煤矿井下供电过流保护研究.pdf

技术应用与研究 201907127 当代化工研究 Modern Chemical Research 隔为2.0m，锚索下配备相应数量的工字钢梁。 ⑤当轨道巷沿8角方向开掘2.0m后，开始下一排的撞 楔超前支护布置，前排撞楔支护与下一排撞楔支护交叉重叠 布置，交叉长度为1.5m，按此方案布置至巷道沿下山方向开 掘完成。 3安全管理措施 ①311轨道巷在开掘断层作业期间各班组在动工前需进 行探巷，探巷深度不得低于30m，在探巷过程中随时观察并 按时上报涌水量、气体涌出量等情况。 ②311轨道巷应精确控制以8俯角留顶煤破底岩下山掘 进，在下山掘进时各班组配备专职技术人员放线施工，预防 因角度偏差导致过断层后找煤困难。 ③在沿下山方向掘进过程中，巷道上覆岩层撞楔支护 钻孔作业过程中，应确保钻孔布置角度为8，与下山掘进 方向一致，钻孔布置完成后及时对因打钻而产生的岩石粉尘 进行清除，防止因岩石粉尘附着在钻孔壁而导致树脂锚固不 牢。当采用撞楔支护时，锚固时间应当大于一分钟。锚固2h 后必须及时对撞楔开展拉拔力测试，锚固无法达到设计效果 前必须重新补打。 ④松动爆破下山掘进过程中，每次爆破炮眼数量不得超 过3个。炮孔取0.6m～1.2m，尽量控制在1.0m，每孔最大装 药量为300g。爆破作业过程中随时注意上覆岩层的移动，制 定好相应合理有效的支护措施来应对因上覆岩层移动而出现的 离层、局部冒顶等突发情况。松动爆破作业结束后进行永久支 护，空顶距不得超过0.8m，禁止超空顶作业情况的发生。 ⑤当巷道沿下山方向开掘结束，及时观测上覆岩层的移 动变化特征，当12煤层或其他岩石层为轨道巷顶板的情况 下及时打钻孔确定方向，确保巷道顶板过断后仍沿着12煤 层的水平方向掘进。 3.结论 在311轨道巷开掘断层破碎带期间，设计并采取了合理 有效的掘进方案、支护方案、安全方案以及相应的突发情况 处置方案，成功避免了311轨道巷开掘断层时上覆岩层支护 困难、三角煤柱预留等问题，提高了巷道开掘效率，保证了 311轨道巷在以8俯角留顶煤破底岩下山掘进过程中顶板的 稳定性，确保了煤矿安全生产，取得了显著的效益。 【参考文献】 [1]申家志.巷道掘进过断层方法及技术措施研究[J].内蒙古 煤炭经济,201409129-130. 【作者简介】 张鲁嘉（1989-），男，大阳泉煤炭有限责任公司；研究方 向采矿工程。 煤矿井下供电过流保护研究 ＊张满囤 （山西汾西贺西煤矿 山西 033399） 摘要在煤矿实际生产过程中，由于井下环境较为恶劣，导致发生事故的可能性相对较高。大多数矿井以先进的技术为研究背景加强井 下供电过流保护，对于矿井安全生产具有极其重要的意义。基于此，本文对低压过流保护及高压过流保护工作原理进行分析，针对现有矿 井生产技术中存在的不足提出建议，以期推动整个矿井供电系统的安全高效运行。 关键词煤矿；井下生产；供电系统；过流保护 中图分类号T 文献标识码A Research on Over-current Protection of Underground Power Supply in Coal Mine Zhang Mantun Hexi Coal Mine, Fenxi, Shanxi Province, Shanxi, 033399 AbstractIn the actual production process of coal mine, the possibility of accidents is relatively high because of the harsh underground environment. Most mines take advanced technology as the research background to strengthen the over-current protection of underground power supply, which is of great significance for mine safety production. Based on this, this paper analyses the working principle of low-voltage over-current protection and high-voltage over-current protection, and puts forward suggestions for the shortcomings of existing mine production technology, so as to promote the safe and efficient operation of the whole mine power supply system. Key wordscoal mine；underground production；power supply system；over-current protection 引言 在井下实际生产过程中，供电系统故障是导致矿井发生 事故的主要原因之一，而供电系统故障中最为常见的为供电 过流。供电过流是指井下电气设备及电缆中的电流超过了其 本身额定值，而导致过流的原因大致可以分为三种类型，分 别为断路、短路及过载。当井下的电气设备绝缘体被破坏时 会导致出现短路，而短路则会产生大量的热量使电气设备损 坏。此时如果电气设备选择不合理或质量不达标时，则会导 致线路的电流密度加大，过载会烧毁设备。