煤矿井下供电安全课件

煤矿井下供电安全培训课件第一章煤矿供电系统概述煤矿供电系统的重要性供电安全是矿井生命线煤矿井下环境复杂危险,供电系统一旦中断,后果不堪设想主通风机停止运转会导致井下氧气不足、瓦斯积聚;主排水泵失效可能引发淹井事故;提升设备断电将造成人员和物资无法运输据统计,80%以上的重大矿井事故与供电系统故障直接或间接相关因此,保障供电安全不仅是技术问题,更是关系到每一位矿工生命安全的重大责任供电中断可能导致通风停止、排水失效,诱发瓦斯爆炸等重大事故,保障供电安全是矿井安全生产的生命线矿井供电系统组成矿井供电系统是一个多层级、高可靠性的电力分配网络,从地面到井下工作面形成完整的供电链条地面变电所接收外部电网供电,进行初级变压和配电,是整个矿井供电系统的源头井下中央变电所位于井底车场,负责高压受电和向各采区分配电力,是井下供电枢纽采区变电所设置在采区附近,进行二次降压,为采区内各工作面提供动力电源工作面配电点电力负荷分类及其安全等级根据供电中断对矿井安全生产的影响程度,矿井电力负荷分为三个等级,不同等级采取不同的供电保障措施一级负荷二级负荷三级负荷断电致命-必须双回路供电断电影响生产-需备用供电断电影响较小-单回路供电•主通风机保证井下空气流通•辅助通风设备•地面生活福利设施•主提升机人员安全撤离•带式输送机等运输设备•机修厂和仓库•主排水设备防止淹井•压风设备和制冷设备•非关键性辅助设备•瓦斯抽放设备预防瓦斯事故•井下照明和通信系统这些设备必须配备双回路电源和备用电源,任短时间断电不会造成人员伤亡,但会严重影响何情况下不得断电生产效率和经济效益井下供电电压等级为确保井下供电安全,国家标准对矿井各类设备的供电电压做出严格规定,必须严格遵守安全提示高压供电井下严禁使用220V及以上电压的照明设备,所有手持式电气设备必须使用36V以下的安全电压≤10kV用于井下主变电所受电和长距离电力传输,采用屏蔽电缆和隔爆开关柜低压动力≤1140V供采掘机械、运输设备、水泵等大功率设备使用,配备漏电保护照明信号≤127V井下照明灯具和信号装置专用电压,提高人身安全保障远控线路≤36V控制回路、通信线路等采用安全电压,防止触电事故第二章矿井供电系统类型根据矿井地质条件、开采深度、生产规模等因素,矿井供电系统可分为深井供电系统和浅井供电系统两大类型不同类型的供电系统在电压等级选择、设备配置、线路敷设等方面各有特点,需要根据实际情况科学选型深井供电系统特点适用于垂直井深超过米的矿井300深井供电系统采用高压电缆直接送至井下中央变电所的方式,具有传输损耗小、供电可靠性高的优势01高压深入井下6kV或10kV高压电缆沿主井或副井敷设到井底车场02中央变电所降压在井下中央变电所进行一次降压,形成井下供电中心03采区分级配电各采区设置采区变电所,进行二次降压后供电至工作面04多回路冗余保障至少两条独立高压电缆供电,互为备用,保证100%供电可靠性深井供电系统的核心优势:采用高电压等级降低线路损耗,多回路设计确保关键设备不断电浅井供电系统特点浅井供电系统适用于煤层埋藏较浅、垂直井深小于300米的矿井,采用钻眼供电方式具有投资省、施工快的特点钻眼敷设方式灵活配置方案系统结构简单从地面钻孔直达井下工作区域,在钢管内敷设电井底车场与采区负荷可根据实际需求采用低压或变电层级少,设备配置精简,维护管理相对容易,适缆,避免了竖井敷设的复杂性高压供电,配置更加灵活经济合中小型矿井适用条件技术特点•垂直井深300米•初期投资较低•煤层赋存条件较好•建设周期短•采区相对集中•电缆更换维护方便•生产规模中小型•供电距离相对较短供电系统选型原则矿井供电系统的选型是一项综合性决策,需要从技术可行性、经济合理性、安全可靠性等多个维度进行全面评估煤层深度井田范围涌水量垂直井深是首要考虑因素,直接决定采用深井或井田面积大小、采区分布影响变电所数量和位矿井涌水量大小决定排水设备功率和供电容量浅井供电方式置的确定配置生产规模经济比较年产量和同时工作面数量影响总装机容量和负荷等级划分进行全寿命周期成本分析,选择技术经济最合理的方案决策要点供电系统选型必须遵循安全第

