简要分析煤矿井下供电设备安全思路构建

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【摘要】随着社会主义市场经济的发展，对煤矿的生产提出了更高的要求，然而，在煤矿井下生产中，供电设备是确保井下施工顺利进行的重要保障，其直接关系着矿井的生产安全，若供电设备安全管理不到位，则可能造成严重的安全隐患，因此，分析煤矿井下供电设备安全技术措施是非常有必要的。

【关键词】煤矿生产;供电设备;井下施工;安全技术措施

随着近几年煤矿生产所发生的瓦斯爆炸事故，人们对供电安全引起了高度重视，然而，供电设备的安全性直接关系着矿井的安全生产，因此，分析煤矿井下供电系统存在的安全隐患，包括负荷分配不均、供电电能质量水平低及设备不配套等问题，针对煤矿井下开采的实际情况来制定一套完善的煤矿井下安全供电方案，以保证煤矿井下安全、稳定生产。

一、煤矿井下供电设备供电安全性的重要意义

煤矿企业是我国国民经济发展的重要支柱，随着我国煤矿企业的发展，煤矿安全生产已成为了人们广泛关注的焦点，由于煤矿生产是一个施工复杂、井下开采具有很大局限性的工程，若开采不到位，则可能引发瓦斯爆炸、煤尘污染等问题;若出现漏电问题，则可能威胁人们的生命财产安全，因此，供电安全已作为煤矿安全生产的主要问题，注重煤矿井下供电设备的安全性和可靠性，以保证煤矿开采工作顺利进行。

二、煤矿井下供电系统存在的安全隐患

当前我国煤矿井下供电系统主要存在以下问题：

第一，主变压器容量不足，当前，随着人们对煤矿的需求不断增大，大多数煤矿企业为了扩大煤矿生产，通常采用扩建的方式，这就导致矿井的总负荷远远大于供电系统实际可以承载的容量，进而造成变电站主变压器长期处于容量不足的状态，若不予以解决，则可能发生变压器出现局部过热和绝缘老化的现象，甚至可能出现电缆发热燃烧和瓦斯爆炸等情况，这就给矿井下的工作人员带来了严重的威胁;

第二，使用淘汰设备，在相关政策法规中，要求煤矿生产过程中严禁使用分支线路空气开关，其主要原因是空气开关在生产过程中产生的能量电弧较大，若使用不到位，则会引爆狭窄矿井中充斥的易燃易爆气体，这给煤矿企业造成严重的经济损失;

第三，煤矿井下供电电能质量水平需有待提高，在信息化的时代下，先进的技术和设备在煤矿生产中得到广泛使用，例如大功率机电设备的使用，将大功率机电设备引进到煤矿井下生产中，不仅可以提高煤矿资源的开采效率，也可以提高煤炭企业的生产量，但是，大功率机电设备在运行过程中，因产生的谐波分量通过低压供电线路反馈给供电系统而发生低质量电能情况，这严重影响了煤矿开采设备、检测系统和继电保护系统的正常运转;

第四，安全监测系统自动化水平较低，受技术条件的限制，一些煤矿企业为了节省成本，在煤矿井下并没有设置安全检测系统，导致供电系统不能进行实时监测，这就导致电力调度人员无法在第一时间内掌握井下供电系统的实际运行状态，若发生安全事故，也难以采取措施将安全事故降到最低。

三、煤矿井下供电系统在运行过程中的技术要求

根据国家煤矿安全生产监督管理局和安全监察局颁布的《煤矿安全规程》，其明确规定：

第一，在煤矿井下中，应采取两回路电源供电运行方式，为了确保井下通风系统安全、稳定运行，需要将两回路供电运行方式技术规定延伸到井下采取变电所中，并且将分列运行方式技术规定延伸到局部通风机工地啊的井下变电所中，通过提高供电系统的安全可靠性，可以有效预防井下作业面上机电设备突发事故的发生;

第二，根据井下采取供电机电设备的种类和负荷等级来确定科学、合理的供电方案和运行方式，保证井下作业安全、高效、稳定运行，从而提高矿井安全生产水平。

分析井下供电优化布设方案，对于井下供电电源，其主要由地面变电所经过二台升压隔离装置向井下采区作业面进行供电;然而，地面上两台升压隔离装置的主要作用是通过双电源向井下采区作业面上的所有用电设备进行安全、可靠供电;对于井下动力电压等级，其主要是机电设备功率容量按照6.3kv、660kv、380kv进行优化布设，一般照明、煤电站等电气设备主要按照127V进行供电。因此，针对煤矿井下开采的供电供电系统，煤矿企业需要建立完善的漏电保护体系，采用低压漏电保护器馈电开关，按照规范要求进行接地网和接地极的设置，通过接地铜线、等电位联结体等构成完整的工作接地和系统接地，并将工作接地和系统接地汇集到井下主接地极中，从而构成一个完整的全矿井可靠接地网，以保证煤矿井下供电系统的安全性、可靠性。对于井下高低压电动机，一般选用矿用低压磁力启动器、真空启动器进行控制，为了避免电动机出现短路和漏电现象，应对电动机进行综合保护，这就要求需要在电机控制箱内安装继电保护系统。在采区掘进工作面上，应完善继电保护闭锁装置，实行风电、瓦斯电等闭锁工作，并在回采工作面上建立完善的防护系统，从而实现瓦斯电闭锁。另外，对于井下供电电缆的优化设计，应满足国家安全技术规程的煤矿矿用产品安全标志的阻燃性电缆，并建立完善的煤矿井下供电运行维护技术措施，确保煤矿井下的各个电气设备系统处于良好的工作状态中，从而提高井下供电的安全可靠性。

