淺談煤礦電氣控制電路

李英建

（皖北煤電恒源公司祁東礦，安徽宿州，234000）

淺談煤礦電氣控制電路

李英建

（皖北煤電恒源公司祁東礦，安徽宿州，234000）

煤礦生產(chǎn)特殊的工作環(huán)境，決定了井下供電系統(tǒng)的特殊性。本文在簡(jiǎn)要介紹礦用電氣設(shè)備的構(gòu)造特點(diǎn)和分類的基礎(chǔ)上，對(duì)目前我國(guó)煤礦電氣控制電路的常見問題進(jìn)行了分析，并提出了自己的解決辦法。

煤礦；電氣控制；常見問題；解決辦法

0 引言

近年來，我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)及安全生產(chǎn)管理部門都適時(shí)的加強(qiáng)了煤礦的安全監(jiān)管工作。煤礦電氣控制電路的平穩(wěn)運(yùn)行是保障煤炭開采與運(yùn)輸工作順利開展與進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是煤礦安全生產(chǎn)管理工作中存在問題與弊端最多的部分。因此管理好煤礦電氣控制電路對(duì)于安全生產(chǎn)和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

1 煤礦用電氣設(shè)備的構(gòu)造特點(diǎn)

煤礦用電氣設(shè)備是電氣控制電路主要操縱的部分，也是實(shí)現(xiàn)煤礦內(nèi)各項(xiàng)工作有序進(jìn)行的先決條件之一。煤礦用電氣設(shè)備是指使用在煤礦井下的各種電氣設(shè)備。由于井下的特殊工作條件，煤礦用電氣設(shè)備的構(gòu)造特點(diǎn)如下：

（1）體積小。因?yàn)榫鹿ぷ骺臻g狹窄，要求電氣設(shè)備在保證足夠容量的情況下體積盡可能??；

（2）便于移動(dòng)。由于采區(qū)設(shè)備移動(dòng)頻繁，必須隨工作面的推進(jìn)而移動(dòng)；

（3）堅(jiān)固的外殼。由于工作面爆破以及巖石、煤塊塌落容易砸壞設(shè)備，因此井下電氣設(shè)備應(yīng)有堅(jiān)固的外殼。

2 礦用電氣設(shè)備分類

我國(guó)生產(chǎn)的礦用電氣設(shè)備可分為礦用一般型和礦用防爆型電氣設(shè)備兩種。

2.1 礦用一般型電氣設(shè)備

礦用一般型電氣設(shè)備是專為煤礦井下生產(chǎn)的不防爆的電氣設(shè)備，與地面使用的普通型電氣設(shè)備不同。礦用一般型電氣設(shè)備外殼堅(jiān)固以保護(hù)內(nèi)部機(jī)構(gòu)；與電纜的連接要用電纜接線盒或插銷裝置，杜絕明接頭，有機(jī)械閉鎖及電氣閉鎖裝置，保證在設(shè)備帶電情況下不能打開外裝置或插銷以及防止在外裝置未蓋好時(shí)送電。

2.2 礦用防爆型電氣設(shè)備

礦用防爆型電氣設(shè)備的特點(diǎn)是有隔爆外殼，隔爆外殼具有耐爆和隔爆的性能，能承受內(nèi)部瓦斯爆炸的壓力，保證外殼在內(nèi)部瓦斯爆炸時(shí)不被破壞，并不致引起外部瓦斯燃燒和爆炸。為了保證隔爆外殼的耐爆性，隔爆外殼要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

