煤矿井下低压供电系统安全隐患分析与预防措施

张太浩

摘要：煤矿井下低压供电系统安全是煤矿安全生产的基础，但是由于煤矿井下空间狭小、环境潮湿、经常受到地质构造的影响，使井下供电系统存在诸多安全隐患，严重影响了煤矿井下生产工作的顺利进行。从分析矿井低压供电系统存在的安全隐患入手，针对低压供电系统存在的安全隐患提出如线路布线，材料选择，设备安装等一系列预防措施来保证供电系统的安全可靠。

关键词：矿井；低压；供电系统；安全

一、前言

我国经济的发展需要依靠煤炭资源，煤矿行业的发展也是如此。随着经济不断发展，煤矿行业也随之兴起，但是伴随着开采煤矿数量的增多，采深越来越深，煤矿井下地质条件逐渐恶劣，因此加强对井下作业环境的保护，改善设备的运行状态，有利于井下工作人员的安全生产和矿井的顺利运行。

二、煤矿井下低压供电系统安全隐患分析

（一）井下空间狭小，环境潮湿，导致电气设备发生漏电现象

由于煤矿井下空间狭小，环境潮湿，加之井下经常会受到地质构造的影响，导致井下发生漏电事故的可能性增加。由于矿井地面工作环境比较干燥，煤矿井下属于典型的高湿环境，在这样的环境下，变压器、开关、电缆以及设备等经常会发生漏电现象。针对井下潮湿情况，可以在设备外壳和设备周围进行绝缘处理。根据相关规定要求井下不得采用架空线供电方式进行供电，主要是因为架空线与地面存在着很大的距离，在潮湿的环境下容易发生漏电现象；其次是因为架空线通常会铺设在比较潮湿的环境中，经常会存在金属导体的绝缘部分与地面有接触现象[1]。在煤矿井下低压供电系统中，经常会发生电缆被烧毁的现象，其主要原因是由于井下空间狭小、环境潮湿，导致煤矿井下电缆经常会受潮。

虽然现在我国对煤矿井下进行了较大程度的改革与创新，但是对于煤矿井下低压供电系统依然存在着一些问题，主要表现在：一是部分老矿井内部缺少足够的供电保障；二是供电线路较长且较为分散；三是对矿井内部进行了局部改造。以上这些问题都是导致煤矿井下发生漏电现象的主要原因。

（二）井下设备绝缘性能较差

煤矿井下环境相对较差，空气潮湿，很容易形成水雾。井下环节容易使井下电气设备绝缘性能降低，导致电气设备漏电事故的发生。当井下漏电时就会出现漏电火花，如果不及时处理就会引起瓦斯或煤尘爆炸事故。同时煤矿井下电气设备绝缘性能降低会造成触电事故的发生。所以在使用电气设备时必须保证电气设备的绝缘性能良好，同时要加强对井下设备的检修和维护工作[2-3]。如果煤矿井下存在比较多的高压电缆，或者是出现了长时间的潮湿环境，就会导致高压电缆或接线器的绝缘性能下降，使得电缆线发生漏电的现象。在这种情况下，如果不及时对漏电的电缆线进行处理，就会使井下电路不能正常供电。除此之外，煤矿井下环境的复杂性也是造成低压供电系统安全隐患的主要原因之一。由于煤矿井下空间狭小，空气流通不畅，井下环境相对较差，使得井下电路存在着局部过热和局部短路等现象。一旦井下线路出现漏电现象，就会导致事故的进一步发展，破坏局部绝缘，进而引起线路局部短路故障的发生，使井下电路无法正常供电。

（三）电气设备接线方式不合理

对于煤矿井下低压供电系统来说，电气设备接线方式是否合理也是影响低压供电系统安全的重要因素。特别是一些老煤矿井下电气设备比较陈旧，接线方式比较复杂，而且部分矿井电气设备检验、维修制度不完善，使得井下设备经常发生漏电现象，严重影响了井下供电系统安全。根据调查显示，煤矿井下的电气设备接线方式主要有两种，一种是母线采用“T”接，另一种是“U”接。这两种接线方式各有利弊，但在实际工作中仍普遍采用“U”接，这就容易出现漏电情况。所以针对这种情况，应采取相应措施来解决这种安全隐患。

