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1、煤矿机电安全管理 国家煤监安培中心 魏引尚 内容提要 v矿山机电安全管理重要性 v机电管理存在问题 v矿山机电分类 矿山供电 井下用电安全 井下电气保护 v矿山机电安全管理方法（标准） 矿山机电安全管理重要性 v对于矿井安全生产影响重大 （1）电气火花、失爆是导致瓦斯事故的重要因 素之一 电器设备电失爆及火花 电气火源类型：带电作业、电缆火花、喷 灯、信号照明通讯系统、防爆设备失爆、放炮 母线短路、非防爆电气设备、电机车火花、开 关冒火、摩擦、静电。 （典型案例：辽宁阜新孙家湾煤矿2005”2.14”特 大瓦斯爆炸事故） （2）安全事故中，机电运输事故所占比例较大 。 据资料统计，煤矿事故中，
2、机电运输事故 所占比例高达47%左右。 （神华集团大柳塔煤矿机电事故案例） （3）随着煤矿的现代化建设，矿山机械化程度 不断提高，由此引发的事故也随之增加。 机电管理存在问题（企业层面） v机电管理职能部门作用没有得到发挥 现场主要抓机电管理、机电生产，主要精力在现场 的生产，职能管理作用淡化。 v对机电标准化作业认识不足 未能按照煤矿生产矿井机电专业质量标准化标准 进行设备管理。 v管理不到位 v设备存在隐患 v技术力量薄弱 v机电队伍整体素质较低 （特别地方小煤矿） v机电培训走过程，达不到培训目的 v资金不足 机电技术管理存在问题（业务层面） 矿井主要机电设备、瓦斯抽采设备，不能有计划的
3、 强检设备检验和测试 没有制定年度大修计划 设备挂牌管理不到位 对矿井机电设备行业安全标准不清楚 技术资料没有归档管理 常见机电系统存在安全隐患 v供电系统不完善 单电源、单回路供电 中性点接地的变压器向井下供电 井下供电线路未使用检漏继电器 井下电缆敷设、悬挂不合理 井下电器设备外壳保护接地装置不规范 埋深不够 接地线截面过小 v提升装置不符合规程要求 提升绞车未按规定定期性能检测 钢丝绳及连接装置未进行检查或检查不到位 钢丝绳有锈蚀现象 钢丝绳作业时不规范（缠绕、运送人、货） 提升绞车保护不全，有失效现象（过卷、过速等等 ） 未按要求配备正、副司机 v运输系统问题及隐患 井下轨道铺设质量差
4、 井下掘进斜井未设置“一坡三挡”装置 井下机电运输机车未按要求配备安全装备、司机操 作不规范 皮带输送机未进行阻燃试验 井下刮板输送机未设置停止和启动信号装置 v信号系统缺陷 井下、井口提升系统信号不全（如缺发光信号） 井口井底安全门未与提升信号实现电气闭锁 井口信号房设置不合理 矿山机电分类 一、煤矿企业对供电的基本要求: v 供电可靠 v 供电安全 v 有良好的供电质量 末端电压、 频率、三相 电压平衡、 波形等 矿山供电 v有足够的供电能力 v供电经济 二、电力用户的分类二、电力用户的分类 1、第一类负荷 （一级、类） 2、第二类负荷 （二级、类） 3、第三类负荷 （三级、类） 电压/
5、kV应用范围 35 矿井地面变电所受电电压 10 井上、下高压电机及配电电压 6井上、下高压电机及配电电压 3.3井下综合机械化采区动力 1.14井下综合机械化采区动力 0.66井下低压动力 0.38地面和小型矿井井下低压动力 O.22 地面照明 0.127 井下照明及手持式煤电钻 0.036井下设备控制及局部照明 0.25直流架线电机车 0.55直流架线电机车 三、矿井供电电压等级三、矿井供电电压等级 煤矿安全规程第四百四十八条 井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等 级，应符合下列要求： (一)高压，不超过10000V。 (二)低压，不超过1140V。 (三)照明、信号、电话和手持式电
6、气设备的供电 额定电压，不超过127V。 (四)远距离控制线路的额定电压，不超过36V。 采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门 的安全措施。 四、煤矿供电系统 (一）矿井供电系统 1、深井供电系统 地面变电所 井下中央变电所 采区变电所 工作面配电点 采区距地 表 100200m 2、浅井供电系统 煤矿安全规程第四百四十一条 矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止 供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t以 下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源 的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。 矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。 正常情况下，矿井电
