基于安全评价的黑岱沟露天矿供电系统安全管控模式制定

刘小杰，贺一博，刘 鹏

（黑岱沟露天煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

基于安全评价的黑岱沟露天矿供电系统安全管控模式制定

刘小杰，贺一博，刘 鹏

（黑岱沟露天煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

对黑岱沟露天矿供电系统进行安全现状评价从而实现安全、高效的生产，提升企业效益。

供电系统；安全检查表；露天矿；安全评价

0 引 言

黑岱沟露天煤矿的采掘设备都是靠电力驱动，因而供配电系统设计的合理与否直接关系到露天矿的生产、用电设备供电的可靠性以及矿山建设的经济性。因而安全评价对于供电系统来讲是极其重要的一个环节。供配电系统评价内容包括供电电源，供电线路，供配电设施，电气设备状态和保护装置是否完善有效，是否满足安全生产条件要求。

1 系统概况

1）供电电源。工业场地设有一座110/35/6 kV变电所，双回路110 kV电源引自官地坑口电厂110 kV不同母线段（由准格尔矿区110 kV开闭所转接），架空线一部分为单塔双回架空线路，一部分为单回水泥杆架空线路。线路型号为LGJQ-240，线路长度均为9.8 km。双回供电线路上均未分接其它任何负荷，均未装设负荷定量器。

2）主变电所。110/35/6 kV变电所设有SFSZ11-50 000/110 110±8×1.25%/38.5±5/6.3 kV 50 000 kVA三卷变压器2台，SFSZ9-63 000/110 110± 8×1.25%kV 63 000 kVA两卷变压器1台。110 kV及35 kV均为双母线接线方式，6 kV为单母线分段带旁路母线接线方式。110 kV、35 kV及6 kV配电装置均设在室内。110 kV配电装置采用GW5-110Ⅱ型隔离开关和SW2-110及LW36-126型断路器，35 kV配电装置采用GBC-35型手车式高压配电柜，6 kV配电装置采用GG-1A（F3）型固定式高压配电柜。3台变压器2台工作，其中2台50 000 kVA变压器并列运行。

3）采掘场环坑线路。110/35/6 kV变电所共馈出4回35 kV环坑线路，其中2回架空线路至采场西部，称为西干线，架空线采用LGJ-240型，供电距离4.5 km，向采场内单斗挖掘机、拉斗铲及穿孔机供电。采场内设35/6.3 kV 5 000 kVA移动变电站15台、35/6.3 kV 3 150 kVA移动变电站2台、35/6.3 kV 6 300 kVA移动变电站3台，并设35/22 kV 25 000 kVA移动变电站1台，专为拉斗铲供电。

4）中性点接地方式。采场内6 kV供电系统采用中性点经电阻接地方式，接地保护装置设在35/6.3 kV移动变电站，拉斗铲22 kV配电系统采用中性点经电阻接地方式，接地保护装置设在35/22 kV移动变电站。

5）负荷情况。露天矿总装机91 300 kW，最大负荷45 000 kW，其中采场32 000 kW。

2 供电系统危险性分析

该露天煤矿为大型矿山，机械化程度高，用电量大，电压等级多，同时由于露天矿采掘场内设备经常移动、工作环境特殊，用电作业中容易发生人员触电、雷电、过电压、漏电等电气事故，造成人员伤亡或财产损失。

1）电源线路缺陷危险性分析

煤矿进线电源和电源及环坑线路均为架空敷设，架设线路如果未充分考虑当地气象条件，遇大风、雪、覆冰、冻雨、山体滑坡等恶劣气候，架空线或架空杆强度不足造成断线、倒杆，引起煤矿供电故障，不能保证煤矿排水泵、电铲等负荷正常运转[1]。

2）高压供配电设备危险性分析

电压等级高，供配电设备绝缘性能不良或绝缘性下降，引起供电线路间发生短路；防雷电装置接地性能不良，造成设备损坏，发生供配电事故。向电铲供电的变压器中性点采用直接接地方式，造成单相接地电流增大，造成供电系统可靠性降低[2]。