3 煤礦電氣控制電路的常見問題

煤礦電氣控制電路是保證礦區(qū)內(nèi)各項(xiàng)用電設(shè)備安全運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，也是保障礦工井下作業(yè)安全的防火措施之一，必須得到高度的重視。在煤礦井下供電系統(tǒng)中，有供動(dòng)力、照明用的交流供電系統(tǒng)，也有供電機(jī)車用的直流供電系統(tǒng)。在這兩個(gè)供電系統(tǒng)中，凡是不經(jīng)過規(guī)定的回路導(dǎo)線或回歸線（如軌道)而分散地流經(jīng)水管、電纜外皮、瓦斯管、巖石、煤層、水溝及接地悶等的電流叫雜散電流。雜散電流的存在，嚴(yán)重時(shí)會(huì)給煤炭生產(chǎn)帶來很大的威脅，使井下的人身和設(shè)備材料等安全出現(xiàn)很多問題，帶來一些意想不到的危害。由于直流雜散電流造成的危害比較嚴(yán)重，而交流雜散電流除電纜芯線結(jié)構(gòu)不對(duì)稱這個(gè)不太重要的因素外，其余的因素主要是三相對(duì)地阻抗不平衡，但這是瞬時(shí)的，對(duì)煤礦影響不大，因此這里主要討論直流雜散電流的危害。根據(jù)目前對(duì)雜散電流的研究，煤礦電氣控制電路常見問題主要有以下幾個(gè)方面：

3.1 電控系統(tǒng)失控

煤礦電氣控制電路的安全運(yùn)行與管控，是保障煤礦井下作劃順利完成的基礎(chǔ)，也是對(duì)于井下作業(yè)人員的基本人生安全保護(hù)。如果在長(zhǎng)期的使用過程中，不能及時(shí)對(duì)煤礦電氣控制電路對(duì)性系統(tǒng)的檢查與檢測(cè)，極有可能引發(fā)煤礦電氣控制電路的全線癱瘓，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)礦區(qū)的電控系統(tǒng)失控。煤礦電氣控制電路是電控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的連接載體，如果一旦發(fā)生線路故障或問題，電控系統(tǒng)的操作命令也就難以及時(shí)傳達(dá)到電氣設(shè)備，進(jìn)而有可能引發(fā)全區(qū)電控系統(tǒng)的失控，嚴(yán)重危及到生產(chǎn)安全和煤炭開采工作的順利開展和進(jìn)行。

3.2 引爆雷管

目前，井下采掘工作面需要放炮，因此必須用雷管引爆。這些雷管當(dāng)班都放置在采掘工作面附近。采掘工作面的道軌、帶式輸送機(jī)的鋼絲繩、電纜及各種管道等沿巷道敷設(shè)的導(dǎo)體中有雜散電流通過時(shí)，它們與大地及接地網(wǎng)中的接地體之間就有—定的電位差，這個(gè)電位差叫雜散電壓。當(dāng)采掘巷道內(nèi)軌道與有架線電機(jī)車運(yùn)行的運(yùn)輸大巷的軌道不完全絕緣時(shí)，雜散電壓就比較高。若此時(shí)雷管的兩根腳線觸及存在著雜散電壓的兩極，就會(huì)有電流通過雷管。當(dāng)此電流大于300mA時(shí)，就會(huì)將雷管引爆造成事故。

3.3 腐蝕電纜外表及金屬管線

在運(yùn)輸巷道中，除了架線與軌道之外，還鋪設(shè)有高壓電纜和風(fēng)管、水管，這些管線都是雜散電流的良好通道。在回電點(diǎn)附近，電流從管線中流出，電流的流出點(diǎn)使管線受到腐蝕。井下運(yùn)輸巷道非常潮濕，井下水又多為酸性，由于電解作用而腐蝕金屬。電流從正電源流到正極，在電解槽中電流從正極板流出，而電子流恰恰相反，從正極板流向直流電源的正端。正極板失掉電子而帶正電，與電解液中的硫酸根離子結(jié)合而變成硫酸鹽，因此，帶正電的金屬脫落于電解液中，運(yùn)輸巷道中的電纜外皮有電流流出，如同電槽中的正極，因此被腐蝕。

4 解決辦法

面對(duì)煤礦電氣控制電路常見問題，礦井安全及生產(chǎn)主管人員一定要高度重視，并且積極組織專業(yè)人員尋求有效的解決策略，以實(shí)現(xiàn)煤礦電氣控制電路的安全運(yùn)行。

