提高煤矿供电安全可靠性综合措施研究

王瑞

摘 要：煤炭资源的开采大多是在井下进行的（露天煤矿除外），由于煤层结构十分松散加之作业空间狭小，使得矿井里的环境十分恶劣，一旦发生事故，往往会照成极大的人员伤亡和财产损失，所以煤矿安全一直被放在煤矿开采的首要位置。煤矿供电是整个煤矿开采过程的重要环节，它为煤矿的有效运作提供了能源和动力，如果其安全可靠性得不到保证，必定会对整个煤矿矿井带来安全隐患，甚至产生严重后果，所以，供电安全是整个矿井安全的前提和保障。文章就目前煤矿供电系统中容易出现安全隐患的地方进行了阐述，并由此提出了提高煤矿供电安全可靠性的综合措施。

关键词：煤矿开采；矿井安全；煤矿供电系统；安全可靠性保障

前言

在煤矿开采的过程中，地下矿井的空间结构十分狭窄和封闭，其中的瓦斯等易燃易爆和采掘衔接不当是造成煤矿重大事故的两大“元凶”，而追究其根本原因，往往是电力系统发生故障起因之一，另外电力系统漏电会造成工作人员触电死亡的事故也常有发生。就我国而言，每年因为供电问题导致的煤矿恶性事故就多达数十起，而事故的发生一般会出现大量的人员伤亡，事故的处理以及事故对生产的阻滞又带来巨大的经济损失。因此，国家和企业越来越重视煤矿供电系统的安全可靠性，一方面开始选用更加高效稳定的供电设备，一方面不断的完善煤矿供电安全制度，虽然近几年煤矿安全事故频发的局面有所改善，但是目前煤矿供电系统中仍然存在一些安全隐患，必须得到重视和解决。

1 煤矿供电系统常见的安全隐患

1.1 主变压器往往是在超负荷的状态下运行

主变压器在设计和安装时是考虑了其容量的，但是由于煤矿开采效率的提高，各种大功率的开采设备不断地添加和使用，使得容量超出设计水平，加之考虑到成本问题，许多企业没有适时地改进供电系统，这就使得主变压器长期在过负荷的状态下运行，过负荷运行造成变压器老化加速、供电效率降低，甚至会引发自燃和火灾，给企业带来严重后果。

1.2 电源的供给布局和设置不合理

根据国家相关规章制度的规定，矿井应当建立两条独立的回路电源线，以确保其中一条发生故障时另一条可以马上提供矿井内所有设备的电能。但是在实际的设置过程中，一些小型煤矿企业为了节约成本，将两条电源线连接在同一电源上，这样往往会导致两条线路同时断电，而多数煤矿虽然没有使用同一电源，但是另一回路还达不到要求。矿井内的设施完全不能运转，特别是矿井内的通风和排水设备一旦停止工作，就会造成特大事故。

1.3 谐波对电网造成污染

矿井之中运作的设备很多都是大型电机设备，比如主井提升系统，由于其功率很大，再加上地下开采复杂的环境影响，这些设备产生的谐波分量会对电网造成污染，使得供电的电压不稳定，继而使得设备出现误动和拒动现象。目前在许多矿井，变频技术已广泛应用于地面提升系统及综采工作面设备启动，不仅减少谐波分量，而且大大降低了矿井电能输出，间接增加了企业效益。

1.4 工作人员的违章操作

在实际的操作过程中，由于工作人员安全意识的淡薄和专业技能不过关，再加上缺乏规范的操作制度和严格的问责制度，一些违反正规操作的习惯长期存在。这样很容易出现工作人员的触电事故，更严重的会引起设备产生火花，引燃井下可燃气体，发生爆炸事故。

1.5 设备陈旧，更新不及时

随着开采量的加大和工作效率的提高，煤矿开采对于电力设备的要求也在不断提高，目前的供电系统要求达到数字化和自动化水平，比如嵌入式计算机的运用。但是由于部分企业缺乏安全意识，不重视设备的更新，使得很多工作效率低下，存在安全隐患的设备还在运行，直接影响了矿井供电系统的安全可靠性。

