关于提高煤矿井下低压供电安全性的探讨
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【摘要】供电安全对于煤矿安全生产来讲关系重大。在我国，许多煤矿井下低压供电还存在着一些安全隐患，如使用国家明令淘汰的开关设备、主变压器过负荷运行、在线监测水平低、谐波污染严重、电工违章操作或误操作等，提高井下低压供电安全，可以采取的措施有优化电网结构、配置先进的在线监测系统、选用新型无功补偿及消谐装置、构筑完善的低压供电系统继电保护措施等。
煤矿供电系统是煤炭企业生产的主要动力来源，矿井的大部分设备都直接或间接地以电力为动力，一旦电力中断，生产将被迫停止。煤矿供电与其他企业相比有着很大的差别。其主要特点是高压、低压都高于地面工厂企业，换句话说，地面供电的电压等级煤矿可用，但煤矿供电电压等级工厂都不用，有交流电同时还有直流电，有普通电器也有隔爆式电器，井上井下系统比较复杂。井下供电不仅是井下变电所和配电点分散，供电距离长，又受巷道窄矮环境限制，电气设备和供电电缆随时都可能遭受挤、压、砸、水浸的自然恶劣环境的威胁，由于矿井湿度达90%以上，使电气设备绝缘容易受潮发生接地漏电短路、人身触电等事故。万一隔爆电气设备失爆，又容易引起矿井瓦斯和煤尘爆炸事故，其危害之大，后果之严重都是无法预计的。为此要加强矿井供电安全管理，确保煤矿安全生产和职工的身心健康不受到伤害，促进矿井的和谐、健康、可持续发展。在此，本文将对煤矿低压供电的安全管理加以探讨。
1煤矿井下低压供电系统中的安全隐患
低压供电系统为煤矿井下开采提供主要动力源，将电能转换成其它煤炭采掘机械能源。低压防爆电气设备是煤矿安全可靠开采必需的供电设备和继电保护控制设备，其工作性能水平高低不仅直接影响到煤矿井下低压供电系统能否高效可靠正常供电，同时还影响到采掘工作面上的所有生产设备是否具有良好的工作效率。因此，如何结合先进的技术装备，解决矿井低压供电系统的电气防火防爆安全问题，保障井下工作高效有序进行已成为煤矿供电运行管理人员的一种重要工作内容。煤矿井下供电系统中采用防爆型及增安型电器设备，在很大程度上提高了低压供电系统的安全水平，但是由于大多煤矿井下供电系统存在负荷分配不均、谐波污染严重、设备型号不匹配等问题，给井下安全用电埋下了许多安全隐患，现结合自我工作经验，对煤矿低压供电系统中存在的一些安全问题进行总结分析。
1.1使用国家明令淘汰的开关设备
随着井下用电设备、控制设备等电气设备的增多，其对供电安全可靠性也提出了更高的要求。国家已经明令淘汰一批防爆性能较差的空气开关设备，以提高矿井安全性能水平。但有些煤矿由于改造资金缺乏或企业法人不重视等因素存在，依然在矿井中大量使用已淘汰的空气开关设备，直接影响到井下低压供电系统的安全可靠性能。
1.2主变压器过负荷运行
随着煤炭产量的逐年提高，特别是在市场竞争经济环境下，有些煤矿的生产量远远超过原设计能力，采掘运输设备能力也必然大幅度提高。大量大功率机械设备被广泛应用到井下煤矿开采过程中以满足矿井生产量的需求，但同时也给安全供电带来了问题。在没有对煤矿供电系统进行整体改造的基础上，就在井下低压供电系统中增加大量大功率机械设备，从而导致中央变电所中的主变压器容量满足不了井下用电负荷增加的要求，使变压器长期运行在过负荷工况下，导致变压器出现过热、绝缘老化严重、供电性能水平降低等情况，严重时还会出现变压器烧损甚至引发火灾等严重事故，给煤炭开采企业带来巨大经济损失。
1.3井下供电系统在线监测水平较低
