淺析如何提高礦井供電安全的可靠性

陳培剛

摘要：電力作為煤礦生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿Γ涔╇姷陌踩?、可靠直接影響著煤礦企業(yè)的日常工作。由于煤礦井下電氣設(shè)備頻繁移動(dòng)、負(fù)荷變化大，尤其啟動(dòng)大型采掘設(shè)備產(chǎn)生的強(qiáng)大的電流直接沖擊電網(wǎng)。因此，需要采取措施確保礦井供電安全的可靠性?；诖耍恼峦ㄟ^分析煤礦井下供電安全存在的問題，同時(shí)提高井下供電安全可靠性的措施，為煤礦開采企業(yè)組織開展工作提供參考。

Abstract： Electricity is the main driving force of coal production. The safety and reliability of its power supply directly affect the daily work of coal mining enterprises.Due to the frequent movement of underground electrical equipment in coal mine and the great change of load， especially the powerful current generated by starting large mining equipment directly impacts the power grid. Therefore， measures need to be taken to ensure the safety of mine power supply security. Based on this， the article provides a reference for the coal mining enterprises to organize their work by analyzing the problems existing in the underground coal mine power supply safety and improving the safety and reliability of underground power supply.

關(guān)鍵詞：供電安全；可靠性；煤礦供電

Key words： power supply security；reliability；coal mine power supply

中圖分類號(hào)：U223.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）18-0047-02

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，國家對(duì)煤炭的調(diào)控力度在不斷地加大，煤炭資源在國民經(jīng)濟(jì)安全發(fā)展中的重要性越加明顯，礦井供電安全問題也越來越突出。為了更好地利用煤炭資源，充分挖掘煤炭資源的價(jià)值，需要采取各種措施提高礦井供電安全的可靠性。

從實(shí)際工作情況來看，與其他行業(yè)的工作相比，開采煤炭資源的工作更為惡劣，這是因?yàn)槊禾块_采工作處于井下陰暗潮濕的環(huán)境中，為了確保煤炭開采工作順利進(jìn)行，需要借助供電系統(tǒng)為各機(jī)械設(shè)備提供運(yùn)行所需的電能。但是，在運(yùn)行過程中，煤礦的井下供電系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種問題，進(jìn)而引發(fā)一系列的安全事故，在一定程度上阻礙了煤礦資源開采工作的順利進(jìn)行，尤其是安全事故較為嚴(yán)重時(shí)，甚至直接危害工作人員的人身安全，給煤炭開采企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，阻礙煤炭開采企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展?；诖耍岣呙旱V井供電安全性的可靠性，受到煤炭開采企業(yè)，以及理論界的普遍關(guān)注。

1 煤礦井下供電安全存在的問題

對(duì)于煤礦開采企業(yè)來說，在日常工作中，發(fā)生供電安全事故，一方面嚴(yán)重威脅到煤礦開采人員的生命安全，另一方面直接降低開采煤礦的效率在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，個(gè)別煤礦開采企業(yè)往往忽視了日常供電安全工作，導(dǎo)致對(duì)供電系統(tǒng)疏忽管理，造成設(shè)備失保、失爆、漏電等各類事故的發(fā)生，直接威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，在這種情況下，煤礦安全生產(chǎn)問題受到社會(huì)的普遍關(guān)注。對(duì)于煤礦開采企業(yè)來說，為了確保煤礦開采工作順利進(jìn)行，需要全面分析引發(fā)安全事故的原因，然后采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。通常情況下，煤礦井下供電安全存在的問題主要表現(xiàn)在以下方面：

1.1 變壓器的容量不夠

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)煤炭資源的需求量猛增，為了滿足社會(huì)對(duì)煤炭資源的需求，各煤炭開采企業(yè)都在積極擴(kuò)建礦井。從投入與產(chǎn)出的關(guān)系來說，擴(kuò)建礦井規(guī)模，必然會(huì)帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備、人員數(shù)量的增加，進(jìn)而對(duì)電能的需求量也大大增加，也就是說，產(chǎn)出的增加，必然要求投入的增加，在煤炭開采中，如果沒有實(shí)時(shí)調(diào)整供電系統(tǒng)，必然會(huì)導(dǎo)致主變壓器與各分變壓器的容量難以匹配礦井的用電需求。在這種情況下，將導(dǎo)致供電系統(tǒng)的主變壓器、各分變壓器超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而引發(fā)變壓器局部發(fā)熱、絕緣層老化等一系列的問題，在一定程度上增加發(fā)生漏電事故的幾率，同時(shí)嚴(yán)重影響變壓器的使用壽命。

