(尔多斯市神东工程设计有限公司 内蒙古鄂尔多斯 017010)
摘要:近年来，随着我国第三产业的迅速崛起，第一、第二产业发展相对迟缓，而煤矿开采作为采掘业的一种，关乎着无数工人家庭的生存问题。其中煤矿电气设备安全管理则是整个煤矿的管理核心，其井下电气设备的安全、可靠运行，不仅关系到矿井的安全生产问题，同时也关系到工作人员生命安全问题。故障的出现及电气设备损坏都将影响到产量，严重情况下甚至会引起瓦斯爆炸等一系列恶性工业事故。抓紧建立起一套系统的煤矿电器设备的安全管理措施对煤矿的安全作业意义重大，可以最大程度地减少甚至避免煤矿矿井重大安全事故的发生。本文按照煤矿安全管理的风险预控观念，对煤矿电气设备事故类型和原因进行分析，应用故障模式和影响分析方法，对风险管控危险源进行评估，提出风险控制措施，以期减少煤矿电气设备事故。
关键词: 煤矿电气设备; 事故; 风险预控
0 引言
在煤矿生产过程中，机械设备多，工作地面条件复杂，井下巷道空间狭窄，空气潮湿，工作条件恶劣，工作环境中存在着各种不确定因素，电气设备和电
缆易受到砸压而使绝缘损坏，在井下极易发生各种安全事故。而煤矿电气设备事故则是制约煤矿生产与发展的一个极为重要的因素，其不但会对设备及人员造成伤害，同时还极有可能成为诱发煤尘及瓦斯爆炸等重大事故的主要因素。据全国对煤矿重大事故的调查结果显示，矿井电气事故频发，一直位列第一，据统计，2010 年1～7月份我国煤矿发生重大和特别重大电缆火灾事故4 起，分别造成34人、12人、25 人和28人死亡，多人受伤。近40%的重特大瓦斯爆炸事故的起因是井下电气设备的电火花。1980 年～2008 年间某省死亡3 人以上瓦斯事故中，因煤矿停电、停风造成的占到49.6%。这几组数据反映出我国煤矿电气设备事故发生频率较高，为实现煤矿安全生产，必须加强煤矿电气设备的安全管理。本文根据煤矿电气设备事故特点，探讨煤矿电气设备的安全风险预控。
1 煤矿电气设备分类
煤矿供电系统由煤矿地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面移动变电站及其供电线路、 配电装置以及各类保护装置、用电设备等组成。
按照设备在系统中的作用，煤矿电气设备大致分为:
1) 电源( 进线) 线路;
2) 控制设备，如开关设备、 控制柜、 保护等;
3) 变压器设备;
4) 用电设备，如电动机、电动工具等。
2 煤矿电气设备管理存在的问题
（1）软件方面
所谓的“软件”是指相关的国家部门制定的各种安全规程，例如 《煤矿安全规程》、《煤矿设备检修规程》 等相关法律法规及各类设备的管理规范、 安全用电的规章制度等等。煤矿对于相应的安全规章制度重视程度不够，观点偏差严重。煤矿重视水灾、煤尘、瓦斯等重大事故，而往往会忽略电气设备事故。同时相关工作人员其执行力度不够，在操作时对各项措施、制度的实施执行大打折扣，对于电气设备上的小问题不够重视，正是由于一些小问题的存在，往往会造成许多重大的安全隐患。
（2）硬件方面
煤矿“硬件”一般包括对进矿电气设备安全性能检测的各种仪器和设备；安装、维修电气设备时使用的工具；以防事故发生保护自己的各类保护装备等等。若在硬件购买时选用一些价格低、质量差的电气设备，会为以后的煤矿井下作业安全事故的发生埋下隐患；在运行中的大型设备及配套电网供电采用的保护装置不完善，使用精度达不到要求；维修、检修用配件、工具不足，或达不到正常的使用要求；未配备相关的检测装备，就无法对所采购的设备进行必要的安全指标及安全性能检测。硬件方面的不完善，导致无法及时的对电气设备进行维护，也是产生安全隐患的重要因素之一。
（3）人员方面
人员是电气设备进行安全管理工作的重要因素，整个电气设备安全工程系统中的硬件与软件都需人来进行操作与使用，人员能否正常、规范的操作是决定事故是否发生及安全管理系统成败的主要因素。现在很多煤矿企业的工作人员，文化素质不高，知识及技术水平均不能满足日常工作需要；在工作中习惯于按照个人模式操作，对需要严格执行的规章、 措施，执行力度不够。 大型多班制的生产移交制度不完善，对大型设备的运行情况记录模糊。
3 煤矿电气设备风险
煤矿电气设备的风险主要来自两个环节: 一个是供电环节，一个是用电环节。
3．1 供电环节的风险
供电环节的风险来自两个方面: 一个是来自供电设备和施设，主要包括供电设备和设施选型不当、分段力不够、电缆过载、不阻燃等，而引发供电线路倒杆断线、短路、停电、系统及设备过负荷、电气火灾。另一个来自供电质量，主要由于电压、频率和谐波等主要指标变化，如频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、波形畸变(谐波) 以及供电连续性等，导致设备故障或损坏。