现有的矿井电流 设备大多为三相电流，当三相中有一相出现断路时，则会导 上接第126页 下转第128页 技术应用与研究 201907128 Modern Chemical Research 当代化工研究 致其余两相的电流过载，这种情况会对电气设备造成极为严 重的损害。当温度过高时，有时还会出现瓦斯爆炸，造成严 重的事故。基于此，提高矿井供电的安全稳定性、避免电气设 备供电过流，对于实现矿井的安全生产具有极其重要的意义。 1.保护装置的误动及改进 1误动原因 在之前的井下供电系统中，过流保护装置一般常被用 作整个矿井电路系统的保护，当矿井的生产处于正常的工作 状态下时，这一装置并不会发挥作用。但在设备正常运转期 间，设备有时也会出现误动。实际生产过程中可能造成误动 的原因一般为电机反转、电流波动及电压波动等。 ①电压波动 在矿井生产过程中，过流保护装置一般被安装在矿井供 电系统的最后阶段内，经常会出现电压突然变大的情况，而 电压的变化最大时可以达到正常值的115，同时，电压增大 后会导致电流也变大，随后触动供电系统的过流保护装置， 误动的概率也会显著增加。 ②电流波动 目前，大多数矿井生产过程中涉及的设备使用的电路大 多属于交流电路，而实际生产过程中设备电机运行的稳定性 一般与设备电机的合闸角度有极大的关联性。一般情况下， 当电机运行过程中电流值大于额定值10及以上时，会导致 设备电流过载，这种情况下过流保护装置开始发挥作用，而 电流经常出现过载也会导致过流保护装置工作的频率更大。 ③电动机反转 实际生产过程中电动机有时需要反转，但电动机的反 转会导致电气设备的电流值增大，一般可以达到正常生产过 程中的两倍，造成电路严重负载从而触发过流保护装置的运 行。 ④误差影响 在过流保护的过程中，过流的保护值不会随供电系统变 化。基于此，保护系统很难达到较为理想的状态，同时，由 于设备本身还包含继电保护装置，因此很容易使过流保护装 置出现误动的情况。 2改进方法 关于如何防止过流保护系统出现误动，可以在电路中引 入其适合的自动保护系统，对于原有的过流保护进行进一步 的优化。传统的保护装置设置的电流最大负荷一般较低，导 致原有的保护方法存在一定的局限性，电荷经常低于额定值 会导致设备的供电系统出现不同程度的损伤，最终导致本身 的过流保护系统也不能充分发挥其保护作用。因此，设备需 要具有自适应保护功能，保证设备在日常的运行过程中能够 实现定期的自检，及时监测相关工作参数的变化，从而给出 对应的防治方案，提升整个电机保护装置的灵敏度。 2.高压过流保护及改进 1高压过流保护 在矿井日常生产过程中，设备电机工作过程中散发的 热量较少，一般不会触发跳闸保护装置，因此跳闸保护装置 适应性较差。为进一步提高工作效率，可以采用高压过流保 护装置替代原有的跳闸保护装置。现阶段，高压过流保护装 置应用较少，主要原因为①设备的研发过程中，各操作工 艺较为复杂，整体设计完成所需时间较长；②关于设备的高 压运行参数并不统一，没有合理的安全值界定；③设计过程 中对于发动机的设计要求很高，而保护设计方面的关注度不 够，很容易在实际生产过程中存在安全隐患。 2改进措施 关于高压过流保护装置的优化，一般通过继电器实现 其日常功能。在继电器的选择上应选择可靠系数较高的继电 器以保证电动机载荷充足，保证在正常工作时不会启动，只 有在超负荷时才会发生断路，同时在故障排除之后能够正常 启动，普遍适用于现阶段的综合机械化水平较高的现代化矿 井。 3.低压过流保护及改进 1低压过流保护 矿井的生产环境复杂，而设备长时间超负荷运转也会使 对应设备的电缆出现故障而影响正常的电路工作。其中，单 相短路及双相短路属于非对称电路保护，三相短路属于对称 电路保护。随着矿井输电距离的延长，电缆的起始区域经常 会出现短路故障，一般情况下，当实际的供电电流小于启动 电流则会导致设备达不到启动条件而导致设备故障。为防止 设备短路而影响正常运转，可以通过在电缆末端安装对应保 护装置。 2改进措施 在设计过程中，对于负序分量及零分量应当合理分析， 当设备出现与电流相关的故障类型时应当保证设备自身内的 三相电路不会受到影响。同时，电流及电压的额定值一般被 作为负序保护的依据。当设备运行过程中出现电流方面的故 障时，经常会出现检查不到错误的信号，此时设备断开所需 的电流保护范围广、额定值小且灵敏度较高，在井下的应用 较为广泛，实际效果较好。 结语 电力系统的稳定性在一定程度决定了矿井的生产水平， 为确保矿井井下设备的正常运行，需要在井下安装对应的过 流保护装置，但过流保护装置在实际生产过程中存在诸多的 问题，会导致系统的误判，影响正常的生产过程。本文对矿 井常见的过流保护装置出现故障的原因进行归纳汇总，分析 现阶段的不足及改进措施，以期推动矿井电气设备的高效运 转，提高矿井的生产效率。 【参考文献】 [1]田玉虎.浅析煤矿井下供电保护方面的优化[J].中小企业 管理与科技上旬刊,20139183-184. [2]张清枝,李新雷.基于电动机热模型的微机反时限保护方法 研究[J].电力系统保护与控制,200914. [3]张晓燕.煤矿井下过电压产生的原因及措施[J].中国新技 术新产品,200912. [4]李诗华.矿用电机漏电闭锁保护的仿真研究[J].电气技 术，200812. [5]王景中,范金龙.基于电压采样方法的电动机保护器设计 [J].电子测量技术,200809. 【作者简介】 张满囤（1985-），男，山西汾西贺西煤矿；研究方向矿山 机电。