煤礦供電與安全

1、花園煤礦機電科煤礦井下是一個特殊的工作環(huán)境，有易燃、易爆可燃性氣體和腐蝕性氣體，潮濕、淋水、礦塵大、電網(wǎng)電壓波動大、空間狹小、會發(fā)生冒頂和片幫事故，機電設(shè)備啟動頻繁等。因此，礦用電氣設(shè)備同一般電氣設(shè)備相比有如下特點：電氣防爆、防護性好、電網(wǎng)電壓波動適應(yīng)能力強、過載能力強、保護功能強、可靠性高。（1）電氣防爆：煤礦井下具有瓦斯和煤塵，但其濃度達到爆炸濃度時，若工作在該環(huán)境中的電氣設(shè)備產(chǎn)生危險電弧、電火花或局部高溫，就會產(chǎn)生燃燒和爆炸。因此，用于煤礦井下爆炸性環(huán)境的電氣設(shè)備必須是防爆型電氣設(shè)備，避免電氣設(shè)備所產(chǎn)生的電弧、電火花和高溫引起瓦斯和煤塵爆炸。（2）防護性能好：煤礦井下除具有甲烷、一氧化碳

2、等易燃易爆性氣體外，還有硫化氫等腐蝕性氣體，礦塵大、潮濕、有淋水。因此，礦用電氣設(shè)備的防護性能好，具有防塵、防潮、防腐、防霉等防護措施。由于井下有時會發(fā)生冒頂和片幫等事故，碰撞和擠壓電氣設(shè)備及電纜，因此，礦用電氣設(shè)備應(yīng)耐減沖擊。（3）電網(wǎng)電壓波動適應(yīng)能力強：地面電網(wǎng)電壓的波動范圍一般為95%105%，而煤礦井下電網(wǎng)電壓的波動范圍可達90%110%。因此，礦用電氣設(shè)備的電網(wǎng)電壓波動適應(yīng)能力強。（4）過載能力強：采、掘、運等電氣設(shè)備啟動頻繁，井下機電硐室和巷道的溫度較高，散熱條件差。因此，礦用電氣設(shè)備要有足夠的過載能力。（5）保護功能強：煤礦井下潮濕、空間小，這就增大了人體觸電的機會。因此，礦用電

3、氣設(shè)備和供電系統(tǒng)應(yīng)使人身不能觸及或接近帶電導(dǎo)體，具有完整、可靠的保護接地網(wǎng)，在高、低壓供電系統(tǒng)裝設(shè)漏電保護系統(tǒng)及裝置，對人身經(jīng)常觸及的電氣設(shè)備要用較低的電壓等級。為防止電網(wǎng)過流引起電氣火災(zāi)等事故，應(yīng)裝設(shè)過流保護裝置。（6）可靠性高：主要通風(fēng)機、局部通風(fēng)機等設(shè)備或供電系統(tǒng)的故障會引起瓦斯集聚，在一定的條件下會造成瓦斯和煤塵爆炸。因此，煤礦井下供電系統(tǒng)及設(shè)備的可靠性要高。一、煤礦供電系統(tǒng)（一）煤礦供電的要求電力是煤礦的動力，為保證煤炭的安全生產(chǎn)，對供電提出如下要求：（1）可靠供電。即要求供電不間斷。煤礦 如果供電中斷，不僅會影響產(chǎn)量，而且有可能引發(fā)瓦斯集聚、淹井等重大事故，嚴重時會造成礦井的破壞。