1.2 供電質(zhì)量差

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)必然推動(dòng)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，甚至?xí)嵏材承┬袠I(yè)。對(duì)于煤炭開采企業(yè)來說，隨著開采難度、開采規(guī)模的增加，必然要引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備（性能高、功率大），從某種意義上說，引進(jìn)和應(yīng)用這些先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備，在一定程度上可以提高煤炭資源的開采效率。但是，在實(shí)際運(yùn)行過程中，這些先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備會(huì)產(chǎn)生不同程度的諧波分量，導(dǎo)致這些諧波分量沿著低壓供電線路返回供電系統(tǒng)，進(jìn)一步降低了供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。在供電系統(tǒng)中，低質(zhì)量的電能一方面影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，另一方面影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使得供電安全失去可靠性。

1.3 使用落后的繼電保護(hù)設(shè)備

煤礦開采作為安全事故的多發(fā)區(qū)，為了確保煤礦井下的供電安全，以及保證作業(yè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，各煤礦開采企業(yè)積極采用先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備。但是受自身財(cái)力、人員等因素的影響和制約，一些企業(yè)難以采用先進(jìn)的微機(jī)繼電保護(hù)，進(jìn)而依然采用傳統(tǒng)的電磁式、機(jī)械式等繼電保護(hù)，從實(shí)際運(yùn)行情況來看，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)操作復(fù)雜、可靠性低，并且容易受人為因素的影響，同時(shí)繼電保護(hù)設(shè)備性能水平低，二次設(shè)備不能有效發(fā)現(xiàn)故障。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)繼電保護(hù)（網(wǎng)絡(luò)化、智能化）逐漸取代傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，這種保護(hù)系統(tǒng)具備采集、監(jiān)視、控制、自檢查功能，通過一臺(tái)設(shè)備可以發(fā)現(xiàn)輸電線路的故障、輸電線路負(fù)荷、供電的安全性、可靠性。

1.4 缺乏有效的監(jiān)測(cè)

受自身資金規(guī)模的影響和制約，一些煤礦企業(yè)沒有將用于設(shè)備更新的資金全部投入到設(shè)備更新中去。安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，難以對(duì)井下安全事故進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，還有一些企業(yè)由于自身的監(jiān)測(cè)技術(shù)水平較低，雖然安裝了相應(yīng)的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但是自動(dòng)化監(jiān)測(cè)程度較低，難以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井下的安全信息，更不能將監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋給監(jiān)測(cè)部門。對(duì)于煤礦開采企業(yè)來說，這些現(xiàn)象的存在，難以提高礦井供電安全的可靠性，礦井供電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況也難以被監(jiān)測(cè)部門所掌握，當(dāng)出現(xiàn)問題的時(shí)候，也就無法在第一時(shí)間給予有效處理。

1.5 設(shè)備檢修維護(hù)不到位

一些企業(yè)，為了片面的追求經(jīng)濟(jì)效益或產(chǎn)量，不斷地壓縮設(shè)備檢修時(shí)間，縮減維護(hù)人員，減少設(shè)備維修維護(hù)成本，忽視了正常有效的檢修對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行所起到的關(guān)鍵性作用，造成設(shè)備出現(xiàn)失保、失爆現(xiàn)象。忽視預(yù)防性檢測(cè)檢驗(yàn)對(duì)設(shè)備隱患的預(yù)知預(yù)判的作用，錯(cuò)過最佳事故處理時(shí)機(jī)，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的漏電事故時(shí)，將有可能導(dǎo)致輸電電纜間隙性放電產(chǎn)生電火花造成嚴(yán)重的事故，直接威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 提高井下供電安全可靠性的措施

在新的歷史時(shí)期，煤礦開采企業(yè)需要全面貫徹落實(shí)黨的十九大精神，同時(shí)將其轉(zhuǎn)化為加強(qiáng)安全生產(chǎn)工作的具體行動(dòng)。由于煤礦生產(chǎn)一般在井下作業(yè)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)空間狹窄、空氣潮濕，井下不僅有涌水，而且還有瓦斯、煤塵等，尤其是采掘現(xiàn)場(chǎng)，電氣設(shè)備移動(dòng)頻繁，負(fù)荷變化大，大型采掘設(shè)備直接啟動(dòng)，強(qiáng)大的電流沖擊電網(wǎng)等。因此，供電必須確保安全、可靠，并且要有良好的供電質(zhì)量和供電能力。對(duì)此，煤礦開采企業(yè)可以從以下方面著手，提高井下供電安全的可靠性。

