1.煤矿井下电气作业的职业特殊性1.1煤矿作业特点我国大多数煤矿地质条件复杂，多为井工开采。

煤矿井下作业的特点主要表现为：（1）井下作业，条件艰苦。

我国大多数煤矿为井下开采，井深平均在400米左右，工作环境比地面艰苦的多。

（2）地质条件复杂，自然灾害严重。

矿井瓦斯、煤与瓦斯突出、水、火、矿尘、顶板和有毒有害气体威胁煤矿安全生产。

（3）煤矿事故总量多，重、特大事故时有发生，容易造成群死群伤。

（4）煤矿从业人员结构复杂，综合素质不高，违章作业现象严重。

此外，煤矿还存在机械化程度偏低、工人劳动强度大、职业病危害较为严重等特点。

1.2煤矿井下电气作业对防治煤矿灾害的重要作用井下电气作业在煤矿灾害中的重要作用主要表现在：（1）防止各类机电事故，确保安全生产。

井下电气作业是保证机电设备正常运行和发生故障时及时检修恢复生产能力的主要力量。

（2）及时发现事故隐患，排除险情。

井下电气作业往往能够及时发现火灾、透水、冒顶等事故前兆，如果认真分析，采取措施，可以有效防止灾害发生。

1.3煤矿电气作业人员的职业道德和安全职责1.3.1井下电气作业人员的职业道德不论从事何种职业的从业人员，在职业环境中都要遵守职业道德。

煤矿井下电气人员的职业道德主要表现为：（1）热爱矿山，热爱本职工作。

（2）自觉服从工作安排，遵守劳动纪律，认真履行岗位职责。

（3）自觉遵守法律法规和规章制度，牢固树立“安全第一”意识，时刻保持安全生产的警惕性，保护好自身和他人的安全。

（4）加强学习，钻研技术，不断提高自己的业务能力和专业水平。

（5）爱护设备设施，正确规范操作，认真检查、维护和保养，及时处理故障，使设备处于良好的运转状态。

（6）虚心向师傅、同事学习，弥补不足,不断提高自己的综合素质。

1.3.2井下电气作业人员的安全职责保证机电、运输设备安全运行是井下电气作业人员的基本职责，因此，井下电气作业人员必须履行安全职责，确保安全生产。

(1)认真学习和执行安全生产方针，遵守有关安全生产的法律、法规、规程、条例和指令。

（2）严格执行岗位作业标准和机电质量标准，做到安全生产和文明生产。

（3）严格遵守劳动纪律，坚决制止任何人违章作业，拒绝接受任何人违章指挥。

（4）持证上岗，对本岗位内的设备运行和维修质量负责，对作业现场的安全工作负责，做到工艺安全和操作安全。

（5）必须熟悉和掌握本岗位范围内设备的结构、原理、性能、完好标准及常见事故的处理方法。

（6）严禁甩掉漏电、过电流、接地等各类保护装置。

（7）必须对本岗位内的电气设备进行巡回检查，发现问题及时处理，严禁设备带病运行。

（8）严格执行机电设备运行和故障处理填卡制度。

（9）发现重大安全隐患及时汇报，并具有预防事故和应急抢险救灾的能力。

2.矿井供电系统及井下供电安全2.1矿井供电系统矿井供电系统是指由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点按照一定的方式相互连接起来的一个整体。

2.1.1煤矿企业对供电的基本要求由于煤矿井下特殊的生产条件，为了保证矿工及矿山的生命、财产安全，要求供电安全、可靠、经济和技术合理。

（1）供电安全。

煤矿井下存在水、火、瓦斯、煤尘和顶板等五大自然灾害，自然条件恶劣，生产环境复杂，容易发生触电、爆炸等恶性事故。

因此，必须严格遵守《煤矿安全规程》的规定，采取防爆、防触电、防潮、各种电气保护等一系列措施，确保煤矿供电安全。

（2）供电可靠。

煤矿供电中断，不仅影响产量，而且会因为停电而停止通风、排水，从而引发爆炸、水害等各类重大事故的发生，危急生命财产的安全，有时甚至毁掉整个矿井。

因此，要求煤矿供电可靠，在任何情况下必须保证提供一部分的电能，确保矿工及矿井的安全。

（3）供电技术合理。

技术合理性也指保证供电质量好，即供电的电压、频率及谐波成份达到一定的技术标准。

电压波动的范围不超过额定值的±5%。

（4）供电经济。

由于煤矿电气设备耗电量大、输电功率大，如果设计不合理会造成许多电能的浪费。

因此，在保证安全、提高供电质量的前提下，力求优化供电系统，合理选型，以保证供电的经济性。

2.1.2电力负荷的分类煤矿电力负荷是决定电力系统规划、设计、运行以及发电、送电、变电布局的主要依据，是按用户的重要性和中断供电对人身安全或经济方面所造成的损失和、程度可分为三类。