（四）井下供电线路施工质量差

煤矿井下供电线路施工质量差，直接导致井下供电线路经常出现断路、短路的现象，不仅影响了井下供电安全，还严重影响了井下生产工作。供电线路施工质量差主要是因为没有严格按照《煤矿安全规程》操作，为了减少施工成本，降低工作难度，在设计的时候电缆线路埋地深度不够或吊挂不符合要求。施工人员在进行电缆线敷设的时候不按照规程规范进行施工。为了避免发生触电事故，对于在井下使用的高压电线必须采取有效的安全措施进行保护。为了更好地预防触电事故，施工人员在工作中必须佩戴手套、安全帽、安全带等安全用具，并且严格按照安全规程操作，进行高压线路施工[4]。因为井下低压供电系统的施工环境比较恶劣，导致工作人员在工作中很难保证安全，经常会出现触电事故。比如：电缆施工人员在井下进行施工的时候，没有按规定佩戴安全帽、绝缘手套等劳动保护用品，致使工作人员在工作中出现触电事故。还有一些施工人员为了追求工程的经济效益而忽视安全问题，在施工过程中偷工减料，造成施工质量差，严重影响了井下供电系统的正常运行。另外，井下高压线路在进行架设的时候没有选择合理的架设方式和线路路径，也会造成煤矿井下低压供电系统出现安全隐患。

（五）井下供电系统安装和维护不到位

井下低压供电系统的安装和维护不到位是导致安全事故发生的主要原因之一。由于井下空间狭小、环境潮湿，工作人员经常需要长时间在井下工作，造成井下电气设备的老化和损坏，导致供电系统存在安全隐患，从而引发安全事故。有些矿井为了提高经济效益，往往忽视对井下供电系统的维护工作，甚至对井下供电线路长期检修不到位，从而导致井下供电系统不能正常运行，不仅造成电能浪费，还影响矿井生产。有些企业由于对井下供电系统维护不到位，使得供配电设备长时间不检修、不保养，导致设备经常出现故障。有些企业由于对井下供电系统维护不到位、维修人员技术水平较低、安全意识差等原因，导致设备经常出现故障，严重影响矿井生产。

三、煤矿井下低压供电系统安全隐患预防措施

（一）根据井下空间狭小、环境潮湿、经常受到地质构造影响的特点，矿井低压供电系统应当选择性能优良的绝缘材料，绝缘性能良好的电缆能够有效避免对地面和井下电气设备产生冲击。此外，供电系统的漏电保护装置应该安装在符合要求的地点，具有一定的可靠性和稳定性[5]。

（二）矿井低压供电系统应当尽可能地采用集中供电方式，以减少供电系统在不同地点设置配电装置的数量，尽可能减少对地面和井下电气设备造成的冲击。为了能够更好地满足煤矿井下安全生产要求，煤矿企业应当建立健全相应的规章制度，加强日常管理工作。例如，在井下变电所内应当配置具有漏电保护功能的继电器，在地面变电所内应当配置具有漏电保护功能的断路器。另外，要通过定期检查以及定期维护、及时更换等方式，对井下电气设备进行有效的监控，确保井下电气设备处于正常运行状态。另外，为了能够有效提高煤矿井下低压供电系统的安全可靠性和稳定性，煤矿企业应当建立健全相应的管理制度，并且对供电系统的安全运行进行经常性的监督和检查。例如定期检查井下电气设备的运行情况、对井下电气设备进行预防性试验等。

（三）井下供电线路应尽量采用双回路供电方式，以降低对地面电气设备造成的冲击。如果供电线路电压等级不能够满足要求，则应当选用双电源供电方式，以确保地面和井下电气设备处于正常运行状态。煤矿井下线路敷设应当遵循严格的规程和规定，保证井下供电系统具有良好的通风条件，以减少供电系统对地面电气设备造成的冲击。例如，应当保证井下供电线路具有良好的通风条件、合理的电缆敷设方式、完善的监控措施以及相应的安全管理制度等。为了能够更加方便地对井下电气设备进行监控，应当设置远程监控系统，在地面变电所或者井下变电所内设置远程监控装置，通过实时监控电气设备运行情况、电气设备运行电压参数等信息，能够实现数据采集、技术分析、远程控制、故障声光预警、数据储存，实时在线电气参数并进行智能化分析，进一步保障了井下电气设备的运行安全[6]。

（四）矿井低压供电系统应当根据井下使用需要，选择电压等级合适、电压偏差较小的电缆和变压器，并做好日常维护工作。例如，可以将10kV的变压器安装在井下变电所，然后在地面设置两个110kV、220kV等级的变电站，这样能够有效降低对地面电气设备造成的冲击。另外，为了确保井下电气设备处于正常运行状态，应当建立健全相关的制度和规定，及时更换老旧的电气设备或者更换质量不合格的电气设备。例如，对于运行时间较长、使用年限较久的电气设备应当进行检查和维修，定期检查和维护高压开关、电缆接头、高压断路器等；对于部分使用年限较长的低压电气设备应当及时更换或修复。另外，应当将井下电气设备使用情况、运行状态等信息记录保存在专业人员手中。