安全检测系统没有达到自动化的要求或是不能很好的发挥作用。由于技术水平和资金投入的限制，目前很多煤矿开采企业没有建立完整和自动化的实时安全监测及监控系统，致使井下供电系统的综合运行工况数据信息不能实时反馈回地面，导致地面相关电力调度管理人员无法技术掌握井下供电系统运行情况，对可能发生的安全隐患和故障无法及时作出有针对性的操作和补救决策，引起事故进一步扩大，造成巨大的人身财产损失。另一方面在大型煤矿，变电所设备已经安装监控设备：包括风电闭锁、瓦斯电闭锁，远程遥控，但由于煤矿井下环境潮湿，对监控线路的影响，无法做到实时监测、遥控的目的。

2 提高煤矿供电安全可靠性的主要措施

2.1 构建完善合理的井下供电结构

要使煤矿供电系统更加地安全可靠并高效节能的运行，必须要建立一套合理且可靠的供电电网结构。使用由地面变电所通过消弧线圈接地、双电源、分段运行方式向井下中央变电所供电，由中央变电所向各采区变电所配出是辐射式供电方式；要及时的优化内部线路结构，减少不必要的环节和线路，缩小主变压器的负荷压力，使整个供电系统稳定有效的运行。另外还要对供电设施进行保护包括过电流保护、低电压保护、断路器失灵保护等。

2.2 引进新型的消除谐波设备和无功补偿装置

在设备件的有功容量和无功容量间进行自动调节，不但能为矿井内的各个设备提供功率因数和供电质量都十分良好的能源动力，更重要的是能有效地抑制矿井下供电系统中各个设备运行是所产生的谐波分量，避免供电网络受到谐波的污染。可以使用静止无功发生器（SVG）这一先进技术，SVG通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功能量的变换，相当于是一个可变的无功电流源，能极快地进行响应。

2.3 优化和升级电力监控和保护系统

首先是要在煤矿中配置先进且完善的实时在线的安全检测系统，对供电设备的性能和安全稳定性进行全方位的监测；其次要运用选择性断电和分级闭锁等先进技术，这些先进的技术能够有效地实现风险检测和防范的智能化，将触发危险事故的可能性降到最低。合理可靠的供配电结构是煤矿井下开采安全可靠、节能经济用电的重要基础保证。

2.4 建立严格规范的操作制度，提高工作人员的安全意识

许多大型煤矿事故在经过调查之后会发现事故发生的原因往往是微小细节上的失误，而这些失误大多是由工作人员操作不当引起的。因此，工作人员在井下的操作规范必须被重视，国家要出台专门针对员工的法律法规对其行为进行约束，企业内部也应当制定严格的制度，并积极落实。另外，要建立针对员工操作的监督系统，对失误性的操作要及时更正，并对相关人员进行责任追究。最后，要经常性的对工作人员进行技术培训和安全意识教育。

2.5 增加企业在供电安全可靠性的投入，及时淘汰设备，增加先进设施建设的投入

企业在生产过程中不应当只看重眼前的收益，而要把目光放在矿区长期稳定发展和安全上。加大对于煤矿供电系统设备的更新和维护费用的投入，对于不合格或者老化的设备要及时地更换。另外要在每个季度的的预算中成立专项的供电安全资金以保证各项安全设施的建设。发现井下防爆电气设备的防爆性能遭受破坏，必须及时进行更换和处理，严禁继续使用。

3 结束语

煤矿的供电系统是在极为复杂和恶劣的环境中运行的，其安全可靠性的提高也是一项系统和全面的工程，它不仅需要投入大量的人力物力和财力，更关键的是要培养工作人员的安全意识和运用更加科学有效的管理方法。做好了煤矿供电系统的安全工作，就能为整个矿井的安全增添一份保障，就能避免井下工作人员的生命安全和矿区的财产安全，进而使煤矿开采更加地稳定和高效。

参考文献

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