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        礦山電力設(shè)施保護與外破事故防范研究

        2024-04-24 02:43:32賀強
        大科技 2024年16期
        關(guān)鍵詞:電力設(shè)施賦值電線

        賀強

        (華亭煤業(yè)集團有限責(zé)任公司,甘肅 平?jīng)?744100)

        0 引言

        礦山電力設(shè)施的運行質(zhì)量,直接決定著礦區(qū)作業(yè)的有序性。然而,部分礦區(qū)內(nèi)的電力設(shè)施,多次出現(xiàn)外力破壞問題,減少了電力設(shè)施的剩余可用時間。為此,需要加強電力設(shè)施保護,配合宣傳工作,指導(dǎo)人們形成約束意識,減少對電力設(shè)施的損壞行為。

        1 礦山電力設(shè)施出現(xiàn)外破問題的原因

        1.1 電力設(shè)施保護不到位

        部分企業(yè)在進行礦山生產(chǎn)時,側(cè)重于追求作業(yè)速度。更多的是礦井、個體單位,存在野蠻施工問題,形成外破事故。電力設(shè)施保護工作不全面,增大了外破事故的可能性。

        1.2 缺少電力保護宣傳

        多數(shù)礦山單位并未關(guān)注電力設(shè)施的防護工作,更未關(guān)注電力設(shè)施宣傳工作。當(dāng)出現(xiàn)電線外破損壞事件后,不能及時通知供電單位做出搶修處理,而是采取簡單修理,致使外破點無法得到妥善修理,電力設(shè)施無法正常運行。

        1.3 外破行為的監(jiān)管不力

        在發(fā)生暴雨、長時間降雨的環(huán)境中,礦山內(nèi)鐵塔可能會出現(xiàn)塔基結(jié)構(gòu)受損、鐵塔傾斜、電線受凍等各類事故,未能及時給出處理。在電力設(shè)施四周未設(shè)監(jiān)測平臺,無法確定電力設(shè)施的破壞者,難以追究外破行為主體的責(zé)任。各類監(jiān)管不善的問題,增加了外破事故的發(fā)生次數(shù)[1]。

        2 加強礦山電力設(shè)施保護的可行措施

        2.1 加強保護

        措施如下:①明確電力設(shè)施的防護區(qū)域。②電企需有序規(guī)劃電力設(shè)施的防控工作,設(shè)立專項整治項目,有效去除礦山電力設(shè)施的各類風(fēng)險。③有序落實運維檢查工作,增加定檢次數(shù),設(shè)計抽檢方案,及時排查潛在問題。當(dāng)開采方案設(shè)計不合理,對礦山內(nèi)電力設(shè)施形成較大威脅時,電力監(jiān)管單位應(yīng)要求采礦單位整改。

        2.2 加強宣傳

        措施如下:①開展有效的宣傳工作,切實保護電力設(shè)施。電企宣傳時,以“供電安全”“用電安全防護”“節(jié)電環(huán)?!睘橹行?,利用大屏、微信等技術(shù),宣傳電力保護的各項內(nèi)容,具體包括法律處罰、護電常識等,以此引導(dǎo)人們愛護電力設(shè)施。②電企與礦山生產(chǎn)單位,建立保護電力設(shè)施的聯(lián)合機制,確定雙方的保護責(zé)任,共同開展電力保護的宣傳工作[2]。

        2.3 全面監(jiān)管

        措施如下:①供電企業(yè)應(yīng)與林業(yè)、市場各類部門,建立聯(lián)合監(jiān)管體系,共同保護電力設(shè)施。深化警企合作關(guān)系,創(chuàng)建有效的警企保護機制,嚴懲電力設(shè)施外破的人員。②印刷“電力保護彩頁”,分發(fā)給礦山通行的車輛,使車主形成電力設(shè)施保護意識。

        3 礦區(qū)電力設(shè)施外破風(fēng)評實踐

        3.1 建立礦區(qū)電力設(shè)施風(fēng)評體系的必要性

        必要性包括:①加強外破問題監(jiān)管,使用專業(yè)方法,客觀評價各類外破問題。引入先進技術(shù),及時防范各類外破風(fēng)險,防止其發(fā)展成外破事故。②依照外破風(fēng)險的危害性,給出對應(yīng)的防范措施,高效、精準(zhǔn)地消除外破風(fēng)險。③利用風(fēng)險監(jiān)管機制,創(chuàng)建電力設(shè)施保護的常態(tài)機制,引導(dǎo)全民形成電力設(shè)施保護思想。

