煤矿电气控制电路常见问题及解决策略*

彭 湃

(同煤集团忻州窑矿综采三队，山西大同 037021)

0 引言

煤矿是推动经济发展的三大能源之一，煤炭行业也以煤矿丰富的资源储量在我国经济发展中占有举足轻重的地位。然而煤炭生产条件十分恶劣，煤矿电气系统中存在很多安全隐患，这给煤矿生产作业的顺利进行增加了相当大的难度，如果不能及时发现其中存在的问题，很容易发生煤矿事故，后果不堪设想。

1 煤矿用电气设备简介

煤矿用电气设备，即在矿井中使用的各种电气设备，是电气控制电路的主要操纵部分，也是保证各项工作有序进行的前提之一。煤矿井空间狭窄决定了煤矿用电气设备体积小的特点;该设备需要频繁的移动，所以煤矿用电气设备必须便于移动，从而可以更好的被煤矿工作人员使用;煤矿用电气设备工作环境恶劣，工作面的爆破以及岩石塌落很容易砸坏设备，这就要求该设备必须具有坚固的外壳。煤矿用电气设备是煤矿生产的必备设备之一，其主要类型如下。

1．1 矿用一般型电气设备特点

矿用一般型电气设备具有坚固的外壳，可以起到保护内部机构的作用;连接时需要使用插销，解决了明线头外露的问题;机械闭锁和电气闭锁装置可以防止在外装置未盖好时送电。

1．2 矿用防爆型电气设备

矿用防爆电气设备 系指按GB3836．1－2000标准生产的专供煤矿井下使用的防爆电气设备。矿用防爆型电气设备装有具有很好的隔爆、耐爆的功能的隔爆外壳，这一功能使其能承受内部瓦斯爆炸的压力，从而起到保护外壳的作用，大大减小了外部瓦斯燃烧和爆炸的可能性。提高外壳的机械强度是保证防爆外壳耐爆性方法之一［1－2］。

2 煤矿电气控制电路常见问题

2．1 短路故障

在电路中，电流不流经用电器，直接连接电源两极，则电源短路。不同电位的路线连接不当很可能会导致短路，从而设备无法正常使用。线路长期运行发生的磨损或老化是引起电气控制电路短路的主要原因，安装人员操作不当也会发生短路。所以在设备安装和检修过程中要规范行为，减少短路现象的发生。

2．2 断路问题

在电子控制系统中断路的原因如下:一是煤矿生产过程中环境恶劣，电气系统中的线路长期运行导致线路磨损、老化相当严重，很容易导致断路;二是安装和检修时操作不当，使得线路接触不良;三是环境因素导致断路。

2．3 引爆雷管

由于目前技术限制，采掘工作面时必须要用放在附近的雷管引爆，当采掘工作面的轨道、带式输送机的钢丝绳、电缆中有散杂电流通过时，它们就会与大地及接地网中的接地体间产生电位差，即杂散电压。如果采掘巷道内轨道与有架线电机车运行的运输大巷的轨道不完全绝缘，则会产生较大的杂散电压，若杂散电压的两极恰好被雷管的两根脚线触及，则会有电流流过雷管，如果此电流超过300 mA，则会引发雷管爆裂事故，后果不堪设想，如果不想办法解决这个问题，将会造成更多的事故，财产损失的同时也给人们的安全带来极大的威胁。

2．4 电控系统失控

要想顺利的进行煤矿井下作业，就要保证每一步骤必须安全无误，煤矿电气控制电路是最为重要的环节，是保证人生安全的基础。长期的使用会导致电路老化、系统失控，所以相关工作人员必须定期对煤矿电气控制电路进行系统性地检测和维护，以免因煤矿电气控制电路的全面瘫痪导致整个矿区的电控系统失控。煤矿电气控制电路是电控系统和电气设备间的信号传播桥梁，一旦煤矿电气控制电路出现问题，则会阻碍操作命令的顺利传达，从而导致全区电控系统失控，给煤炭开采工作的顺利进行带来障碍，也给人身安全带来极大的隐患。

