防止帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的抗違章技術(shù)集成和功能

文/郭春平

防止帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的抗違章技術(shù)集成和功能

文/郭春平

煤礦電氣事故，不僅會(huì)造成人身觸電傷亡、電氣火災(zāi)、設(shè)備損毀、引爆雷管和炸藥，還會(huì)造成瓦斯或煤塵爆炸等重特大事故發(fā)生。因此，加強(qiáng)礦井供電和電氣設(shè)備管理，建立安全可靠的供電系統(tǒng)，確保供電可靠、通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、防爆電氣設(shè)備防爆性能完好、不產(chǎn)生引爆（燃）周圍可燃性氣體的電火花及危險(xiǎn)溫度等是瓦斯防治的重要措施之一，對(duì)于避免或減少瓦斯爆炸事故發(fā)生，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

山西全安新技術(shù)開發(fā)有限公司自主研發(fā)且擁有多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的防止帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的抗違章技術(shù)，由三開一防、兩防鎖、防松鎖、防電軟件、遠(yuǎn)漏試驗(yàn)、輔助器件、自創(chuàng)的安裝連接技術(shù)，以及公知技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)8個(gè)模塊集成，能在不更換現(xiàn)有在用設(shè)備的前提下，使電氣設(shè)備具有“抗違章”性，能有效防治帶電作業(yè)，防止井下幾乎所有引爆瓦斯的電氣火花出現(xiàn)，進(jìn)而產(chǎn)生出人意料的效果，從技術(shù)裝備上保證相關(guān)安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的貫徹落實(shí)，有效降低瓦斯爆炸事故。

圖1 抗爆技術(shù)集成原理圖

一、抗爆技術(shù)的集成原理和模塊功能分析

1.集成原理

技術(shù)集成創(chuàng)新是指將有效專利、自創(chuàng)技術(shù)（非專利）和公知技術(shù)系統(tǒng)化地組合集成為具有創(chuàng)造性的技術(shù)方案直至獲得實(shí)際應(yīng)用，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的活動(dòng)。技術(shù)集成創(chuàng)新是自主創(chuàng)新的一個(gè)重要內(nèi)容，是集成創(chuàng)新系統(tǒng)中重要的組成部分。

防止帶電作業(yè)及瓦斯爆炸的抗違章技術(shù)集成，簡(jiǎn)稱“抗爆技術(shù)”或“防帶電作業(yè)技術(shù)”或“防瓦斯爆炸技術(shù)”，英文名稱：Anti-Violation Technology for Prevention and Control of Live-line Work and Gas Explosion（縮寫：AET）。其集成原理如圖1所示。

2.集成模塊

抗爆技術(shù)集成包括8個(gè)模塊：①三開一防及監(jiān)控裝備，②兩防鎖，③防松鎖，④防電軟件，⑤遠(yuǎn)漏試驗(yàn)，⑥輔助器件，⑦安裝連接技術(shù)，⑧網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如圖2所示。除了防電軟件為自創(chuàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為公知技術(shù)系統(tǒng)外，其他6個(gè)模塊均是山西全安新技術(shù)開發(fā)有限公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)。

3.集成模塊的原理及功能

（1）三開一防。將開蓋（三開一防）傳感器通過螺栓罩或螺栓套（不改變?cè)Y(jié)構(gòu)）鎖定在負(fù)荷開關(guān)蓋板緊固螺栓上，其接點(diǎn)與三開一防監(jiān)控系統(tǒng)（或物聯(lián)網(wǎng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)及啟動(dòng)停止回路等系統(tǒng)）聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)開蓋聯(lián)鎖。須由專職人員用專用鑰匙解鎖，即“防止非專職人員擅自開蓋操作”才能實(shí)現(xiàn)開蓋。解鎖后觸動(dòng)傳感器接點(diǎn)動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，通過三開一防監(jiān)控系統(tǒng)切斷控制該接線腔的電源開關(guān)，在“失爆”前實(shí)現(xiàn)超前“開蓋斷電”、負(fù)荷開關(guān)就地實(shí)現(xiàn)“開蓋報(bào)警”，并實(shí)時(shí)向地面監(jiān)控中心傳輸報(bào)警信號(hào)。開蓋后，閉鎖該電源開關(guān)，即“開蓋閉鎖”。其功能是防止負(fù)荷開關(guān)接線盒上蓋板被違章打開產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。

（2）兩防鎖。兩防鎖鎖定在電源開關(guān)等開關(guān)的閉鎖裝置上，只有專職電工持專用鑰匙才能解鎖送電或解鎖開蓋，其他非專職人員不能夠解鎖送電和擅自打開開關(guān)操作腔門蓋帶電作業(yè)。其功能是防止違章擅自送電或擅自開門操作產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。