7、源应采用分列运行方式，一回路 运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。 10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。 矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。 煤矿安全规程第四百四十二条 对井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和 下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回 路。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部 负荷。 主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵 等主要设备房，应各有两回路直接由变（配）电所馈 出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可引自 上述同种设备房的配电装置。 本条上述供电线路应来自各自的变压器和母线段 ，线路上不应分接任何负荷。 本条上述设备的控制
8、回路和辅助设备，必须有与 主要设备同等可靠的备用电源。 煤矿安全规程第四百五十条 矿井必须备有井上、下配电系统图，井下电气 设备布置示意图和电力、电话、信号、电机车等线路 平面辐射示意图，并随着情况变化定期填绘。图中应 注明： （一）电动机、变压器、配电设备、信号装置、 通信装置等装设地点。 （二）每一设备的型号、容量、电压、电流种类 及其他技术性能。 （三）馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔 断器熔体的额定电流值以及被保护干线和支线最远点 两相短路电流值。 （四）线路电缆的用途、型号、电压、截面和长 度。 （五）保护接地装置的安设地点。 （二）采区供电系统 采区变电所高、低压接线方式 图2
9、2 单电源进线接线方式（） 图23单电源进线接线方式（二） 图24双电源进线接线方式（一） 图25双电源进线接线方式（二） 图2 典型低压供电系统图 图2 用移动电站供电的接线方式 综合机械化采掘工作面的供电 掘进工作面供电的特殊要求 “三 专”：专用变压器、专用开关、专用线路 “两闭锁”：风电闭锁与瓦斯电闭锁 (a)面两台局部通风机 (b)两面各一台局部通风机 图28“三专”供电系统示意图 一、触电的的危险性及预防 （一）、触电的危险性 1）电击 2）电伤 井下用电安全 （二）、造成人触电危险的主要因数 1）流过人体的电流的大小 2）触电时间的长短 3）触电电压的高低 4）人体电阻 5）电流
10、频率 极限安全电流：30 mA.s 井下人体电阻：1000 （三）、触电的一般预防方法 1、供电系统结构及保护要合理 井下配电变压器及向井下供电的变压 器或发电机，中性点禁止直接接地。 井下电气设备必须有保护接地。 井下变电所的高压馈电线及井下低压 馈电线，应装设漏电保护装置。 供电系统应有完善的过电流保护装置 。 2、防止人身接触或接近带电导体 将电气设备的裸露带电部分安装在一定高度，或围 以遮拦。如电机车架空导线的高度从轨道平面算起，井下 不得低于2米，井底车场不得低于22米。 井下各种电气设备的导电部分都必须封闭在坚固的 外壳中，并在操作手柄和盖子之间设置机械闭锁装置，保 证电气设备接通