        3.2 建立外破風(fēng)評體系

        創(chuàng)建礦區(qū)電線外破風(fēng)評體系,應(yīng)確定外破風(fēng)險類型,分析各類外破風(fēng)險帶來的危害,形成外破風(fēng)控體系。采取礦區(qū)走訪方式,整理礦區(qū)電線外破事故的具體情況。

        (1)交通過車碰線事故。礦區(qū)內(nèi)會出入各類車輛,對礦區(qū)各個電力設(shè)施,形成一定外破威脅。司機在作業(yè)之前,尚未檢查礦區(qū)內(nèi)的情況,風(fēng)險辨識不到位。在司機駕車路線不規(guī)劃、行車前未檢查的情況下,可能會出現(xiàn)電力設(shè)施受損問題。

        (2)雜物碰線事故。在礦區(qū)內(nèi)有塑料袋、樹枝等各類雜物,掛在電線上會出現(xiàn)跳閘問題,致使電力設(shè)施無法正常供電。礦區(qū)內(nèi)運行無人機,進行礦區(qū)外破巡檢。然而,礦區(qū)架空線路較多,無人機碰線的可能性較高。

        (3)火災(zāi)。當(dāng)?shù)V區(qū)電力設(shè)施安裝在植被林立的區(qū)域時,發(fā)生火災(zāi)事件后,會危及電力設(shè)施的運行性能,無法保證礦區(qū)供電的正常性[3]。

        (4)人為活動。在礦區(qū)內(nèi)會有各類人員出入,進行礦區(qū)生產(chǎn)。依照礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)范,導(dǎo)線、地面的間距最小值為6.5m。在人為活動時,不應(yīng)選擇架空線路過近的范圍。依照《架空輸電線路狀態(tài)評價導(dǎo)則》(Q/GDW 173—2008)的電力設(shè)施評價準(zhǔn)則,創(chuàng)建電線外破事故的風(fēng)評方案。

        3.3 初期使用安全評定方案

        LEC 評價法是針對礦區(qū)內(nèi)的各類風(fēng)險因素,進行定量風(fēng)評。LEC 評價法如式(1)所示。

        式中:R——電力設(shè)施外破評估的風(fēng)險結(jié)果;L——出現(xiàn)外破事故的可能性;E——外破風(fēng)險發(fā)生的頻率;C——外破事故對礦區(qū)、供電系統(tǒng)形成的影響。

        如果R 值較大,說明被評價的電力設(shè)施,存在較大的外破事故風(fēng)險,需采取有效措施加以防范,直至外破風(fēng)險可控。此種風(fēng)評機制,具有評價方式簡單、風(fēng)評級別清楚等特點,可在企業(yè)中全面推行。在實際風(fēng)評中,LEC 風(fēng)評方式主要是參照管理者經(jīng)驗,對L、E、C 三個因素給出賦值,會出現(xiàn)主觀性賦值的局限問題。而礦區(qū)電力設(shè)施所在的環(huán)境,存在較多的不可控因素,使用LEC 進行外破風(fēng)險評價,會增大風(fēng)評結(jié)果的不準(zhǔn)確性。風(fēng)評方式的三個因素,人員經(jīng)驗的賦值方法與實際情況存在一定脫離。為此,參照實際應(yīng)用場景,優(yōu)化風(fēng)評方法,使R 值處于一定的范圍內(nèi)。

        3.4 優(yōu)化后的安全評定方法

        重新設(shè)定式(1)的各個因素,L 表示外破風(fēng)險來源的分值,E 表示外破風(fēng)險類型的發(fā)生頻繁率,C 表示外破事故傾向度參數(shù)。礦區(qū)的電力設(shè)施,多數(shù)設(shè)立在山梁表面。礦區(qū)內(nèi)地形多變、生態(tài)環(huán)境欠佳。礦區(qū)內(nèi)電力設(shè)施分布地域較廣,運行較多的采掘設(shè)施。在作業(yè)區(qū)推進時,車輛會對應(yīng)改變位置。礦區(qū)環(huán)境變化,在一定程度上會引起電線發(fā)生外破事故。在此種情況下,電力監(jiān)管單位需要參考環(huán)境條件,以礦區(qū)環(huán)境實時數(shù)據(jù)為依據(jù),綜合確定L、E 兩個因素的取值。而人工獲取的數(shù)據(jù),實時性不強,且數(shù)據(jù)量較少,無法保證風(fēng)評過程的實時性。為此,利用在線監(jiān)測技術(shù),實時監(jiān)測礦區(qū)電力設(shè)施的情況。

