时间：2023-05-30 10:45:43
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇矿用电缆，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】连接器；可靠性；锁紧；防护；接触对
1.引言
矿用多芯电缆连接器一般是井下工业控制系统的主连接器，其可靠性直接关系到系统的稳定性，保证系统的正常运行。近年来随着井下工业控制系统的不断拓展，对于矿用多芯电缆连接器可靠性的要求越来越高，因此保证连接器可靠性的技术解决方案成为了系统设计应用的关键技术之一。
近期，针对目前部分产品使用的电缆连接器及电缆组件在加工和现场使用中出现的问题进行了国内外先进连接器的信息收集，经调研、学习后，不难发现，保证连接器的可靠性主要在于把握连接器的关键技术点，本文总结论述电缆连接器的关键技术点，由于时间有限，本文部分数据还须通过实际生产或试验验证。
本文主要围绕以下几个方面进行论述：
1）连接器头座连接锁紧方式；2）连接器外壳材质及表面处理；3）连接器接触对结构、材质及表面处理。
2.连接器可靠性技术
2.1 连接器插头和插座连接锁紧方式
连接器的插头和插座的可靠连接是保证系统信号稳定传输的前提，井下连接器的使用环境特殊，主要表现为空间狭小、有振动，这对于选择连接器插头插座的连接方式提出了新的要求，必须操作简便和锁紧可靠，可以简单的归纳为“易锁难解”。图1-1是国外一款圆柱形插拔自锁连接器，插拔原理主要是通过插头前部的六瓣锁定弹片与插座里的锁定凹槽配合，完成插拔自锁，该结构锁紧方式简单可靠，插座和插头插合后防护等级可以达到IP68，可靠性很高，但其对连接器内部的结构设计要求较高，对锁定弹片的设计要求也较高，或者强度不够，则会影响到连接器的使用寿命和抗振能力，由于该结构对加工对加工等要求较高，国内矿用连接器使用该结构较少。
目前井下的电缆连接器使用较多的方式为U型卡快速插拔式（如图1-2），插头与插座连接后，插入U型卡，通过U型卡的形变夹紧力实现插头和插座的可靠连接。此方式安装简单，连接也较可靠。此类连接方式要求U型卡必须具备相应的强度，刚度和韧度都有要求。井下胶带运输机沿线振动强烈，如果U型卡强度不够，则极易发生松脱的情况，使得连接失效。U型卡的材料可以选弹簧钢，经热处理（退火）后改善其机械性能，表面镀层处理以防锈防腐蚀。此外，U型卡的可靠锁紧还与插座上U型卡插入孔的中心距及U型卡本身的形状结构相关，这两个结构因素直接影响插头插座的锁紧及端面密封的可靠性，各厂家的设计生产各不相同，只要通过插拔疲劳试验并能够达到目标解锁力，就可以认为是有效的U型卡机构。U型卡在井下连接器中被广泛使用，主要原因在于其锁紧原理简单、操作便捷及造价较低。
目前井下连接器还有少部分使用螺纹连接锁紧式，该形式较之快速插拔式的连接方式，可以减少因振动而导致的连接松脱现象，但根据实际使用的情况，会发生螺纹生锈腐蚀以后无法拧紧或卸装的情况，这说明，螺纹连接方式对外壳的材质有防锈的要求，关于外壳材质在下一部分论述中再作细述。此外螺纹连接方式还必须有辅助防松结构，防止连接器锁紧螺纹在振动、冲击环境下的松脱。螺纹锁紧连接器，螺纹拧合扣数不宜太多，应不多于六扣，且有明显的到位感而非到位标识，井下光线不足，操作者很难辨识到位标识。根据调研，螺纹锁紧式连接器不适合用于大型连接器，一般适合用于回转直径不大于15mm的小型连接器，使用螺纹连接锁紧式的连接器，设备应在结构上留足操作空间。
2.2 连接器外壳材质及表面处理
螺纹锁紧式连接器在实际使用中易发生螺纹生锈的问题，影响了连接器的连接，失效分析后我们了解到，一般此类连接器外壳材质为钢，然后表面喷漆或者电镀处理，这种材质和处理方式在受潮和受到腐蚀性气液体侵蚀时很容易发生生锈的情况，所以建议井下设备连接器应尽量避免选用钢材质，可以采用06Cr19Ni10（美标304），表面钝化处理，试验表明，48小时酸性盐雾试验后（氯化钠溶液，pH值3.3左右）外壳无锈蚀，可以作为连接器外壳的选材。不锈钢材质不需要做表面的镀层处理，但是不锈钢的加工性能较差，因此不锈钢的连接器价格昂贵，成本较高。调研时发现国外的一些金属连接器外壳多采用铜合金，先镀1μm，然后镀镍3-6μm，然后镀亚光铬或黑铬0.3-1μm，其他小的零件如电缆夹、螺母等则采用铜合金表面镀亚光镍6-8μm，在抗工业废气、盐雾和大多数腐蚀剂方面，均有出色效果。对于非常恶劣的使用环境，这些连接器则选用AISI 303或304号不锈钢，耐腐蚀。我们可以看到，国外的连接器使用的材质主要是铜合金和不锈钢。主要原因在于黄铜或者铜合金的加工性能很好，因此目前国内也普遍采用，但是对镀层的工艺要求很严格，镀层的材料、厚度必须达到相应的标准才能满足防护等级的要求。镀层在遇到恶劣的腐蚀性环境时，很容易受侵蚀，针对这种情况，采用铜合金，必须按照严格的工艺流程先镀铜，再镀镍，在镍基基础上再镀铬，并适当加厚镀镍层的厚度（约加至8-10μm），以提升外壳的表面的抗腐蚀能力。实际连接器的外壳材质选用可以综合材料价格、可加工性、后处理工艺等各方面的因素来确定，前提是必须保证其抗腐蚀性能。
2.3 连接器接触对结构、材质及表面处理
接触对是连接器的核心部分，结构、强度、材质和表面镀层等都是接触对的重要参数。接触对的结构直接影响其强度，应严格按照国标或者各企业的企标（一般高于国标）来设计制造。在实际生产过程中，发现有焊杯强度不够的情况，与接触对连接的芯线的面积不同，所采用的结构、壁厚必然不同；接触对与芯线的连接方式的不同，也必然导致接触对的结构不同。图3-1是国外某品牌连接器的三类插针，可以看到因为连接方式不同而导致插针结构的不同，材料均为铜合金，表面镀镍1.25μm，然后镀金0.75μm，国内外连接器接触对的镀层要求一般也与此相似，各厂家略有区别，接触对的导通电阻一般应不大于5mΩ。
表1为某款连接器的针芯（焊接）直径与电缆芯线直径的匹配表。
从表1我们可以看出，针芯的直径是与与其焊接的电缆芯线的直径相关的，两者严格匹配。接触对的结构是多样的，尤以插孔结构的多样性更为常见，插孔的结构直接决定接触对连接的可靠性。常见的连接器插孔有簧片孔（表1中所示）、线簧孔、冠带孔等，总结可以发现，主要是实现与插针之间的线面接触及在振动等情况下的接触补偿等，以实现可靠连接。根据以上所述，连接器接触对的设计和工艺要求必须依据接触特性和使用环境，执行严格的参照标准，通过科学的结构设计和制作工艺流程方能实现可靠的连接。
3.结语
井下的特殊使用环境对电缆连接器的性能提出了特殊要求，实现其可靠性需要对其关键技术的把握，连接器头座连接锁紧方式、外壳材质及表面处理及接触对结构、材质及表面处理，这是影响连接器使用性能的关键，以上的调研范围还不够全面，需要在实际的使用中和更多的试验来确定更科学的关键参数，并将这些数据运用与电缆连接器的设计和生产制造中，最终保证电缆连接器的可靠性。
参考文献
[1]GB3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求[S].中国标准出版社，2011.
[2]李书常.电连接器选用手册[S].化学工业出版社，2010.
