摘要：随着煤矿的数字化、自动化改造升级。煤矿的电气设备使用越来越多，目前在煤矿事故的种类中煤矿机电事故正在增多，导致了社会整体对煤矿的机电安全状况更加关注。在煤矿机电事故中供电系统引起的事故占据大多数，同时在煤矿生产过程中，供电系统担负着几乎所有动力设备能源的直接或者间接供给任务，供电安全平稳是煤矿生产得以顺利开展的重要保障。一旦供电系统出现故障，将直接影响到煤矿的正常生产，甚至有可能引起人身伤亡事故。因此保障煤矿供电的安全性对于现代化煤矿尤为重要。
关键词：煤矿；供电安全；可靠性技术措施
一、煤矿供电系统的作用和要求
煤矿供电系统主要的作用有以下几个方面：首先是要用于主通风机的运转，维持井下供风以避免由于风机停止导致的瓦斯升高，同时风机停止井下粉尘会升高导致环境污染以及矿井缺氧等问题，另外需要关注的一点是，如果矿井超过30min没有进行通风，就极易引起粉尘爆炸，这也是供电系统需要保证矿井下通风状况良好的一大原因之一；其次供电系统用于采掘机械设备如采煤机、刮板输送机、掘锚机、梭车等采掘生产设备的正常工作。再次供电需要用于煤炭的运输，现代化矿井都采用皮带运输方式运煤，保证胶带机的稳定运行才能保证煤矿的正常生产，才能保证经济效益。另外供电也用于排水设备的供电以及井下照明等工作。以上这些设备都需要良好的供电电源来维持[1]。这就导致了我们对煤矿的供电系统的质量、可靠性、经济性有着很高的要求。
二、煤矿井下供电系统现状问题解析
现在煤矿井下电气设备的使用越来越多。随着机器换人、自动化减人理念的不断深入，现代化矿井正在向着数字化、无人化方向发展。先进的技术装备投入越多，对煤矿的供电系统要求越高。同时新设备、新工艺的投入使用也为煤矿供电系统造成了新的困扰，比如长距离供电压降过大、失爆增多、负荷分配不均、供电系统设计不合理、谐波污染严重、保护整定不可靠、设备型号不匹配以及供电日常管理跟不上等问题，给井下安全用电埋下了许多安全隐患，以下就常见存在问题简述如下。
2.1长距离供电电压降过大。
随着我国煤矿业的发展，煤矿的开采规模不断扩大，所使用的机械设备功率越来越大、巷道长度也越来越长，由于供电线路长负荷增大而造成供电线路电压降过大。常常会造成工作面设备启动困难、甚至设备烧坏、电缆发热起火等故障。
2.2电气防爆管理有待提高改进
为了提高供电系统的安全可靠性，保证井下作业员工的人身安全，控制井下产生电火花的可能性。国家已经多次下发相关文件，明令淘汰或禁止使用部分落后的非防爆电气设备和工艺，而在实际生产过程中，部分矿井由于改造资金缺乏或企业负责人不重视，没有认识到因此所造成的严重后果，在部分矿井这些明令禁止使用的的电气设备或工艺依然在使用，这直接影响煤矿矿井供电系统可靠性和人员安全。另外虽然大部分国有大中型矿井井下全部使用防爆或本安型电气设备，但是由于电气设备数量增多，防爆检查人员紧缺等原因，造成失爆现象仍然较多。
2.3煤矿供电系统在线监测水平较低
由于受矿井建设期技术能力和建设资金的制约，很多煤矿矿井低压供电系统建设初期均没有配置实时监测监控系统，随着矿井生产发展的需要，井下供电系统的运行数据信息不能实时反馈回调度指挥中心，导致地面调度管理人员不能实时掌握井下供电系统运行情况，难以及时指挥井下供电系统值班人员投切电气设备，对可能存在的隐患和发生的故障无法及时作出预测和调整补救措施，这样容易引发事故，造成人身和财产损失。
2.4供电质量水平较低
随着计算机及其软件技术、信息化技术、自动控制技术的发展，越来越多的新技术、新工艺、新装备投入到煤矿中应用，拥有和使用大量水平先进的机电设备已成为衡量煤矿现代化水平的标志，同时也促进了煤矿不断的更新改造，以不断提高安全生产的水平，但大量变频整流设备（如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等）在井下供电网络系统中的投用，其工作时产生的谐波分量，会通过低压供电线路直接反馈入矿井低压供电系统中，使井下配电网有功和无功间不能保持原有的平衡，供电电压出现畸变，影响供电质量，影响井下采掘等设备的稳定运行，还会造成井下各种继电保护和在线监测系统出现“误动”或“拒动”情况，降低井下供电网络安全运行的可靠性。
