煤礦供電事故原因分析及防范措施研究

丁東

（黃玉川煤礦，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

引言

供電系統作為礦井生產開展的基礎保障之一，其運行質量對整個礦井綜合效益有著直接的影響。礦井供電系統作為一種特殊的供電系統，我國出臺了相關文件和規范對煤礦供電系統的電源、線路、中性點、電壓等級和防爆等級等方面的安全可靠性做出了嚴格要求，在安全生產過程中，必須確保煤礦供電系統的穩定性和可靠性，才能使其持續提供照明并為開采設備提供電能，做好供電系統的檢測和維修工作，避免各種安全隱患地發生。

一、煤礦供電系統特性

供電系統常見問題如下：第一，井上與井下煤礦各個電氣設備電力分配不合理；第二，瓦斯登記以及通風方式不合理；第三，礦井生產能力問題等。通常可以將煤礦生產過程劃分如下六個系統：第一，提升系統；第二，掘進系統；第三，運輸系統；第四，通風系統；第五，綜采系統；第六，排水系統。運輸系統工作的范圍為礦石、煤炭等運輸到井下車場，同時還可以把設備從井上運輸到井下。

通常運輸系統選用地面直接供電或者采用各變電所進行供電。掘進系統與綜采系統，分別負責井下巷道與工作面的開拓、轉載煤等。由于掘進系統與綜采系統供電距離比較長，往往需要設置變電站或者相應的移動變電站，進而可以給設備供電。通常情況下，通風系統可以有效地排除系統的有害氣體與煤塵。不管何種類型的供電系統，當出現供電問題時，會給井下安全作業帶來嚴重的威脅。因此，需要優化井下變電所的運行情況[1]。

二、煤礦供電系統安全的重要意義

煤礦開采過程如果出現供電系統出現故障，會使所有在地下進行煤礦開采工作的人員遭受生命危險，并且還容易發生爆炸性物質的聚集引發爆炸或淹井等意外事故的發生，因此保障煤礦供電系統的安全可靠性是十分重要的。提高煤礦供電系統的可靠性，還能夠降低意外事故的發生率，使煤礦工作者的生命安全得到基本的保障，并且促進煤炭資源開采工作能夠順利高效進行。不僅如此，在供電系統設計初期保證其建設質量能夠避免后期成本的增加，如果在設計初期是為節約其成本而不考慮供電系統的質量，一旦后期出現故障，那么所產生的維修費用一定會增加額外成本的費用。因此保證供電系統的質量，保證其供電的穩定性，才能避免生產成本的額外增加，也會避免因出現故障而造成生產周期過長的情況，保證供電系統的穩定性和可靠性是安全生產最關鍵的因素，能夠有效提高煤炭開采的效率，從而獲得較好的經濟效益[2]。

三、煤礦供電事故原因分析

（一）電纜絕緣損壞

通常情況下，電纜表層的絕緣皮用來進行隔離保護。然而，由于煤礦井下惡劣的作業環境，電纜絕緣會出現破損，這就會導致出現漏電問題。造成電纜絕緣損壞的原因主要有：1.線路發生老化。由于煤礦井下封閉的潮濕環境，電纜老化比正常情況下嚴重得多，在局部地區容易出現絕緣皮脫落的問題。2.電纜受到外力的作用導致絕緣皮受損。在煤礦生產中，電纜架設在巷道表面，若巷道發生塌方，就很容易出現碎石砸落在電纜上的情況，導致絕緣皮破損。

（二）電氣設備內部出現短路

變壓器或電動機等電氣設備，若產品質量沒有達到標準，在設備檢修或維護過程中出現金屬工具遺留的情況，則在長期擱置情況下易引發絕緣體受潮，從而增大出現短路故障的概率。此外，在設備維修環節，如果工作人員馬虎大意沒有拆除接線就開始送電，就會導致出現三相短路，不同相續的2 路電源或2 臺變壓器并聯運行也會引發相間短路的情況。

（三）人為因素

人為方面的因素作為電氣設備短路故障主要原因之一。工作人員無法熟練操作設備，長時間擱置所有的電氣設備卻并未做出相應的養護處理，就會讓其受到影響產生損害。再加之應用各種電氣設備時并沒有重視接地線路的有效拆除工作，還出現丟失金屬用具的情況，這些都會引發短路故障。如果沒有對電氣設備進行保護與維修，就會讓電氣設備長時間處在負荷力過大的狀態下，進而產生嚴重的電流熱效應，讓電氣設備的絕緣部位受到損壞。

（四）外部環境因素

開采煤礦的環境相對惡劣，在狹小的空間內充滿著爆炸性的氣體顆粒，這些氣體顆粒漂浮在空中，不僅會影響到工作人員的身體健康，也會對供電設備、供電線路等造成一定的破壞產生危險[3]。

四、煤礦供電事故防范措施

（一）完善井下電網結構，合理配置保護系統

煤礦供電系統維護過程中，需要重視不斷完善井下電網結構，合理配置保護裝置。地面變電所經消弧線圈接地，中央變電所由雙電源分段進線方式供電、輻射式出線，對于停用的老舊線路和設備應及時拆除，減少安全隱患，對于電纜容量不足的線路進行改造，減少主變負荷。當地區電網系統參數發生變化后，對主變保護進行重新整定，對配電線路配置過流保護、斷路器失靈保護和低電壓保護。

