摘要：近年來煤礦發(fā)生多次因供電可靠性不高而導致的各種事故，分析了目前煤礦供電安全現(xiàn)狀，并根據(jù)實際情況就如何提高煤礦供電安全措施進行了探析。
關鍵詞：煤礦 供電安全 現(xiàn)狀
目前，企業(yè)對煤礦供電的安全可靠性和重要性重視不夠，對煤礦發(fā)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。
一、煤礦供電電源的不合理
由于煤礦生產(chǎn)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(guī)程》規(guī)定：礦井應有兩回路電源線路，當任一回路發(fā)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(jù)《煤礦安全生產(chǎn)基本條件規(guī)定》第13條規(guī)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(wǎng)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(guī)定執(zhí)行，特別是一些建有礦區(qū)發(fā)電廠的礦井，為了節(jié)省電費，提高運行的經(jīng)濟效益，經(jīng)常是兩回路引自同一區(qū)域變電所或發(fā)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(qū)發(fā)電廠就出現(xiàn)過類似的事故，當時供電方案就是兩回線路引自同一發(fā)電廠的不同母線段，但發(fā)電廠在一條母線由于檢修退出運行，正當?shù)V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(xiàn)短路，導致變電所繼電保護動作，結(jié)果發(fā)電廠一臺發(fā)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(qū)中斷供電時間達47min。
二、提高煤礦供電的安全措施
2.1 供電的可靠性
    所謂供電可靠就是要求對礦井連續(xù)不間斷供電。第一類負荷突然中斷供電將會造成人身傷亡、設備損壞，給經(jīng)濟帶來很大損失。如礦井主通風機因供電中斷而停止運行使礦井通風系統(tǒng)中斷，繼而造成井下瓦斯積聚、超限，一定條件下會引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸事故；礦井主排水設備一旦中斷運行，則可能造成礦井淹沒；升降人員的立井提升系統(tǒng)則是井下作業(yè)人員在遇到安全威脅或井下發(fā)生災害時的安全出口之一。所以必須保證其供電的可靠性，每一礦井必須有兩回電源線路。供電電源應該引自不同的發(fā)電廠或是變電所，當一個電源出現(xiàn)故障時，另一個電源不應同時受到損壞、每個進線電源的容量應滿足礦井全部負荷的要求，以避免由于電源點出現(xiàn)故障而導致兩條回路同時斷電的現(xiàn)象。對于單位內(nèi)部自建發(fā)電廠自供電的用戶，從本單位經(jīng)濟效益出發(fā)會出現(xiàn)雙電源引自同一發(fā)電廠不同母線的情況，上述案例即屬該類供電方式，在進行操作時，必須確保將要投入運行的設備的完好，同時對所要采取的運行方案要進行仔細核對無誤，方可操作。另外作為發(fā)電廠，應設立在緊急情況下電網(wǎng)饋電或其它在故障情況下能快速恢復供電的應急措施，保證在類似情況下對礦井一類負荷的供電。為了保證礦井供電的安全性和可靠性，在礦井兩回電源線上都不得分接任何負荷。對于不具備兩回路供電電源線路的礦井，為了保證礦井在供電電源因故障或其他原因停止供電時，仍能擔負礦井保安符合的需要以保障人員、通風、排水等的用電，必須設置備用電源，且備用電源的容量必須滿足礦井通風、排水等保安負荷的運行要求。
2.2 供電的安全
    煤礦生產(chǎn)主要是井下作業(yè)，工作環(huán)境惡劣、特殊，受地質(zhì)條件等自然因素影響極大，為了提高井下長距離輸電的安全可靠性，避免事故的發(fā)生，通常采用的主要措施：提高電壓等級，裝設相敏裝置；分段供電；增大電纜截面積。根據(jù)井下供電實際情況，實時調(diào)節(jié)供電方案，以保證井下供電安全。
2.3 優(yōu)化保護裝置
改善保護設施，完善繼電保護方案，提高故障情況下動作的可靠性，井下高壓電動機、動力變壓器的高壓控制設備，應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。井下由采區(qū)變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設短路、過負荷和漏電保護裝置。低壓電動機的控制設備，應具有短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控制裝置。另外，井下配電網(wǎng)均應裝設過流、短路保護裝置；且必須用該配電網(wǎng)路的最大三相短路電流校驗開關設備的分斷能力和動、熱穩(wěn)定性以及電纜的熱穩(wěn)定性，必須正確選擇熔斷器的熔體。避免故障情況下不熔情況的出現(xiàn)。必須用兩相短路電流校驗保護裝置的可靠動作系數(shù)，保護裝置必須保證配電網(wǎng)路中最大容量的電氣設備或同時工作成組的電氣設備能夠啟動。嚴格做好設備啟動與故障保護的協(xié)調(diào)動作。煤礦根據(jù)自身的實際情況，有針對性的進行繼電保護方案的設計，同時將各種先進技術(shù)手段應用于煤礦生產(chǎn)實際中，減少故障影響范圍，同時提高故障排除速度。