4、（2）安全供電。由于煤礦井下的特殊的工作環(huán)境，任何供電作業(yè)上的疏忽大意，都可能造成觸電、電氣火災(zāi)和電火花引起瓦斯煤塵爆炸事故，所以必須嚴格按照煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定進行供電，確保供電安全。（3）經(jīng)濟供電。在滿足供電可靠與安全的前提下，還應(yīng)保證供電質(zhì)量，要求做到供電系統(tǒng)投資少，運行維護成本低。（二）煤礦電力用戶的分類根據(jù)停電所造成的影響不同，煤礦電力用戶可分為三類：（1）一類用戶：凡因突然停電造成人身傷亡事故或重要設(shè)備損壞，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟損失者，均是一類用戶。如煤礦的主通風(fēng)機、井下主排水泵、副井提升機等。（2）二類用戶：凡因突然停電造成較大減產(chǎn)和較大經(jīng)濟損失者。例如，煤礦集中提煤系統(tǒng)、地面空

5、氣壓縮機、采區(qū)變電所等。（3）三類用戶：凡不屬于一、二類用戶的，均為三類用戶，這類用戶突然停電時對生產(chǎn)沒有直接影響。例如，煤礦機修廠等。分類有利于合理供電，當供電系統(tǒng)發(fā)生故障或檢修、限制用電負荷時，就能區(qū)別輕重緩急停止對三類用戶供電，以保證對二類用戶全部或部分供電，確保對一類用戶不中斷供電。（三）煤礦供電電力系統(tǒng)的構(gòu)成礦井地面設(shè)置地面變電所，由國家電網(wǎng)中兩個不同區(qū)域的變電所分別向地面變電所供電。由地面變電所向各一類用戶引兩回路電源，以確保其供電可靠性。井下用電由礦井地面變電所引兩條高壓電纜，把6KV的高壓電能經(jīng)井筒送到井下中央變電所，然后分配到各高壓用戶：采區(qū)變電所、主排水泵等。為保證供電可靠

6、性，地面變電所和井下中央變電所采用分段母線。二、供電系統(tǒng)的監(jiān)察礦井供電必須符合下列要求：1、礦井應(yīng)有兩回路電源。2、地面供電線路發(fā)生任何故障，至少有一路電源不中斷供電。3、采用一個回路運行時，另一回路應(yīng)帶電熱備用，保證已運行回路停電時，能迅速查明停電原因并進行必要的倒閘操作。4、在發(fā)生任何故障時，應(yīng)由值班人員進行必要的操作，迅速恢復(fù)一個電源供電，并能擔負礦井的全部負荷。5、礦井地面變電所的電能應(yīng)分別來自電力網(wǎng)中的兩個區(qū)域變電所和發(fā)電廠。6、年產(chǎn)60000t以下的礦井采用單回路供電時，必須有備用電源；備用電源的容量必須滿足通風(fēng)、排水、提升等要求。7、井下各水平中央變（配）電所、主排水泵房和下山的

7、采區(qū)排水泵房的供電線路，不得少于兩回路。當任一回路停止供電時，其余回路應(yīng)能承擔全部負荷的供電。8、井下各級配電電壓和各種電氣設(shè)備的額定電壓等級，應(yīng)符合下列要求:（1）高壓不應(yīng)超過10000V；（2）低壓不應(yīng)超過1140V；（3）照明、手持式電氣設(shè)備的額定電壓和電話、信號裝置的額定供電電壓都不應(yīng)超過127V；（4）遠距離控制線路的額定電壓不應(yīng)超過36V。采區(qū)機械設(shè)備的額定供電電壓超過3300V時，必須制定專門的安全措施。（9）井下低壓配電系統(tǒng)同時存在兩種或兩種以上電壓時，低壓電氣設(shè)備（電動機、變壓器、饋電開關(guān)、啟動器、檢漏繼電器等）上，應(yīng)明顯地標出其電壓額定值。（10）電氣設(shè)備不應(yīng)超過額定值運行

