煤矿地面供配电设施的安全质量管理

煤矿地面供配电设施的安全质量管理

吴官正

国家电投集团内蒙古白音华煤电有限公司露天矿 内蒙古 锡林郭勒 026200

摘要：对于一般的煤矿来说，生产方式大多是半连续开采工艺，采掘现场的供配电设施是地面变电站所带的主要负荷，由变电站引出架空线路，通过采区变电所馈出线路到达采掘配电点，再为各个电气设备进行供电。煤矿生产所需要的供电设备包括移动变电站、穿采设备、开关柜以及分支箱。煤矿供配电系统则可以在系统运行的过程中，即时接收供配电信息，如断电时间、断电次数等，所以提高地面供配电设施的安全性，做好安全管理工作，对于煤矿开采质量的提高有一定的现实意义。

关键词：煤矿；地面供配电；安全管理

在我国经济体系中，煤炭行业占据着极为重要地位，并且一直以来都是我国重要能源之一，对我国经济与社会发展过程中发挥着重大推动作用。对于煤炭生产而言，供配电系统作为核心生产设施之一，发挥着极为重要作用，并在一定程度上对煤炭生产效率产生了决定性作用。在煤矿企业生产的过程中，煤矿供配电系统保障着煤矿生产所必备的能源，但是由于煤矿生产规模的不断扩大，现有的地面供配电系统也难免存在一定的安全隐患。安全生产是煤矿企业生产经营的保障，所以煤矿企业需要对供电安全的重要性形成充分的认识，做好安全管理工作，这样才能保障煤矿供电系统的安全运行。

一、煤矿供配电系统谐波原因分析

1、系统内部元器件原因。系统内部问题是导致煤矿供配电系统发生谐波问题本质原因。供配电系统内部组成元器件中，通常包括有许多半导体材料，这些半导体材料使用能够在一定程度上提升煤矿生产、加工工作效率，尤其是在煤矿生产高效化、智能化建设方面发挥着关键作用。然而这些材料使用有时也会对煤矿供配电系统造成一些不良影响。半导体材料等大多为高端原件，这些高端元器件在运行过程中通常会导致大量谐波产生，进而对运行中的煤矿生产设备造成破坏，对内部输电线路造成严重干扰，引起线路紊乱，进而使煤矿系统内部供电系统遭到破坏，大大降低煤矿供电系统稳定性。

2、变压器因素。变压器及铁芯设备产生谐波，主要是由于励磁回路非线性导致。铁芯磁化曲线决定着励磁电流与磁通之问关系，而磁化曲线是非线性变化的，若是在磁滞影响作用下，励磁电流波形将会变得更加扭曲、变形。变压器励磁电流产生的谐波含量，与铁芯饱和度息息相关。当空载状态下的铁芯出现饱和，则谐波电流将会大幅增加，直流提升机、变频装置、牵引设备、节能设备等煤矿设备，尤其是这些对供配电系统内部电信系统造成严重干扰，信号通讯无法顺利传输导致了煤矿生产线全面停工，给企业带来严重经济损失。

二、供电线路安全影响因素

1、线路故障。由于煤矿铺设线路较多，所以在煤矿供电系统工作过程中，经常出现线路故障，这就需要对线路故障进行分析，有针对性地进行维护管理，从而提高煤矿供电系统安全性。结合现有线路故障的分析情况来看，线路质量不达标是导致煤矿线路故障的主要原因，同时在较长时间的导电条件下，也容易出现接地短路；另外线路铺设密集区域没有设立安全警示牌，如果该区域存在水源，也容易造成短路；煤矿有大型车辆进出，线路长时间遭受碾压，从而出现耗损或偏移。

2、供电距离过长。供电距离过长是煤矿地面供配电设施安全性分析中，容易被忽略的一大因素。在煤矿供电系统走线设计的依据，大多是勘察数据和设计人员的主观经验，这样设计的线路很容易导致铺设线路的过程中存在多次操作，导致电压不同，穿采设备的连续工作受到影响。举例来说，电压超过工作值的条件下，穿采设备是可以正常工作的，而电压低于工作值时，设备就会停运，让煤矿生产效率受到影响。在煤矿中使用的电铲设备也往往会产生较大的启动电流，和内部线路产生极大的电压差，在白天电压达标时正常工作，而夜间电压较低时无法工作的情况频发。所以这就需要设计人员对供电线路进行分析，并优化距离。通常情况下，移动变电站在白天的7 点~ 15 点功能电压值较高，而夜间19 点到凌晨1 点的功能电压值较低。所以需要结合设备正常运行所需要的电压以及移动变电站可供给的电压来确定供电距离。