2.1 配備完善的輔助設(shè)施

無論礦井任何回路發(fā)生停電事故，另一回路必須給予實(shí)時(shí)的供電，確保礦井通風(fēng)、排水、瓦斯抽放、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、調(diào)度通訊系統(tǒng)等正常運(yùn)行。尤其是正在運(yùn)行的主扇，如果因停電而停機(jī)，需要立即啟動(dòng)另一臺(tái)主扇，保證礦井正常通風(fēng)。對(duì)于煤礦開采企業(yè)來說，為了確保煤礦供電系統(tǒng)的電源正常運(yùn)行，防止因電源問題影響正常的供電工作，對(duì)此，每個(gè)礦井可以根據(jù)自身的實(shí)際情況，配備多個(gè)備用電源，借助備用電源保證日常供電的可靠性。通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)作為井下煤炭開采的重要系統(tǒng)，為了確保其正常運(yùn)行，煤炭開采企業(yè)可以設(shè)置專門的配電設(shè)備，這幾個(gè)系統(tǒng)的正常用電通過單獨(dú)的電源進(jìn)行供電。針對(duì)井下供電，可以借助雙回路的方式進(jìn)行供電處理，同時(shí)結(jié)合回路的實(shí)際情況，可以接入不同的變電所，以及安裝設(shè)置可以自由切換回路的輔助設(shè)施。在供電系統(tǒng)中，通過上述處理，如果一個(gè)電源回路發(fā)生故障，供電系統(tǒng)通過切換回路的方式，最大限度確保供電的可靠性。

2.2 科學(xué)合理的布設(shè)線路

對(duì)于煤礦開采企業(yè)來說，在布設(shè)供電線路方面，與地面相比，地下的供電線路比較長。由于供電線路較長，發(fā)生漏電問題的幾率相對(duì)比較大，無形中給供電埋下安全隱患。煤礦開采企業(yè)要想徹底擺脫這種困境，需要對(duì)供電線路進(jìn)行合理布設(shè)，通常情況下，合理布設(shè)供電線路，一方面可以有效提高供電效率，另一方可以有效減少電損。從實(shí)際情況來看，合理布設(shè)供電線路的方式主要包括分列分段供電、提高電壓等級(jí)、增大電纜截面三種：首先，分列分段供電。這種布設(shè)方式可以根據(jù)不同地區(qū)的用電量，為其提供相應(yīng)強(qiáng)度的電能；其次，提高電壓等級(jí)。這種布設(shè)方式在一定程度上可以減少供電時(shí)的電損；第三，有效增大電纜截面。這種方式可以提高供電的效率減少線路損耗。

2.3 實(shí)施繼電保護(hù)

所謂繼電保護(hù)系統(tǒng)是指當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向管理人員發(fā)送警告信號(hào)，提示管理人員對(duì)故障進(jìn)行處理。對(duì)此，煤礦開采企業(yè)要想提高井下供電安全的可靠性，可以借助繼電保護(hù)系統(tǒng)，通過完善繼電保護(hù)裝置、優(yōu)化保護(hù)系統(tǒng)，最大限度提高供電安全的可靠性。對(duì)于繼電保護(hù)方案，煤礦開采企業(yè)需要根據(jù)井下供電系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助繼電保護(hù)措施對(duì)高壓動(dòng)力設(shè)備、控制設(shè)備等進(jìn)行繼電保護(hù)。為了提高繼電保護(hù)水平，在設(shè)計(jì)繼電保護(hù)方案時(shí)，需要綜合分析當(dāng)前的行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，采用先進(jìn)的技術(shù)，以此提高供電安全的可靠性。

2.4 對(duì)供電設(shè)施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)

任何事物的出現(xiàn)，從誕生到滅亡都要經(jīng)歷一個(gè)過程，同樣，供電設(shè)施也有自身的使用年限，對(duì)于供電設(shè)施來說，在正常使用過程中，需要進(jìn)行定期的養(yǎng)護(hù)，以此確保自身正常運(yùn)行。但是，在組織開展煤礦開采工作時(shí)，如果煤礦企業(yè)不對(duì)供電設(shè)施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，就會(huì)難以發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)備故障，甚至?xí)M(jìn)一步惡化故障，進(jìn)而縮短供電設(shè)施的使用壽命。為了充分挖掘供電設(shè)施的使用價(jià)值，煤礦企業(yè)需要實(shí)時(shí)關(guān)注檢測(cè)供電設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，確保其正產(chǎn)運(yùn)行。針對(duì)正常運(yùn)行的供電設(shè)施，需要對(duì)其進(jìn)行定期、全面的養(yǎng)護(hù)，第一時(shí)間排除潛在的故障，防止故障進(jìn)一步惡化。對(duì)于超出服役年限的供電設(shè)施，煤礦企業(yè)必須對(duì)其進(jìn)行更換，避免發(fā)生不必要的事故，以此確保供電安全的可靠性。

3 結(jié)論

電力作為煤礦生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿?，而煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境又較為特殊，不僅有易燃、易爆等可燃性氣體，同時(shí)存在腐蝕性氣體，潮濕、電網(wǎng)電壓波動(dòng)大等，因此，對(duì)煤礦進(jìn)行安全、可靠的供電，無論是提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益，還是確保安全生產(chǎn)，都有著十分重要的意義，需要煤礦開采企業(yè)采取措施提高煤礦井下供電安全的可靠性，同時(shí)結(jié)合自身的實(shí)際情況，對(duì)影響供電安全可靠性的各種因素進(jìn)行綜合分析，通過配備輔助設(shè)施、合理布設(shè)等舉措，在一定程度上全面提升供電安全的可靠性。

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