煤矿供电系统防雷技术

煤矿供电系统防雷技术（精选十篇）

煤矿供电系统防雷技术 篇1

变电站安全操作一直受到重视, 为了保护电网与设备、人员的安全, 我国已将变电站电气操作、防误管理与设计等方面制定了各项规程[1]。随着我国数字化智能化变电站的不断建设, 变电站向着无人值守的变电站方向发展, 但在进行倒闸操作时, 仍然需要派人到现场实施操作, 浪费人力与时间, 且人员的误操作会威胁电网安全, 可能造成大面积停电、电气设备毁坏, 甚至造成人身伤亡的重大灾难事故[2]。且目前煤矿操作控制系统中微机五防、顺序控制等功能分散独立, 配置复杂繁琐。因此有必要对煤矿智能供电系统操控技术进行深入研究, 本文根据淮北矿业公司祁南矿区的实际情况, 构建了实用的智能操控系统方案。

1 系统结构

祁南矿区域煤矿智能供电系统按照国家电网公司《智能变电站技术导则》由站控层、间隔层和过程层三层, 站控层-间隔层的环网和间隔层-过程层的星型网络两级网络构成, 如图1所示。从功能上说, 该煤矿智能供电系统由区域集中控制中心及多个地面和井下智能变电站组成。

在该区域集控式智能供电系统中各智能变电站均包括间隔层和过程层, 能够不依赖于集控中心独立完成采集、测量、控制和保护功能。地面智能变电站间隔层有保护测控装置、电能监测分站、电度计量等装置;井下智能变电站间隔层配置集成保护测控装置完成保护、测量、控制及电能质量监测等功能。

区域集控中心是各个智能变电站的站控层, 收集各个子站的状态信息与部分采样信息, 监测整个广域电网的运行状况, 保证大电网的安全可靠运行。

区域集控中心采用光纤环网与各个智能变电站通信, 采用GPS+1588对时系统, 保证整个系统的同步。各个智能变电站内的信息, 通过合并单元和智能终端上送至间隔层保护测控装置、电能质量监测装置。各智能变电站间隔层设备在完成相应功能的同时, 通过光纤环网上的交换机设备将相关信息上送至光纤网络, 各个智能变电站和区域集控中心都可以从网络上获取自己需要的信息, 并与智能变电站中IED通信, 使其执行相应的保护与控制命令。

这种煤矿智能供电系统符合我国智能变电站建设的相关规范, 并为智能操控系统中图形监控、防误闭锁、顺序控制、开票模拟等功能的融合提供了便利。

2 实现的功能

2.1 图形监控功能

图形监控的主要任务是以图形画面的方式对煤矿供电系统的供电网络拓扑与各种开关状态信息进行直观的表达与显示, 并以图形为媒介进行防误闭锁、顺序控制、开票模拟等各种操作行为。

1) 图形界面设计原则

人机交互界面应能很好地实现与用户的交流, 也就是说, 在用户操作时, 能在适当的时候给出操作提示和帮助。

2) 系统界面主要分为以下几类:

(1) 登录界面

用户登录时, 该用户需提供用户角色、名称、口令等内容, 验证完用户身份后, 才允许登陆系统, 并赋予相应的权限。

(2) 主界面

用户登录系统后, 进入系统的主界面, 用户根据需求, 点击界面中需要的模块, 进行相应的操作任务。主界面即为组织联系各个模块的操作界面。

(3) 模块操作界面

模块操作界面是智能操控系统中各功能模块数据输入输出与处理界面, 并且通过主界面均可进入各模块操作界面。如进行顺序控制、开票模拟等功能的实现。

2.2 防误闭锁功能

防误闭锁的主要功能是防止误操作和对开关设备进行相应的闭锁。

导致误操作的原因主要三点, 分别是运行值班员、检修人员及其他人员的误操作。运行人员的误操作主要包括误拉、误合隔离开关和断路器、误入间隔等;检修人员的误操作主要包括检修、试验过程误碰运行间隔。其中五防是指[3]:

(1) 防止带负荷拉、合刀闸;

(2) 防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器;

(3) 防止接地刀闸处于闭合位置时关合断路器、负荷开关;

(4) 防止在带电时误合接地开关;

(5) 防止误入带电间隔。

在煤矿供电系统中要进行强制闭锁的一次设备主要有断路器、隔离开关、自动刀闸、接地刀闸、网门等, 防误操作闭锁主要是通过获知与要操作的断路器、刀闸等相关设备的状态来判断将进行的操作是否违反“五防”, 若违反, 则要闭锁将要操作的开关设备。

2.3 顺序控制功能

顺序控制的主要任务是通过智能操控系统预先设定好的程序对煤矿中供电系统的设备进行系列化操作[4]。

根据IEC61850标准, 所有智能电子设备节点模型中的任意信息点都有其独一无二的引用名, 可方便高效地进行装置间信息的交互。因为通过引用名就可准确快速地定位具体的装置与其中的逻辑节点, 进而获得该断开关的标准操作控制接口和目前的状态信息。同时采用IEC61850中定义的GOOSE通信, 应用以太网可以代替传统的屏间硬接点, 减少了二次接线, 并可进行灵活配置, 这为也为煤矿供电系统实现智能操控提供了便利条件。

煤矿供电系统中的电气设备具有运行、热备用、冷备用和检修四种状态, 为实现顺序操作, 煤矿供电系统的配置要求要达到以下几点:参与顺序操作的一次设备需要实现电动化操作, 并具有较高的可靠性;参与顺序操作的各二次设备要求稳定、可靠, 并具备一定的容错措施。

2.4 开票模拟功能

利用专家系统来实现操作票内容的自动生成, 从系统的模块性来讲, 大致可以包括数据库、知识库、推理机等几大部分[5]。通过创建知识库数据区, 利用推理机, 采用一定的推理策略进行知识库的解空间的搜索, 自动完成操作票内容的生成。

本系统已事先将煤矿电力运行系统中所有开关、刀闸等设备的正确操作方式、不同运行方式下的运行操作规程等保存在服务器中, 当进行模拟操作时, 系统根据各开关等设备的运行状态检验模拟的操作步骤是否符合五防规则, 能有效地防止操作票中误操作项的出现, 保证操作票的正确。

3 图票防误顺控一体化技术

图票防误顺控一体化是指在图形化的界面下, 实现开具操作票, 并对操作票进行模拟操作, 来仿真真实的操作, 验证是否满足防误闭锁的要求, 之后进行一键式操作, 完成顺序控制的任务。

图票防误顺控的实现流程如图3所示。

(1) 根据调度预发操作命令, 运行人员通过操控系统生成操作票。

(2) 操作人和监护人根据生成的操作票, 在操控系统后台进行仿真模拟操作预演, 模拟预演可采用单步和全部步骤预演两种模式, 单步预演指每点一次按钮, 模拟一步, 并在后台进行防误的验证, 一步步的执行下去, 而全部预演是指按操作票顺序执行, 并进行防误闭锁验证, 当不符合防误闭锁要求, 就会暂停仿真模拟, 并提示错误的步骤。

(3) 预演成功后, 运行人员与监护人员均需输入口令才能开放并启动顺序控制操作的进程。

(4) 系统自动根据已生成的符合五防规则的操作票, 逐步进行执行, 若存在操作步骤设有人工干预, 则在运行人员确认后, 才能执行下一步操作。

(5) 顺序控制操作任务全部执行完后, 操作人员点击“结束”键来完成操作。

顺序控制过程中发生设备异常或故障时, 如闸刀拒分合或目标设备状态检查不合要求等, 系统立即中断顺序控制, 并给出提示, 由运行人员确认是否需要继续顺序控制操作。

若异常情况较严重, 则运行人员终止顺序控制进程;若异常情况可在短时间内得到处理, 则先暂停顺序控制, 待异常处理毕后再恢复顺序控制。

4 结语

本文对煤矿智能供电系统中的操控技术进行了深入研究, 构建了智能操控系统方案, 实现了图形监控、防误闭锁、顺序控制、开票模拟等功能的融合, 大大提高了变电站操作效率, 减少了人为误操作, 提高了变电站的安全运行水平, 并成功应用于淮北矿业 (集团) 有限责任公司祁南煤矿。

参考文献

[1]刘艳敏, 吴雪峰, 王建军, 张建方.一键式顺序控制技术探讨[J].电工技术, 2013, 04:58-60.

[2]周邺飞, 梁锋, 许祖锋.基于三态拓扑计算的变电站防误操作研究[J].电力系统保护与控制, 2011, 18:145-149.

[3]林益波.在线式五防系统在110kV安铺变电站的应用[J].中国新技术新产品, 2012, 02:135.

[4]樊陈, 倪益民, 窦仁晖, 赵东坡, 赵安国, 黄国方.智能变电站顺序控制功能模块化设计[J].电力系统自动化, 2012, 17:67-71.

煤矿调度系统技术比武复习题 篇2

河南能源企业文化理念（15%）

企业使命

勇于担当 成就梦想

释义：站位高远，服务大局，以强烈的进取意识、机遇意识和责任意识，在中原崛起、河南振兴、富民强省的大业中勇担重任，成就河南能源做大、做强、做久的企业梦，成就员工高尚、卓越、受人尊敬的人生梦，共筑国家富强、民族振兴、人民幸福的中国梦。

企业愿景 行业领先 国际一流

释义：坚持战略引领，实施创新驱动，建设卓越团队，以全球化视野瞄准行业最前沿，抢占行业制高点，整合国内、国际两种资源，拓展国内、国际两个市场，打造企业文化先进、发展战略清晰、管理模式科学、产业结构合理、核心竞争力突出的企业集团。

企业哲学 人企合一 顺势而行

释义：企业和员工是利益共同体、发展共同体和命运共同体。企业以人为本，感恩员工，让员工体面劳动、幸福生活；员工感恩企业，用心做事，实现人企共赢、人企共荣。顺应宏观大势，研判经 济趋势，把握发展走势，应势而变，乘势而上，顺势而行。

核心价值观

用心做事 追求卓越

释义：持之以恒，强化想做事的紧迫感；细心专注，强化善做事的责任感；精益求精，强化做成事的使命感。发扬“特别能战斗”的优良传统，把企业当家，把岗位当命，把工作当事业，持续提升，超越优秀，追求卓越，让员工实现更好发展，让企业实现更大价值。

管理理念 三化为本 创新驱动

释义：以制度化、规范化、市场化为内容的“三化”管理是企业规范高效运作的活力之本。“制度化”是基础，“规范化”是保障，“市场化”是核心。依靠创新驱动，“三化”有机融合，激发管理内生动力，激活资源要素活力，持续提升企业核心竞争力。

发展理念 先人一步 持续提升

释义：先人一步，遍地黄金。研判宏观大势、市场趋势、行业走势，洞察先机、抢占先机、赢得先机。坚持战略引领、风险可控原则，秉承规模增长与价值增长并重、价值增长优先，产业运营与资本运营并举、产业运营为主的发展思路，科学决策，诚信立业，不断升企业可持续发展能力。

安全理念

从零开始 向零奋斗

释义：认真落实“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，强化“底线思维”和“红线意识”，按照“抓系统、系统抓”的思路，坚持“铁制度、硬执行，真较真、不糊弄”的要求，做到“安全管理十个零”。实施主动预防型安全管理模式，推行安全风险预控体系，构建安全长效机制，打造本质安全型企业。

人才理念 人尽其才 以德为先

释义：人才是企业第一资源。尊重人才、善用人才、培养人才，让人才发挥最大潜力，实现最大价值。围绕结构优化的人力资源管理目标，坚持“德才兼备、以德为先”的用人标准和“民主、公开、竞争、择优”的选人方法，遵循“三优先、三鼓励、四不用”②的用人导向，构建管理、技术、技能“W型”职业发展三通道，建设支撑企业可持续发展的多元化人力资源队伍。

环保理念 清洁生产 绿色发展

释义：应用新技术、新工艺、新材料，推行清洁生产、节约生产、绿色生产，做到安全生产高效化、资源利用循环化、生产废料无害化、碳排放减量化，建设资源节约型、环境友好型企业。

廉洁理念 阳光透明 风清气正

释义：倡导清明、清廉、清正之风，营造公开、公正、公平氛围，推行“三不三无、本廉体系”，构建廉洁自律长效机制。提高修养，提升境界，算好人生“七笔账”，时刻警钟长鸣，始终心怀敬畏，清清白白做人、干干净净做事。

注释：①“安全管理十个零”：即安全工作零起点、责任落实零距离、系统运行零隐患、设备状态零缺 陷、生产组织零违章、操作过程零失误、排查隐患零盲区、隐患治理零搁置、安全生产零事故、发生事故零效益。

②“三优先、三鼓励、四不用”：即优先从业绩突出的团队中选拔干部，优先从在艰苦地区工作过的干部中选拔干部，优先从基层和生产一线选拔干部。鼓励机关和本地区干部到艰苦地区工作，鼓励专家型人才进入技术或业务型职业岗位发展，鼓励干部向技术化和职业化转变。不思进取、不干实事的不用；品头论足、善于“公关”的不用；不敢负责、不敢碰硬的不用；搞花架子、善于作秀的不用。

③“三不三无”：即从意识层面保证“不愿腐”、从实践层面保证“不能腐”、从机制层面保证“不敢腐”，确保党员干部无违纪、无违法、无犯罪。

④“七笔账”：即政治账、经济账、名誉账、家庭账、亲情账、自由账、健康账。

河南能源2014年1号、3号文件贯彻复习题（25%）

一、填空题

1、河南能源2014年安全一号文中提出要始终把员工生命安全放在首位，以安全零死亡为目标，以“012345”主动预防型安全管理模式为载体，以落实“抓系统、系统抓”工作要求和“管生产、管业务必须同时管安全”原则为抓手，强化责任落实，深化“双基”建设。

2、河南能源2014年安全工作总体思路是坚守一个信条，抓实一号工程，建好四个平台，突出十项重点，强化六个支撑，实现一个目标。3、2014年安全工作总体思路中建好四个平台是指建好“双基”考核、质量达标、风险预控、安全自主管理四个管理平台。4、2014年安全工作总体思路中强化六个支撑是指强化科技投入、安全培训、隐患治理、应急管理、责任追究、安全文化建设六个支撑；

5、“双基”建设要坚持“ 动态化、常态化、专业化、精细化、问题责任化”的“五化”原则，进行月度对标考核，考核率要达到100%。

6、安全“五自”管理是指矿井自主、系统自控、区队自治、班组自理、员工自律。

7、各系统必须按照“抓系统，系统抓”的工作要求和“管生产、管业务必须同时管安全”的原则，建立完善专业系统安全生产责任制，并分解到岗位，认真落实。8、15、按照“简明、务实、高效”的原则，制定专业系统安全“双基”考核办法，分管副职每月组织对分管部室、区域公司、矿井专业系统进行一次安全“双基”建设考核。

9、认真落实隐患排查治理制度，公司行政正职每季度要组织一次隐患排查，分管副职每月至少组织一

次系统隐患排查，各矿井专业系统每月至少组织两次隐患排查，建立隐患排查管理台帐，并按“五定”原则和“闭环”管理要求落实。

10、公司每月必须组织一次安全办公会议，由行政正职主持，或行政正职委托安全副职主持，要求副总师以上公司领导及机关相关处室参加，河南能源“双基”考核特别要求分管组织人事、物资供应、纪检监察、财务的公司分管领导及总会计师无特殊原因，必须参加，集中研究解决影响当前安全生产的人、财、物和重大安全隐患、问题等。

11、按照“抓系统，系统抓”的工作要求，专业系统推行安全工作计划管理。逐月制定月度安全工作计划，按月考核，奖罚兑现。

12、抓实一号工程即：抓实瓦斯综合治理安全一号工程。

13、“双基”指的是：基层建设和基础建设。各公司每季度至少召开一次双基建设会议，协调解决安全“双基”建设存在问题。

14、安全“双基”建设考核实行百分制，考核结果与各单位安全结构工资、班子成员安全“双基”建设奖罚挂钩。安全结构工资挂钩比例：煤业公司30%，化工单位20%，按月考核并兑现奖罚。以90分为基准分进行考核。每高（低）于基准分1分，奖（罚）该公司安全结构工资指标4%。

