对高瓦斯矿井供电可靠性运行的探讨

苏山宏

（山西高平科兴前和煤业有限公司，山西 晋城 048400）

所谓高瓦斯矿井是指矿井相对瓦斯涌出量大于10 m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于10 m3/min的矿井[1]。近年来，随着我国工业发展对于能源需求的急剧增加，煤炭的产量也在急剧增加：从2000年到现在，煤炭产量基本以2位数增长（除2008年由于金融危机，增长率为2.35%）。然而，与之伴随而来的煤矿安全事故也不断发生。煤矿安全事故的原因有多种，其中瓦斯灾害是煤矿安全生产的大敌，是危及矿工生命安全的最大“杀手”，已成为制约煤矿安全生产的主要矛盾，必须把瓦斯治理作为煤矿安全专项整治的重点来抓。

煤矿发生安全事故与许多因素有关，如自然因素、安全技术手段、安全意识和管理水平等。而瓦斯爆炸则大都是由于供电设备产生的火花引起的。一旦电力中断或供电设备出现故障，不仅会影响生产，更有可能发生人身事故或设备损坏，严重时还会造成矿井的破坏。近年来，我国矿下生产制定了更加严格的管理制度，从而对高瓦斯矿井的供用电管理及操作人员的整体综合素质也提出了更高层次的要求。因此，提高煤矿供电系统的安全性和可靠性已成为煤矿安全生产中急需解决的问题。本文就这一问题进行讨论，并提出几点建议。

1 矿井供电的基本要求

由于煤矿生产的特殊性，一旦突然断电，不但会造成财产上的损失，更可能造成人员伤亡，形成大的安全事故。从而要求煤矿供电系统具有不间断供电的能力。

在实际生产中，工作的设备常会发生漏电、超过额定负荷运转等现象，稍有不慎，触电、火灾等事故就会发生。同时，由于煤矿开采的特殊性，更会导致瓦斯、煤尘发生爆炸。因此，必须保证煤矿机电设备的供电安全。

矿井下供电频率和供电电压偏离额定值的幅度不超过规定的范围，即要有良好的供电设备。否则，电气设备的远行情况将会有明显变化，严重时会损坏电气设备。

国家规定一般电气设备使用的交流供电标准频率为50 Hz，偏差不超过±0.2～±0.5 Hz，电压不超过±7%.

合理地确定供电系统，选择质量高、损耗小、价格低的系统设备，尽量保证供电的经济性。

2 煤矿供电系统中存在的问题

2.1 硬件方面

当前，我国大多数煤矿或多或少都存在着一些普遍性的问题，如：通风的设备老化、性能降低、瓦斯抽取系统功率不足、井下电气设备安全系数较低等。部分电气设备超期服役、带病运行，安全性能差、设备完好率低；继电保护不完善或灵敏可靠性差；井下仍存在非阻燃电缆等，这些现象的存在都会导致供电系统可靠性的降低。同时，少数部分矿井采取的是电厂单一供电方式，如果源头发生故障将会直接影响煤矿的用电，进而导致影响煤矿用电安全系数。另外，多数的煤矿都存在线路连接复杂的现象，这在一定程度上也影响了供电的可靠性。

单线路及主变单列运行，供电可靠性差。目前，少数煤矿的2路电源均来自同一个区域变电所。矿内35 kV变电所为线路及主变单列运行。这样，无论是上级变电所还是供电线路或主变，任何一处出现故障都将造成全矿供电中断，对于有高瓦斯涌出的矿井来说，全矿停电所带来的后果非常严重，这样极易造成部分工作面瓦斯超限事故，进而危及矿工及矿井的安全。

供电系统自动化程度低下，仍然依靠传统的人工值班与手动操作来控制供电系统。

2.2 软件方面

各级煤炭行业主管部门对煤矿安全用电的重视程度不够，从而导致对于煤矿供用电设备、设施的投入不足，严重影响了对于设备的维护和保养。在管理方面，缺乏完善的规章制度和长期的规划，经常存在应付了事的现象。

从业人员水平层次不齐，整体水平亟待提高。由于煤矿从业人员大多数是农民工，文化水平较低且流动性较强，对于自动化程度较高的电气设备，经常是凭着经验来做，对于出现的问题也是就事论事。而企业如果对职工的业务培养不能足够的重视，将不但影响生产效率，而且也会带来极大的安全隐患。

3 提高煤矿供电系统可靠性的方法

针对上述存在的问题，结合高瓦斯矿井的实际情况，应做好以下几个方面的工作。

3.1 加大硬件装备的投入力度

加快淘汰落后产能，进行产业升级，选用更加先进的设备。设备的选择应尽量以高效节能型为主；高低压电缆均要尽量选择矿用阻燃电缆；及时对供电系统进行检修。

3.2 合理的电网结构设计及运行方式

目前，确保煤矿供电系统的有效途径是双电源、双回路设计。当某一回路出现故障时，另一回路可作为替代性的选择，两回路不同时运行，但其中一条运行时，另一条必须带电备用；矿井下各变电所、水泵房以及其他的主要设备也应有专用的双回路，如通风机等。在煤矿生产中，为了使通风机的供电更加可靠，通常直接由采区变电所采用高压开关、专用变压器、专用电缆向其供电，同时采用双风机和双电源自动切换装置。

[1]何立新.高瓦斯矿井保证供电安全几项措施的研究[J].煤炭科技，2010.

[2]张学成.工矿企业供电[M］.徐州：中国矿业大学出版社，2005.

[3]陈国强.提高煤矿供电系统可靠性的措施与对策[J].能源技术与管理，2007.

[4]建翼，罗宾，赵小平.基于多层分布式结构的用户供电可靠性研究[J].电力设备，2005.