有些矿井在进行低压供电系统设计和技术改造时，没有配置相关实时监测监控系统，井下供电系统在线监测水平较低，导致地面电力运行管理人员，无法实时掌握井下供电系统及相关设备的实际运行工况数据信息，对所发生的故障情况无法及时作出整改和补救决策，从而造成事故进一步扩大，大大降低了煤矿供电安全性能。
1.4低压供电系统谐波污染严重
电力电子技术、计算机技术、控制技术等进一步发展，各种先进的煤炭开采动力和控制设备在煤矿矿井中得到广泛推广使用，有效提高了我国煤矿电气综合自动化水平。但大量以半导体器件为主的电气设备在供电系统中的应用，其正常运行时所产生的谐波分量会直接反馈到矿井低压供电系统中，造成电网被严重污染，供电电压发生严重畸变，不仅造成各类控制开关设备的继电保护系统出现误动、拒动等现象。
1.5电工违章操作或误操作
为了提高煤炭生产量，矿井中经常出现多工种同时作业的情况，这就给安全用电提出了更高的要求。在煤炭开采过程中，受现有技术装备条件和工人操作技能素质水平等因素的影响，加上井下安全用电制度的不完善，井下电工误操作或违章作业时有发生，习惯性违章操作已成为井下工作人员人身财产安全的重大威胁，不仅会造成了人身发生触电伤害，同时习惯性不规范操作会使设备出现带电作业，其产生的电火花很容易引燃井下的可燃气体，造成严重的瓦斯爆炸事故。
2提高煤矿井下低压供电安全性的措施
2.1优化低压供电电网结构
合理可靠的低压供电电网结构是低压供电系统安全可靠、节能经济运行的重要保障基础。对煤矿井下低压供电系统而言，不但要求整个馈电网络精干、高效，而且还要求馈电电源具有高效稳定等特性，在进行设计和技术改造时要采用双电源、双回路等供电模式，有效提高矿井低压供电系统安全可靠性。
2.2配置先进的电力在线监测系统
井下采掘工作面上的电气设备应随市场采掘设备的更新而及时淘汰，应结合《煤矿安全规程》为矿井供电系统配置先进电力在线监测系统。对于供电系统中存在的高隐患非安全型或高耗能型设备应予淘汰并重新规划选型。要下大力气加大资金投入，以提高低压供电系统的安全可靠性能，保证井下煤炭开采工作高效经济进行。
2.3选用新型无功补偿及消谐装置
在对煤矿矿井低压供电系统进行规划建设和技术改造过程中，选用新型动态无功补偿及消谐装置不仅可以有效提高矿井低压供电系统的供电可靠性和供电质量水平，为煤矿电气供电系统提供功率因数和供电质量均良好的电能资源。同时还可以有效抑制供电系统中的高次谐波分量，减少非线性负载在运行过程中对供电系统的冲击，保证各类用电设备高效稳定的运行，提高其综合使用寿命。
2.4构筑完善的低压供电系统继电保护措施
在低压供电系统继电保护设计和技术改造时，应充分结合分级闭锁和选择性断电技术，保证各电气设备高效稳定运行，为矿井低压供电系统安全供电提供较为良好的技术保障。在低压供电系统中按照分级闭锁和选择性断电原则，构筑完善的继电保护措施，可以有效杜绝工人习惯性违章带电操作引发触电伤亡和瓦斯爆炸事故发生，从而有效提高矿井低压供电系统防火防爆的安全性能水平。
3结束语
煤矿供电的安全生产不仅关系到矿井职工的生命财产安全和矿井的经济效益，更重要的是与社会经济的发展息息相关。煤矿供电安全是一项长期的、持久的工作，也是一个十分庞大复杂的系统工程。我们必须认识到煤矿安全、可靠供电的必要性和重要性，及时增加设备投入，加强职工的供电保护意识，改善供电设备的维护管理，严格执行管理制度，这样才能及时消除事故隐患，确保矿井的安全生产。
参考文献：
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