15、为强化安全责任，推行集团公司考核各单位正职、各单位正职考核副职，的责任化考核机制。按照个人安全绩效考核得分占60%、单位“双基”建设考核得分占40%的考核原则，兑现各单位考核情况。

16、“双基”考核要突出系统自控，强化安全责任，实行专业系统量化对标考核。

17、安全“双基”建设考核坚持面对基层、面对现场、面对问题，围绕安全管理定位和职责范围，逐级检查考核，问题成因倒查。

18、安全管理系统“双基”建设对标考核标准中；未制定专业系统安全生产责任制扣5分；责任制未体现“抓系统，系统抓”的工作要求和“管业务、管生产必须同时管安全”的原则扣2分。

19、“双基”建设对标考核标准中，公司领导或机关部室深入基层或下井次数不符合集团公司要求扣1分/人次；没有填写隐患记录扣0.5分/人次。没有帮助基层单位分析研究专业系统问题或查不到记录的扣1分/次

20、各单位主要领导、安全生产副职每月向集团公司自述上报重大安全隐患，未按规定自述上报隐患或抽查系统存在重大隐患但系统领导零上报扣1分/人次；重大隐患未责任倒查或责任倒查不到位的扣1分/条。

二、多选题

1、安全“双基”建设考核实行百分制，考核结果与各单位（A、B、C、D）挂钩。

A、安全结构工资 B、绩效工资 C、班子成员安全“双基”建设奖罚 D、风险抵押金

2、按照（A、B、C、D、E）的考核要求，对各单位安全“双基”建设及考核的工作过程和实施效果进行验证。

A、精细化 B、动态化 C、专业化 D、常态化 E、问题责任化

3、专业系统（A、C、D、E、F）等技术资料齐全，修改及时，与现场一致。A、图纸 B、制度 C、记录 D、档案 E、报表 F、台账

4、安全“双基”建设考核，根据集团公司安全形势发展情况，灵活采取（A、B、C）等方法，对基层单位月度安全“双基”建设情况进行考核。

A、集团公司抽查 B、单位互查 C、单位自查与专业抽查相结合

5、落实安全约谈、通报、挂牌督办和安全生产事故责任追究等四项制度。做到（A、B、C）三个零容忍。A、安全事故零容忍 B、安全隐患零容忍 C、不安全行为零容忍

8、各单位、各专业系统要坚持“以点带面、点面结合”的原则，大力开展（A、B、C、D）建设，发挥示范带动作用，全面提升安全质量标准化水平。

A、精品工程 B、精品区域 C、亮点工程 D、本安线路E、示范单位 9、2014年要全面构建“（A、B、C、D、E）的安全生产长效机制，努力打造本质安全型企业。A、理念先进 B、管理科学 C、抓手有力 D、基础牢固 E、效果显著

10、必须按照规定标准（A）安全费用，以（B）为重点，编制并落实安全投入计划。特别强调（C）无论经济形势如何严峻，安全入一分都不能少。

A、足额提取和规范使用 B、治理大隐患、完善大系统 C、无论经济形势如何严峻，安全投入一分都不能少

11、组织开展全员培训。必须按照“干什么学什么”、“缺什么补什么”的原则和（C、D、E）的工作要求，明确培训方式、方法和内容。

A全员化 B系统化 C小型化 D专业化 E多批次

12、集团公司抽查或单位互查时，考核组成员要控制在（E）人，专业抽查时控制在（A）人，各单位（含区域公司）陪检人员原则上不得超过集团公司考核组成员数量。A、2-3 B、4～8 C、5～10 D、6～9 E、6～8

13、单位（义煤公司）行政正职每季组织一次隐患排查，建立重大隐患管理台帐，并按“五定” 原则，即（A、C、D、E、F）和“闭环”管理要求进行落实。

A、定时间 B、定任务 C、定整改措施 D、定资金 E、定措施 F、定责任人

14、矿（厂）每月进行一次（D）评价，区队（车间）每月开展一次（E）。确定为（安全放心（A）、重点关注（B）、停产整顿（C））三个等级，并按照评价结果严格落实。

A、安全放心 B、重点关注 C、停产整顿 E、安全程度评估 D、安全程度评价 C巡回检查

15、安全生产在任何情况下都必须做到的是（A、B、C、D）。

A、务必提高思想认识 B、务必坚持理念引领 C、务必落实“一把手”责任 C、务必体现以人为本

16、集团公司2014年瓦斯治理要坚持做到五个必须是（A、B、C、D、E）A、必须坚定信心不动摇 B、必须咬住目标不放松 C、必须执行标准不走样

D、必须确保投入有保障 E、必须严格落实考核奖惩，17、坚持“守土有责、失土问责”的原则，凡发生事故的，在经济上严格处罚，事故单位（A、B、C）。A、安全结构工资一律扣除 B、安全奖一律停发 C、责任人一律重罚

18、各专业系统对标考核权重是煤业公司：安全管理（C）；采掘(B)；机电运输(B)；一通三防(A)；地测防治水(D)。化工单位：安全管理（C）；生产(B)；设备(B)；电气(B)；仪表(B),对重大隐患、事故的考核项属于硬性指标，不在权重的考核范围。A、20% B、15% C、40% D、10%

19、安全“双基”建设要突出“简单、实用、有效”的原则，检查过程中发现（）现象之一的，视严重程度，在月度安全“双基”建设考核分基”考核中进行扣分。

（A）停产、地面或井下列队迎接检查的（B）汇报情况不属实或考核发现管理过程弄虚作假的（C）正职对副职、副职对分管系统考核不亲力亲为、不认真、考核结果严重脱离实际的

10、“六位一体”防冲体系指的是（A、C、D、E、F）和安全防护。A、主动预防 F培训教育 C预测预报 D、措施解危 E、效果检验

三、简答题

1、河南能源2014年安全工作的指导思想是什么？

答：深入贯彻党的十八大和十八届三中全会精神，牢固树立以人为本、安全发展理念，始终坚持“安全第一、预防为主、综合治理”方针和“管理、装备、培训并重”原则，坚守发展决不能以牺牲人的生命为代价的红线，落实《国务院关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》（国办发〔2013〕99号），强化“一岗双责、党政同责”，始终把员工生命安全放在首位，以安全零死亡为目标，以“012345”主动预防型安全管理模式为载体，以落实“抓系统、系统抓”工作要求和“管生产、管业务必须同时管安全”原则为抓手，强化责任落实，深化“双基”建设，加大科技投入，加强安全培训，狠抓灾害防治，持续提升风险预控水平和安全保障能力，全面构建“理念先进、管理科学、抓手有力、基础牢固、效果显著”的安全生产长效机制，努力打造本质安全型企业。2、2014年河南能源2014年安全工作目标是什么？

答：

（一）煤炭企业实现零死亡，消灭一级非伤亡事故；非煤企业实现零重伤，消灭一级非伤亡事故。集团公司整体实现零死亡。

（二）瓦斯区域治理实现良性循环规划目标。

（三）安全质量标准化建设实现达标规划。

（四）杜绝一般环境事件(Ⅳ级)。3、2014年河南能源1号文件中提到“四大体系”指的是什么？

答：一是建立以科技投入为导向的安全保障体系；二是建立以素质提升为导向的职工培训体系；三是建立以强化管理为导向的安全评价体系；四是建立以防灾抗灾为导向的应急救援体系。

4、“抓系统、系统抓”指的是什么？

答：正职“抓系统”、副职“系统抓”职责分工明确。5、2014年河南能源1号文件中提到5+3考核体系指的是什么？

答：5”：即集团公司考核子公司、子公司考核矿井、矿井考核区队、区队考核班组的五级纵向考核体系； “3”：即对煤业公司、子公司、矿井业务部门的三级横向安全考核体系。6、2014年河南能源1号文件提到中“双基”建设指的是什么？

答：即基层和基础建设。基层建设的核心是组织建设，重点是抓好“公司班子、矿井班子、技术队伍、区队班组、职工队伍、安监队伍、安全培训机构、群众安全”等8支队伍建设。基础建设的核心是制度建设，重点是建立健全以安全生产责任制为核心的18项安全生产管理制度。

7、河南能源“012345”安全管理模式中的 “0、1、2、3、4、5”各指什么？

答： “零理念”、“一号工程”、“双基建设“、“三项机制”、“四大体系”和“五自”管理。

8、河南能源安全一号文件规定安全责任追究的原则是什么？

答： 坚持“铁制度、硬执行，真较真、不糊弄”和“三个零容忍”（事故、隐患和不安全行为）要求，坚持安全一票否决制和“一查到底、责任倒查、分级负责”原则，严格并规范安全责任追究。

9、河南能源安全一号文件严格隐患责任追究的内容是什么？

答：坚持“重患必停、重患必究”的原则，对重大隐患除严格按照豫政〔2011〕41号文件实施责任追究外，对搁置隐患、重复隐患、反弹隐患和隐瞒隐患，要按照集团公司相关规定进行责任追究；对重大隐患实行挂牌督办，对因隐患整改不及时、不彻底而造成事故的，除从重追究直接责任外，还要追究相关部门的责任。

10、河南能源安全一号文件严格不安全行为责任追究内容是什么？

答：凡触犯国家煤监局煤矿瓦斯防治工作“十条禁令”和集团公司瓦斯管理“十条红线”的，干部一律免职，工人一律解除劳动合同；凡因安全原因等被责令停产停工的，一律追溯上一级管理机构的连带责任。要通过严格责任追究，做到安全事故零容忍、安全隐患零容忍、不安全行为零容忍。

调度系统理论复习题（60%）

一、填空题

1、各级调度人员必须做到

上情下达、下情上传，确保上级领导指示、指令的落实。

2、调度人员要经常的深入 生产一线，熟悉 生产情况，掌握第一手资料，了解生产变化的趋势。

3、井下安全避险六大系统 监测监控系统、通讯联络系统、紧急避险系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统。

4、电气设备的三大保护是 过流保护、接地保护、漏电保护。

5、煤矿调度员要能看懂采掘工程平面图、井上下对照图、采掘单项施工图、采掘作业规程的各种附图和 矿井避灾路线图。

6、煤矿雨季“三防”工作是指防洪、防排水、防雷电。

7、煤矿安全监控系统必须做到 装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速，确保监控有效。

8、在事故救援中，必须按照安全第一、预防为主、快速有效 和救人第一的方针。

9、瓦斯治理“十二字”方针是 先抽后采、监测监控、以风定产。

10、煤矿“五大灾害”是指瓦斯、煤尘、水、火、顶板。

11、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过 1% 或二氧化碳浓度超过 1.5%，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

12、决定煤与瓦斯突出的三要素是指地应力、瓦斯、煤的性质。

13、调度工作的基本任务之一是认真执行煤炭生产的有关方针、政策，以安全生产、经营活动为中心，根据企业的 生产计划指标，组织、协调、指挥安全、均衡生产，全面完成各项生产经营任务。

14、《河南省煤炭行业调度管理工作（暂行）规定》要求各级调度室都要建立调度会、平衡会、调度主任例会等调度会议制度。

15、调度人员的基本素质之一是：熟悉掌握 三大规程 等有关法律、规定，熟悉煤炭生产的全过程。

16、局扇通风方式有 抽出式、压入式、混合式。

17、__作业计划_是调度日常活动的主要依据,没有它,调度工作就失去了准绳.18、煤矿安全生产方针是安全第一、预防为主、综合治理、总体推进。

19、调度管理特性：①调度工作的 权威性 ；②调度工作的业务技术性 ；③很强的连续性；④严格的 时间性 ；⑤业务保安 的重要性。

20、生产调度人员必须掌握安全生产 方针和 政策，熟知 和其他有关安全生产的法规，切实搞好调度业务保安。

二、选择题

1、煤矿生产调度人员工作上要（A）,坚持“严。细。准。快”的好作风。A、从严从细.B、作风优良.C、积极主动 D、快速有效

2、局部通风机的“三专”“两闭锁”是（C）。

A、专用变压器、专用开关、专用线路；风电闭锁，瓦斯风闭锁 B、专用设备、专用开关、专用线路；风电闭锁，瓦斯风闭锁 C、专用变压器，专用开关，专用线路；风电闭锁，瓦斯电闭锁

3、煤矿井下发生透水事故后，现场作业人员应首先直接向（B）报告。A：采掘区队长 B：矿调度室 C：采掘区队值班人员

4、矿井安全监控系统必须具有(A)A.甲烷断电仪的全部功能、甲烷风电闭锁全部功能、馈电状态监测功能 B.甲烷风电闭锁全部功能、馈电状态监测功能

C.甲烷风电闭锁全部功能、馈电状态监测功能、断电与馈电状态不符声光报警功能

D.甲烷风电闭锁全部功能、断电与馈电状态不符声光报警功能

5、装药前和放炮前，放炮员必须检查瓦斯，如果放炮地点附近（）M以内风流中，瓦斯浓度达到（D）时，不准装药放炮。

A、10 0.5% B、15 1% C、20 0.5% D、20 1%

6、局扇必须安装在进风巷道中,距回风口不得小于（A）。A、10米 B、20米 C、15米 D、12米

7、调度信息的展示方式除了报表报送方式外，还有(C)。A．对比方式

B．归纳方式

C．图表展示方式

D．推理方式

8、从事煤矿工作的职工在安全生产实践中应具备的意识和技能是。C A、安全理论 B、安全文化 C、安全素质

9、临时停风的掘进巷道中瓦斯浓度超过（C）时，在恢复正常通风前就地必须采取措施进行瓦斯排放。

A、0.5% B、1.0% C、1.5% D、2%

10、（A）是对相应时期内生产经营活动总结，传递生产安全和经营活动信息的方式。A、调度报表 B、调度统计 C、调度会议 D、调度简报

11、防爆电气设备的防爆总标志为（B）A、MA B、Ex C、Exd

12、调度质量标准化标准规定，发生各类事故时，各级度室要在规定的时间内及时汇报,对重伤和二级以上非伤亡事故,迟报1次扣（）分,瞒报1次扣（D）分。A、2、5 B、4、1 C、6、3 D、2、4

13、井下供电“三无”是（C）。

A、无过电流、无漏电、无接地 B、无开关、无接头、无高压 C、无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头

14、《安全生产法》于（B）起实施。

A、2002年6月29日 B、2002年11月1日 C、2000年11月1日 D、2002年12月1日

15、临时停工地点不得停风，否则必须做到（C）。

A、切断电源并向调度室汇报； B、揭示警标，禁止人员入内； C、切断电源，设置栅栏，揭示警标，禁止人员进入，并向矿调度室报告。

16、采煤工作面两道出口超前支护距离不得小于（B）m。A、10 B、20 C、40

17、《煤矿安全规程》对有煤与瓦斯突出危险采掘工作面瓦斯浓度检查次数的要求是（C）。A．每班至少2次

B．每班至少3次

C．必须有专职瓦斯员经常检查

18、采煤工作面的供风量每人每分钟不得低于（C）A、5立方米 B、4.5立方米 C、4立方米

19、煤层厚度在1.3m以下叫（C）A、厚煤层 B、中厚煤层 C、薄煤层 20、调度装备及信息化建设意义主要表现在（D）

A、建立全方位，多手段的安全防范措施 B、具有事故后及时、高效的救措 C、提高生产效率，改善安全生产状况 D、以上都是

21、．煤矿生产调度室是（C）。

A.组织生产、技术、安检等部门共同完成生产计划的重要机构 B.组织生产、安检、机电等部门共同完成生产计划的重要机构 C.组织生产、技术、管理等部门共同完成生产计划的重要机构 D.组织生产、机电、技术等部门共同完成生产计划的重要机构