关键词：供电系统；优化改造；设计实践
【分类号】：TG333.2
一、引言
矿井供电系统是煤矿生产的重要动力源，其系统设计的优劣直接影响煤矿生产的安全稳定运行和煤炭生产成本。随着煤炭生产技术的迅速发展，煤炭的产量大大提高，煤矿作业中大功率电机等大型电气设备的不断应用和增加，井下供电系统承担的负荷就越来越多，这就要求整个井下供电系统必须提高供电质量。一旦煤矿井下供电系统出现问题，整个矿井的正常运转必然会出现紊乱，极容易发生瓦斯事故和淹井等恶性事故，其后果不堪设想。
二、井下供电系统技术改造设计原则
（1）一定认真贯彻国家有关安全生产的各项方针政策和法规，遵照有关现行的设计技术规程、规范及规定。
（2）要从整体出发，对提出的优化改造设计方案进行必要的计算，并要求施工图纸齐全。深入论证电源、负荷及线路布局的合理性，并要从定性和定量两方面来论证其安全可靠性和经济稳定性。
（3）充分了解供电现状，对不符合技术要求和安全规程的必须进行技术改造或更换，尽量利用现有设施和能够安全运行的电气设备，本着减少改造工程量、投资少，见效快的原则，
（4）在保证供电安全可靠的前提下，力求所用的开关、启动器和电缆等设备最少。
三、井下供配电
（1）供电电压
井下高压采用10kV，采区低压动力采用1140V及660V，井底车场石门采用660V，照明及手持电钻采用127V。
（2）井下供配电系统
本矿井为斜井开拓方式，运输大巷内采用胶带机运输，运输顺槽采用胶带机运输、轨道下山采用调度绞车提升。根据井下负荷统计表得出，矿井最大涌水时井下计算负荷为Pj=2520.8kW，Qj=2439.8kvar，计算电流Ij=181.9A。按经济电流密度计算，矿井下井电缆选用2回MYJV22―8.7/10kV，3×95mm2交联聚乙烯绝缘矿用电力电缆，经主井筒引至井下中央变电所。两回电缆分别取自地面变电所10kV不同的母线段，一回运行，一回备用。当一回电缆故障时，另一回电缆能保证井下现有最大涌水量时的全部用电负荷供电。
1）中央变电所
井下变电所内10kV侧选用9台BGP49-10型矿用隔爆型高压真空配电装置；变电设备选用2台KBSG-400/1010/0.69kV400kVA矿用变压器；0.66kV侧选用3台KBZ-500型矿用隔爆馈电开关、3台KBZ-200型矿用隔爆馈电开关、3台QJZ-200型矿用隔爆真空磁力启动器、1台BZX-4.0/0.6，4.0kVA0.6/0.133kV型照明变压器综合保护装置。
井下变电所10kV配出共6回，2回至所内变压器；1回至采区配电点；1回至综掘配电点；1回至运输大巷胶带机配电点。低压配出共7回，其中3回至主水泵，2回至调度绞车硐室，1回至给煤机，1回至普掘配电点。井下电缆全部用铜芯电缆，井下主电缆选用交联聚氯乙烯扩护套内钢带铠装MYJV22-8.7/10kV型电力电缆，低压动力电缆除煤电钻采用MZ-0.3/0.5型煤电钻专用橡套电缆外其他均选用MY-0.38/0.66型矿用橡套电缆。
2）采区供配电
为减少管理环节，节约投资，使高压深入负荷中心，采区所有负荷均直接由中央变电所供电。自中央变电所10kV的两段母线分别引出电缆向采区运输皮带、综采工作面、综掘工作面供电。以上各用电负荷均采用KBSGZY型矿用隔爆型移动变电站供电。供电电缆采用煤矿专用高压双屏蔽监视型橡套电缆，电缆型号为MYPTJ-6/10kv，3×50+1×25/3+JSmm2、MYPTJ-6/10kv，3×25+1×16/3+JSmm2。本设计中，所有开拓及掘进工作面的局扇均采用专用开关、专用电缆供电，并配有风电瓦斯闭锁装置。掘进工作面的局扇均采用双回路供电。
（3）井下电气设备保护
1）10kv配电设备设有短路、过流、失压及单相选择性接地保护。
2）0.66kv配电设备设有短路、过载、失压及漏电保护。
3）煤电钻设有电钻变压器综合装置，对煤电钻能起动短路、过载、漏电等保护，对煤电钻能进行远距离控制。
4）掘进面局扇设有风电瓦斯闭锁装置，工作面设有瓦斯断电保护装置。
（4）井下照明
井下采用固定、移动式电气照明，照明电压等级为127v。各机电硐室、候车室、井底车场主要运输巷等处照明采用固定照明，照明灯俱为：DGS-20/127YA型矿用隔爆荧光灯，约60盏。移动照明选用KS88型矿灯，约150盏。矿灯充电设备设在地面，型号为KTSY―102矿灯快速充电机，共计3台。
（6）井下接地
在井下水泵房水仓内设两块1500×750×5mm的镀锌钢板作为主接地极。各配电点均设辅助或局部接地极。所有用电设备的外壳及保护装置（包括电缆的铠装及接地芯线）和局部接地装置都要同主接地装置相连，形成一个完整的接地网，接地网上任一保护接地点的接地电阻不得超过2Ω。
四、总结
随着煤炭技术的飞速发展，大功率的采煤机组及运输设备也随之增加，井下负荷容量远不能满足井下供电系统的供电要求，因此煤矿井下供电系统改造势在必行。通过实践发现，设计人员在进行供电系统改造时，应加强对用电单位供电现状的了解及现场勘察调研，多方讨论，提出多种方案进行论证，本着供电安全可靠、技术先进、经济实用的设计理念进行技术改造，以提高企业的综合经济效益，从本质上全方位的建立本安型煤矿供电系统。
参考文献
[1]魏良.矿山电气设备使用技术[M[.煤炭工业出版社，2006.
[2]《煤矿安全规程》.北京：煤炭工业出版社.2010.
11多数矿井没有采用两回路供电。《煤矿安全规程》严格规定：矿井应有两回路电源线路，旨在保证一回线路停电的情况下，通风机、提人绞车、井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房等设备能正常运转，工人能安全撤离，避免发生透水事故和因通风机停运而形成瓦斯、粉尘聚集等。检查中我们发现，很多煤矿基本上采用单回路供电，虽然有几家煤矿新购置了发电机，也只不过是用于井上临时生活照明或应付安监部门检查时打开通风机，而且所配备的发电机容量极其有限。
12备用电源不符合规程规范，安全隐患极大。按照《电力法》《电力供应与使用条例》有关规定，用户安装自备电源必须向供电部门申请，并经供电部门现场检查审核。凡新投运和已投运的自备电源，须在电网与自备电源接口处安装可靠闭锁装置，以防止在电网停电时用户自备电源向电网返送电。可是，目前很少有煤矿的自备电源经过电力部门检查审核、校检试验，一般未履行任何申报手续，电网与其自备电源的接口处没有安装任何可靠闭锁装置，且既无人看守，也未悬挂任何警告标示牌。这种隐患若酿成事故，轻则造成自备电源设备和现场其他电力设施瞬间毁灭，重则造成人身伤亡和局域电网崩溃直至毁损整个电网。
13由地面引入井下的供电线路没有按规定装设防雷装置，一旦遭遇雷击，雷电将沿导线直接侵入井下各个工作面，引起人员触雷电伤亡或引发瓦斯爆炸等特大事故；井上井下电气设备没有按规定装设接地、过流、漏电保护装置，发生电气设备绝缘损坏漏电或人体触电时，就会造成生命财产的巨大伤害和损失。
2煤矿用电的漏电原因
21电缆或电气设备本身的原因
其一是敷设在井下巷道内的电缆，由于井下环境潮湿，且运行多年，其绝缘老化或潮气入侵，引起绝缘电阻下降，使正常运行时系统对地的绝缘阻抗偏低或发生漏电。在这种供电系统中，还会因偶然的过电压冲击，使绝缘水平较低处发生击穿，产生集中性漏电。其二是开关设备长期使用，接线板潮湿可能造成漏电；其内部元件（主要使控制变压器、接触器、继电器、线圈等）或导线，因某种原因使绝缘恶化、导线头碰壳也会造成漏电；自动馈电开关中的过流继电器，当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
22因施工安装不当引起漏电
其一是电缆施工接线错误，如误将相线与地线相接，通电后就会发生漏电；橡套电缆接头违反施工工艺要求，如不用电缆线盒的连接和明接头等，这些接法都破坏了橡套的绝缘，在井下潮气的侵蚀下易发生漏电，此外，这些接法的机械强度都较低，容易被拉断而造成漏电。其
二、电缆与设备连接时，由于芯线接头不牢固，封堵不严、压板不紧，运行或移动时造成接头脱落或接头松动，使相线于金属外壳直接搭接而漏电，或者是因接头发热过度使绝缘损坏而漏电。其
三、橡套电缆悬挂方法违反规定，采用铁丝或铜丝悬挂，时间一长，就可能发生漏电。其
四、开关或其它电气设备的内部接线错误，或接线头送脱碰壳，当合闸通电时便发生漏电。
3煤矿用电的管理对策
31政府应积极组织电力企业加快煤矿供用电电网的统一规划和建设，积极推进煤矿双电源、双回路供电的建设和改造工作；重视解决农村电网向煤矿供电的安全问题，使向合法煤矿供电的相关农村电网逐步具备对一级负荷供电的能力。
32电力企业应在政府的统一部署和领导下，及时对政府部门公告关闭矿井停止供电；地方政府应当组织煤炭行业管理、电力监管和煤矿安全监管等部门，加大对非法转供电的整治和打击力度。