3）人员触电事故的危险性分析

1）电工操作、维修电气设备时操作不正确、不佩戴安全保护设施或安全保护设施状态不良，不能起到安保作用。

2）闭锁装置不全、失效，警示标志模糊不清，电气设备安全维修间距不足，维修维护人员判断失误、误操作，非专业人员误入[3]。

3）未严格执行停送电制度，有人在检修设备时，发生误操作或误送电。

4）接地系统缺损、未可靠接地、保护接地失灵，无检漏装置或检漏装置运行状态不良。

5）电缆遭到刮碰或绝缘等级不足，发生漏电、触电事故。

6）向电铲供电的变压器采用中直接接地方式，运行过程中因故障造成单相接地电流超限，损坏设备和造成人员发生触电伤害事故。

4）过负荷危险性分析

煤矿用电设备主要为电铲、排水泵、拉斗铲，在雨季遇大气降水汇入坑内，需要长时间排水，在变压器容量不足时，不能保证煤矿安全排水。

3 系统安全检查表

电气、通信系统安全生产检查表见表1。

LGJQ-240导线的允许载流量，25℃为610 A（查表），考虑环境温度40℃时温度校正系数0.81，

4 系统评价

1）煤矿具有双回110 kV电源线路，并设有四回环坑线路，煤矿供电电源可靠。

2）主变、移动变电站变压器设置有温度和微机综合保护；35 kV馈出线设有电流速断、过电流、欠压、单相接地等保护；6 kV线路采用短路、过电流保护、欠压、单相接地保护；高压电动机设短路、过电流保护、欠压、单相接地保护。继电保护设置符合现行规程、规范要求[4]。

3）主变电所户外装有防直击雷的独立避雷针，各段母线均装设有防雷电波侵入的避雷器。环坑供电线路全线架设避雷线，终端杆安设有氧化锌避雷器。变电所建筑物安设有避雷带，对构建物采取了防止雷击和防雷电被侵入措施。防雷保护设施设置齐全，可以保障采场用电安全。

4）采掘场各高压配电装置后均采用6芯6 kV矿用橡套软电缆向各平盘的电铲配电。6芯电缆中三芯为相线，二芯为保护接地线，一芯为接地监视线。移动变电站每个馈电回路均设有高压配电装置，可实现对采场高压供电线路的连续接地监测保护，出现接地故障，自动跳闸。符合要求。

5）移动变电站中性点采用经电阻接地方式：采掘场内6 kV电气设备的接地采用集中接地方式，即接地保护装置设在35/6 kV移动箱式变电站，接地电阻值小于4Ω，当发生接地故障时，保护装置动作断开相应的馈电开关，保证安全供电。

采场变压器和配电箱等供配电设备就地进行了可靠的接地，接地电阻值小于4Ω。

煤矿供配电系统接地方式、供电电压等级，符合露天开采矿山供电电压及接地要求[5]。

6）鄂尔多斯市雷电灾害防御中心安全检测站于2017年5月8日对该矿各变配电站、办公楼、发射天线等处防雷防静电设施接地情况进行了检测，检测结果均合格并提供了《防雷防静电装置安全检测报告》（报告编号：EJC-619-2013）。

7）电源线路载流量及压降校核。根据煤矿统计，露天矿总装机913 00 kW，最大负荷45 000 kW，其中采场负荷32 000 kW。①煤矿110/35/6 kV变电所电源线路校验：则Ix=610×0.81=494A＞Ij=262 A。

