《煤矿安全规程》电气-孙继平

《煤矿安全规程》电气报告人：孙继平博士教授博士生导师中国矿业大学（北京）副校长国家安全生产专家组煤矿机电组组长国务院安委会专家委员会矿山专业委员会副主任中国煤炭学会自动化专业委员会主任中国煤炭工业技术委员会信息与自动化专家委员会主任中国煤炭工业安全科学技术学会安全监控专业委员会主任国务院事故调查专家组（河北刘官屯矿12.7特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（山西焦家寨矿11.5特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（山西瑞之源矿12.5特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（山西安信矿6.13特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（河北李家洼矿7.14特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（河南新丰二矿9·21特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（山西屯兰矿2.22特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（河南新华四矿9.8特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（湖南立胜煤矿1.5特别重大事故）组长国务院事故调查专家组（河南兴东二矿6.21特别重大事故）组长第十章电气第一节一般规定第四百三十五条煤矿地面、井下各种电气设备和电力系统的设计、选型、安装、验收、运行、检修、试验等应按本规程执行。本规程未规定的，可参照国家有关规定。解析:本条是关于煤矿地面、井下各种电气设备和电力系统的设计、选型、安装、验收、运行、检修、试验等环节的总体规定。第十章电气第一节一般规定第四百三十五条煤矿地面、井下各种电气设备和电力系统的设计、选型、安装、验收、运行、检修、试验等应按本规程执行。本规程未规定的，可参照国家有关规定。解析:本条是关于煤矿地面、井下各种电气设备和电力系统的设计、选型、安装、验收、运行、检修、试验等环节的总体规定。本条同原《规程》（即2011版《规程》）第四百四十四条相比，进行了如下修改：1．删除对“通信系统”的要求本次《规程》修订中，增加了第二篇第十一章“监控与通信”专章内容，为避免重复，将原条款中对“通信系统”的要求移至第十一章。2．增加电气设备“选型”的要求因为设备选型是保证设备安全使用的前提，如果选型不当，所选用的电气设备不适用于现场使用环境、运行工况或防爆保护级别，可能会造成诸多安全问题甚至引发事故，所以增加了电气设备“选型”的原则性要求。3．删除“遇有与本规程相抵触的，应按本规程执行”本次《规程》修订过程中，已明确《规程》是煤矿安全生产的基本规定，在附则第七百二十条中已明确说明“煤炭行业施行的其他规程、规范同本规程相抵触之处，以本规程规定为准。”因此，将原条款中“遇有与本规程相抵触的，应按本规程执行”予以删除。4．增加“本规程未规定的，可参照国家有关规定”尽管本规程已经对煤矿地面、井下电气设备和电力系统的安全要求做了详细的规定，仍难免会有涉及不到之处；且随着社会的进步、科技的发展和标准规范的更新换版，可能出现新情况、新问题，国家可能会出台相应的规定，因此增加了“本规程未规定的，可参照国家有关规定”。第四百三十六条矿井应有两回路电源线路（即来自两个不同变电站或来自不同电源进线的同一变电站的两段母线）。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应担负矿井全部用电负荷。区域内不具备两回路供电条件的矿井采用单回路供电时，应报安全生产许可证的发放部门审查。采用单回路供电时，必须有备用电源。备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等要求，并保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行。