        (1)L 賦值方法。礦區(qū)內(nèi)各類電力設(shè)施存在的外破風(fēng)險,主要有施工機械、礦區(qū)雜物等。此類風(fēng)險可采取圖像觀察形式,利用目標(biāo)檢測算法,準(zhǔn)確甄別外破風(fēng)險類型。相比其他目標(biāo)檢測方法,網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險預(yù)測方法,表現(xiàn)出較高的檢測優(yōu)勢。在網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險預(yù)測體系中,添加一張礦區(qū)電力設(shè)施的監(jiān)測圖像,會形成較多的預(yù)測方案。方案中各類風(fēng)險出現(xiàn)的可能性為P,此參數(shù)取值為0~1。P 值較大時,此處電力設(shè)施出現(xiàn)外破問題的概率會增大。確定P 值時僅關(guān)注風(fēng)險是否存在,無須判斷風(fēng)險類型。當(dāng)P 值小于0 時,說明此處電力設(shè)施并不會發(fā)生外破風(fēng)險。在風(fēng)險預(yù)測框架中的另一個因素,是條件類型可能性K,是指各類外破風(fēng)險發(fā)生的概率。網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險預(yù)測法,各個風(fēng)險評價目標(biāo)并不具有互斥性,在概率矩陣分析期間,主要利用激活函數(shù)。多數(shù)情況下,風(fēng)險概率預(yù)測結(jié)果較大的類型,作為風(fēng)險預(yù)測的結(jié)果。表1 為L的賦值方法。

        表1 L 的賦值方法

        (2)E 的賦值方法。參照風(fēng)險因素的持續(xù)時間,對風(fēng)險發(fā)生頻率E 給出賦值。運行無人機,拍攝礦區(qū)電力設(shè)施的圖像。進行線上風(fēng)險識別,判斷一定時間段外破風(fēng)險因素的類型。如果持續(xù)拍攝圖像中,含有同等數(shù)量、同一類型的外破風(fēng)險因素,可認定此種風(fēng)險會一直存在。預(yù)測未來一段時間內(nèi),此種風(fēng)險因素發(fā)生的可能性會持續(xù)升高。以60min 為預(yù)測時間單位,每次預(yù)測一個場景,綜合評價各類風(fēng)險問題的發(fā)生概率。E 的賦值方法如表2 所示。

        表2 E 的賦值方法

        (3)C 的賦值方法。當(dāng)出現(xiàn)一種外破風(fēng)險問題時,含有各類風(fēng)險因素,決定著風(fēng)險問題向外破事故轉(zhuǎn)變的成功性。例如,車輛撞線事故,吊斗鏟設(shè)為A1、卡車設(shè)為A2 等。當(dāng)車輛出現(xiàn)在外破風(fēng)險預(yù)警范圍內(nèi),標(biāo)記為X1。車輛未在預(yù)警區(qū)域內(nèi),標(biāo)記為X2。風(fēng)險因素持續(xù)靠近預(yù)警范圍,記為Y1。風(fēng)險因素并未發(fā)生動態(tài)變化,記為Y2。預(yù)警范圍,具體表示人員在架空線路周邊的預(yù)警區(qū)域內(nèi)。當(dāng)此區(qū)域內(nèi)有人員經(jīng)過時,認定預(yù)警區(qū)域內(nèi)進入了風(fēng)險因素。如果本次判斷風(fēng)險因素與電力設(shè)施的間距為a 米,上一次的測值大于a 值,說明風(fēng)險因素向電力設(shè)施靠近[4]。

        火焰、煙霧具有一定不規(guī)律性,無法判斷此類因素與電力設(shè)施預(yù)警范圍的間距。此種風(fēng)險轉(zhuǎn)變成外破事故時,需要依賴于氣象條件,具有外破事故發(fā)生的隨機性。無須考慮火災(zāi)、預(yù)警范圍的相互關(guān)系,針對火焰、煙霧各類特殊場景,開展外破風(fēng)險評價。利用風(fēng)險修正系數(shù)Q,優(yōu)化風(fēng)險值R。礦區(qū)內(nèi),一定數(shù)量的場景中含有較多的植被,依照《全國森林火險天氣等級》(LY/T 1172—95)的規(guī)定內(nèi)容,Q 的取值方式需參考溫度、濕度等各類條件。假設(shè)被測區(qū)域溫度為t,t≤5℃時,Qt=0;5℃<t≤15℃,Qt=0.02;15℃<t≤25℃,Qt=0.05;t 值大于25℃時,Qt=0.07。假設(shè)被測區(qū)濕度為h,h≥70%,Qh=0;50%≤h<70%,Qh=0.02;30%≤h<50%,Qh=0.05;h<30%,Qh=0.07。假設(shè)被測區(qū)風(fēng)速為w,0<w≤3.3,Qw=0;3.3<w≤10.7,Qw=0.03;10.7<w≤17.1,Qw=0.05;17.1<w,Qw=0.10。