一、可靠为主、技术先进、经济合理的原则,并经过专家论证和主管部门审批第三章主要供电设备介绍矿井供电系统由地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、移动变电站及工作面配电点等多级供电设备构成每级设备都有其特定的功能和技术要求,共同构成完整的供电保障体系本章将详细介绍各类主要供电设备的功能、选址要求及安全管理重点地面变电所选址与设备选址关键要求地面变电所是矿井电力系统的起点,其选址直接关系到供电安全和经济运行靠近负荷中心尽量接近主井口和主要用电设备,减少输电线路长度和电能损耗避开危险区域远离采空区、地表塌陷区、滑坡区和洪水淹没区,确保长期安全稳定交通便利便于设备运输、安装和日常维护管理,应有良好的道路条件扩建预留主要配置设备考虑矿井未来发展需求,预留变电所扩建用地和设备增容空间高压配电装置:接收电网来电,进行计量、保护和分配主变压器:将外部电网电压变换为矿井所需电压等级低压配电装置:向井下和地面各负荷分配电力动力照明变压器:为地面辅助设施提供动力和照明电源继电保护装置:实现过流、速断、接地等多重保护功能计量监控系统:实时监测电能质量和设备运行状态井下中央变电所功能井下中央变电所是整个井下供电系统的心脏,承担着高压受电、电压变换、电力分配等关键职能,其安全可靠运行直接关系到井下所有电气设备的正常工作高压受电中心电压变换枢纽接收地面送来的6kV或10kV高压电,作为井下供电的一次电源通过矿用隔爆型变压器将高压降为1140V或660V低压保护控制中枢电力分配节点配备完善的继电保护、漏电保护和监控系统,确保供电安全向各采区变电所、井底车场设备及主排水泵房等分配电力三大安全设计重点防火设计防水设计防爆设计采用难燃材料装修,配备自动灭火系统,严格控制火源设置挡水墙和排水沟,电气设备台架高度满足防淹要求所有电气设备必须采用矿用隔爆型,失爆即停电采区变电所及移动变电站采区变电所移动变电站固定式供电设施灵活式供电装置•设置在采区巷道稳定位置•采用矿用隔爆型成套设备•负责将1140V电压降为660V或127V•可随工作面推进而移动•为采区内采煤机、掘进机、皮带机等设备供电•缩短供电距离,降低电压降•服务年限较长,一般随采区服务•靠近工作面,便于操作管理采区变电所选址应避开地压影响区域,便于电缆进出线,并设置独立的变电硐室,满足通风、防移动变电站具有体积小、重量轻、移动方便的特点,特别适合回采工作面和掘进工作面使用,火、防水要求能够实现就近供电,提高供电质量应用对比采区变电所:适合负荷集中、位置相对固定的采区使用,初期投资较大但长期运行成本低移动变电站:适合工作面频繁推进的情况,投资灵活但需要频繁搬迁和重新安装工作面配电点工作面配电点是矿井供电系统的末端,直接为各类采掘设备提供电力,是设备操作人员接触最频繁的供电环节组成与功能控制开关1实现电路的通断控制,配备漏电、过载、短路等保护功能启动器2为电动机提供启动、停止、正反转等控制,具备过载和缺相保护电缆连接装置3实现电缆的可靠连接和快速接断,采用隔爆型接线盒监控显示单元4显示电压、电流等运行参数,便于运行状态监测安全管理要点•配电点必须设置在支护良好、无淋水、通风良好的地点开关设备应悬挂有电危险警示牌严格执行停送电制度,停电必须挂牌上锁•定期检查隔爆面完整性,失爆立即停用检修•配电点周围5米内严禁堆放杂物和易燃物品•操作人员必须经过专业培训,持证上岗第四章井下供电安全技术措施井下供电环境特殊,存在瓦斯、煤尘、水、火等多种危险因素,必须采取严格的安全技术措施本章将重点讲解防爆、防触电、杂散电流防治、三专两闭锁制度及电缆管理等