备用电源应有专人负责管理和维护，每10天至少进行一次启动和运行试验，试验期间不得影响矿井通风等，试验记录要存档备查。矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式。若一回路运行，另一回路必须带电备用。带电备用电源的变压器可热备用；若冷备用，备用电源必须能及时投入，保证主要通风机在10min内启动和运行。10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器等各种限电断电装置。解析:本条是关于矿井供电电源及线路的规定，目的是保证矿井供电的安全可靠，避免无序停电对矿井安全生产造成威胁。（一）关于矿井供电回路的规定矿井主要通风机、主排水泵、升降人员的立井提升机和瓦斯抽放泵站等设备均属一级负荷，中断供电可能造成人身伤亡或者重要设备损坏。为确保其供电的可靠性，矿井应由两回路电源供电，当其中一电源回路发生故障中断供电时，另一电源回路不应同时受到损坏，并能担负矿井全部用电负荷。部分规模较小的矿井，受条件限制只能采用单回路供电电源线路时，应经其安全生产许可证的发放部门审查批准，但必须设置备用电源。本条款同原《规程》（即2011版《规程》）第四百四十一条的相关条款相比，进行了如下修改:1．明确了矿井双回路电源线路的定义进一步明确矿井双回路电源线路的定义为：“即来自两个不同变电站或来自不同电源进线的同一变电站的两段母线”。即条款中括号内的内容。GB/Z29238-2012《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》中对双电源的定义：“分别来自两个不同变电站，或来自不同电源进线的同一变电站内两段母线，为同一用户符合供电的两路供电电源”。GB50417-2007《煤矿井下供配电设计规范》规定：井下一级负荷必须有两回路或两回路以上电源线路供电，电源线路应引自不同的变压器和母线段。依据上述规定，对矿井双回路电源线路进行了上述定义。2．删除年产6万吨矿井供电回路的相关规定删除了原规程第四百四十一条的相关条款中“年产60000t以下（不含60000t）的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源”规定。目的是适应目前的国家政策导向。《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》（国办发〔2013〕99号）明确提出:“重点关闭9万吨/年及以下不具备安全生产条件的煤矿，加快关闭9万吨/年及以下煤与瓦斯突出等灾害严重的煤矿，坚决关闭发生较大及以上责任事故的9万吨/年及以下的煤矿。”国家安全监管总局等十二部门关于加快落后小煤矿关闭退出工作的通知》（安监总煤监〔2014〕44号）提出：对核定生产能力在3万吨/年及以下煤矿、核定生产能力在9万吨/年及以下煤与瓦斯突出煤矿依法实施关闭或淘汰退出。3．增加采用单回路供电矿井的审查要求增加了“区域内不具备两回路供电条件的矿井采用单回路供电时，应报安全生产许可证的发放部门审查”的要求。由于供电网络限制，不具备两回路供电条件的矿井，经其安全生产许可证发放部门审查批准后，可以采用单回路供电，但必须有备用电源。对备用电源的要求，本次修订未做修改。实际执行过程中，备用电源应满足以下要求：(1)备用电源容量应满足通风、排水、提升、安全监测监控、通信、瓦斯抽放泵站等一级负荷的要求，并保证主要通风机等在10min内可靠启动和运行；(2)备用电源应有专人负责管理和维护，每10天至少进行一次启动和运行试验，试验期间不得影响矿井通风等，试验记录要存档备查；(3)应制定相关应急预案。（二）关于矿井双回路电源线路上不得分接其他负荷的规定在电源线路上分接其他负荷会增加干线和电源故障的概率。此外，若一回路有分接负荷，当另一回路停电时，该回路不能担负起矿井的全部负荷，从而影响矿井供电的连续运行。为了保证矿井供电的安全可靠，规定矿井两回电源线路上都不得分接任何负荷。本条款同原《规程》第四百四十一条相关条款相比，未做修改。（三）关于采用分列运行方式的规定矿井电源采用分列运行方式时，两回电源线路同时运行，两台变压器一次母线并列运行，二次母线用联络断路器联络，联络断路器处于分断状态，变压器通过各自的二次母线供给各自的负荷。当一回路出现故障时，可以通过倒闸操作迅速恢复重要负荷的供电，从而保证了矿井供电的可靠性与连续性。