浅谈煤矿电气控制电路

李英建

（皖北煤电恒源公司祁东矿，安徽宿州，234000）

浅谈煤矿电气控制电路

李英建

（皖北煤电恒源公司祁东矿，安徽宿州，234000）

煤矿生产特殊的工作环境，决定了井下供电系统的特殊性。本文在简要介绍矿用电气设备的构造特点和分类的基础上，对目前我国煤矿电气控制电路的常见问题进行了分析，并提出了自己的解决办法。

煤矿；电气控制；常见问题；解决办法

0 引言

近年来，我国煤炭产业协会及安全生产管理部门都适时的加强了煤矿的安全监管工作。煤矿电气控制电路的平稳运行是保障煤炭开采与运输工作顺利开展与进行的基础，也是煤矿安全生产管理工作中存在问题与弊端最多的部分。因此管理好煤矿电气控制电路对于安全生产和提高企业经济效益具有重要意义。

1 煤矿用电气设备的构造特点

煤矿用电气设备是电气控制电路主要操纵的部分，也是实现煤矿内各项工作有序进行的先决条件之一。煤矿用电气设备是指使用在煤矿井下的各种电气设备。由于井下的特殊工作条件，煤矿用电气设备的构造特点如下：

（1）体积小。因为井下工作空间狭窄，要求电气设备在保证足够容量的情况下体积尽可能小；

（2）便于移动。由于采区设备移动频繁，必须随工作面的推进而移动；

（3）坚固的外壳。由于工作面爆破以及岩石、煤块塌落容易砸坏设备，因此井下电气设备应有坚固的外壳。

2 矿用电气设备分类

我国生产的矿用电气设备可分为矿用一般型和矿用防爆型电气设备两种。

2.1 矿用一般型电气设备

矿用一般型电气设备是专为煤矿井下生产的不防爆的电气设备，与地面使用的普通型电气设备不同。矿用一般型电气设备外壳坚固以保护内部机构；与电缆的连接要用电缆接线盒或插销装置，杜绝明接头，有机械闭锁及电气闭锁装置，保证在设备带电情况下不能打开外装置或插销以及防止在外装置未盖好时送电。

2.2 矿用防爆型电气设备

矿用防爆型电气设备的特点是有隔爆外壳，隔爆外壳具有耐爆和隔爆的性能，能承受内部瓦斯爆炸的压力，保证外壳在内部瓦斯爆炸时不被破坏，并不致引起外部瓦斯燃烧和爆炸。为了保证隔爆外壳的耐爆性，隔爆外壳要有足够的机械强度。

3 煤矿电气控制电路的常见问题

煤矿电气控制电路是保证矿区内各项用电设备安全运行的基础条件，也是保障矿工井下作业安全的防火措施之一，必须得到高度的重视。在煤矿井下供电系统中，有供动力、照明用的交流供电系统，也有供电机车用的直流供电系统。在这两个供电系统中，凡是不经过规定的回路导线或回归线（如轨道)而分散地流经水管、电缆外皮、瓦斯管、岩石、煤层、水沟及接地闷等的电流叫杂散电流。杂散电流的存在，严重时会给煤炭生产带来很大的威胁，使井下的人身和设备材料等安全出现很多问题，带来一些意想不到的危害。由于直流杂散电流造成的危害比较严重，而交流杂散电流除电缆芯线结构不对称这个不太重要的因素外，其余的因素主要是三相对地阻抗不平衡，但这是瞬时的，对煤矿影响不大，因此这里主要讨论直流杂散电流的危害。根据目前对杂散电流的研究，煤矿电气控制电路常见问题主要有以下几个方面：

3.1 电控系统失控

煤矿电气控制电路的安全运行与管控，是保障煤矿井下作划顺利完成的基础，也是对于井下作业人员的基本人生安全保护。如果在长期的使用过程中，不能及时对煤矿电气控制电路对性系统的检查与检测，极有可能引发煤矿电气控制电路的全线瘫痪，进而导致整个矿区的电控系统失控。煤矿电气控制电路是电控系统进行远程操作的连接载体，如果一旦发生线路故障或问题，电控系统的操作命令也就难以及时传达到电气设备，进而有可能引发全区电控系统的失控，严重危及到生产安全和煤炭开采工作的顺利开展和进行。

