关键词：智慧化矿山建设；煤矿供电安全可靠性；综合措施研究
引言
由于煤矿开采的特点，有许多因素直接影响到煤矿供电的安全可靠性，因此煤矿企业应积极采用现代技术设备，优化和改进供电系统结构和继电保护系统，并通过动态监测系统及时掌握供电系统的实时运行状况，以保证供电系统的安全运行。煤矿企业应加强对员工的技术培训，提高业务的规范性和准确性，加大电力系统的日常维护和维修力度，为煤矿供电提供可靠的安全保障，从而避免煤矿开采过程中发生重大供电安全生产事故，实现煤矿的健康发展。
1、提升煤矿供电安全可靠性的重要意义
煤矿行业与时俱进引进的高新科技使得煤矿生产的机械化水平也有了明显的提高。在煤矿生产活动进行过程中，煤矿供电系统也越来越受到煤矿行业的高度重视，安全供电、稳定生产、经济运行成为高质量高水准生产的重要课题。供电系统是煤矿行业安全生产的前提条件，系统运行的每一环节离不开密切配合和注意集中，这样才能够保证煤矿供电系统的安全与稳定。而当今的煤矿行业规模在逐渐扩大的同时，供电系统的实际操作也正面临着较大的困难，这需要相关人员不断地去摸索探讨，首要举措就是积极引进先进的科学技术，并与实际情况相结合，力求发挥出最大性能。因此，根据实际情况分析煤矿供电事故多发原因一方面要通过超前控制，控制造成事故发生的关键环节，另一方面是在发生事故时，及时采取正确对策，力求将损失控制在最小范围内，同时还要吸取教训，科学分析事故的发生原因，加强安全供电管理，这具有十分重要的意义。
2、影响我国煤矿供电安全的主要因素分析
2.1线路短路造成跳闸
矿井生产环境较为恶劣，且为了保证开采进度，一般矿井的供电网路级数较多，电缆短，阻抗小，造成电缆在首、末两端的短路电流数值无差异性，导致保护开关在短时间内断路，其保护功能失效，出现越级跳闸现象。
2.2双回独立电源供电问题
认为低压有两路电缆供电就是双回路。由于两路低压电缆可能引自同一台变压器或变电所的同一母线段，一旦该电源失电就会导致风机停运引起工作面停风的严重安全隐患。
2.3煤矿企业的检测系统无法满足供电系统动态监测的需要
一些煤矿企业由于受技术以及资金的制约，未能对供电检测系统进行及时的更新升级，因此，无法准确、有效地掌握供电系统的实时运行参数，不仅影响了供电运行的安全可靠性，也给煤矿企业的生产经营活动带来了较高的安全风险。
3、智慧化矿山建设中提升煤矿供电安全可靠性综合措施研究
3.1分布式网络保护，电缆短路防越级
网络优先技术，即防越级网络识别信号在网络中优先传输，防越级零延时。故障定位，根据故障位置动态调整各级防越级延时，可在0.5s时延内，实现7级以上级联线路防越级。开关可靠性在线监测，机构异常自动报警，提高开关分段可靠性。分布式网络保护，电缆短路防越级结构如下图所示。
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3.2光纤环网复用技术降低维护成本
光纤环网复用技术利用环网实时监控供电系统信息，不但提高了供电系统的可靠性，且因为故障风降低使得维护成本投入减少。光纤环网复用技术是基于两层网络协议所研发的光纤复用技术，与TCP/IP的7层网络协议相比，优先级更高，传输更快（防越级信号传输时间＜1ms）。为防止网络堵塞，保证网络传输实时性，防越级网络应避免与视频监控网络共用同一芯光纤。
3.3基于电压波动识别技术的电压波动防越级
通过微机保护装置智能识别短路引起的欠电压、瞬间电压波动以及长时间欠压故障，自动投入电压波动保护，躲避电压波动，防止欠压释放动作引起大面积停电。该技术可防止由于短路故障引起的母线欠电压或地面电网电压波动引起的大面积停电。通过电压波动智能识别技术可以解决由于电动机群起、短路故障欠电压、地面电网瞬时故障欠电压引起的越级跳闸问题，提高防越级跳闸可靠性。基于电压波动识别技术的电压波动防越级结构如下图所示。
3.4局部通风机供电方案
突出矿井的煤巷、高瓦斯、有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面使用的局部通风机，按照煤矿安全规程的要求，半煤岩巷和作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。具体要求如下:1)两台风机，安装两台功率相同的局部风机，一台正常工作，一台备用。(2)两个电源供电:正常工作的局部风机由三个专用供电设备(专用开关、专用电缆、专用变压器)；本地风机的备用电源来自另一个同时带电的电源。(3)自动切换:当局部通风机故障时，备用局部通风机可自动启动，以保持通风工作面的正常通风。其供电线路如下图所示。虚线框内为地下变电所，有两条供电线路，高压侧采用单母线分段；点画框架内由变电站Ⅱ段母线供电，分别配有专用变压器、专用开关、专用电缆，用于向局部通风机供电。风机由专线正常供电，当该路电源失电时由风机专用开关自动切换到Ⅰ段母线的“三专”供电。
3.5风电闭锁和甲烷电闭锁
煤矿安全规程规定，在使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁和甲烷电闭锁，。风电闭锁是指当通风面局部风机停止工作或风筒内空气流量低于规定值时，切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源；甲烷电气闭锁是指当空气中甲烷浓度超过时，自动切断受控设备的电源。根据煤矿安全规程的规定，掘进工作面局部风机的供电和闭锁控制示意图如下图所示。图中掘进工作面上的动力设备断电控制信号采用远程供电电器，风机风电闭锁采用两台T1、T2和T5开停电传感器，甲烷电闭锁采用工作面混合空气处的T3，甲烷电闭锁采用两台T4和T6、T7传感器，一台一氧化碳传感器控制工作面气体超量或一氧化碳。 同时，如果风机因风管内空气量小而失电，监控系统的分站立即发出控制信号，通过远程供电电器切断电源，切断停风区所有非本质安全型电气设备的电源，实现气、风闭锁控制。
结束语
总而言之，煤矿行业供电事故频繁发生，不仅会导致煤矿生产活动停工，甚至可能引发特大煤矿事故的发生，威胁到了煤矿工人的人身安全，给煤矿生产的安全性、稳定性也造成了严重的影响。因此，煤矿供电事故必须引起社会的广泛关注，认识到煤矿供电系统在煤矿生产活动中发挥着极其重要的作用，但是煤矿供电安全管理有效防范供电事故的发生又是一项艰巨的工程，这就需要相关人员找出引发煤矿供电事故的缘由，从本质层面去分析事故，在此基础上进行综合治理，并进一步制定出防范供电事故发生的对策，同时还应当认识到遏制事故发生原因是未来煤矿行业供电安全的首要目标和任务。只有通过构建合理的电网结构、确立科学的供电系统运行方式等举措，才能在智慧化矿山建设中提高供电的安全可靠性。
参考文献
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论文作者:徐兴奎, 罗上, 张斌
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：煤矿论文; 供电系统论文; 可靠性论文; 电压论文; 风机论文; 通风机论文; 局部论文; 《中国电业》2019年22期论文;