煤矿供配电系统的安全供电研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：吴含军（1984），男，汉族，陕西西安人，本科，机电工程师，研究方向为供配电。-89-煤矿供配电系统的安全供电研究 吴含军 陕煤集团神木红柳林矿业有限公司，陕西 榆林 719300 摘要：摘要：煤矿是我国重要的战略资源，对于我国经济发展有着举足轻重的地位。随着经济的发展，我国对于煤矿的需求也在日益提高。但近些年来，为了提高开采效率，煤矿开采危害性逐年提升。因此各煤炭企业不断投入多种先进的机电设备，用以降低煤矿的开采风险。但同时也造成对煤矿开采供电系统的供电安全隐患。基于此，为了确保煤矿开采过程中供配电系统的安全稳定运行，提升煤矿的开采效率，本文将重点围绕煤矿的供配电系统如何安全供电进行阐述，提出一些自己的见解，希望对提高煤矿供电安全起到一些借鉴作用。关键词：关键词：煤矿；供配电系统；安全供电 中图分类号：中图分类号：TD611 0 引言 煤矿是我国最主要的开采资源之一，但是煤矿的开采过程十分危险，发生煤矿意外的事件早已屡见不鲜。我国煤矿开采方式多为通过矿井进行开采，但由于煤矿井下环境恶劣，周围又含有大量瓦斯、煤尘等易燃、易爆物质，因而很容易发生危险。而造成安全事故的原因不仅于此，煤矿供配电系统造成的安全问题是近些年来煤矿安全事故发生的主要原因之一。近年来，煤矿供电安全形势不容乐观，电气故障较多，供电的安全性、稳定性、可靠性还面临诸多困难，对煤矿的安全生产造成了很大的阻碍。因此，对于煤矿供配电系统的安全供电问题进行深入研究，具有重大意义。1 供配电系统对煤矿开采的意义 供配电系统的投入使用，给煤矿井下作业带来了诸多便利，主要作用有以下两点：1.1 提高开采效率 随着供配电系统的投入使用，很多煤矿开采工作已经投入大量的机械化设备进行开采，利用现代化技术可以大大提高煤矿开采的速度，且减少了作业人员的投入。这样在提高开采效率的同时，还降低了人员投入。现有作业人员可以根据开采的需要，利用合适的机械设备，在降低自身风险的同时还可以很好地提高开采效率。1.2 增加产业收益 随着国家自动化技术的不断发展，各行各业利用自动化技术来进行生产都取得了巨大的收益增长。作为我国重要经济战略之一的煤矿，传统的开采方式费人费力，每年都有煤矿事故发生。煤矿事故的发生，不仅使得煤矿开采暂时搁置，甚至需要对整个煤矿开采进行风险重排查，严重阻碍了煤矿开采的进度。而随着供配电系统的不断进步、完善，可以利用很多现代化的技术去攻克以往的一些开采难点，大大降低了了发生煤矿事故的几率，为煤矿的开采提供了保驾护航的作用，进一步提高了煤矿产业的收益。2 煤矿供配电系统存在的安全隐患 2.1 煤矿供配电系统的供电隐患 随着科学技术的发展，自动化、现代化产物在各行各业不断兴起，煤矿的开采也是如此。许多煤矿井下都有完善的供配电系统，以此来降低开采过程中的风险，但是由于许多供配电系统的不合理安装、负荷分配不均、设备安装不匹配、供电线路老化等，给矿井开采工作埋下了不少的安全隐患。2.2 供电电能质量水平不高 随着各类通信技术的不断发展，矿井下的供配电系统也在不断完善。为了迎合社会发展需求，一些大型开采机械设备已成为当下煤矿开采的主要开采方式，很大程度上提高了煤矿开采的自动化水平，在降低了人工开采风险的同时，提高了开采效率。这种大型开采设备在工作时，会在一定范围内，提高线路负荷，并通过线路反馈至供配电系统中，造成部分区域内供中国科技期刊数据库 工业 A-90-配电不平衡，同时还可能对部分线路造成超负荷运行的情况。这些设备在正常工作时，会产生谐波分量，也会通过线路反馈与供配电系统中，破坏井下配电网有功和无功之间的平衡，供电电压出现电能质量较低的情况，不仅使得井下开采设备无法高效运行，同时还可能给井下各类继电保护装置带来一定的影响，给矿井下部分区域的供配电系统带来安全运行风险。2.3 井下长距离输电造成的安全隐患 随着开采的深度不断加深，开采渠道也逐渐变多，因此各种大型开采设备和其它设备不断投入，导致了提供动力源的供电线路需要加长，且需要不断增加新的支线路，在供电线路网络达到一定规模时会造成供电低压的情况。