礦井避難硐室供電系統設計思考

鄒元剛

（中煤科工集團重慶研究院有限公司，重慶 400700）

在我國礦山的開采期間，經常發生多起災難事故，這其中包括火災、水災以及瓦斯事故等等，這不僅嚴重危害了礦井下工作人員的生命財產安全，也嚴重影響了礦井的開采工作。而煤礦井下的避難硐室則是幫助工作人員逃避災難的主要保護措施，具有十分重要的保護作用，在現階段，由于科技的快速發展，礦井下避難硐室的供電建設也在不斷更新，有效的提高了避難硐室的保護性，為工作人員人身安全提供了強有力的保障。

1 礦井下避難硐室的相關概述以及種類

礦井下經常發生一些不可預估的事故以及災難，硐室作為礦井下有效的避難場所，能夠在發生災害時，為無法及時進行撤離的工作人員提供緊急的避難場所，從而使工作人員的人身安全能夠得到有效的保障。硐室能夠抵御外界的高溫、煙氣以及有害氣體，并且硐室內也能夠提供氧氣、水、食物等，基本上可以滿足被困人員的基本生存要求，使工作人員能夠獲取更加充分的救援時間和生存條件。

硐室可以分為永久性避難硐室和臨時避難硐室，永久性避難硐室主要指的就是設置在井底的車廠、采區、避災路線上等位置的硐室，具有十分全面的緊急避險功能，具體的服務年限不低于5年。永久避難硐室的內部可以分為生存區域、衛生區域、過度區域以及設備區域。

臨時避難硐室主要設置在采掘區域內，或者設置在采取的避災路線內，具有緊急避險的功能，臨時避難硐室的使用年限通常不高于5年。相比于永久避難硐室，臨時避難硐室的活動區域比較狹小，但是內部所具備的防護功能也十分周全，能夠滿足避難人員的基本生存需求。

2 礦井下避難硐室供電系統設計的方案

永久避難硐室與臨時避難硐室都需要一套十分完整的供電系統，進而滿足緊急避險的需求，確保硐室內的其他設施能夠正常使用，為礦井下的避難人員提供切實的人身安全保障。所以，在進行礦井下避難硐室設計時，必須要確保其能夠具備成熟、完善的安全供電系統[1]。

2.1 避難硐室供電系統的設計方案

圖1 供電系統設計圖

無論是哪一種避難硐室，最終建設的目的就是為避險人員提供安全的求生場所。所以，硐室內部的供電系統設計不僅要滿足照明的功能，同時也要滿足緊急避險的功能，一旦發生危險情況，能夠在96h內不間斷的供電。在避難硐室供電系統的設計方案中，用電系統的組成主要有煤礦專用的隔爆型真空饋電開關、礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置、隔爆型的信號燈、隔爆型巷道燈與礦用隔爆型蓄電池電源等。一般來說，礦井下供電系統的電壓等級為AV660V和AC1140V，這樣就能夠為避難硐室提供日常用電，同時，隔爆型的真空饋電開關的輸入與輸出電流均為AC660V或者AC1140V，這樣既能夠為避難硐室提供用電，也能夠在必要時進行及時的斷電，方便對設備進行保護，防止發生漏電、短路、過載等現象。對于隔爆型照明信號綜合防護裝置來說，輸入電壓應為AC660V，輸出為AC127C，從而為隔爆型巷道燈和其他的AC127V負荷提供電源，并且也能夠對其進行有效的防護，預防發生短路、漏電等現象。隔爆型的巷道燈可以為避難硐室的室內提供日常的照明，具有高效低能、安全、高壽命等優點。

此外，供電系統也能夠保障環境監測、人員定位、視頻監控、語音廣播等設備的正常工作。確保避免人員的生命安全，從而真正發揮避難硐室的作用與價值。

2.2 礦井下避難硐室供電系統的相關設備

礦井下避難硐室對供電設備具有很大的要求，一般來說，避難硐室的供電系統的供電設備主要有礦用型隔爆真空饋電開關、礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置、礦用型隔爆兼本質安全型的直流穩壓電源性以及礦用型隔爆破備用電源等設備組成。礦用型隔爆低壓真空饋電開關主要的用途就是在礦井下，主要的作用就是用于避難硐室的電路總開關以及支路開關等，低壓真空饋電開關主要由智能化的全方位保護器組成，可以有效的對短路、超負荷、欠電壓等突發故障進行及時的防護。礦用隔爆型照明信號綜合保護裝置主要用于煤礦井下AC127V照明及信號負責的電源控制，并具有短路保護，漏電保護、漏電閉鎖及電纜絕緣危險指示保護性功能的隔爆型電氣設備。

對于礦用型隔爆兼本質安全型的直流穩壓電源箱來說，其主要有電路板、變壓器以及單片機三部分組成，能夠對外界輸入進行來的電流進行整流、變壓處理，從而使電流能夠成為合適傳感器使用的直流電源。

礦用型隔爆備用電源箱的組成部分主要有蓄電池以及其控制的電路，在這其中，蓄電池的容量必須要通過對避難硐室所使用的最大負荷電量進行系統化的計算，確保蓄電池能夠不間斷使用96h。

2.3 保護系統與接地裝置

避難硐室的供電系統保護裝置與接地裝置應該位于比較潮濕的位置，同時建立在水溝位置的接地裝置所使用的鋼板或者其他鋼管等，面積不能夠低于0.6m2，厚度也不能夠低于3mm，并且平放在水溝的深處位置。對于設置在其他位置的接地保護裝置，應該使用直徑不能夠低于35mm，厚度不低于1.5m的鋼材料制作而成，并且要在相應的位置進行打孔，數量不低于20個，直徑不低于5mm，然后采用垂直的方法全部埋入底板。此外，避難硐室內部的所有電力保護設備都應該與接地裝置進行連接，從而形成大規模的接地網，確保接地網中的任意接地點的電阻都不能高于2Ω。

3 結語

總之，對于礦山井下的工作人員來說，在發生風險無法自行撤離時，避難硐室是確保安全、等待救援的生命空間，所以，完善避難硐室的電路系統是十分重要的工作內容，只有根據開礦的實際情況，完成供電設計，才能夠設計出更加實用、合理、科學的避難硐室供電系統。