33供电企业应规范供用电合同，把合法煤矿企业列为一级负荷，不将煤矿用户列入计划限电拉闸序位表；严格执行煤矿用户停送电管理制度，定期检查煤矿供电状况；允许用户自由选择基本电价按变压器容量或按最大需量计费。
34煤矿企业要落实安全生产责任制和矿井停送电制度；应双回路向井下供电，主变压器采用一台运行一台热备用方式；按照有关规定，配置满足保安负荷容量的应急备用电源；对自供区电网和矿区用电系统进行全面的技术改造。
35政府有关部门、电力企业和煤矿企业应制定和完善供用电应急预案，建立应急联动的协调机制，开展应急预案联合演练工作；煤矿企业严格落实停电时的应急措施，一旦停电必须迅速撤出人员，按规定检查、排放瓦斯合格后，方可恢复供电。
36政府有关部门应进一步加强供用电设施的保护工作，及时协调解决线路走廊的安全隐患问题，加大对盗窃破坏电力设施的打击力度；各级电网企业和煤矿企业应加强电力设施的巡查，积极推广应用电力设施安全防护的新技术和新成果。
37各级安全监管、电力监管、煤炭行业管理和煤矿安全监管部门应协调解决自供区电网与电力主网联系薄弱、结构不合理等问题，督促企业认真落实煤矿供用电安全责任制；对当前煤矿供用电管理存在的突出问题进行跟踪督察和日常监管检查。
为了工程处生产目标和二矿可持续发展，2011年8月我们全队职工来到二矿北山第八项目部。施工-700米配套工程，先后建设井底绕道和井底水仓，现在施工管子道。以前干过巷道和暗立井，通过这两个项目的施工受益匪浅，也打开了视野，增长了见识，为我以后进一步走向工作岗位打下坚实的基础。
一作为一名井下电工，浅先介绍一下供电系统
地面变电所供电采用双回路供电，进出线电缆均选用yjv22-10-3120型10kv铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，电缆附件选用wrsy-331-2型交联电缆热缩型户外终端头和jrsy-331-2型交联电缆热缩型中间接头，并有独立的供电间隔.供电的可靠性、安全性好。变电所的接线方式为单母线分段，安装kygd-z高开柜，jsnp2313智能型微电脑保护装置，每台高开柜具有选择性漏电保护功能;低压开关柜选用矿用一般型kydd-z开关柜，具有以下功能：(1)、封闭式结构;(2)、近控、远控操作功能;(3)、微电脑后台操作系统。安装两台s11-630/6/0.4主变压器，一台工作，一台热备用.入井为双回路供电，入井选用myjv22-6-395高压交联电缆，由地面变电所直接敷设至井底变电所。井底变电所安装两台矿用防爆型干式变压器kbsg-500/6/0.69，一台工作，一台热备用，安装kbz-400馈电开关，输送各分队和井底泵房，还有信号综保供大巷照明。
二煤矿机电安全
1矿用电气设备防爆的重要性
电气设备在正常运行或故障状态下可能出现火花、电弧、热表面和灼热颗粒等，它们都具有一定能量，可以成为点燃矿井瓦斯和煤尘的点火源。大量统计资料表明，电火源是井下瓦斯爆炸的主要点火源，约占50%左右。而且随着煤矿井下电气化程度的提高及井下电气设备电压等级的提高，电气设备的事故更易发生，因此搞好电气设备的防爆，对防止瓦斯、煤尘爆炸具有十分重要的意义。
2矿用电气设备防爆的基本措施
(1)采用间隔隔爆技术，比如我们使用的防爆开关，把正常运行或故障状态下可能引爆瓦斯或煤尘的电气设备置于坚固的具有隔爆结构的外壳内，当隔爆外壳内发生爆炸时不会引起外壳外部瓦斯或煤尘的爆炸。(2)采用本质安全技术，其特点就是限制热源的热量，使本质安全型设备在事故或故障状态下所产生的电火花不能点燃瓦斯或煤尘，但这种防爆技术只适用于“弱电”系统。(3)采用增加安全程度的措施，主要依靠提高设备的安全程度，降低故障率，从而防止电弧、火花或危险温度的产生。(4)采用快速断电技术，又叫超前断电技术，其特点是采取可靠的自动快速切断故障电流的措施，使可能产生的电火花或电弧存在的时间小于点燃瓦斯或煤尘所需要的最小时间。瓦斯爆炸的感应期一般为10ms以上，煤尘爆炸的感应期一般为40-250ms。
3井下电器隔爆性能的保证
(1)隔爆结构要符合要求，隔爆结合面的长度和间隙直接关系着隔爆外壳的隔爆性能，只要宽度设计适当，在爆炸压力作用下，结合面的瞬间和残余变形都不会影响隔爆间隙。隔爆面要求清洁等，隔爆面的粗糙度也应符合要求。(2)隔爆面要有防锈措施，如电镀、硫化等，但不准涂漆，因为油漆在高温作用下易分解，使得结合面间隙变大，影响隔爆外壳的隔爆性能。(3)隔爆面之间的紧固及防松。(4)联锁和警告标志的设置。
4停送电要按《供电系统安装措施》。
所有工作人员必须听从指挥，服从领导;在变压器上工作时，必须断开高压配电箱;操作高压设备时，必须穿绝缘鞋，戴绝缘手套，站在绝缘台上，一人工作，一人监护;停送电工作，由井下安全责任人在井下变电所填写工作票;严格执行停送电制度和有关规定制度，高压配电箱断开后，必须将可动部分隔离插销全部拉出，抬起闭锁板，处于检修位置，并悬挂“有人工作，禁止合闸”的警示牌，只有执行此项工作的人员，才能取下此牌送电，操作送电时听从机电负责人指挥;所有停电结束后，必须进行验电，放电;拆除、安装结束，需要送电时，必须与工作面其他人员取得联系，确认所供范围内无其他人员工作时，方准送电;工作人员必须两人一组严禁单独工作;在检修、运输、移动电气设备和机械设备时，要保证设备和人身安全;工作结束后机电队负责对每一台设备悬挂铭牌，注明电压等级。
三电气设备管理
电器操作人员必须持证上岗;非专职人员和非专职值班电工不得私自操作电器设备，井下不准带电检修、搬迁带电设备和电缆电线;实行包机制度、挂牌制度和制度化管理;各种电器开关必须上架，接地必须符合规范，杜绝失爆;工作面用电要严格执行停送电制度，应做到“三无、四有、两齐、三全、三坚持、十不准”：无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头;有过流和漏电保护装置、有螺钉和弹簧垫、有密封圈和挡板、有接地装置;电缆悬挂整齐、设备排列清洁整齐;防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全;坚持使用漏电继电器、坚持使用煤电钻照明信号综合保护、坚持使用瓦斯风电闭锁装置;不准带电检修和搬迁带电设备、不准甩掉无压释放装置和过电流保护装置、不准甩掉无压检漏继电器、煤电钻、照明综合保护、不准明火操作、明火打点，明火放炮;不准用铜铝铁代替熔断器中的熔体;工作面停风、停电不经检查瓦斯不准送电;失爆设备和失爆电器不准使用;不准在井下拆卸矿灯;有故障的供电线路不准强行送电;电器设备的保护装置失灵不准送电。通过每班的细心观察，仔细研究，精心维护，确保了设备卫生整洁、电缆悬挂整齐、设备运行良好，并根据生产的实际情况制定了切实可行的检修计划，使得设备的故障率大大降低，确保了生产的正常进行。
四井下工作条件对电气设备的要求
1井下环境潮湿，有的地方还有淋水，因此电气设备要求防滴(溅)，隔爆外壳及隔爆结合面要求防锈蚀，电气绝缘材料要求耐潮。此外，井下温度高，故还应对矿用电气设备的绝缘性能进行湿热试验。
2井下常有煤、岩石冒落、片帮，运动设备的拉、挂、碰、撞，易使设备受损坏，因此要求电气设备具有坚固的外壳。
【关键词】煤矿;安全;生产;管理
1.煤矿供电系统的分类和等级
1.1供电系统的分类
在满足电力用户对供电可开性的要求的同时，又要照顾供电的经济性，这是合理可靠的工地阿明原则之一。无论是在国民经济中还是煤矿企业中，不同的电力用户对供电的可靠性要求不完全相同，因此，通常将供电电力负荷分为三类：一类负荷、二类负荷、三类负荷。一类负荷的定义：凡因突然中断供电会导致人身重大伤亡事故，或损坏重要设备且难以修复，或因停电给国民经济带来重大损失者，均属于这一类。煤矿用电显然属于一类负荷，煤矿中的通风、排水、升降人员、抽放瓦斯等也都属于一类负荷，又称保护安全。因此，煤矿是最重要的电力用户，要求供电绝对安全可靠，为此，对煤矿供电必须采用双回路供电和应急备用电源供电。二类负荷：凡因突然中断电会造成大量减产者，如煤矿中专门用于提成煤和物料的提升设备、压风机、井底车场、采区 变电所等。三类负荷：凡因突然中断点对生产没有直接影响者。
1.2供电电压等级的划分
目前，煤矿井下采用交流电压等级有：6000V、1140V、380V、127V、36V。6000V为矿区内高压配电电压或动力电压；600V为井下低压配电电压或动力电压；1140V为采煤机的专用电压；127V为井下照明、手持式电钻的电压；36V为控制系统的电源电压。
2.煤矿用电现状
2.1大部分煤矿没有采用双回路供电
