煤礦井下安全用電知識
第一節 煤礦井下供電及要求
一、井下供電的重要性和特殊性
實行煤礦井下安全可靠地供電是關係到設備安全運行，生產任務順利完成，礦井安全和職工人身安全的一項十分重要的工作。因此，堅持做好井下供電工作，達到安全用電的目的，是衡量礦井總體質量和安全生產水平的主要指標之一。
由井下電氣故障直接引發的不安全事故，其類型主要有： １、電火引燃的礦井火災。
２、電火或高溫引發的煤塵瓦斯燃燒和爆炸災害。
３、電孤或高溫燒壞設備。
４、人身觸電。
５、電氣故障使設備不能運行。井下供電與地面供電相比，其特殊性表現爲：
１、井下環境
惡劣、條件複雜。供電線路和設備敷設、安裝、運行在狹窄、陰暗、潮溼、高溫的井巷中或條件複雜多變的採掘工作面中，經常受到水淋、水淹、岩石冒落、煤壁坍塌、異物擠壓、行車碰撞等危險因素的威脅和傷害，而引發電氣事故。由於處在有瓦斯、煤塵燃爆危險的環境中，如遇電火就可引發火災或爆炸事故。礦井空氣潮溼、污髒、高溫、流通性較差，對電氣設備安全運行不利。
２、設備線路佈置分散，分佈面廣，不便管理和控制。
３、採掘設備及線路移動頻繁，條件多變，不利於安全運行。 ４、採掘線路均採用電纜，排列集中，懸掛困難，故障查找不易。 ５、井下電氣設備多采用隔爆型。其突出特點是笨重、搬運困難、開閉不便、直觀性差、維修複雜。總之，井下供電的環境是惡劣的，條件是複雜多變的，設備是特別的，運行是困難的，我們必須正視這些情況，進而採取對策和措施，才能實現井下供電安全運行。
二、井下供電有關規定和要求
１、井下供電的有關規定《煤礦安全規程（1992年版）》第九章“電氣”對井下供電、用電、管理作了具體規定（第417—470條）。現綜合供電方面的要求如下：①電力負荷分級
根據用戶對供電可靠性的要求，用電負荷一般分爲三級。 Ａ、一級負荷
凡突然停電後可能會造成人身傷亡或設備嚴重損壞，長期不能生產或給國民經濟帶來重大損失的用戶，爲一級負荷。如煤礦的中央變電所、通風機、井下主排水泵、豎井載人提升機和瓦斯抽放機及礦井醫院等。這類用戶必須具備兩個獨立電源，以保證不間斷供電。
Ｂ、二級負荷凡突然停電後會造成大量產品和原材料報廢，產量顯著下降，在經濟上造成較大損失的用戶，爲二級負荷。如井下采區變電所、選煤廠等。這類用戶要設專用供電線路。
Ｃ、三級負荷不屬於一、二級負荷的用戶爲三級負荷，如修配輔助車間、電車庫以及與生產無直接關係的設備等。這類用戶可以不設專用供電線路，只採用一回路供電。
對煤礦企業用電負荷進行分級管理，便於合理的進行供電，以確保重要負荷供電的可靠性和安全性。當供電系統發生故障或檢修需限制用電時，限用的次序爲先停三級，在停二級，以確保一級負荷用戶的供電。
②入井電源電壓
高壓不得超過10ＫＶ；低壓運動不得超過1140Ｖ；照明、手持設備不得超過127Ｖ，控制電壓不得超過36Ｖ。
③供電線路電纜
均應採用礦用型電纜。固定設備的供電線路應採用鎧裝電纜；移動設備採用橡套電纜。電纜均應按規定懸掛和連接。
④電氣設備
應根據《煤礦安全規程》規定選用礦用一般型（標誌爲“ＫＹ”）或礦用防爆型（包括隔爆型，標誌ＥＸＤ；增安型ＥＸＥ；本質安全型
ＥＸＬ；正壓型ＥＸＰ；充油型ＥＸＯ；充砂型ＥＸＯ；特殊型ＥＸＳ）設備。
⑤井下供電系統必須設有“三大保護”，即過流保護裝置、漏電保護裝置、保護接電裝置。
⑥井下供電的變壓器禁止其中性點直接接地。
⑦井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備和電纜。
２、井下供電的要求
①可靠性
供電的可靠性是指不間斷供電的可靠程度。煤礦供電一旦中斷，
不僅會直接影響生產，而且會使安全要害設備停止運轉，可能會造成礦井被淹、瓦斯積聚、設備損壞或人身事故，甚至可毀掉礦井。爲了保證供電的高度可靠性，應採用兩條獨立的電源線路。正常時，採用一回路運行，另一回路應帶電備用。