22、反风设备由矿长组织有关部门（B）至少检查一次.A、每季度

B、每年 C、每半年 D、每两年

23、煤矿各级调度机构是煤炭生产的（B）。

A、管理中心 B、指挥中心 C、汇报中心 D、信息中心

24、煤矿综合平衡的核心即是调度工作的重点(B)。A.部门之间的平衡 B.组织采掘衔接的平衡

C.组织完成生产任务的平衡

D.人、财、物的平衡

25、井下低压配电电压不超过（D）。A．127V B.220V C.660V D.1140V

26、失爆是指隔爆电气设备的隔爆外壳失去了（A）。A．耐爆性 B．隔爆性 C．耐爆性或隔爆性

27、采煤工作面瓦斯传感器安设应垂直悬挂距顶板不得大于（A）。A．300mm B.400mm C.500mm D.600mm

28、《矿井灾害预防及处理计划》是煤矿企业为了防止事故发生和一旦发生后预先制定的（B）方案，是进行事故救援活动指南。A．人员撤离 B．抢险救灾 C．事故处理

29、采煤工作面瓦斯管理的重点是（C）瓦斯。A．回风巷 B．采空区 C．回风隅角

30、《煤矿安全规程》第四十八条规定：一个采区同一煤层不得布置 及以上采煤工作面同时作业。（B）A．2个 B．3个 Ｃ．４个

三、判断题

1、调度工作必须有全面安排、积极平衡的观点，要分轻轻重缓急，前后顺序，抓住主要矛盾，统筹解决。（√）

2、煤矿各级调度机构是矿井生产指挥系统的指挥部和记录部-。(×)

3、确诊为尘肺病的职工，只要本人愿意，可以继续从事接触粉尘的工作。（×）

4、生产计划和生产作业计划是调度组织生产活动的主要依据。(√)

5、采掘工作面的进风流中，二氧化碳浓度不超过1%。(×)

6、煤矿企业对检查出的职业病患者，必须按国家规定及时给以治疗、疗养和调离有害作业岗位，并做好健康监护及职业病报告工作。（√）

7、可以使用3台以上(含3台)的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。(×)

8、采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1%时，必须停止用电钻打眼。(√)

9、爆破地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到0、5%时，严禁爆破。(×)

10、调度管理的指挥职能与作用，就是在生产经营活动中及时有效地处理各种问题，领导和调度各级各类人员按照生产经营目标协调配合。（√）

11、煤炭企业生产过程具有很强的连续性，各级调度人员必须坚守岗位，24小时值班，不间断地进行生产经营组织指挥，保证按班、日、旬、月均衡地完成生产经营任务。(×)

12、在一个采煤工作面可以使用两台发爆器同时进行爆破。(×)

13、《安全生产法》规定，生产经营单位对安全生产监督管理部门的安全检查，应当予以配合，不得拒绝、阻挠。（√）

15、调度室接收情况时，必须将汇报内容、时间、地点、汇报人员等情况记录准确，如实反映客观情况；组织指挥生产准确无误；一切数据计算准确，填写认真。（√）

16、采掘工作面尽量避免串联通风，回风道应保证足够的通风断面。（√）

17、为了预防或减少冒顶片帮的发生，回采工作面应与主要裂隙方向成一锐角或垂直。（√）

18、瓦斯爆炸界限与空气中的氧含量无关。（X）

19、在独头巷道维修支护时，必须由里向外，逐架进行。（X）

20、在采掘工程图上，煤层底板等高线间距较密的地方，煤层的倾角较大。（√）

21、具有耐爆性和隔爆性的电气设备是防爆电气设备。（X）

22、法律责任包括行政责任、刑事责任和民事责任。（√）

23、井下两道风门不得同时打开。（√）

24、开采容易自燃煤层不必设置采区专用回风巷。（X）

25、只要严格执行安全技术措施、操作规程就能避免工伤事故。（X）

26、低瓦斯矿井不会发生瓦斯爆炸。（X）

27、所有煤尘爆炸后都会产生皮渣和粘块。（X）

28、每天必须对低压检漏装置的运行情况进行一次跳闸试验。（√）

29、《规程》规定主要通风机必须装反风设施，并能在10分钟内改变风流方向且风量应不低于正常风量的60%。（X）

30、《安全生产法》规定，生产经营单位对安全生产监督管理部门的安全检查，应当予以配合，不得拒绝、阻挠。（√）

四、简答题

1、调度工作的主要依据是什么？

（1）依照生产计划组织生产；（2）围绕循环图表搞好综合平衡；（3）按照有关规程规定进行监督检查；（4）遵循上级领导的指示进行调度工作。

2、简述调度员交接班“五交清”内容？

⑴交清当班任务完成情况，并说明产量超欠原因；

⑵交清安全情况及各类事故、重点工程和关键部位变化情况； ⑶交清领导指示、上级传真、调度通知通报的贯彻执行情况； ⑷交清还在处理和待处理的工作详细内容； ⑸交清下一班生产任务预计和可能出现的问题

3、煤矿调度工作的三大基本任务？

一是掌握矿井安全生产状况；二是指挥各生产系统正常运作；三是组织和协调生产准备工作。

4、矿井瓦斯爆炸有哪些危害？

(1)产生高温。在井下发生瓦斯爆炸的瞬间，温度可高达1850—2650℃，这么高的温度对人和井下设备足有极大危害的。

(2)产生高压。爆炸后空气的压力平均为爆炸前的9倍，因而井下如发生瓦斯连续爆炸，则爆炸后的空气压力会越来越高，对矿井的破坏也就越来越严重。

(3)产生大量的剧毒的一氧化碳。由于井下空间小，所能提供的氧气有限，以因而爆炸所导致的化学反应并不完全，会产生大量的有剧毒的一氧化碳气体，这是造成爆炸后人员大量伤亡的主要原因。

(4)产生冲击波。冲击被会使井下巷道大量冒顶塌落，毁坏设备，给国家造成巨大的物质财富损失。

5、各级调度值班人员，要做好哪些交接班手续？

⑴在交班前对当班生产情况进行认真分析总结，填写好调度日志或交接班簿。

⑵当班发生的主要问题应将处理结果做好记录，待办事宜和未解决的问题要进行详细交班。⑶接班调度员要认真听取交班调度员所交的情况，仔细查看调度日志和其他方面的记录，并在交接班簿上签字。

6、煤炭自燃的基本条件是：

（1）有易自燃的煤炭存在（2）有含氧量较高的空气流过

（3）风速适当，煤氧化生成的热量能不断积聚。

（4）上面的3个必备条件同时存在且保持一定的时间。

7、煤尘爆炸必须具备条件?（1）煤尘本身具有爆炸性。一般说来，煤尘爆炸指数大于10%的煤尘属于爆炸性煤尘。

（2）煤尘呈浮游状态，并达到一定浓度。煤尘爆炸下限浓度为45g/m3、上限浓度为1500∽2000g/m3。（3）有足以点燃煤尘的热源。我国试验的煤尘爆炸引燃温度在610∽1050℃之间，一般为700∽800℃。

（4）氧气浓度不低于18%。

8、调度工作的综合平衡是什么？

一、生产任务的平衡。

1、各区队间生产能力的平衡。

2、矿井全面完成生产任务的平衡。

3、完成生产任务时间上的平衡。

4、丰产与欠产之间的平衡。

二、采掘衔接的平衡。

三、生产环节之间的平衡。

四、部门之间的平衡。

五、轻重缓急的平衡。

六、人、财、物的平衡。

七、综合平衡的现代方法。

9、矿井灾害有那几类？

1、瓦斯聚积和瓦斯爆炸。

2、煤尘危害。

3、煤炭自燃发火。

4、顶板事故。

5、水灾。

6、机电、运输提升事故。

7、冲击地压事故。

10、说明在应急救援预案中应向上级应急救援机构汇报的内容？ ①发生事故的单位、时间、地点；②事故类型；

③影响范围； ④人员遇险情况；⑤事故原因的初步判断； ⑥应急预案的启动情况；

⑦已采取的应急抢救方案、措施和进展情况； ⑧需请示报告的其它事宜等。

11、煤矿矿长保护矿工生命安全七条规定

1、必须证照齐全，严禁无证照或者证照失效非法生产。

2、必须在批准区域正规开采，严禁超层越界或者巷道式采煤、空顶作业。

3、必须确保通风系统可靠，严禁无风、微风、循环风冒险作业。

4、必须做到瓦斯抽采达标，防突措施到位，监控系统有效，瓦斯超限立即撤人，严禁违规作业。

5、必须落实井下探放水规定，严禁开采防隔水煤柱。

6、必须保证井下机电和所有提升设备完好，严禁非阻燃、非防爆设备违规入井。

7、必须坚持矿领导下井带班，确保员工培训合格、持证上岗，严禁违章指挥。

五、问答题

1、请论述矿调度室重大事故指挥抢险程序？

⑴．在接到事故汇报时，要问清事故发生的时间、地点、灾区作业点个数、人数、危害程度、涉及范围、现状和趋势。⑵．立即按照规定的程序向矿总工程师、矿长及其他领导和上级部门汇报。⑶．按照领导指示通知有关人员赶赴现场观察灾情，研究抢救措施，并通知有关科室维持好矿场秩序和做好井口的保卫工作。⑷．迅速安排在事故地点附近的安全地段架设临时电话，并派专人看守，以保证调度室与现场随时联系。⑸．通知受灾的区、队查清当班出勤人数和可能所处的位置，并通知劳资部门找出遇险人员的劳动管理卡片备查。⑹．按矿长、总工程师指示，调动人力、物力抢救，并掌握事故抢救进展情况，做好详细记录。

2、处理冒顶埋人事故时必须遵循的原则有哪些？

答：（1）探明冒顶区范围和被埋、压、堵的人数及遇险人员可能所在位置，并分析抢救和处理条件，采取不同的抢救方法。

（2）迅速恢复冒顶区的通风，如一时不能恢复的，则应用压风管、水管或打钻孔向埋、压或截堵区人员供给新鲜空气。

（3）在处理过程中，必须由外向里加强支护，清理出抢救人员的通道。必要时还可向遇险人员处开掘专用小巷道。

（4）在抢救处理过程中，必须有专人检查和监视顶板情况，加强支护，防止发生二次冒顶，并注意检查瓦斯及其它有害气体情况。

（5）在抢救中遇有大块岩石时，不许用爆破方法处理，可用千斤顶、撬杠等工具移动石块，以救出遇险人员。

3、矿调度人员的“应知应会”中的“应知”“应会”是指什么？ 应知是：

（1）本矿井所开采的煤系、主采煤层、各煤层的赋存情况（产状）、开采条件（包括断层构造、煤层的稳定性和水文地质等）和矿界。

（2）本矿开拓方式、开采水平、延深水平、全矿现有地质、可采储量和各个水平的可采储量及“三量”变化。

（3）本矿采区接续，生产的采区和回采面，正在掘进准备的新采区和新工作面。

(4)本矿的采煤方法、支护形式、落煤方法、循环安排；掘进工作面的爆破、装运和支护形式。

（5）矿井的提升运输方式和现有的设备与能力；地面生产系统的原煤加工，储、装、运系统与能力，以及排矸方式和排矸运输系统。

（6）矿井、采区和回采工作面的进、回风系统，主、辅扇风机的型号和能力以及运转情况。（7）矿井总变电所和采区变电所的位置、设备容量和通往采掘面的线路系统。（8）本矿压风机房所在位置、设备能力、管路系统和供风状况。

（9）防尘水源（静压供水）、供水设备及送水管路系统，以及防尘喷雾洒水系统。

（10）本矿当年的矿井瓦斯等级、煤的爆炸指数、自然发火期和每个季度审定的矿井灾害预防计划和事故避灾路线。

（11）本矿当年的水平延深、技术改造和安全技术措施等重要工程的计划项目和施工情况。（12）本矿的主要采掘机械调和的在籍台数、性能和使用维修情况。应会是：

（1）会使用本调度室内的各种通信设备与上下、内外通话（包括无线电话传呼装置）、调度总机、各种电话、传真机和计算机、录音机。

（2）会操作调度室内的遥测、遥控仪表。

（3）会组织日、班生产工作和循环作业，会处理生产中的一般故障。（4）会掌握生产动态，分析生产发展趋势，做好预测预报。

（5）会计算生产工作日数、日均和月均产量与进尺、单产、单进、正规循环率和采掘日生产能力。（6）会做班、日、旬、月的生产与安全分析。

煤矿通风系统改造技术分析 篇3

【关键词】　煤矿；高瓦斯；通风系统；改造技术；分析

1.通风系统改造的必要性

随着煤矿生产布局发生变化，工作中需要装备生产设备，在装备期间，需要从进风井运送设备．这样会导致进风井的进风量受到影响，进而影响到井下的通风系统，为了避免对整个矿井生产的影响和解决供风量不足的问题　，必须对现有的通风系统进行改造，以满足生產所需的正常风量，满足煤矿安全生产的需要。

2.通风系统改造的依据

为进行通风系统分析和优化改造，必须首先掌握当前矿井通风阻力分布状况以及通风网络各分支巷道的风阻参数，尤其是进风井筒、大巷、回风井筒等长期使用的井巷，以及采区上、下山和区段巷道等有代表性巷道的摩擦阻力系数及风阻参数、风网技术测定采用气压计法中的双基点同时测定法，即在一条分支巷道的两端用2台气压计同时读数，从而减少了气压波动、风门开启及矿车运行等各种因素的影响，提高了测定数据的可靠性和准确性。依据下列原则确定了阻力测定的主测路线：①在所有并联风路中选择风量较大且通过回采工作面的主风流风路作为主测定路线；②选择路线较长且包含有较多井巷类型和支护形式的线路作为主测定路线。③选择沿主风流方向且便于测定工作顺利进行的线路作为主测定路线。对主要通风机的性能测试是在不影响矿井正常生产的情况下对备用通风机进行测试的。

合理的通风系统改造必须有科学的依据，为了准确的了解矿井的通风系统，掌握矿井阻力分布和每段巷道的准确值，煤矿委托相关机构对矿井进行了通风阻力测定，为矿井通风网络测算提供了依据。

3.煤矿的均压通风技术

3.1　均压通风的作用原理

煤矿企业中所谓的均压通风就是指通过设置煤矿中的调压装置或是整改调节煤矿的通风系统，来降低通风通道两端的风压。煤矿采用该技术主要就是为了更加有效地控制煤矿通道中的瓦斯含量，通过调节通风通道两端的通风气压来控制煤矿瓦斯的涌　量，从而控制大量的瓦斯进入作业面，保证工作面的安全，使得工作顺利进行。

3.2要保障风机均压

煤矿如果采用均压的通风技术，首先就要保障风机的绝对均压，如果出现通风通道两侧风压不均匀，就可能导致瓦斯进入人员作业的工作面，出现安全隐患。该技术工艺简单、安全可靠、操作便捷，即使风机因为故障而停止运作，但由于在主扇负压的作用下仍然能够保持正常通风，所以这样并不会影响的瓦斯排通。

3.3风窗——风机联合均压

采用该方法治理瓦斯时，要时刻保持谨慎，不仅要有具体的技术措施，还要有完善的、切实可操作的管理措施。该方法在具体

使用过程中要注意以下问题：

1）如若系统使用停风措施，必须考虑到均压风机在突然停风情况下，如果不能及时的将溜子道与回风道的调节门打开，就会直接导致大量瓦斯涌人作业面，酿成煤矿瓦斯事故。

2）溜子道的防逆流装置或皮子必须钉严，来为工作面卸压。

3）通风部门要合理调节调节窗面积大小，以防出现分压不均的现象发生。

4）使用该技术方法时要时刻注意控制风量，要防止均压风机由于作用不同部位而导致分压不稳情况发生。

5）为了保障T作面风流稳定，煤矿的风筒、风门每日都要有专人进行检查及维修。

6）要每天不断对均压通风进行调整与调试，直到达到最佳效果。

4.通风系统的稳定性

从矿井通风系统可靠性的要求来看，保证通风系统的稳定性是一个重要方面。对于影响风流稳定的问题，目前讨论较多的是通风网络结构的影响风机联合运转时相互影响问题。前者对单角联网络中提出了角联分支风流稳定的判别式，但对双角联网络中角联风道的风流方向就有多种情况及其判别式，这些判别式均相当繁琐，很难在实际工作中应用，而井下实际的通风网络远比双角联网络复杂得多。同样对多台机联合运转也提出了对风机性能的要求和稳定条件。与复杂的通风网络联系在一起的分析也较困难。为了提高通风系统风流的稳定性，要求在通风系统布置时尽量采取分区并联系统，减少角联风道。另外在日常管理中要加强控制，防止风流反向与短路，现提出以下一些具体作法：