3．2 用电环节的风险
用电环节的风险同样来自两个方面: 一个是供电设备自身，如选型不当、 维护不到位、非常规使用等，导致设备绝缘损坏、保护失效以及电气火灾; 另一个是由于用电设备失效，引发煤矿次生灾害，如停产、 瓦斯爆炸、 电气火灾次生影响。
4 煤矿电气设备事故类型及原因分析
4．1 事故类型
煤矿电气设备事故通常可分为触电伤亡事故、电气设备火灾事故和电气设备失爆事故三大类。
1) 触电伤亡事故。触电通常有电击和电伤两种。触电方式包括人员与电气设备直接接触触电、与电气设备漏电部位接触触电和间接接触触电等。
2) 电气设备火灾事故。主要指电气线路及供用电设备出现故障释放热能或漏电引起的火灾事故。主要包括短路火灾、漏电火灾、过负荷火灾等。
3) 电气设备失爆事故。是指电气设备防爆失效引发的瓦斯或煤尘爆炸等事故。
4．2 原因分析
1) 造成触电伤亡事故的原因主要有: 停送电管理制度不健全或者不执行制度; 违章带电操作; 工作票制度和工作监护制度执行不到位; 人员误操作; 缺少漏电保护装置或保护装置失效等。
2) 造成电气设备火灾事故的主要原因有: 人员带电作业产生火花; 电网过电流( 短路、过负荷和断相) ; 电缆、设备绝缘受损漏电; 电气设备检修维护不到位。
3) 造成电气设备失爆事故的主要原因有: 防爆电气设备选型不合理; 检维修制度不健全; 操作人员违规操作导致设备损毁等。
5 煤矿电气设备风险预控流程
按照现代安全管理的风险预控理念，制定的煤矿电气设备的风险预控流程如图1所示。
风险预控过程主要是不断地对煤矿电气设备危险源进行辨识，对持续风险进行评估，据此制定风险管控标准并加以执行。在对电气设备事故类型及原因进行分析的基础上，合理选择危险源辨识和风险评估方法，开展危险源辨识和风险评估工作是十分必要的。目前，一般采用故障模式和影响分析方法(FMEA) 进行风险评估，见表1和表2。
对不可承受的风险应及时制定风险管控措施，对风险值偏高的危险源应进行风险预警，并重新制定措施和标准。
6 煤矿电气设备安全风险预控
基于以上对煤矿电气设备风险和事故类型及原因分析，要从根本上杜绝电气设备安全事故的发生，除了需要从技术层面加强预防措施之外，更需要从管理层面提高安全意识，重视日常安全防护，完善安管措施，杜绝各类安全隐患。
煤矿电气设备安全风险预控应注意以下几个方面。
6．1 煤矿电气设备安全管理工作必须遵守的原则
1) 必须实施电气设备全生命周期过程的控制，设备安全必须从设备选型抓起。
2) 抓好供电环节和用电环节的安全控制， 特别是用电环节的安全。
3) 不断提高煤矿电气人员的设备选型和供电系统优化设计能力、 设备运行操作能力、 设备监测监控能力、 设备故障模式和影响分析能力和设备故障处理能力。
4) 强化电气设备的技术监督，及时排查供电系统和电气设备的安全隐患， 定期做好各类电气保护的试验检测，做好电气设备运行的巡查，及时修复、升级更新电气设备，淘汰失效和落后产品。
6．2 建立健全煤矿电气设备管理制度
根据国家法规及相关规定、规程，按照本单位的实际情况，建立操作性强的设备台账、采购标准、出入库管理、日常检修及责任明确等等规章制度，并严格落实《煤矿安全规章》，从观念抓起，从基础管理抓起，提高制度的可执行力。 同时应坚持以人为本的原则，做好电气设备从采购到日常维修一整套工作，平日里要加强对从业人员的技术培训工作，并制定岗位责任制以提高从业人员的技术水平、整体文化及工作水平。
1) 采购管理制度。规定有关煤矿电气设备采购前风险评估、设备技术指标确定，采购合同控制，电气设备到货验收以及入库管理等环节安全工作的要求。
2) 设备入井检查、使用和维护管理制度。规定煤矿防爆设备入井检查项目及标准，设备使用中一般性要求和电气设备维护保养工作要求。
3) 设备保护装置管理制度。规定煤矿设备电气保护、电气设备五防闭锁系统，保护接地以及接地网等配置与整定、定期检查和检定以及维护等要求。
4) 电动器具管理制度。规定煤矿用小型电动工具、 检验器具以及电力安全工具等配备、贮存、使用、检查和检定和报废等管理要求。
5) 煤矿电气“两票三制” 管理制度。明确煤矿电气运行操作和维修工作中规范操作票和工作票及措施票等申请、 作业以及监护责任。
6) 重要电气场所管理制度。制定煤矿地面和井下重要电气场所，如变压器室、 配电室以及电气控制室等场所，人员出入控制、通道安全、消防安全、卫生保持以及定期巡查等安全管理要求。
