陕西陕煤榆北曹家滩矿业有限公司 毛少军 康中山 715200
摘要：文章对煤矿井下供电系统的分类以及存在的安全隐患进行分析，从煤矿井下高压和低压供电系统两个方面对其中存在的安全隐患种类、原因及应对策略进行研究，以供参考。
关键词：煤矿；供电系统；安全隐患；应对策略
1引言
近年来随着我国经济的快速发展以及工业化进程的不断加快，我国社会发展对于各种能源的需求量不断增加，虽然在资源紧缺和环境恶化的大形势下，我国加快了能源结构调整，但是目前来说，煤炭仍然是我国的主要能源形式，而且随着煤矿开采深度的增加，也增加了煤矿开采的难度。但是在目前煤矿开采机械设备应用数量越来越多，其煤矿开采技术不断改进和发展的过程中，煤矿井下的作业安全对供电系统的供电质量和安全提出了更高的要求。但是在目前的煤矿井下供电系统中，由于多种因素的影响而导致出现较多的安全隐患，影响煤矿井下的作业安全，需要寻找相应的应对策略进行处理，以提高煤矿井下的供电系统安全。
2煤矿井下供电系统安全隐患分析
在目前我国的煤矿井下供电系统中，国家相关标准对其电压做出了明确规定，并将供电系统分为高压供电系统和低压供电系统两种，且前者主要指10kV和6kV两种，并且以6kV电压的供电系统较为普遍，而当煤矿井下生产中所需的设备需要具备10kV标准的变电设备时，则需要采用10kV电压并满足相关的经济和技术要求。而对于后者来说，则主要有1140V、660V和380V等几种，而在实际的煤矿井下生产作业中，处于经济性考虑，通常由变电所的6000分段母线上进行供电电源的引出，所以在目前煤矿井下的低压供电系统中则主要存在6000V、3300V、1140V和660V等四种。从煤矿井下作业中常见的供电系统安全事故可以看出，瓦斯、煤尘等爆炸事故主要是由电火花引起的，而且触电事故也占据煤矿安全事故的近一半的数量，所以需要对煤矿井下供电系统运行中的安全隐患进行分析。煤矿井下的供电系统根据设备选型、电缆选型、变压器以及开关选型的不同，以及供电设备的不同而具有不同的影响因素，而且对井下工作面的总体负荷有着较强的依赖性，所以供电系统对于不同的设备功率需求也提出了不同要求，所以需要对煤矿井下供电系统中存在的隐患进行分析，并提出相应的预防和处理措施。
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3煤矿井下高压供电系统安全隐患及应对策略
3.1高压线路故障
煤矿井下高压供电系统中的高压线路故障问题主要体现在以下几个方面：一是由于煤矿井下的作业环境较为潮湿，所以对高压线路的电缆线外层钢带造成锈蚀问题；二是由于煤矿井下作业的空间较为狭小，如果存在采掘空间和用电负荷之间的空间过于狭小的问题，容易对高压电缆线造成挤压或破坏，导致出现井下停电等故障；三是随着井下用电设备的增多，用电负荷不断增大而导致电缆长期处于过载运行的状态，容易引发过热而损坏电缆线路的问题；四是采用单相接地操作时容易导致另外两相的对地电压升高的问题。
对于高压线路中的问题，需要从以下几个方面进行应对：一是在电缆材料选择以及铺设的过程中，尽量选择聚氯乙烯绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘铠装电缆、交联聚乙烯电缆等新型的高绝缘电缆，而且具有较高的抗腐蚀和抗挤压能力；二是考虑井下用电设备的用电需求，选择满足设备要求的电缆，并根据不同设备的功率因数进行负荷的确定，还要按照冗余原则留有一定的富余系数。
3.2防爆开关故障
