杜曉璐

(山西省同煤集團(tuán)晉華宮礦，山西 大同 037016)

0 引 言

煤礦產(chǎn)業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)能源產(chǎn)業(yè)，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及能源保證具有重要的影響。同時(shí)，煤礦產(chǎn)業(yè)又屬于高危產(chǎn)業(yè)，一旦生產(chǎn)出現(xiàn)異常，容易引起重大安全事故發(fā)生。在煤炭開(kāi)采中應(yīng)加強(qiáng)管理，做好細(xì)節(jié)把控，減少或杜絕事故發(fā)生。煤炭生產(chǎn)的供電安全至關(guān)重要，關(guān)系日常生產(chǎn)及運(yùn)行。對(duì)于此，在煤炭開(kāi)采中應(yīng)作為電氣系統(tǒng)的管理，并做好相關(guān)保護(hù)措施，以保證供電正常及安全。筆者結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)煤礦開(kāi)采中供電控制的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了討論，并對(duì)接地保護(hù)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了分析，可為后期煤礦生產(chǎn)電氣安全與保證運(yùn)行提供技術(shù)參考。

1 項(xiàng)目概況及分析

同煤集團(tuán)晉華宮礦屬于國(guó)家重點(diǎn)煤礦，礦井占地面積大，煤儲(chǔ)量豐富及開(kāi)采資源優(yōu)越，屬于我國(guó)重要的煤產(chǎn)區(qū)。具體來(lái)講，以11#層307盤區(qū)8716工作面為例，該礦區(qū)具體情況如下所述：工作面長(zhǎng)184.5 m，順槽長(zhǎng)為2 560 m，運(yùn)輸順槽寬為4.5 m，回風(fēng)順槽寬為3.5 m。選用ZZS6000/17/37型液壓支架；采用MG400/930-WD型采煤機(jī)供電電壓等級(jí)為3 300 V；根據(jù)其它用電設(shè)備的容量與布置，采用1 140 V電壓等級(jí)供電；兩巷的運(yùn)輸、排水設(shè)備等采用660 V供電；照明(信號(hào))電壓為127 V；其供電電源來(lái)自11#層307盤區(qū)變電所，變電所至2716巷口150 m。

2 煤礦供電控制系統(tǒng)及保護(hù)接地問(wèn)題分析

2.1 煤礦開(kāi)采供電控制系統(tǒng)供電情況分析

綜合目前實(shí)際情況及煤礦生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，采用綜采法對(duì)工作面實(shí)施開(kāi)采中，各個(gè)高低壓供電電纜用量大而損耗嚴(yán)重，加之煤礦開(kāi)采過(guò)程的環(huán)境的惡劣性及地理地形的復(fù)雜性，瓦斯等易燃易爆氣體分布情況復(fù)雜，一旦由于各類電氣保護(hù)不到位而引起電火花，容易引起爆炸而引起傷亡事故。而對(duì)煤礦井下進(jìn)行可靠、安全及合理的供電，對(duì)于提供產(chǎn)品質(zhì)量及保證安全生產(chǎn)具有重要作用及價(jià)值。結(jié)合該礦井，在采用綜采法開(kāi)采中所用的主要設(shè)備如表1所列。

2.2 礦區(qū)供電系統(tǒng)擬定原則及分析

綜合供電控制相關(guān)原理及煤礦開(kāi)采實(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合本礦區(qū)開(kāi)采實(shí)際情況，在對(duì)該礦區(qū)供電系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下原則：其一，經(jīng)濟(jì)及安全原則，即在保證礦區(qū)正常供電及可靠的前提下應(yīng)保證所使用的電氣開(kāi)關(guān)、電纜及設(shè)備最省，且盡可能做到單臺(tái)變壓器向單一工作面供電，以在發(fā)生故障時(shí)縮小事故范圍[1]。其二，當(dāng)變壓器超過(guò)兩臺(tái)且有高壓饋出線時(shí)，應(yīng)設(shè)置進(jìn)線斷路器進(jìn)行保護(hù)，以確保設(shè)備正常運(yùn)行。其三，電源控制開(kāi)關(guān)應(yīng)與電氣設(shè)備成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)保證容量越大的開(kāi)關(guān)，其距電源的距離應(yīng)越近[2]。其四，變壓器應(yīng)盡可能采用分列并行，以減少電網(wǎng)運(yùn)行中由于絕緣電阻下降而使漏電繼電器運(yùn)行條件惡化，從而致使停電范圍擴(kuò)大而導(dǎo)致供電系統(tǒng)可靠性降低。基于以上考慮，結(jié)合該礦區(qū)實(shí)際情況，對(duì)綜采工作面供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體見(jiàn)圖1所示。

