摘要：煤炭是我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)，承擔(dān)著我國三分之二的能源消耗。近年來煤炭開采量不斷增加，如何保證煤礦安全，減少重大、特大事故的發(fā)生十分重要。電力在煤炭安全生產(chǎn)中地位十分重要，因此必須要采取有效措施保證供電的可靠性與安全性。本文對煤礦供電現(xiàn)狀進行分析，并提出瓦斯發(fā)展點在礦井應(yīng)急保安電源中運用的思路與可行性，以為煤炭行業(yè)的快速穩(wěn)健發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：瓦斯發(fā)電站；礦井；保安電源

近年來隨著智能技化設(shè)備、電子計算機等相關(guān)電子設(shè)備在煤礦開采中的運用，煤礦對于電力安全的依賴顯著增加，若用電過程中受到較大浪涌電壓涌入等問題，就會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓、設(shè)備損壞，甚至危及工人生命，因此采取有效措施保護煤礦電源勢在必行。

1、煤礦供電現(xiàn)狀

根據(jù)煤礦規(guī)模大小的不同，目前煤礦的供電方式基本為：從電網(wǎng)110KV→電網(wǎng)（或煤礦）35KV變電所→煤礦6KV（或10KV）變電所→電機設(shè)備。目前煤礦供電均為雙回路供電，但當電網(wǎng)的110KV或35KV供電系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘時，同樣會造成礦井停電，特別是在雷雨季節(jié)受到雷電的沖擊更容易使電網(wǎng)系統(tǒng)跳閘，很多煤礦每年停電事故會發(fā)生多起。在系統(tǒng)出現(xiàn)停電后，同時造成礦井的抽放泵、主扇、井下主水泵等一類用電負荷停運，容易造成井下瓦斯超限、被水淹等危險，給礦井的安全生產(chǎn)帶來很大危險。目前煤礦供電采用保安電源方式如下：

1.1雙回路供電

目前煤礦供電設(shè)計均采用雙回路供電方式，也是最為穩(wěn)定可靠的方式。但很多都是從煤礦附近不同的電網(wǎng)變電所引來的，其上一級均是同一回線路，當上一級線路出問題時，煤礦同樣面臨全停的問題。

1.2備用柴油發(fā)電機

很多煤礦采用柴油發(fā)電機組作為備用電源來保障主要設(shè)備的用電，是基于煤礦供電安全設(shè)計及驗收的要求進行配套的。但在實際生產(chǎn)過程中這些柴油發(fā)電機基本屬于擺設(shè)，根本用不上。主要存在以下問題：

一是當系統(tǒng)停電后不能實現(xiàn)無縫對接，只能在停電后進行柴油發(fā)電機的啟動工作，從啟動到正常供電，存在一定的時間差。

二是柴油發(fā)電機的配置容量相對較?。ò簇摵膳渲猛顿Y較大），當系統(tǒng)停電時可接帶的負荷較小或帶不起來，穩(wěn)定性差。

三是可靠性差。柴油發(fā)電機作為備用設(shè)備，必須隨時保證完好，操作人員需時刻待命，以確保時刻處于完好備用狀態(tài)，否則形同虛設(shè)。通過對多個煤礦的調(diào)研，設(shè)備完好情況和人員配置根本滿足不了使用需求。

四是管理成本增加。需要安排人員對柴油發(fā)電機進行運行及維護保養(yǎng)，造成管理成本增加。

2、利用瓦斯發(fā)電站解決備用電源的思路

由于現(xiàn)在低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)的成熟利用以及國家對瓦斯利用進行推廣和補貼，很多煤礦都建設(shè)了瓦斯發(fā)電站。目前電網(wǎng)對瓦斯發(fā)電站并網(wǎng)接入的要求是：煤礦自發(fā)自用，富余電量上網(wǎng)。也就是瓦斯發(fā)電站發(fā)電后是先接入到煤礦的變電所母線上供煤礦負荷先行使用，不夠部分再由電網(wǎng)下網(wǎng)補充，用不完部分再上網(wǎng)到電網(wǎng)。