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2.5主变压器容量不足
井下负荷容量经常大于供电系统原设计容量，进而造成主变压器长期运行在效率低下工况条件下，不仅降低了供电系统可靠性和供电质量，也使得系统长期运行在过负荷条件下，很容易导致变压器出现过热温度升高、绝缘加速老化、供电电缆出现发热燃烧等情况，引起瓦斯煤尘爆炸，给煤炭企业安全带来重大安全隐患和经济损失，给职工家庭带来心理阴影和不良的社会影响。
2.6人为误操作
煤矿矿井由于工作环境原因，操作空间较小，而且还存在多个工种多地点多人同时作业的特点，通讯联络及人员素质和技术水平不齐等原因，任何一个环节出现错误，都可能会发生事故或人员伤害，这就对井下煤炭生产安全用电及人员提出了更高的标准和要求。
三、如何提高煤矿供电安全可靠性
3.1配置先进供电安全实时在线监测系统
安全生产才是煤矿企业需要时刻重视的问题，不能仅仅的注重经济利益，应该注重矿区的长期安全生产，因此，对于矿区电力系统进行适当的投入，加大资金的投入，及时地淘汰落后的旧设备，引入先进的在线检测系统，保证矿区设备都处于稳定的运行状态，并对这些设备进行定期的检查和维护，保证供电系统的安全稳定可靠。
3.2加强电力监控
加强对矿区供电系统的电力监控，实现对矿区供电设施的实时监控，确保对矿区内供电系统的全方位监控。合理的利用分级闭锁、选择性断电技术等技术，逐步地实现矿区电网的智能化和自动化，降低矿区危险事故的发生概率。因此，对电力监控系统进行优化和升级，能保证煤矿开采的稳定性和安全性。
3.3提高操作人员的操作规范
人为操作失误也往往会造成巨大的安全事故，因此，加强提升矿区操作人员的安全意识以及让人员严格按照矿区井下作业的操作规范进行，才能避免因为人为失误导致事故的发生。应该对工作人员进行安全意识的培训以及井下作业的操作规范培训，此外，还应该建立起监督机制，对员工的人为失误进行及时地纠正，提升员工操作的规范性。
3.4采用新技术消除谐波的影响
对于机械设备在运转中产生的谐波，可以采用新的技术，来减少谐波和降低谐波对电网的干扰。例如，静止无功发生器技术，可以将一些大功率的设备实现无功能量的转换，这样就可以抑制矿井下的设备产生的谐波，避免由于谐波对煤矿供电网络造成干扰，提升供电的稳定性和安全性。
3.5构建合理的矿井供电结构
合理的供电结构是保证煤矿井下安全开采、节约用电的基础，因此为了确保煤矿供电系统的安全性和稳定性，需要对矿井的供电结构进行调整，构建起一个完整的煤矿供电体系。在构建过程中，要保证供电系统的每一个分支回路都是独立运行的，切记在分支线上的T接其它负荷，以此来减少供电的过渡环节和冗余线路。并且还要优化内部配电线路结构，以此来保证供电系统的安全可靠性。
结束语
煤矿井下供电系统运行在一个复杂环境中，提高其运行安全可靠性是一项系统、长期持久的工作，必须结合煤矿井下煤矿开采的实际情况，将人力、物力、环境等多方面因素有机结合起来，整体协调配合进行充分考虑设计，制定完善井下安全供电措施方案，有效提高煤矿井下低压供电系统供电可靠性，保障井下煤矿开采安全稳定、节能经济的高效进行。
参考文献
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[2]王瑞.提高煤炭供电安全可靠性综合措施研究[J].科技创新与应用，2014（22）.
[3]焦悦峰.提高煤矿供电安全可靠性的策略分析[J].企业技术开发，2015，10（11）：124，130.
[4]代彬.对提高煤矿供电安全可靠性的综合措施探讨[J].科技创新与应用，2016，9（36）：129.
论文作者:张志成
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/21
标签：供电系统论文; 煤矿论文; 井下论文; 矿井论文; 可靠性论文; 矿区论文; 谐波论文; 《电力设备》2018年第15期论文;