三、煤矿地面供配电设施的安全管理对策

1、加强线路管理。线路故障是地面供配电设施安全的重要影响因素，而要解决线路故障，需要企业加强监管，确保供电线路布设的安全合理性。在线缆埋设过程中，需要工作人员采用科学的对接工艺，并且按照相关安全方案来开展线缆操作；在施工过程中要避免电缆随意拉扯、绝缘皮磨损现象，同时要尽量避开车辆行驶路线，避免车辆碾压，同时在安装过程中也要进行严格监管，保证安装流程符合技术规范。在电缆线材采购方面，需要形成完善的采购管理制度，并且对进场材料进行抽检，一旦发现质量问题则一律清退，不得使用，从而避免电缆裂口、接口折皱等问题。一般来说，煤矿地质存在较多的酸性土壤，会对线路造成侵蚀，在长期使用中也会由于线路积聚热量，导致损耗加快。这就需要对辐射环境进行全面勘测，并结合地质勘测结果确定合理的布设方案，如有必要还可采取化学防护。

2、采用真空高防开关。传统煤电供电系统大多采用普通高防开关，这种类型的开关仅仅会在电流接入量较大时才会起到保护作用，也无法限制过流保护时间，而真空高防开关具有更强的防护性，同时检测灵敏度也得到了提升。首先在电路负载过高的情况下，其可以返回限时的电流防护方式来实现保护；其次如果负载侧出现故障，则可以及时为故障区域断电来形成保护。

3、对配电线路进行合理规划。煤矿生产需要布设的电缆类型较多，距离也较长，所以需要在线路敷设之前对线路进行合理规划。在实际规划的过程中，为了降低线损，需要在确保满足供电需求的条件下，缩短供电线路距离。除此之外，如果煤矿生产需要动用大型设备，考虑其对电网产生的波动作用，需要适当增加电缆宽度，从而保证电压传输稳定，保证煤矿生产的顺利进行。

4、定期进行设备检查。煤矿开采工作中需要运用的设备类型、数量都较多，同时其中也不乏高用电量的设备，所以需要较为强大的供电系统来确保设备的正常运转，为了确保供电系统整体的可靠性，还要定期对供配电设施进行检查。结合煤矿供电系统运行情况来灵活制定检查、检修方案，并确定安全防护措施，将安全管理责任落实到个人，出台合理的紧急处理方案。在检查完毕后，对每一项检查内容进行详细记录，从而为后续复检提供依据。

随着社会经济以及科技水平不断发展进步，各种各样的新兴电气设备层出不穷，并在煤矿生产的供配电系统中不断应用发展，这些设备的有效应用在较大程度上提高了煤矿企业供电系统运行效率，为煤矿开采、生产提供了有效的电力保障。地面煤矿供配电系统是煤矿企业维持生产顺利开展的关键，但是，在实际工作中也无法避免存在线损、故障等安全隐患，对煤矿生产作业的正常开展造成了一定影响。这就需要煤矿企业做好安全管理工作，例如排除线路故障，规划输配电线路，并对线路和设施进行定期检查，这样才能有效提高煤矿地面供配电系统的安全可靠性，为煤矿的安全生产保驾护航。

参考文献：

[1]  周宁，张弛，张会平. 露天矿山供电系统安全性评价与对策[J]. 矿山机械，2018(06):48-51.

[2] 董士海，王坚，戴国忠. 露天煤矿供电系统安全性可靠性分析探讨[J]. 信息周刊，2019(06):1-1.

[3] 王峰. 浅析如何提高露天煤矿供电系统安全性，可靠性[J].建筑工程技术与设计，2018(07):20.

[4] 王军号，孟祥瑞. 基于物联网感知的煤矿安全监测数据级融合研究[J].  煤炭学报，2018，37. 

[5] 孙彦景，左海维.  面向煤矿安全生产的物联网应用模式及关键技术[J].  煤炭科学技术，2019，41. 

[6] 赵作鹏，尹志民，于景邨.  煤矿隐患数据可视化研究与应用[J].  煤矿安全，2018（2）.