四、煤矿井下供电设备安全思路构建

（一）提高煤矿井下供电系统的供电可靠性

在煤矿井下开采中，若出现供电中断时，则可能引发人员伤亡、设备损害事故的发生，这在一定程度上造成了严重的经济损害，甚至可能造成巨大的社会负面影响，因此，确保供电的安全性和可靠性，在每一矿井采取两回电源供电的方式，在井下变电所中，采取两路互为备用电源进行供电，必须从井下供电双回路电源回路引自不同的发电厂，并设置安全可靠的自动切换装置，通过这样的装置，当电源回路发生故障时，则会通过自动切换装置来快速恢复供电，以保证煤矿井下的安全生产。但需要注意的是：对于井下供电的两回电源回路，应单独设置，不能与其他负荷进行分接共用。另外，对于一些大型煤矿，为了确保煤矿井下供电的安全可靠性，在井下供电时，可以采取两回供电电源的方式，同时设置井下柴油发电机、主通风系统、立井提升系统和主排水系统等一类负荷用电，从而有效避免两回路电源同时出现故障。

（二）完善井下供电继电保护方案

继电保护设备系统是确保煤矿井下供电安全性的关进，完善井下供电继电保护方案，并对继电保护装置进行改善，从而提高供电系统的可靠性和速动性。因此，对于高压动力设备和控制设备，如井下高压电动机、动力变压器等，其主要按照相关规范要求设置过负荷、欠压释放、短路等保护功能，然而，对于井下供电系统继电保护方案的优化设计，需要根据井下作业用电负荷类型、分布位置及保护等级有针对性地进行设计，采用各种先进的技术措施来减少供电事故的发生，提高井下供电的安全性、可靠性，以保证井下开采顺利完成。

（三）合理优化布设

由于煤矿井下施工是一项环境复杂、风险性大的工程呢，为了确保井下供电系统的安全可靠性，减少安全事故的发生，应对煤矿井下供电系统进行优化布设，采取提高井下供电电压等级、增大供电电缆经济截面、分列分段供电及合理调节供电方案等技术措施，并加大井下供电系统运行的维护力度，以保证井下供电作业安全。

（四）井下安全在线监测系统

在煤矿井下引入电气设备状态在线监测系统，实现煤矿井下供电系统全过程动态管理，利用煤矿井下电气设备在线监测系统对井下电网和电气设备运行工况等性能进行监测，根据所监测的相关特性数据来判断井下供电系统故障，通过对供电故事发生区域进行快速、准确的判断，并有针对性地提出有效的措施，及时去切断相应事故区域的电源，以保证非故障区域不受影响，进而确保非故障区域供电安全。

（五）加大供电设备的检查力度

由于煤矿井下供电设施有一定的使用年限，其会随着用电设备功率容量和性能参数的变化而变化，这就要求煤矿企业对超出使用年限的设备进行升级改造或更新换代，严格按照检修维护计划对井下供电设备进行维护和检修，在维修、检修过程中，若发现井下防爆电器设备的防爆性能下降，应对其进行更换处理，严禁不符合安全规程的机电设备在井下采取作业面上继续使用，及时进行更换处理，以减少设备安全事故的发生，提高煤矿井下供电设备的安全可靠性。然而，对于处于使用年限范围内的机械设备，应定期对其进行维修保养，检查机械设备的运行状况，及时对需要修理的电气设备进行修复，避免因安全事故的发生而造成不必要的经济损失。

另外，为了确保煤矿井下安全生产，作业人员应通过安全监测系统传输的数据资料进行故障判断，并采取有效的技术措施，以减少安全事故的发生。

五、结束语

煤矿企业在我国国民经济发展中扮演着重要角色，随着我国国民经济的发展，对煤矿生产提出了更高的要求，同时随着近几年瓦斯爆炸等事故的频繁发生，国家对煤矿安全生产引起了高度重视，然而，供电设备是煤矿井下生产的重要设备设施，其直接决定了煤矿井下的安全生产水平，因此，在实际操作过程中，应注重煤矿井下安全生产，对供电系统进行合理优化设计，在煤矿井下设置在线监测系统，加大井下供电设备的检修维修力度，并完善继电保护设备系统，提高供电设备的安全可靠性，以保证煤矿井下开采顺利进行。

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