2.4對煤礦供電設施投入
煤礦供電設施要隨著用電設備容量、性能的變化，對其作出相應改造。嚴格按照檢修計劃，對井下供電設備及時維護和檢修。井下電氣設備通常比較復雜，只有正確的檢查、維護和調(diào)整才能保證其安全運行，必須要由經(jīng)過專門訓練、經(jīng)過培訓合格的熟悉設備性能的電氣維修人員進行維修。維修過程中，一旦發(fā)現(xiàn)井下防爆電氣設備的防爆性能遭受破壞，必須處理更換，嚴禁繼續(xù)使用。對陳舊設備加強監(jiān)控，不滿足供電安全的及時更換，減少故障隱患。

2.5加強煤礦供電設備電器保護。在煤礦企業(yè)供電設備電器保護，主要是接地保護、過流保護、以及漏電保護。供電保護對于煤礦企業(yè)保證安全生產(chǎn)來說是非常重要的，倘若供電保護達不到標準要求，就會發(fā)生電器保護拒跳、以及發(fā)生誤跳現(xiàn)象，或者發(fā)生保護跳閘范圍過大現(xiàn)象，當?shù)竭_一定的嚴重程度時，也會引起瓦斯聚集，進而會發(fā)生瓦斯爆炸，給煤礦企業(yè)帶來威脅，為此我們需要不斷地改進電器保護器性能，采用計算機軟件硬件技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、集成電路技術(shù)、液晶顯示技術(shù)、網(wǎng)絡以及現(xiàn)場總線技術(shù)等高新技術(shù)成果，研制智能電器保護裝置，從而不斷加強煤礦井下作業(yè)供電設備電器保護。
2.6加大井下供設備檢修維護和升級改造力度。隨著我國煤礦采掘規(guī)模的不斷擴大，井下用電設備的性能、容量、功率各個參數(shù)也發(fā)生變化，因此，需要針對此種情況對供電設備作出適當調(diào)整以及合理推陳出新的改造，嚴格檢修制度和檢修計劃，做好井下供電設備的檢修和維護工作，以保證井下供電設備高效持續(xù)運行，經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞和性能出現(xiàn)下降的防爆電器設備，要立即更換，禁止繼續(xù)使用。對于那些已經(jīng)陳舊落后的機電設備，或者不符合安全標準要求的機電設備，需要及時對其進行更換，從而降低故障發(fā)生的可能性，因而提升煤礦井下供電設備運行的安全水平。
2.7合理優(yōu)化布設提高供電設備的安全可靠性。由于煤礦井下作業(yè)環(huán)境極差，威脅生產(chǎn)安全因素較多，為此合理優(yōu)化布設供電系統(tǒng)，在提高井下供電設備安全可靠性方面都是非常重要的。在實際操作過程中，一般采用如下改進措施，比如調(diào)整提升供電電壓等級、加設相敏裝置、對供電系統(tǒng)實施分列分段供電、適當增加電纜截面、有效調(diào)節(jié)供電方案，同時需要加強供電設備的維護檢修以及改造力度，從而提高井下作業(yè)供電的安全可靠性，保障煤礦井下作業(yè)生產(chǎn)安全可靠。
　三、煤礦井下供電設備安全思路構(gòu)建
　?。ㄒ唬┨岣呙旱V井下供電系統(tǒng)的供電可靠性
　　在煤礦井下開采中，若出現(xiàn)供電中斷時，則可能引發(fā)人員傷亡、設備損害事故的發(fā)生，這在一定程度上造成了嚴重的經(jīng)濟損害，甚至可能造成巨大的社會負面影響，因此，確保供電的安全性和可靠性，在每一礦井采取兩回電源供電的方式，在井下變電所中，采取兩路互為備用電源進行供電，必須從井下供電雙回路電源回路引自不同的發(fā)電廠，并設置安全可靠的自動切換裝置，通過這樣的裝置，當電源回路發(fā)生故障時，則會通過自動切換裝置來快速恢復供電，以保證煤礦井下的安全生產(chǎn)。但需要注意的是：對于井下供電的兩回電源回路，應單獨設置，不能與其他負荷進行分接共用。另外，對于一些大型煤礦，為了確保煤礦井下供電的安全可靠性，在井下供電時，可以采取兩回供電電源的方式，同時設置井下柴油發(fā)電機、主通風系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)和主排水系統(tǒng)等一類負荷用電，從而有效避免兩回路電源同時出現(xiàn)故障。 　?。ǘ┩晟凭鹿╇娎^電保護方案
