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煤矿井下安全用电知识
第一节 煤矿井下供电及要求
一、井下供电的重要性和特殊性
实行煤矿井下安全可靠地供电是关系到设备安全运行，生产任务顺利完成，矿井安全和职工人身安全的一项十分重要的工作。因此，坚持做好井下供电工作，达到安全用电的目的，是衡量矿井总体质量和安全生产水平的主要指标之一。
由井下电气故障直接引发的不安全事故，其类型主要有： １、电火引燃的矿井火灾。
２、电火或高温引发的煤尘瓦斯燃烧和爆炸灾害。
３、电孤或高温烧坏设备。
４、人身触电。
５、电气故障使设备不能运行。井下供电与地面供电相比，其特殊性表现为：
１、井下环境
恶劣、条件复杂。供电线路和设备敷设、安装、运行在狭窄、阴暗、潮湿、高温的井巷中或条件复杂多变的采掘工作面中，经常受到水淋、水淹、岩石冒落、煤壁坍塌、异物挤压、行车碰撞等危险因素的威胁和伤害，而引发电气事故。由于处在有瓦斯、煤尘燃爆危险的环境中，如遇电火就可引发火灾或爆炸事故。矿井空气潮湿、污脏、高温、流通性较差，对电气设备安全运行不利。
２、设备线路布置分散，分布面广，不便管理和控制。
３、采掘设备及线路移动频繁，条件多变，不利于安全运行。 ４、采掘线路均采用电缆，排列集中，悬挂困难，故障查找不易。 ５、井下电气设备多采用隔爆型。其突出特点是笨重、搬运困难、开闭不便、直观性差、维修复杂。总之，井下供电的环境是恶劣的，条件是复杂多变的，设备是特别的，运行是困难的，我们必须正视这些情况，进而采取对策和措施，才能实现井下供电安全运行。
二、井下供电有关规定和要求
１、井下供电的有关规定《煤矿安全规程（1992年版）》第九章“电气”对井下供电、用电、管理作了具体规定（第417—470条）。现综合供电方面的要求如下：①电力负荷分级
根据用户对供电可靠性的要求，用电负荷一般分为三级。 ａ、一级负荷
凡突然停电后可能会造成人身伤亡或设备严重损坏，长期不能生产或给国民经济带来重大损失的用户，为一级负荷。如煤矿的中央变电所、通风机、井下主排水泵、竖井载人提升机和瓦斯抽放机及矿井医院等。这类用户必须具备两个独立电源，以保证不间断供电。
ｂ、二级负荷凡突然停电后会造成大量产品和原材料报废，产量显著下降，在经济上造成较大损失的用户，为二级负荷。如井下采区变电所、选煤厂等。这类用户要设专用供电线路。
ｃ、三级负荷不属于一、二级负荷的用户为三级负荷，如修配辅助车间、电车库以及与生产无直接关系的设备等。这类用户可以不设专用供电线路，只采用一回路供电。
对煤矿企业用电负荷进行分级管理，便于合理的进行供电，以确保重要负荷供电的可靠性和安全性。当供电系统发生故障或检修需限制用电时，限用的次序为先停三级，在停二级，以确保一级负荷用户的供电。
②入井电源电压
高压不得超过10ｋｖ；低压运动不得超过1140ｖ；照明、手持设备不得超过127ｖ，控制电压不得超过36ｖ。
③供电线路电缆
均应采用矿用型电缆。固定设备的供电线路应采用铠装电缆；移动设备采用橡套电缆。电缆均应按规定悬挂和连接。
④电气设备
应根据《煤矿安全规程》规定选用矿用一般型（标志为“ｋｙ”）或矿用防爆型（包括隔爆型，标志ｅｘｄ；增安型ｅｘｅ；本质安全型
ｅｘｌ；正压型ｅｘｐ；充油型ｅｘｏ；充砂型ｅｘｏ；特殊型ｅｘｓ）设备。
⑤井下供电系统必须设有“三大保护”，即过流保护装置、漏电保护装置、保护接电装置。
⑥井下供电的变压器禁止其中性点直接接地。
⑦井下不得带电检修、搬迁电气设备和电缆。
２、井下供电的要求
①可靠性
供电的可靠性是指不间断供电的可靠程度。煤矿供电一旦中断，
不仅会直接影响生产，而且会使安全要害设备停止运转，可能会造成矿井被淹、瓦斯积聚、设备损坏或人身事故，甚至可毁掉矿井。为了保证供电的高度可靠性，应采用两条独立的电源线路。正常时，采用一回路运行，另一回路应带电备用。
