摘要：本文主要介绍了高瓦斯矿井下掘进工作面预防漏电事故发生的技术措施，结合井下停电停风事故发生的原因，设计出了避免无计划停电的供电方式，最后阐述了如何加强瓦斯浓度监测与报警系统建设。
关键词：掘进工作面 漏电 瓦斯监测 供电安全
中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（c）-0098-02
随着煤炭需求量和开采量的不断提高，煤矿井下掘进工作面的长度和设备也不断的增加，需要使用到较多的电气化设备。而井下的掘进工作面条件复杂、环境恶劣，存在着较多易燃易爆的瓦斯气体和煤尘，掘进设备工作时难免会产生电火花、电弧并散发出热量，带来了很大的安全隐患。特别是在瓦斯浓度比较高的矿井下，供电安全显得尤为重要。文章针对高瓦斯矿井中供电中存在的若干问题，提出了完善掘进工作面瓦斯浓度监测报警系统，优化电气设备开关防护技术的措施，提高了供电的安全性和可靠性，为煤矿区的安全生产保驾护航，增加煤矿企业的经济效益。
1 高瓦斯区掘进工作面防漏电技术措施
（1）存在的问题。煤矿井下可操作空间有限、环境复杂，与地面供配电系统有很大的区别。如供电电缆被机械设备挤压磨损出现破裂而出现漏电情况，在高温、潮湿的环境下，其绝缘层老化速度明显加快，绝缘性能大大降低而导致漏电，且与水接触后形成二次导电体，与工作中的电气设备产生静电火花，极易引爆瓦斯和煤尘。再加上用电工作人员或作业人员对漏电问题不够重视，给矿井下的生产安全和工人的生命安全带来了极大的隐患。
（2）预防漏电的技术措施。针对掘进工作面的环境特点，选用质量好、绝缘性能优良、可燃性差的供电线路。为了防止电缆的缠绕、磨损，可以使用电缆集线伸缩盘。定期对电气设备的综合性能进行详细检查和测试分析，并详细记录使用情况、运转状态等信息。严禁私自改装供电线路，井下供电电网的改造和更新必须在暂停生产的情况下，请专业的电气技术人员严格按相关操作技能规范规程进行。掘进设备工作在设计负荷以下，并实行设备运行“班次轮休”制度，定期对电气设备检测，及时排除漏电故障，降低对矿井下生产秩序的影响力度。采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，或与采煤工作面分开供电，可以最大限度的避免意外漏电导致的安全事故。
2 合理设计供电方式，有效避免停电停风事故的发生
由于矿井下生产条件恶劣，且掘进工作面长度较大，由于供电方式不合理导致的无计划停电停风事故频发，使瓦斯密度聚集，特别是在高瓦斯聚集区，极易造成了大的安全隐患。目前许多煤矿井下都使用了工作、备用两套“三专”（即专用变压器、专用开关、专用线路）局部通风机，这在增加了安全系数的同时，也给供电系统的设计提出了更高的要求。一方面是井下供电线路负荷的增加，不免会出现漏电、开关老化等问题；另一方面则是需要更多具有综合素质的机电专业人才队伍。
掘进面的大型化设备都配有大功率高压电机，它们的直接启动对供电系统有很大的冲击，因为它们会使供电网中的瞬间启动电流增大，使电网电压瞬间降低，严重危害供电安全。另外，不同设备的断电保护装置规格不一致、保护定值设置不合理也是造成停电事故的原因之一。图1是掘进工作面供电系统示意图，对其进行分析可知，掘进工作面设备较多，工作面总开关与掘进设备分开关灵敏度配置不合适，导致过负荷等故障引起开关跳闸的情况时有发生。一旦某个开关出现跳闸情况，会影响后续通风机的正常运转，引发停风故障，在高密度瓦斯聚集区域，短时间的停风就会造成浓度超标，如果突然恢复供电，瞬间的高电流会产生电火花或电弧，引燃瓦斯、煤粉等，对矿井下的安全危害极大。
