矿井井下直流架线系统应用与研究

煤矿井下高压供电系统

煤矿井下高压供电线路已深入到各个采、掘负荷中心。其供电是否安全可靠，不仅影响产量，而且影响工

程进度，因此煤矿井下高压供电可靠运行在矿井供电中有很重要的地位。煤矿井下高压供电可靠运行不仅

与系统本身设计有关，还与组成系统每一组件的安全可靠性有关，因为构成煤矿井下高压供电系统中各种

设备只要一个出现故障，整个系统就会终止运行。因此不仅要关心系统本身的设计还要在设备易出故障的

薄弱环节出现故障前进行预防、检修、更换。一般煤矿井下高压供电系统常出现的问题有以下几种： （一）高压线路故障

由于煤矿井下环境的原因比较复杂，煤矿井下高压供电系统中电缆线成为安全可靠性的薄弱的环节。首先，

高压铠装电缆外层钢带或钢丝铠装层由于潮湿很容易锈蚀；其次，如果运输大巷到采掘负荷中心对空间小，

高压电缆在巷道内运输时就很容易刮破、挤坏，高压屏蔽电缆也容易被扎，从而造成高压停电事故；再次，

高压电缆长时间处于过载状态，也很容易出现事故；最后，单相接地会使另两相对地电压升高，严重影响煤矿井下高压供电系统的可靠性。

为了避免事故的发生，提高高压线路的可靠性，在固定场所铺设电缆时，应选择聚氯乙烯绝缘电缆、聚氯

乙烯绝缘铠装电缆、交联聚乙烯电缆、交联聚乙烯护套钢丝铠装电缆或其它

新型高绝缘电缆。并且在选用电缆时必须保证载流量满足现有设备要求，并留有一定的富余系数。

（二）高压防爆开关故障 虽然煤矿井下矿用一般型高压防爆开关等都具有高压漏电和绝缘监视保护功能，但由于变压器高、低压侧

腔体的盖没有有效的连锁保护装置，使得高压开关与分立的变压器、低压馈电开关之间的保护不能形成有

效的配合，致使高压开关失去了应有的保护功能，因此会出现漏电、过流和短路等问题；另外，高压负荷

开关触头接触不良，产生弧光或放电，与高压负荷开关带载停送移动变电站，也会导致高压断电事故。为

加强煤矿井下高压防爆开关的安全可靠性，我们在选择高压开关时，其断流容量不得小于变电所母线上的实际短路容量。对分立的供电变压器，其高、低压侧腔体盖都应设置连锁开关，其接点串接在高压开关的

煤矿井下安全监测监控系统应用研究

摘要：煤矿行业，作为我国重要的能源产业之一，煤矿井下安全问题关乎井下施工人员的生产作业安全。为了降低煤矿事故发生次数与严重程度，加强对煤矿生产管理水平，煤矿安全监测监控系统被广泛地应用于煤矿生产过程中，使得煤矿生产安全效益得到了有效提升。同时，随着科技水平不断进步，煤矿生产装备装备水平也在不断提升，也进一步提升了煤矿开采安全水平与生产效率。基于此，本文分析了煤矿井下安全监测监控系统应用研究策略，以供参考。

关键词：煤矿井下；安全监测；监控系统；应用

引言： 近几年来,随着国家对煤炭行业安全问题的重视和企业自身现代化建设的要求，井下安全监测控制系统在我国大部分矿井都得到了广泛使用,形成了煤矿井上下顺畅的信息交流通道和可靠的安全预警机制。这不仅可以依靠及时准确的信息指挥生产，预防事故的发生，又能及时了解各种与安全生产及经营相关的信息，形成一个安全、生产、调度和管理的网络系统。然而，随着时代进步与社会经济快速发展，在煤矿安全生产需求方面，对于煤矿安全生产监测监控系统的技术选择、系统规范化操作、日常有效维护，以及生产安全管理信息化水平等，有了更高要求。

1煤矿井下安全监测监控系统应用现状

1.1异地断电风险高

煤矿井下安全监测监控系统是煤矿安全管理中不可或缺的重要组成部分。在煤矿生产过程中，由于煤矿井下环境的特殊性，安全问题一直是制约煤矿生产的重要因素。由于煤矿井下的特殊工作环境，面临着许多风险。其中一个主要的风险因素是异地断电。由于煤矿井下的供电系统比较复杂，一旦发生断电，可能会导致一系列的问题，对井下人员的生命安全和生产秩序造成严重影响。目前，煤矿井下安全监测监控系统的应用现状也存在一些问题。由于技术限制，系统的实时性和准确性还有待提高。尽管引入了现代科技手段，但还是存在着一定的监测延迟和误差。其次，部分煤矿对于安全监测监控系统的投入还不够充分，导致技术设备的更新换代不及时，从而无法满足煤矿安全监测的要求。