核心安全技术,这些措施是保障井下供电安全的关键防线防爆与防触电措施防爆技术措施防触电保护系统煤矿井下存在瓦斯等爆炸性气体,电气设备运行时产生的火花或高温极易引发爆炸事故建立多层次、全方位的触电防护体系,最大限度保护人身安全隔爆型设备井下所有电气设备必须采用矿用隔爆型,外壳能承受内部爆炸压力且不向外传爆防爆合格证设备必须取得国家安全认证,标志清晰完整,严禁使用非防爆或失爆设备隔爆面维护定期检查隔爆面无锈蚀、无损伤,间隙符合标准,紧固螺栓齐全有效杂散电流危害及防治杂散电流是指流出正常回路在大地中或金属管道、轨道等构件中流动的电流,在矿井中可能造成严重危害⚠️主要危害产生原因✅防治措施金属腐蚀:杂散电流流经金属时产生电化学腐蚀,导•单相接地故障未及时处理规范接地:严格执行一点接地制度,避免多点接地形致管道、轨道、电缆铠装损坏成环流•电缆接地不规范或多点接地电雷管早爆:杂散电流可能引爆电雷管,造成爆破事•漏电保护装置失效或退出运行绝缘隔离:电缆与金属管道、轨道保持足够距离,交故叉处加绝缘隔离•电力系统与轨道、管道相距过近保护失效:干扰接地保护和漏电保护装置,导致保护实时监测:安装杂散电流监测装置,超标时报警并及•接地系统设计不合理失灵时处理设备损坏:造成电气设备绝缘下降、元器件损坏定期检测:每月对轨道、管道进行杂散电流测试,建立检测档案及时消缺:发现接地故障立即处理,不得延误三专两闭锁安全管理制度三专两闭锁是煤矿井下供电管理的核心制度,通过人员、设备、技术手段的多重保障,有效防止电气事故发生三专制度专业人员管理•必须配备专职电气技术人员和维修电工•从业人员必须持证上岗,定期培训考核•严禁非电气人员擅自操作电气设备专用变压器供电•不同电压等级、不同负荷性质分别由专用变压器供电•严禁一台变压器同时带动力负荷和照明负荷•局部通风机必须使用专用变压器供电专用开关控制•每台设备配备专用控制开关,不得一开多用•开关必须具备过流、漏电、接地等保护功能•严禁用闸刀开关直接启停电动机两闭锁制度风电闭锁•局部通风机停止运转时,工作面内电气设备自动断电•防止停风后瓦斯积聚遇电火花发生爆炸•通风恢复正常后经检查确认安全方可送电瓦斯电闭锁•瓦斯浓度超限时,自动切断工作面电源•瓦斯浓度降到规定值以下且经检查确认安全后方可送电•人为解除闭锁装置视为严重违章行为三专两闭锁制度是血的教训换来的经验,必须严格执行,任何人不得以任何理由违反该制度!井下电缆敷设与维护电缆是井下供电的动脉,其选型、敷设和维护质量直接关系到供电安全必须严格按照规程要求进行电缆全生命周期管理电缆选型原则敷设与维护要求敷设规范电压等级匹配•电缆应悬挂整齐,避免扭曲、受挤压电缆额定电压应不低于线路工作电压,高压电缆选用屏蔽型•与压风管、排水管保持

0.3米以上距离•电缆接头必须使用专用连接装置,严禁明接载流量计算•穿越巷道底板时采取保护措施,防止碾压根据负荷电流、敷设方式、环境温度进行载流量校核,留有充足裕度定期检查机械强度•每周检查电缆外观,发现破损及时处理•每月测试绝缘电阻,高压电缆≥100MΩ,低压≥

0.5MΩ移动设备用电缆选用橡套软电缆,固定敷设可选用铠装电缆•定期进行接地电阻测试,确保保护系统有效•建立电缆台账,记录敷设位置、规格、长度等信息阻燃性能⚠️故障处理必须选用煤矿用阻燃电缆,并取得安全标志认证•发现电缆发热、冒烟立即停电处理•绝缘电阻下降到临界值以下禁止使用•电缆修复后必须经试验合格方可投用第五章井下用电安全监测系统现代化煤矿必须建立完善的井下用电安全监测系统,实现对供电设备运行状态、电能质量、安全保护装置等的实时监测和智能管理通过信息化、自动化手段提升供电安全管理水平,是保障矿井安全生产的重要技术支撑监测系统组成与功能井下用电安全监测系统采用分布式架构,实现从数据采集、传输、处理到显示报警的全流程自动化管理地面集控站监控中心设在调度指挥大厅,配备大屏幕显