煤矿供电事故原因分析及防范措施研究

丁东

（黄玉川煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

引言

供电系统作为矿井生产开展的基础保障之一，其运行质量对整个矿井综合效益有着直接的影响。矿井供电系统作为一种特殊的供电系统，我国出台了相关文件和规范对煤矿供电系统的电源、线路、中性点、电压等级和防爆等级等方面的安全可靠性做出了严格要求，在安全生产过程中，必须确保煤矿供电系统的稳定性和可靠性，才能使其持续提供照明并为开采设备提供电能，做好供电系统的检测和维修工作，避免各种安全隐患地发生。

一、煤矿供电系统特性

供电系统常见问题如下：第一，井上与井下煤矿各个电气设备电力分配不合理；第二，瓦斯登记以及通风方式不合理；第三，矿井生产能力问题等。通常可以将煤矿生产过程划分如下六个系统：第一，提升系统；第二，掘进系统；第三，运输系统；第四，通风系统；第五，综采系统；第六，排水系统。运输系统工作的范围为矿石、煤炭等运输到井下车场，同时还可以把设备从井上运输到井下。

通常运输系统选用地面直接供电或者采用各变电所进行供电。掘进系统与综采系统，分别负责井下巷道与工作面的开拓、转载煤等。由于掘进系统与综采系统供电距离比较长，往往需要设置变电站或者相应的移动变电站，进而可以给设备供电。通常情况下，通风系统可以有效地排除系统的有害气体与煤尘。不管何种类型的供电系统，当出现供电问题时，会给井下安全作业带来严重的威胁。因此，需要优化井下变电所的运行情况[1]。

二、煤矿供电系统安全的重要意义

煤矿开采过程如果出现供电系统出现故障，会使所有在地下进行煤矿开采工作的人员遭受生命危险，并且还容易发生爆炸性物质的聚集引发爆炸或淹井等意外事故的发生，因此保障煤矿供电系统的安全可靠性是十分重要的。提高煤矿供电系统的可靠性，还能够降低意外事故的发生率，使煤矿工作者的生命安全得到基本的保障，并且促进煤炭资源开采工作能够顺利高效进行。不仅如此，在供电系统设计初期保证其建设质量能够避免后期成本的增加，如果在设计初期是为节约其成本而不考虑供电系统的质量，一旦后期出现故障，那么所产生的维修费用一定会增加额外成本的费用。因此保证供电系统的质量，保证其供电的稳定性，才能避免生产成本的额外增加，也会避免因出现故障而造成生产周期过长的情况，保证供电系统的稳定性和可靠性是安全生产最关键的因素，能够有效提高煤炭开采的效率，从而获得较好的经济效益[2]。

三、煤矿供电事故原因分析

（一）电缆绝缘损坏

通常情况下，电缆表层的绝缘皮用来进行隔离保护。然而，由于煤矿井下恶劣的作业环境，电缆绝缘会出现破损，这就会导致出现漏电问题。造成电缆绝缘损坏的原因主要有：1.线路发生老化。由于煤矿井下封闭的潮湿环境，电缆老化比正常情况下严重得多，在局部地区容易出现绝缘皮脱落的问题。2.电缆受到外力的作用导致绝缘皮受损。在煤矿生产中，电缆架设在巷道表面，若巷道发生塌方，就很容易出现碎石砸落在电缆上的情况，导致绝缘皮破损。

（二）电气设备内部出现短路

变压器或电动机等电气设备，若产品质量没有达到标准，在设备检修或维护过程中出现金属工具遗留的情况，则在长期搁置情况下易引发绝缘体受潮，从而增大出现短路故障的概率。此外，在设备维修环节，如果工作人员马虎大意没有拆除接线就开始送电，就会导致出现三相短路，不同相续的2 路电源或2 台变压器并联运行也会引发相间短路的情况。

（三）人为因素

人为方面的因素作为电气设备短路故障主要原因之一。工作人员无法熟练操作设备，长时间搁置所有的电气设备却并未做出相应的养护处理，就会让其受到影响产生损害。再加之应用各种电气设备时并没有重视接地线路的有效拆除工作，还出现丢失金属用具的情况，这些都会引发短路故障。如果没有对电气设备进行保护与维修，就会让电气设备长时间处在负荷力过大的状态下，进而产生严重的电流热效应，让电气设备的绝缘部位受到损坏。

（四）外部环境因素

开采煤矿的环境相对恶劣，在狭小的空间内充满着爆炸性的气体颗粒，这些气体颗粒漂浮在空中，不仅会影响到工作人员的身体健康，也会对供电设备、供电线路等造成一定的破坏产生危险[3]。

