井下機(jī)電設(shè)備對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響

彭 鵬

（淮南礦業(yè)〈集團(tuán)〉有限責(zé)任公司顧橋煤礦 安徽 淮南 232001）

0 引言

煤炭資源是當(dāng)今社會(huì)最為重要的能源之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位。為了更安全有效的獲取煤炭資源，則需要選擇性的更新現(xiàn)有設(shè)備以及傳輸方法，而煤礦中尤其是井下機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)業(yè)已成為各個(gè)煤礦安全生產(chǎn)的重中之重。本文主要介紹了現(xiàn)代煤礦井下電氣設(shè)備的特殊性及注意事項(xiàng),以便更好地發(fā)揮機(jī)電系統(tǒng)的潛力為現(xiàn)代煤礦的安全生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展服務(wù)。

1 井下電氣設(shè)備的維護(hù)

煤礦井下電氣設(shè)備的維護(hù)是現(xiàn)代煤礦安全管理的重要組成部分。由于煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，空間相對(duì)狹小，空氣濕度較大，工作條件極其惡劣，再加上電氣設(shè)備和電纜易受砸壓而使絕緣損壞，所以井下極易發(fā)生人身觸電、漏電及短路等一系列的電氣故障，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來(lái)一系列的困難。因此必須做好井下電氣設(shè)備的維修和管理工作，為煤礦的安全生產(chǎn)提供有力的保障。煤礦電氣設(shè)備能否經(jīng)常保持良好狀態(tài)，除了做好電氣設(shè)備的合理使用外，還必須做好電氣設(shè)備的維護(hù)和檢修工作。具體要注意通過(guò)調(diào)查研究，掌握電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、磨損規(guī)律，加強(qiáng)電氣設(shè)備的日常維護(hù)和檢查，及時(shí)消除設(shè)備的故障和隱患。但維護(hù)保養(yǎng)工作無(wú)論做得多好，也不能消除設(shè)備的正常磨損，當(dāng)磨損到一定程度時(shí)，就要及時(shí)修理，否則會(huì)縮短其壽命，因此要同時(shí)做好維護(hù)保養(yǎng)和計(jì)劃?rùn)z修工作，不能厚此薄彼。因?yàn)殡姎庠O(shè)備檢修要占用大量的人力、物力和時(shí)間，在煤礦生產(chǎn)任務(wù)比較緊張的情況下，有時(shí)候會(huì)忽視電氣設(shè)備的維修工作，造成磨損加劇，電氣設(shè)備帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)電事故頻繁，甚至?xí)碾姎庠O(shè)備，嚴(yán)重影響煤礦的安全生產(chǎn)。因此，作為煤礦的領(lǐng)導(dǎo)干部，必須正確處理生產(chǎn)與維修的關(guān)系。正確處理生產(chǎn)與維修的關(guān)系的方式是在維修人員和時(shí)間上保持合理的比例關(guān)系，確定這一比例關(guān)系還需考慮到以下幾點(diǎn)：（1）生產(chǎn)機(jī)械化強(qiáng)度生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化程度越高，機(jī)電維修工作所占的比例越大；（2）設(shè)備的新舊程度設(shè)備的故障發(fā)生率與設(shè)備的新舊程度有很大關(guān)系，剛投產(chǎn)的新設(shè)備及壽命后期的老設(shè)備故障率都較高。由此可見(jiàn)，當(dāng)一個(gè)礦井的電氣設(shè)備比較老舊時(shí)，修理人員和修理時(shí)間所占比例必然較大；（3）設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及易修性設(shè)備結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，故障越多，修理工作量越大。而設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、通用程度越高，設(shè)備零部件的互換性越強(qiáng)，則可大大減少修理工作量，從而縮短修理工作時(shí)間。

2 井下機(jī)電運(yùn)輸?shù)淖⒁馐马?xiàng)

