使用電力設備，當正常供電由于任何原因無法工作就啟用應急電源，備用電源在很短的時間內自動切換輸入從而保證電氣設備供電的連續性。當正常電源恢復供電時，并自動在很短的時間內切換回正常供電。為了保證金屬礦山企業采用雙回路電源，如果礦場地面一路到電源線故障，為了保證不間斷電源應采用另一個電源，通過使用兩個電源和電源線避免生產過程中的電源中斷，而且對于雙向電源應確保每條道路可承受所有負載[3]。另外，為了保證煤電源系統的可靠性，當使用電源電路時，另一個應處于預備狀態，以確保當電路運行停電時，值班人員可以快速恢復電源從而確保礦山全部電力負荷得到保證。此外，金屬礦山供電系統應盡可能選擇煤電企業在區域電網中兩個區域變電所和電廠。如果金屬礦山企業的生產能力較低，不能使用雙回路電源，必須使用備用電源，并應保證備用電源能力能夠滿足金屬礦山企業地下各種通風，排水，促銷等機電設備使用要求。

2)提供完備設施，減少因客觀因素帶來的危害

對于金屬礦山企業地下配電電壓和各種機電設備的額定電壓額定值，必須滿足相應安全技術的要求，正常情況下高壓不得超過10 kV，低壓不應超過1 140 V。此外，照明設備、手持式電氣設備地下通訊設備、信號裝置應確保其額定電源電壓不超過127 V。各種電源線用于遠距離控制，電壓不應超過36 V。金屬礦山生產機械設備如果額定電源電壓超過3 300 V，則需要制定更多專門的安全措施進行密鑰管理。對于低壓電氣設備，如用于金屬礦山的電機、變壓器、饋線、起動器和泄漏檢測器等要規定其額定電壓以避免由不同安全事件引起的布線電壓誤差。為了保證金屬礦山電源的安全，直接向地下電源的高壓輸電線路，不得安裝各種形式的自動重合閘。另外，由于地面雷電波可能引起地下礦井氣體，煤塵和火災等事故，因此各種電源系統的開銷進入井管線，管線，通訊線路必須嚴格按照要求金屬礦山安全技術規程。對于多回路電源金屬礦山井下供電系統，部分線路可以搭建，但對于小金屬礦山，如果電壓低于10 kV作為礦用架空電力線，雙線電源線不應被架設。同時，在金屬礦山供電系統設計中，應明確禁止地下配電變壓器中性點直接接地，防止供電系統在地線中性點直接接地的變壓器或發電機到地下供電現象[4]。

3)提高工作人員防范意識

金屬礦山供電系統的安置和后期預防都是需要通過人工完成的，因此在工作人員正式參與到工作中之前需要集中對工作人員進行培訓，從而保證工作人員具備足夠專業的技術和能力勝任金屬礦山供電系統的工作，只有這樣才能從根本上減少事故的發生。首先，電氣操作人員必須對安全負責，應認真執行相關安全程序必須實施安全技術措施。此外，安裝電氣絕緣和隔離必須滿足要求，拆除電氣設備也應徹底清潔，電氣設備金屬外殼必須有效接地。電工應正確使用絕緣手套，鞋，墊，夾子和鉛筆等安全工具[5]。此外，加強全面防觸電事故教育提高全面防觸電意識，提高電力系統的安全性。沒有未經授權的人員不得從事電氣工作，使用電氣設備的工作人員也應該嚴格執行安全規定。最后，針對發生電擊的高峰季節性特點的防治工作。數據顯示，6～9月份的供電事故占事故發生數的約70%，而7月份的事故數占總峰值的40%以上。因此根據這一數據顯示在高溫和雨季到來之前要組織全面的電氣安全檢查，將電動工具的流動納入檢查的重點，還要做日常供電系統維修工作。

3 結 語

金屬礦山供電系統安全性管理作為一個復雜而繁瑣的管理工作，對金屬礦山生產作業的安全有著直接的影響。由于金屬礦山環境復雜、涉及到多種類型的機電設備，因此對于電源的安全穩定性要求比較高。所以，金屬礦山企業相關管理部門應加強對供電系統的硬件管理和維護并通過完善的供電系統管理系統，避免發生供電系統安全事故，確保金屬礦山供電系統的安全以提高金屬礦山企業的經濟效益，促進金屬礦山供電系統行業可持續發展。希望能夠通過以上措施可以有效避免金屬礦山供電系統出現故障的現象，從而金屬礦山供電系統行業的進一步發展。

[1] 史國臣. 礦山供電的安全性研究[J]. 才智, 2012(29): 34.

[2] 王海礁. 一起礦山供電系統連環故障的分析與啟示[J]. 中小企業管理與科技, 2015(3): 286-287.

[3] 李大鵬. 淺談非煤礦山井下供電與電氣設備的安全防護[J]. 吉林勞動保護, 2011(S1): 367-369.

[4] 王春生, 王建國. 金屬礦山供電系統安全性分析及事故預防對策[J]. 有色金屬(礦山部分), 2008(6): 43-46.

[5] 喬彥峰. 礦山供電系統安全性分析及預防措施[J]. 能源與節能, 2014(11): 59-60.

Safety Analysis of Power Supply System in Metal Mine and Research on Accident

SHEN Yuan1, LIN Qing2, HUANG Xiuqian3, SONG Wenbo4, WANG Ke1, HEI Yingdun1, ZHOU Fangrong1, MA Yutang1

(1.ElectricPowerResearchInstituteofYunnanPowerGridCo.Ltd.,Kunming,Yunnan650217,China; 2.StateGridElectricPowerResearchInstituteWuhanNariLimitedLiabilityCompany,Wuhan,Hubei430074,China; 3.YunnanPowerGridCo.Ltd.,Kunming,Yunnan, 650011,China; 4.YunnanPowerGridYunnanPowerSupplyBureau,Wenshan,Yunnan, 663000,China)

Safe supply of metal ore plays an important role in the economic development of the whole mine to ensure the safety and reliability of power supply to improve the economic efficiency of mine. This article, from the basic requirements of mine safety in power supply technology, introduced in the view of mine power supply, including the analysis of mine safety technology in mine power supply system which is stable and reliable in metal mine power supply system. It is an important part of management, safety management of metal mines to ensure safety in production of metal mine enterprises. In any work process to emphasize the “safety first” concept, we are in the power supply system of metal mine work needs to analyze the safety of power supply system for metal mines.

Metal mine; Power supply system; Accident prevention

2016-11-02

申元(1979-)，男，河南商丘人，在讀碩士研究生，工程師，研究方向：電力系統過電壓與外絕緣保護，手機：15827604700，E-mail：shy2004815@126.com.

F426.61

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.049