提高煤礦供電安全可靠性研究

摘 要：近年來，我國對安全事業的關注，人們安全意識逐漸提高，對煤礦行業供電安全可靠性提出了更高的要求。煤礦開采主要在漆黑的地下進行，工作人員在狹小的空間內進行開采，同時由于煤炭結構層特殊，導致煤礦開采工作難度非常大。一旦煤礦供電安全可靠性工作不到位，將會引起嚴重的安全事故。在文章中，筆者將分析現在煤礦供電系統的現狀，針對如何提高煤礦供電安全可靠性提出具體實施措施。

關鍵詞：煤礦供電；安全可靠性；研究

1.目前煤礦供電安全現狀

近年來煤礦發生多次因供電可靠性不高而導致的各種事故，綜合分析這些事故，其主要原因是企業對煤礦供電的安全可靠性和重要性重視不夠，對煤礦發展估計不足，導致在礦井設計初期及其施工和運行中存在各種安全隱患。

1.1供電電源不合理

由于煤礦生產的特殊性，礦井主要通風機、主排水泵、升降人員的立井提升機等負荷屬于一類負荷，要求供電必須安全可靠，因此，《煤礦安全規程》規定：礦井應有兩回路電源線路，當任一回路發生故障停止供電時，另一回路應能擔負礦井全部負荷。并且根據《煤礦安全生產基本條件規定》第13條規定，礦井應當保證雙回路電源線路供電。“每一礦井應有兩回路電源線路”是指應有2個或2個以上的分別來自電力網中不同的的電源線路，而我們很多礦井在實際設計施工過程中，沒有嚴格按照這一規定執行，特別是一些建有礦區發電廠的礦井，為了節省電費，提高運行的經濟效益，經常是兩回路引自同一區域變電所或發電廠，在這種情況下，兩回線路即使是引自不同的母線段，有時也存在導致雙電源同時失電的危險。2005年在某礦區發電廠就出現過類似的事故，當時供電方案就是兩回線路引自同一發電廠的不同母線段，但發電廠在一條母線由于檢修退出運行，正當礦井供電電源從一條母線倒至另一母線時，由于待倒至的母線支持瓷瓶絕緣損壞出現短路，導致變電所繼電保護動作，結果發電廠一臺發電機組解列，由該母線供電的 5 對礦井供電全部中斷。該事故導致其直接供電礦區中斷供電時間達47 min。根據電力行業標準：《國家電網公司電力生產事故調查規程》2.2.3.5條規定，110 k V變電站全停為一般電網事故。所以這次事故對變電所來講并不是大的事故。而煤礦行業規定：主扇風機及分區風機停止供風30 min以上者為特大事故。顯然，這次煤礦供電特大事故是由于供電電源設計不合理造成的。

1.2井下長距離輸電導致的安全隱患

隨著煤礦生產規模的擴大，煤礦生產的機械化程度越來越高，由此要求采煤工作面和掘進工作面巷道的走向長度不斷增加，而為之提供動力源的供電線路必然要加長。這種由于采掘規模變化而引起的低壓“超長”距離供電是造成井下瓦斯、煤塵爆炸、火災、電氣設備燒壞和故障頻繁發生的主要原因之一，它不僅給煤礦井下安全生產帶來重大隱患，也給礦井經濟效益帶來極大損失。主要表現在以下幾個方面（1）傳統的饋電設備無法適應煤礦大功率負荷的要求，是造成低壓“超長”距離供電不安全的主要原因。（2）電纜截面選擇不合理。電纜截面選擇過小，導致電纜發熱、絕緣受損以及線損過大，通常會引起瓦斯、煤塵爆炸事故；觸電事故；電機不能正常啟動和運行等。這些都嚴重影響了煤礦生產的安全正常進行。1.3繼電保護裝置落后，保護不完善繼電保護存在的問題主要表現在：繼電保護裝置不完備，繼保設施落后，動作不靈敏等問題，導致事故多，故障排查困難等。

2.提高煤礦供電系統安全可靠性措施研究

2.1優化低壓供電電網結構

合理可靠的低壓供電電網結構是低壓供電系統安全可靠、節能經濟運行的重要保障基礎。對煤礦井下低壓供電系統而言，不但要求整個饋電網絡精干、高效，而且還要求饋電電源具有高效穩定等特性，在進行設計和技術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安全可靠性。

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進行規劃建設和技術改造過程中，選用新型動態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的供電可靠性和供電質量水平，為煤礦電氣供電系統提供功率因數和供電質量均良好的電能資源。同時還可以有效抑制供電系統中的高次諧波分量，減少非線性負載在運行過程中對供電系統的沖擊，保證各類用電設備高效穩定的運行，提高其綜合使用壽命。

2.3構筑完善低壓供電系統繼電保護措施

在低壓供電系統繼電保護設計和技術改造時，應充分結合分級閉鎖和選擇性斷電技術，保證各電氣設備高效穩定運行，為礦井低壓供電系統安全供電提供較為良好的技術保障。在低壓供電系統中按照分級閉鎖和選擇性斷電原則，構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觸電傷亡和瓦斯爆炸事故發生，從而有效提高礦井低壓供電系統防火防爆的安全性能水平。

2.4配置先進電力在線監測系統

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

2.5保護裝置

煤礦供電系統中保護裝置的使用將會很大程度上減少人員觸電、火災、設備短路等事故。所以針對礦井下復雜的作業環境，一定要完善保護裝置。礦井下的高壓設備一定要有短路、超負荷、接地保護裝置和報警裝置。例如主變壓器和高壓電動機設備，一旦發生以上問題，可以發出警報和自動斷電。不僅保證工作人員安全，還可以將故障原因顯示給維修人員，促進后期維修工作進行。礦井下低壓設備、配電線路、變電所和變電站都有根據要求安裝相應的保護裝置，例如漏電、短路、超負荷斷電保護裝置等。

2.6加強管理

人為失誤和管理缺乏一直是近年來煤礦事故頻發的主要原因，煤礦管理人員一定要完善供電系統管理體制，并且實行嚴格監督懲戒制度。首先，礦井下電氣設備要按時進行安全檢查，對有安全隱患的設備進行維修或更換。同時必須是相關專業人員對電氣設備進行維修，針對不滿足國家要求和行業標準的設備儀器一定要及時更淘汰，特別是高能耗、高電壓設備。其次，工作人員上崗之前要組織專門培訓，通過測試的人員才可以進行上崗作業，保證工作人員的基本技術水平達標。定期組織技術人員對在崗員工進行技術培訓，實施考核制度，淘汰技術素養不達標的工作人員，從而提高全體員工的技術素養。最后，完善監督制度，對高危工作崗位不定期實施突擊檢查，嚴懲違章操作人員。

3.結語

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

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作者簡介：

王振華（1984）男 漢族 山西省大同市人 機電助理工程師職稱 煤礦供電方面。