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摘要：煤礦井下低壓供電系統(tǒng)安全是煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，但是由于煤礦井下空間狹小、環(huán)境潮濕、經(jīng)常受到地質(zhì)構(gòu)造的影響，使井下供電系統(tǒng)存在諸多安全隱患，嚴(yán)重影響了煤礦井下生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。從分析礦井低壓供電系統(tǒng)存在的安全隱患入手，針對(duì)低壓供電系統(tǒng)存在的安全隱患提出如線路布線，材料選擇，設(shè)備安裝等一系列預(yù)防措施來(lái)保證供電系統(tǒng)的安全可靠。

關(guān)鍵詞：礦井；低壓；供電系統(tǒng)；安全

一、前言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要依靠煤炭資源，煤礦行業(yè)的發(fā)展也是如此。隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，煤礦行業(yè)也隨之興起，但是伴隨著開采煤礦數(shù)量的增多，采深越來(lái)越深，煤礦井下地質(zhì)條件逐漸惡劣，因此加強(qiáng)對(duì)井下作業(yè)環(huán)境的保護(hù)，改善設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有利于井下工作人員的安全生產(chǎn)和礦井的順利運(yùn)行。

二、煤礦井下低壓供電系統(tǒng)安全隱患分析

（一）井下空間狹小，環(huán)境潮濕，導(dǎo)致電氣設(shè)備發(fā)生漏電現(xiàn)象

由于煤礦井下空間狹小，環(huán)境潮濕，加之井下經(jīng)常會(huì)受到地質(zhì)構(gòu)造的影響，導(dǎo)致井下發(fā)生漏電事故的可能性增加。由于礦井地面工作環(huán)境比較干燥，煤礦井下屬于典型的高濕環(huán)境，在這樣的環(huán)境下，變壓器、開關(guān)、電纜以及設(shè)備等經(jīng)常會(huì)發(fā)生漏電現(xiàn)象。針對(duì)井下潮濕情況，可以在設(shè)備外殼和設(shè)備周圍進(jìn)行絕緣處理。根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求井下不得采用架空線供電方式進(jìn)行供電，主要是因?yàn)榧芸站€與地面存在著很大的距離，在潮濕的環(huán)境下容易發(fā)生漏電現(xiàn)象；其次是因?yàn)榧芸站€通常會(huì)鋪設(shè)在比較潮濕的環(huán)境中，經(jīng)常會(huì)存在金屬導(dǎo)體的絕緣部分與地面有接觸現(xiàn)象[1]。在煤礦井下低壓供電系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生電纜被燒毀的現(xiàn)象，其主要原因是由于井下空間狹小、環(huán)境潮濕，導(dǎo)致煤礦井下電纜經(jīng)常會(huì)受潮。

雖然現(xiàn)在我國(guó)對(duì)煤礦井下進(jìn)行了較大程度的改革與創(chuàng)新，但是對(duì)于煤礦井下低壓供電系統(tǒng)依然存在著一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：一是部分老礦井內(nèi)部缺少足夠的供電保障；二是供電線路較長(zhǎng)且較為分散；三是對(duì)礦井內(nèi)部進(jìn)行了局部改造。以上這些問(wèn)題都是導(dǎo)致煤礦井下發(fā)生漏電現(xiàn)象的主要原因。

（二）井下設(shè)備絕緣性能較差

煤礦井下環(huán)境相對(duì)較差，空氣潮濕，很容易形成水霧。井下環(huán)節(jié)容易使井下電氣設(shè)備絕緣性能降低，導(dǎo)致電氣設(shè)備漏電事故的發(fā)生。當(dāng)井下漏電時(shí)就會(huì)出現(xiàn)漏電火花，如果不及時(shí)處理就會(huì)引起瓦斯或煤塵爆炸事故。同時(shí)煤礦井下電氣設(shè)備絕緣性能降低會(huì)造成觸電事故的發(fā)生。所以在使用電氣設(shè)備時(shí)必須保證電氣設(shè)備的絕緣性能良好，同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)井下設(shè)備的檢修和維護(hù)工作[2-3]。如果煤礦井下存在比較多的高壓電纜，或者是出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間的潮濕環(huán)境，就會(huì)導(dǎo)致高壓電纜或接線器的絕緣性能下降，使得電纜線發(fā)生漏電的現(xiàn)象。在這種情況下，如果不及時(shí)對(duì)漏電的電纜線進(jìn)行處理，就會(huì)使井下電路不能正常供電。除此之外，煤礦井下環(huán)境的復(fù)雜性也是造成低壓供電系統(tǒng)安全隱患的主要原因之一。由于煤礦井下空間狹小，空氣流通不暢，井下環(huán)境相對(duì)較差，使得井下電路存在著局部過(guò)熱和局部短路等現(xiàn)象。一旦井下線路出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致事故的進(jìn)一步發(fā)展，破壞局部絕緣，進(jìn)而引起線路局部短路故障的發(fā)生，使井下電路無(wú)法正常供電。

