浅析煤矿供电及其安全评价

王养仓

【摘要】随着煤矿生产工艺的改变，煤矿设备越来越多，矿井供电负荷逐渐增大，近年来煤矿发生多次因供电可靠性不高而导致的各种事故，分析了目前煤矿供电安全现状，并根据实际情况就如何提高煤矿供电安全措施进行了探析。

【关键词】煤矿供电 煤矿安全 事故原因 安全评价

目前，煤矿机械化水平不断加强，煤矿设备越来越多，单机功率越来越大，供电负荷逐渐增大，企业对煤矿供电的安全可靠性和重要性重视不够，对煤矿发展估计不足，导致在矿井设计初期及其施工和运行中存在各种安全隐患。首先需要详細阐述煤矿供电事故发生的原因。

一、矿井供电事故发生的原因分析

（一）煤矿供电电源的不合理

由于煤矿生产的特殊性，矿井主要通风机、主排水泵、升降人员的立井提升机等负荷属于一类负荷，要求供电必须安全可靠，因此，《煤矿安全规程》规定：矿井应有两回路电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。而我们很多矿井在实际设计施工过程中，没有严格按照这一规定执行，特别是一些建有矿区发电厂的矿井，为了节省电费，提高运行的经济效益，经常是两回路引自同一区域变电所或发电厂，在这种情况下，两回线路即使是引自不同的母线段，有时也存在导致双电源同时失电的危险。加之个别煤矿供电电源上级变电站容量不够，不具备向企业供电的技术条件，供电回路不能担负矿井全部负荷，造成企业短时无法正常生产。

（二）供电配置不合理

个别矿井设计初期及其施工中，为了减少设备投入量，减少投资额，未对后期生产能力提升或机械化水平提高后的设备负荷进行正确估计，造成供电设备柜较少，在后期生产中，造成多种设备由一台馈电柜进行供电，设备检修及事故时，造成停电范围较大，影响矿井安全生产。

（三）未应用新技术

随着煤矿机械化水平的提高，应用设备的增多，大型设备未使用变频调速，随着供电负荷的增加，采用直接启动方式，造成电网波动大，造成电网电压不稳。

（四）设备管理不到位

煤矿企业通过技术改造，供电设备进行了更新换代，供电负荷有了较大的提高，矿井生产能力增强。但是企业技术管理人才还是维持以前的水平，技术人员较少，管理水平及管理能力不到位，不能有效地加强供用电技术管理，电器设备整定不到位或整定过大，造成电网越级调闸事故频发，影响企业安全生产。

二、提高煤矿供电的安全措施

（一）供电的可靠性

所谓供电可靠就是要求对矿井连续不间断供电。第一类负荷突然中断供电将会造成人身伤亡、设备损坏，给经济带来很大损失。如矿井主通风机因供电中断而停止运行使矿井通风系统中断，继而造成井下瓦斯积聚、超限，一定条件下会引发瓦斯、煤尘爆炸事故；矿井主排水设备一旦中断运行，则可能造成矿井淹井事故。矿井供电电源应该来自两个不同的变电站或者来自不同电源进线的同一变电站的两段母线。对于不具备两回路供电电源线路的矿井，为了保证矿井在供电电源因故障或其他原因停止供电时，仍能担负矿井保安符合的需要以保障人员、通风、排水等的用电，必须设置备用电源，且备用电源的容量必须满足矿井通风、排水等保安负荷的运行要求。

（二）供电的安全

煤矿生产主要是井下作业，工作环境恶劣、特殊，受地质条件等自然因素影响极大，为了提高井下长距离输电的安全可靠性，避免事故的发生，通常采用的主要措施：提高电压等级，装设相敏装置；分段供电；增大电缆截面积。根据井下供电实际情况，实时调节供电方案，以保证井下供电安全。

（三）优化保护装置

改善保护设施，完善继电保护方案，提高故障情况下动作的可靠性，井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备，应具有短路、过负荷、接地和欠压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路、过负荷和漏电保护装置。低压电动机的控制设备，应具有短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁保护装置及远程控制装置。另外，井下配电网均应装设过流、短路保护装置；且必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关设备的分断能力和动、热稳定性以及电缆的热稳定性，必须正确选择熔断器的熔体。避免故障情况下不熔情况的出现。必须用两相短路电流校验保护装置的可靠动作系数，保护装置必须保证配电网路中最大容量的电气设备或同时工作成组的电气设备能够启动。严格做好设备启动与故障保护的协调动作。煤矿根据自身的实际情况，有针对性的进行继电保护方案的设计，同时将各种先进技术手段应用于煤矿生产实际中，减少故障影响范围，同时提高故障排除速度。