四、煤矿供电事故防范措施

（一）完善井下电网结构，合理配置保护系统

煤矿供电系统维护过程中，需要重视不断完善井下电网结构，合理配置保护装置。地面变电所经消弧线圈接地，中央变电所由双电源分段进线方式供电、辐射式出线，对于停用的老旧线路和设备应及时拆除，减少安全隐患，对于电缆容量不足的线路进行改造，减少主变负荷。当地区电网系统参数发生变化后，对主变保护进行重新整定，对配电线路配置过流保护、断路器失灵保护和低电压保护。

（二）达到矿山供电基本要求

第一，电源可靠。采矿公司电源的关闭不仅减少了产量，而且还导致了自发事故和对矿井的破坏。因此，可靠的不间断电源是采矿公司中电源的最重要要求。即使电源系统出现故障，也必须确保不间断电源，并且必须提供至少一部分电源以防止人身安全和设备损坏。第二，电源安全存在瓦斯开采和煤尘爆炸的危险，因此应格外小心，以检查由电气设备引起的爆炸。第三，电源质量电能质量方面，煤矿公司需要强大的电源电压和交流频率。三相异步电动机广泛用于煤矿，其转矩与所施加电压的平方成正比，而速度与交流频率成正比。电源电压和大小的变化会影响电动机的正常运行，甚至生产机器也将无法工作。

（三）重视线路维护工作

首先，检查线路绝缘皮的完整性。通过检查线路外观，查看是否出现了局部破损，在检查时应戴好绝缘手套，最大程度上避免触电。其次，更换非正常形态的电缆。一些电缆在使用过程中由于受到外力挤压的作用失去了原有的形态，在变形过程中电缆绝缘皮可能会出现损坏而漏电。第三，检查接头处的完好性。在一些输电线路中会存在接头，这些接头由于电阻比较小容易发热，从而导致绝缘失效。此外，在输电线路与用电设备连接时，一定要做好设备的绝缘工作。导线一定要插入到专用的插孔中[4]。

（四）提升机电设备安全性

煤矿机电安全供电管理过程中，需要不断提升机电设备的安全性能，这不仅可以保障相关工作人员的人身安全，同时也可以提高工作效率。为了机电设备安全性可以得到稳步提升，在工作过程中，需要对相关的数据做好记录工作，按时进行记录，按时检查，在进行检查的工作中，可以有数据进行参考，如果设备发生问题，可以更好地进行解决，查到原因所在。同时，也需要按时的进行设备的更新，结合时代的发展潮流，使得工作效率可以得到提升，企业的经济效益得到保障。例如，在煤矿用隔爆型检漏继电器应用过程中，要按照要求定期对总保护装置开展跳闸实验；同时，相关人员还需要对风电联锁装置、低压馈电开关和各磁力启动器等给予定期检查，以此来有效提高电器保护装置的安全性能。

（五）做好漏电保护器维护工作

第一，定期对漏电保护器进行检查。重点查看漏电保护器的开关是否能按照标定的电流进行动作，外表是否出现了损坏。第二，定期对漏电保护器进行校准。漏电保护器的动作依赖于电磁铁的吸力，在长时间不使用的情况下，电磁铁的弹簧会发生松动，这使得保护器的行程不够，不能及时断开电源。第三，更换不能工作的保护器。供电系统中的一些漏电保护器由于使用年限较长，已出现了损坏，需进行更换。在更换时需要找到相同型号的，以免出现漏电保护器不兼容问题[5]。

（六）加强供电设备的维修及检测

提升煤矿供电系统稳定性最重要的是确保供电设备是否质量完好。任何设备都是有使用寿命的，因此必须做好供电设备的维修和管理工作，及时淘汰使用周期较长、存在较大故障的供电设备。使供电设备的安全性得到保障，在更新供电设备时，要重点关注设备的变压器和电动机，根据所需供电设备的功能，结合其安全性和经济性选择出新型的供电设备，供电系统中对于电缆的选择要依据所用供电设备的功率进行选择，防止短路故障的发生，并且选择电缆要选择具备阻燃功能的电缆，防止因电阻过大所产生的威胁[6]。

（七）提升工作人员操作水平

煤矿企业需要重视对矿井工作人员开展技能培训，让他们的基础知识和实践操作技能获得一定的丰富与提升。煤矿企业要尽可能提供给维修检测人员一个学习的平台，定期开展相关业务技术培训工作，通过学习让相关工作人员认识新设备、新技术，并学会运用新技术检测维修新设备；管理人员还应对维修现场的具体情况做出严格检查，第一时间解决存在的问题。需要注重调动工作人员的主动性，培养其形成较强的责任心，健全与优化奖惩制度，对维修工作进行严格管理，避免由于没有第一时间对电气设备进行维修而导致的供电系统短路故障。

结束语

煤矿供电系统安全可靠运行关系着人身安全和生产安全，是煤矿安全生产的重要组成部分。由于老旧矿井中供电设备老化、网络结构复杂、电压等级多等特点，存在很多影响供电安全可靠性的因素。对矿井供电系统进行技术改造和管理升级，是煤炭行业发展和体制改革的需求，也是本质安全矿井建设和供配电设备发展需求。