我国《煤矿安全规程》严格规定：矿井应有两回路电源供电线路，旨在保证一回线路停电的情况下，通风机、提人绞车、井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房等设备能正常运转，工人能安全撤离，避免发生透水事故和因通风机停运而形成的瓦斯、粉尘聚集等。考察中我们发现，很多煤矿基本上采用单回路供电，虽然有几家煤矿新购置了发电机，也只不过是用于井上临时生活照明或应付安监部门检查时打开通风机，而且所配备的发电机容量极其有限。
2.2备用电源不符合规程规范，安全隐患极大
按照《电力法》《电力供应与使用条例》有关规定，用户安装自备电源必须向供电部门申请，并经供电部门现场检查审核。凡新投运的自备电源，须在电网上与自备电源接口处安装可靠闭锁装置，以防止在电网停电时用户自备电源箱电网返送电。可是，目前很少有煤矿的自备电源是经过电路部门检查审核、校检试验，一般未履行任何申报手续，电网与其自备电源的借口处没有安装任何可靠闭锁装置，且既无人看守，也未悬挂任何警示标示牌。这种隐患若酿成事故，轻则造成自备电源设备和现场其他店里设施瞬间毁灭，重则造成人身伤亡和局域电网崩溃直至毁损整个电网。
2.3缺乏必要的安防雷电和接地措施
由地面引入井下的供电线路没有按规定装设防雷装置，一旦遭遇雷击。雷电将沿导线直接进入井下各个工作面，引起人员触雷电伤亡或引发瓦斯爆炸等特大事故；井上红霞电气设备没有按规定接地、过流、漏电保护装置，发生电气设备绝缘损坏漏电或人体触电时，就会造成生命财产的巨大伤害和损失。
3.煤矿用电漏电的主要原因
3.1电缆或电气设备元器件本身的原因
第一是敷设在井下巷道内的电缆，由于井下环境潮湿，且运行多年，其绝缘老化或潮气入侵，引起电缆的绝缘电阻和绝缘性能下降，使正常运行时的系统对地的绝缘阻抗偏低或发生漏电。在这种供电系统中，还会因偶然的过电压和过电流冲击，使电缆的绝缘水平较低处发生击穿，产生集中性漏电。第二是开关设备长期使用超出了设备的安全使用期，接线板潮湿可能造成漏电；其内部元件（主要使控制变压器、接触器、继电器、线圈等）或导线，因某种原因使绝缘层老化，导线头碰壳也会造成漏电；自动馈电开关中的过流继电器，当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放点而造成漏电。
3.2因施工和安装过程中的不规范操作引起的漏电
其一是电缆施工接线错误，如误将相线与地线相接，接通后就会发生漏电；橡套电缆接头违反施工工艺要求，如不用电缆线盒的链接和明接头等，这些接法都破换了橡套的绝缘，在井下潮气的侵蚀下易发生漏电，此外。这些接法的机械强度都较低，容易被拉断而造成漏电。其二、电缆与设备链接时，由于芯线接头不牢固，风度不严、压板不紧，运行或移动时造成接头脱落或接头松动，使相线于金属外壳直接打劫而漏电，或者是因皆有发热过度使绝缘损坏而漏电。其三、橡套电缆悬挂方法违反规定，采用铁丝或铜丝悬挂，时间一长，就可能发生漏电。其四、开关或其它电气设备的内部接线错误，或接线松脱碰脱，当合闸通电时便发生漏电。
4.煤矿安全用电的管理对策
政府应积极组织电力企业加快煤矿供用电电网的统一规划和建设，积极推进煤矿双电源、双回路供电的建设和改造工作；重视解决农村电网向煤矿供电的安全问题，使向合法煤矿煤矿供电的相关农村电网逐步具备对一级负荷供电的能力。电力企业应在政府的统一部署和领导下，及时对政府部门公告关闭矿井停止供电；地方政府应当组织煤炭行业管理、电力监管和煤矿安全监管等部门，加大对非法转供电的整顿和打击力度。供电企业应规范供电合同，把合法煤矿企业列为一级负荷，不将煤矿用户列入计划限电位拉闸序位表；严格执行煤矿用户停送电管理制度，定期检查煤矿供电状况；允许用户自由选择基本电价按变压器荣量或按最大需量计费。煤矿企业要落实安全生产责任制和矿井停送电制度；应采用双回路向井下供电，主变压器采用一台运行一台热备用方式：按照有关规定，配置满足、保安负荷容量的应急备用电源；对自供区电网和矿区用电系统进行全面的技术改造。政府有关部门、电力企业和煤矿企业应制定和完善应急供电预案，建立应急联动的协调机制，开展应急预案联合演练工作；煤矿企业严格落实停电时的应急措施，一旦停电必须迅速撤出人员，按规定检查、排放瓦斯合格后，方可恢复供电。政府有关部门应进一步加强供用电设施的工作，及时协调解决线路走廊的安全隐患问题，加大对盗窃破坏电力设施的打击力度；各级电网企业和煤矿企业应加强电力设施的巡查，积极推广应用电力设施安全防护的新技术和新成果。各级安全监管、电力监管、煤炭行业管理和煤矿安全监管部门应协调解决自供区电网与电力主网联系薄弱、结构不合理等问题，督促企业认真落实煤矿供用电安全责任制；对当前煤矿供用电管理存在的突出问题进行跟踪督察和日常监管检查。煤矿企业加强井下电气设备的管理和维护，定期对电气设备进行检查和试验，性能指标达不到要求的，应立即更换。此外，将带电导体、电气元件和电缆接头等，都封闭在坚固的外壳。在电气设备的外壳与盖子间设置可靠的机械闭锁装置，以保证未合上外盖前不能接通电源，或者接通后，便不能打开外盖。这一措施能有效地防止因带电检修而造成的触电事故。
安全无小事，只有保障人身安全才会有效益。人民生命财产的安全始终是一切经济工作的重中之重。只有不断发现和有的放矢地解决安全生产中的各种问题，从切实保护人民群众的生命财产入手，从安全的点点滴滴抓起，确保安全生产，文明生产，才会有煤炭行业生存与发展和经济效益、社会效益双赢的可能，煤矿职工的人身及财产安全才有切实的保障。
【参考文献】
［1］王建，张永林，刘计伟．浅谈煤矿安全供电[J].中小企业管理与科技，2011．
[关键词]黄金矿山供配电；管理与技术；安全保护；防护措施
中图分类号：F426.1；X936 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0182-01
引言
由于黄金矿山生产环境复杂，井下巷道狭窄，空气潮湿，工作条件恶劣，供配电设备和电缆易受砸压而使绝缘损坏，所以井下极易发生触电、漏电及短路等一系列的故障，严重威胁矿山的安全生产及人员的人身安全。因此，加强矿山供配电管理对保障矿山的安全运行有着重要的意义。
1 供配电安全管理
黄金矿山供配电安全管理中的主要内容有：健全管理机构，建立健全安全生产的规章制度，定期进行黄金矿山供配电安全检查，实行执行工作票制度、工作监护制度、停送电制度加强安全教育以及技术的培训，做好供配电设备安全资料的管理。
在健全管理机构方面，建立三级管理机构：矿级、车间级、人员级。顶层设计，逐级落实，强化管理。在建全规章制度方面，做到规章制度完善，安全操作有章可依，根据不同的环境建立相应的供配电设备运行管理规程，监督落实管理；坚持维护检修制度，做好供配电设备的日常巡检，做好巡检记录，做好年度检修计划并认真履行，特别是对高压检修工作中应落实监护制度，做好工作间断、转移以及终结的管理。加强安全培训，定期组织学习，电工持证上岗。
黄金矿山供配电安全检查的内容主要包括：供配电系统图是否完善，检查供配电设备的绝缘有无损坏、绝缘电阻是否得合格，设备在部分是否出现了漏电的现象以及井下电缆的安全指数、各项保护措施是否接零或者接地操作，保护装置是否按照要求正常进行，安全用具和供配电灭火器材是否齐全，警示标志是否悬挂，供配电设备安装是否符合安装位置以及相关的制度是否完善等工作。
在安全教育以及技术方面主要的是从工作人员掌握的电学知识以及认识安全用电的重要性进行管理，要求作业人员要了解供配电设备的安全生产知识，有关的安全规程。对井下维修电工，要进行供配电装置的安装、使用、维护、检修，熟练的掌握电工安全操作的规程，掌握触电急救的技能；另外在黄金矿山供配电资料的管理中，应注重资料的收集和保存，对于重要的设备应建立设备档案，并保存相关技术资料及运行检修记录。
2 黄金矿山供配电安全技术
2.1 黄金矿山供配电的研究
黄金矿山供配电井下电压等级分三级：一级负荷指的是因突然中断供电会危及人员生命安全，引起重要的设备遭损坏或者是报废，造成的重大经济损失；二级负荷是因突然停电造成的直接减产；三级负荷是除了一、二、等级意外的其他负荷。
黄金矿山使用电压：高压一般为6 kV，直接用作大型动力设备的运行，如球磨机等。低压380V、220V用作日常设备用电及采场供电，127V作为照明使用，逆变直流250V为有轨运输电机车供电，逆变直流220V为高压柜操作用电。
2.2 井下供配电设备的选用
在井下供配电设备的选用中必须要采用矿用供配电设备，主要分为矿用一般型和矿用防爆型两大类。黄金矿山井下不存在瓦斯等易燃易爆物体，因此选用矿用一般性设备。
矿用一般型供配电设备是指专为矿山井下条件的不防爆的供配电设备，具有坚固的外壳，能够防止任何人员从外部直接接触带电体；有良好的封闭性，能防止来自不同方向水滴的飞溅，有防潮、防止外部固型物的性能；有电缆引入装置，并能防止电缆扭转，拔脱和损伤；开关手柄和门盖之间有机械联锁，同时在设备外壳的明显处有接地装置，并标有接地符号。这种供配电设备，在其外壳的明显处，均有清晰的永久性金属凸纹红色标志“KY”，这种设备按照BG12173《矿用一般型供配电设备》制造。