随着国家安全保准的不断提高，高瓦斯矿井的掘进工作面局部通风系统也逐渐迈入三级负荷的范畴，因为短时间无计划断电、停风就会严重影响正常的安全生产，因此必须加强改进和完善掘进面的供电方式。工作、备用两套“三专”通风机固然可以提高安全系数，但在实际应用中应当采用各自独立的电源和两路独立的专用供电电网系统，即采用双电源、双线路、双开关。虽然两者有主、副之分，但是二者的地位确实相当的，特别是在主通风机发生停电事故时，备用“三专”局部通风机发挥着极其重要的作用。但需要注意的是，两套供电系统应当配合紧密，切换自由，一旦出现故障应当迅速恢复重要负荷的供电，保证矿井供电的连续性和可靠性。同时在掘进工作面供电分切开关处安设馈电传感器和断电控制器以及断电报警装置，执行断电操作和监控设备是否断电。断电自动报警装置能够及时有效的监测到掘进工作面局部通风机的供电情况并发出报警信号，提醒操作人员及时恢复风机的供电。
除此之外，在夏季的用电高峰期，也难免会出现地区性限电或掘进设备过热而采取的自动跳闸保护等情况，因此即使是两套供电线路也会出现全部工作不正常而导致通风机停运的状况，但是瓦斯气体却会在短时间内聚集，这就需要到应急电源，如柴油发电机。这样工作、备用、应急的三套供电电源为高瓦斯区的煤矿开采提供了安全保证。
3 瓦斯浓度智能监测与报警系统
近些年来，随着国家对煤矿生产安全的更加重视，各煤矿企业加强了对高瓦斯矿井掘进工作面的瓦斯治理工作，在一些瓦斯浓度突出的区域安装了监测监控系统和瓦斯探头，实时监测和监控掘进工作面气体浓度变化情况，当瓦斯浓度超标时能够及时切断电源，避免了安全事故的发生。目前广泛采用了一种DK-2断电控制器。其基本的原理是：当瓦斯浓度处于正常值范围内时，它处于正常供电状态；当瓦斯浓度超标时，断电仪接点闭合，发出瓦斯超限信号，并切断高压供电电源，完成瓦斯闭锁。
为了对整个掘进工作面的瓦斯浓度进行实时的监控，KJ78N瓦斯监测监控系统在高瓦斯矿井中有着较多的应用，它在各个监测分站安设报警传感器，并在隅角处设置监测探头，在主要岗位安排专业的技术人员监控和观察传感器的数据变化，能够集中连续地对整个矿井的环境、生产工况等参数进行监测。瓦斯浓度监测值如表1所示：
在掘进工作面治理瓦斯的主要手段是采用局部通风，因此必须把瓦斯监测系统、通风系统和供电系统作为一个整体来考虑和设计，与计算机技术联合起来，组成智能监控平台。分布在各处的瓦斯探头把采集到的数据传回监控平台，经过计算机的分析与计算，自动调控相对应的风速和风量，从而达到控制掘进工作面瓦斯浓度的目的。这种集中监控的方式实现了对瓦斯浓度的远程控制，特别是与局部通风机进行联动配合，有效的实现的对高瓦斯区掘进工作面的瓦斯治理。
4 结语
瓦斯治理是煤矿企业安全生产的中心工作，必须对瓦斯控制与管理工作加强研究和探索。瓦斯浓度与井下的供电安全、通风效果息息相关，配备绝缘效果好、耐磨的供电电缆能够有效的避免供电线路和电器设备的漏电，可以减少意外停电停风事故；采用工作、备用、应急的三套供电电源和电网系统为井下的安全用电提供了有利的保证；建立和完善瓦斯的监控预报系统，使得安全事故在源头得到了化解。通过采取以上安全技术措施，减少了瓦斯超限次数和浓度，维持了良好的生产秩序，为高瓦斯煤矿创造了经济效益。
参考文献
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