而这种因为开采范围变化引起的供电线路低压“超长”距离供电必定会造成供配电线路网所带设备出现问题，例如电气设备烧坏、开采设备无法启动或供电不足等现象，不仅给煤矿开采人员的人身安全带来极大的隐患，同时也造成极大的经济损失，问题主要体现在一下几个方面:第一个是传统供配电线路并不能为井下提供安全、稳定、可靠、高效的电能，尤其是随着开采规模的扩大，供配电网络覆盖面积不断扩大，而这也是造成线路出现低压供电的主要原因；第二个是没有合理的选择电缆型号。不同的电缆型号它的供电承载力是不同的，倘若选择的截面比较小，供配电承载力不强，就会导致电缆发热及其线损过大，很容易引起瓦斯、煤尘爆炸等事故或造成大型开采设备和电机不能够正常起动等，这些现象给煤矿的开采人员带来了巨大的人身安全风险。第三个是继电器保护装置较为落后，灵敏度不够到，导致保护能力不足而带来安全风险。3 煤矿开采管理制度不完善 煤矿开采作为一个高危工作，作业人员长期都处于一种精神高度紧绷的工作状态，需要有一个好的工作模式和管理制度来舒缓这种情况。但是由于工作环境较为恶劣，导致煤矿的开采管理制度很难做到完善。3.1 煤矿开采环境复杂 煤矿作为我国重要经济发展战略之一，对我国经济推动有着巨大作用。煤矿开采虽然有着巨大回报，但是同时也面临这巨大的风险。因此煤矿的开采必须要有好的管理制度，以确保煤矿开采工作安全运转。但是煤矿的开采环境十分恶劣，我国的绝大多数煤矿开采都是井下作业，且矿井深度平均都是400米以上。由于是井下作业，所以作业人员的活动空间有限，这对于长时间开采的员工来说是十分压抑的。井下阴暗潮湿，在这里没有阳光照射，虽然有着光源，但是能见度依然很低。由于社会经济发展，煤矿开采为了迎合社会经济前进的步伐，往往都是采取倒班不间断的工作模式。随着矿井越挖越深，在矿井加深的同时，还增加很多其它开采线路，这就导致了工作场所不固定，工作面不断搬迁，各种大型开采设备也要随着开采场所的变动而变动。当矿井达到一定深度时，作业人员会受到地热影响，这时候工作带来的人体散热和机械设备散热，导致井下空气温度、湿度很差，给开采工作带来了相当大的难度。在这种工作模式下，管理制度很难得到有效施行。3.2 安全推进工作开展不足 由于工作环境的特殊性，当工作和管理人员长期处在这种环境中工作时，经过一段时间的安全期之后，作业人员很容易失去警惕之心。虽然煤矿企业都有相应的规章制度，但是对于长期从事煤矿开采的作业人员来说，相关的规章制度早已铭记于心，很容易造成一种得心应手的错觉，从而在作业时，并没有像初始时那样，时刻保持警惕。当这种心理滋生之后，即使企业颁布一些新的规章管理制度，对于一直都处于安全的作业人员来说，这些规章制度已经没有太大的威慑力了，在煤矿开采过程中也不会严格按照管理制度去进行开采。在很多矿产企业中对员工的教育培训工作还是基础层面，并没有过多的宣传安全管理工作，还是沿用传统落后的管理制度和工作程序。矿产企业员工安全意识不充足，有严重的违章作业现象。在进行矿井开采时，员工才是各种安全制度的执行落实者，但遗憾的是大部分员工都没有足够的安全意识。有时候员工为了偷懒，并没有严格的按照规章制度来进行工作，仅仅是根据工作的特殊性去采取便捷煤矿开采的方式去对待工作。因此工作管理人员管理意识较为薄弱，煤矿企业没有定期对作业人员开展安全教训培训，也是造成煤矿开采制度不完善的一个因素。4 煤矿供配电系统的安全供电策略 4.1 建立和完善安全长效管理考核机制 煤矿工作用电安全的重要性一直在反复强调中，中国科技期刊数据库 工业 A-91-而工作规范化，是获取有效成果的一大助力，对于安全用电，建立和完善一个长效管理的机制会如虎添翼，首先，将工作内容责任化，依照管理机制，延展一个安全用电责任机制，是用电安全工作，划分为每个人的责任，大家努力做好各自责任内工作的同时，也是在共同守护整体的安全，同时，还可以通过贴标语，制作安全用电制度的安全手册，让大家反复阅读，强化记忆。因此，还能够使用抽测的方式，让大家谨记自己的责任，明确职责所在，才能更好的完成工作，有测试，就可以有奖惩，更能激发大家积极向上的情绪，这同时也能完成对煤矿井下工作的监督，奖励能够激励大家积极落实安全用电，惩罚也能以儆效尤，让大家更深刻的意识到错误行为将引发一系列的后果，由此可见，落实安全用电工作管理制度，需要落实责任，落实到个人，从而落实到每一项工作中。