②安全性
煤矿井下的水、火、瓦斯、煤尘、顶板等五大自然灾害都可能因电气事故而酿成。由于井下环境条件差，设备负荷变化大，容易造成漏电、短路及人身触电事故。因此，必须采取有效的防范措施，严格遵守《煤矿安全规程》中的有关规定及《电业规程》，确保供电的安全性。
③技术合理性
供电技术的合理性对降低煤炭生产成本、保证供电质量（电压稳定、频率整齐、波形正常等指标达到规定）、实现设备安全运行、减少电气故障和人身触电事故起着重要的作用。因此，井下供电必须作到技术合理。
④经济性
要求井下供电有好的经济性，就是使系统在运行中耗费少、效率高、成本低。对于煤矿生产应力求供电系统简单，便于安装和操作，并要合理使用电气设备，使建设投资少，运行费用低。
第二节 煤矿井下供电系统及采区电压等级简介
一、我集团公司井下供电概述
井下供电方式分深井供电和浅井供电两种。通过井筒将高压（10
ｋｖ、6ｋｖ、3ｋｖ）电源送入井下中央变电所，再进行供电分配的称为深井式供电。通过井筒或钻孔将低压（1140ｋｖ、660ｋｖ、380ｋｖ）电源送入井下中央配电室，再进行供电分配的称为浅井式供电。我集团公司除在建井初期临时短期采用井筒式浅井供电外，均采用深井式供电。入井高压均采用6ｋｖ等级。
我集团公司井下供电的特点是“多点入井、分设系统、环行供电”。此方法具有电量充足、电压稳定、供电灵活可靠的优点。这种供电方式的形成是借助与我集团公司一个矿井可具有数对在不同地区开凿有与地面相贯通的风井而实现的。构成的要点是，根据上、下山盘区开采进度和分设入井供电系统的需要，在进风运输大巷设立若干个中央变电所（习惯成为中央配电室，可命名第一，第二中央配电室或以地区命名）引入入井高压电源，对设立在上、下山盘区内的若干个采区变电所（或称采区配电室）进行高压供电，在由采区变电所对所属各采、掘、开工作面等低压动力设备进行供电。在各中央变电所之间还可根据需要设立单缆联络，以构成并联环形供电（备用）。
二、高压供电系统
煤矿井下高压供电系统，包括高压入井电源配电设备，中央变电所及其高压变配电设备、采区变电所及其高压配电设备、高压移动变电站以及上述设备之间的高压供电电缆线路。
图9—1 绘出了我集团公司一矿北头咀井简化了的高压供电系统示例。
三、低压供电系统煤矿井
煤矿井下低压供电系统，是指低压动力配电点及其变配电设备，各用电设备（电动机）及其控制设备、照明设备、信号设备以及它们之间的供电电缆线路。见图9—2和图9—3。
四、采区供电电压等级
《煤矿安全规程（1992年版）》第425条，对井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级作了具体规定。1、高压，不应超过10000ｖ；（采用的等级有10000ｖ，6000ｖ，3000ｖ）2、低压，不应超过1140ｖ；（采用的等级有1140ｖ；660ｖ；380ｖ）超过1140ｖ时须报煤炭部批准。
3、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。报经省煤管局批准，在井底车场、总进风巷，主要进风巷的照明系统的额定电压可采用220ｖ；
4、远距离控制线路的额定电压不得超过36ｖ。
矿山安全用电常识 [篇2]
煤矿安全用电基本知识1．供电可靠
煤矿供电必须连续，不能中断。煤矿一旦中断供电，不仅造成全矿停产，而且由于主排水泵、主通风机、瓦斯抽放泵、主提升机等机电设备停运，就将危及井下工作人员甚至全矿井的安全。因此，为了保证矿井安全生产，煤矿要求供电必须可靠。
2．供电安全 、
由于煤矿井下特殊的环境条件，使供电线路和电气设备易受损坏，可能造成人身触电和电火花引起的火灾和瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。因此，煤矿井下供电必须采取安全技术措施，严格遵守《煤矿安全规程》的有关规定，确保供电安全。