这种运行方式的优点是线路的电压损失和能量损失较小，故障时短路电流小。对于采用一回路运行，另一回路带电备用运行方式的矿井，当运行线路发生故障时，通过合上线路受电端的开关恢复矿井供电。采用此种运行方式时，需要连续监测备用线路的状态并及时发现备用线路的故障。本条款同原《规程》第四百四十一条的相关条款相比，进行了如下修改:1．删除“以保证供电的连续性和可靠性”的表述该表述是规定运行方式及要求的目的，删除该表述更体现《规程》的定位。2．将原条款“带电备用电源的变压器宜热备用”的“宜”改为“可”虽然“宜”与“可”均为推荐性措辞，修改后更符合《规程》的编写要求。（四）关于矿井架空电源线路共杆架设的规定为保障矿井供电的可靠性与连续性，规定10kV及以下的矿井架空线路不允许共杆架设。原因是，矿井架空线路共杆架设存在以下问题：（1）如果电杆遭到破坏，两回路电源线路会同时中断供电；（2）由于两回路电源线路架设在同一电杆上，距离较近，当一线路遭受大风刮断、冰雹坠断或人为破坏而断线时，极易搭接到另一回路上，造成短路故障，致使两回路电源线路同时中断供电；（3）当一回路出现故障需进行检修时，由于两线路之间安全距离被破坏，另一回路供电可能被迫中断，使两回路同时中断供电。本条款同原《规程》第四百四十一条相关条款相比，未做修改。（五）关于矿井电源线路上装设限电断电装置的规定负荷定量器等各种限电断电装置的作用，是当用电最高负荷超过线路或电力部门限定的负荷量时，就自动使电源停止供电。在矿井电源线路上装设负荷定量器等各种限电断电装置，将增加矿井突然中断供电的几率，易造成通风、排水、提升等系统的瘫痪，对矿井安全生产造成严重威胁。本条款同原《规程》第四百四十一条相关条款相比，变化是：将“矿井电源线路上严禁装设负荷定量器”，修改为“矿井电源线路上严禁装设负荷定量器等各种限电断电装置”。这是由于随着电力设备的不断发展，新型限电断电装置不断出现，最为典型的即为负荷控制终端，其将电流过载保护功能、自动断电、报警、复位等功能于一体，当用电发生异常时，切断故障位置的电源。为了提高矿井供电的可靠性水平，避免无计划停电对矿井安全和矿工生命的威胁，不论何种设备、也不论技术先进与否，只要具有与负荷定量器相同的功能，在矿井电源线路上均不得装设。第四百三十七条矿井供电电能质量应当符合国家有关规定；电力电子设备或者变流设备的电磁兼容性应当符合国家标准、规范要求。电气设备不应超过额定值运行。解析:本条文是对矿井供电电能质量、电力电子设备或变流设备的电磁兼容性以及电气设备额定值的规定。（一）关于矿井供电电能质量和电磁兼容性的规定矿井供电电能质量、电力电子设备或者变流设备的电磁兼容性直接影响井下电气设备的安全可靠运行。做出本条款规定的目的，是尽可能避免矿井电气设备因电能质量或电磁兼容性等问题造成运行失效、故障或误动作，保证设备稳定、可靠地运行。本条款同原《规程》（2011版《规程》）相比，为“新增”内容。增加本条款的原因，是随着高产高效大型矿井的建设，新工艺、新技术、新材料和新装备不断涌现，机电一体化、电气自动化、电力电子调速等设备在矿井通风、提升运输、采掘等中得到越来越广泛的应用，如防爆变频器、软启动、各种功率补偿器等。这些电力电子设备或变流设备的大量使用，在提高生产效率、节能环保的同时，也造成了井下电网质量下降、电磁环境恶劣、矿用设备运行可靠性和稳定性下降的问题。衡量电能质量的主要指标有电压、谐波、三相不平衡、频率等。一旦供电电压、频率有效值的变化，电压波动及闪变、电压暂降、短时中断和三相电压不平衡，谐波、暂态和瞬态过电压，以及这些参数变化的幅度超出国家标准规定，将会导致电气设备故障或误操作，从而引发事故。尽管目前鲜有关于电磁骚扰引发事故的报道，但实际生产中安全监控系统冒大数、误报警的虚假现象与此密切相关。为此，规定矿井供电电能质量必须符合国家标准及规范，电力电子设备或者变流设备的电磁兼容性必须符合国家标准、规范要求，这是保证矿用设备安全可靠运行的重要措施。为了保证矿用设备安全可靠地运行，应采取以下几方面措施：首先，矿井供电电能质量应满足相关国家标准的要求；其次，在易产生干扰的电力电子设备的电源侧增加谐波治理装置和电磁兼容吸收装置，以保证电力电子设备的安全可靠运行；第三，使用的防爆变频器、软启动器、各种功率补偿器等电力电子设备或变流设备应具有一定的抗电磁干扰的能力，能够