示系统和工作站,实现全矿井供电系统的集中监控和管理可实时查看各监测点数据、历史曲线、报警信息,并可远程控制部分设备开停网络数据交换中心采用工业以太网或光纤环网,实现地面与井下的高速、可靠数据通信配备服务器和数据库,存储海量监测数据,支持大数据分析和智能诊断功能井下监控分站在井下中央变电所、采区变电所等关键位置设置监控分站,就地采集电压、电流、功率、温度等运行参数,以及各类保护装置动作信号,通过网络上传至地面集控站核心监测功能运行监测保护监测报警管理•电压、电流、功率实时显示•漏电保护动作监测•超限自动报警•设备温度在线监测•接地系统完整性监测•故障分级处理•负荷曲线自动记录•杂散电流监测•短信推送通知•电能质量分析•保护定值在线核查•应急预案联动监测系统关键技术传感器与自动化控制技术监测系统的基础是各类传感器对电气参数和环境参数的精确采集电流传感器采用霍尔效应或互感器原理,实现电流的非接触测量,精度达

0.5级以上电压传感器通过电压互感器或电阻分压采样,隔离测量高压和低压线路电压温度传感器红外或接触式温度传感器监测设备温升,预防过热故障通信与数据处理环境传感器工业总线技术:采用CAN、Modbus等总线实现分站间数据交换光纤通信:井下骨干网采用光纤传输,抗干扰能力强监测瓦斯浓度、湿度等环境参数,实现风电、瓦斯电闭锁无线传输:移动设备采用WiFi或4G通信,实现移动监测数据库系统:历史数据存储和查询,支持数据挖掘分析Web发布:通过浏览器远程访问监测数据,移动端APP推送智能诊断技术应用基于大数据和人工智能技术,监测系统可实现设备健康状态评估、故障预测和智能诊断,从事后处理转向预测性维护,大幅降低突发故障率监测系统对安全生产的贡献井下用电安全监测系统的建设和应用,为矿井安全生产带来了显著的经济效益和社会效益85%30%15%事故降低率维护效率提升能源节约电气火灾和触电事故发生率下降设备故障诊断时间缩短30%,维修成通过负荷优化和电能质量管理,综合85%以上,重大电气事故接近零本降低,设备可用率提高节能率达15%,经济效益显著98%系统可靠性供电系统可靠性达98%以上,非计划停电次数大幅减少管理提升经济效益•实现供电系统可视化、透明化管理•减少设备损坏和电气事故损失•数据自动记录,为事故分析提供依据•优化电能质量,降低能耗成本•远程监控减少井下作业人员数量•延长设备使用寿命,减少更换频次•提升应急响应速度和处置能力•提高生产效率,增加经济产量第六章典型井下电气事故案例分析通过对典型电气事故案例的深入分析,可以更直观地认识到井下供电安全的重要性,吸取血的教训,防止类似事故重复发生本章精选三个具有代表性的事故案例,从事故经过、原因分析到预防措施进行全面剖析事故案例一主通风机断电引发瓦斯积聚:⚠️事故经过某矿井因地面变电所进行设备检修,在未提前通知井下的情况下直接切断供电,导致主通风机停止运转长达40分钟井下通风停止后,采掘工作面和盲巷内瓦斯快速积聚,最高浓度达到

3.8%,已达到爆炸危险浓度幸亏井下瓦斯监控系统及时报警,调度室紧急撤出所有井下人员,并严禁一切火源进入井下,避免了一场可能造成重大人员伤亡的爆炸事故原因分析管理缺陷:检修计划未履行审批程序,未制定停电方案沟通失误:地面与井下调度沟通不畅,停电前未通知制度缺失:主通风机未配备备用电源,违反规程要求应急不足:停电应急预案不完善,演练不到位✅预防措施双回路供电主通风机必须采用两回路电源供电,一用一备,自动切换备用电源配备柴油发电机组作为第三电源,保证任何情况下不停风停电审批严格执行计划停电审批制度,重要设备停电需矿长批准事故案例二电缆短路引发井下火灾:某矿采区变电所至工作面的1140V动力电缆因绝缘老化,在运行中发生相间短路,产生强烈电弧引燃电缆绝缘层,引发井下火灾短路起火114:20电缆接头处绝缘击穿,相间短路产生电弧,引燃电缆护套,火势迅速蔓延2烟雾弥漫14