3．技术合理
在满足供电可靠与安全的前提下，还应保证供电技术合理，即保证良好的供电质量。良好的供电质量要求供电电压和频率保持稳定，其偏离额定值的幅度不超过允许的范围。其目的是保证电气设备正常安全运行，否则，电气设备运行情况将会显著恶化，甚至损坏设备。
4．供电经济
在满足以上要求的基础上，应尽量做到供电系统简单、设备选型合理、安装操作方便、基本建设投资和运行费用低，从而节约开支，降低成本，提高经济效益。 矿用电气设备的类型
煤矿井下使用的电气设备可分为两大类，即矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备。
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。对矿用一般型电气设备的基本要求是：外壳封闭、坚固，防滴、防溅、防潮性能好，能防止从外部直接触及带电部分，有专门接线盒，有防止带电打开的机械闭锁装置。
由于矿用一般型电气设备不防爆，所以只能用于没有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井，只能用于井底车场、总进风道等通风良好、瓦斯煤尘爆炸危险性很小的场所。
矿用一般型电气设备外壳上均有清晰的标志"ky"。
2．矿用防爆型电气设备
矿用防爆型电气设备是按照国家标准设计制造的，不会引起周围爆炸性混合物爆炸的电气设备。
根据现行的防爆炸电气设备的国家标准(gb3836．1-2000)，防‘爆型电气设备分为隔爆型(d)、增安型(e)、本质安全型(i)、正压型(p)、充油型(o)、充砂型(q)、浇封型(m)、无火花型(n)、气密型 (h)、特殊型(s)。
隔爆型电气设备是煤矿井下使用数量最多的一种防爆电气设备。
防爆型电气设备外壳上均有清晰的标志"ex"，矿用隔爆型电气设备的防爆标志为
"exdi"。
隔爆型电气设备的防爆原理
隔爆型电气设备是指具有隔爆外壳的电气设备。所谓隔爆外壳，是指能承受内部爆炸性气体混合物爆炸产生的最大压力，并能阻止内部的爆炸向外壳周围的爆炸性气体混合物传播的电气设备外壳。
隔爆型电气设备的防爆性能是靠隔爆外壳的`耐爆性和不传爆性来保证的。
1．隔爆外壳的耐爆性
隔爆外壳的耐爆性是指当壳内的爆炸性气体混合物爆炸时，在最大爆炸压力作用下，外壳不会变形、损坏，因而爆炸产生的高温、高压气体和火焰不会直接点燃壳外的爆炸性气体混合物。为此，隔爆外壳必须具有足够的机械强度。
2．隔爆外壳的不传爆性(又称隔爆性)
隔爆外壳的不传爆性是指壳内的爆炸性气体混合物爆炸时产生的高温气体或火焰，通过外壳各接合面的间隙向壳外喷泄过程中能得到足够的冷却，使之不会点燃周围的爆炸性混合物。隔爆外壳的不传爆性是靠严格控制各接合面的间隙、长度和粗糙度来实现的。
井下人身触电及其预防
人的身体触及裸露的带电导体或因绝缘损坏而带电的电气设备的外壳、构架等，都会造成人身触电事故。触电对人体会造成严重危害，其直接危害可分为电伤和电击两种。
电伤是电流通过人体某一局部时电弧烧伤人体，造成人体外部局部性的伤害，一般容易治愈，严重时可使人致残，但一般不会致人死亡。
电击是指触电时电流流过人体内部器官和中枢神经，使内部器官的
生理功能受到损害，如使心脏功能紊乱，使呼吸活动变慢，使肌肉强烈收缩造成窒息等。发生电击，若抢救不及时或抢救方法不当，多数会致人死亡。
电击对人体的危害程度与多种因素有关，其中最主要的是通过人体电流的大小和电流持续的时间。试验资料表明，通过人体的交流电超过15ma时，会使人抽筋，到50ma时，对人的生命已有危险，若增加到100ma时，就很快致人死亡，故有绝对危险。煤矿井下取30ma为人身触电电流的安全值。
井下发生触电事故的原因，一般是因为电气设备的安装、维修不当，以及工作中疏忽大意或违章操作。预防人身触电主要应做好以下几方面的工作：