1）全矿通风系统要尽量布置成集中入风，分区式独立通风系统。多风机联合运转时，各系统的回风道应该独立，如果回风道有相连时，则必须用风门隔开，防止相互影响。通风系统布置时，要尽量减少入风风路的通风阻力，尽量早分风，有利于主要通风机工作的稳定。

2）采区最好由1个石门集中入风。防止其联络道中风流停滞或不稳定而引起瓦斯积聚事故。

3）回采工作面应采用独立通风，同一采区内的上下阶段和邻近煤层尽量不同时回采，这样可以减少角联风路和防止进回风流的干扰。

4）要加强通风设施的质量管理。矿井的主要风门应设2道，防止同时启开。调节风窗和风门的位置尽量不设在影响风流方向改变的危险风道上。尽量用绕道代替风桥，保证通风的可靠性。

5）在有自然风压影响的井筒区域，要通过计算对部分井筒进行控制，加强主要通风机对这一区域的作用能力，抵御自然风压的影响，保证风流稳定。

6）要定期检查和验算角联风道的风流稳定性，进行调节，使角联风道两端的风压差有一定的数值，以保证其稳定性。

5.结语

进行通风系统改造后，不仅不影响进风井运送设备，而且使得矿井各地点的风量都能得到满足，通风系统稳定，降低了矿井通风网络改造的费用，从而使得矿井通风系统科学合理，而且有效地降低了矿井通风负压，为矿井安全生产提供了有力保障。

参考文献

[1]王祥.如何落实”人人都是通风员”的安全理念[J].科技信息，2012，（12）．

[2]李文民.加强掘进工作面通风管理预防煤矿瓦斯爆炸事故的发生[J].煤矿安全，2005，（8）．

煤矿智能供电系统操控技术研究 篇4

1系统结构

现阶段我国的煤矿智能供电系统均是按照国家规定的《智能变电站技术导则》修建的, 一般是由站控层、间隔层以及过程层三层, 站控层———间隔层的环网以及间隔层———过程层的星型网络两级网络构成。一般都是由三个部分组成, 分别为区域集中控制中心以及多个地面和井下智能变电站。区域集中控制中心一般采用光纤环网与各个智能变电站通信, 采用GPS+1588对时系统, 目的是为了保证整个系统的时间保持一致。各个智能变电站内的信息, 合并之后通过终端上传给检测装置。上传给光纤环网的信息都可以被每个智能变电站以及区域集控中心获取, 并且与智能变电站中进行通信, 从而执行相应的命令。这样的煤矿智能供电系统是符合国家发布的智能变电站建设的相关条例的, 并且为智能操控系统中图形监控、防误闭锁、顺序控制和开票模拟等功能的融合提供了便利。

2在操作系统中所实现的功能

2.1图形监控功能。图形监控的主要任务就是用图形画面的方式对煤矿供电系统的供电网络拓扑与各种开关状态信息进行直观的表达与显示, 并且将图形作为系统的媒介进行接下来的一系列相关的操作和控制。2.1.1图形监控中界面设计所坚持的原理。图形监控的界面是一个人机交互的界面, 这个人机交互的界面能够很好地实现系统与用户之间的沟通和交流。即, 在用户进行系统操作的时候, 能够在恰到好处的时机给予恰到好处的提示。2.1.2系统界面内所包含的界面一共有以下三种:第一, 登录界面。用户通过这个界面登录进入整个操作系统。在用户进行登录时, 需要将用户角色、用户名称以及口令等相关信息填写清楚, 而后提交给系统等待系统的验证。系统验证完用户的信息之后, 才得到允许进入系统, 并且得到操控系统的部分权限。第二, 主界面。这是用户登入系统之后看到的第一个界面, 里面有三个不同的模块, 针对于用户不同需要而设计的。用户根据自己的需要, 点入相应的模块, 进行接下来的操作任务。故, 主界面就是组织联系各个模块的操作界面。第三, 模块操作界面。这个界面是系统处理的界面, 可以将整个操控系统中各个功能模块的数据输入和输出 (见图1) 。在通过主界面进入每个模块操作界面之后, 就可以进行例如顺序控制、开票模拟等功能了。2.2防误闭锁功能。防误闭锁的主要功能就是防止操作失误从而导致相应的开关设备对极其进行不必要的关闭或者开启。有“五防”的功能, 这五个功能分别是:2.2.1防止带负荷拉、合刀闸。2.2.2防止误分、误合断路器、 负荷开关、接触器。2.2.3防止接地刀闸处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。2.2.4防止带电时误合接地开关。2.2.5防止误入带电间隔。这也就是说, 在整个煤矿的供电系统中, 如果要进行强制性的闭锁, 所涉及的一次设备就包括断路器、隔离开关、自动刀闸、接地刀闸、网门等。而系统判断操作是否违反上述的“五防”, 一般是要根据所了解的断路器、 自动刀闸、接地刀闸等设备的状态来判断。如果违反了, 需要闭锁将要操作的开关。而在日常工作中出现操作失误极为正常, 一般出现错误操作的工作人员主要可以分为三类, 分别是机器运行工作人员、机器检修的工作人员以及一些其他的工作人员。其中, 机器运行工作人员的失误操作主要包括误拉、误合隔离开关和断路器、误入间隔等;机器检修工作人员则主要是指在维修和检修过程中不小心触碰到了运行间隔。2.3顺序控制功能。顺序控制的主要任务就是利用预先在智能化供电操作系统设计好的操作控制程序, 对整个煤矿中各个部分的控制供电系统的设备进行操作和控制。根据IEC61850标准, 所有智能电子设备节点模型中的任意信息点都有独属于自己独一无二的引用名, 可以快加快捷简便的进行不同设备之间信息的交换。因为引用名的作用十分重要, 通过独一无二的引用名就可以在系统中快、准、狠的找到具体的设备以及里面的逻辑节点, 从而获得这个设备目前的状态和信息。同时采用IEC61850中定义的GOOSE通信, 应用以太网可以代替传统的屏坚硬节点, 也减少了二次接线, 同时还可以进行灵活的配置。这也是为煤矿供电系统实现智能操控提供了便利的条件。煤矿供电系统中的电器设备具有运行、热备用、冷备用和检修四种状态, 为实现顺序操作, 煤矿供电系统的配置要求要达到以下几点:参与顺序操作的一次设备需要实现电动化, 并具有较高的可靠性;参与顺序操作的各个二次设备要求稳定、可靠, 并具备一定的容错措施。2.4开票模拟功能。这个功能是使用专家系统来实现操作票中内容的自动生成, 无需工作人员进行手动的输入。这个系统在实现已经将整个智能操作系统各个部分的正确操作方式以及不同情况下进行的不同运行操作的方式全部保存在云端服务器中。进行模拟操作时, 系统会根据每个设备的状态来检验模拟操作是否符合五防, 能否保证操作票的正确。

3图票防误顺控一体化

图票防误顺控一体化指的是在图形化的界面下, 来开操作票, 并对操作票进行检验, 验证它是否符合五防的要求。若符号, 便进行接下来的一键式操作, 从而顺利地完成整个顺序控制的任务。图票防误顺控实现流程图如图2所示。

结束语

本文对煤矿智能供电系统中的操作控制技术进行了深入的研究, 设计了智能操作控制系统的操作方案, 实现了图形监控、防误闭锁、顺序控制以及开票模拟等功能的融合, 提高了整个变电站的操作效率, 减少操作中出现的失误, 保证了整个变电站在运行过程中的安全。

摘要：随着社会的发展, 电气操作智能化自动化已经被实际运用到现实的生产和工作过程中了。主要研究煤矿中的智能供电系统的操作和控制技术。

关键词：煤矿,智能供电系统,操控技术

参考文献

[1]梁怀斌.煤矿智能供电系统操控技术研究[J].中国科技信息, 2013 (18) :144-159.

[2]米自波.煤矿供电系统智能监控技术研究[J].价值工程, 2015, 34 (16) :66-68.

宏远煤矿放炮监控系统案技术方案 篇5

宏远煤矿

项目名称：

放炮监控系统KJ387(A)（又名智能放炮监控系统/井下爆破监控系统V1.0）

技术方案

北京龙德时代技术服务有限公司

2013年5月

目 录

1.概述.................................................错误！未定义书签。1.1.总体设计思想.....................................错误！未定义书签。1.2.项目名称..........................................错误！未定义书签。1.3.项目承建单位......................................错误！未定义书签。1.4.设计原则..........................................错误！未定义书签。1.5.建设原则..........................................错误！未定义书签。2.总体需求分析.........................................错误！未定义书签。2.1放炮事故的危害分析................................错误！未定义书签。2.1.1近几年放炮引起的事故在煤矿事故中所占的比重......错误！未定义书签。2.1.2放炮事故的主要类型..............................错误！未定义书签。2.1.3放炮事故增加的原因剖析..........................错误！未定义书签。2.1.4消灭放炮事故的对策..............................错误！未定义书签。2.2应用需求分析......................................错误！未定义书签。3.总体方案.............................................错误！未定义书签。3.1.方案设计规范和标准...............................错误！未定义书签。3.2.系统基本功能.....................................错误！未定义书签。3.3.功能实现办法.....................................错误！未定义书签。3.4.系统组成..........................................................3 3.5.操作方法与步骤及原理.............................................13 3.6.基本功能实现的原理与途径.........................................14 3.7.技术参数.........................................................15 3.8.系统组成与主要设备技术参数.......................................16 3.8.1 矿用连锁发爆器系统（V1.0）.....................................16 3.8.2 无线接收器系统(无线接收器)V1.0..................................18 3.8.3 传输分站系统V1.0...............................................18 3.8.4 安全起爆距离标识器系统V1.O.....................................20 3.8.5 人员识别卡系统 V1.0............................................20 3.8.6 地面中心站:.....................................................20 3.9.使用环境条件：...................................................21 3.10.安装与调试：....................................................21 3.11.软件部分功能介绍................................................23 3.11.1 系统软件运行环境...............................................23 3.11.2 放炮监控系统软件功能简介.......................................23 3.11.2.1 矿用连锁发爆器系统（LDFBQ-1）管理软件系统....................23 3.11.2.2 浏览器部分软件主界面.........................................27

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1.概述 1.1.总体设计思想

根据宏远煤矿目前的放炮管理的状况，为了达到放炮管理的“本质安全”，杜绝放炮过程出现的雷管不响、人员误入放炮不安全区域、哑炮、瓦斯与有害气体等不安全因素进行检测，对放炮过程中的监控管理，为了实现“本质安全管理”，对整个放炮过程的实施闭锁管理。1.2.项目名称

宏远煤矿“放炮监控系统KJ387(A)” 1.3.项目承建单位

本项目由北京龙德时代技术服务有限公司承建，技术协助单位包括清华大学、北京科技大学。1.4.设计原则

北京龙德时代技术服务有限公司开发的井下爆破监控系统的设计贯穿了“本质安全”理念，就是“不安全就不能放炮，不安全就不能生产”的理念。实现放炮管理由“措施管理”到“本质安全管理”的飞跃。放炮过程中的不安全因素的实时监控，重点是对瞎炮、哑炮的杜绝；放炮不安全区域人员的误入、三人连锁、安全距离控制。根据情况可以实现 “十个不能，一个监控”来实现现场的实时监控，具体如下：

十个不能：

1、警戒人员没有到位置，就不能爆破。

2、安全距离不够，就不能爆破。

3、不进行三人连锁，就不能爆破。

4、网络电阻不合格，可能有瞎跑，就不能爆破。

5、瓦斯超限，就不能爆破。

6、煤尘超限、就不能爆破

7、喷雾设施没有打开，就不能爆破

8、有人在危险区域，就不能爆破。

9、风量不足，就不能爆破。

10、没有停电，就不能爆破。

一个监控：矿山各级领导能够通过网络对爆破全过程进行实时监控。爆破数据自动上传监控主机，并生成日报表、周报表、月报表。1.5.建设原则

1、与结合托克逊矿实际条件，充分利用目前矿已经安装布置的监控网络、安全监控系统的设

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施，做到费用最省，效益最好。

2、前瞻性和实用性：系统体现世界前沿的本质安全型矿井的理念和技术，为矿山企业提供的放炮监控系统，不仅考虑到行业的普遍性和业界顶尖技术与实践结果，而且符合煤炭企业的实际情况。

3、先进性：提供国内最好、最先进的产品。

4、在托克逊矿智能放炮监控系统实现以下“八个不能、一个监控”功能。1）警戒人员没有到位置，就不能爆破。2）安全距离不够，就不能爆破。3）不进行三人连锁，就不能爆破。

4）网络电阻不合格，可能有瞎跑，就不能爆破。5）瓦斯超限，就不能爆破。6）有人在危险区域，就不能爆破。7）风量不足，就不能爆破。8）一氧化碳超限，就不能爆破。

一个监控：矿山各级领导能够通过网络对爆破全过程进行实时监控。爆破数据自动上传监控主机，并生成日报表、周报表、月报表。

2.总体需求分析 2.1放炮事故的危害分析

放炮引起的矿山事故造成的死亡人数，占整个煤矿事故死亡人数的30%左右，每年因此死亡2000人左右，放炮引起的重特大事故占到了重特大事故的60%-80%多，而且，放炮事故占的事故比重还在不断上升。其根本原因在于，技术落后，以及因为技术落后导致的管理落后、标准落后等。2.1.1近几年放炮引起的事故在煤矿事故中所占的比重

通过上述报道，我们看到了在煤矿事故中放炮是一个重要的诱发因素，这个诱发因素有多大呢？让我们看看下列事实：

放炮事故造成的死亡非常惊人，放炮事故造成的人员死亡，占煤矿事故总死亡人数的30%左右，最近几年全国煤矿每年事故死亡5000-6000人左右，其中放炮造成的大约2000人左右。自建国到现在，全国煤矿放炮事故造成的死亡人数，已经达到100000人之多！

1．放炮是重大特大事故的最大诱发因素

根据对最近3年（2003-2005）的我国煤矿重大特大事故的统计分析，发现放炮事故占特大事故的60%以上。

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新疆省煤矿1999年-2006年，放炮引起的事故占到了重大特大事故的80%以上。

2．放炮是瓦斯爆炸和煤尘爆炸占爆炸事故的最主要的导火索

根据2004-2005年的数据，在重大特大瓦斯事故和煤尘事故中，放炮引起的达到了60%以上，电火花引起的约30%以上，另外的是其他火源引起。

3．安全管理好的省份放炮事故占的比重更大

新疆就是最好的例子，在重大特大事故中放炮事故有些年份占到了80%以上，重特大的事故几乎都是放炮引起的煤尘爆炸事故，远远大于全国的平均水平。这主要是因为他们推广新技术的力度大，在传统的事故多发的顶板、电火化引起的瓦斯事故等方面，事故得到了比较有效的遏制，放炮由于技术的进步不明显，事故没有得到有效遏制，事故率反倒相对上升。

4．放炮事故所占比重有上升的趋势

近年来，由于在科技、管理方面加大治理的力度，其他几类主要事故在煤矿事故中占的比重逐渐降低。顶板事故，随着综合机械化采煤、锚喷支护等技术的大面积推广应用，事故率已经大幅下降。由电火花引起的瓦斯爆炸事故，也由于防爆技术的不断完善，也在明显减少。相反放炮事故由于放炮技术以及放炮管理技术没有大的提高，造成放炮事故在相对增加。例如山西省最近几年的情况如下图。