（四）对煤矿供电设施投入

煤矿供电设施要随着用电设备容量、性能的变化，对其作出相应改造。严格按照检修计划，对井下供电设备及时维护和检修。井下电气设备必须要由经过专门训练、经过培训合格的熟悉设备性能的电气维修人员进行维修。维修过程中，一旦发现井下防爆电气设备的防爆性能遭受破坏，必须处理更换，严禁继续使用。对陈旧设备加强监控，不满足供电安全的及时更换，减少故障隐患。

（五）加强煤矿供电设备电器保护

在煤矿企业供电设备电器保护，主要是接地保护、过流保护、以及漏电保护。供电保护对于煤矿企业保证安全生产来说是非常重要的，倘若供电保护达不到标准要求，就会发生电器保护拒跳、以及发生误跳现象，或者发生保护跳闸范围过大现象，当到达一定的严重程度时，也会引起瓦斯聚集，进而会发生瓦斯爆炸，给煤矿企业带来威胁，为此我们需要不断地改进电器保护器性能，采用计算机软件硬件技术、电磁兼容技术、集成电路技术、液晶显示技术、网络以及现场总线技术等高新技术成果，研制智能电器保护装置，从而不断加强煤矿井下作业供电设备电器保护。

（六）加大井下供设备检修维护和升级改造力度

随着我国煤矿采掘规模的不断扩大，井下用电设备的性能、容量、功率各个参数也发生变化，因此，需要针对此种情况对供电设备作出适当调整以及合理推陈出新的改造，严格检修制度和检修计划，做好井下供电设备的检修和维护工作，以保证井下供电设备高效持续运行，经监测发现已经损坏和性能出现下降的防爆电器设备，要立即更换，禁止继续使用。对负荷较大的设备采用变频调速供电方式。对于那些已经陈旧落后的机电设备，或者不符合安全标准要求的机电设备，需要及时对其进行更换，从而降低故障发生的可能性，因而提升煤矿井下供电设备运行的安全水平。

（七）合理优化布设提高供电设备的安全可靠性

由于煤矿井下作业环境极差，威胁生产安全因素较多，为此合理优化布设供电系统，在提高井下供电设备安全可靠性方面都是非常重要的。在实际操作过程中，一般采用如下改进措施，比如調整提升供电电压等级、加设相敏装置、对供电系统实施分列分段供电、适当增加电缆截面、有效调节供电方案，同时需要加强供电设备的维护检修以及改造力度，从而提高井下作业供电的安全可靠性，保障煤矿井下作业生产安全可靠。

三、煤矿供电的安全评价构想

（一）供电系统的可靠性评价

在煤矿井下开采中，若出现供电中断时，则可能引发人员伤亡、设备损害事故的发生，这在一定程度上造成了严重的经济损害，甚至可能造成巨大的社会负面影响，因此，必须确保供电的安全性和可靠性。在进行煤矿供电系统评价时应对煤矿企业设备进行负荷统计分析，校核双回路供电线路能否满足矿井的供电要求，井下供电线路满足矿井井下的供电要求，同时对主通风系统、立井提升系统、压风和主排水系统等一类负荷用电双回路供电进行评价，从而保证电源供电安全。

（二）供电继电保护评价

继电保护设备系统是确保煤矿井下供电安全性的关进，完善井下供电继电保护方案，并对继电保护装置进行改善，从而提高供电系统的可靠性和速动性。在煤矿安全评价中，评价设备安全保护装置是否齐全、保护整定是否合理。对于高压动力设备和控制设备，如井下高压电动机、动力变压器等，其主要按照相关规范要求设置过负荷、欠压释放、短路等保护功能，提高井下供电的安全性、可靠性。

（三）变电所合理布置评价

为了确保井下供电系统的安全可靠性，减少安全事故的发生，应对煤矿井上、下供电系统进行优化布局，采取提高井下供电电压等级、增大供电电缆经济截面、分列分段供电及合理调节供电方案等技术措施，加大井下供电系统运行的维护力度，以保证井下供电作业安全。对有可能提升能力的或者煤矿后期发展的矿井，各变电所应设置有备用开关柜，保证矿井供电安全。

（四）供电设备管理评价

由于煤矿井下供电设施有一定的使用年限，其会随着用电设备功率容量和性能参数的变化而变化，这就要求煤矿企业对超出使用年限的设备进行升级改造或更新换代，严格按照检修维护计划对井下供电设备进行维护和检修，在维修、检修过程中，若发现井下防爆电器设备的防爆性能下降，应对其进行更换处理，严禁不符合安全规程的机电设备在井下采取作业面上继续使用，以减少设备安全事故的发生，提高煤矿井下供电设备的安全可靠性。通过对矿井机电管理水平的检查，评价矿井的安全程度及应提升的管理能力。

四、总结

本文首先详细阐述了供电事故发生的原因分析，并针对供电事故原因提出了提高煤矿供电的安全措施，并从安全评价角度提出了煤矿供电的安全评价构想。只有从各方面加强煤矿供电系统的检查，才能保证矿井安全生产。