8、。（11）嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地。嚴禁由地面中性點直接接地的變壓器或發(fā)電機向井下供電。（12）一切容易碰到的、裸露的電氣設(shè)備及其帶動的機器外露的轉(zhuǎn)動部分（靠背輪、鏈輪、膠帶和齒輪等），都必須加裝護罩或遮攔，防止碰觸危險。一、礦用電纜由于井下潮濕，巷道狹小，有冒頂和巖石坍塌等現(xiàn)象。為了保證供電可靠與安全，井下供電線路禁止使用普通導(dǎo)線及裸導(dǎo)線（電機車的架空線除外），必須使用礦用電纜。礦用電纜分為鎧裝電纜、橡套電纜和塑料電纜。（一）鎧裝電纜所謂鎧裝電纜，即電纜是用鋼絲或鋼帶鎧裝起來，由于鋼絲耐拉力強，所以鋼絲鎧裝電纜多用于立井井筒或急傾斜巷道中；而鋼帶鎧裝電纜多用于水平巷道或緩傾斜巷道。（

9、二）橡套電纜橡套電纜可以分為普通橡套電纜與屏蔽電纜。普通橡套電纜是用多股銅絲擰成的。芯線分動力芯線和輔助芯線，輔助芯線包括控制芯線和接地芯線。屏蔽電纜主要用于采區(qū)工作面以提高工作的安全性。屏蔽電纜和普通橡套電纜構(gòu)造基本相同，其差別是在普通橡套電纜內(nèi)護套外又包上一層屏蔽層，在屏蔽層外再加上一層橡膠外護套。屏蔽層用半導(dǎo)體材料或用銅絲網(wǎng)。屏蔽電纜克服了電纜主芯線絕緣破壞時會造成相間短路的嚴重事故。因為屏蔽層是接地的，主芯線首先碰到屏蔽層造成接地故障，使檢漏繼電器動作，切斷電源，不會形成嚴重的相間短路的危險事故。屏蔽電纜的另一優(yōu)點是避免了由于電纜損壞使人觸電的危險。因為當電纜主芯線絕緣損壞時首先碰到屏

10、蔽層，造成接地故障，這樣就超前切斷電源，保證了人身安全。由于屏蔽電纜與檢漏繼電器配合有超前切斷故障線路電源的作用，有效地防止了漏電火花或短路電弧的產(chǎn)生，因此它特別適用于有瓦斯或煤塵爆炸危險的場所和移動頻繁的電氣設(shè)備，如，采、掘工作面的電氣設(shè)備。（三）塑料電纜礦井中除了使用以上所述的兩種電纜外，還有使用塑料電纜的，這種電纜的芯線絕緣和護套全部采用塑料制成。這種電纜外部如加鎧裝，則與鎧裝電纜相似，不加鎧裝，則與橡套電纜相似。塑料電纜的優(yōu)點是：允許工作溫度高，絕緣性能好，護套耐腐蝕，敷設(shè)的落差不受限制等。因此在適合時應(yīng)盡量采用。二、礦用電纜的監(jiān)察防止電纜漏電和短路著火是井下電纜監(jiān)察的重點，要從電纜的

11、選用、敷設(shè)、吊掛以及電纜的連接幾個方面進行現(xiàn)場檢查。（一）電纜的選用1、必須選用經(jīng)檢驗合格的，并取得煤礦礦用產(chǎn)品安全標志的阻燃電纜。嚴禁采用鋁包電纜。2、電纜實際敷設(shè)地點的水平差，應(yīng)與電纜規(guī)定的允許敷設(shè)水平差相適應(yīng)。3、電纜應(yīng)帶有供保護接地用的足夠截面的導(dǎo)體，即保證作保護接地用的電纜芯線，其電阻值應(yīng)不超過規(guī)定值。4、鋁芯電纜，現(xiàn)大多數(shù)礦（包括我礦）已不再使用鋁芯電纜，在此便不再要求。5、固定敷設(shè)的高壓電纜:（1）在立井井筒或傾角45度及其以上的井巷內(nèi)，應(yīng)采用聚氯乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜，交聯(lián)聚氯乙烯絕緣粗鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜。（2）在水平巷道或傾角45度以下的井巷內(nèi)，應(yīng)采用聚氯乙烯絕緣鋼帶或細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜，交聯(lián)聚氯乙烯鋼帶或細鋼絲鎧