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5．非煤矿山企业放炮引起的死亡事故也占到了36%以上

据官方公布的资料，2006上半年非煤矿山企业发生事故793起 985人死 ,从事故类别来看，上半年全国非煤矿山重大事故主要集中在冒顶片帮(坍塌)事故和放炮事故，共计30起、死亡106人，分别占重大事故起数和死亡人数的91.7%和83.5%。其中放炮引起的事故13起，死亡47人，分别占重大事故的36%和37%。

2.1.2放炮事故的主要类型 违章放炮引起的事故主要有五类

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全的理念。起爆器技术的落后，导致了大量的违章操作得不到有效制止，造成了大量的事故。

2．放炮管理技术的落后，造成国家有关放炮管理的规程、制度得不到根本执行，管理方面时松时紧，放炮事故也是时多时少。

1)由于缺少有效的管理技术，国家有关放炮管理的法规得不到有效执行国家有关部门制定了《爆破作业规程》、《煤矿安全规程》等放炮的标准，每个企业又针对自己的特点制定了本单位的放炮管理制度，每个工程都有放炮的针对措施，严格按照规程来，肯定不会出现放炮事故。但是，根据有关规程，放炮作业有14个大步骤，77个小步骤，繁多复杂，甚至不容易记住，作业过程最少需要3个人完成（正常需要6个人完成）。目前的管理技术，还是停留在“口传口、手传手”的原始水平阶段。严酷的事实证明，在没有“硬”的监督手段之下，工人们很容易违章操作，造成事故。

2)对于煤矿最危险的工序---放炮，竟然没有监控系统

近年来，国家强力推广安全监控系统，对于预防事故，减少事故起到的很好的作用。但是，对于发生事故最多、危害最大的放炮，竟然没有一个监控系统可以推广使用。

无论从何种意义上来讲都是煤矿安全监控系统、煤矿安全管理的一个非常大的缺憾。

3．管理体制不理顺，管理手段、管理技术落后是放炮事故发生的主要原因管理体制不理顺，多头管理、管理混乱，主要表现在下列三个方面: 一是放炮管理的牵头的部门混乱，有的归通风部门、有的归掘进部门、有的归安全检查部门，有的公安部门。除了通风部门负责牵头，管理体系能够理顺以外，其他部门牵头，放炮管理和瓦斯煤尘管理之间的协调容易出现脱节，也就容易造成事故。例如，山东放炮事故比较多的矿业集团和煤矿，往往都不是通风部门主管放炮，是由公安或者其他部门主管。从全国来看，由通风部门主管的单位，事故就少得多了.二是放炮员管理不理顺，放炮员和放炮作业不能统一管理，放炮员和放炮作业绝大部分仍然归掘进或者采煤区队直接管理，这样放炮员的专职性功能不确定，往往使放炮工作成为兼职工作。结果放炮的学习不容易组织，放炮技术得不到提高，放炮规章制度得不到全面贯彻。

三是发爆器的统一管理流于口头，到现在90%以上煤矿还是由放炮员私自存放管理，发爆器得不到有效的检查和维修，造成大量隐患发爆器在一线使用。

4．相关国家标准和行业标准落后,制约了放炮技术和管理水平的提高.标准的落后表现在两个方面: 一是《矿用电容式发爆器》的国家标准数十年来没有大的变化，直接造成我国煤矿数十年来，一直大量使用安全标准低，极容易出现违章操作的发爆器。煤炭行业的瓦斯闭锁发爆器标准的出

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现，由于产品的实用性受到甲方怀疑，以及推广工作的不力，相关产品一直没有推广开来。

二是管理标准落后，包括《煤矿安全规程》、《爆破作业规程》、《质量标准化标准》等标准的落后是另一个标准落后，管理标准落后是造成管理落后的主要原因,例如对于放炮这样一个煤矿中最危险的工序，缺少一个监测监控系统，《煤矿质量标准化标准》中对于放炮的管理缺少应该有的严格规定。2004版《煤矿安全规程》更有放宽放炮管理的嫌疑，该版《煤矿安全规程》取消了原有的可以说是非常有效的管理手段-----“三人连锁放炮”的规定，这造成了放炮管理要放宽的误导。这种政策性的反面导向造成的后果是非常可怕的！

5．事故统计口径存在问题，极大地淡化了放炮的重要性

查一下《中国安全生产年鉴》等政府部门的权威资料，你就会发现放炮事故仅仅占3%-11%，似乎占得比例非常小，不足以为虑。但是，其实这仅仅是放炮事故中的非常少的一部分！仅仅是放炮事故中的一类----就是放炮直接炸死人的事故。更大量的放炮引起的瓦斯、煤尘等 事故放到了瓦斯事故里，将放炮引起的突水放到了水害事故里等等。因此从统计口径上淡化了放炮的重要性，造成通报、宣传、汇报等情况下，不能直观地看到事故的原貌。极大地淡化了放炮引起的事故的比重。由此，误导了决策！

6．国家在制定有关政策方面，“忽视”了放炮.无可否认的受统计资料的影响，国家主管部门对于放炮的管理“忽视了”----没有达到应该有的重视程度。主要表现在科技投入不足、发爆器国家标准落后、《煤矿安全规程》对放炮管理的轻视、质量标准化标准不严格、统计口径忽视等等。2.1.4消灭放炮事故的对策

1．改变思维、创新观念，用“本质安全”的理念，统领放炮设施的设计制造、有关标准制定、管理制度的制定，从设备上从系统上确立不安全就不能放炮的“本质安全理念”。

2．加快技术创新，推广以“本质安全”的理念制造的井下爆破监控系统等，并依此带动标准的改变、制度的改变。

3．修改有关放炮器制造、使用、管理的国家标准，完善放炮管理的技术标准，淘汰旧的发爆器和放炮管理技术，积极推广新式的发爆器和井下爆破监控系统。

4．完善《煤矿安全规程》，恢复安全规程中三人连锁放炮的规定。

5．完善统计报告的事故分类方法，充分利用信息技术的成果，按照引起事故的原因细化事故分类，突出对于详细事故原因的分析，为完善安全措施，提供更直接的决策依据。

按照“本质安全”的新思维、新理念设计研发本质安全型发爆器和井下爆破监控系统，促进放炮技术和放炮管理技术的进步，无疑是遏制消灭放炮事故的根本所在。本质安全型发爆器和井下

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爆破监控系统的研发和应用，将全面实现“不安全就不能放炮”，是放炮技术和放炮管理技术实现飞跃，为从根本上遏制消灭放炮事故，实现矿山安全形势的根本好转提供了一个可靠的技术保障。2.2应用需求分析

我们提出的井下智能放炮监控系统，有如下目的和主要特点：

1、以本质安全型为基本的理念、为基本的出发点，以本质安全型的控制为根本。对于生产系统来讲，就是不安全就不能生产；对于安全设施、安全系统来讲，就是不安全就不能放行、不安全就提示、报警、闭锁；对于管理指挥系统来讲，不安全的命令就发不出去，不安全的信息得到及时的处理、报警、提示、闭锁；对于职工来讲，不安全行为、不安全的操作不能执行，不安全的人员不能上岗；

2、以自动化为实现手段，将本质安全的理念贯穿到矿山安全、生产、管理的各个方面：

在生产方面：通过现本安设备的推广或者通过对已有设备的、信息化改造，实现自动控制，通过监控系统和设备的一体化或者数据的共享，实现在不安全生产条件下，设备和系统自动停止运行，从而实现生产系统的本质安全。

3、在安全设施、安全系统方面，通过装备信息化的建设改造，实现不安全就不能进行进一步的作业。如，在放炮方面，装备本质安全型的井下爆破监控系统，实现瓦斯超限、煤尘超限、不进行三人连锁、安全距离不够、网络电阻不合格等等不安全条件下，不能放炮；在下井人员管理方面，实现超员就不能下井，通风系统管理方面，系统超限、故障等，系统自动报警提示，并发出自动撤人信息，自动启动撤人系统等等。

4、在安全管理方面，对于安全信息实现自动分析处理，实现不安全的人员不能下井作业，不安全的问题得到自动、及时处理，不安全的行为得到自动、及时制止。

3.总体方案 3.1.方案设计规范和标准

《煤矿安全规程》2011年； 《煤矿井下爆破作业安全规程》；

《煤矿安全监控系统通用技术要求》AQ6201-2006； 《煤矿井下人员管理系统通用技术要求》AQ6201-2007； 《煤矿安全生产监控系统通用技术条件》MT/T1004-2006； 《煤矿用信息传输装置》MT/T899-2000；

《煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》MT/T1008-2006； 《煤矿用信息传输装置》MT/T899-2000；

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《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT 209-90； 《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB3836.1-2000； 《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型》GB3836.2-2000；

《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB3836.4-2000； 《矿用一般型电气设备》GB12173-1990；

《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB/T50169 《计算机软件开发规范》 GB8566 《计算机软件产品开发文件编制指南》 GB8567-88 《计算机软件需求说明编制指南》 GB9385-88 《电子设备用图形符号》GB/T5465----1996 《通用用电设备配电设计规范》 GB50055-93 其他相关的规范和标准 3.2.系统基本功能

对放炮过程中的“不安全因素”的实时监控，重点是对瞎炮、哑炮的杜绝；放炮不安全区域人员的误入控制；三人连锁控制；安全距离控制。3.3.功能实现办法

1.放炮过程中的不安全因素的实时监控，重点是对瞎炮、哑炮的杜绝；放炮不安全区域人员的误入控制等；

通过 “八个不能，一个监控”来实现现场的爆破实时监控，具体实现如下：（1）警戒人员没有到位置，就不能爆破（确保警戒人员到达警戒位置警戒）（2）放炮安全距离不够，就不能爆破；（从而确保爆破的安全距离）

（3）不进行三人连锁，就不能爆破；（确保放炮时，责任人必须到现场完成自己的职责）（4）网络电阻超限，就不能爆破；（杜绝瞎炮、哑炮的产生）（5）瓦斯超限，就不能爆破；（确保瓦斯正常的情况下爆破）

（6）有人在危险区域，就不能爆破；（爆破中确保巷道工作人员在安全地点）（7）风量不足，就不能爆破；（爆破中确保通风正常）

（8）一氧化碳超限，就不能爆破；（爆破时确保一氧化碳数据正常）一个监控：矿山各级领导能够通过网络对放炮全过程进行实时监控。3.4.系统组成

根据宏远煤矿井下放炮情况，目前按照4个放炮地点安装。一个采面、两个掘进头。

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智能连锁放炮监测监控系统的主要组成如下：

1、井上主系统：主机1台，放炮管理机1台，数据传输接口系统1台，放炮监控系统软件1套（含网络管理软件），终端管理软件1套，地面延时电源1套，发爆器参数测试仪1台。

2、井下设备：

2.1、1621煤层西翼运输掘进巷：传输分站1台，安全起爆距离标识器1台、无线接收器3台，矿用连锁发爆器3台，人员识别卡40张、本安电源1台、以及通讯与供电线路等组成。4心通信线缆500米。

2.2、1546东运输巷：传输分站1台，安全起爆距离标识器1台、无线接收器3台，矿用连锁发爆器3台，人员识别卡40张、本安电源1台、以及通讯与供电线路等组成。4心通信线缆500米。

设备的布置原则是：

传输分站：每个掘进工作面 1台。采面2台，由本安电源18V电压供电。

安全起爆距离标识器：每个放炮地点1台。由放炮区域控制器电源供应。

无线接收器：每个掘进工作面配置3台，采面6台。

本安电源箱台：每个掘进工作面1台，采面2台，供应工作面所以设备电源。人员识别卡：每个面工作人员每人1张卡，掘进工作面40张.采面60张。矿用连锁发爆器：每个放炮工作面各3台。具体数量详见附表。

系统结构如放炮监控系统示意图。

井上井下通信：智能放炮监控主机安装在监控中心，从监控室到井下1621西大巷位置铺设1500米光缆。1546西大巷位置安装的光纤分站与井上进行数据通信，由光纤分站转换成CAN信号与各个工作面的放炮监控设备进行通信。

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宏远煤矿放炮监控系统设计图

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3.5.操作方法与步骤及原理 步骤1 系统上电

首先用磁性钥匙打开磁性开关，给控制电路供电；此时液晶屏会显示开机主界面。步骤2 放炮区域检测

放炮监控终端开机后会自动检测放炮区域，如果在区域内，则可以进行后续操作；如果不在区域内，则不能进行后续操作。

步骤3 人员信息验证

放炮区域检测通过后，根据液晶提示，便可通过专门人员三人连锁卡验证，验证通过后，方可进行网络电阻测量的操作步骤。

步骤4 网络电阻测量

将放炮网络的两端分别连接到两个专用测量端子上，如果电阻值超出允许范围，将提示放炮网络连接有问题，应该马上检查，一切合格后再重新进行操作；如果电阻值在允许范围内，液晶提示进行充能操作。

步骤5 充电和放炮

用专用钥匙将开关7的位置拨到“充电”位置，进行充电。当充电指示灯亮起时，说明充电完成，可以放炮，此时，将放炮钥匙拨到“放炮”位置即可完成一次放炮操作。

步骤6 操作完成后，一定不要忘记带上防尘帽。

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3.6.基本功能实现的原理与途径

1、警戒人员没有到位置，就不能爆破。

警戒位置安装一台无线接收器系统，放炮过程中无线接收器系统接收到警戒人员监控卡信息后，矿用连锁发爆器系统才能启动通过。警戒人员没有到位矿用连锁发爆器系统提示警戒人员没到位禁止爆破。

2、放炮安全距离不够，就不能爆破。

通过放炮监控终端和安全起爆距离标识器系统综合作用实现的，使用时按照煤矿安全规程设定好安全距离的，在放炮安全位置处设定一台安全起爆距离标识器系统，矿用连锁发爆器系统只有收到设定的安全起爆距离标识器系统发出的信号时，才能启动进入工作状态，否则，不工作。

3、不进行三人（多人）连锁，就不能爆破。

确保放炮时，责任人必须到现场完成自己的职责。通过三人连锁卡射频技术实现，通信无线传输下传给矿用连锁发爆器系统，实现三人联锁放炮。具有识别率高，识别快等特点如三人联锁中其中一人离开放炮监控周边一定距离，系统将自动闭锁，不能爆破。

4、网络电阻超限或者不合格（可能有瞎炮），就不能爆破。

瞎炮处理是放炮过程的一个很大安全隐患，瞎炮处理非常容易造成人员伤亡事故。矿用连锁发爆器系统，可以提前预测是否可能产生瞎炮，以便于提前采取措施，预防瞎炮的产生，实现本质安全。

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坚决杜绝因双绞线接线不牢、不标准而引起的落炮，从而有效的杜绝瞎炮、哑炮。这种不合格状态有三种情况：

一是，数值超标，就不能放炮；

二是，数值虽然不超标，但是一直在波动，就不能放炮；

三是，数值虽然不超标，但是一直在升高，就不能放炮。

5、瓦斯超限，就不能放炮。

就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取瓦斯数据。系统可以根据矿上实际情况调取井下任意一个瓦斯探头数据、并可以在放炮监控主机中设置正常放炮的瓦斯数值，井下放炮点瓦斯数字一旦超过规定的数值，监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止放炮的指令，系统将自动闭锁，不能爆破。

6、有人在放炮危险区域，就不能放炮。

就是放炮时，首先监测放炮区域（警戒区域）是否有人，有人系统自动闭锁，不能放炮。是否有人的信息的判断方法，是在警戒区内设置3台无线传感器，通过判断接收在放炮区域内的人员携带的人员识别卡，来判断人员是否在危险区域，有人就终止作业，不能放炮。

7、工作地点风量不足，就不能放炮。

就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取风速数据。系统可以根据矿上实际情况调取井下任意一个风速探头数据、并可以在放炮监控主机中设置正常放炮的风速数值，井下探头风速数字一旦不符合放炮规定的数值，监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止放炮的指令，系统将自动闭锁，不能爆破。

8、一氧化碳超限，就不能放炮。

就是从矿现有安全监控系统的地面主机获取一氧化碳数据。系统可以根据矿上实际情况调取井下任意一个一氧化碳探头数据、并可以在放炮监控主机中设置正常放炮的一氧化碳数值，井下放炮点一氧化碳数字一旦超过规定的数值，监控主机就会给井下连锁发爆器系统下达禁止放炮的指令，系统将自动闭锁，不能爆破。3.7.技术参数