2.3 黄金矿山供配电安全保护的主要方式
在黄金矿山供配电安全保护方式中，具体的内容表现在：在中性点接地方式中，要通过金属接地与大地相连或者是中性点和大地绝缘，在安全装置中促进安全生产；在接地和接零方式中，要使设备的金属外壳以及供配电设备接触的其他金属物在出现触电中要做好保护措施；继电保护中，现阶段使用最广泛的是微机智能继电保护装置，它能够在电力系统在出现故障时，及时的将故障进行切除，保障系统安全的运行；除此之外还要做好漏电保护、过电流保护以及防雷保护方式。
主要技术措施有以下几点。
（1）绝缘-屏护-安全距离是防止人体触电，防止短路，故障接地等供配电故障的安全措施。操作人员及工具与电体之间的安全距离：35kV≤2.5m，10kV≤2m，380V以下≤0.1m。
（2）中性点接地-属工作接地，在露天黄金矿山地面供电系统中采用。
（3）接地和接零-为了避免触电事故发生，最常用的保护措施。
（4）漏电保护装置-防止电网漏电造成触电保护措施。
（5）过电流保护-保护供配电设备烧毁、引发火灾等危害。常用的保护装置有熔断器、热继电器，当过流短路时，保护装置跳闸、熔断起到保护作用。
（6）防雷电措施-雷电放电现象短时间内产生强大的电流200～300 A，放电温度可高达20000 ℃（2万度℃）破坏也极大。采用避雷针和避雷器。
2.4 加强黄金矿山供配电安全的措施
供配电事故主要有：触电、电击、电磁伤害、感应电压电击、静电、雷击、事故，以及线路超荷，引起的火灾、爆炸。从作业看带电作业死亡人数最多，其次手执长杆物体接触电体，误登带电设备，误入带电间隔，设备漏电等。促进直接触电防护措施以及间接触电防护措施建立，加强应急预案编制及演练，减少了黄金矿山供配电事故的伤害，加强矿山供配电安全管理与技术的探究应用，保障黄金矿山生产的正常高效进行。
3 结语
在研究黄金矿山供配电安全管理与供配电安全技术中，要严格的按照相关的规定进行，积极落实促进成效，做到有效的预防减少矿山供配电安全事故的发生，为黄金矿山生产工作提供有利的生产环境。
参考文献
[1] 杨国栋，张倩.推广职业安全健康管理体系，改进煤炭企业安全健康状况[J].中国国际安全生产论坛，2012（25）.
[2] 孙锡良，朱向东.浅谈黄金矿山生产中机电设备的安全管理[J].企业技术开发，2011（10）.
关键字：矿用电气系统 电气故障分析 电气设计要求
随着近年来科学技术突飞猛进，一些技术先进、自动化程度高的供用电设备不断引进和投入使用，这给矿山电气系统设计提出了很高的要求，为此，电气设备在煤矿下的使用安全要求日显突出。
电气系统引起的煤矿事故的原因分析。
I.电缆或电气设备本身的原因。
①敷设在井下巷道内的电缆，由于井下环境潮湿，且运行多年，其绝缘老化或潮气入侵，引起的过电压冲击，使绝缘水平较低处发生击穿，产生集中性漏电。②开关设备长期使用，接线板潮湿可能造成漏电；其内部元件（主要是控制变压器、接触器、继电器、线圈等）或导线，因某种原因使绝缘恶化、导线头碰壳也会造成漏电；自动馈电开关中的过流继电器，当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
矿井深度不断增加，瓦斯、地温及矿压等灾害因素增多，加上管理不善等因素，煤矿重大事故时有发生。重、供特大事故多为瓦斯、煤尘爆炸事故，我们知道造成爆炸的因素有三种：瓦斯浓度5%~16%；高温火源650~750℃；空气中含氧量≥12%，三者缺一不可。据有关资料不完全统计，近些年来的特大瓦斯事故中，由电火花引爆的次数占的比例将近半数。
2.目前对煤矿用电气系统的设计要求；
（1）设计中选用防爆设备。
选用防护能力较强的防爆类型电气设备，例如：增安隔爆复合型“de”、增安型“e”、“n”型等。此外，在温度组别上，选择高于应用环境气体点燃温度的组别。另外对于易爆气体和粉尘同时存在的危险场所设备选型时，一定要选用气体和粉尘双重防爆的电气设备，其防爆等级既要满足爆炸气体的特性，还要满足可燃性粉尘特性。
选用的电气设备不满足防爆要求的，要将此类设备安装于防爆箱内，以满足煤矿电气设备防爆使用的要求。
（2）避免电缆、电气设备浸泡于水，防止挤、刺而使电缆损坏；
（3）导线连接要牢固、无毛刺；
（4）不增加额外部件；
（5）设置保护装置；
根据《煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则》第6条规定。对于保护电缆干线的装置按公式：z≥IQe+KxΣle（z为过流保护装置的电流整定值，A；IQe为容量最大的电动机额定启动电流，A；Kx为需用系数，取0.5~1；Σle为其余电动机额定电流之和，A）。而实际中往往凭经验想当然不按公式计算，草率确定整定值，致使与实际产生误差，从而导致事故发生。
另外电气设计中包含TN-C-S接地系统，它由两个接地系统组成，第一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在煤矿的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN-C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN-S系统。TN-C系统前面已作分析。因此TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性，同时只要我们采取接地引线，各自都从接地体一点引出，及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施，那么TN-C-S系统可以作为自动化煤矿的一种接地系统。
（6）对于电网的对地电容电流进行补偿；
（7）设置漏电保护装置。
装设漏电保护装置.将带电导体、电气元件和电缆接头等，都封闭在坚固的外壳内。在电气设备的外壳与盖子间设置可靠的机械闭锁装置，以保证未合上外盖前不能接通电源，或者在接通后，便不能打开外盖。这一措施有效地防止了因带电检修而造成的触电事故。
井下配电变压器的中性点禁止直接接地，以减小漏电或触电电流。由于接地极的电阻很小（数欧姆），使得电源相电压几乎全部加在漏电过渡电阻或人体电阻上，危险性极大。
（8）避免电气设备失爆。
在瓦斯和煤尘爆炸事故中，由于电火花等电气设备失爆引起的瓦斯和煤尘事故占有较大比例。为了满足煤矿井下需要，国家制定了防爆电气设备标准，各种类型防爆设备的防爆措施不同，必须依据国家标准GB3836执行，保证各类防爆措施有效。
（9）设置环境安全监控系统。
环境安全监控系统主要用来监控有关气体（CH4，CO2，O2，SH2等）浓度、风速、负压、湿度、温度等数据及风门、风窗主要设备开停状态，实现甲烷超限声光报警、断电及风-电闭锁控制等。
瓦斯、煤尘、水灾合理配置必要的检测仪器、仪表，检修、维修工具和备件，以确保设备的正常运行。建立电气设备采购制度和标准，并附以必要的检测，确保合格的产品投入使用。运用先进的科学技术方法和建立健全高效的安全管理机制加强矿山安全生产。
（10）尽量使用低压电气。
对人身接触机会较多的电气设备，采用较低的额定电压。例如手持式电钻、照明设备及信号装置的额定电压不得超过127V，而井下各种电气控制回路的额定电压则限制在12~42V以内。
参考文献：
[1]田庆军、周晓娟，当前煤矿电气设备安全管理存在的问题和对策[J]煤炭技术，2009.02.
[2]工业与民用配电设计手册（第二版）[S].中国航空工业规划设计院等编水利电力出版社，2005，8.
Abstract： With the development of transmission and computer technique，symmetric DSL telecommunication digital cable was widely popularized， which offer a solution to video surveillance in gas controlling area. Combining with actual conditions， this paper suggests using symmetric DSL digital transmission to send real time video signal in coal caving face to monitor room in a long distance to solve problem of video in special environment.