第一类负荷。

凡因突然中断供电，将造成生命危害；导致重大设备破坏且难以修复；打乱复杂的生产过程并使大量的因产品报废，给国民经济造成重大损失者，均属一级负荷。

矿井突然停电，可能造成人身伤亡或者下重要设备损坏，造成重大经济损失，故为一级负荷。

对属于一级负荷的设备，为使其可靠运行，必须采用两个独立的电源供电。

《煤矿安全规程》规定：矿井应有两回电源线路。

当任一因路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。

年产6万吨以下的矿井采用单回路供电时，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。

正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。

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。

第二类负荷。

凡因突然中断供电，将造成大量减产，产生大量废品，大量原材料报废，使工业企业内部交通停顿的，均属二级负荷。

如压风设备、采区普电所等。

对于二级负荷的设备，应由两回线路供电，但若在取得两回线路有困难时，亦可由一回专用线路供电。

对井下普采或高档普采工作面供电的采区变电所电源线，也可采用一回路专用电缆。

第三类负荷。

中断供电对生产无直接影响，也不会造成特别大的经济损失。

2.1.3矿井供电的电压等级1、煤矿常用电压等级考虑到经济和技术上的合理性以及统一电气设备的电压定额和发展趋势，特别制定了标准电压等级。

由于煤矿生产条件的特殊性，有的场合采用了特定的电压等级。

煤矿井下常用的电压等级及其用途如表2－1所列。

表2－1 煤矿井下常用电压等级及其用途为了保证煤矿井下供电安全，《煤矿安全规程》对井下各级电压等级进行了具体的规定。

《煤矿安全规程》规定，井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：（1）高压不超过10000V；（2）低压不超过1140V；（3）照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压不超过127V；（4）远距离控制线路的额定电压不超过36V；（5）采区电气设备用3300V电压时，必须制定专门的安全措施。

2、10kV电压直接下井随着井下机械化程度的提高，采掘工作面机组容量的加大，6kV供电电压在一些大型矿井已不能满足要求，特别是一些大型矿井甚至是特大型矿井的出现，开始采用10kV电压直接下井。

（1）大型矿井。

在大型矿井中表现为：A、可以提高电网输送电能的能力，扩大合理供电范围。

B、在输送能量一定的情况下，输电所需导线的截面也赵越小。

（2）中小型矿井。

对于中小型矿井，有相当一部分采用10kV电力系统电源供电，其优点为：A、减少因设置35kV/6kV变电所而造成的多余容量的初装增容费。

B、减少了年运行费用。

C、简化了供电系统，减少了电网事故，提高了运行的可靠性。

（3）供电安全措施。

井下供电电压越高，电网对地电容、电流越大，接地电火花能量越大，人身触电伤亡的危险性及瓦斯、煤尘爆炸的可能性也越大。

因此，采用10kV直接下井，应该遵循的规定为：A、采用10KV矿用电气设备，必须通过指定检验机构的技术鉴定。

B、10KV系统投入前，必须按有关规定进行验收、检查、试验。

C、10KV系统投入运行前，必须按有关规定进行各项试验整定工作。

D、必须装设10KV单项接地保护、保护接地，并按有关规定进行各项试验。

E、矿用监视屏蔽型电缆间的相互连接及与设备的连接，必须采用10KV专用的电缆终端。

2.1.4矿井供电系统的类型根据矿井的井田范围、煤层深度和地质条件，矿井供电系统分为深井供电系统和浅井供电系统。

煤层深度大于150米时应该采用深井供电系统，小于150米时应该采用浅井供电系统。

（1）深井供电系统。

深井供电系统采用三级供电方式，即地面变电站、井下中央变电所和采区变电所。

从中央变电所用高压电缆将6KV电能送到采区变电所，采区为电所用变压器将电压降到1140V、660V（或380V），用低压电缆分别送到各个工作面附近的配电点，再分别送给各动力设备。

如果是综采工作面，6KV高压经采区变电所的配电装置送到工作面附近的移动变电站，移动变电站将6KV电压降到1140V，再分配给各用电负荷。

采区巷道中的照明、信号由照明、信号综合保护装置供电。

（2）浅井供电系统。

当煤层埋藏深度小于150米时，应该采用浅井供电系统。

浅井供电系统是由变电所直接将6KV送到采区变电所位置相对应的地面变电亭，变电亭再将6KV变在660V（或380V），经钻孔向井下采区变电所供电。

2.1.5变压器中性点的运行方式1、变压器中性点的运行方式变压器中性点的运行方式其实就是变压器中性点与地的连接方式有三种：变压器中性点直接接地、变压器中性点不接地和变压器中性点采用消弧线圈接地。

2、变压器中性接地的危害（1）人体触及一相带电体。

在中性点直接接地时，人触及一相带电体，通过人身的电流远远大于通过人身的安全电流30mA，是非常危险的。

（2）电网一相接地。

在变压器中性点直接接地系统，一相接地即为单相短路，必将产生接地短路电流及电弧，如果接地点周围瓦斯浓度在爆炸的浓度范围内，则会引起瓦斯爆炸，造成更为严重的恶性事故。

根据以上两种情况的分析，《煤矿安全规程》第443条规定：严禁井下配电变压器中性点直接接地。

严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。

3、变压器性点不接地运行方式变压器中性点不接地运行比中性点直接接地运行安全的多，但是线路对地绝缘电阻下降太多或线路对地电容不可忽略，则仍存在一定危险，因此，还必须采取措施对线路的绝缘进行监视。

随着供电线路的延长，电网对地电容也在增大，由此产生的危险不容忽视。

因此，在变压器中性点不接地系统中必须同时考虑电网电容和绝缘电阻的共同影响，采取必要的安全措施。

4、变压器中性点采用消弧线圈接地在电网对地电容电流较大时，即使线路对地绝缘电阻很高，也不能减少通过人身的触电电流，反而会增加触电电流。

为此，可用电感电流来补偿电容电流。

变压器中性点采用消弧线圈接地就是消弧线圈产生感性电流来补偿电网电容电流的。

《煤矿安全规程》规定：矿用高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。

2.1.6井下中央变电所井下中央变电所是井下供电枢纽，是电能配送中心。

单一水平生产的矿井设一个井下中央变电所；多水平生产矿井，每个水平各设一个井下变电所。

1、井下中央变电所的位置井下中央变电所一般设井底车场的附近、负荷的中央，与水泵房相连。

井下中央变电所与水泵房硐室最好成直线，在一条水平线铺一条相通的轨道，同时为了保证设备运输的方便，井下中央变电所与井底车场运输巷道开有相通的联络巷。