煤礦井下供電安全技術措施研究

申志磊

(山西汾西礦業(yè)集團新峪煤業(yè)有限公司，山西孝義032301)

0 引言

在實際應用的過程中，煤礦井下供電系統(tǒng)存在著各式各樣的安全問題，為了解決這些問題，不僅要注重提高對井下供電系統(tǒng)安全重要性的認識和意識，而且應該在結合煤礦井下供電系統(tǒng)運行方式的技術要求的前提下，采取合理有效的煤礦井下安全技術措施，從而達到提高井下供電系統(tǒng)的安全性和可靠性的目的。為了避免發(fā)生人身觸電事故或者是漏電等事故，進而使煤礦井下供電安全技術措施研究已經(jīng)成為煤礦機電工作人員主要的研究內容。

1 關于煤礦井下供電系統(tǒng)運行方式的技術要求

《煤炭安全規(guī)程》是由我國安全生產監(jiān)督管理局和煤礦安全監(jiān)察局聯(lián)合頒發(fā)的，在該規(guī)程的第441 條和442 條中明確規(guī)定，不僅井上的電源是需要采取兩回路的供電運行方式技術，同時井下采區(qū)變(配)電所中也需要采取兩回路供電運行方式技術，這樣才可以確保井下供電系統(tǒng)運行的安全性以及可靠性。除此之外，為了確保井下通風系統(tǒng)運行的安全性以及可靠性，該規(guī)程還要求局部通風機供電的井下變電應該采取的運行方式為分列運行方式。同樣采用并列運行方式的還有井下兩回路供電電源，其也是按照一備一用聯(lián)合分列運行方式達到供電的目的。此外，根據(jù)井下采區(qū)供電機電設備的種類、規(guī)格以及負荷等級等情況，科學合理的確定供電方案和運行方式，進而使礦井的安全生產能力得以提高，不僅可以保證井下進行作業(yè)的安全性、節(jié)能經(jīng)濟性以及可靠性，而且可以使井下作業(yè)可以高效穩(wěn)定地運行。

2 井下供電優(yōu)化布設方案

井下的供電電源指的是地面的變電所在經(jīng)過兩臺升壓隔離裝置之后，轉向井下采區(qū)作業(yè)面，進而達到供電的效果。兩臺升壓隔離裝置處于地面上，其采取的運行方式為一用一備，也就是說1 臺裝置處于帶電備用狀態(tài)，另外1 臺裝置處于運行狀態(tài)，利用雙電源安全可靠地向井下采區(qū)作業(yè)面上所有用電的設備進行供電，其中用電設備包括照明設備、電器設備以及動力設備等。雙回路電源給予通風系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等的電是由井下變電所饋電盤柜提供。井下動力電壓等級的優(yōu)化布設是按機電設備功率容量，即6.3 kV、660 V 和380 V，而電氣設備的供電是按照127 V 進行的，交流控制回路的供電是按照36 V進行的。井下的供電系統(tǒng)的漏電保護體系應該保證完善、匹配，所安裝的低壓漏電保護器饋電開關的作用是避免發(fā)生觸電事故，即在漏電時實現(xiàn)漏電保護。按規(guī)范要求，在井下設置完善的接地網(wǎng)和接地級，并與接地扁鋼、銅線以及等電位連接體等，形成完整的保護接地、工作接地與系統(tǒng)接地，這些接地設備匯集在井下的主接地極，使全礦井可靠的接地網(wǎng)構成合理，使井下供電的安全性與可靠性得到保證。井下全部選用真空啟動器或者是礦用低壓磁力啟動器對井下的高低壓電動機進行控制，并在電動機的控制箱內裝設繼電保護系統(tǒng)裝置，綜合保護電動機避免發(fā)生漏電、過流和短路。在采區(qū)掘進工作面上，為完成瓦斯電和風電等的閉鎖工作需要采用完善的繼電保護閉鎖裝置。與此同時，為了實現(xiàn)瓦斯電的閉鎖，在回采工作面上構建完善的防護系統(tǒng)。井下采用阻燃性電纜供電，該電纜需帶有安全標志，而且采用符合國家安全技術規(guī)程。建立完善的井下供電運行維護措施，使各個設備系統(tǒng)運行狀態(tài)良好，以不斷提高井下供電的安全性與可靠性。