3.2 引爆雷管

目前，井下采掘工作面需要放炮，因此必须用雷管引爆。这些雷管当班都放置在采掘工作面附近。采掘工作面的道轨、带式输送机的钢丝绳、电缆及各种管道等沿巷道敷设的导体中有杂散电流通过时，它们与大地及接地网中的接地体之间就有—定的电位差，这个电位差叫杂散电压。当采掘巷道内轨道与有架线电机车运行的运输大巷的轨道不完全绝缘时，杂散电压就比较高。若此时雷管的两根脚线触及存在着杂散电压的两极，就会有电流通过雷管。当此电流大于300mA时，就会将雷管引爆造成事故。

3.3 腐蚀电缆外表及金属管线

在运输巷道中，除了架线与轨道之外，还铺设有高压电缆和风管、水管，这些管线都是杂散电流的良好通道。在回电点附近，电流从管线中流出，电流的流出点使管线受到腐蚀。井下运输巷道非常潮湿，井下水又多为酸性，由于电解作用而腐蚀金属。电流从正电源流到正极，在电解槽中电流从正极板流出，而电子流恰恰相反，从正极板流向直流电源的正端。正极板失掉电子而带正电，与电解液中的硫酸根离子结合而变成硫酸盐，因此，带正电的金属脱落于电解液中，运输巷道中的电缆外皮有电流流出，如同电槽中的正极，因此被腐蚀。

4 解决办法

面对煤矿电气控制电路常见问题，矿井安全及生产主管人员一定要高度重视，并且积极组织专业人员寻求有效的解决策略，以实现煤矿电气控制电路的安全运行。

4.1 低压电网的“全方位”防爆

传统的电气安全措施属于局部的各自独立的“点”式防爆，没有形成整体防火防爆能力，不能有机地结合在一起形成整个低压电网的“全方位”防爆体系。我国在上世纪研制出了具有国际先进水平的快速断电装置，如各种快速断电移动变电站、快速断电真空馈电开关等电源开关组合装置，井逐步推广。利用快速断电安全技术，可以在电气明火外露以前切断电源，也就是使电网故障的断电时间小于故障电流明火的形成时间，保证了整个低压供电网络的防火防爆安全。由于电网中储能元件的存在，当电源切断后，故障点仍有可能产生电火花或电弧。因此，为进一步完善快速断电安全技术，需要探索电动机反电势的产生、衰减规律，解决好能量的吸收问题。

4.2 保护系统的智能化

随着微电子技术的蓬勃发展，井下低压电网的监测与保护正走向微机化、智能化。利用微机可靠性高、功能多、易扩张、能记忆的优势，可以构成6一lOkV电网和低压电网的微机综合保护系统。它集短路、漏电、过负荷、断相、过电压等故障保护于一体，除了具有各支路的电压、电流、功率因数以及耗电量等工况显示外，增加故障时间、电网对地绝缘电阻和分布电容、相间绝缘的显示，另外增加定时打印取样，全面实现矿井各级变电所与井下低压供电单元的微机监测与保护。

4.3 漏电保护性能的完善

在井下低压电网中，漏电故障占电气故障的70%左右，因此，漏电故障是影响供电可靠性的主要因素。选择性漏电保护可以缩小漏电故障的停电范围，缩短寻找和消除漏电故障的时间，可以提高供电的可靠性。另外，选择性漏电保护中旁路接地分流技术的应用，可以在较大程度上减小因电动机反电势和电网分布电容所形成的故障点电流，提高了电气安全程度。实践证明，选择性漏电保护在提高井下低压电网的安全性和可靠性方面具有重要的地位。因此，深入地研究电网漏电机理，不断完善漏电保护性能，提高漏电保护的技术水平，对保证井下低压电网的安全运行具有重要的意义。

5 结束语

安全生产，重于泰山。在煤矿电气控制电路安全管理中，电气管理人员一定要深入分析引发此类问题的主要因素，并且积极寻求科学、合理、有效的解决策略。

[l]蔡善海．浅谈井下电气设备安全事故与预防措施[J]．中小企业管理与科技，2009，(27)．

[2]孙祥明．煤矿电气控制电路安全管控措施施[M]．北京：知识产权出版社,2007．

[3]王丽清，李志新．浅谈国内煤矿电气技术的发展方向及展望[J]．科技与发展200l(12)．

[4]孙志斌，马儒林．浅析国内煤矿电气控制电路问题的解决策略[J].矿产开发与利用，2005，(11)．

On electrical control of coal mine

Li Yingjian
（Qidong Hengyuan company Anhui Wanbei Coal Mine,Suzhou,234000）

The special working environment of coal mine production determines the particularity of the underground power supply system.This paper briefly introduces the structure characteristics and classification of mine electrical equipment,based on the current coal mine electrical control circuit of the common problems are analyzed,and put forward their own solutions.

coal mine; electrical control;common problems; Solutions