表1 礦井開(kāi)采主要用電設(shè)備明細(xì)表

圖1 綜采工作面供電系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)圖

3 礦區(qū)供電控制系統(tǒng)保護(hù)接地及相關(guān)問(wèn)題分析

3.1 井下接地保護(hù)裝設(shè)原則及要點(diǎn)分析

電氣設(shè)備及電纜由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行及缺乏必要維護(hù)，使其金屬部分發(fā)生裸露而帶電，一旦該部分被人體所碰觸，則容易發(fā)生觸電事故，而避免該類事故發(fā)生的重要措施在于接地，可以大大減少人發(fā)生觸電后的電流，可起到保護(hù)作用。而對(duì)于電氣設(shè)備接地保護(hù)應(yīng)注意以下原則：其一，對(duì)于 36 V以上的可能由于絕緣破壞而發(fā)生漏電的電氣設(shè)備必須設(shè)置接地保護(hù)裝置[3]；其二，設(shè)備接地中，嚴(yán)禁將多臺(tái)設(shè)備實(shí)施串聯(lián)接地，同時(shí)也禁止多個(gè)接地保護(hù)裝置串聯(lián)。其三，應(yīng)建立接地網(wǎng)絡(luò)，以保證井下需要接地的設(shè)備實(shí)現(xiàn)良好的接地。其四，對(duì)于高壓電氣設(shè)備，一般情況下應(yīng)設(shè)置一個(gè)局部接地，以保障其安全使用；此外，對(duì)于輔助接地與主接地，其相鄰距離應(yīng)大于5 m，以免造成相互干擾而影響接地保護(hù)功能的正常發(fā)揮。

3.2 礦區(qū)供電控制系統(tǒng)保護(hù)接地常見(jiàn)形式及說(shuō)明

基于目前情況，電氣接地保護(hù)中所采用的形式主要有以下幾種：其一，保護(hù)接地，該種方式主要是在電氣設(shè)備受外界干擾時(shí)而為防止對(duì)電氣系統(tǒng)造成損害而實(shí)施的一種接地方式，主要是對(duì)不帶電的金屬部分與地面進(jìn)行連接，以避免由于設(shè)備故障等原因而發(fā)生漏電后而引起非帶電部分帶電而引起人體觸電事故，該類方式在煤炭生產(chǎn)中的機(jī)電設(shè)備防護(hù)中常被采用[4]。其二，工作接地，屬于對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施保護(hù)的常見(jiàn)形式，主要是為防止電氣設(shè)備受外界干擾而使得設(shè)備運(yùn)行及性能發(fā)生破壞，該種接地方式對(duì)于保證設(shè)備運(yùn)行安全及保持良好的性能具有重要意義，如在測(cè)量?jī)x表的保護(hù)中，能夠減少由于外界因素的干擾而對(duì)儀表精度造成的損害，可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3.3 礦區(qū)開(kāi)采保護(hù)接地安裝及注意事項(xiàng)說(shuō)明

綜合該礦區(qū)開(kāi)采的特殊性及工作面實(shí)際情況，各電氣設(shè)備在實(shí)施開(kāi)采中應(yīng)做好保護(hù)接地，以減少設(shè)備故障發(fā)生及保障開(kāi)采安全。具體來(lái)講，對(duì)于該礦區(qū)開(kāi)采而言，進(jìn)風(fēng)巷口、皮帶機(jī)、設(shè)備列車及高壓連接器等部位應(yīng)做好接地，同時(shí)，接地電阻應(yīng)不得超過(guò)2 Ω，以免對(duì)接地保護(hù)效果造成影響[5]。同時(shí)，對(duì)于電氣設(shè)備的接地保護(hù)裝置，其接地材料的選擇應(yīng)綜合考慮，如選取鍍鋅扁鐵或大于50 mm2的鋼絞線等，以免絕緣電阻過(guò)大而影響使用。再者，接地保護(hù)實(shí)施中，應(yīng)禁止采用鋁導(dǎo)體作為接地極等，且應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的要求，以提高接地效果及保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，煤炭開(kāi)采中的電氣安全關(guān)系設(shè)備的正常運(yùn)行，對(duì)整個(gè)開(kāi)采效率的提升及保障開(kāi)采安全具有重要的價(jià)值及意義。本文結(jié)合實(shí)際情況，綜合榆林市某礦區(qū)開(kāi)采案例，就煤礦開(kāi)采中供電控制供電系統(tǒng)的配合情況進(jìn)行了分析與說(shuō)明，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)煤礦電氣系統(tǒng)接地保護(hù)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明，指出了接地保護(hù)安裝原則及常見(jiàn)形式，可為后期該礦區(qū)供電控制系統(tǒng)及接地保護(hù)設(shè)計(jì)提供參考及建議。