对于煤矿井下的防爆开关来说，通常对其绝缘保护和防漏电功能有着较高的要求，但是由于变压器高低压侧腔体内没有良好的保护装置，所以会造成高压开关与分立变压器、低压馈电开关之间无法进行很好的配合，这就容易引起高压开关失去自身的保护功能，从而出现漏电的危险，而且在煤矿井下的高压供电系统中的高压防爆开关还容易出现开关触头接触不良的现象，从而导致出现过流、短路、放电以及高压断电等安全事故的发生。
针对以上问题，可以在供电变压器的监控回路中进行高压开关的串联，所以当出现上述问题而导致线控线路断开时，高压开关还可以具有自身的保护功能，能够对响应信息进行快速切断线路连接的功能。此外，还应根据煤矿安全生产的相关规程对井下的高爆开关进行定期的耐压试验，避免由于开关被击穿而出现短路故障。
3.3继电保护故障
对于煤矿井下的高压供电系统，通常继电保护主要采用的是定时限过流保护及瞬时电流速断保护两种保护方式，但是由于煤矿井下供电系统的特殊性，且受到煤矿井下用电符合的影响而容易出现继电保护效果不理想的现象，主要体现在以下几个方面：一是对于单侧电源辐射状电网，由于变电所与电源的距离较远，需要在线路中间采用多个开关级数进行处理，所以对时限和定值造成一定的影响；二是由于受到负荷开关定值的影响，如果对速断保护及过载保护自变电所开始逐层降低过载保护定值，当发生短路故障时就会出现逐级跳闸的事故，扩大停电范围。
4煤矿井下低压供电系统安全隐患及应对策略
4.1局扇供电隐患
在低电压供电系统中，由于局扇没有专门的供电系统，而且局扇之间的关联性较强，所以一旦出现故障则会影响所有的局扇运转状况，甚至会对整个供电系统造成影响。所以对于此问题，则需要给局部通风机配备专用的变压器和备用电源，而且要确保备用电源满足负荷要求，确保风机的正常运转，此外，还应对专用的线路采用专项的保护措施，避免出现漏电事故。而且应对变压器分支开关进行低压选漏措施，并定期对其进行试验，降低对低压线路的影响。
4.2防爆电器安全隐患
由于煤矿井下作业的危险性，所以按照行业及国家相关规定需要对特定的设备采用防爆电器设备，对于防爆电器来说，其主要采用防爆外壳来满足电路中各个环节的保护要求，从而可以大大降低其引发瓦斯爆炸等危害的概率。但是在目前的煤矿井下防爆电器的设计和使用方面还与整体要求有较大的差距，并没有达到防爆外壳的预期效果，没有达到预期的对安全隐患的防范效果。所以针对以上问题，在防爆电器的具体应用中，应该定期对防爆电器进行开盖检查和维修，对其负荷进行确定，且在检修过程中按照国家相关规定进行，杜绝带电检修现象的发生。此外，井下防爆电器的操作和检修人员还应不断提高自身的综合素质，提高安全意识，努力寻找防爆电器的设计缺陷规避方法，制定完善的安全防范体系。
5结语
在煤矿井下生产中，其供电系统中容易由于设备选型、电缆选型、变压器以及开关选型等问题而引起过流、短路、放电以及高压断电等问题而导致放电以及漏电现象，从而引发煤矿井下发生瓦斯和煤尘爆炸等事故以及其他触电事故等，所以对于高压供电线路中的高压线路故障、防爆开关故障、以及继电保护故障，还有低压供电系统中的局扇供电隐患和防爆电器安全隐患等，应采取相应的应对策略，从根本上避免煤矿井下安全事故的发生，确保煤矿生产的安全。
参考文献：
[1] 许峰. 煤矿矿井供电系统隐患及处理方法探讨[J]. 山西能源学院学报, 2017, 30(3):63-65.
[2] 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(5):56-57.
论文作者:毛少军,康中山
论文发表刊物:《科技新时代》2018年5期
论文发表时间:2018/7/20
标签：井下论文; 供电系统论文; 煤矿论文; 高压论文; 安全隐患论文; 作业论文; 设备论文; 《科技新时代》2018年5期论文;