（二）達到礦山供電基本要求

第一，電源可靠。采礦公司電源的關閉不僅減少了產量，而且還導致了自發事故和對礦井的破壞。因此，可靠的不間斷電源是采礦公司中電源的最重要要求。即使電源系統出現故障，也必須確保不間斷電源，并且必須提供至少一部分電源以防止人身安全和設備損壞。第二，電源安全存在瓦斯開采和煤塵爆炸的危險，因此應格外小心，以檢查由電氣設備引起的爆炸。第三，電源質量電能質量方面，煤礦公司需要強大的電源電壓和交流頻率。三相異步電動機廣泛用于煤礦，其轉矩與所施加電壓的平方成正比，而速度與交流頻率成正比。電源電壓和大小的變化會影響電動機的正常運行，甚至生產機器也將無法工作。

（三）重視線路維護工作

首先，檢查線路絕緣皮的完整性。通過檢查線路外觀，查看是否出現了局部破損，在檢查時應戴好絕緣手套，最大程度上避免觸電。其次，更換非正常形態的電纜。一些電纜在使用過程中由于受到外力擠壓的作用失去了原有的形態，在變形過程中電纜絕緣皮可能會出現損壞而漏電。第三，檢查接頭處的完好性。在一些輸電線路中會存在接頭，這些接頭由于電阻比較小容易發熱，從而導致絕緣失效。此外，在輸電線路與用電設備連接時，一定要做好設備的絕緣工作。導線一定要插入到專用的插孔中[4]。

（四）提升機電設備安全性

煤礦機電安全供電管理過程中，需要不斷提升機電設備的安全性能，這不僅可以保障相關工作人員的人身安全，同時也可以提高工作效率。為了機電設備安全性可以得到穩步提升，在工作過程中，需要對相關的數據做好記錄工作，按時進行記錄，按時檢查，在進行檢查的工作中，可以有數據進行參考，如果設備發生問題，可以更好地進行解決，查到原因所在。同時，也需要按時的進行設備的更新，結合時代的發展潮流，使得工作效率可以得到提升，企業的經濟效益得到保障。例如，在煤礦用隔爆型檢漏繼電器應用過程中，要按照要求定期對總保護裝置開展跳閘實驗；同時，相關人員還需要對風電聯鎖裝置、低壓饋電開關和各磁力啟動器等給予定期檢查，以此來有效提高電器保護裝置的安全性能。

（五）做好漏電保護器維護工作

第一，定期對漏電保護器進行檢查。重點查看漏電保護器的開關是否能按照標定的電流進行動作，外表是否出現了損壞。第二，定期對漏電保護器進行校準。漏電保護器的動作依賴于電磁鐵的吸力，在長時間不使用的情況下，電磁鐵的彈簧會發生松動，這使得保護器的行程不夠，不能及時斷開電源。第三，更換不能工作的保護器。供電系統中的一些漏電保護器由于使用年限較長，已出現了損壞，需進行更換。在更換時需要找到相同型號的，以免出現漏電保護器不兼容問題[5]。

（六）加強供電設備的維修及檢測

提升煤礦供電系統穩定性最重要的是確保供電設備是否質量完好。任何設備都是有使用壽命的，因此必須做好供電設備的維修和管理工作，及時淘汰使用周期較長、存在較大故障的供電設備。使供電設備的安全性得到保障，在更新供電設備時，要重點關注設備的變壓器和電動機，根據所需供電設備的功能，結合其安全性和經濟性選擇出新型的供電設備，供電系統中對于電纜的選擇要依據所用供電設備的功率進行選擇，防止短路故障的發生，并且選擇電纜要選擇具備阻燃功能的電纜，防止因電阻過大所產生的威脅[6]。

（七）提升工作人員操作水平

煤礦企業需要重視對礦井工作人員開展技能培訓，讓他們的基礎知識和實踐操作技能獲得一定的豐富與提升。煤礦企業要盡可能提供給維修檢測人員一個學習的平臺，定期開展相關業務技術培訓工作，通過學習讓相關工作人員認識新設備、新技術，并學會運用新技術檢測維修新設備；管理人員還應對維修現場的具體情況做出嚴格檢查，第一時間解決存在的問題。需要注重調動工作人員的主動性，培養其形成較強的責任心，健全與優化獎懲制度，對維修工作進行嚴格管理，避免由于沒有第一時間對電氣設備進行維修而導致的供電系統短路故障。

結束語

煤礦供電系統安全可靠運行關系著人身安全和生產安全，是煤礦安全生產的重要組成部分。由于老舊礦井中供電設備老化、網絡結構復雜、電壓等級多等特點，存在很多影響供電安全可靠性的因素。對礦井供電系統進行技術改造和管理升級，是煤炭行業發展和體制改革的需求，也是本質安全礦井建設和供配電設備發展需求。