（三）電氣設(shè)備接線方式不合理

對(duì)于煤礦井下低壓供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電氣設(shè)備接線方式是否合理也是影響低壓供電系統(tǒng)安全的重要因素。特別是一些老煤礦井下電氣設(shè)備比較陳舊，接線方式比較復(fù)雜，而且部分礦井電氣設(shè)備檢驗(yàn)、維修制度不完善，使得井下設(shè)備經(jīng)常發(fā)生漏電現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了井下供電系統(tǒng)安全。根據(jù)調(diào)查顯示，煤礦井下的電氣設(shè)備接線方式主要有兩種，一種是母線采用“T”接，另一種是“U”接。這兩種接線方式各有利弊，但在實(shí)際工作中仍普遍采用“U”接，這就容易出現(xiàn)漏電情況。所以針對(duì)這種情況，應(yīng)采取相應(yīng)措施來(lái)解決這種安全隱患。

（四）井下供電線路施工質(zhì)量差

煤礦井下供電線路施工質(zhì)量差，直接導(dǎo)致井下供電線路經(jīng)常出現(xiàn)斷路、短路的現(xiàn)象，不僅影響了井下供電安全，還嚴(yán)重影響了井下生產(chǎn)工作。供電線路施工質(zhì)量差主要是因?yàn)闆]有嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》操作，為了減少施工成本，降低工作難度，在設(shè)計(jì)的時(shí)候電纜線路埋地深度不夠或吊掛不符合要求。施工人員在進(jìn)行電纜線敷設(shè)的時(shí)候不按照規(guī)程規(guī)范進(jìn)行施工。為了避免發(fā)生觸電事故，對(duì)于在井下使用的高壓電線必須采取有效的安全措施進(jìn)行保護(hù)。為了更好地預(yù)防觸電事故，施工人員在工作中必須佩戴手套、安全帽、安全帶等安全用具，并且嚴(yán)格按照安全規(guī)程操作，進(jìn)行高壓線路施工[4]。因?yàn)榫碌蛪汗╇娤到y(tǒng)的施工環(huán)境比較惡劣，導(dǎo)致工作人員在工作中很難保證安全，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)觸電事故。比如：電纜施工人員在井下進(jìn)行施工的時(shí)候，沒有按規(guī)定佩戴安全帽、絕緣手套等勞動(dòng)保護(hù)用品，致使工作人員在工作中出現(xiàn)觸電事故。還有一些施工人員為了追求工程的經(jīng)濟(jì)效益而忽視安全問(wèn)題，在施工過(guò)程中偷工減料，造成施工質(zhì)量差，嚴(yán)重影響了井下供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，井下高壓線路在進(jìn)行架設(shè)的時(shí)候沒有選擇合理的架設(shè)方式和線路路徑，也會(huì)造成煤礦井下低壓供電系統(tǒng)出現(xiàn)安全隱患。

（五）井下供電系統(tǒng)安裝和維護(hù)不到位

井下低壓供電系統(tǒng)的安裝和維護(hù)不到位是導(dǎo)致安全事故發(fā)生的主要原因之一。由于井下空間狹小、環(huán)境潮濕，工作人員經(jīng)常需要長(zhǎng)時(shí)間在井下工作，造成井下電氣設(shè)備的老化和損壞，導(dǎo)致供電系統(tǒng)存在安全隱患，從而引發(fā)安全事故。有些礦井為了提高經(jīng)濟(jì)效益，往往忽視對(duì)井下供電系統(tǒng)的維護(hù)工作，甚至對(duì)井下供電線路長(zhǎng)期檢修不到位，從而導(dǎo)致井下供電系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，不僅造成電能浪費(fèi)，還影響礦井生產(chǎn)。有些企業(yè)由于對(duì)井下供電系統(tǒng)維護(hù)不到位，使得供配電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不檢修、不保養(yǎng)，導(dǎo)致設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障。有些企業(yè)由于對(duì)井下供電系統(tǒng)維護(hù)不到位、維修人員技術(shù)水平較低、安全意識(shí)差等原因，導(dǎo)致設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響礦井生產(chǎn)。