（五）煤矿井下低压供电系统应当确保每隔一定距离就设置一处电气设备集中防爆区域。对于重要设备，应当设置双电源切换装置。煤矿井下防爆区域的位置应当符合相关规定，例如，井下某一电气设备集中区与防爆区域之间的距离应控制在10m以内，另外，防爆区域的面积不能超过总工作面积的10%。当某一电气设备集中区内某一个或者多个电气设备需要并联运行时，其相互之间的最大允许距离应当控制在10m以内。

（六）当电气设备安装在地面时，应当在其附近设置阻火器和防爆门；当电气设备安装在井下时，应当将阻火器和防爆门安装在防爆墙内。当某一电气设备集中区内多个电气设备需要并联运行时，应当将多个电气设备安装在同一个防爆区域，并且各电气设备之间的距离不能超过10m。另外，当某一电气设备集中区内有1个以上的电气设备需要并联运行时，应当在其附近设置阻火器和防爆门。阻火器和防爆门应当设置在非爆炸危险区域。如果某一电气设备集中区内有多个电源，则应当同时设置双电源切换装置，以确保地面和井下的安全[7]。

（七）煤矿井下的电缆应当根据实际需要选择绝缘材料，并尽量减少电缆敷设长度，缩短电缆敷设距离。由于井下空间狭小，电缆敷设工作不方便，所以尽量避免在井下进行电缆敷设。当使用直埋方式敷设电缆时，应当采取有效的防水措施。例如，在地面和井下敷设的电缆应当将其埋在不渗水的土层内，同时做好相应的防水措施，以防周围地下水对电缆造成影响。另外，如果地面和井下部分区域存在积水面积较大时，应当将其挖出并及时采取有效的措施进行排水处理。如果有局部地段存在渗水问题，则应当采取有效措施防止地下水进入电缆沟、电缆槽等场所。同时，对于局部积水严重的区域，应当将其挖出并及时进行排水处理。

（八）煤矿井下低压供电系统应当根据井下实际需要，合理选择电缆接头、电气设备的数量以及位置。在井下应当优先选择具有防爆性能的电气设备，减少因电气设备设计缺陷造成的问题。在进行电缆接头的安装时，应当优先考虑电火花的问题。如果在井下选择了绝缘材料，则应当保证电缆和接头与其他电气设备之间的绝缘性能良好。如果在地面进行了电缆敷设，则应当保证电缆敷设时有足够的空间和通风条件，避免造成电缆敷设时挤压、挤破或踩踏。此外，在井下进行接地保护工作时，应当采取有效的措施防止接地线产生火花放电对电气设备造成影响，应定期检查电气设备接地系统，检测接地电阻值，保证设备的完好率。

四、结语

综上所述，在矿井下低压供电系统的维护和管理工作中，要对其安全隐患进行严格的控制和检查，保证供电系统的安全可靠。煤矿井下供电系统不仅要保证正常供电，同时也要保证供电的稳定性和可靠性，当出现供配电故障时，能够及时采取有效的措施进行处理，以防止事故的扩大，避免给企业造成更大的经济损失。通过对煤矿井下低压供电系统进行合理规划和科学管理，不仅可以提高矿井下供电的稳定性和可靠性，还可以提高煤矿工作效率。

参考文献

[1]苗南.煤矿井下低压供电系统安全隐患分析与预防措施[J].内蒙古煤炭经济，2022（11）：118-120.

[2]韩向栋，魏良跃，董军，等.煤矿井下低压供电系统漏电保护的研究分析[J].中国设备工程，2022（04）：158-159.

[3]刘万军.煤矿井下低压供电系统安全隐患分析及控制[J].内蒙古煤炭经济，2019（18）：147+149.

[4]胡元存.煤矿井下低压供电系统安全隐患分析及控制[J].内蒙古煤炭经济，2019（18）：163-164.

[5]张慧临.试析煤矿井下供电系统安全隐患及应对策略[J].能源与节能，2016（05）：56-57.

[6]裴新宇.煤矿井下供电系统安全隐患与对策[J].机械管理开发，2015，30（05）：139-141.

[7]曹毅.煤矿井下供电系统安全隐患与对策[J].技术与市场，2015，22（05）：268.

作者单位：河北能源职业技术学院