②安全性
煤礦井下的水、火、瓦斯、煤塵、頂板等五大自然災害都可能因電氣事故而釀成。由於井下環境條件差，設備負荷變化大，容易造成漏電、短路及人身觸電事故。因此，必須採取有效的防範措施，嚴格遵守《煤礦安全規程》中的有關規定及《電業規程》，確保供電的安全性。
③技術合理性
供電技術的合理性對降低煤炭生產成本、保證供電質量（電壓穩定、頻率整齊、波形正常等指標達到規定）、實現設備安全運行、減少電氣故障和人身觸電事故起着重要的作用。因此，井下供電必須作到技術合理。
④經濟性
要求井下供電有好的經濟性，就是使系統在運行中耗費少、效率高、成本低。對於煤礦生產應力求供電系統簡單，便於安裝和操作，並要合理使用電氣設備，使建設投資少，運行費用低。
第二節 煤礦井下供電系統及採區電壓等級簡介
一、我集團公司井下供電概述
井下供電方式分深井供電和淺井供電兩種。通過井筒將高壓（10
ＫＶ、6ＫＶ、3ＫＶ）電源送入井下中央變電所，再進行供電分配的稱爲深井式供電。通過井筒或鑽孔將低壓（1140ＫＶ、660ＫＶ、380ＫＶ）電源送入井下中央配電室，再進行供電分配的稱爲淺井式供電。我集團公司除在建井初期臨時短期採用井筒式淺井供電外，均採用深井式供電。入井高壓均採用6ＫＶ等級。
我集團公司井下供電的特點是“多點入井、分設系統、環行供電”。此方法具有電量充足、電壓穩定、供電靈活可靠的優點。這種供電方式的形成是藉助與我集團公司一個礦井可具有數對在不同地區開鑿有與地面相貫通的風井而實現的。構成的要點是，根據上、下山盤區開採進度和分設入井供電系統的需要，在進風運輸大巷設立若干個中央變電所（習慣成爲中央配電室，可命名第一，第二中央配電室或以地區命名）引入入井高壓電源，對設立在上、下山盤區內的若干個採區變電所（或稱採區配電室）進行高壓供電，在由採區變電所對所屬各採、掘、開工作面等低壓動力設備進行供電。在各中央變電所之間還可根據需要設立單纜聯絡，以構成並聯環形供電（備用）。
二、高壓供電系統
煤礦井下高壓供電系統，包括高壓入井電源配電設備，中央變電所及其高壓變配電設備、採區變電所及其高壓配電設備、高壓移動變電站以及上述設備之間的高壓供電電纜線路。
圖9—1 繪出了我集團公司一礦北頭咀井簡化了的高壓供電系統示例。
三、低壓供電系統煤礦井
煤礦井下低壓供電系統，是指低壓動力配電點及其變配電設備，各用電設備（電動機）及其控制設備、照明設備、信號設備以及它們之間的供電電纜線路。見圖9—2和圖9—3。
四、採區供電電壓等級
《煤礦安全規程（1992年版）》第425條，對井下各級配電電壓和各種電氣設備的額定電壓等級作了具體規定。1、高壓，不應超過10000Ｖ；（採用的等級有10000Ｖ，6000Ｖ，3000Ｖ）2、低壓，不應超過1140Ｖ；（採用的等級有1140Ｖ；660Ｖ；380Ｖ）超過1140Ｖ時須報煤炭部批准。
3、照明、手持式電氣設備的額定電壓和電話、信號裝置的額定供電電壓都不應超過127Ｖ。報經省煤管局批准，在井底車場、總進風巷，主要進風巷的.照明系統的額定電壓可採用220Ｖ；
4、遠距離控制線路的額定電壓不得超過36Ｖ。
礦山安全用電常識 [篇2]
煤礦安全用電基本知識
1．供電可靠
煤礦供電必須連續，不能中斷。煤礦一旦中斷供電，不僅造成全礦停產，而且由於主排水泵、主通風機、瓦斯抽放泵、主提升機等機電設備停運，就將危及井下工作人員甚至全礦井的安全。因此，爲了保證礦井安全生產，煤礦要求供電必須可靠。
2．供電安全 、
由於煤礦井下特殊的環境條件，使供電線路和電氣設備易受損壞，可能造成人身觸電和電火花引起的火災和瓦斯、煤塵爆炸等嚴重事故。因此，煤礦井下供電必須採取安全技術措施，嚴格遵守《煤礦安全規程》的有關規定，確保供電安全。