3 煤礦井下供電安全技術措施

3.1 使井下供電的可靠性提高

如果煤礦井下出現(xiàn)供電中斷時，不僅會損壞設備、傷及工作人員，使煤礦遭受經(jīng)濟和財產損失，而且還會產生惡劣的社會影響。所以，為了使井下供電安全以及可靠，每一礦井的供電方式應該為兩回電源，并且對于一類負荷，比如立井提升系統(tǒng)、排水系統(tǒng)以及通風系統(tǒng)等，供電方式采取兩路互為備用電源。對于井下供電雙回電源電路，須采用不同的變電所或發(fā)電廠，并配置自動切換裝置。在工作電源回路發(fā)生故障的第一時間，就可以自動切換至備用電源回路，迅速恢復供電，使井下作業(yè)的安全性與可靠性得到保證。為保障井下供電的安全可靠，單獨設置井下的兩回電源回路，不可共用其他負荷。

3.2 合理優(yōu)化布設，提高供電安全

煤礦井下作業(yè)威脅安全的因素較多，環(huán)境較為惡劣。因此，為保障長距離供電的安全性與可靠性，以免發(fā)生安全事故，合理優(yōu)化布設，提高供電安全是極為重要的。在實際的作業(yè)中，通常采取的技術措施包括調節(jié)供電方案、增大供電電纜經(jīng)濟截面、裝設相敏裝置、提高供電電壓等級以及分列分段供電等，與此同時，結合管理措施，比如不斷維護對井下供電系統(tǒng)運行等，使井下供電安全性和可靠性得到保障，確保井下作業(yè)的安全。

3.3 完善繼電保護設備系統(tǒng)

不斷完善井下供電繼電保護方案，不斷改善繼電保護裝置系統(tǒng)，以及提高供電系統(tǒng)發(fā)生故障或者是事故工況下動作的可靠性、速動性和選擇性。井下高壓控制設備以及高壓動力設備等，都應該按要求設置過負荷、短路、接地和欠壓釋放等保護功能。煤礦應該結合井下作業(yè)的用電負荷的類型、保護等級、分布位置和使用頻率等實際情況，對井下的供電系統(tǒng)繼電保護方案進行針對性的優(yōu)化設計。除此之外，應該采取先進的設備裝置以及技術措施等，使井下供電達到安全、可靠，使供電事故以及故障所造成的影響得以降低，使事故或者故障排除速度得以提升，保障井下供電的安全性與可靠性。

3.4 加大井下供電設施檢修維護力度

隨著用電設備的性能、功率容量等參數(shù)的變化，煤礦井下供電設施也應該及時做出針對性的調整以及進行合理的升級改造。嚴格遵守檢修維護計劃，認真維護以及檢修井下供電設備，保障井下供電設備長期處于性能較高的水平。在維護與檢修的過程中，如果檢測到井下的防爆電氣設備的防爆性能出現(xiàn)下降或者是遭到嚴重破壞等現(xiàn)象，應該馬上對其進行更換，嚴禁繼續(xù)在井下采區(qū)作業(yè)面上使用該設備。對于那些已經(jīng)陳舊的機電設備或者是沒有達到安全規(guī)格的機電設備，應該及時更換，降低故障發(fā)生的概率，從而提高井下供電的安全性與可靠性。

3.5 引入電氣設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)

引入電氣設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，可對井下的供電設備的實行實時全過程動態(tài)管理。對在線監(jiān)測系統(tǒng)的利用，不僅可以對井下電器設備和電網(wǎng)的運行工況性能進行檢測，還可以依據(jù)此系統(tǒng)所檢測到的井下供電系統(tǒng)相關的特性數(shù)據(jù)，準確判斷井下供電系統(tǒng)所產生的故障或者是事故的特征性質，使供電故障或者事故所產生的區(qū)域、位置得到快速、準確的確定，從而使相關技術人員能及時地制定措施，保證處置高效率性以及科學合理性，快速且準確地對發(fā)生故障或者事故的區(qū)域的電源進行及時的切斷，保障未發(fā)生故障或者事故的區(qū)域供電的安全性。

4 結語

總而言之，對煤礦井下安全問題進行綜合分析研究應該從管理措施以及技術措施等方面入手。本文從五個方面提出針對性的整改措施，其中包括通過不斷提高井下供電的可靠性、合理的進行優(yōu)化布設以提高供電安全，對繼電保護設備系統(tǒng)進行完善，不斷加大井下供電設施檢修維護的力度以及引入電氣設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)等方面，以提高井下供電系統(tǒng)的安全性與可靠性。

［1］張尊國.煤礦井下供電安全技術措施探討［J］.中國科學縱橫，2013(14):75 －76.

［2］張棟梁.提高煤礦井下供電安全技術措施探討［J］.內蒙古煤炭經(jīng)濟，2012(9):80 －81.

［3］興玉山.煤礦供電安全技術措施探討［J］. 中國科技投資，2013(30):50 －51.