关键词： 便携式；煤矿工作面；视频监控
Key words： portable；coal mining face；video surveillance
中图分类号：X924.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0222-02
0 引言
监控煤矿采煤、掘进工作面、钻场工作面的现场工作状态可有效预防煤矿突出事故，保障煤矿职工生命安全。传统视频监视系统在煤矿井下已经得到广泛的应用，但是综采、综掘工作面和瓦斯治理区域钻场的视频监控系统一直没得到大规模的的推广应用。
1 矿用摄像仪分析
1.1 矿用摄像仪特点 矿用摄像仪按照防爆型式可以分为两种：隔爆兼本安型摄像仪，本安型摄像仪，其特点如表1。
矿用摄像仪也可分为数字摄像仪和模拟摄像仪两类，其特点如表2。
数字摄像仪KBA5的典型链接见图1。
1.2 网络延伸器的特点 ①IP端到端网络。采用EDSL技术，可实现网络中心与最终用户之间的IP端到端传输，中间无协议转换，减少了信令处理的复杂性，提高了传输效率，使网络结构更加简捷。②双向带宽动态分配、应用范围广。EDSL使用半双工通信方式，这样可以动态的分配上行和下行拥有的时间片。③智能频谱管理。在从局端到用户的这段线路里，同一束线缆中可能同时存在着POTS、ADSL、ISDN、E1/T1、HDSL或SDSL。④IP包无碰撞机制。传统的以太网采用CSMA/CD方式通信。⑤突发技术。对于以太网络，信息的传输是突发的。⑥低功耗。由于采用了突发技术，EDSL系统大部分时间处于低功耗运行，系统的平均功耗大大降低。
1.3 矿用摄像机改造 KBA127B，KBA18，KBA5可利用网络延伸器进行改造，其中KBA5的改造图如图2所示。
从图1和图2的对比可以看出来，改造后设备数量增加。利用网络延伸器可以避免在高突工作面使用光缆，因此考虑将摄像仪和网络延伸器结合在一起，如图3所示。
2 新型摄像仪
2.1 新型摄像仪结构 新型摄像仪的内部结构如图4所示。
2.2 新型摄像仪特点 ①本摄像仪内部集成网络延伸器模块，可以直接输出单对双绞线传输信号，高突巷道内完全不使用光缆。②本摄像仪内部网络延伸器模块具有两个RJ11接口和两个RJ45接口。③摄像头模块通过强光抑制等技术手段，解决井下部分场景由于灯光的直射而造成画面大面积发白的现象。④在摄像仪内部又加入了语音对讲模块。⑤整机、各种电路、模块采用本安型设计，维护方便。⑥本摄像仪采用长方形壳体，可有效利用空间。
2.3 新型摄像仪使用方法 新型摄像仪在使用时需要配合KJJ12矿用本安型网络交换机或KCT18矿用本安型网络延伸器使用。如图5所示。
3 结论
①基于网络延伸器设计的新型矿用摄像仪可以解决综采、综掘工作面和瓦斯治理区域钻场的视频监控系统布线难题。②新型摄像仪因为采用了纯电缆的传输方式，线缆接续简单，故障排除时间大大缩短。③新型摄像仪具备级联的功能，如果一条巷道内需要布置多个视频监控点时，可以减少布线长度，方便施工。
参考文献：
[1]GB 3836-2010，爆炸性气体环境用电气设备[S].
关键词：起皱；扭曲变形；电缆变形；斗轮机电缆
中图分类号：U45 文献标识码：A
1 筒电缆使用场合
目前卷筒电缆主要用于斗轮机、港机、钢包车、电动铲运机等设备，随着设备来回运行，卷筒进行收线、放线运动。电缆在运行过程中承受正拉力与弯曲变形。
2 缆外护起皱、电缆变形的原因
根据市场用户反映，斗轮机、港机、钢包车、电动铲运机等场合使用的卷筒电缆都相应出现了护套起皱、电缆扭曲变形的质量问题，造成了设备无法正常作业。
通过对斗轮机电缆使用现场进行勘察，可能造成电缆出现护套起皱、电缆扭曲变形的原因有以下几点：
（1）电缆柔软性及结构稳定不够。柔软性不够，在移动弯曲过程中，电缆变形抗力较大；电缆结构不稳定，在弯曲时，电缆结构发生畸变，缆芯“拱起”，造成电缆弯曲变形。
（2）卷盘电缆受力分析：电缆卷筒的卷绕力用来克服电缆自重等引起的作用在电缆上的张力、卷筒支座轴承处的摩擦力、起-制动引起的惯性阻力等。将电缆卷绕到卷筒上去，要十分精确的计算卷绕力矩比较困难，目前采用比较粗略的计算法。
设电缆卷筒中心安装高度（离地面）为H（m），卷满电缆的卷筒最外层直径为D缆（m）。
则卷绕力矩：
M缆=D缆/2・（qH+S基）・9.8 （1）
其中：M缆―力矩（N・m）；D缆―卷筒最外层直径（m）；q―电缆单位重量（kg/m）；S基=5kg～10kg―考虑克服除电缆自重以外的卷绕阻力折算到电缆上的基本张力。电缆截面大的取值大，截面小的取值小。
目前斗轮机所采用的电缆卷筒多为磁滞式。由于磁滞式电缆卷筒是恒力矩的，力矩M=F・L（M表示力矩；F表示力值；L表示从转动轴到着力点的距离）；当力矩恒定时，外层电缆在收放过程中受力最小，内层电缆在收放过程中受力最大。因此随着电缆缠绕半径的变化，电缆所受的张力也在变化。如图3、图4的受力分析。
同时F・cosθ=F0（由外向内θ3F1），卷筒进行电缆收放时，从卷盘外圈向内圈，电缆与导缆架之间的夹角越来越小，根据力学正交分解分析得知，由外层向内层电缆受力也逐渐增大。
通过电缆受力分析，得知卷盘内层电缆受力与弯曲变形程度较外层要大。如果电缆卷筒的内径太小，再加上电缆卷筒的力矩也调的很大，那么内圈的电缆张力将会大于电缆允许抗拉力，造成电缆受力过大、弯曲变形。
（3）电缆卷筒的调试。现场调试人员往往将电缆卷筒力矩调的很大，造成电缆张力过大。
综合考虑上述影响因素，并对电缆发生弯曲变形的区域进行认真分析，得出以下结论：电缆的扭曲变形区域主要出现在卷盘的次内层，通过对设备的运行观察，在设计时电缆米数留有余量，卷盘最内层1～3圈电缆始终缠绕在卷盘上，不进行卷绕运动，因此电缆没有出现弯曲变形；次内层变形严重，主要是因为次内层较外层受力与弯曲变形程度较大，所以出现了图1中次内层电缆严重扭曲变形的现象。
3 改进措施
针对以上原因，相应的提出以下改进措施及注意事项：
（1）卷筒电缆，导体采用GB/T 3956-2008标准规定的6类软铜导体，成缆节径比控制在10～12倍，护套采用TPU、氯化聚乙烯、弹性体等材料，来提高电缆的柔软性；缆芯分组采用正规排列绞合结构，缆芯外绕包一层涂胶棉布带，护套采用双层结构，内外护套之间采用编织高强度纤维抗扭层，来保证电缆结构的稳定性。
（2）卷盘筒径的设计
（3）导缆架安装位置设计
卷盘由外向内弯曲变形程度逐渐增大，为了减小电缆弯曲变形的程度，卷盘内层电缆与导缆架之间形成的角度不小于60°。同时导缆架半径不小于电缆弯曲半径的12倍。
（4）卷盘力矩控制，卷盘力矩采用M1、M2两个档位（M1>M2），当卷盘上电缆米数超过电缆总长度的1/2，卷盘力矩为M1；当卷盘上电缆米数小于1/2电缆总长度，电气控制系统自动将卷盘力矩切换为M2。
（5）现场调试人员可以根据图5来确定调节电缆卷筒力矩大小。实际卷绕过程中，由于卷绕力矩作用，使电缆悬垂一段距离，悬垂线的水平投影l的长短与卷绕力矩M缆大小有关。M缆大则电缆拉的越紧，l就长。
（a）力矩太小，电缆过松；（b）力矩太大，电缆过紧；（c）力矩适中，电缆过度平稳。
结语
通过对电缆结构的优化设计，及设备自身的设计、调试、电气控制系统的优化改进，卷筒电缆出现外皮起皱、扭曲变形的现象是可以避免的。
参考文献
[1]吴建生.工程力学[M].北京：机械工业出版社，2003.