三、煤礦井下低壓供電系統(tǒng)安全隱患預(yù)防措施

（一）根據(jù)井下空間狹小、環(huán)境潮濕、經(jīng)常受到地質(zhì)構(gòu)造影響的特點(diǎn)，礦井低壓供電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)選擇性能優(yōu)良的絕緣材料，絕緣性能良好的電纜能夠有效避免對(duì)地面和井下電氣設(shè)備產(chǎn)生沖擊。此外，供電系統(tǒng)的漏電保護(hù)裝置應(yīng)該安裝在符合要求的地點(diǎn)，具有一定的可靠性和穩(wěn)定性[5]。

（二）礦井低壓供電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡可能地采用集中供電方式，以減少供電系統(tǒng)在不同地點(diǎn)設(shè)置配電裝置的數(shù)量，盡可能減少對(duì)地面和井下電氣設(shè)備造成的沖擊。為了能夠更好地滿足煤礦井下安全生產(chǎn)要求，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立健全相應(yīng)的規(guī)章制度，加強(qiáng)日常管理工作。例如，在井下變電所內(nèi)應(yīng)當(dāng)配置具有漏電保護(hù)功能的繼電器，在地面變電所內(nèi)應(yīng)當(dāng)配置具有漏電保護(hù)功能的斷路器。另外，要通過(guò)定期檢查以及定期維護(hù)、及時(shí)更換等方式，對(duì)井下電氣設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)控，確保井下電氣設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)。另外，為了能夠有效提高煤礦井下低壓供電系統(tǒng)的安全可靠性和穩(wěn)定性，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立健全相應(yīng)的管理制度，并且對(duì)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行進(jìn)行經(jīng)常性的監(jiān)督和檢查。例如定期檢查井下電氣設(shè)備的運(yùn)行情況、對(duì)井下電氣設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)等。

（三）井下供電線路應(yīng)盡量采用雙回路供電方式，以降低對(duì)地面電氣設(shè)備造成的沖擊。如果供電線路電壓等級(jí)不能夠滿足要求，則應(yīng)當(dāng)選用雙電源供電方式，以確保地面和井下電氣設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)。煤礦井下線路敷設(shè)應(yīng)當(dāng)遵循嚴(yán)格的規(guī)程和規(guī)定，保證井下供電系統(tǒng)具有良好的通風(fēng)條件，以減少供電系統(tǒng)對(duì)地面電氣設(shè)備造成的沖擊。例如，應(yīng)當(dāng)保證井下供電線路具有良好的通風(fēng)條件、合理的電纜敷設(shè)方式、完善的監(jiān)控措施以及相應(yīng)的安全管理制度等。為了能夠更加方便地對(duì)井下電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，應(yīng)當(dāng)設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，在地面變電所或者井下變電所內(nèi)設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣設(shè)備運(yùn)行情況、電氣設(shè)備運(yùn)行電壓參數(shù)等信息，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、技術(shù)分析、遠(yuǎn)程控制、故障聲光預(yù)警、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，實(shí)時(shí)在線電氣參數(shù)并進(jìn)行智能化分析，進(jìn)一步保障了井下電氣設(shè)備的運(yùn)行安全[6]。

（四）礦井低壓供電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)井下使用需要，選擇電壓等級(jí)合適、電壓偏差較小的電纜和變壓器，并做好日常維護(hù)工作。例如，可以將10kV的變壓器安裝在井下變電所，然后在地面設(shè)置兩個(gè)110kV、220kV等級(jí)的變電站，這樣能夠有效降低對(duì)地面電氣設(shè)備造成的沖擊。另外，為了確保井下電氣設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)建立健全相關(guān)的制度和規(guī)定，及時(shí)更換老舊的電氣設(shè)備或者更換質(zhì)量不合格的電氣設(shè)備。例如，對(duì)于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、使用年限較久的電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢查和維修，定期檢查和維護(hù)高壓開關(guān)、電纜接頭、高壓斷路器等；對(duì)于部分使用年限較長(zhǎng)的低壓電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換或修復(fù)。另外，應(yīng)當(dāng)將井下電氣設(shè)備使用情況、運(yùn)行狀態(tài)等信息記錄保存在專業(yè)人員手中。