4.2 严格执行停送电制度 煤矿井下工人作业环境较差，对于电的需求比较大，所以此时如果遇上停电，不仅会直接面对停工，更大的问题在于由此会出现安全事故，矿井工人的安全将受到严重威胁。因此，对于煤矿作业而言，每一次的停电，都必须经过一系列严格的审批流程，考虑到方方面面的因素后，才能审批通过，并做好后续的防范措施，通知到煤矿井下作业人员，再次通电时，同步做好井下检测工作，特别要注意的便是瓦斯浓度，必须保证巷口瓦斯浓度低于 1%。还有，防止出现信息传递错误的事故发生，必须坚持同一个人停电放电的原则，并在所有电源开关的闭锁装置处，悬挂停放电状态指示的警示牌，防止有人不清楚状况失误错误送电，引发爆炸。除了以上措施以外，关于用电安全还有三大保护措施也尤为重要，分别是漏电保护，接地保护以及过流保护。规范作业也是电工安全用电的关键，供电系统有一个三无四有的规范要求，就是对电工作业的规范要求，坚持查缺补漏，及时检验作业情况，不放过作业过程中每一个细节，才能预防电气事故的发生。煤矿井下工作，虽艰难却要保持细致，因为每一丝细节，都有可能关乎性命安全，有效管理用电安全，要落实到每一个环节，从规划供电电源，设置电气设备，再到对日常用电的管理与维护等等，每一步都需要细致入微，守流程，强调规范，才能真真切切排除隐患。4.3 提高供电可靠性 做好停电时各项预防措施固然重要，但是若能提高供电安全的可靠性，那便是降低了出现停电的可能性。而供电的可靠性，便是能够连续不断的为煤矿工作提供电量，保护供电过程不被中断，如此，便涉及到，首先，可以多提供些供电电路，设置好备选电路，才能应对单电路出现故障时，及时使用备用电路供电，这样两个供电电源最好也不要选择同一个，但都需要能够供应整个矿井的电源，单电路出现供电故障时，也可能是因为前段工序供电电源的问题，此时备选电路不是同一个供电电源的话，更为保险。除了通过后备的方式保障供电的持续性，还要做好煤矿供电设备的检修工作，维护供电设备正常运行，当然，供电设备不仅结构复杂，更关于人身安全，检修工作必须要有专业的人员，定时检修，跟进设备相关问题，这样，一旦遇上紧急事故，作为最了解这些设备的专业人员，更能更快的做出对应处理工作，将隐患降至最低。设备除了定时检修，还要考虑到使用寿命问题，及时更新，这样不仅是更换新设备的问题，也能紧跟设备技术更新，更能节约成本，推广新产品，当然，所有设备，都需要遵循煤矿安全规程，符合防爆要求。4.4 注重科技管理提升用电安全管理水平 煤矿安全生产的有效途径之一就是提高用电安全的管理水平，而提高煤矿用电安全的管理水平就要依靠科技进步，完善安全用电技术工程、保障必要的投入，并在煤矿用电过程中不断采用新技术、新装备、新材料、新工艺。另外，还要对人的行为进行规范管理，实行作业人员和管理层人员双向管理，从而实现安全用电的双向监督。要深化和细化煤矿安全用电标准化建设，实现煤矿安全用电过程的动态监控。要不断推进安全用电管理的科学化、现代化，并把安全用电管理放在每项工作、每个环节的首要位置，确保安全用电管理常处于全方位、高效运转的监管状态。5 结语 该论文紧紧围绕着煤矿供配电系统的安全供电问题，由供配电系统对煤矿开采的意义展开，强调了煤矿供配电系统存在的安全隐患，并针对性的提供了一中国科技期刊数据库 工业 A-92-系列安全供电策略望能更好的解决问题。首先供配电系统对于煤矿开采工作而言，可以极大的提高开采效率，这其实属于科技进步的一大成就，效率的提高，也就意味着产业收益也会随之增加，更为重要的是，降低了工作风险，这对作业人员而言，是保持继续工作的定心丸。除此之外，利用供配电系统就可以投入更多的现代化机械设备，利用自动化技术去攻克以往开采中的难点，避免的人工开采的风险。值得注意的是，供配电系统的投入使用有许多值得注意的点，不仅要定期检查供配电线路，还需要考虑随着煤矿开采的不断深入而带来的供配电线路的变动。文章简单提出了一些注意措施，希望能给相关单位起到一些借鉴作用。参考文献 1高军.煤矿供配电系统的安全供电研究J.矿业装备,2019(4):2.2赵凯.煤矿井下供电系统安全隐患及处理措施研究J.科技资讯,2011(32):1.3成亮.煤矿安全生产井下供电系统研究J.中小企业管理与科技,2011(5):2.4杨永伟,吴俊峰,吕美承.煤矿供电安全专家系统研究与应用C/重庆:四川省煤炭学术年会,2013.