【关键词】矿井；供电；系统；设计
1 绪论
通过矿井的技改扩能，矿井原供电系统不能满足技改后矿井的需要。在“以风定产”“一通三防”的前提条件下，我们深知供电对矿井的重要性，以致通过供电系统的优化设计，来实现安全高效矿井。
2 井田概况
矿区地处扬子准地台坳川西台陷之雅安凹褶束与龙门山宝兴褶断束的结合带边缘，为地质构造较复杂区。在矿区范围内无大的河流，均为溪流。矿区大气降雨较为丰富，地表水排泄为区内的重要排泄途径。距该矿井8km有荥经县木梯岩电站，距该矿井3km有荥经县皇仪乡岗上电站。
3 地质特征
区内出露地层不齐全，最老为中三叠系雷口坡组，最新为侏罗系及第四系松散堆积物，仅有4个正式地层单位。由老至新如下：中三叠统雷口坡组（T2l、上三叠统须家河组（T3xj）、中下侏罗统自流井组（J1-2z）、中侏罗统新田沟组（J2xt）和第四系。
在矿区范围内无大的河流，均为溪流。据我矿测定，矿井+818m水平正常涌水量10m3/h，最大涌水量20m3/h，矿井水主要来自斜井揭穿含水层水；+775m水平涌水量极少，正常涌水量0.3m3/h，最大涌水量0.6m3/h。
矿井开采条件：依据矿井瓦斯等级鉴定结果的批复（矿井CH4绝对涌出量为6.19m3/min，相对涌出量为53.03m3/t，属高瓦斯矿井）；根据检测报告，本矿开采的双龙煤层煤尘无爆炸危险性；根据检测报告，本矿开采的双龙煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层，历年开采未发生过煤层自燃现象；矿井地温正常，无热害影响；根据本矿井及周边矿井开采情况，矿井无冲击地压。
4 供电系统
设计矿井采用两回路电源供电，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，以保证供电的连续行和可靠性。带电备用电源的变压器应热备用；若冷备用，必须保证备用电源能及时投入正常运行。
4.1 电源线路截面选择
（1）按经济电流密度选择电源线路截面：开采后期井下最大负荷时计算有功电力负荷654.4KW。 电源线路截面；A1=In/J，带入数据得36.5 mm2。根据以上计算结果，矿井双回路电源线路选用LGJ-3×50型钢芯铝绞线，并能为矿井后期扩能留有余量。
（2）矿井10kV变电所：六合煤厂地面10kV变电所设于主斜井工业广场内，根据配电所负荷、电源及出线回路数，变电所的10kV母线采用单母线分段接线。地面10kV变电所10kV配电装置选用GG-1A（F）型户内交流金属铠装中置式开关设备，配用VD4-12型真空断路器。10kV电源进线线路均采用架空进线方式，其余全部进出线均采用电缆方式出线，所用电设所用电屏，电源进线为两回，操作电源选用GZDW型智能高频开关直流电源柜，直流系统电压为220V，容量40AH，以作为配电所、保护、自动装置、信号及事故照明之用。
4.2 地面供配电
4.2.1 地面供配电系统
矿井地面供配电采用10kV和380/220V两级电压，一、二级用电负荷采用双电源供电。当矿井一回供电电源发生故障，另一电源可担负矿井全部负荷容量。在矿井地面设有一座矿井变电所和一个风井房变电亭。
4.2.2 井下供配电
（1）下井电压及电源：经统计井下设备工作容量459.1kW，有功功率316.97kW，无功功率273.94kVar， 视在功率418.94kvA，功率因数0.75；根据统计的井下用电负荷量和矿井开拓开采部署，设2回电缆下井至+818m水平中央变电所。
（2）下井高压电缆选择步骤：一是按经济电流密度选择电缆截面（A1=In/nJ），二是校验方法。根据以上计算结果，考虑矿井的后续发展，入井双回路高压电缆选用MYJV22-8.7/10，3×35煤矿用交联绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆。采用电压降校验电缆截面，单回路承担所供范围内的全部负荷时，电缆电压降为0.582%，所选电缆符合要求。双回路电缆，当任一回路出现故障或检修时，另一回路可承担井下所供范围内全部负荷用电。
（3）井下供电系统
中央变电所：中央变电所设置在主斜井下部车场附近，中央变电所和中央水泵房联布置。中央变电所主要为中央水泵房和+775m水平水泵房提供660V低压供电电源；为一带区变电所提供10kV高压供电电源。
5 低压电器电器容量及整定计算
（1）计算开关的工作电流Ig=（Kf×Pe×103）/（3×Ue×cosφe×ηe），计算知Pe=6101工作面最大负荷=98KW
（2）开关的选择结果：根据Ig、Ue，查《煤矿电工手册矿井供电 下》表11-1-17选带区变电所6101工作面馈电开关选KBZ-200馈电开关一台。其余馈电开关选择均按以上计算方法选择。
6 低压保护装置的选择和整定
6.1 低压电网短路保护装置整定细则规定
馈出线的电源端均需加装短路保护装置，使用馈电自动开关时，采用过电流继电器；使用手动开关时，采用熔断器，使用磁力起动器时，此阿用限流热继电器或熔断器。
6.2 保护装置的整定与校验
（1）过流继电器的整定原则：过电流保护装置的动作电流应按最大工作电流整定，在最远点发生两相短路时保护装置应有足够的灵敏度。
（2）熔断器熔体额定电流选择的原则是：流过熔体的电流为正常工作电流及尖峰工作电流（电动机的起动电流）时，综合保护装置不动作；而通过短路电流时，即使是最小的两相短路电流也要及时动作。
7 高压配电箱的选择和整定
7.1 高压配电箱的选择原则
配电装置的额定电压应符合井下高压网络的额定电压等级；配电装置的额定开断电流应不小于其母线上的三相短路电流；配电装置的额定电流应不小于所控设备的额定电流；动作稳定性应满足母线上最大三相短路电流的要求。
7.2 高压配电箱的选择：
中央变电所电源总开关负荷长期工作电流：In=Sn/（3×Ue×cosφe），带入数据得4.4 A 。根据以上这些计算结果，按《煤矿安全规程》的规定选用，查《设指》表2-62，选择高压配电箱型号为PBG-10。
7.3 高压配电箱的整定和灵敏度的校验
关键词：电气；控制；电路；故障
中图分类号：F470.6 文献标识码：A
“以人为本，安全第一”是煤矿生产的前提，也是我国煤矿常抓不懈的主要任务。煤矿由于受到地质、水文以及瓦斯等影响，对电气及线路使用均有十分严格的要求。为了保障井下机电设备和电线电缆的使用安全，对于防爆防火矿井，无论高低压均需设置电气的防触电防漏电控制电路。一旦出现故障可以迅速做出反映，杜绝事故的发生或者缩小事故带来的损失。电气控制电路出现故障后要及时找出问题原因，不可茫然做出决定，需要根据故障的表现深思熟虑才可以做出处理决定。
1、煤矿电气分类
煤矿井上下使用的电气设备的安全等级、电压电流以及种类相差较大。按照电压高低可以分为高压电气和低压电气设备。按照防爆要求划分为普通民用设备、一般矿用设备和防爆设备。
1.1高低压分类
（1）高压电气
高压电气往往包括煤矿井上下以及采掘中的动力、运输、通风、排水等设备。井下电气大多数提供动力，往往电压较高，掘进机、综采设备以及变电所设备往往电压几百伏乃至上千伏。
（2）低压电气
低压电气往往包括煤矿井上下照明、电话、信号线路连接的一些小型低压设备。
1.2是否防爆分类
（1）普通民用电气
普通民用电气主要包括民用住宅常见的一些电气设备，这些设备往往有220v或者安全电压使用。如，风扇，电视、电灯等。
（2）一般矿用电气设备
一般矿用设备有坚硬的外壳，电气线路连接使用暗连接，与矿井井上民用普通电气相比最重要的结实耐用防水防潮。
（3）防爆电气设备
煤矿防爆电气设备不仅要有坚固的外壳，而且要有防腐蚀防水抗变形等特点，另外还要有煤矿安全的煤矿专用认证，才可以在井下使用。
井下设备往往不仅电压高，而且电流较大，功率较高，均为几十乃至几百KW，以下是我单位在开采下组煤过程中掘进、开拓以及回采涉及到的大型机电设备型号、功率参数（如表1所示）。可以看出井下电气设备不仅型号多，而且功率较大，一旦出现故障，暗藏大量隐患，在井下使用过程中更加应该得到重视。
表1 某矿井井下主要电气设备一览表
2、煤矿电气控制电路故障分析方法
在出现故障时，切记不可鲁莽处理，要严格按照有关规定，进行汇报，切断电源或采取其他有效防护措施后，才可进行。对于电路控制故障的问题，需要通过望、问、测、闻、听、摸、切、敲、拽、晃等方法，对电气控制电路的问题进行分析，找出问题出现的部位以及可能出现的问题，并根据有关处理规定，在有安全保护的情况下，多人进行作业，排查问题出现的原因，并采取措施。
3、煤矿电气控制电路常见故障
由于篇幅的问题，在这里重点说明高压或高电流，安全等级要求较高的煤矿电气控制电路常见的故障。但是，我们仍然不能忽视小型电气设备的危险性，事故多数由于人们的思想麻痹，要做到自己对自己负责，要对别人负责。井下电气设备无论大小，无论多少，无论种类，不可掉以轻心，埋下隐患。要充分重视常见的电气控制电路的问题，不要麻痹大意，，铤而走险。下面就井下常见的一些电气控制电路的问题及故障，分别提出自己的看法。
3.1绝缘皮老化，导致工作电流过大或加快腐蚀金属件
井下电气设备线路多为悬挂，但是随着时间的不断推移，绝缘老化，致使电缆表面附着大量电荷，井下潮湿且金属件较多，极易出现危险或者加快腐蚀金属件。因此，在日常的维护中，要加强电缆悬挂顺序，保持管线清洁干燥，并保持一定间距，定期检查线路的完好性等。
3.2电源线与电气连接部分氧化，导致接触不良
井下电缆开关以及其它电气连接部分由于长期处于工作状态，往往出现隐打火现象，导致了电源线与电气连接部分氧化，长期可能加深接触不良，甚至出现电压不稳的症状。遇到这种情况，要观察现场电压的情况，长期定期检查电源先与电气、电源线与开关的连接是否完好。
3.3电气设备接地不牢固
在电气工作中出现漏电、电线短路打火等现象，可能是电气接地不良或未接地等原因导致的。在井下大型机械、恶劣环境工作下，电气设备的接地有可能收到环境或者人为客观、非意识的破坏，导致接地不牢或者未接地，出现以上问题。因此，井下电气要求接地的要严格按照规定进行接地，并设置保护。
3.4单片机控制错误
单片机的使用在很大程度上实现了智能可视化控制。然而，有时候单片机的使用在不能正常工作中，往往可能会给电气的使用产生误导。因此，要对单片机控制的电气设备加强单片机的维护，保证单片机信息的正确性和稳定性。
3.5无任何症状，无反应
在电气使用过程中，对于无任何症状，无反应的情况，万万不可简单认为是一变跳闸缺失电源导致的，应该更加深刻的意识到可能存在隐患。如，部分线路短路、电压不稳等。万万不可以草率送电。特别是井下电路连接有大型动力机械设备时，更加要注意不要轻易合闸送电，要在排除隐患、落实所有安全措施后，方可进行恢复送电以及作业。
3.6可以正转，不可以反转
在井下运输设备中，往往可以正转和反转，选择不同的按钮指示，可以打到不同的转动效果。如果电气运转，只能正转不能反转，很大程度上说明了正转的线路可能无问题，而是反转的线路出现了问题。因此，要根据实际情况，结合电气电路的使用情况，顺藤寻找隐患。
4、结语
煤矿生产属于高危产业，特别是井下电气的使用，如果操作不当或者不按照要求接入电路控制系统，往往会给井下的生产埋下巨大隐患。特别是井下动力设备，在使用过程中，一定要加强设备的日常维护和保养、检修，定期进行复查，确保井下机电设备和机电电路的安全运行。因此，安全要从意识抓起，机电管理要从人抓起，在日常电气以及线路安装过程中，要严格按照井下电气使用规定进行安装，确保井下电气的安全运转。
参考文献：
[1] 李铁柱.如何保障煤矿电气控制电路的安全运行与管理[J].新疆电力科技,2007(09)．
[2] 冯洁.试论煤矿电气控制电路常见问题及解决策略[J].黑龙江科技信息，2010(07).