1．防止人身触电或靠近带电导体
(1)将裸露的电气设备带电部分安装在一定高度。如井下电机车架空线按《煤矿安全规程》规定的高度悬挂。
(2)对裸露的高压电气设备带电部分必须围以遮挡，防止人员靠近。
(3)井下各种电气设备带电部分都必须装入封闭的外壳内，并有完善的机械闭锁装置，保证不切断电源打不开外盖。
(4)手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分，应有良好的绝缘。
(5)各变(配)电所入口处都要悬挂"非工作人员，禁止人内"的牌子。无人值班的变(配)电所，必须关门加锁。
2．降低使用电压
对人员经常接触的电气设备采用较低的工作电压。《煤矿安全规程》规定：井下照明、信号、电话和手持式电气设备的电压，不得超过127v；远距离控制线路的电压，不得超过36v。
3．遵守各项安全用电作业制度
井下各项安全用电作业制度是预防人身触电的有效措施。如井下严禁带电检修和搬迁电气设备的规定、非专职电气人员不得擅自摆弄和操作电气设备的规定、停送电制度的规定、坚持使用漏电继电器及井下电气设备保护接地的规定等，这些安全作业制度都必须严格遵照执行。
人身触电的抢救
当发生人身触电时，必须立即进行抢救。及时正确的抢救可使触电者脱离危险，转危为安，否则，触电者可能丧失生命。
1．尽快使触电者脱离电源
触电急救的第一项工作，首先是使触电者尽快脱离电源。如果触电者所触及的带电体的电源开关就在附近，就应立即断开电源开关。如果电源开关较远或一时找不到电源开关，则应用绝缘物品，如干燥的木棍、电工绝缘手套或其他绝缘物等将触电者与带电导体脱离开来。在使触电者脱离电源的救护中，救护人员必须注意防止自身触电，同时注意防止触电人员在脱离电源的瞬间摔倒碰伤。
2．对触电者进行现场急救
触电者脱离电源后，要立即在现场进行急救。急救方法，应根据触电人员的具体情况决定。如伤员有自主呼吸和心跳，只是昏迷，应立即将其抬到空气流通的安全地点，平放地上，解开衣扣、裤带，但应注意保暖，让其休息恢复；如伤员停止呼吸但心跳存在，应立即进行口对口人工呼吸；如呼吸、心跳全停，则应立即进行心肺复苏，即人工呼吸和胸外心脏按压同时兼用进行急救。
在抢救触电人员时，应注意如下事项：
(1)坚持先断电后抢救的原则。在断开电源时操作方法要适宜，千万不可用手直接去拉触电者。
(2)如伤员有外伤，要保持伤口干燥，不可用水清洗伤面，应按烧伤进行处理。
(3)触电人员有的会出现长时间的"假死"，因此，在抢救时，一定要充满信心。人工呼吸和胸外心脏按压要连续进行，不可半途中断。有时需连续进行几小时抢救，直到伤员恢复呼吸和心跳，或经医生诊断确已死亡为止。
井下用电安全措施
因生产需要，煤矿井下到处都有电气设备或电缆线路。由于复杂的环境条件和多种不安全因素的作用，会使井下电气设备和电缆线路遭到各种各样的损坏。电气设备和电缆线路的损坏不仅影响生产的正常进行，而且可能造成严重的事故灾害。如电火花和电弧引起电气火灾、瓦斯煤尘爆炸以及人身触电事故等。因此，煤矿井下必须采取管理和技术措施，保证用电安全。
(1)严禁井下配电变压器中性点直接接地；地面中性点直接接地的变压器或发电机严禁直接向井下供电。
(2)正确安装、使用电气设备，按规定对电气设备进行检查、维修和保养。
(3)严禁带电检修和搬迁电气设备和电缆、电线，检修或搬迁前，必须先切断电源。
(4)严格执行停送电制度。停电必须有申请，经有关部门批准并办理操作票，方可进行停电。停电后，要检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于1．0％时，再用与电源电压相适应的验电笔检验；检验无电后，方可进行导体对地放电。所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电，防止擅自开盖操作，开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂"有人工作，不准送电"的警示牌，严格执行准停电谁送电制度，不许约时停送电和代替停送电。
