关于研发并推广应用抗违章保护技术的建议

提案人：郭春平 杨定础 张红亮

郭春平在山西两会上向楼阳生省长展示我司自主研发的“手机电气预警系统”

煤炭约占我国能源消费的2/3，美国最近也宣布扩大煤炭生产，煤矿安全是一道世界性难题。2016年5月，国家安监总局在《关于加强全社会安全生产宣传教育工作的意见》中公布，90% 以上的事故由人的不安全行为造成，也就是“违章”作业造成。《违章与事故》指出：通过对百万起安全事故原因研究表明，95%的安全事故是由于违章造成的。

一．  事故案例

为了研究违章问题，本人汇编了《煤矿井下带电作业事故案例》，该资料主要以违章带电作业类型及设备部位分类汇编，共收集了160起事故，死亡人数3505人。其中包含了近来我省发生的三起带电作业事故案例，如下：

    （1）山西华晋韩咀煤业有限公司2017年11月10日发生一起触电事故，事故简要经过: 班前会安排任某、周某、姚某、张某负责中央变电所调整1#和3#变压器的负荷线，到中央变电所后，班长任某联系了矿调度室和监控队，经允许后姚某执行停电操作依次将8009、8201高压开关进行停电并悬挂警示牌，停电后姚某、张某负责1#变压器，周某刘某负责3#变压器，周某在拆除3#变压器负荷线过程中发生触电事故，在医院抢救无效死亡。经初步分析，事故原因为违章停电。

    （2）2017年9月11日，山西省静乐县阳煤集团天安煤业井下2#煤采区皮带巷开关接线腔短路造成电缆着火，经采取措施灭火后，井下人员全部升井，未造成伤亡。

    （3）2017年2月9日18时02分，山西西山煤电股份有限公司西铭矿，指挥工人拆除移变高压电缆，遇突然违章送电，导致作业工人触电死亡。

    （4）著名的神华集团乌达五虎山矿业有限责任公司于2017年9月30日发生一起机电事故，造成一人触电身亡。

郭春平与楼阳生省长亲切握手

楼阳生省长对山西全安公司自主研发的智能“抗违章保护技术”的批示

     二．抗违章短板

以上4起电气事故案例都是由于违章带电作业造成的。根据间接原因致违章观点推理得出如下结论:任何发生违章带电作业的设备，其技术结构及供电系统一定存在预控违章方面的不足，简称抗违章短板，抗违章短板为作业人员进行违章作业提供了方便违章条件。井下电气设备存在抗违章短板的主要部位有接线空腔(盒)、操作主腔及接线(喇叭)嘴。

开关门盖抗违章短版:打开门盖后，与门盖联锁的电源开关负荷侧虽然断电，但电源侧还带电，仍可能引发触电事故或产生电气火花引爆瓦斯！

      １)接线空腔(盒)抗违章短板:无联锁保护装置，电气设备接线空腔盖板用普通螺栓固定，没有锁，用扳手、卡丝钳、管钳等常用工具就能带电开盖操作，产生电火花引爆瓦斯。所以，电气设备接线空腔是最易引发事故的部位，有关事故案例笔者已经收集139起，共死亡3538人。

      ２)闭锁装置抗违章短板:用螺丝刀或徒手就能够移动闭锁杆而擅自送电或擅自开盖操作；闭锁杆上打孔锁上普通门锁，这种方法不能长期应用在井下动态使用中的开关上，原因是:有多少个开关就得有若干倍开关数量的钥匙，且门锁易生锈，难以使用和管理，另外，没有闭锁杆的开关无法打孔锁上普通门锁；闭锁装置上加装一些机构，只有用三角套管等专用工具才能操作闭锁杆移动，这种方法也不能长期应用在井下动态使用中的开关上，原因是１种开关对应１种工具，１个单位有１０种开关，工人就须带1０种工具，实际中不便管理使用；与高压开关的隔离开关联锁的开关门用普通扳手或套管就能打开，这种结构不能防止带有普通工具的非专职人员擅自开盖操作。有关事故案例笔者已经收集５０起，共死亡4501人。

      3)开关门盖抗违章短板:打开门盖后，与门盖联锁的电源开关负荷侧虽然断电，但电源侧还带电，仍可能引发触电事故或产生电气火花引爆瓦斯！有关的事故案例归到了上面闭锁装置的抗违章短板造成的事故案例中。

      4)螺旋喇叭嘴的抗违章短板:有关事故案例笔者已经收集7起，共死亡199人。

三．抗违章保护技术

为了补抗违章短板，在接线空腔、开关门盖等部位加装抗违章保护装置，在带电打开盖板（或门盖）的违章过渡过程中，还没有触碰到违章红线前，就将人的作业行为动作信号转换为电信号，实现报警或断电或闭锁保护。这些装置能有效预控人的违章行为，不仅使违章带电作业费时费力，还可在一定条件下实现“想违章违不成，即使违章也造不成事故”的抗违章技术目标。这种技术被称为“智能抗违章保护技术”（原理图见附件）。

与传统的煤矿井下供电系统“三大保护”（短路、漏电和接地）相比，抗违章保护是在违章过渡过程中，还没有触碰到违章红线前，就将人违章作业信号转换为电信号传输给电脑芯片，联网实现报警、断电、闭锁。而“三大保护”都是在人接触带电体时报警、断电、闭锁。对比示意图如下：

k0点为违章初始状态，k1点为触碰违章“红线”状态，k3点为违章停止状态

图1 抗违章保护与漏电保护原理对比

四．抗违章保护技术应用情况

近10来年，山西省推广应用的抗违章保护包括:主要专利产品技术抗违章智能传感器及相关技术，也称作“三开一防”，配套专利产品技术两防锁等６类。用符合标准要求的方法把它们安全可靠地安装连接于在用井下供电或监控系统上，在不用更换在用供电系统的条件下，就能使违章带电作业风险最大的部位具有了抗违章保护功能，煤矿电气设备不仅应当具有“三大保护”还必须加装抗违章保护。

以下是两个应用实例：

    （1）晋城煤业集团凤凰山矿的某变电所和掘进工作面利用原有的电力监控系统作为抗违章保护系统，从2011年4月至今一直使用。

    （2）大同煤矿集团塔山煤矿某井下变电所的抗章保护系统是单独专用１套矿井瓦斯监控系统（该系统不监控瓦斯)，该系统从2015年8月至今一直使用。

山西日报----塔山引进“抗违章技术”

2018年1月19日于山西日报13版----张铁岗院士对智能“抗违章保护技术”的推荐信

2018年1月19日于山西日报13版----孙继平副校长（中国矿业大学北京）对智能“抗违章保护技术”的评价

五．建议

       1）省煤矿安全监管部门及各大煤矿高度重视煤矿井下供电设备存在的抗违章短板，及早采用抗违章保护技术，变人防为技防，减少煤矿事故率。

       2）科技厅应加大抗违章保护技术研发、应用、申报项目的支持；同时，制定强制标准推广应用，让抗违章保护技术真正落实到实处。

附件：

     1.山西日报2018年1月19日第13版----经济时讯。