[3] 胡芳. 浅析矿井安全供电[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2008(10)
[4] 董晓钧. 加强煤矿机电设备管理 促进矿井安全生产[J]. 装备制造技术. 2008(05)
[5] 黄莹. 浅谈煤矿电气控制电路检修的方法[J]. 科技信息. 2010(30)
作者简介：
[关键词]无线通信；系统
中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0390-02
0 前言
城郊煤矿地面、井下地形复杂，面积大，设备分布区域分散，局部区域有线通信系统安装需要敷设大量通信电缆并安装固定电话，实施较为困难。本文结合城郊煤矿地面、井下地形的实际特点与需求，构建无线通信系统，信号实现了无缝覆盖；高质量的语音通信能够充分满足作业人员和零散工作人员的通信需求，提高了信息传递的实时性和可靠性，为作业人员提供了方便的交流的工具，具有比较好的理论价值和实践意义。
1 无线通信的实施背景
煤矿企业的调度通信和行政通信系统经过多年建设和发展，虽取得了较大的成效，但是缺乏成熟的井下移动通信解决方案。矿井工人和工作人员的实时无线语音通信、地面调度指令的实时下达等都显示出井下无线通信系统业务的特殊性和重要性。根据这些业务要求，安装了基于WIFI技术的矿用无线通信系统。
2 城郊煤矿调度通信系统现状介绍
城郊煤矿通信系统由行政交换机（飞利浦SOPHOIS3000型）、调度交换机（华亨SH-3000型）、鹤壁广大泰祥IP电话交换机组成。井筒电话电缆选用HUYVR型阻燃通信电缆，井下选用KTH-15型本质安全型自动电话机。城郊矿通信系统与外界直通是通过程控数字交换机以光纤为传播媒介和集团公司通信中心交换机组网，实行点对点通信方式，集团公司通信中心以光缆和电缆为传输媒介和永城市电信局连接，矿内所有的行政电话均可实现国内长途直拨功能。在矿调度室还配置有两部手机，作为光缆通信系统故障时使用，调度台配备一台传真机对外联络。利用手机、电话可随时保持对外联络，利用调度交换机可保证井上下各重要场所的通信联系。系统采用模块化设计，可以任意选择各种接口，系统的控制方式采用全分散控制方式，各分板均采用独特的CPU控制，CPU与各分板之间采用RS-232协议通信，信息传递时延时小，用户抗干扰能力强。
井下IP电话系统：采用隔爆型音频转换器，隔爆音箱组成广播系统。井下电话与地面行政电话采用非等位拨号，用手机、外线用户可通过调度台转接到井下，井下用户直接拨打地面行政交换机用户通信。行政电话装机用户覆盖全矿区所有办公室。
3 城郊煤矿无线通信系统组成及特点
3.1 系统组成
系统由自动化网络交换机、矿用基站、矿用本安手机及其它配套设备所组成。系统按实际使用要求，通过增加或减少基站的数量，改变无线覆盖范围，可实现大区域或小区域的无线通信。
3.2 系统特点
可实现调度交换机的全部功能，可以与调度交换机、行政交换机、IP电话等无缝连接；系统可与矿井自动化系统、视频系统等共用井下工业以太环网，无需额外建设专用的语音传输线路，可减少线路建设资金的投入；
3.2.1 系统通信设备采用标准TCP/IP协议，具有远程WEB管理功能，维护操作简单；
3.2.2 无线速率可达54Mb/s，可实现语音、数据、图像的综合传输；
3.2.3 无线Mesh级联技术，即使通讯线缆受到损害，井下各通信基站之间仍可利用MESH技术进行通信；
3.2.4 组网灵活：本系统既可接入矿方现有的工业环网，又可独立组网。有光缆接口基站和电缆接口基站。
3.2.5 覆盖方便：无线基站之间可采用电缆、光缆等多种连接方式，主传输线路采用星型结合树型的混合拓扑结构，便于安装使用；
3.2.6 采用开放的WiFi协议，任何符合WiFi协议标准的设备均可接入，从而可实现全矿井安全生产各环节的无线数据传输；
3.2.7 无线基站、手机等设备均采用本质安全型设计，可在工作面、回风巷等危险场所使用。WIFI手机为煤矿专业设计，适应矿井恶劣环境；
3.2.8 系统可通过网关设备与调度系统或公共电话网络无缝连接，实现与调度电话和外线的互通。
4 城郊煤矿无线通信系统实施
4.1 矿井无线通信系统的建设目标
4.1.1无线通信系统充分覆盖城郊煤矿井下轨道大巷区域、地面办公区区域，基本形成一个连续覆盖的煤矿网络，用户在基站之间无线漫游。对于井下巷道，平直的巷道无线基站可覆盖前后200米（布置见图1），拐弯处（见附图2）、巷道上下坡处、障碍物处等特殊区域，考虑设置基站对井下这些有可能产生盲区的区域覆盖，保证井下无线信号完全覆盖以及良好的网络带宽，用户可以根据流量或者用户数平均分布在不同的基站上。地面使用若干个大基站（室外型），基站为智能天线基站，对城郊矿区内、东、西、北风井院内、矿门口等进行无线覆盖。
4.1.2在保证网络稳定可靠的基础上，采用先进的无线网络技术。地面支持802.11b/g，802.11a，并考虑今后向802.11n技术的演进。考虑煤矿信息化建设的综合应用下，可支持人员监测、定位、数据传输等的综合应用。
4.2 整体系统实施内容（简图见图3）
4.2.1地面设备
地面设备主要由IP交换机、网管计算机、大基站等组成；大基站通过网线与已安装好的自动化交换机连接，基站采用220v电源就近供电。通信机房配置无线调度交换机一套，矿区内配置地面大基站8台，覆盖半径为200米；调度楼和办公楼等内部共配置地面普通基站10台，每台的覆盖半径为30米；基站为220v电源供电。地面基站分布：矿生产区、办公楼院等。
4.2.2井下设备
井下设备主要由基站、电源、手机等组成；井下的骨干网由光纤构成；基站与基站之间，基站与自动化网络交换机之间通过光缆连接，手机与基站通过空中接口进行通信，每一个基站都有一个单独的电源供电。原则上每台基站、配备一路电源，但设备比较集中区域，一台电源可供三台设备供电。根据井下情况共配置150台基站。
5 结束语
城郊煤矿无线通信信号实现了无缝覆盖；高质量的语音通信能够充分满足作业人员和零散工作人员的通信需求，提高了信息传递的实时性与可靠性，支持后续产品的平滑升级，为企业信息化管理创造了有利的条件，具有很好的推广价值
参考文献
[1] 李红艳.架设FTP服务器共享教学资源[J].计算机教学与教育信息化，2009，1：663-664.