　　繼電保護設備系統(tǒng)是確保煤礦井下供電安全性的關進，完善井下供電繼電保護方案，并對繼電保護裝置進行改善，從而提高供電系統(tǒng)的可靠性和速動性。因此，對于高壓動力設備和控制設備，如井下高壓電動機、動力變壓器等，其主要按照相關規(guī)范要求設置過負荷、欠壓釋放、短路等保護功能，然而，對于井下供電系統(tǒng)繼電保護方案的優(yōu)化設計，需要根據(jù)井下作業(yè)用電負荷類型、分布位置及保護等級有針對性地進行設計，采用各種先進的技術(shù)措施來減少供電事故的發(fā)生，提高井下供電的安全性、可靠性，以保證井下開采順利完成。
　?。ㄈ┖侠韮?yōu)化布設
　　由于煤礦井下施工是一項環(huán)境復雜、風險性大的工程呢，為了確保井下供電系統(tǒng)的安全可靠性，減少安全事故的發(fā)生，應對煤礦井下供電系統(tǒng)進行優(yōu)化布設，采取提高井下供電電壓等級、增大供電電纜經(jīng)濟截面、分列分段供電及合理調(diào)節(jié)供電方案等技術(shù)措施，并加大井下供電系統(tǒng)運行的維護力度，以保證井下供電作業(yè)安全。
　?。ㄋ模┚掳踩诰€監(jiān)測系統(tǒng)
　　在煤礦井下引入電氣設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)煤礦井下供電系統(tǒng)全過程動態(tài)管理，利用煤礦井下電氣設備在線監(jiān)測系統(tǒng)對井下電網(wǎng)和電氣設備運行工況等性能進行監(jiān)測，根據(jù)所監(jiān)測的相關特性數(shù)據(jù)來判斷井下供電系統(tǒng)故障，通過對供電故事發(fā)生區(qū)域進行快速、準確的判斷，并有針對性地提出有效的措施，及時去切斷相應事故區(qū)域的電源，以保證非故障區(qū)域不受影響，進而確保非故障區(qū)域供電安全。
　?。ㄎ澹┘哟蠊╇娫O備的檢查力度
　　由于煤礦井下供電設施有一定的使用年限，其會隨著用電設備功率容量和性能參數(shù)的變化而變化，這就要求煤礦企業(yè)對超出使用年限的設備進行升級改造或更新?lián)Q代，嚴格按照檢修維護計劃對井下供電設備進行維護和檢修，在維修、檢修過程中，若發(fā)現(xiàn)井下防爆電器設備的防爆性能下降，應對其進行更換處理，嚴禁不符合安全規(guī)程的機電設備在井下采取作業(yè)面上繼續(xù)使用，及時進行更換處理，以減少設備安全事故的發(fā)生，提高煤礦井下供電設備的安全可靠性。然而，對于處于使用年限范圍內(nèi)的機械設備，應定期對其進行維修保養(yǎng)，檢查機械設備的運行狀況，及時對需要修理的電氣設備進行修復，避免因安全事故的發(fā)生而造成不必要的經(jīng)濟損失。
　　另外，為了確保煤礦井下安全生產(chǎn)，作業(yè)人員應通過安全監(jiān)測系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)資料進行故障判斷，并采取有效的技術(shù)措施，以減少安全事故的發(fā)生。
四、煤礦井下供電的基本要求
　　1. 供電的可靠性
　　煤礦生產(chǎn)過程中對供電可靠性具有較高的要求，供電系統(tǒng)需要保證不間斷進行供電，一旦井下供電中斷，不僅會對開采工作帶來較大的影響，而且還會導致設備損壞及人員傷亡事故，嚴重時會導致整個礦井被毀壞。因此在煤礦企業(yè)礦井中，需要使用兩回路電源線路，這樣即使一回路出現(xiàn)問題斷電，另一個回路則能夠做為替補，保證井下生產(chǎn)過程中供電的持續(xù)性和可靠性。
　　2 供電的安全性
　　電能自身的特性決定了其在使用過程中一旦發(fā)生故障，容易導致人身觸電及火災事故，而且礦井處于地下，受制于環(huán)境的局限性，影響用電安全的因素更多，這也導致一旦電能使用過程中出現(xiàn)問題，所帶來的損失及傷亡會高于地面上的幾倍之多，嚴重時還會導致瓦斯及煤塵爆炸事故發(fā)生。因此井下供電安全至關重要，在井下供電方案設計過程中，需要嚴格遵照煤礦井下安全規(guī)程。
　　3 保證供電質(zhì)量達標
　　井下供電質(zhì)量多以供電頻率及供電壓作為重要指標，這兩項指標需要在額定值幅度范圍內(nèi)，以此來有效的提高供電的質(zhì)量，這是確保井下電氣設備正常運行的關鍵所在，否則會對電氣設備的運行穩(wěn)定性和安全性帶來較大的影響，甚至導致供電設備發(fā)生不同程度的損害。
　　4 保證具有足夠的供電能力及具有較好的經(jīng)濟性
　　煤礦企業(yè)供電系統(tǒng)不僅需要為煤礦提供所需要的電量，同時還要保證礦井內(nèi)各電氣設備運行過程中所需要的電量，只有具有足夠的供電能力，才能有效的提高煤礦井下供電的安全性。同時井下供電系統(tǒng)還要做到結(jié)構(gòu)簡單，操作便利，這樣建設及維護成本都會有所降低，有效的提高供電的經(jīng)濟性。
總之，煤礦供電實際中存在各種各樣的問題，要解決上述問題，關鍵是要充分認識到供電安全、可靠的必要性和重要性，加強供電維護上的管理。嚴格管理制度，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，消除事故隱患。另外，增加對供電設施在維護、更新上的投入也很重要。
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