3．技術合理
在滿足供電可靠與安全的前提下，還應保證供電技術合理，即保證良好的供電質量。良好的供電質量要求供電電壓和頻率保持穩定，其偏離額定值的幅度不超過允許的範圍。其目的是保證電氣設備正常安全運行，否則，電氣設備運行情況將會顯著惡化，甚至損壞設備。
4．供電經濟
在滿足以上要求的基礎上，應儘量做到供電系統簡單、設備選型合理、安裝操作方便、基本建設投資和運行費用低，從而節約開支，降低成本，提高經濟效益。 礦用電氣設備的類型
煤礦井下使用的電氣設備可分爲兩大類，即礦用一般型電氣設備和礦用防爆型電氣設備。
1．礦用一般型電氣設備
礦用一般型電氣設備是專爲煤礦井下生產的不防爆的電氣設備。對礦用一般型電氣設備的基本要求是：外殼封閉、堅固，防滴、防濺、防潮性能好，能防止從外部直接觸及帶電部分，有專門接線盒，有防止帶電打開的機械閉鎖裝置。
由於礦用一般型電氣設備不防爆，所以只能用於沒有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井。在有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井，只能用於井底車場、總進風道等通風良好、瓦斯煤塵爆炸危險性很小的場所。
礦用一般型電氣設備外殼上均有清晰的標誌"KY"。
2．礦用防爆型電氣設備
礦用防爆型電氣設備是按照國家標準設計製造的，不會引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設備。
根據現行的防爆炸電氣設備的國家標準(GB3836．1-2000)，防‘爆型電氣設備分爲隔爆型(d)、增安型(e)、本質安全型(i)、正壓型(p)、充油型(o)、充砂型(q)、澆封型(m)、無火花型(n)、氣密型 (h)、特殊型(s)。
隔爆型電氣設備是煤礦井下使用數量最多的一種防爆電氣設備。
防爆型電氣設備外殼上均有清晰的標誌"Ex"，礦用隔爆型電氣設備的防爆標誌爲
"ExdI"。
隔爆型電氣設備的防爆原理
隔爆型電氣設備是指具有隔爆外殼的電氣設備。所謂隔爆外殼，是指能承受內部爆炸性氣體混合物爆炸產生的最大壓力，並能阻止內部的爆炸向外殼周圍的爆炸性氣體混合物傳播的電氣設備外殼。
隔爆型電氣設備的防爆性能是靠隔爆外殼的耐爆性和不傳爆性來保證的。
1．隔爆外殼的耐爆性
隔爆外殼的耐爆性是指當殼內的爆炸性氣體混合物爆炸時，在最大爆炸壓力作用下，外殼不會變形、損壞，因而爆炸產生的高溫、高壓氣體和火焰不會直接點燃殼外的爆炸性氣體混合物。爲此，隔爆外殼必須具有足夠的機械強度。
2．隔爆外殼的不傳爆性(又稱隔爆性)
隔爆外殼的不傳爆性是指殼內的爆炸性氣體混合物爆炸時產生的高溫氣體或火焰，通過外殼各接合面的間隙向殼外噴泄過程中能得到足夠的冷卻，使之不會點燃周圍的爆炸性混合物。隔爆外殼的不傳爆性是靠嚴格控制各接合面的間隙、長度和粗糙度來實現的。
井下人身觸電及其預防
人的身體觸及裸露的帶電導體或因絕緣損壞而帶電的電氣設備的外殼、構架等，都會造成人身觸電事故。觸電對人體會造成嚴重危害，其直接危害可分爲電傷和電擊兩種。
電傷是電流通過人體某一局部時電弧燒傷人體，造成人體外部局部性的傷害，一般容易治癒，嚴重時可使人致殘，但一般不會致人死亡。
電擊是指觸電時電流流過人體內部器官和中樞神經，使內部器官的
生理功能受到損害，如使心臟功能紊亂，使呼吸活動變慢，使肌肉強烈收縮造成窒息等。發生電擊，若搶救不及時或搶救方法不當，多數會致人死亡。
電擊對人體的危害程度與多種因素有關，其中最主要的是通過人體電流的大小和電流持續的時間。試驗資料表明，通過人體的交流電超過15mA時，會使人抽筋，到50mA時，對人的生命已有危險，若增加到100mA時，就很快致人死亡，故有絕對危險。煤礦井下取30mA爲人身觸電電流的安全值。