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一、矿井供电系统概述

矿井供电系统是矿井生产中至关重要的一个部分，它为矿井提供稳定、可靠的电能，保障矿井正常生产。矿井供电系统通常由电源系统、输电系统和配电系统组成。

1. 电源系统：电源系统是矿井供电系统的核心部分，它主要包括发电机组、变压器和配电装置。发电机组按照矿井的实际需求选用，常见的有柴油发电机组、燃气发电机组和风力发电机组等。变压器将发电机组产生的电能提升到适合输电和配电的电压等级。配电装置将变压器输出的电能分配到矿井不同的用电设备上。

2. 输电系统：输电系统将发电机组产生的电能送至矿井的各个用电设备。输电系统包括输电线路、绝缘子、电杆、变电所等。输电线路选用合适的导线材料，并按照矿井的实际情况进行布线，保证电能能够有效地输送到不同的用电设备。

3. 配电系统：配电系统将输电系统输送到的电能分配到矿井的各个用电设备上。配电系统包括开关设备、熔断器、接触器、电缆等。配电系统的设计应符合矿井的实际情况和用电设备的需求，保证矿井的用电安全和效率。

二、矿井供电安全措施

1. 发电机组的安全措施 第 2 页 共 3 页 （1）发电机组应安放在通风良好的机房内，机房内应安装温湿度监测装置，以及可燃气体自动报警装置，确保机房内的环境安全。

（2）发电机组应定期进行维护保养，检查机组的运转情况和各种安全保护装置的运行是否正常，如过热、过载、低油压等保护装置。

（3）发电机组的油箱应定期清理，避免油箱内积满杂物造成火灾隐患。

2. 输电线路的安全措施

（1）输电线路应采用可靠的绝缘材料，保证线路的绝缘性能和耐候性能。

（2）线路的布置要合理，避免与其他设备或管道接触，以免发生短路和火灾事故。

（3）输电线路应设置过流保护装置和接地装置，确保线路的安全运行。

3. 配电系统的安全措施

（1）配电系统应合理设置短路保护和过载保护装置，及时切断电流，避免设备因短路和过载而受损。

技术协作信息技术探讨与推广◎王越煤炭是当前最为主要的能源，随着工业生产的不断增加，对能源的需求量提高。煤炭开采过程中，需要全面做好安全保障，才能确保作业安全。综采掘进工作是最为主要的环节，其机械化程度较高，通过设备的使用，进一步提高了原煤产量，为了保证设备的运转，则要对电气设备进行保护，提高电气设备利用率，保证煤矿井下供配电系统功率，确保设备安全启动的稳定运行。通过良好的供配电系统设计，全面提高电气效果，减少井下配电网线路损耗和变压器无功损耗现象，提高供配电系统电能质量，降低作业成本。本文笔者就煤矿综采工作面供配电系统设计工作进行了全面分析，希望能为同业人员提供参考借鉴。煤矿综采工作面供配电系统设计研究

