王文生

摘 要：為了提高蔭營(yíng)煤礦井下尤其高瓦斯礦井局部通風(fēng)機(jī)的供電質(zhì)量，進(jìn)一步減少井下掘進(jìn)工作面無計(jì)劃停電停風(fēng)，對(duì)井下局部通風(fēng)機(jī)的專用電源采用專用線路從地面變電所供給。

關(guān)鍵詞：“三專”；延伸；供電

“一通三防”是煤礦安全生產(chǎn)的重中之重，瓦斯治理又是“一通三防”的核心，其中最為關(guān)鍵的是解決掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的無計(jì)劃停電導(dǎo)致瓦斯超限問題

1 三專改善了局部通風(fēng)機(jī)的供電質(zhì)量

為了解決局部通風(fēng)機(jī)供電的可靠性及掘進(jìn)工作面瓦斯超限問題，《煤礦安全規(guī)程》第一百二十八條（五）規(guī)定：“瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）供電[1]?！奔疵總€(gè)掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的供電，直接由采區(qū)變電所采用專用高壓開關(guān)、專用變壓器、專用電纜向局部通風(fēng)機(jī)供電（如圖1）[2]。此規(guī)定實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了采掘供電分開，而且專用的高壓開關(guān)、變壓器、線路事故較少。確實(shí)減少了由于采、掘工作面電氣設(shè)備的故障而引起的局部通風(fēng)機(jī)停電停風(fēng)及瓦斯超限事故的次數(shù)。但是由于局部通風(fēng)機(jī)本身故障造成掘進(jìn)工作面長(zhǎng)時(shí)間停風(fēng)；或是局部通風(fēng)機(jī)控制開關(guān)故障造成掘進(jìn)工作面長(zhǎng)時(shí)間停風(fēng)；或是專用線路故障引起的掘進(jìn)工作面長(zhǎng)時(shí)間停風(fēng)；特別是采掘電氣設(shè)備故障造成開關(guān)越級(jí)跳閘而使得掘進(jìn)工作面停電停風(fēng)導(dǎo)致瓦斯超限。所以因局部通風(fēng)機(jī)無計(jì)劃停電停風(fēng)而使得瓦斯超限事故仍然屢屢發(fā)生。

2 雙風(fēng)機(jī)、雙電源使掘進(jìn)工作面的供電、供風(fēng)更可靠

針對(duì)上述停電停風(fēng)而造成瓦斯超限的4個(gè)原因，采取以下改進(jìn)方法：即在掘進(jìn)工作面加裝1臺(tái)副局部通風(fēng)機(jī)，電源取自掘進(jìn)工作面工作電源，原“三?！惫╇姷木植客L(fēng)機(jī)做為主局部通風(fēng)機(jī)，主、副局部通風(fēng)機(jī)可自動(dòng)切換，即所謂的雙風(fēng)機(jī)雙電源及自動(dòng)切換裝置（如圖2）[2]。運(yùn)行方式為：正常情況下，主局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行，副局部通風(fēng)機(jī)處于熱備用；一旦主局部通風(fēng)機(jī)有故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能自動(dòng)切換到副局部通風(fēng)機(jī)，同時(shí)斷開掘進(jìn)工作面的工作電源。這種方案的實(shí)施，解決了由于局部通風(fēng)機(jī)本身故障、控制開關(guān)故障和專用線路故障造成的掘進(jìn)工作面停風(fēng)導(dǎo)致的瓦斯超限現(xiàn)象，基本上保證了掘進(jìn)工作面的通風(fēng)的連續(xù)性。但是，這種方案沒有解決由于采掘電氣設(shè)備故障造成開關(guān)越級(jí)跳閘而使得掘進(jìn)工作面停電停風(fēng)導(dǎo)致的瓦斯超限問題。對(duì)局部通風(fēng)機(jī)的供 電仍不能擺脫其它電氣設(shè)備的用電干擾。