1.系统容量：单套系统接口最大可接入传输分站系统128台。

2.系统可以监控的安全因素为10种以上，可根据需要增加或者减少监控因素。3.系统连接方式：系统连接方式为can,tp/ip,采用信号线缆或者光纤通讯，可直接接入千兆环网

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4.系统误码率：≤10～8。

5.放炮监控终端与系统之间的最大无线通讯距离3-10 m。6.供电：井下设备采用本安电源供电，远程供电距离不小于2 km。7.系统存储性能：有关记录在地面中心站保存半年以上。

8.软件画面响应时间：调出整幅画面85%的响应时间≤2 s，其余画面≤5 s。9.地面系统与井下控制器离线控制功能：即当地面主机与井下控制器中断通讯时，井下控制器具有离线管理功能，以确保井下放炮的正常运行。

10.设备故障处理功能：当放炮安全环境参数传感器出现设备故障时（数据超限、信号不通），这时，地面主机能够弹出对话窗，并报警，经过井下确认，地面领导批准后，可由操作员设置为故障命令，系统自动进行故障处理。（就是将故障作为合理数据来实施控制）

3.8.系统组成与主要设备技术参数

主要包括：井上中心系统主机、系统软件、延时电源、传输分站系统、矿用连锁发爆器系统、无线接收器系统、人员识别卡系统、安全起爆距离标识器系统、本安电源、系统传输线路等部分。

3.8.1 矿用连锁发爆器系统（V1.0）

① 防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型 ② 防爆标志：Exd[ib]I ③ 引爆能力（发）： 200 ④ 脉冲电压峰值(V): 3000 ⑤ 允许最大负载电阻： 1220 Ω（镍铬桥丝2米铁脚线工业瞬发电雷管）⑥ 电源: 3节3.7V聚合物锂离子电池（型号：873445M，容量：1300mAh）⑦ 控制模块额定工作电压：DC 3.7V ⑧ 一节电池的最高开路电压：≤ DC 4.2V

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⑨ 一节电池的最大短路电流：≤ 3A ⑩ 放炮部分额定工作电压：DC 7.4V（两节873445M型，1300mAh电池串联）⑪ 两节电池的最高开路电压：≤ DC 8.0V ⑫ 两节电池的最大短路电流：≤ 6A ⑬ 本安参数： 语音口 开路电压：DC≤4.2 V；短路电流≤10mA ⑭ 通讯口 开路电压：DC≤10 V；短路电流≤20mA ⑮ 外接电缆长度: ≤300m;分布电感: ≤1mH/km;分布电容: ≤0.1μF/km ⑯ 引燃冲量（A².ms）:≥8.7且 ≤12.0 ⑰ 供电时间(ms):≤4 ⑱ 充电时间(S):≤20 ⑲ 外形尺寸:214*158*53mm ⑳ 重量:1.6kg 21 可设置多人连锁； 22 自动存储放炮数据； 23 计算机对其进行参数设置； 执行企业标准编号：GB7958-2000、Q/LDSD01-2008 25 使用环境条件：环境温度为-20～+40OC，相对湿度≤95%（25oC）,大气压力80～110 kPa,瓦斯浓度<1%.26

矿用连锁发爆器系统与数据传输装置间的数据传输 a）通信路数：1路； b）传输方式：即收即发；

c）传输速率：2400、4800、9600bps； d）最大传输距离：10Km e）传输信号电压幅值：1 V～5 V f）传输信号电流幅值：≤ 30 mA 27

矿用连锁发爆器系统与放炮监控器间的数据传输 a）通信路数：1路； b）传输方式：即收即发；

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c）传输速率：4800bps； d）最大传输距离：10Km e）传输信号电压幅值：1 V～5 V f）传输信号电流幅值：≤ 30 mA 3.8.2 无线接收器系统(无线接收器)V1.0 安装在放炮境界区域内，监控警戒区域是否有人存在。监控的原理是通过精密监控放炮警戒区域内的灯光来实现对人员的监控，因为井下人员必须携带矿灯，有人活动就一定有灯光存在。放炮时必须关闭放炮区域的一切照明设施和主动发光设施。

a）供电电压：9VDC-24VDC； b）功耗：2W；

c）有线通讯方式：CAN,1路；

d）传输速率：3Kbps，5Kbps，10Kbps，20Kbps；

e）最大传输距离：10Km（电缆型号：MHYVR1×2×7/0.52）； f）通讯信号工作电压幅值：1 V～5 V； g）监视范围：0到100米； h）安装示意图：

3.8.3 传输分站系统V1.0 放炮区域控制器主要由信息采集处理模块、传输模块、后备电源、嵌入式软件组成。主要功能就是双向通讯---一方面将接收到的人员信息、放炮监控终端（FD200LS）信息、放炮操作信息传到地面；另一方面将地面的指令传到放炮监控终端（FD200LS），再一个功能就是给安全距离定位器供电。一个放炮区域控制器最多可以连接8个放炮监控器。

放炮区域控制器与放炮监控器之间采用CAN总线通讯，距离最大可以达到10千米。放炮区域控制器与放炮监控数据传输装置的信号传输可以采用CAN总线方式，也可以

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直接接光端机，采用光缆通讯的方式，也可以直接接因特网交换机。

放炮区域控制器内存容量为5000条记录。放炮区域控制器需要布置在安全环境好的巷道或者硐室为宜。每个放炮区域控制器需要一个矿用本安电源供电（不间断的供电不小于2小时），由此保证放炮区域控制器在断电等特殊情况下的连续工作。

技术参数

a）具有数据接口的双向通讯功能； b）具有与放炮监控器的通讯功能，并进行数据处理。

c）具有数据校验功能。

d）支持模拟CAN总线与CAN总线功能。主要参数

a）供电电源： DC 18V b）安全型式： 矿用本质安全型 ExibI 2.放炮区域控制器与传输装置的数据传输 a）传输路数：1路；

b）传输方式：主从式、半双工、CAN、单极性； c）传输速率：4800bps；

d）最大传输距离：10Km（电缆型号：MHYVR1×2×7/0.52）

e）通讯信号工作电压幅值：1 V～5 V f）通讯信号工作电流幅值：≤ 80 mA 3.放炮区域控制器与无线收发模块间的数据传输 a）通信路数：可编程多路；

b）传输方式：即收即发、单向、CAN、单极性； c）传输速率：2.4GHz；

d）最大传输距离：20m（电缆型号：MHYVR 1×4×7/0.52）

e）传输信号电压幅值：1 V～5 V

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f）传输信号电流幅值：≤ 20 mA 3.8.4 安全起爆距离标识器系统V1.O 供电功耗

a）额定工作电压：DC18V b）工作电流：≤ 100 mA 与控制器的通讯 a）传输路数：1路

b）传输方式：主从式、半双工、CAN； c）传输速率：5000bps d）最大传输距离：10Km（电缆型号：MHYVR1×4×7/0.52）e）通讯信号工作电压幅值：1V～5V f）通讯信号工作电流幅值：≤ 30 mA 3.8.5 人员识别卡系统 V1.0 主要技术参数 1.供电电源

a）额定工作电压：3V（由锂电池供电）b）工作电流：≤ 2mA 2.电池参数

a）型号：CR2450，一次性锂离子纽扣电池（生产厂家：常州市锂霸电池有限公司）b）开路电压：≤ 3.5 V c）短路电流：≤ 1.2 A 3.无线信号传输 a）传输方式：GFSK b）传输频率：2.4±0.08GHz c）发射场强： 0dBm d）最大传输距离:30m 4.最大编码容量：16777216个。5.外形尺寸：73mm×44mm×27mm 3.8.6 地面中心站: 设备配备:

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中心站的标准配置为：监控主机1 台、发爆器管理机1台2小时不间断电源 1套，打印机一台。采用CAN总线传输时。地面中心站主机采用工控机，配备1台。

最低配置为：

a)CPU： Pv或以上级别；

b)操作系统：Windows2000以上操作系统； c)内存：1G以上；

d)显卡：Windows系统兼容，8MB以上的显存，可以工作于800*600分辨率； e)硬盘：160G以上。f)19寸液晶显示

地面中心站（机房）是整个系统的控制中枢，通过串行接口与及井下所有通讯放炮监控传输装置与放炮区域控制器连接，通过网卡和网络交换机与地面局域网各终端连接。工控机（上位机）对井下所有放炮区域控制器巡回采集记录数据，刷新数据。3.9.使用环境条件：

1．安装于机房、调度室的设备，应在下列条件下正常工作： ① 环境温度:15℃～35℃； ② 相对湿度:40%～70%；

③ 温度变化率：小于10℃/h，且不结露； ④ 大气压力:80 kPa～106 kPa

2．除有关标准另有规定外，系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作： ① 环境温度：0℃～30℃；

②平均相对湿度：不大于95%(+25℃)； ③ 大气压力：80kPa～106kPa；

④ 有爆炸性气体温和物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀气体； ⑤ 无显著摇动和剧烈冲击振动的环境。

3．无淋水、无强腐蚀性气体、无显著摇动和剧烈冲击振动的环境。4．无强电磁干扰的场所。3.10.安装与调试：

1．地表监控主机安装与要求：

地表监控主机的安装参照电脑安装文件进行；

监控主机及其相关连的设备要有专门的安放地点，要有良好的接地屏蔽措施；

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地表监控主机要设专人维护。

2．传输分站系统、安全起爆距离标识器系统的安装与要求：

产品的安装位置 ： 该产品可安装在放炮地点附近，固定到巷道壁上。① 传输分站系统的固定：

可安装在井下巷道一侧墙壁上。安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求在巷道壁上适当的高度钻孔，然后将Φ8× 100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上，在膨胀螺丝上安装挂钩，将放炮区域控制器挂在挂钩上。

安全距离定位器的固定同放炮区域控制器。② 安全起爆距离标识器系统的固定：

是确定放炮安全位置的重要设施，安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求在巷道壁上适当的高度钻孔，然后将Φ8× 100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上，在膨胀螺丝上安装挂钩，将安安全起爆距离标识器系统挂在挂钩上，并用打铁锁锁死，锁的钥匙由安全员持有，需要移动时，由安全员负责移动。③ 传输分站系统、安全起爆距离标识器系统的外部连接

传输分站系统固定安装完成后，拧开传输分站系统器外壳的两个闭锁螺丝，打开机壳外盖；同时拧开通讯和电源接口的缩口固定螺丝，取出封口胶垫，将通讯和电源电缆串接好缩口固定螺丝、橡胶垫圈后通过放炮区域控制器接口，拧紧缩口固定螺丝；把通讯和电源电缆固定到各自的接线柱上，检查机壳外盖的封闭胶垫圈完好后，上紧闭锁螺丝。安全距离定位器要连接到传输分站系统，连接要求同传输分站系统，安全起爆距离标识器系统的电源来自传输分站系统。

3．防爆电源的安装与要求: 产品的安装位置:防爆电源可安装在离井下传输分站系统25米以内符合安装条件的地点。电源的固定: 防爆电源可安装在井下巷道一侧墙壁上。安装时先用防爆电钻按有关电气安装要求在巷道壁上适当的高度钻孔，然后将Φ8× 100mm的膨胀螺丝固定在巷道壁上，把防爆电源固定在膨胀螺丝上。

4．人员识别卡系统使用要求：

人员识别卡属已安装系统的矿山井下放炮作业人员（放炮员、瓦斯检查员、班组长、安全员等）必带物品,要求随身携带,不得离开身体随意放置。产品使用时应遵循

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如下要求：

产品免受重大打击和碰撞；

产品免受水、油等液体侵蚀；

产品在0℃～+40℃环境存放和使用；

产品应挂在腰带上。

5．通信电缆安装、连接与要求: ① 通讯电缆应铺设在巷道的电缆钩上，保持合理垂度，美观、工整。② 竖井或斜井电缆应采用铠装加强电缆，固定敷设在井壁上。

③ 电缆接头应采用本安通讯接线合连接，红线接“＋”，黑线接“－”，严禁接错。④ 通信电缆属外购件，严格参照产品说明书有关要求执行。3.11.软件部分功能介绍

3.11.1 系统软件运行环境

操作系统为Microsoft Windows2000服务器以上版本，要求安装有IIS5.0以上版本的Internet服务管理器组件；浏览器版本为Microsoft Internet Explorer6.0以上；.NET组件版本为Microsoft.NET Framework 1.1，要求安装Microsoft.NET Framework1.1 SDK和.Microsoft NET Framework1.1多语言开发组件；数据库要求安装有Microsoft SQL Server2005企业版数据库系统。

3.11.2 放炮监控系统软件功能简介

3.11.2.1 矿用连锁发爆器系统（LDFBQ-1）管理软件系统（1）（2）打开软件，直接可进入操作界面。

职位设置:如图2所示，可以进行职位设置：既可以增加职位，也可以删除失效的职位设定。

图2职位设定界面

（3）起爆位置设定

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图起爆位置设定

主要是设定起爆位置，方法是选好索引号，再将特定长距离卡的卡号输入相应框内，填好地点名称，按“增加”按钮即可。可以设定多个起爆位置，界面如图3所示。

（4）设备通讯设置

通讯设置主要是设定操作软件与发爆器的串口号、通讯波特率、液晶屏的背光显示等，还有语音识别模块的阈值设置（60～120）、AD采样频率设定、检测电阻网络的时间等；还可以对设定的参数进行读取，看设定的是否正确。软件界面如图4所示。

（5）“设备通讯一”设定

主要有将用于连锁的特定人员姓名、卡号等信息、设定的职位信息、爆破点的信息下载到发爆器中，以便于在现场应用时进行有关有效控制。软件操作界面如图5所示。

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（5）对矿用连锁发爆器系统（V1.0）的自动化管理

（6）设置矿用连锁发爆器系统使用地点

矿用连锁发爆器系统（V1.0）只能在规定的地点使用

（7）矿用连锁发爆器系统（V1.0）测试—对矿用连锁发爆器系统（V1.0）的性能进行测试

并设置有关参数和控制因素，例如设置放炮监控终端（V1.0）的工作地点、虹膜控制、网络电阻最大值、冲能、连锁人员等

（8）放炮人员信息管理---对于瓦斯检查员、放炮员、班长等分类设置

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（9）将设置的放炮作业人员信息下传到矿用连锁发爆器系统（V1.0）----以实现对矿用连锁发爆器系统（V1.0）的自动控制

（10）自动生成放炮班报表

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（11）自动生成放炮日报表

3.11.2.2 浏览器部分软件主界面

（1）实时监测功能---数据查询

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（2）实时监测功能---图形查询

（3）放炮地点实时分布—图形显示部分

（4）放炮数据查询

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（5）放炮综合信息查询

（6）放炮参数查询

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（7）放炮数据分析

（8）放炮责任人信息查询

（9）报警查询

（10）矿用连锁发爆器系统（V1.0）流动路线查询

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建 议：

1、放炮母线应完好符合规定要求。

2、随采掘进度需要及时移动，重新固定井下智能放炮系统各组件。

煤矿供电设备电气保护技术的探讨 篇6

[关键词]煤矿；供电设备；电气；保护

[中图分类号]F407.6

[文献标识码]A

[文章编号]1672-5158（2013）05-0310-01

随着煤矿企业的发展，特别是大量的现代化设备进入煤矿，这就对煤矿供电质量及安全提出了严格的要求。因此，对煤矿供电设备的安全防护与电气保护的技术探讨研究，是煤矿供电、设备安全管理的重要手段。煤矿井下工作的环境恶劣，负荷波动大，工况很不稳定，瓦斯煤尘积聚、滴水冒顶事故等会使电气设备绝缘强度逐渐降低；同时由于工作人员维护不当或操作错误、输电线路的导线断裂等原因，经常会出现漏电及单相接地故障。接地故障若不及时排除，电网各相线会运行在线电压下，长期运行将导致绝缘击穿，甚至发生三相或两相短路事故。所以，为了避免事故的发生，保障人身安全，有效减小事故范围，研究高性能的高压防爆开关智能保护控制系统具有重要现实意义和发展远景。