（作者单位：铁法煤业（集团）有限责任公司大隆矿）随着技术的不断进步与发展，煤矿机械化程度也越来越高，要煤炭作业中，需要使用大量的机械设备，才能有效提高生产量，保证生产顺利开展。机械设备的增加，也增加了综采工作面压力，随着装机总容量的增多，供电负荷也逐渐加大，给矿井安全提出了更高要求。只有全面保证供电稳定，才能保证生产的稳定与安全。一、煤矿井下配电网主要特点1.工作环境艰苦。煤矿生产工作环境艰苦，其电气设备整体运行环境条件较差，受到环境的限制，综采工作面生产环境也恶劣，环境中的湿度大、温度高，整体通风条件不良好，影响到了设备的工作效果。2.设备负荷大。煤炭生产过程中，需要使用大量的机械设备，这些设备的运行需要通过主电缆进行供电，线路负荷大，压力大，往往会在运行过程中，出现用电负荷变化大的情况，如果功率不稳定，则会对井下设备产生影响，设备会在突然的电压不稳情况下出现损坏，设备的故障率较高。3.危险因素多。煤矿井下巷道及机房空间小，在使用过程中，往往存在很多的危险，影响到了供电的正常使用，常伴有顶板岩石、煤块下落危险，工作面安全程度不高，安全性难以保障。4.线路系统复杂。当前，我国煤矿井下供电系统不够稳定，线路往往会出现短路的情况，影响了正常的供电。如果出现问题，则会导致触电事故发生，造成电气火灾和井下瓦斯爆炸等安全事故。如果出现了短路故障，则会造成线路跳闸引起大面积停电，阻滞了开采进程，影响了工程进度与质量。二、煤矿综采工作面供电系统存在问题1.功率因数较低，电能浪费严重。煤炭生产过程中，机械设备的使用量不断增加，其功率越来越大，对线路的要求也就不断提高，整体看，煤炭开采线路压力非常大。从线路统计分析看，线路平均功率因数在0.6-0.7间，长距离供电线路会导致大量无功电流的流失，电能浪费现象非常普遍，提高了生产的成本。2.线路末端电压低，设备启动困难。井下供电电缆线路较长，在长距离的供电中，往往会存在大量无功电流的不合理运行，而到了线路末端，则会出现电压降低的情况，特别是设备的同时启动与运行，更增加了电能的消耗，遇到用电高峰时，容易出现大功率综采设备无法启动的现象，影响了工作的整体效率与质量，煤矿综采工作面不能全部同时进行运行，生产效率上不去，影响了煤炭市场供应。3.不利于安全供电和正常生产。电能的利用才能保证煤炭生产稳定可靠，但是，当前，用电设备运行中，电源无功电流交换时，往往增加了设备的老化程度，特别是不稳定的供电系统，导致变压器电机、电缆、开关绝缘强度的敏锐度下降，往往维修不及时，还会出现电线短路和漏电，给矿井安全造成了一定的威胁。三、煤矿综采工作面供配电系统设计1.煤矿综采工作面供配电系统。煤矿生产是一个复杂的过程，要通过各种条件的建立，实现安全生产目标。煤炭开采综采工作面是重要的作业面，内部使用了大量的电气设备，供电系统是否稳定，决定了设备的运行质量与效率，从当前的情况看，矿用隔爆型移动变电站供电方式是最为主要的供电方式，在我国煤炭生产中利用率高，也有一定的效果。综采工作面机械设备较复杂，根据不同的作业层需要使用到采煤机、刮板机、破碎机及装载机等各类机械设备，对于一般性的开采，这些机械设备提前做好了额定电压，指示为3300V，泵站和皮带机设备额定电压1140V；照明设备电压127V，抽水设备额定电压660V，根据不同的设备运行效果，做好电压的标准设计，以此，全面提高电能的利用率，保障所有设备能够正常运转。进行系统设计时，要全面把握现场的情况，以煤炭开采数量为基础，做好电压的额定，建设供配电系统时，要充分考虑到所有的设备情况，全面保障所有电气设备能够在正常运转的情况下，保证额定电压稳定，如果电压不稳定，过大或过小均会导致设备的无法运转，电压不够稳定，也会导致严重设备故障发生，影响到了煤炭的开采作业。电源的距离长，整体电源路程远，到达终端设备后的电压偏低，影响到了电气设备的运行，有一些设备在电压高峰，不能正常启动，为保障正常的设备运转需求，必须对其进行无功补偿。2.采区高低压电气设备。生产过程中，如果电气设备同时启动使用，则会导致电压的升高，控制不力则会发生生产责任事故。要全面做好线路的设计，供电系统电压为660V，额定电流为400A，为保障设备运行正常，选用BKD16-400型矿用隔爆型馈电开关具备漏电闭锁、短路保护和过载跳闸，通过功能设计，能够全面保护电气设备不受损坏。根据电压电流的情况，采煤机选用QJR-400/1140S型隔爆真空开关，如果输出电流大，那么，开关就会自动起到了过载保护作用，电流整定值会躲过最大功率电机电流，保证了其他设备安全，避免出现大的生产安全事故。四、主要技术指标1.输出容量指标。为了全面提高生产整体效率，则要做好电压的补偿，那么，相关的装置作业目标则要合理控制到3300V和1140V侧母线无功功率，才能提高设备的安全性，使设备能够稳定运行。在实际操作过程中，容量补偿装置能满足所有电气设备的正常用电，保证了生产的连续性。2.响应时间指标。矿用隔爆无功发生器有一定的动态跟踪作用，其功能较为强大，能够在生产过程中，全面对电网电能质量变化进行锁定分析，以供电系统无功变化情况进行动态调整，一般动态响应时间为5-20秒间，这样的反应速度能够保证设备安全运行。3.网压支撑指标。以电气功率因数改变为基础，全面做出控制，电压过低可在指定位置端提高电压5%，保证了电压的稳定，满足设备运行需要。4.供配电系统保护指标。供配电保护系统是机电设备保护和接地保护两种，要全面实现二者共同的井下总接地网，电阻在2Ω内，控制不好同电气设备局部接地连接，如果出现漏电，则会启动保护系统装置，避免出现电气装置损害。五、结束语煤炭生产关系到国计民生，煤矿综采工作面的安全决定了煤炭生产的好安全，要全面做好大功率用电设备的安全保护，保证供电效果与质量，通过有效措施，保证设备能够正常启动与运行，避免出现大的线路损耗，有力的维护煤矿供电系统稳定与安全，促进我国煤矿企业继续健康发展。窑窑. All Rights Reserved.