如蔭營(yíng)礦在2012年7-8月份由于井下電氣接線盒受潮等原因，發(fā)生多次短路，造成采區(qū)變電所停電，多次造成本采區(qū)掘進(jìn)工作面無計(jì)劃停電停風(fēng)及瓦斯超限事故。下面是2011年我礦掘進(jìn)工作面停風(fēng)及瓦斯超限的3起事故案例：

7月6日綜采一隊(duì)移動(dòng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生短路，短路故障電流越過三采變電所和中央變電所使35KV變電所控制井下的6KV開關(guān)柜速斷動(dòng)作，井下大停電。

7月26日3304工作面材料巷1140V電纜接線盒燒毀（三相短路），短路故障電流越過三采變電所和中央變電所使35KV變電所控制的6KV開關(guān)柜速斷動(dòng)作，井下大停電。

8月13日3306工作面兩巷低壓電纜受潮，在反復(fù)送電時(shí)，發(fā)生過流，越過三采一段變電所使中央變電所總控高壓開關(guān)動(dòng)作，三采區(qū)大停電。

上述3起事故的一個(gè)共同點(diǎn)是：發(fā)生過流后，上級(jí)變電所高壓開關(guān)動(dòng)作，使本采區(qū)變電所失電，掘進(jìn)工作面停風(fēng)。其原因：

（1）該礦井下變電所使用的高壓開關(guān)是我國(guó)一種較新的產(chǎn)品BGP9L—6型，這種開關(guān)的短路保護(hù)沒有時(shí)間整定[2]，如果短路故障電流大，如三相短路，必然使上下級(jí)開關(guān)的短路保護(hù)同時(shí)達(dá)到動(dòng)作值，開關(guān)同時(shí)跳閘，產(chǎn)生越級(jí)跳閘（井下電網(wǎng)的過流整定原則是保證可靠性和迅速性而犧牲選擇性）[3]。

（2）由于井下開關(guān)長(zhǎng)期工作在潮濕陰暗的環(huán)境中，機(jī)構(gòu)靈敏度下降，造成開關(guān)速斷跳閘時(shí)間延長(zhǎng)，地面6KV分路開關(guān)先于井下變電所開關(guān)過流動(dòng)作，產(chǎn)生越級(jí)跳閘。

（3）井下高開跳閘機(jī)構(gòu)拒動(dòng)也是造成越級(jí)跳閘的一個(gè)原因。

（4）采、掘工作面電源和專用變壓器的電源均取自采區(qū)變電所，如果采區(qū)內(nèi)供用電設(shè)施發(fā)生故障產(chǎn)生越級(jí)跳閘，本變電所失電，主、副局部通風(fēng)機(jī)都不能運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 延伸三專完善了局部通風(fēng)機(jī)的供電措施

為了更加提高掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)供電的可靠性，最大限度地減少掘進(jìn)工作面無計(jì)劃停風(fēng)現(xiàn)象，我們對(duì)高瓦斯礦井的井下掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)“三專、兩閉鎖”實(shí)施方案又做了進(jìn)一步的改進(jìn)（如圖3）[2]。

井下主局部通風(fēng)機(jī)的供電電源應(yīng)直接從礦井地面35KV變電所的6KVⅠ段（或Ⅱ段）母線單獨(dú)引出一回線至井下中央變電所做為井下局部通風(fēng)機(jī)供電的專用線。

對(duì)于井下僅有中央變電所而言，其供電方式為：地面6KV

局部通風(fēng)機(jī)專用開關(guān)柜→入井局部通風(fēng)機(jī)專用高壓電纜→中央變電所局部通風(fēng)機(jī)專用高壓進(jìn)線開關(guān)→局部通風(fēng)機(jī)分路高壓開關(guān)→局部通風(fēng)機(jī)專用變壓器→低壓電纜→主局部通風(fēng)機(jī)控制開關(guān)。

對(duì)于采區(qū)變電所時(shí)，其供電方式采用：地面6KV局部通風(fēng)機(jī)專用開關(guān)柜→入井局部通風(fēng)機(jī)專用高壓電纜→中央變電所局部通風(fēng)機(jī)專用高壓進(jìn)線開關(guān)→局部通風(fēng)機(jī)分路高壓開關(guān)→去采區(qū)變電所局部通風(fēng)機(jī)高壓電纜→采區(qū)變電所高壓進(jìn)線開關(guān)→分路高壓開關(guān)→主局部通風(fēng)機(jī)專用變壓器→低壓電纜→主局部通風(fēng)機(jī)開關(guān)。