井下發生觸電事故的原因，一般是因爲電氣設備的安裝、維修不當，以及工作中疏忽大意或違章操作。預防人身觸電主要應做好以下幾方面的工作：
1．防止人身觸電或靠近帶電導體
(1)將裸露的電氣設備帶電部分安裝在一定高度。如井下電機車架空線按《煤礦安全規程》規定的高度懸掛。
(2)對裸露的高壓電氣設備帶電部分必須圍以遮擋，防止人員靠近。
(3)井下各種電氣設備帶電部分都必須裝入封閉的外殼內，並有完善的機械閉鎖裝置，保證不切斷電源打不開外蓋。
(4)手持式電氣設備的操作手柄和工作中必須接觸的部分，應有良好的絕緣。
(5)各變(配)電所入口處都要懸掛"非工作人員，禁止人內"的牌子。無人值班的變(配)電所，必須關門加鎖。
2．降低使用電壓
對人員經常接觸的電氣設備採用較低的工作電壓。《煤礦安全規程》規定：井下照明、信號、電話和手持式電氣設備的電壓，不得超過127V；遠距離控制線路的電壓，不得超過36V。
3．遵守各項安全用電作業制度
井下各項安全用電作業制度是預防人身觸電的有效措施。如井下嚴禁帶電檢修和搬遷電氣設備的規定、非專職電氣人員不得擅自擺弄和操作電氣設備的規定、停送電制度的規定、堅持使用漏電繼電器及井下電氣設備保護接地的規定等，這些安全作業制度都必須嚴格遵照執行。
人身觸電的搶救
當發生人身觸電時，必須立即進行搶救。及時正確的搶救可使觸電者脫離危險，轉危爲安，否則，觸電者可能喪失生命。
1．儘快使觸電者脫離電源
觸電急救的第一項工作，首先是使觸電者儘快脫離電源。如果觸電者所觸及的帶電體的電源開關就在附近，就應立即斷開電源開關。如果電源開關較遠或一時找不到電源開關，則應用絕緣物品，如干燥的木棍、電工絕緣手套或其他絕緣物等將觸電者與帶電導體脫離開來。在使觸電者脫離電源的救護中，救護人員必須注意防止自身觸電，同時注意防止觸電人員在脫離電源的瞬間摔倒碰傷。
2．對觸電者進行現場急救
觸電者脫離電源後，要立即在現場進行急救。急救方法，應根據觸電人員的具體情況決定。如傷員有自主呼吸和心跳，只是昏迷，應立即將其擡到空氣流通的安全地點，平放地上，解開衣釦、褲帶，但應注意保暖，讓其休息恢復；如傷員停止呼吸但心跳存在，應立即進行口對口人工呼吸；如呼吸、心跳全停，則應立即進行心肺復甦，即人工呼吸和胸外心臟按壓同時兼用進行急救。
在搶救觸電人員時，應注意如下事項：
(1)堅持先斷電後搶救的原則。在斷開電源時操作方法要適宜，千萬不可用手直接去拉觸電者。
(2)如傷員有外傷，要保持傷口乾燥，不可用水清洗傷面，應按燒傷進行處理。
(3)觸電人員有的會出現長時間的"假死"，因此，在搶救時，一定要充滿信心。人工呼吸和胸外心臟按壓要連續進行，不可半途中斷。有時需連續進行幾小時搶救，直到傷員恢復呼吸和心跳，或經醫生診斷確已死亡爲止。
井下用電安全措施
因生產需要，煤礦井下到處都有電氣設備或電纜線路。由於複雜的環境條件和多種不安全因素的作用，會使井下電氣設備和電纜線路遭到各種各樣的損壞。電氣設備和電纜線路的損壞不僅影響生產的正常進行，而且可能造成嚴重的事故災害。如電火花和電弧引起電氣火災、瓦斯煤塵爆炸以及人身觸電事故等。因此，煤礦井下必須採取管理和技術措施，保證用電安全。
(1)嚴禁井下配電變壓器中性點直接接地；地面中性點直接接地的變壓器或發電機嚴禁直接向井下供電。
(2)正確安裝、使用電氣設備，按規定對電氣設備進行檢查、維修和保養。
(3)嚴禁帶電檢修和搬遷電氣設備和電纜、電線，檢修或搬遷前，必須先切斷電源。