圖2 抗爆技術(shù)集成模板

（3）防松鎖。防松鎖鎖定在螺紋式喇叭嘴上，停電后，只有專職電工持專用鑰匙才能解鎖、松動(dòng)和檢修，其他非專職人員不能夠解鎖及松動(dòng)喇叭嘴。其功能是防止喇叭嘴松動(dòng)“失爆”產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。

（4）防電軟件。用于三開一防監(jiān)控系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)三開一防、遠(yuǎn)方漏電試驗(yàn)裝置等與各種網(wǎng)絡(luò)連接，能夠在地面調(diào)度室或手機(jī)上在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控井下設(shè)備蓋板開合狀態(tài)，通過動(dòng)態(tài)畫面可實(shí)時(shí)看到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備蓋板開合狀態(tài)，記錄開蓋斷電、開蓋閉鎖、開蓋報(bào)警等結(jié)果。并在地面進(jìn)行遠(yuǎn)方漏電試驗(yàn)且記錄試驗(yàn)結(jié)果。

（5）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括井下在用供電系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)，與防電軟件共同作用實(shí)現(xiàn)抗爆技術(shù)有關(guān)功能。

（6）安裝技術(shù)。實(shí)現(xiàn)多種型號(hào)兩防鎖的安裝、螺栓罩的安裝、傳感器的電氣連接等。

（7）遠(yuǎn)漏試驗(yàn)。安裝在線路末端的負(fù)荷開關(guān)旁邊，與三開一防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，在地面監(jiān)控中心可遠(yuǎn)方試驗(yàn)漏電保護(hù)的可靠性，防止漏電保護(hù)失效后供電系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，杜絕引爆瓦斯的電氣火花產(chǎn)生。

（8）輔助器件：包括瓦斯超限（或有電）閉鎖裝置等，安裝在設(shè)備接線腔或操作腔上等位置，內(nèi)有瓦斯探頭及電動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠保證在瓦斯超限后電氣設(shè)備接線腔蓋板或門蓋打不開，或能夠保證在電氣設(shè)備帶電狀態(tài)下該接線腔蓋板或門蓋打不開。防止帶電開蓋、帶電檢修產(chǎn)生引爆瓦斯的電氣火花。

二、抗爆技術(shù)效果分析

煤礦井下電氣火花是引爆瓦斯的主要引火源。違章 “帶電作業(yè)”，即“擅自送電、擅自開蓋操作”（簡(jiǎn)稱：兩擅）是引爆瓦斯的主要行為。開關(guān)、電機(jī)和電纜都是產(chǎn)生引爆瓦斯電氣火花的主要設(shè)施。井下易產(chǎn)生電氣火花部位，主要是在沒有聯(lián)鎖保護(hù)裝置的開關(guān)電機(jī)接線盒和連接電纜接線盒，及閉鎖裝置保護(hù)不完善的開關(guān)操作腔，其中，接線盒上主要是蓋板被擅自打開和沒有防松保護(hù)的接線嘴被擅自松動(dòng)；開關(guān)操作腔主要是大蓋（或門）被擅自打開。

因此，把三開一防、兩防鎖、防松鎖、防電軟件、安裝連接技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成在一起，共同作用，可防止對(duì)開關(guān)、電機(jī)和電纜違章進(jìn)行擅自送電或擅自開蓋操作，進(jìn)而防止帶電作業(yè)。同時(shí)，遠(yuǎn)漏試驗(yàn)大幅提高了漏電保護(hù)裝置的靈敏度及可靠性，即使違章帶電作業(yè)或其他非違章原因產(chǎn)生電氣火花，漏電保護(hù)可靠動(dòng)作，電氣火花也不能引爆瓦斯。瓦斯超限（或有電）閉鎖裝置等輔助器件，作為其他技術(shù)的必要補(bǔ)充，當(dāng)聯(lián)網(wǎng)不方便時(shí)，可確保瓦斯超限或有電時(shí)打不開設(shè)備蓋板。

煤礦企業(yè)不需更換現(xiàn)有設(shè)備，僅需配套應(yīng)用抗爆技術(shù)集成模板后，即可防止井下所有引爆瓦斯的電火花，有效降低了瓦斯爆炸事故，產(chǎn)生了出人意料的集成創(chuàng)新效應(yīng)。

（作者單位：山西全安新技術(shù)開發(fā)有限公司）

（責(zé)任編輯：周瓊）