煤礦機(jī)電運(yùn)輸是礦井生產(chǎn)的重要組成部分之一，它貫穿于礦井生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，涉及范圍大，特殊工種多且技術(shù)性強(qiáng)。近年來(lái)，隨著機(jī)械化水平的不斷提高，煤礦運(yùn)輸設(shè)備不斷投入，煤礦機(jī)電事故頻率逐年上升，因此，機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備狀況好壞直接關(guān)系到煤礦安全生產(chǎn)。運(yùn)輸設(shè)備狀態(tài)是否良好將直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)是否安全合理，因此，搞好機(jī)電運(yùn)輸管理，減少機(jī)電運(yùn)輸事故，并提出相應(yīng)的解決措施，是一項(xiàng)既重要又迫切的工作。要健全礦上安全制度，借鑒國(guó)外的先進(jìn)管理模式和經(jīng)驗(yàn)，吸取國(guó)內(nèi)多年以來(lái)發(fā)生事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的法律法規(guī)以及各種各項(xiàng)規(guī)章制度。機(jī)電運(yùn)輸在煤礦運(yùn)用面寬廣、需要考慮的重點(diǎn)比較多。隨開(kāi)采時(shí)間的增加，煤層埋藏深度的增加，開(kāi)挖巷道的延長(zhǎng)，所需要使用的采礦機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備也越來(lái)越多，在其中各方面的管理也越來(lái)越難，這有可能引發(fā)煤礦機(jī)電運(yùn)輸事故。而加強(qiáng)對(duì)特種作業(yè)人員進(jìn)行足夠的安全教育和培訓(xùn)也是煤礦安全生產(chǎn)的重點(diǎn)。

3 井下機(jī)電保護(hù)

由于井下的環(huán)境較特殊，電氣設(shè)備分為礦用一般型電氣設(shè)備和礦用隔爆型電氣設(shè)備，前者不具有防爆性能，適用于沒(méi)有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所；后者具有防爆和隔爆性能，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。同時(shí)，電氣設(shè)備按工作電壓高低分為低壓電氣設(shè)備和高壓電氣設(shè)備，井下電氣設(shè)備大多屬一類(lèi)負(fù)荷和二類(lèi)負(fù)荷，工作時(shí)的電流、電壓都較大，對(duì)其保護(hù)是保證可靠性工作的關(guān)鍵。目前，過(guò)流保護(hù)、漏電保護(hù)和接地保護(hù)是井下的三大保護(hù)。

（1）過(guò)流保護(hù)電火災(zāi)產(chǎn)生的主要原因是電網(wǎng)的過(guò)電流，而過(guò)電流又是由短路、過(guò)載引起的，因此防止電火災(zāi)的方法就是防止過(guò)流的產(chǎn)生。所以過(guò)流保護(hù)包括短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。過(guò)載保護(hù)過(guò)載是指電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流或電氣設(shè)備工作電流大于其額定電流，但超過(guò)額定電流的倍數(shù)小些，通常是額定電流的1.5倍以?xún)?nèi)。引起電動(dòng)機(jī)或電氣設(shè)備過(guò)載的原因很多，如負(fù)載突然增加，斷相運(yùn)行以及電網(wǎng)電壓降低等。若電動(dòng)機(jī)或電氣設(shè)備長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，其繞組或電氣設(shè)備的溫升超過(guò)允許值使絕緣老化、損壞。過(guò)載保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與過(guò)載電流大小有關(guān)，其動(dòng)作值設(shè)定小于短路保護(hù)的動(dòng)作值。動(dòng)作延時(shí)取決于過(guò)載程度，過(guò)載程度越大，延時(shí)越短；過(guò)載程度越小，延時(shí)越長(zhǎng)，此特性稱(chēng)為反時(shí)限特性。延時(shí)環(huán)節(jié)由時(shí)間繼電器構(gòu)成，過(guò)載時(shí)電流繼電器動(dòng)作，其觸點(diǎn)接通時(shí)間繼電器線圈，經(jīng)延時(shí)后時(shí)間繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，切斷主回路電源，同時(shí)發(fā)出過(guò)載信號(hào)。過(guò)載保護(hù)可由電磁式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器實(shí)現(xiàn)。