        當(dāng)發(fā)現(xiàn)火焰、煙霧等類似風(fēng)險因素時,可參照礦區(qū)的氣象情況,綜合得出風(fēng)險調(diào)節(jié)系數(shù)Q 值。此時,Q 值=1+Qt+Qh+Qw。風(fēng)險值R=LECQ。

        3.5 設(shè)計風(fēng)險因素的級別

        礦區(qū)內(nèi)電線外破風(fēng)險級別共有4 個等級:無風(fēng)險、風(fēng)險值較小、風(fēng)險值中等、風(fēng)險值較高。

        (1)無風(fēng)險。R 值<24,此時電線不會發(fā)生外破事故,無須處理。

        (2)風(fēng)險值較小。R 值介于24 至36 之間,需要進行定檢,消除風(fēng)險,防止發(fā)展成外破事故。

        (3)風(fēng)險值中等。R 值大于36、不超過72,此時風(fēng)險形成,有可能轉(zhuǎn)變成外破事故,需加強監(jiān)視,消除隱患。

        (4)風(fēng)險值較大。R 值大于72,此時風(fēng)險向事故轉(zhuǎn)變的概率較大,需及時排查,處理風(fēng)險。

        3.6 電線外破風(fēng)評的防控效果

        甘肅電力單位使用上述外破風(fēng)評方法,對煤礦11號井周邊的電力設(shè)施,進行3 個月監(jiān)控測試。在風(fēng)險監(jiān)測期間,共發(fā)生交通過車碰線事故12 次、雜物事故7次、火災(zāi)威脅0 次、人為威脅3 次。22 次風(fēng)險中,無風(fēng)險的有3 次、風(fēng)險較小的有8 次、風(fēng)險中等的有10 次,風(fēng)險較大的有1 次。案例單位針對風(fēng)險誤判問題,進行重點標(biāo)記,增加監(jiān)測次數(shù),排查風(fēng)險問題。針對小型風(fēng)險問題,及時進行現(xiàn)場檢查,消除不利因素。事后持續(xù)監(jiān)測1 星期,確定風(fēng)險已經(jīng)成功排除。面對中級風(fēng)險,制定有效的風(fēng)險處理方案,分析除險效果。除險后,持續(xù)監(jiān)測1個月,防止風(fēng)險再次發(fā)生。應(yīng)對較大級別的風(fēng)險,建立多方研究機制,收集多方建議,選擇外破防護效果較好、資金投入較少的除險方案,高效、快速地解決外破風(fēng)險問題。除險完成,設(shè)定3 個月的持續(xù)觀察機制,監(jiān)測除險效果。在除險后監(jiān)測中,并未見異常問題,整體除險效果較好。案例單位結(jié)合監(jiān)測風(fēng)評結(jié)果,及時進行風(fēng)險處理,成功規(guī)避了電線外破事故,整體防控效果較好[5]。案例單位參照監(jiān)測、除險各項工作情況,建立了外破風(fēng)險的保護方案,以視頻形式進行分享,以此逐步強化電力單位人員的外破保護技能,使其更好地利用外破風(fēng)評結(jié)果,開展外破防護的各項工作。

        4 結(jié)語

        (1)參照當(dāng)前礦區(qū)的電力外破問題,分析形成過程,給出解決措施。

        (2)創(chuàng)建礦區(qū)電線外破風(fēng)評體系,明確交通過車、雜物、火災(zāi)、人為活動四類風(fēng)險因素。

        (3)改進LEC 風(fēng)險評價體系,利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測圖像分析技術(shù),重新定義L、E、C 的賦值方法。從實時角度進行外破風(fēng)評,以此保證風(fēng)評結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用Q 修正系數(shù),消除火災(zāi)、煙霧等特殊風(fēng)險的評價偏差。

        (4)結(jié)合實際項目進行外破風(fēng)險評價。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn):電線外破風(fēng)評體系,可用于礦山項目中,能夠及時發(fā)現(xiàn)各類外破風(fēng)險,有效防控電力裝置的外破事故。

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