李志華

【摘要】我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展對(duì)煤礦生產(chǎn)提出了更高的要求，煤礦企業(yè)采煤系統(tǒng)的機(jī)械化程度日益提高，原煤的生產(chǎn)速度不斷加快，因此，用電設(shè)備數(shù)量和用電度數(shù)也隨之增多，從而全國(guó)煤礦企業(yè)的供電網(wǎng)規(guī)模隨之?dāng)U大，其構(gòu)造和運(yùn)作程序也逐漸復(fù)雜。大型現(xiàn)代化煤礦的生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)安全的要求十分嚴(yán)格，如果發(fā)生煤礦事故，不但損害煤礦企業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)利益和企業(yè)形象，影響企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，而且直接威脅煤礦員工的生命健康安全。

【關(guān)鍵詞】煤礦機(jī)電；供電可靠性；供電網(wǎng)絡(luò)；供電特性；電力負(fù)荷

1.前言

供電系統(tǒng)是生產(chǎn)煤礦的重要?jiǎng)恿?，其安全正常運(yùn)行是保障生產(chǎn)安全的前提條件，在日常生活和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中起著特殊的作用。供電系統(tǒng)的好壞關(guān)系著煤礦開(kāi)采設(shè)備的正常運(yùn)行及各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而可靠的供電系統(tǒng)可以延長(zhǎng)使用壽命，減少維修費(fèi)用。因此，依據(jù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)優(yōu)化煤礦供電網(wǎng)絡(luò)對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)利益具有重要作用。

2.煤礦井下特殊的工作環(huán)境

礦井的工作環(huán)境與其他工作不同，具有特殊性：（1）在生產(chǎn)煤的礦井下空氣內(nèi)夾雜著煤塵和瓦斯，當(dāng)含量到達(dá)一定程度的時(shí)候，如果部分地方出現(xiàn)高溫或電線產(chǎn)生電火花等會(huì)引發(fā)突然爆炸與大火燃燒。（2）電氣工具對(duì)地泄露的電流可能會(huì)使采煤的電雷管工具爆炸。（3）工作空間狹小，尤其是一些巷道、采煤挖掘的面等安裝了電氣工具的地方，約束工具的體積，加之視覺(jué)環(huán)境差，煤礦工人碰到電氣工具裝備的幾率較高，極易引發(fā)人體觸電的情況。（4）由于煤礦井下的周?chē)鷰r石和煤層都存在壓力，極易引發(fā)片幫、冒頂事故，特別是使電纜碰、壓、擠、砸等損壞。（5）濕度較高的環(huán)境。在煤礦井，濕度通常都是在90%及其以上，而且巷道與機(jī)電硐室經(jīng)常存在淋水和滴水的情況，讓電氣工具極易變潮。（6）電氣工具的散熱性比較弱，主要是由于煤礦井下部分巷道、電硐室保持較高的溫度。（7）開(kāi)采煤礦工作面的電氣工具需要頻繁移動(dòng)，而且常常啟動(dòng)。（8）在雨季或者地質(zhì)改變，井下有可能存在突水事件，如果發(fā)生突水，必須馬上開(kāi)動(dòng)排水工具，確保煤礦井的安全。這時(shí)應(yīng)該有充足的供電來(lái)確保排水工具正常運(yùn)行。（9）一旦井下出現(xiàn)停電，并且已經(jīng)超出一定時(shí)間，有可能引發(fā)煤礦井、采區(qū)被淹的特大事故。此時(shí)井下斷電斷風(fēng)后，還引發(fā)瓦斯聚集，發(fā)生煤塵與瓦斯的風(fēng)險(xiǎn)。

3.決定井下供電網(wǎng)的因素

影響煤礦供電系統(tǒng)的因素很多，決定井下供電系統(tǒng)安全生產(chǎn)的條件有：（1）主要的電氣工具（如通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等工具）的容納數(shù)量與煤礦井的上下電力承擔(dān)量的分配狀況。（2）煤礦井里面的瓦斯含量以及通風(fēng)情況。（3）煤礦井的拓開(kāi)方法和生產(chǎn)的能力。（4）井田的大小、煤層的挖掘方法和采礦區(qū)域離井底的距離。（5）開(kāi)采挖掘的工作面利用機(jī)械化的水平。通常情況下，一般機(jī)械開(kāi)采和炮開(kāi)采挖掘都是采用660V供電，如果是綜合開(kāi)采煤礦的工作面，比如機(jī)組單機(jī)的容量相對(duì)比較大，應(yīng)當(dāng)利用1140V電壓供電。（6）煤礦井周?chē)╇娋W(wǎng)的高壓供電的電壓等級(jí)，如果煤礦開(kāi)采區(qū)已經(jīng)形成10KV供電網(wǎng)，經(jīng)煤炭管理部門(mén)的批準(zhǔn)，可以利用10KV電壓供電井下。（7）礦井的生產(chǎn)量和開(kāi)采區(qū)的分布狀況。

4.各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的供電特性

4.1運(yùn)輸系統(tǒng)