(5)井下低压电网完善"三大保护"，即过电流保护、漏电保护和保护接地。
过电流保护。凡是流过电气设备或电缆线路的电流值超过它们的额定电流值，即为过电流，简称过流。井下产生过流的原因主要有短路、过负荷和断相。
过电流会造成严重的危害，尤其是发生短路时，因短路电流要比正常电流值大许多倍，如不及时切除，很快会使电缆着火，烧毁电气设备，引起火灾，能使电网电压急剧下降，使其他电气设备的运行受到严重影响，还可能引起瓦斯煤尘爆炸；过负荷会使电气设备和电缆发热，温度急剧升高，导致绝缘损坏，烧毁电气设备；发生断相会使电动机的另两相过电流而烧毁电动机。
井下常用的过电流保护装置有熔断器。过电流继电器、限流热继电器等。
漏电保护。井下电气设备或电缆因绝缘下降或局部绝缘损坏，使电流经绝缘损坏处流人大地或经外壳流人大地的现象，称为漏电。漏电会给人身、设备甚至矿井安全造成很大威胁。人体接触漏电设备外壳时，会造成触电伤亡事故；漏电电流经碰地碰壳处，可能产生电火花，引起瓦斯、煤尘爆炸；漏电回路上各点存在电位差，若电雷管的引线两端接触不同电位的两点，可能先期引爆，造成伤亡事故；长期漏电还可能发展成短路，造成电气火灾，烧毁电气设备。
为防止漏电故障造成严重危害，井下必须装设并坚持使用漏电保护装置。噬煤矿安全规程》规定，井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。每天必须对低压检漏装置的运行情况进行两次跳闸试验。
保护接地。保护接地就是用导线把电气设备正常情况下不带电，但当绝缘损坏时可能带电的金属外壳与埋在地下的接地极连接起来的一种保护装置。各处的接地极、接地线。电缆的接地芯线等都是保护接地装置。
保护接地的作用主要是防止因设备漏电使外壳带电而发生的人身触电事故。为使保护接地真正发挥作用，《煤矿安全规程》规定：电压在36v以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架、销装电缆的钢带，铅皮或屏蔽护套等都必须有保护接地。接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2 n。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1n。
(6)严格电工操作规程。所有螺丝垫圈要齐全、完整、压紧适度；防爆密封圈、挡板要合格；接线时，火线、地线要有一定的余度。井下供电系统必须做到：三无--无"鸡瓜子"、无"羊尾巴"、无"明接头"；四有--有过流和漏电保护、有密封圈和挡板、有螺丝和弹簧垫；三坚持--坚持使用检漏继电器、坚持使用煤电钻和信号照明综合保护、坚持使用局部通风机风电瓦斯闭锁。
(7)正确选择电缆和铺设电缆，加强电缆管理，防止井下电缆发生事故。
(8)加强电气安全管理。要建立健全管理机构，认真落实各项管理制度，严格对防爆设备、"三大保护"、煤电钻综合保护装置、局部通风机风电瓦斯闭锁、电缆的敷设和运行情况、安全防护设施等进行全面监督检查，对电气事故隐患及时处理。
(9)坚持煤矿井下安全用电"十不准"：①不准甩掉无压释放和过电流保护。②不准甩掉漏电继电器、煤电钻综合保护和局部通风机风电瓦斯闭锁。③不准带电检修。④不准用铜、铝、铁丝代替保险丝。⑤不准明火操作、明火打点、明火放炮。⑥停风停电的采掘工作面，没有检查瓦斯不准送电。⑦有故障的电缆线路不准强行送电。⑧保护装置失灵的电气设备不准使用。⑨失爆电气设备和电器不准使用。⑩不准在井下敲打、撞击、拆卸矿灯。
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