荫营煤矿井下局部通风机“三专”供电的探索与实践

王文生

摘 要：为了提高荫营煤矿井下尤其高瓦斯矿井局部通风机的供电质量，进一步减少井下掘进工作面无计划停电停风，对井下局部通风机的专用电源采用专用线路从地面变电所供给。

关键词：“三专”；延伸；供电

“一通三防”是煤矿安全生产的重中之重，瓦斯治理又是“一通三防”的核心，其中最为关键的是解决掘进工作面局部通风机的无计划停电导致瓦斯超限问题

1 三专改善了局部通风机的供电质量

为了解决局部通风机供电的可靠性及掘进工作面瓦斯超限问题，《煤矿安全规程》第一百二十八条（五）规定：“瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电[1]。”即每个掘进工作面局部通风机的供电，直接由采区变电所采用专用高压开关、专用变压器、专用电缆向局部通风机供电（如图1）[2]。此规定实施后，实现了采掘供电分开，而且专用的高压开关、变压器、线路事故较少。确实减少了由于采、掘工作面电气设备的故障而引起的局部通风机停电停风及瓦斯超限事故的次数。但是由于局部通风机本身故障造成掘进工作面长时间停风；或是局部通风机控制开关故障造成掘进工作面长时间停风；或是专用线路故障引起的掘进工作面长时间停风；特别是采掘电气设备故障造成开关越级跳闸而使得掘进工作面停电停风导致瓦斯超限。所以因局部通风机无计划停电停风而使得瓦斯超限事故仍然屡屡发生。

2 双风机、双电源使掘进工作面的供电、供风更可靠

针对上述停电停风而造成瓦斯超限的4个原因，采取以下改进方法：即在掘进工作面加装1台副局部通风机，电源取自掘进工作面工作电源，原“三专”供电的局部通风机做为主局部通风机，主、副局部通风机可自动切换，即所谓的双风机双电源及自动切换装置（如图2）[2]。运行方式为：正常情况下，主局部通风机运行，副局部通风机处于热备用；一旦主局部通风机有故障停止运转时，能自动切换到副局部通风机，同时断开掘进工作面的工作电源。这种方案的实施，解决了由于局部通风机本身故障、控制开关故障和专用线路故障造成的掘进工作面停风导致的瓦斯超限现象，基本上保证了掘进工作面的通风的连续性。但是，这种方案没有解决由于采掘电气设备故障造成开关越级跳闸而使得掘进工作面停电停风导致的瓦斯超限问题。对局部通风机的供 电仍不能摆脱其它电气设备的用电干扰。

如荫营矿在2012年7-8月份由于井下电气接线盒受潮等原因，发生多次短路，造成采区变电所停电，多次造成本采区掘进工作面无计划停电停风及瓦斯超限事故。下面是2011年我矿掘进工作面停风及瓦斯超限的3起事故案例：

7月6日综采一队移动变压器高压侧发生短路，短路故障电流越过三采变电所和中央变电所使35KV变电所控制井下的6KV开关柜速断动作，井下大停电。

7月26日3304工作面材料巷1140V电缆接线盒烧毁（三相短路），短路故障电流越过三采变电所和中央变电所使35KV变电所控制的6KV开关柜速断动作，井下大停电。

8月13日3306工作面两巷低压电缆受潮，在反复送电时，发生过流，越过三采一段变电所使中央变电所总控高压开关动作，三采区大停电。

上述3起事故的一个共同点是：发生过流后，上级变电所高压开关动作，使本采区变电所失电，掘进工作面停风。其原因：

（1）该矿井下变电所使用的高压开关是我国一种较新的产品BGP9L—6型，这种开关的短路保护没有时间整定[2]，如果短路故障电流大，如三相短路，必然使上下级开关的短路保护同时达到动作值，开关同时跳闸，产生越级跳闸（井下电网的过流整定原则是保证可靠性和迅速性而牺牲选择性）[3]。

