提高煤矿供电安全可靠性研究

摘 要：近年来，我国对安全事业的关注，人们安全意识逐渐提高，对煤矿行业供电安全可靠性提出了更高的要求。煤矿开采主要在漆黑的地下进行，工作人员在狭小的空间内进行开采，同时由于煤炭结构层特殊，导致煤矿开采工作难度非常大。一旦煤矿供电安全可靠性工作不到位，将会引起严重的安全事故。在文章中，笔者将分析现在煤矿供电系统的现状，针对如何提高煤矿供电安全可靠性提出具体实施措施。

关键词：煤矿供电；安全可靠性；研究

1.目前煤矿供电安全现状

近年来煤矿发生多次因供电可靠性不高而导致的各种事故，综合分析这些事故，其主要原因是企业对煤矿供电的安全可靠性和重要性重视不够，对煤矿发展估计不足，导致在矿井设计初期及其施工和运行中存在各种安全隐患。

1.1供电电源不合理

由于煤矿生产的特殊性，矿井主要通风机、主排水泵、升降人员的立井提升机等负荷属于一类负荷，要求供电必须安全可靠，因此，《煤矿安全规程》规定：矿井应有两回路电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。并且根据《煤矿安全生产基本条件规定》第13条规定，矿井应当保证双回路电源线路供电。“每一矿井应有两回路电源线路”是指应有2个或2个以上的分别来自电力网中不同的的电源线路，而我们很多矿井在实际设计施工过程中，没有严格按照这一规定执行，特别是一些建有矿区发电厂的矿井，为了节省电费，提高运行的经济效益，经常是两回路引自同一区域变电所或发电厂，在这种情况下，两回线路即使是引自不同的母线段，有时也存在导致双电源同时失电的危险。2005年在某矿区发电厂就出现过类似的事故，当时供电方案就是两回线路引自同一发电厂的不同母线段，但发电厂在一条母线由于检修退出运行，正当矿井供电电源从一条母线倒至另一母线时，由于待倒至的母线支持瓷瓶绝缘损坏出现短路，导致变电所继电保护动作，结果发电厂一台发电机组解列，由该母线供电的 5 对矿井供电全部中断。该事故导致其直接供电矿区中断供电时间达47 min。根据电力行业标准：《国家电网公司电力生产事故调查规程》2.2.3.5条规定，110 k V变电站全停为一般电网事故。所以这次事故对变电所来讲并不是大的事故。而煤矿行业规定：主扇风机及分区风机停止供风30 min以上者为特大事故。显然，这次煤矿供电特大事故是由于供电电源设计不合理造成的。

1.2井下长距离输电导致的安全隐患

随着煤矿生产规模的扩大，煤矿生产的机械化程度越来越高，由此要求采煤工作面和掘进工作面巷道的走向长度不断增加，而为之提供动力源的供电线路必然要加长。这种由于采掘规模变化而引起的低压“超长”距离供电是造成井下瓦斯、煤尘爆炸、火灾、电气设备烧坏和故障频繁发生的主要原因之一，它不仅给煤矿井下安全生产带来重大隐患，也给矿井经济效益带来极大损失。主要表现在以下几个方面（1）传统的馈电设备无法适应煤矿大功率负荷的要求，是造成低压“超长”距离供电不安全的主要原因。（2）电缆截面选择不合理。电缆截面选择过小，导致电缆发热、绝缘受损以及线损过大，通常会引起瓦斯、煤尘爆炸事故；触电事故；电机不能正常启动和运行等。这些都严重影响了煤矿生产的安全正常进行。1.3继电保护装置落后，保护不完善继电保护存在的问题主要表现在：继电保护装置不完备，继保设施落后，动作不灵敏等问题，导致事故多，故障排查困难等。

2.提高煤矿供电系统安全可靠性措施研究

2.1优化低压供电电网结构

合理可靠的低压供电电网结构是低压供电系统安全可靠、节能经济运行的重要保障基础。对煤矿井下低压供电系统而言，不但要求整个馈电网络精干、高效，而且还要求馈电电源具有高效稳定等特性，在进行设计和技术改造时要采用双电源、双回路等供电模式，有效提高矿井低压供电系统安全可靠性。

2.2选用新型无功补偿及消谐装置

在对煤矿矿井低压供电系统进行规划建设和技术改造过程中，选用新型动态无功补偿及消谐装置不仅可以有效提高矿井低压供电系统的供电可靠性和供电质量水平，为煤矿电气供电系统提供功率因数和供电质量均良好的电能资源。同时还可以有效抑制供电系统中的高次谐波分量，减少非线性负载在运行过程中对供电系统的冲击，保证各类用电设备高效稳定的运行，提高其综合使用寿命。

2.3构筑完善低压供电系统继电保护措施

在低压供电系统继电保护设计和技术改造时，应充分结合分级闭锁和选择性断电技术，保证各电气设备高效稳定运行，为矿井低压供电系统安全供电提供较为良好的技术保障。在低压供电系统中按照分级闭锁和选择性断电原则，构筑完善的继电保护措施，可以有效杜绝工人习惯性违章带电操作引发触电伤亡和瓦斯爆炸事故发生，从而有效提高矿井低压供电系统防火防爆的安全性能水平。

2.4配置先进电力在线监测系统

井下采掘工作面上的电气设备应随市场采掘设备的更新而及时淘汰，应结合《煤矿安全规程》为矿井供电系统配置先进电力在线监测系统。对于供电系统中存在的高隐患非安全型或高耗能型设备应予淘汰并重新规划选型。要下大力气加大资金投入，以提高低压供电系统的安全可靠性能，保证井下煤炭开采工作高效经济进行。

2.5保护装置

煤矿供电系统中保护装置的使用将会很大程度上减少人员触电、火灾、设备短路等事故。所以针对矿井下复杂的作业环境，一定要完善保护装置。矿井下的高压设备一定要有短路、超负荷、接地保护装置和报警装置。例如主变压器和高压电动机设备，一旦发生以上问题，可以发出警报和自动断电。不仅保证工作人员安全，还可以将故障原因显示给维修人员，促进后期维修工作进行。矿井下低压设备、配电线路、变电所和变电站都有根据要求安装相应的保護装置，例如漏电、短路、超负荷断电保护装置等。

2.6加强管理

人为失误和管理缺乏一直是近年来煤矿事故频发的主要原因，煤矿管理人员一定要完善供电系统管理体制，并且实行严格监督惩戒制度。首先，矿井下电气设备要按时进行安全检查，对有安全隐患的设备进行维修或更换。同时必须是相关专业人员对电气设备进行维修，针对不满足国家要求和行业标准的设备仪器一定要及时更淘汰，特别是高能耗、高电压设备。其次，工作人员上岗之前要组织专门培训，通过测试的人员才可以进行上岗作业，保证工作人员的基本技术水平达标。定期组织技术人员对在岗员工进行技术培训，实施考核制度，淘汰技术素养不达标的工作人员，从而提高全体员工的技术素养。最后，完善监督制度，对高危工作岗位不定期实施突击检查，严惩违章操作人员。

3.结语

提高煤矿低压供电系统的安全可靠性是一项系统、长期持久的工作，需要结合先进的技术措施，将人力、物力、环境等各个影响因素有机结合起来，制定完善井下低压供电安全制度，有效提高低压供电系统供电可靠性，促进煤炭开采安全稳定、节能经济的高效进行。

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作者简介：

王振华（1984）男 汉族 山西省大同市人 机电助理工程师职称 煤矿供电方面。