表1 电气、通信系统安全生产检查表

LGJQ-240 110 kV线路单位负荷电压损失百分数：当cosφ=0.90时为0.00272%/MW·km（查表），供电距离为9.8 km；则电压降为：

ΔU%=45×9.8×0.002 72%=1.2%＜5%

②环坑移动变电站装机容量及环坑电源线路校验：

根据资料查得，LGJ-240导线的允许载流量，25℃为710 A（查表），考虑环境温度40℃时温度校正系数0.81，则Ix=610×0.81=494 A。

4回环坑线路截面均为240 mm2，则计算电流为：4×494 A=1 976 A＞Ij=586 A。

LGJ-240 35 kV线路单位负荷电压损失百分数：当cosφ=0.90时为0.026 6%/MW·km（查表），供电距离为7.6 km；

由于采场负荷分配不均，按一回最大负荷20 000 kW，供电距离最大为7.6 km计算；

ΔU%=20×7.6×0.026 6%=4.04%＜5%

经校验环坑移动变电站布置及装机容量，满足采场电铲等最大负荷供电需求；环坑电源线路允许载流量、电压降可满足采掘设备用电要求。

8）煤矿移动箱式变电站采用全封闭式，并悬挂有危险警示标志，移动箱式变电站配备防灭火器材[6]。

9）露天矿电气设备运行由煤矿供电部统一负责，机电管理部制订了安全用电规定、电气管理制度和电工作业规程、电工操作规程，符合《煤炭工业露天设计规范》和《煤矿安全规程》有关规定，可保证系统安全运行[7]。

10）供配电系统存在的主要危险、有害因素有：电气伤害、雷击等。对系统内主要危险、有害因素，矿方已取了防范措施，并得到有效控制[8]。

5 结 语

该露天矿电气设备主要有电铲、输煤设备、拉斗铲等，用电负荷大，现形成的供电系统符合煤矿采场用电需求；供配电系统保护设置齐全，并定期由有资质的单位进行了检测检验；煤矿供配电系统电气设备运行管理由供电部统一负责，各项制度齐全，执行、落实到位，供配电系统能满足露天矿安全生产要求。

［1］丁贵江.平煤十矿矿井供电系统安全评价［J］．中国煤炭，2011（2）：63-64.

［2］路烨，张伯.煤矿供电的安全评价［J］．科学之友，2011（19）：7，9.

［3］刘国智.对煤矿供电安全的分析［J］．科技创新与应用，2014（25）：62-63.

［4］邱呈祥.提高煤矿供电安全可靠性探讨［J］．科技创业家，2013（13）：110.

［5］陈文.浅谈煤矿供电安全问题及提高可靠性的措施［J］．山东煤炭科技，2016（5）：112-113，115.

［6］刘小杰．黑岱沟露天煤矿本质安全管理体系的构建与实施［J］.露天采矿技术，2012（6）：76-79．

［7］刘小杰，翟瑀．推进风险管理体系构建黑岱沟露天煤矿安全生产管理长效机制［J］．露天采矿技术，2015（3）：85-87．

［8］刘小杰．构建12450管理模式夯实安全基础［J］.露天采矿技术，2016，31（10）：80-83．

【责任编辑：张 夙】

Power supply system safety controlmode based on safety evaluation in Heidaigou Open-pit Coal M ine

LIU Xiaojie,HE Yibo,LIU Peng
(Heidaigou Open-pit Coal Mine,Shenhua Group Zhunge'er Energy Co.,Ltd.,Ordos 010300,China)

The article carries out safety assessment on power supply system for safe and efficient production and enhancing the enterprise efficiency in Heidaigou Open-pit Mine.

power supply system;safety check list;open-pitmine;safety evaluation

F426.21

B

1671－9816（2017）09－0090－04

2017-06-10

刘小杰（1986—），男，甘肃天水人，高级工程师，硕士，2010年毕业于辽宁工程技术大学安全技术及工程专业，现在神华准格尔能源有限责任公司黑岱沟露天煤矿从事安全管理工作。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.09.024

刘小杰，贺一博，刘鹏.基于安全评价的黑岱沟露天矿供电系统安全管控模式制定［J］.露天采矿技术，2017，32（9）：90-93.