運(yùn)輸是煤礦生產(chǎn)的重要一個(gè)環(huán)節(jié)。運(yùn)輸系統(tǒng)可以劃分為地面運(yùn)輸和井下運(yùn)輸。目前地面運(yùn)輸多利用電機(jī)車(chē)運(yùn)輸，此外有汽車(chē)運(yùn)輸，索道運(yùn)輸僅在地形復(fù)雜的礦山采用。井下運(yùn)輸主要采用電機(jī)車(chē)遠(yuǎn)輸、無(wú)極繩運(yùn)輸。井下運(yùn)輸指的是將廢石頭、礦石頭在回采礦和井底車(chē)場(chǎng)之間運(yùn)輸，偶爾將故障的設(shè)備運(yùn)往機(jī)修硐室維護(hù)修理。在大型煤礦工作人員還要從井底車(chē)場(chǎng)運(yùn)到回采、挖掘的工作地方。由于運(yùn)輸系統(tǒng)的特殊性，這就必須要求運(yùn)輸工具足夠可靠。隨著我國(guó)礦井建設(shè)的發(fā)展，“一礦兩面”成為未來(lái)發(fā)展方向，對(duì)煤礦企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效率起著重要的作用。

4.2提升系統(tǒng)

提升是煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵工作，而提升工具是礦井里面重要的固定機(jī)電設(shè)備之一，它是鏈接井上和井下的重要環(huán)節(jié)。提升工具的任務(wù)是提升矸石和煤炭，升降裝備和工作員工等。提升系統(tǒng)的特點(diǎn)是在礦井一定的距離里，具有一定周期，循環(huán)反復(fù)完成提升工作，因此，提升工具必須有健全的保護(hù)開(kāi)關(guān)和控制開(kāi)關(guān)，確保安全運(yùn)行。

4.3采掘系統(tǒng)

采掘的供電是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。隨著礦井的機(jī)械化增多，大功率的開(kāi)采工具增加，不僅礦井生產(chǎn)和開(kāi)拓也變得復(fù)雜，而且開(kāi)采的供電也逐漸復(fù)雜，導(dǎo)致電壓負(fù)荷增加，現(xiàn)行的供電網(wǎng)很難滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求，從而開(kāi)采面高壓電纜多次重復(fù)敷設(shè)的情況，而且迎頭的供電距離較長(zhǎng)，極易造成短路容量、靈敏度不能滿(mǎn)足國(guó)家的相關(guān)規(guī)定。

4.4綜合機(jī)械化采煤系統(tǒng)

綜合機(jī)械化采煤系統(tǒng)也成為綜采系統(tǒng)，指的是工作面的運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載等環(huán)節(jié)采用機(jī)械化的方式，不需要人工操作。具體的工作過(guò)程是：采煤機(jī)破煤，刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，液壓支架支護(hù)頂板。液壓支架和刮板輸送機(jī)互為支點(diǎn)向前進(jìn)。綜采系統(tǒng)機(jī)電裝備多，電動(dòng)機(jī)容納數(shù)量較大，工作面可以采用移動(dòng)變電站的供電方法。綜采系統(tǒng)的設(shè)備較多，電動(dòng)機(jī)通納數(shù)量多，通常利用移動(dòng)變電供電手段。移動(dòng)變電站的高壓是由變電所經(jīng)過(guò)電纜將6kv（10kv）三相高壓運(yùn)送而來(lái)，然后移動(dòng)變電站可將6kv（10kv）轉(zhuǎn)變1.2kV（大容量為3.3kv，甚至更高）供應(yīng)機(jī)電裝備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.5通風(fēng)、排水系統(tǒng)

礦井的通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)筒、局扇等工具，是整個(gè)煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件，是稀釋煤塵和瓦斯的最可靠方式，也是為煤礦工人提供良好的工作條件的基本方法，而科學(xué)的通風(fēng)是減少自燃和火災(zāi)的有效方式。

因?yàn)榈孛嫠南聺B和含水層的水涌出，這些水不斷地匯聚井下一旦沒(méi)及時(shí)把水排到地面，礦井底下的安全生產(chǎn)就沒(méi)法保證。排水系統(tǒng)主要是主要由水泵、管路、電動(dòng)機(jī)等部分構(gòu)成。由于排水裝備較多，這些裝備正常運(yùn)行也需要可靠的供電系統(tǒng)。

5.各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)之間的影響

各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)相互影響，相互作用。掘進(jìn)、開(kāi)采的過(guò)程貫穿著提升、運(yùn)輸系統(tǒng)，也缺不了排水、通風(fēng)系統(tǒng)的工作。各個(gè)系統(tǒng)相互影響同時(shí)存在，然而依據(jù)煤田大小、瓦斯等級(jí)等因素，確定各個(gè)系統(tǒng)所占的比例。在六大系統(tǒng)中，運(yùn)輸供電有來(lái)源地面，也有開(kāi)采區(qū)；提升供電來(lái)源地面變電所；通風(fēng)和排水依據(jù)設(shè)備的位置而決定供電來(lái)源。如果主風(fēng)機(jī)裝備在地面，局扇則分布在各采區(qū)；掘進(jìn)的線路較長(zhǎng)，一般分布在各個(gè)開(kāi)采區(qū)。無(wú)論哪個(gè)系統(tǒng)斷電，都會(huì)影響其他系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

6.結(jié)束語(yǔ)

由前文得知，六個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行都要電力，因此供電對(duì)煤礦井的安全正常生產(chǎn)十分重要。特別是排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)如果突然斷電，不僅不可以正常生產(chǎn)，而且容易讓瓦斯、煤塵集聚造成重大安全事故，這樣對(duì)井下工作人員造成直接生命安全威脅。因此，做好掘進(jìn)、運(yùn)輸、排水、通風(fēng)等技術(shù)的管理工作，對(duì)礦石科學(xué)合理開(kāi)采，充分利用現(xiàn)代化的科技對(duì)礦井改造，讓其系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，集中生產(chǎn)，合理布局，特別是一些供電網(wǎng)改造，確保供電可靠和安全。充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)優(yōu)化煤礦供電系統(tǒng)對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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