4.1 低壓電網(wǎng)的“全方位”防爆

傳統(tǒng)的電氣安全措施屬于局部的各自獨(dú)立的“點(diǎn)”式防爆，沒有形成整體防火防爆能力，不能有機(jī)地結(jié)合在一起形成整個(gè)低壓電網(wǎng)的“全方位”防爆體系。我國(guó)在上世紀(jì)研制出了具有國(guó)際先進(jìn)水平的快速斷電裝置，如各種快速斷電移動(dòng)變電站、快速斷電真空饋電開關(guān)等電源開關(guān)組合裝置，井逐步推廣。利用快速斷電安全技術(shù)，可以在電氣明火外露以前切斷電源，也就是使電網(wǎng)故障的斷電時(shí)間小于故障電流明火的形成時(shí)間，保證了整個(gè)低壓供電網(wǎng)絡(luò)的防火防爆安全。由于電網(wǎng)中儲(chǔ)能元件的存在，當(dāng)電源切斷后，故障點(diǎn)仍有可能產(chǎn)生電火花或電弧。因此，為進(jìn)一步完善快速斷電安全技術(shù)，需要探索電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)的產(chǎn)生、衰減規(guī)律，解決好能量的吸收問題。

4.2 保護(hù)系統(tǒng)的智能化

隨著微電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，井下低壓電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與保護(hù)正走向微機(jī)化、智能化。利用微機(jī)可靠性高、功能多、易擴(kuò)張、能記憶的優(yōu)勢(shì)，可以構(gòu)成6一lOkV電網(wǎng)和低壓電網(wǎng)的微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)。它集短路、漏電、過負(fù)荷、斷相、過電壓等故障保護(hù)于一體，除了具有各支路的電壓、電流、功率因數(shù)以及耗電量等工況顯示外，增加故障時(shí)間、電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻和分布電容、相間絕緣的顯示，另外增加定時(shí)打印取樣，全面實(shí)現(xiàn)礦井各級(jí)變電所與井下低壓供電單元的微機(jī)監(jiān)測(cè)與保護(hù)。

4.3 漏電保護(hù)性能的完善

在井下低壓電網(wǎng)中，漏電故障占電氣故障的70%左右，因此，漏電故障是影響供電可靠性的主要因素。選擇性漏電保護(hù)可以縮小漏電故障的停電范圍，縮短尋找和消除漏電故障的時(shí)間，可以提高供電的可靠性。另外，選擇性漏電保護(hù)中旁路接地分流技術(shù)的應(yīng)用，可以在較大程度上減小因電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)和電網(wǎng)分布電容所形成的故障點(diǎn)電流，提高了電氣安全程度。實(shí)踐證明，選擇性漏電保護(hù)在提高井下低壓電網(wǎng)的安全性和可靠性方面具有重要的地位。因此，深入地研究電網(wǎng)漏電機(jī)理，不斷完善漏電保護(hù)性能，提高漏電保護(hù)的技術(shù)水平，對(duì)保證井下低壓電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要的意義。

5 結(jié)束語

安全生產(chǎn)，重于泰山。在煤礦電氣控制電路安全管理中，電氣管理人員一定要深入分析引發(fā)此類問題的主要因素，并且積極尋求科學(xué)、合理、有效的解決策略。

[l]蔡善海．淺談井下電氣設(shè)備安全事故與預(yù)防措施[J]．中小企業(yè)管理與科技，2009，(27)．

[2]孫祥明．煤礦電氣控制電路安全管控措施施[M]．北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社,2007．

[3]王麗清，李志新．淺談國(guó)內(nèi)煤礦電氣技術(shù)的發(fā)展方向及展望[J]．科技與發(fā)展200l(12)．

[4]孫志斌，馬儒林．淺析國(guó)內(nèi)煤礦電氣控制電路問題的解決策略[J].礦產(chǎn)開發(fā)與利用，2005，(11)．

On electrical control of coal mine

Li Yingjian
（Qidong Hengyuan company Anhui Wanbei Coal Mine,Suzhou,234000）

The special working environment of coal mine production determines the particularity of the underground power supply system.This paper briefly introduces the structure characteristics and classification of mine electrical equipment,based on the current coal mine electrical control circuit of the common problems are analyzed,and put forward their own solutions.

coal mine; electrical control;common problems; Solutions