井下變電所（包括中央變電所和采區(qū)變電所）的高壓動(dòng)力電源不得和主局部通風(fēng)機(jī)專用電源相連接，不得互為備用。主局部通風(fēng)機(jī)專用線路所帶負(fù)荷相對(duì)較穩(wěn)定，其發(fā)生事故的機(jī)率大大低于生產(chǎn)線路的事故機(jī)率，為了防止其它電氣設(shè)備對(duì)專用線的用電干擾，確保井下局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行不受影響，所以主局部通風(fēng)機(jī)專用線在井下任何地點(diǎn)不得與其它供電線路相連接，不得互為備用。

掘進(jìn)工作面副局部通風(fēng)機(jī)也應(yīng)實(shí)行“三?！惫╇姡涔╇姺绞綉?yīng)符合《規(guī)程》128條第五項(xiàng)的要求，即每個(gè)掘進(jìn)工作面副局部通風(fēng)機(jī)的供電，直接由變電所（中央或采區(qū)變電所）采用專用高壓開關(guān)、專用變壓器、專用電纜向副局部通風(fēng)機(jī)供電。主、副局部通風(fēng)機(jī)線路上不得分接其它負(fù)荷。正常情況下，主局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行，副局部通風(fēng)機(jī)處于熱備用；主局部通風(fēng)機(jī)有故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，副局部通風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)切斷掘進(jìn)工作面的所有工作電源。

（1）為了確保井下掘進(jìn)工作面通風(fēng)的連續(xù)性，在主局部通風(fēng)機(jī)因故停運(yùn)時(shí)，副局部通風(fēng)機(jī)立即自動(dòng)啟動(dòng)。主、副局部通風(fēng)機(jī)的自動(dòng)切換是通過在主、副局部通風(fēng)機(jī)的控制開關(guān)中加裝的一套雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)切換裝置實(shí)現(xiàn)的。對(duì)雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)切換裝置要求是：當(dāng)主局部通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)副局部通風(fēng)機(jī)；當(dāng)副局部通風(fēng)機(jī)需倒回到主局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，須手動(dòng)操作；副局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間，要能夠便于檢修主局部通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)備。

（2）井下掘進(jìn)工作面只有在主局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，方可進(jìn)行作業(yè)。在副局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間，掘進(jìn)工作面無工作電源。只有恢復(fù)主局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行后掘進(jìn)工作面才能恢復(fù)供電。實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電閉鎖。

（3）若掘進(jìn)工作面瓦斯超限，由礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置斷開掘進(jìn)工作面所有工作電源，實(shí)現(xiàn)了瓦斯與電的閉鎖。

掘進(jìn)工作面的工作電源采用移動(dòng)變電站供電時(shí)，要求掘進(jìn)工作面的所有電氣設(shè)備（不包括監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備）的用電從這臺(tái)移變供給。當(dāng)掘進(jìn)工作面由變電所低壓供電時(shí)，要求掘進(jìn)工作面所有電氣設(shè)備的工作電源必須從一臺(tái)分路饋電開關(guān)供給。使的當(dāng)掘進(jìn)工作面停風(fēng)或瓦斯超限時(shí)能夠很方便的實(shí)現(xiàn)這個(gè)工作面的全壓斷電。

4 結(jié)論

此方案2012年8月中旬已在我礦實(shí)施，改進(jìn)后至今沒有發(fā)生過因生產(chǎn)線路故障越級(jí)跳閘而影響到局部通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。目前這種供電方式在高瓦斯礦井中已推廣使用。

總之，通過兩步走的方法：一步是雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)切換方法，一步是延伸“三?！惫╇妬碜?5KV變電所的6KV出線，基本杜絕了掘進(jìn)工作面的無計(jì)劃停電停風(fēng)導(dǎo)致的瓦斯超限現(xiàn)象的發(fā)生。

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