（2）漏電保護(hù)當(dāng)電網(wǎng)絕緣電阻小于一定數(shù)值時(shí)，人觸及后會(huì)產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)，而且漏電不僅會(huì)使設(shè)備進(jìn)一步損壞，形成短路事故，同時(shí)還導(dǎo)致人身觸電和漏電火花引爆瓦斯、煤塵的危險(xiǎn)。因此在井下供電系統(tǒng)中必須裝設(shè)漏電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)視、漏電保護(hù)以及補(bǔ)償流過(guò)人身的電容電流的作用。按其實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能分為無(wú)選擇性漏電保護(hù)和有選擇性漏電保護(hù)。

①有選擇性漏電保護(hù)采用零序電流保護(hù)原理。零序電流信號(hào)由零序電流互感器獲得。當(dāng)未發(fā)生漏電時(shí)，一次側(cè)三相電流對(duì)稱(chēng)，其電流相量和為0，二次側(cè)無(wú)電流輸出；當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，一次側(cè)三相電流不對(duì)稱(chēng)，其電流相量和不為0，二次側(cè)有電流輸出。其裝置與分路開(kāi)關(guān)配合使用，其優(yōu)點(diǎn)是減少停電范圍，易于查找故障線路，因此被廣泛地使用。②無(wú)選擇性漏電保護(hù)采用附加直流電源的保護(hù)原理。在包含對(duì)地絕緣電阻的檢測(cè)回路中附加直流電源，監(jiān)視其直流電流的變化，達(dá)到監(jiān)測(cè)絕緣電阻的目的。該裝置需與低壓自動(dòng)饋電總開(kāi)關(guān)配合使用。其缺點(diǎn)是停電范圍大，不易判斷漏電線路，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠；故仍在使用。

隨著煤礦機(jī)械化的發(fā)展，采掘機(jī)械總功率和最大單電機(jī)容量不斷增大，供電線路加長(zhǎng)，在井下供電電壓不變的情況下，就出現(xiàn)了工作面最大一臺(tái)電機(jī)起動(dòng)（其它電機(jī)正常運(yùn)行）時(shí)，線路上的正常起動(dòng)電流大于最小兩相短路電流的情況，給現(xiàn)有的采掘供電線路的繼電保護(hù)帶來(lái)了困難。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)井下保護(hù)常常會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作的情況，由于供電戰(zhàn)線長(zhǎng)操作人員在不知情的情況下如若憑著經(jīng)驗(yàn)對(duì)供電線路進(jìn)行故障處理，極易發(fā)生人身事故。同時(shí)電氣保護(hù)的誤動(dòng)作會(huì)造成設(shè)備的頻繁啟動(dòng)、停止，設(shè)備工作電壓的不穩(wěn)定加大了對(duì)設(shè)備的損害程度。對(duì)礦井安全生產(chǎn)造成了極大的隱患。怎樣才能保證繼電保護(hù)的靈敏度要求呢？我們通過(guò)采用過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流和功率因數(shù)共同監(jiān)測(cè)的保護(hù)方法可解決現(xiàn)行礦井采掘工作面長(zhǎng)距離供電兩相短路電流與大功率電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流分辨不清，造成誤動(dòng)作或達(dá)不到應(yīng)有的保護(hù)范圍問(wèn)題，滿足了繼電保護(hù)要求的可靠性和選擇性，同時(shí)也大大提高了井下供電的安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于煤礦井下機(jī)電設(shè)備而言，其設(shè)備管理模式完善與否，直接決定設(shè)備的維修工作能否科學(xué)有效地進(jìn)行，進(jìn)而影響設(shè)備的使用壽命及使用效益。煤礦機(jī)電設(shè)備尤其是井下電氣的維修工作必須在井下機(jī)電設(shè)備管理模式的指導(dǎo)下，才能有明確的實(shí)施方向和維修的理論依據(jù)。要想使煤礦井下機(jī)電設(shè)備更好的發(fā)揮其作用，就應(yīng)該從加強(qiáng)對(duì)井下機(jī)電設(shè)備性能進(jìn)行研究、改善維修管理方式、提高維修人員綜合素質(zhì)、建立健全的井下機(jī)電維修管理系統(tǒng)等方面，加強(qiáng)對(duì)煤礦井下機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修管理。

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