:22有毒烟雾沿巷道扩散,工作面人员发现异味,采区瓦斯浓度开始上升紧急撤离314:25工作面班组长组织人员按避灾路线撤离,同时向调度室报告火情4断电灭火14:28调度室紧急切断采区电源,启动矿井火灾应急预案,救护队携带灭火装备入井火灾扑灭515:40救护队成功扑灭火灾,所幸未造成人员伤亡,但电缆和部分设备损毁严重事故原因深度剖析️安全改进措施设备老化:电缆使用超过15年,绝缘电阻已低于标准值,未及时更换•建立电缆档案,实施全生命周期管理维护不当:未定期进行绝缘测试,电缆接头制作不规范•每半年进行一次绝缘电阻测试,不合格立即更换保护失效:短路保护定值偏大,未能在第一时间切断故障电源•优化继电保护定值,采用智能保护装置敷设不规范:电缆与可燃物距离过近,加速火势蔓延•电缆周围5米内不得存放可燃物•安装电缆温度在线监测系统,超温报警•配备便携式灭火器材,加强职工消防培训事故案例三误操作导致供电系统瘫痪:某矿井下中央变电所值班电工在处理一起接地故障时,未按操作规程进行,错误地将两路进线同时断开,导致整个井下供电系统瘫痪,主排水泵停止工作,矿井水位快速上涨,险些酿成淹井事故事故发展过程第一步接地故障发生:井下某处电缆破损导致接地,接地监测装置报警第二步处理不当:值班电工未查明故障点,贸然同时拉开两路进线开关第三步全系统断电:井下所有设备停电,通风机、排水泵全部停止运转第四步水位上涨:主排水泵停止工作,矿井涌水量大,水位每分钟上涨

0.5米第五步紧急恢复:矿领导赶到现场指挥,30分钟后恢复供电,避免了重大事故管理漏洞与操作失误培训不足:值班人员未经过系统培训,不了解双电源切换原则制度缺失:未建立操作票制度,重要操作无人监护违规操作:未按照先投备用、后断工作的原则操作应急失当:发生故障后慌乱处置,未请示上级三专两闭锁制度的重要性这起事故充分暴露了三专两闭锁制度执行不到位的严重后果:专业人员不专业-电工技能不足,不能胜任岗位专职管理不到位-无人现场监护,违规操作无人制止第七章供电安全管理与应急预案井下供电安全不仅依靠技术措施和设备保障,更需要完善的管理制度和有效的应急预案体系本章将介绍供电安全管理的核心要素,以及如何建立和完善应急响应机制,确保在突发情况下能够快速、有序、有效地处置,最大限度减少事故损失制度体系建设•建立健全供电管理规章制度,明确各级人员职责•制定设备巡检、维护、检修、试验等技术标准•实施操作票、工作票制度,规范停送电流程•建立设备档案和缺陷管理系统,实现闭环管理人员培训与考核•所有电气人员必须持证上岗,定期复训•开展经常性安全教育和技术培训•组织事故案例学习,吸取教训•实施技能考核和竞赛,提升业务水平应急预案体系•编制供电系统综合应急预案和专项预案•明确应急组织机构、职责分工和响应流程•配备应急物资和装备,定期检查维护•每季度至少组织一次应急演练,检验预案有效性隐患排查治理•建立隐患排查治理双重预防机制•开展日常巡检、周检、月检和季度大检查•实施隐患分级管理,重大隐患挂牌督办•应用信息化手段,实现隐患闭环管理结语筑牢煤矿井下供电安全防线:未来工作重点贯彻国家标准严格执行GB/T50417-2017/2022等国家标准,确保供电系统设计、建设、运行符合规范要求技术创新积极采用新技术、新设备、新工艺,推进供电系统智能化、信息化建设严格管理完善管理制度,强化责任落实,加强监督检查,严格考核奖惩安全生产永远在路上保障安全井下供电安全是一项系统工程,涉及技术、管理、人员等多个层面,必须常抓不懈我们要深刻认识到供电安全对矿井安全生产的极端重要性,时刻绷紧安全这根弦以保障矿工生命安全为根本出发点,促进矿井安全、高效、绿色发展安全生产,人人有责井下供电安全关系到每一位矿工的生命安全,容不得半点马虎!让我们共同努力筑牢煤矿井下供电安全防线,!感谢大家的学习!请将今天学到的知识应用到实际工作中,为矿井安全生产贡献自己的力量。