2.1思路構(gòu)想

把瓦斯發(fā)電站作為一個獨立電源點，因其使用燃料為煤礦瓦斯泵房抽放出來的瓦斯氣，只要其燃料供給不間斷，整個瓦斯發(fā)電站的就能持續(xù)運行，就能提供穩(wěn)定的電源。當電網(wǎng)失電情況下，由瓦斯發(fā)電站擔(dān)獨接帶煤礦瓦斯抽放泵和主扇的負荷，使瓦斯主要抽放設(shè)備不停運，實現(xiàn)瓦斯抽放的持續(xù)性，同時通過持續(xù)的瓦斯供給，瓦斯發(fā)電站發(fā)出電以后又持續(xù)的提供給抽放泵，確保抽放泵的正常運行。

2.2技術(shù)要點

2.2.1改變部分供電接線方式

現(xiàn)有的煤礦變電所的供電主接線方式一般是采用雙段母線供電，一類用電負荷從每一段母線均可實現(xiàn)供電。瓦斯發(fā)電站的主接線一般是單段母線供電（假設(shè)為6KV），就是多臺瓦斯發(fā)電機組發(fā)電后接入母線后由單回線路輸出接入煤礦變電所其中一回母線。假設(shè)為瓦斯發(fā)電站輸出開關(guān)柜編號為601#，進入煤礦變電所Ⅰ段母線，進線開關(guān)柜編號為615#。由于瓦斯發(fā)電站正常運行時是并網(wǎng)運行的，運行較為穩(wěn)定。擬將煤礦變電所Ⅰ段母線上的一類用電負荷改由瓦斯發(fā)電站6KV母線進行供電，煤礦一類用電負荷正常運行方式由瓦斯發(fā)電站6KV母線進行供電（煤礦變電所Ⅱ段母線熱備用）。

2.2.2運行方式確定

在瓦斯發(fā)電站601#開關(guān)柜上裝設(shè)電壓檢測裝置檢測煤礦變電所電網(wǎng)的供電電源信號。當電網(wǎng)系統(tǒng)跳閘時，601#開關(guān)柜上裝設(shè)電壓檢測裝置檢測系統(tǒng)失電信號，立即601#開關(guān)自動跳閘與電網(wǎng)系統(tǒng)解列，此時由于煤礦瓦斯抽放泵房及主扇等一類負荷由于是由瓦斯發(fā)電站接帶負荷，不會跳閘停電。反之，由于瓦斯抽放泵房的正常運行提供了發(fā)電所需的燃料氣，瓦斯發(fā)電機組能正常發(fā)電。當系統(tǒng)恢復(fù)正常供電后，將電站機組與電網(wǎng)進行并網(wǎng)，恢復(fù)正常供電方式。

2.2.3技術(shù)要點

一是電站601#開關(guān)需要檢測信號靈敏，動作及時可靠；二是需根據(jù)瓦斯發(fā)電站正常運行時能輸出的負荷情況，調(diào)整煤礦一類負荷，按照瓦斯抽放泵、主扇、井下主水泵、壓風(fēng)機等要害情況依次確定跳閘次序，當用電負荷高于供電負荷時，首先要保證瓦斯抽放泵及主扇的正常運行，然后自動切斷相對不太重要的一類負荷，以確保發(fā)供電平衡。三是在電站加裝負荷自動平衡減載裝置，當發(fā)電負荷大于用電負荷時能自動調(diào)整每臺機組的負荷，以確保發(fā)供電平衡。四是加強應(yīng)急演練，提高運行人員技術(shù)水平，確保能應(yīng)對自如。

3、該方案運行成功后的重要意義

如上述方案能成功運行后，可以有效降低煤礦因系統(tǒng)停電造成井下瓦斯超限、淹井等安全事故，大幅降低因停電造成的事故損失，給煤礦節(jié)省了大量投資和成本。同時促使煤礦加強瓦斯發(fā)電站的建設(shè)，以用促抽保安全，使瓦斯利用項目得到了更好的發(fā)展，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效應(yīng)、環(huán)保效應(yīng)和安全效應(yīng)。

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作者簡介：陳忠寧，1973年2月，本科學(xué)歷，貴州盤縣人?，F(xiàn)職稱工程師，主要從事煤層氣（煤礦瓦斯）的開發(fā)利用工作。