一、煤矿供电设备的安全防护

随着我国经济的不断发展，对于煤炭的消耗不断的增大，这使得煤炭行业的生产面临着重大的压力。我国的煤炭生产的安全形势虽然有了很大的改善，但是总体来说还是不容乐观。煤矿的供电系统以及相应的电气设备保护对于煤炭生产的安全性具有直接的影响。做好相应的电气设备的保护工作对于确保煤炭企业的安全生产具有重大的意义。

电力是煤矿的动力，为保证煤矿安全生产，对矿井特殊提出以下要求：

1.可靠供电

即要求供电不间断，煤矿如果供电中断不仅会影响生产、而且有可能引发瓦斯集聚、淹井等重大事故，严重时会造成矿井的破坏。为了保证煤矿供电的可能性，供电电源应采用双电源。双电源可以来自不同的变电所（或发电厂）或同一变电所的不同母线上。既在一趟电源发生故障的情况下，另一趟电源应能保证对主要生产的供电，以保证通风、排水以及生产的正常进行。

2.安全供电

由于煤矿井下特殊的工作环境，任何供电作业上的疏忽大意，都可能造成触电。电气火灾和点火花引起瓦斯煤尘爆炸等事故，所以必须严格遵守《煤矿安全规程》的有关规定进行供电，确保供电安全，由于矿井是特殊工作环境，供电必须是一类用户，凡因突然停电造成人员伤亡事故和重要设备损坏，给企业造成重大经济损失者，如煤矿通风机、井下主排水泵、副井提升机等，这类用户应采用来自不同电源母线的双回路进行供电。

3.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的供电线路，不得少于2回路，当任一回路停止供电时，其余回路应能承担全部负荷的供电。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要求。高压不应超过10000v，低压不应超过1140v，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，远距离控制线路的额定电压不应超过36v。采区机械设备的额定供电电压超过3300vN寸，必须制定专门的安全措施

二、供电设备的电气保护技术

1.煤矿6kv高压供电设备的电气保护

地面变电所和井下变电所等使用的地面和矿用隔爆兼本安型高压开关柜，通用的电气保护是继电保护装置，安装在专门设计的继电器室内或独立组成保护装置屏。目前煤矿用高压开关设备的保护继电器以电压触发式为主。随着微处理机保护器的推广应用，煤矿现场的保护方式和保护设备也突破了传统的形式。井下采区变电所和综采工作面所使用的高压防爆配电装置，有结构简单的保护脱扣器和功能强大、性能各异的微机综合保护器。微机程序控制的高压综合保护器在井下的使用受到了煤矿职工的欢迎。

2.煤矿低压供电设备的电气保护

煤矿井下低压设备的电气保护装置大多作为插件安装在开关设备内部，与主回路电器配合完成保护功能。大量的低压开关中使用有dr3电子脱扣器，jdb或abd8电机综合保护器，以及dzzb综合保护器等，目前低压设备的保护装置也逐步普及微机综合保护器有效保证了供电系统的安全稳定运行。

3.变电站自动化系统中的几种新型综合保护装置

电气控制与保护领域高速发展，从热电磁到电子智能保护，从pcs、acs、ccs、dcs系统到fcs现场总线，已走向了系统化和智能化。目前电力系统中微机保护得到普遍应用，国外典型的有美国sel公司的sel-279、sel-321型，ge公司的alps型，德国西门子公司的7sa531型微机保护装置等，国内有南自厂的wxb系列，南瑞继保集团的rcs系列，北京德威特集团的dvp 600系列，以及许继集团、南京因泰莱、陕西银河等都有成熟的自动化保护系统，煤矿系统在用的还有北京顺城电子公司的kj67、煤科总院常州自动化所的kj36电力监控系统、中国电光的均254电力监控系统等。

4.新型矿用电气保护装置应具备的功能

根据《煤矿安全规程》第455条和第457条的要求，新型智能化综合保护装置不仅可以在线检测电压、电流、功率、电度等常规电力参数，具有规程要求的常规保护功能，而且有标准的通讯接口，可以对电网中关键开关设备的运行状况实现“四遥”，为电力调度自动化提供支持。

5.对矿用新型综合保护装置的建议

变电站综合自动化系统将在煤矿逐步推广应用。由于井下开关设备种类比较复杂，结构多种多样，空间非常狭小且要隔爆。故新型综合保护装置必须体积小，有标准的插接接口。保护模块应具有性能优、可靠性高、灵活性强、调试维护方便、性价比好、多功能化等特点。采用开放式软硬件系统、嵌入分布式结构与多cpu并行工作方式 丰富人机对话功能确保煤矿供电设备的安全运转。

三、结束语

随着煤矿企业的发展，特别是大量的现代化设备进入煤矿，这就对煤矿供电质量及安全提出了严格的要求，其要求要供电安全、可靠、经济。然而，由于电力的生产和运行过程中具有高度的危险性。具有高度的自动化过程，发电、供电和用电同时完成。目前煤矿供电设备的电气保护主要有过流、漏电和接地保护三种类型，各种系列的电气保护装置和保护设备伴随着电力电子技术、微电子技术、计算机控制技术及网络通讯技术的发展而不断得到改进和完善。电力系统的发展和对其安全运行要求的不断提高，供电设备的电气保护也在不断的改进和完善中，电气保护逐步智能化。同时我们也应该注意到，高新技术应用和观念上的更新尤为重要。

参考文献

[1]徐小军.基于DSP的矿用馈电开关检测与保护的研究[D].安徽理工大学，2006年

[2]洪炎.基于ARM的嵌入式网络控制系统在馈电开关中的应用与研究[D].安徽理工大学，2007年

[3]智建华.乌兰煤矿供电系统技术改造设计及分析[D].西安科技大学，2005年

[4]徐庆华.刮板输送机电机抱轴故障分析与对策[J]中国矿业，201 O年01期

[5]周平福.煤矿设备状态监测和事故预报系统设计思路[J]煤，2010年02期

[8]李俊.煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的应用[J]硅谷，2010年03期

[7]宋佩，张申，阳媛.基于B/S架构的煤矿点检信息系统设计[J]煤矿现代化，201年02期

[8]梁慧丽，牛大伟，刘会丽，童自峰.煤矿设备租赁管理存在的问题及对策[J]中州煤炭，2009年01期

煤矿安全监控系统防雷技术研究 篇7

1 煤矿安全监控系统防雷构思及结构

煤矿安全监控系统由地面主机、通讯接口、通讯电缆、分站、电源、传感器以及断电器等组成,雷击通过以下几种方式对系统进行破坏: 直击雷影响监控系统机房内的电脑和接口; 感应雷击通讯电缆,破坏分站的通信系统; 对电源的影响破坏分站及传感器。因此安全监控系统必须从以上3 个方面着手设计防雷结构,见图1。

2 安全监控系统受雷击分析

2. 1 雷击形式及危害

雷击通常分为直接和感应雷击。直接雷击通常指雷电直接击在建筑物上,由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用,直接摧毁建筑物以及引起人员伤亡等。感应雷击通常指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导线上产生感应过电压,其通过传导体传送至电子设备,间接摧毁微电子设备。

2. 2 安全监控系统受雷击影响分析

安全监控系统机房受雷击来源: 第一,直接雷击到机房电源进线上,导致机房电源设备产生几千伏乃至上万伏的高压,破坏机房各种中心控制设备; 第二,感应雷击到机房电源线、机房内部设备上通过感应产生高压,对机房设备造成破坏; 第三,感应雷击通过室外RS485 通讯总线产生感应高电压,通过总线进入监控系统通讯接口,直接破坏监控系统通讯接口、通讯分站乃至通讯中心控制主机等。

3 安全监控系统防雷措施

3. 1 电源防雷

监控机房的电源容易受到直击雷以及感应雷的影响,对设备造成破坏,因此机房电源防雷应从直击雷防护和感应雷防护两方面入手。

3. 1. 1 直击雷防护

直击雷的波形为10 /350 μs时间与电流的曲线,是典型雷电击穿大地的雷电流曲线。一个10 /350 μs雷电流10 k A的雷击波形,其雷电能量近似为17 500 J。该能量加载到任何电子产品上都会产生极强的破坏作用。对于安全监控系统来说,必须在雷击浪涌到达设备以前将浪涌泄放掉。泄放最有效的措施是在机房房顶增加避雷针,并辅助以良好的接地系统( 接地电阻R≤10 Ω[2]) ,将该能量泄放到大地。

3. 1. 1. 1 避雷针设计

机房建筑物属于第三类防雷建筑物,用滚球法设计接闪器时滚球半径取hr= 60 m。直击雷防护范围包括整个机房建筑物和旁边的高压线引下线端。

对监控机房屋顶设计独立的避雷针h = 10 m,机房屋顶的尺寸按8 m × 10 m × 4 m计算。避雷针保护范围计算公式为

式中: rx为避雷针在hx平面的保护半径; hr为滚球半径,一类防雷取值30 m; hx为被保护物的高度,m,按最高处8 m计算; r0为避雷针在地面上的保护半径。

避雷针在hx高度的保护半径为

避雷针保护范围立体图见图2。

3. 1. 1. 2 接地极设计

在机房外的空地开挖1 个1 000 mm × 600 mm× 800 mm的坑,埋入非金属接地模块,并加入高效降阻剂降低接地电阻,模块与模块之间用40 mm ×4 mm的热镀锌扁钢连接,并做好防腐处理; 再结合垂直接地体,组成环状的接地系统,地阻要求不大于4 Ω。接地极设计见图3。

当接地电阻达不到小于4 Ω 时,应增加垂直接地体。在现有地网的旁边挖深500 mm、宽100 mm的沟槽,用40 mm × 40 mm × 4 mm热镀锌角钢打入地下,角钢长度约为1 500 mm,角钢顶部离地面距离约0. 5 m。角钢与角钢之间采用40 mm × 4 mm热镀锌扁钢连接,连接点采用焊接,并做好防腐处理,整体接地电阻结构见图4。

3. 1. 2 感应雷防护

安全监控系统机房一般采用三级保护。采用B类加C类保护的两级保护配置,残压可降至800 V; 采用B加C加D的三级保护,残压可降到250 V。

第一级采用B类过电压保护器———电涌保护器( DXH06 - FB) ,安装在机房总配电处,再加专用接地线( 16 mm2) 直接连接到汇流排等电位连接处( 总接地体) 达到分流的目的。这样可将100 k A的10 /350 μs的雷电流大部分泄入大地,并将剩余的能量衰减为8 /20 μs的浪涌冲击电流。

第二级采用C类过电压保护器———电涌保护器( DXH06 - F) ,安装在次级配电箱处,从保护地线的连接端子处再连接1 条接地电缆到汇流排等电位连接处( 总接地体) 。

由于两级保护系统残压仅能达到400 V,并不能完全保证100% 的安全,因此第三级采用D类的过电压保护器———电涌保护器( DXH06 - Z5) ,安装在设备供电系统的前端,再与前两级保护器的配合下系统残压可达250 V,达到安全监控系统电子设备电压承受范围。

3. 2 通讯线防雷

安全监控系统的地面中心机房与井下设备通常都采用RS485 通讯方式。由于RS485 通讯网络中电缆遍布在雷击区域,该信号极容易受到感应雷击影响,产生高电压,从而通过通讯线引入高电压到通讯接口、中心站、井下分站,造成安全监控系统的大面积损坏。为有效杜绝感应雷击通过通讯电缆产生感应高电压对电子设备的损坏,设计了一种防雷电路,见图5[3]。

当雷击时感应雷在信号电路上产生高电压,高电压使TVS管( 瞬态抑制二极管) 导通( 导通时间纳秒级) ,产生瞬时大电流,该电流使TBU( 场效管触发器) 动作,从物理连接上断开整个通讯线路,对通讯设备进行有效保护。放电管此时对感应高电压实行泄放,当泄放高电压至TVS恢复工作电压时,TBU恢复连接,通讯电路物理连接恢复正常。

4 实验室测试

在实验室使用煤矿现场设备以及雷击浪涌实验测试设备,按图6 的连接方法进行了测试,经反复多次实验得出的实验数据见表1。

5 现场工业性试验

重庆市宏能煤矿处于雷击区域,历年受到雷击破坏严重。每年受到雷击损坏的设备有接口2 ~3 台、分站10 ~ 20 台、电源板几十块以及传感器100 余台,造成直接经济损失10 万元以上。该技术措施于2013 年4 月在现场安装实施,经历了多次雷击检验,通讯系统正常,无损坏,保证了安全监控系统的正常运行,达到了系统防止雷击的效果。

6 结语

实验室雷击浪涌实验表明,该技术在防止雷击方面达到国家要求的各类技术指标。经现场工业性试验证明,安全监控系统的防雷技术措施能有效解决雷击对监控系统的损坏问题。

摘要：针对国内中小型煤矿安全监控系统防雷现状,分析了造成系统受雷击的几个因素,并提出对应的防止雷击技术措施,研制相关防雷产品及运用多种防护手段对机房进行有效保护。以大量的试验数据证明该技术措施的可行性,其现场试验证明该技术措施在安全监控系统防雷方面的可靠性。

煤矿供电系统防雷技术 篇8

1) 继承与发展相结合原则

将传统继电保护技术以合适方式平移到智能变电站中, 结合智能变电站特点, 在确保可靠性、选择性、灵敏性、速动性等前提下优化和集成等新技术。

2) 满足保护“四性”要求原则

各保护系统的性能应满足继电保护的基本原则要求, 即可靠性、选择性、灵敏性、速动性。

3) 逐步推进原则

对于保护系统的管理应适应经过行业标准规范, 结合智能变电站保护的特点和发展方向, 逐步推进分布式保护系统新的模型系统和实现方式。

4) 一致性和互操作原则

站控层接入采用DL860 (IEC61850) 标准, 实现站控层互联互操作。

5) 保持合理冗余原则

关于过程层采集、传输、执行单元和数据交换系统, 基于保护的配置和通道实现在现阶段保证一定冗余配置。采用传统一次设备和互感器的变电站, 通过按间隔配置分布式保护子机实现过程层功能, 以此为基础按功能分别配置母线、变压器及线路等设备的保护主机, 构建分布式保护系统。

6) 实时性和稳定性并重原则

加强对实时网络通讯系统的应用研究和GOOSE和同步网络相关的交换机及交换系统的定时实时性、安全可靠性研究, 保证系统故障时能及时的切开故障和系统稳定性。

2 设计思想

1) 可靠性:具有自诊断和自治功能, 做到设备故障早预防和预警, 自动将供电损失降低到最小程度。

2) 信息化:提高可靠、准确、充分、实时、安全的信息。除传统“四遥”的电气量信息外还应包括设备信息、环境信息、图像信息等, 具有保证站内与站外信息访问安全的功能。

3) 数字化:具备电气量、非电气量、安全防护系统和火灾报警等系统的数字化采集功能。

4) 自动化:实现系统工程数据自动生成、二次设备在线/自动校验、变电站状态检修等功能。

5) 互动化:实现变电站与控制中心之间、变电站与变电站之间、变电站与用户之间和变电站与其它应用需求之间的互联、互通和互动。

6) 资源整合:通过统一标准和建模实现变电站内外信息交互和信息共享。

3 系统简介

矿山智能供电系统内设备的信息可充分共享, 并通过远动通信接口实现与外部系统的信息共享。构建一个快速、稳定、可靠和富有弹性的通信网络是系统的基本要求。

智能供电系统选用光纤为基础构建通信网络, 采用现场总线和光纤混合的方案。监控分站与环网通讯平台间传输介质采用光缆进行传输, 监控分站井下高压防爆开关柜采用矿用阻燃信号电缆进行传输, 可支持RS485/CAN等总线。变电所通讯采用IEC60870-5-103规约和IEC60870-5-104规约, IEC60870-5-103规约仅用于传送变电站继电保护信息, 监控信息由IEC60870-5-104规约传送。网络传输速率为10M/100M/1000M自适应。