2．5 腐蚀电缆外表及金属管线

运输巷道中设有水管、风管、高压电缆、架线和轨道，其中的管道都是杂散电流的良好通道，而电流的流出点使管线受到腐蚀。由于井下潮湿且水多为酸性，很容易将金属腐蚀。电流从正极流出，电子流从负极流出，正极板失掉电子带正电，与电解液中的硫酸根离子结合生成硫酸盐，从而金属从正极板脱落到电解液中，导致运输巷道被腐蚀［3－4］。

3 煤矿电气控制电路问题的解决策略

煤矿电气控制电路中的常见问题不容忽视，相关的工作人员必须提高警惕，定期检查和检测，发现问题及时解决，从而保证整个系统的安全顺利运行。

3．1 低压电网的全方位防爆

传统“点”式防爆的电气安全措施各自独立，没有整体的防火防爆能力。经过多年的研究，研制出了能够快速断电的装置，并逐步得到应用和推广。这种断电装置将电气安全措施有机地结合起来，形成一个“全方位”的防爆系统，这些装置包括快速断电真空馈电开关、快速断电移动变电站等，这些快速断电技术以其独特地敏锐、快速的特点使得电网故障的断电时间小于故障电流明火形成的时间，从而在电气明火外露以前切断电源，对整个低压供电网络的防火防爆系统起到很好的防护作用，安全得到有效的保障［5－6］。然而，为了解决切断电源后由故障点引发的电弧或电火花的问题，我们还需要继续投入大量精力和物力，不断完善快速断电安全技术。

3．2 漏电保护性能的完善

在井下低压电网中存在很多电气故障，漏电故障就是其中之一，此外漏电故障还影响供电的可靠性。为了缩小因漏电导致的停电范围、提高供电的可靠性，可以进行选择性漏电保护。此外，选择性漏电保护中旁路接地分流技术可以减小因电动机反电势和电网分布电容所形成的故障点电流，从而提高电气的安全程度，由此可见，选择性漏电保护对提高井下低压电网的可靠性和安全性有着非凡的意义，深入研究电网漏电机理、完善漏电保护性能对井下低压电网的安全运行影响重大，漏电保护技术的提高可以给煤矿井下作业带来极大的便捷。

3．3 保护系统的智能化

电子技术的进步推动了低压电网的检测与保护的发展，使其越来越智能化、微机化。微机以其功能多、易扩张、可靠性强等特点为低压电网提供了一个综合保护系统，它对漏电、过负荷、过电压等问题进行一系列的维护，在以往具备电压、电流、功率等因数显示的基础上增加了故障时间、相间绝缘等的显示，除此之外，这种保护系统还增加了定时打印取样的功能，可以方便地进行微机检测和保护矿井各级变电所与井下低压供电单元。

4 结语

综上所述，煤矿电气控制电路在煤矿开采和运输工作中具有举足轻重的地位，是煤矿生产中的基础保障。目前煤矿电气控制电路中还存在短路、断路、电控系统失控等诸多常见问题，我国煤炭相关部门加强了煤炭的安全监管工作，相关人员也要针对这些问题提出并实施具体的解决方案，从而保证煤矿电气控制电路的安全，为煤矿生产的顺利进行奠定基础。

［1］ 范 慧．单片机在煤矿电气自动化系统中的应用分析［J］．机电信息，2012(24):50－51．

［2］ 商 坤．煤矿电气设备与供电系统的保护应用［J］．煤矿机械，2013，34(9):224－225．

［3］ 沈东君．煤矿电气设备故障以及维修策略［J］．黑龙江科技信息，2013(27):19－19．

［4］ 贾文斌．煤矿电气开关的维护与保养［J］．科技传播，2012(21):79．

［5］ 孙 军．试论煤矿电气保护装置［J］．城市建设理论研究(电子版)，2012(11):21－23．

［6］ 刘 丽．煤矿电气自动化控制系统的优化设计［J］．煤炭技术，2013，32(8):93－95．