（五）煤礦井下低壓供電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)確保每隔一定距離就設(shè)置一處電氣設(shè)備集中防爆區(qū)域。對(duì)于重要設(shè)備，應(yīng)當(dāng)設(shè)置雙電源切換裝置。煤礦井下防爆區(qū)域的位置應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)規(guī)定，例如，井下某一電氣設(shè)備集中區(qū)與防爆區(qū)域之間的距離應(yīng)控制在10m以內(nèi)，另外，防爆區(qū)域的面積不能超過(guò)總工作面積的10%。當(dāng)某一電氣設(shè)備集中區(qū)內(nèi)某一個(gè)或者多個(gè)電氣設(shè)備需要并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其相互之間的最大允許距離應(yīng)當(dāng)控制在10m以內(nèi)。

（六）當(dāng)電氣設(shè)備安裝在地面時(shí)，應(yīng)當(dāng)在其附近設(shè)置阻火器和防爆門；當(dāng)電氣設(shè)備安裝在井下時(shí)，應(yīng)當(dāng)將阻火器和防爆門安裝在防爆墻內(nèi)。當(dāng)某一電氣設(shè)備集中區(qū)內(nèi)多個(gè)電氣設(shè)備需要并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)當(dāng)將多個(gè)電氣設(shè)備安裝在同一個(gè)防爆區(qū)域，并且各電氣設(shè)備之間的距離不能超過(guò)10m。另外，當(dāng)某一電氣設(shè)備集中區(qū)內(nèi)有1個(gè)以上的電氣設(shè)備需要并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)當(dāng)在其附近設(shè)置阻火器和防爆門。阻火器和防爆門應(yīng)當(dāng)設(shè)置在非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。如果某一電氣設(shè)備集中區(qū)內(nèi)有多個(gè)電源，則應(yīng)當(dāng)同時(shí)設(shè)置雙電源切換裝置，以確保地面和井下的安全[7]。

（七）煤礦井下的電纜應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要選擇絕緣材料，并盡量減少電纜敷設(shè)長(zhǎng)度，縮短電纜敷設(shè)距離。由于井下空間狹小，電纜敷設(shè)工作不方便，所以盡量避免在井下進(jìn)行電纜敷設(shè)。當(dāng)使用直埋方式敷設(shè)電纜時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取有效的防水措施。例如，在地面和井下敷設(shè)的電纜應(yīng)當(dāng)將其埋在不滲水的土層內(nèi)，同時(shí)做好相應(yīng)的防水措施，以防周圍地下水對(duì)電纜造成影響。另外，如果地面和井下部分區(qū)域存在積水面積較大時(shí)，應(yīng)當(dāng)將其挖出并及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行排水處理。如果有局部地段存在滲水問(wèn)題，則應(yīng)當(dāng)采取有效措施防止地下水進(jìn)入電纜溝、電纜槽等場(chǎng)所。同時(shí)，對(duì)于局部積水嚴(yán)重的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)將其挖出并及時(shí)進(jìn)行排水處理。

（八）煤礦井下低壓供電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)井下實(shí)際需要，合理選擇電纜接頭、電氣設(shè)備的數(shù)量以及位置。在井下應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇具有防爆性能的電氣設(shè)備，減少因電氣設(shè)備設(shè)計(jì)缺陷造成的問(wèn)題。在進(jìn)行電纜接頭的安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮電火花的問(wèn)題。如果在井下選擇了絕緣材料，則應(yīng)當(dāng)保證電纜和接頭與其他電氣設(shè)備之間的絕緣性能良好。如果在地面進(jìn)行了電纜敷設(shè)，則應(yīng)當(dāng)保證電纜敷設(shè)時(shí)有足夠的空間和通風(fēng)條件，避免造成電纜敷設(shè)時(shí)擠壓、擠破或踩踏。此外，在井下進(jìn)行接地保護(hù)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取有效的措施防止接地線產(chǎn)生火花放電對(duì)電氣設(shè)備造成影響，應(yīng)定期檢查電氣設(shè)備接地系統(tǒng)，檢測(cè)接地電阻值，保證設(shè)備的完好率。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在礦井下低壓供電系統(tǒng)的維護(hù)和管理工作中，要對(duì)其安全隱患進(jìn)行嚴(yán)格的控制和檢查，保證供電系統(tǒng)的安全可靠。煤礦井下供電系統(tǒng)不僅要保證正常供電，同時(shí)也要保證供電的穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)出現(xiàn)供配電故障時(shí)，能夠及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理，以防止事故的擴(kuò)大，避免給企業(yè)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)對(duì)煤礦井下低壓供電系統(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃和科學(xué)管理，不僅可以提高礦井下供電的穩(wěn)定性和可靠性，還可以提高煤礦工作效率。

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作者單位：河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院