4 系统建设方案

4.1 千兆环网升级建设

主干网络采用单模光纤传输 (传输速率1000Mbps) , 把矿井的设备控制层各子系统连接到此系统平台上。此系统往下能对矿井内各控制子系统发布控制命令, 监视各子系统内设备的运行状态, 收集所需的生产安全参数, 往上能够通过Web服务器联接信息管理网, 实现生产与管理信息交换。

4.2 系统监控平台建设

(1) 数据采集与统计计算:通过现场 (I/O) 测控单元采集有关信息, 检测出事件, 故障, 状态, 变位信号及模拟量正常, 越限信息等, 进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理, 实时更新数据库, 其范围包括模拟量, 数字量和脉冲量等。

(2) 报警处理:分事故报警和预告报警。前者包括非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。

(3) 控制操作:具备就地/间隔层/站控层/远方, 多级控制, 带必要的安全检查和防误闭锁。完成对开关、刀闸的控制;对主变分接头的调节;保护功能压板的投退;信号复归以及设备的启停等控制功能。

(4) 时钟同步:电站自动化系统通过配置卫星时钟接收设备接收GPS标准授时信号, 以对站控层各个工作站及间隔层各智能设备进行时钟同步。对间隔层设备的对时方式采用硬对时和软对时相结合的方式, 整个系统各装置时差≯0.5ms, 事件顺序分辨率在1ms之内。

(5) 人机界面:通过显示器对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视, 具有网络拓扑分析功能, 能对设备进行动态着色, 确定带电设备的颜色。支持动态潮流和模拟仪表显示, 可通过客户端脚本制作动画表示。

(6) 远动功能:具有RTU的全部功能, 远动信息、主要技术参数、信息传输方式和通道, 符合调度自动化设计技术规程 (DL5003-91、DL5002-91) 。

(7) 继电保护和故障信息管理功能:可对各保护装置进行操作和管理, 包括保护定值的召唤和整定;保护运行定值区的召唤和切换;保护软压板和控制字的投退;保护软件版本号的召唤和查看。在接收到保护装置的保护告警和保护事故信息后, 可按照预先指定的优先级进行信息显示和向远方主站转发, 同时存储在当地数据库中。具备对保护动作信息进行分类查询、检索等管理功能。在本地子站提供对故障录波数据的录波分析功能。根据电网故障信息进行故障选线、故障选相、故障测距, 以及谐波分析、序分量分析、装置动作评判 (继电器动作轨迹分析) 和电网故障诊断等。

(8) 防越级跳闸系统管理功能:采用专用千兆以太网, 与千兆主网互为冗余配置, 增加保护安全可靠性。灵活的网络拓扑结构, 不受运行方式影响。保护定值自诊断、比对功能。故障点实时推送画面。网络故障自诊断。

(9) 电压无功自动控制调节功能 (AVQC) :计算机监控系统根据相关的测量值和设备运行情况, 结合预先设定的控制方案和各种参数指标进行综合判断计算后, 实现对电抗器或电容器断路器发出投入或切除指令。实现对电网电压和功率因数的自动调节, 使其在允许的范围内变化。

4.3 故障定位系统

通过数字化的采集系统, 网络化的传输设备将各个通讯分站的故障信息传输到后台监控系统, 监控系统的分析软件根据馈线保护装置上送的各条线路的零序基波分量的幅值和方向进行综合分析, 确定单相接地线路, 并可根据用户需要对接地线路进行试跳选线以消除单相接地故障。同时结合电缆故障测试仪向用户提供常用的“低压脉冲法”和“高压闪络法”来测量电缆故障, 准确的定位故障点。

5 效果分析

本系统实现了实时监测井下供电系统各级电压值, 负载电流值, 功率值及开关的运行状态, 并能查看数值历史曲线;能对各高低压开关的保护值进行整定和在线修改, 通过在客户机端的操作实现远程分合闸;能够对井下电网的数据实时采集处理, 对其出现的短路、过载、过压、漏电等各种系统故障进行实时告警和定位。

摘要：结合当今最先进的微机综合保护自动化系统, 本文提出有效解决问题的办法, 改善煤矿供配电系统的管理水平。

关键词：实时监控,智能供电,故障定位,远程集中控制

参考文献

[1]雷煌.煤矿井下电网漏电电流的确定及保护技术分析[J].煤矿机械, 2004 (08) .

煤矿供电系统防雷技术 篇9

关键词：煤矿,井下供电系统,无功功率补偿技术

由于煤矿的井下供电网络线路长度较大, 导致电网的负荷量较大, 用电设备将长期处于低功率运行的状态下, 从而导致电能受到极大的浪费和损耗。这种情况在中央变电所的供电系统中尤为常见。无功功率补偿技术的应用能够提高供电系统中的功率因数, 从而降低电网的负荷和电能的损耗, 改善供电的条件, 提高供电的质量。因此, 无功功率补偿技术在供电系统中具有良好的应用前景, 特别是在煤矿的井下供电系统中具有良好的节能作用。

1 煤矿井下供电系统的特点

煤矿井下供电系统的运行条件较为恶劣, 井下的环境阴暗潮湿, 经常会引起电缆等设备受潮的现象。井下供电系统通常是使用电缆来连接各个用电设备, 用电线路中的负荷变化性较大, 容易对线路造成较大的损坏。此外, 井下的电缆巷道相对较窄, 当巷道中出现矿车倾倒或岩石掉落的问题, 将会引起电缆的极大破坏, 从而影响井下的正常供电。在井下采矿的过程中, 所需的用电设备较多, 电气设备长期处于过载运行的状态中。而一些大功率的用电设备采用的都是全压直接启动的方式, 在启动的瞬间, 急速增加的电流会导致线路中的电流达到额定电流的10 倍以上。在这种情况下, 线路中的电压会急速下降, 若电网的安全保护装置设置不合理, 将极有可能导致电网出现大面积的停电故障。

我国的煤矿井下供电网络主要采用中性点不接地的系统。在这种系统中, 一旦出现金属相接地的现象, 用电器仍然能够正常的运行, 但未接地的两端电压会出现相对升高, 这很容易引起用电事故。因此, 当出现一相接地的现象时, 用电系统是不能长期运行的, 必须在2 小时之内切断电源, 只有这样才能防止事故的进一步扩大。

2 煤矿井下无功功率存在的危害

煤矿井下供电系统中存在的大量感性负荷会消耗大量的无功功率, 从而导致电路中电压的损耗和电能的损耗增加。一些无功负荷还会造成电压的剧烈波动, 导致电网的供电稳定性遭到破坏, 一些设备出现开机困难的问题, 甚至被烧毁。这种作用在一些大功率的用电设备上表现更为明显。

3 井下使用无功补偿的意义

煤矿井下用电系统采用无功补偿的意义主要体现在四个方面。

首先, 补偿无功功率可以降低无功损耗, 从而起到节约电能的作用。井下供电系统采用无功功率进行补偿后, 可以提高电能的利用率, 其实质就是节约了能源。其次, 无功功率能够提高电网中的功率因数。按照就近原则, 无功功率可以抵消电网中的感性无功电流, 从而起到提高功率因数的作用, 使其达到国家对电网的标准。再次, 无功功率可以提高变压器的利用率和电网的负载能力。无功功率在电网中起到了承载容量的作用。这有效地分担了电网线路中的负载, 使得变压器的容量使用率也有所下降。在进行无功补偿后, 变压器的无功功率输出减少, 实际的工作功率近似于有功功率, 这就提高了功率的利用率, 降低了电路中的无功电流, 提高了线路的承载力。最后, 无功功率补偿还可以稳定电网中的电压。当井下电网中存在较多的无功功率时, 电网中电压的波动较大。在补偿了无功功率后, 电网电压的稳定性得到了更好的保障, 二次电压波动的现象得到了较好的控制。

4 无功功率自动补偿装置的工作原理

无功补偿技术的原理就是通过能量之间的转换来实现容性设备无功功率的补偿。井下电网在运行的过程中会产生大量的感性负荷, 这些感性负荷的存在会导致无功功率受到一定的损耗, 从而导致电网中的电压和电流出现不同的相位, 产生的相位差被称为功率因素角。在电路中将具有容性功率负载的装置和感性负载装置进行并联, 就能使两者相互吸收所释放的能量, 从而完成能量的转换, 低效率电流和电压之间的相位差, 从而提高了无功功率。

5 无功补偿技术的主要类型

5.1 就地无功补偿

就地无功补偿是指在用电设备的周围直接并联一个电容器, 从而在电路中形成与电动机的回路并联。这种补偿方式在低压电网中使用的较多。在这种补偿方式中, 主要采用的设备有晶闸管和机械开关。两者都可以作为电路中的投切开关来使用。电容器的自动投切则由就地电压传感器来控制。在电网运行的过程中, 电容器为电机提供无功负荷, 这样能够减少能量交换的距离, 将线路的电路控制在最小的范围内。在电路不变的情况下, 线路的损耗和电流呈正比, 就地无功补偿的方式能够起到良好的节能效果。

5.2 分散无功补偿

分散无功补偿是在变压器的低压端并联一个电容器, 以此来达到增强支路功率的作用。在此情况下, 电路中的电流和电能损耗都能得到有效的降低。

5.3 集中无功补偿

集中无功补偿的方式是将电容器并联在变电站降压母线的一段。这种补偿方式的优点在于能够对电路电压实现良好的控制, 在自动投切的实现上也更加容易, 能量的利用率高, 电网更易维护, 电网、变压器和线路中的无功负荷能够得到有效的控制。但这种方式也有一个缺陷, 就是不能降低电网支路中的无功负载和能量的损耗。

6 无功补偿技术在煤矿供电系统中的应用

6.1 降低供电线路的功率损耗

在三相供电网络中, 线路功率的损耗主要是以热损耗的形式产生的。煤矿井下供电系统的功率通常较低, 采用无功补偿的方式能够将自然功率进行显著提升。在电路负载稳定的情况下, 电路中的功率损耗能够得到有效控制。

6.2 提高线路的供电能力

供电网络在经过无功补偿后, 线路的负载电流能够得到有效的降低, 所需电缆的横截面积也有相应的下降。因此, 经过无功补偿后的电路节电的效果十分显著, 供电能力也有了极大的提高。

6.3 减少供电线路电压的损失

在电路中安装无功补偿装置后, 线路上只需要有较小的电流进行完成电能的正常传输, 这样能够将线路中的电压损失降到最低, 并且提高电压的稳定性, 对用电设备而言, 工作的负荷也有了相应的降低。

7 结束语

无功补偿技术在煤矿井下供电系统中的应用能够有效地降低电网中的电能损耗, 提高供电的稳定性和质量, 能够更好地确保煤矿企业的经济效益, 供电的安全性也能够得到更好的保障, 因此, 无功补偿技术在煤矿产业中具有良好的应用前景。

参考文献

[1]樊英, 张丽, 薛钟兵, 等.基于V2G的无功功率补偿技术[J].电网技术, 2013 (2) :67-68.

[2]查正勇.电力系统无功功率补偿技术的相关研究[J].科技致富向导, 2015 (2) :22-23.

煤矿供电线路保护技术探析 篇10

为了更好了解煤矿供电线路的实际情况, 本文从煤矿井下供电线路的特点出发, 通过具体的仿真线路分析, 探讨了煤矿供电线路的保护技术, 希望能够促使煤矿井下作业安全运营。

1 煤矿井下供电线路特点

目前, 10 k V和6 k V的供电系统是国内煤矿供电系统最常用的, 其中性点大部都选择非直接接地的方式, 为中性点经消弧圈接地系统或者是中性点不接地系统, 这两类系统都是因为单项接地故障的发生, 导致无法形成小阻抗的电流回路, 所以也可以称之为小电流接地系统[1]。

由于煤矿电力系统本身的特点, 所以与大电流接地系统以及一般的小电流接地系统之间存在差异:

第一, 在煤矿配电网电网故障发生的前后, 其基频的分量不会出现很大变化, 并且大多数都属于间歇性的瞬间故障, 暂态分量要大于稳态故障几倍, 甚至更多, 而暂态波形的畸变更为严重。第二, 煤矿矿井的配电网处于供电网的末端, 属于单侧的电源系统, 只能通过单端获取供测距使用的信息。第三, 由于电网本身的供电面积偏小, 且分支线路短又少, 所以, 对于故障测距精度的要求偏高, 否则就不具备任何的意义。

2 煤矿供电线路保护技术———仿真电路的建立

2.1 建立矿用供电线路仿真线路

按照电缆仿真模型, 对于矿用供电线路的配电网, 我们可以利用ATP-EMTP仿真软件进行简单的仿真与模拟。在模拟变电站10 k V母线时, 可以在ATPDraw中选择三相对称电源元件 (内阻为零) , 对于电力电缆, 则选择Bergeron模型。对于单相接地故障, 可以选择时控开关元件进行模拟, 之后再利用分叉元件, 将故障A相点引出之后, 再接上一个接地支路 (由一个时控开关元件和纯电阻或者是阻抗组成) 。在故障未出现时, 可以打开时控开关元件, 这就表示电力电缆处于正常的工作状态, 如果出现单相接地故障, 可以通过接地过渡电阻阻值以及开关状态的改变, 对不同阻值时候与时刻的故障特征加以模拟。通过电力电缆长度的调节, 也可以将故障发生不同位置的故障特征模拟出来, 具体如图1所示。

2.2 实验设计

1) 在离测试点不同的位置发生故障, 系统当中存在不一样的暂态行波。故障点距离10 k V母线越远, 其故障电流值就越小, 反之, 越近, 其故障电流越大。通过两个参数完全相同的电缆长度的设置, 可以通过故障点离测试点不同距离来加以模拟。

2) 由于故障发生在不同的时刻, 其系统的暂态行波也会有所差异。当故障的相电压达到最大时出现故障, 那么故障的相角为90°, 这时所产生的故障暂态行波最大, 且很容易捕捉到故障信息;如果在故障相电压过零点时出现故障, 在故障相角为0°时, 就会瞬间降低故障相的电压, 在非故障相电压升高后, 其故障电流较小, 这时很难捕捉故障信息。本文对于不同时刻的故障设置主要是在开关处于不同时刻的断开与闭合来进行的[2]。

3) 在配电网中, 实际发生的单相基地故障一般都会有过渡电阻的存在, 故障点的电压不为零, 在故障点有残留电压的存在, 并且, 随着过渡电阻的逐渐增大, 其残留电压也会随之增大。当电阻过大时, 残留的电压会逐渐地接近正常电压, 而随着过渡电阻增大, 其冲击电流会逐渐减小。过渡电阻越大, 其冲击电流反而越小。随着过渡电阻逐渐增大, 其冲击电流会逐渐减小, 这会使得原本故障信息变得更加微弱。所以, 对于不同故障电阻值的模拟, 需要在连接时, 设置时控开关的电阻阻值大小来进行。

4) 通过不同时控开关通断的设置, 可以做好三相低阻接地以及两相低阻接地的模拟, 这样才能实现不同阻抗值的设置, 从而模拟不同阻抗的三相或者是两相的接地故障状态。

3 结语

考虑到煤矿供电线路本身的特点与复杂性, 以及目前人们对于供电线路的故障诊断还没有引起足够的重视, 煤矿矿井的安全问题一直都是探讨的焦点, 直接影响到我国经济的发展。所以, 本文在分析矿用供电线路特点时, 借助ATP-EMTP仿真软件进行了简单的仿真与模拟, 希望能够对今后煤矿供电线路的保护技术有所帮助, 为煤矿供电线路的安全奠定基础条件。

摘要：由于煤矿井下工作环境和生产条件过于恶劣, 再加上井下作业情况相对复杂, 所以使用的电力电缆很容易出现故障, 引发生产安全事故。在煤矿日常的作业中, 及时地找出故障, 做好供电线路的保护, 是至关重要的一点。

关键词：煤矿,供电线路,保护

参考文献

[1]张腾.矿井电网安全监控网络化系统研究[D].青岛:青岛科技大学, 2012.