7）电气岗位操作规程。制定煤矿电气设备运行岗位、检查试验岗位和电气维修岗位等操作基本流程和安全技术规范。
5．3 严格执行“两票三制” 管理制度
为保证作业安全，煤矿必须建立“两票三制”管理制度。两票包括: 一是煤矿为实施电源电路和控制设备切换时进行倒闸操作而应填写和执行的操作票; 二是煤矿在电气设备及线路上工作时，应填写和执行的电气工作票。三制包括: 煤矿电气工作人员在电气设备运行、维护等作业过程中，因工作间歇、转移和终结而必须进行交接的交接班制; 在设备运行期间实施巡回检查的制度; 运行设备定期试验轮换的制度。
执行“两票三制”的过程中，重点抓好以下几点:
1) 必须开展工作前风险评估。工作人员必须按照工作安全分析法( JSA)， 进行工作步骤划分，识别每个工作步骤中的危险点和可能的危险行为，确定安全工作程序(步骤)，制定出风险预控措施。
2) 必须按照规范使用“三种人”。在每一起电气作业中，都会涉及电气作业的三个重要管理性岗位: 一个是工作票签发人，负责确定工作的必要性并委派任务的人; 另一个是工作负责人，是接受委派负责工作任务执行的人; 第三是工作许可人，负责检查现场安全技术措施到位。由于这三种人在电气安全工作中肩负重要管控责任，因此，必须对这三种人进行资格审查。工作票签发人严把“签发关”，如果工作票中危险源辨识不全，风险评估不准，安全技术措施不到位，工作流程不符合安全程序的，不在工作票上签字。工作许可人负责严把“措施关”， 对现场安全技术措施不符合工作票中的措施要求，或者因现场需要有补充措施必要的，不执行开工许可。工作负责人严把“程序关”，负责工作分工和组织，协调相关人员工作，严格按程序工作，对作业人员违反规程和劳动纪律，负有直接责任。
3) 煤矿安全监察部门要加强对“两票三制”执行的考核。重点监督“两票三制” 落实，狠抓无票作业、措施不全、许可不规范、工作交接不规范、工作票填写不规范等行为。按月开展工作票检查和统计，收集各区队当月所有的工作票，进行全面检查，统计合格率，并针对统计结果，按制度进行奖罚。
6．4 加强电气设备的日常检查和试验
煤矿要按照“三检制”的要求，积极推行电气设备安全检查工作，充分发挥设备司机或包机人的自主检查作用，将包机人自主检查和班组管理人员、煤矿安全监察人员的检查相结合，依靠监督推动电气设备检查的广度。将包机人的自主检查和电气技术人员的专业检查相结合，以推动电气设备安全检查的深度。
在日常工作中，将煤矿电气设备的电缆、电缆引入装置、接线以及设备防爆外壳、防爆面、保护接地以及局部接地极的外观检查作为交接班的一项重要内容，接班人员严格执行交接班制度，做到先检查后工作。做好每班工作场所照明综合保护的试验和低压馈电系统检漏装置的试验工作，保证保护装置的可靠性。
对井下高压电动机、动力变压器的高压控制设备上的短路、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的短路、 过负荷和漏电保护装置，低压电动机的控制设备上的短路、过负荷、单相断线、 漏电闭锁保护装置及远程控制装置，每年至少要检查和监测一次，保证这些装置配置齐全，动作可靠。
6．5 加强电气设备的消缺管理，保障设备稳定可靠运行
煤矿应按照风险预控信息系统管理的要求，及时报告设备缺陷，迅速组织消警行动，防止设备带病运行引发事故和次生灾害。
在消缺工作实施前，煤矿应评估电气设备缺陷和故障产生的影响，并根据影响制定临时性措施，优先保障电气故障影响区域内的所有场所的局部排水、通风、 照明、通讯能正常进行。
6．6加大设备日常维护的投入和人员的配备
在资金允许的条件下，应该加大与电气设备相配套的维护工具及仪器仪表 的投入，还需保证巡检人员的配备，定期或不定期地对电气设备进行检查，发现 安全隐患要及时排除，以确保电气设备的正常运行。
7 结语
作为煤矿安全生产的重要组成部分，煤矿电气设备安全一直备受关注，通过对煤矿电气设备事故类型及原因进行分析，采用合理的危险源辨识和风险评估方法系统风险评价后，采取有效的管理措施保证人员无失误、设备无缺陷、管理无漏洞，最终实现煤矿安全生产。
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论文作者:李福来
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/24
标签：电气设备论文; 煤矿论文; 设备论文; 工作论文; 风险论文; 电气论文; 事故论文; 《电力设备》2016年第2期论文;