11、电源后不能打开盖子，盖子打开后，不能 接通电源。井下电缆敷设应符合规程规定，电缆破损 必须及时更换或进行冷、热补。电缆连接须经隔爆接线盒 ，坚决消灭“鸡爪子”、“羊尾巴”、明接头。 各变（配）电所的入口或门口都悬挂“非工作人员， 禁止入内”警示牌；无人值班的变（配）电所，必须关门加 锁，井下硐室内有高压电气设备时，入口处和室内都应在 明显地点加挂“高压危险”警示牌。 3、降低使用电压 对人员经常接触的电气设备，采用降低的工作 电压。例如井下照明、手持式电气设备的额定电压和 电话、信号装置的额定供电电压，都不应超过127V， 控制回路电压不应超过36V等。 4、严格遵守各项安全用电作业制度 井下
12、不得带电检修、搬迁电气设备。检修或 搬迁前，必须切断电源，并用同电源电压相适应的验 电笔检验；检验无电并对地放电后，才允许检修或搬 迁。放电前必须先检查周围环境的瓦斯，只有当其巷 道风流中的瓦斯浓度在1以下时，方可将导体对地完 全放电。 在切断电源后，应将开关操作手柄闭锁，并悬挂“ 有人工作，不准送电”的警示牌。只有执行这项停电操作的 工作人员，才有权取下此牌并送电。即在进行停送电操作 时，必须严格执行谁停电就由谁送电的停送电制度，中间 不得换人。严禁采用约时停送电。 非专职或值班电气人员，不得擅自操作电气设备 ；操作高压电气设备主回路时、操作人员必须戴绝缘手套 ，穿电工绝缘靴或站在绝缘台上；
13、操作千伏级电气设备主 回路时，操作人员必须戴绝缘手套或穿电工绝缘靴。 127V手持式电气设备的操作手柄和工作人员必须 接触的部分，应有良好绝缘。 电工必须经过培训，持证上岗。严禁非电气作业 人员操作或摆弄电气设备。严禁醉酒上岗，疲劳上岗。 1、中性点直接接地系统存在的问题 二、中性点不直接接地系统二、中性点不直接接地系统 2、中性点不接地系统 煤矿安全规程第四百四十三条 严禁井下配电变压器中性点直接接地 。 严禁由地面中性点直接接地的变压器 或发电机直接向井下供电。 3、中性点不接地系统存在的问题 地面低压供电 系统为什么要 采用中性点直 接接地系统？ v短路故障的危害及其预防 v过负荷故障的
14、危害及其预防 v断相故障的危害及其预防 三、电气火灾及其预防 一、电气保护装置的任务 二、井下电气保护的类型 1）过电流保护。包括短路保护、过流（过负荷）保护。 2）漏电保护。包括选择性和非选择性漏电保护、漏电闭锁。 3）接地保护。包括局部接地保护、保护接地系统。 4）电压保护。包括欠电压保护、过电压保护。 5）单相断线（断相）保护。 6）风电闭锁、瓦斯电闭锁。 7）综合保护。电动机综保和煤电钻（照明）综保等。 “三大保护” 井下电气保护 三、对电气保护装置的要求 1、选择性 2、快速性 3、灵敏性 4、动作可靠性 保护范围末端最小两相短路电流 短路保护装置一次动作电流值 对于主保护Kr1.5
15、；对于后备保护Kr1.2；对于熔 断器保护Kr1.5； 四、矿井低压电网电流保护 1、井下低压电网短路电流计算 （1）公式法 或： （2）图表法 五、低压电网电压保护 1、欠电压保护 煤矿井下高低压防爆开关都具有欠电压保护功能。 磁力起动器的控制回路就兼有欠电压装置的功能 2、过电压保护 1）内部过电压保护 主要采用压敏电阻（高压隔爆配电箱）、阻容吸收装置 （馈电开关、磁力起动器）进行防护。 2）外部过电压保护 主要采用避雷针、避雷器、接地等措施进行防护。 煤矿安全规程第四百五十九条 井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规 定： （一）经由地面架空线路引入井下的供电线路 和电机车架线，必须在
16、入井处装设防雷电装置。 （二）由地面直接入井的轨道及露天架空引入 （出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少 于2处的良好的集中接地。 （三）通信线路必须在入井处装设熔断器和防 雷电装置。 1、漏电故障的类型原因和危害 集中性漏电：供电系统中某一处或某一点的绝缘受到 破坏，其绝缘阻值低于规定值，而供电系统中其余部分 的对地绝缘仍保持正常。 分散性漏电：供电系统网络或某条线路的对地绝缘 阻值均匀下降到规定值以下。 井下供电中遇到的大多数漏电故障是集中性漏电故 障。 六、井下低压电网的漏电保护 常见漏电故障的原因: 电缆和设备长期过负荷运行，促使绝缘老化 。 电缆芯线接头松动后碰到金属设备外壳。 运行中的电缆和电气设备受潮或进水，使供电 系统绝缘性能降低。 在电气设备内部随意增设电气元件，使元器
