柳泽亮
黑龙江省双鸭山市宝山区东保卫煤矿机电区 邮编155133
摘要：随着我国经济建设的快速发展，国民生产总值的不断提高，使得人们对资源使用量及需求量也在与日俱增，供电系统作为煤矿井下作业活动的重要能源保障，供电能力的高低将直接影响到煤矿企业的开采效率、安全生产及经济利益等。因此，确保井下电力系统科学、合理使用就显得尤为重要。煤矿井下供电系统的稳定性不仅关乎到矿工的生命财产安全还关系到井下作业的顺利进行，因此，就需要煤矿企业加大井下供电系统安全问题的研究力度，分析井下供电系统中存在的安全问题并制定行之有效的改进措施，提高企业安全生产效益，促进企业的稳步发展。
关键词：煤矿井下，供电安全，供电系统，技术措施
一、供电系统概述
1.供电系统分类
现阶段在我国供电系统主要分为城市供电系统、电力牵引供电系、煤矿供电系统以及飞机电气系统。其中城市供电系统是现代化社会建设的主要供电系统；电力牵引系统主要为电力车辆提供所需能量来源的一种电力系统；煤矿供电系统分为地面和井下两大供电系统；飞机电气系统主要由配电系统和电源系统组合而成。
2. 井下供电系统的定义
井下供电系统是一种井下电力保障系统，为了确保井下各种生产作业正常开展及高效运行，利用机械化设备将地上与井下设备进行连接，为井下提供生产活动所需的供电设备、电缆以及由其组成的变电、配电和输电等的用电整体。
3.井下供电系统的重要性
电力系统是我国煤矿生产行业的主要能源保障，在煤矿生产过程中很多机械设备都需要依靠电力系统进行设备的驱动和运行。供电系统具有较强的稳定性及可靠性，能够源源不断地为煤矿企业安全生产提供电能，确保各类机械设备的有效运转，减少设备的损耗率。此外， 充足的电力能源还能将室外新鲜空气不断输送到井下，避免人员因无法呼吸到新鲜空气导致的窒息事故的发生，保证井下作业环境的良性循环，进而提高煤矿的开采效率及经济利益，实现煤矿企业的长效发展。
二、煤矿井下供电系统安全隐患
1.主变压器的容量不足
变压器是一种利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要由初级线圈、次级线圈和磁芯组成。主要作用有电压变换、阻抗变换、电流变换、隔离、稳压等。变压器是确保井下供电系统安全运行的基础保障，因此煤矿井下生产活动中，要加强对井下工作负荷容量的管控能力，当井下工作负荷容量大过供电系统最初的设计容量时，变压器就会长时期处于一种低频率的工作状态，使得变压器的电压调节作用无法得到有效利用，大大降低了供电系统的安全系数，容易引发安全事故的发生。此外，变压器的长期低效率的运行，会导致井下机械设备出现发热和烧损等现象，对设备带来损害的同时还会威胁到井下作业人员的生命安全。
2.供电系统的能源供给不足
时代在发展，科技在进步，网络时代的到来使得机械自动化设备被大量投入到煤矿井下生产作业过程中，大大提高了煤矿生产效率。在能源供给量紧张的压力下，煤矿企业不断加大井下矿产资源的开采量，就会出现供电系统的能源供给不足的现象。例如大量自动化、智能化系统应用于煤矿井下电力系统作业中，这些设备在正常运行下会产生电磁波，这些电磁波通过电路进入到低压供电系统中，使供电系统电能分配出现混乱，该现象的发生不仅影响电能的分配，同时大幅度的降低供电系统的安全性能，降低企业经济效益。
3.设备本身存在问题
通常情况下，煤矿井下供电系统每天进行2h的停产检修，一些煤矿企业为了取得更多的经济效益或者矿工追赶工期等 ，没有按照规定要求进行检修工作，导致供电系统长期处于高负荷的运行状态，久而久之出现发热、烧损等现象。此外，由于井下巷道较多，电路检修人员无法保证对每个漏电点的高效监控，存在漏电事故发生的隐患。
4.高压线路及继电维护问题
高压防爆开关和高压线路问题是现阶段我国煤矿企业井下供电系统中常见的安全问题。高压防爆开关安全问题主要表现在高压开关绝缘监控和测漏系统的无效性；高压开关与设备连接点不良问题，增加高压负载开关的负载，进而产生弧光、放电等现象，严重的将会造成高压停电事故。高压线路问题主要是因为煤矿生产活动场所的复杂性、多变性导致的，给电缆、线路等电力系统的维护工作带来一定的难度。在井下潮湿的环境下，电线外部钢丝涂层极易被腐蚀，加之井下空间狭小，线路在运输过程中容易出现剐蹭导致线路的损坏等，这些问题的产生都会导致电力系统运行故障的发生。
5.低压线路及电器安全问题
矿用隔爆型低压防爆电器是煤矿井下电力系统稳定运行的安全保障，具有保护电路安全的作用，井下各类电力保护装置的安全有效运行能够规避瓦斯爆炸事故的发生。然而，在实际生产过程中，矿用隔爆型低压防爆电器由于其自身结构缺陷导致其防爆功能无法得到高效发挥。例如局部排风机，设计过程中未能严格按照国家煤矿安全规程进行处理，导致双风机和双电源不符合规定要求。此外，煤矿企业为了节约成本，多选用非专用型电缆进行电力输送工作，这种非专用型电缆的热量传导、电能承载及传输能力较差，增加供电系统故障的发生率，降低井下作业的安全性。
三、煤矿井下供电系统安全强化
1.提高井下供电可靠性
双循环供电方法、升降系统、地下排水系统等选用两条线路从地下变电站供电，提高井下供电系统的可靠性。井下供电系统使用的电双回路要从不同的变电所取电，必须要配置主动开关设备，井下机械设备在运转过程中，当电源发生故障时，能够主动切换到备用电源处，保证井下供电系统正常供电。
2.合理优化布设提高供电安全
煤矿井下作业环境不同于其他工程建筑，其作业条件差、环境艰苦、空间狭小等都在影响着供电系统的安全性。对供电系统进行科学、合理的设置就显得尤为重要。铺设电缆时，首先要从增加供电电缆截面、高供电水平以及分段供电等方面进行，合理优化电路的布设，加大电力系统的维护力度，提高作业环境的安全性。
3.完善继电保护设备系统
煤矿企业要结合自身发展特点及所开采矿井的实际情况制定科学、合理的井下供电系统保护方案，改进继电设备保护体系，降低故障发生率。针对井下高压电动机、变压器等供电设备，设置低压释放、过载、短路等保护设施。根据井下运转的散布方位、负荷类型、保护设施使用频率，优化流程，完善电力系统保护方案，采用先进的技术和机械设备，提高井下电力系统的安全性及可靠性。
四、结束语
总而言之，供电系统作为煤矿企业的基础能源保障，供电系统安全与否将直接决定着煤矿井下开采能否得以顺利开展。在实际生产过程中，我国煤矿井下供电系统依然存在诸多安全问题，主要体现在高压开关、低压线路以及低压机电设备等部位，这就需要企业加大井下供电系统的管理力度，建立规范的机电设备维保方案，完善供电管理体系，增强人员安全意识等，确保煤矿井下供电系统的安全运行。
参考文献
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作者简介：柳泽亮，男，汉，1987.1.11 本科，机械电子工程，黑龙江科技学院 工程师，煤矿机电。