(4)嚴格執行停送電制度。停電必須有申請，經有關部門批准並辦理操作票，方可進行停電。停電後，要檢查瓦斯，在其巷道風流中瓦斯濃度低於1．0％時，再用與電源電壓相適應的驗電筆檢驗；檢驗無電後，方可進行導體對地放電。所有開關的閉鎖裝置必須能可靠地防止擅自送電，防止擅自開蓋操作，開關把手在切斷電源時必須閉鎖，並懸掛"有人工作，不準送電"的警示牌，嚴格執行準停電誰送電制度，不許約時停送電和代替停送電。
(5)井下低壓電網完善"三大保護"，即過電流保護、漏電保護和保護接地。
過電流保護。凡是流過電氣設備或電纜線路的電流值超過它們的額定電流值，即爲過電流，簡稱過流。井下產生過流的原因主要有短路、過負荷和斷相。
過電流會造成嚴重的危害，尤其是發生短路時，因短路電流要比正常電流值大許多倍，如不及時切除，很快會使電纜着火，燒燬電氣設備，引起火災，能使電網電壓急劇下降，使其他電氣設備的運行受到嚴重影響，還可能引起瓦斯煤塵爆炸；過負荷會使電氣設備和電纜發熱，溫度急劇升高，導致絕緣損壞，燒燬電氣設備；發生斷相會使電動機的另兩相過電流而燒燬電動機。
井下常用的過電流保護裝置有熔斷器。過電流繼電器、限流熱繼電器等。
漏電保護。井下電氣設備或電纜因絕緣下降或局部絕緣損壞，使電流經絕緣損壞處流人大地或經外殼流人大地的現象，稱爲漏電。漏電會給人身、設備甚至礦井安全造成很大威脅。人體接觸漏電設備外殼時，會造成觸電傷亡事故；漏電電流經碰地碰殼處，可能產生電火花，引起瓦斯、煤塵爆炸；漏電迴路上各點存在電位差，若電雷管的引線兩端接觸不同電位的兩點，可能先期引爆，造成傷亡事故；長期漏電還可能發展成短路，造成電氣火災，燒燬電氣設備。
爲防止漏電故障造成嚴重危害，井下必須裝設並堅持使用漏電保護裝置。噬煤礦安全規程》規定，井下低壓饋電線上，必須裝設檢漏保護裝置或有選擇性的漏電保護裝置，保證自動切斷漏電的饋電線路。每天必須對低壓檢漏裝置的運行情況進行兩次跳閘試驗。
保護接地。保護接地就是用導線把電氣設備正常情況下不帶電，但當絕緣損壞時可能帶電的金屬外殼與埋在地下的接地極連接起來的一種保護裝置。各處的接地極、接地線。電纜的接地芯線等都是保護接地裝置。
保護接地的作用主要是防止因設備漏電使外殼帶電而發生的人身觸電事故。爲使保護接地真正發揮作用，《煤礦安全規程》規定：電壓在36V以上和由於絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架、銷裝電纜的鋼帶，鉛皮或屏蔽護套等都必須有保護接地。接地網上任一保護接地點的接地電阻值不得超過2 n。每一移動式和手持式電氣設備至局部接地極之間的保護用的電纜芯線和接地連接導線的電阻值，不得超過1n。
(6)嚴格電工操作規程。所有螺絲墊圈要齊全、完整、壓緊適度；防爆密封圈、擋板要合格；接線時，火線、地線要有一定的餘度。井下供電系統必須做到：三無--無"雞瓜子"、無"羊尾巴"、無"明接頭"；四有--有過流和漏電保護、有密封圈和擋板、有螺絲和彈簧墊；三堅持--堅持使用檢漏繼電器、堅持使用煤電鑽和信號照明綜合保護、堅持使用局部通風機風電瓦斯閉鎖。
(7)正確選擇電纜和鋪設電纜，加強電纜管理，防止井下電纜發生事故。
(8)加強電氣安全管理。要建立健全管理機構，認真落實各項管理制度，嚴格對防爆設備、"三大保護"、煤電鑽綜合保護裝置、局部通風機風電瓦斯閉鎖、電纜的敷設和運行情況、安全防護設施等進行全面監督檢查，對電氣事故隱患及時處理。
(9)堅持煤礦井下安全用電"十不準"：①不準甩掉無壓釋放和過電流保護。②不準甩掉漏電繼電器、煤電鑽綜合保護和局部通風機風電瓦斯閉鎖。③不準帶電檢修。④不準用銅、鋁、鐵絲代替保險絲。⑤不準明火操作、明火打點、明火放炮。⑥停風停電的採掘工作面，沒有檢查瓦斯不準送電。⑦有故障的電纜線路不準強行送電。⑧保護裝置失靈的電氣設備不準使用。⑨失爆電氣設備和電器不準使用。⑩不準在井下敲打、撞擊、拆卸礦燈。