（2）由于井下开关长期工作在潮湿阴暗的环境中，机构灵敏度下降，造成开关速断跳闸时间延长，地面6KV分路开关先于井下变电所开关过流动作，产生越级跳闸。

（3）井下高开跳闸机构拒动也是造成越级跳闸的一个原因。

（4）采、掘工作面电源和专用变压器的电源均取自采区变电所，如果采区内供用电设施发生故障产生越级跳闸，本变电所失电，主、副局部通风机都不能运转。

3 延伸三专完善了局部通风机的供电措施

为了更加提高掘进工作面局部通风机供电的可靠性，最大限度地减少掘进工作面无计划停风现象，我们对高瓦斯矿井的井下掘进工作面局部通风机“三专、两闭锁”实施方案又做了进一步的改进（如图3）[2]。

井下主局部通风机的供电电源应直接从矿井地面35KV变电所的6KVⅠ段（或Ⅱ段）母线单独引出一回线至井下中央变电所做为井下局部通风机供电的专用线。

对于井下仅有中央变电所而言，其供电方式为：地面6KV

局部通风机专用开关柜→入井局部通风机专用高压电缆→中央变电所局部通风机专用高压进线开关→局部通风机分路高压开关→局部通风机专用变压器→低压电缆→主局部通风机控制开关。

对于采区变电所时，其供电方式采用：地面6KV局部通风机专用开关柜→入井局部通风机专用高压电缆→中央变电所局部通风机专用高压进线开关→局部通风机分路高压开关→去采区变电所局部通风机高压电缆→采区变电所高压进线开关→分路高压开关→主局部通风机专用变压器→低压电缆→主局部通风机开关。

井下变电所（包括中央变电所和采区变电所）的高压动力电源不得和主局部通风机专用电源相连接，不得互为备用。主局部通风机专用线路所带负荷相对较稳定，其发生事故的机率大大低于生产线路的事故机率，为了防止其它电气设备对专用线的用电干扰，确保井下局部通风机运行不受影响，所以主局部通风机专用线在井下任何地点不得与其它供电线路相连接，不得互为备用。

掘进工作面副局部通风机也应实行“三专”供电，其供电方式应符合《规程》128条第五项的要求，即每个掘进工作面副局部通风机的供电，直接由變电所（中央或采区变电所）采用专用高压开关、专用变压器、专用电缆向副局部通风机供电。主、副局部通风机线路上不得分接其它负荷。正常情况下，主局部通风机运行，副局部通风机处于热备用；主局部通风机有故障停止运转时，副局部通风机自动启动，同时切断掘进工作面的所有工作电源。

（1）为了确保井下掘进工作面通风的连续性，在主局部通风机因故停运时，副局部通风机立即自动启动。主、副局部通风机的自动切换是通过在主、副局部通风机的控制开关中加装的一套双风机双电源自动切换装置实现的。对双风机双电源自动切换装置要求是：当主局部通风机系统出现故障时，能自动启动副局部通风机；当副局部通风机需倒回到主局部通风机运行时，须手动操作；副局部通风机运行期间，要能够便于检修主局部通风机系统设备。

（2）井下掘进工作面只有在主局部通风机运行时，方可进行作业。在副局部通风机运行期间，掘进工作面无工作电源。只有恢复主局部通风机运行后掘进工作面才能恢复供电。实现了风电闭锁。

（3）若掘进工作面瓦斯超限，由矿井安全监测监控装置断开掘进工作面所有工作电源，实现了瓦斯与电的闭锁。

掘进工作面的工作电源采用移动变电站供电时，要求掘进工作面的所有电气设备（不包括监测监控设备）的用电从这台移变供给。当掘进工作面由变电所低压供电时，要求掘进工作面所有电气设备的工作电源必须从一台分路馈电开关供给。使的当掘进工作面停风或瓦斯超限时能够很方便的实现这个工作面的全压断电。

4 结论

此方案2012年8月中旬已在我矿实施，改进后至今没有发生过因生产线路故障越级跳闸而影响到局部通风机的运行。目前这种供电方式在高瓦斯矿井中已推广使用。

总之，通过两步走的方法：一步是双风机双电源自动切换方法，一步是延伸“三专”供电来自35KV变电所的6KV出线，基本杜绝了掘进工作面的无计划停电停风导致的瓦斯超限现象的发生。

[参考文献]

[1]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2001.

[2]顾永辉，范廷瓒.煤矿电工手册[M].北京：煤炭工业出版社，1999.

[3]刘恩沛，聂文龙，崔景岳，郑函生.煤矿供电.1980（1）.