井下防爆電氣設(shè)備技術(shù)應(yīng)用研究

祝大焦　劉懷蓮　祝成東

摘 要：隨著社會能源領(lǐng)域的需求增加，推動了煤礦開發(fā)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，在安全生產(chǎn)的大背景下，由于受煤礦井下特殊環(huán)境的影響，防爆電氣設(shè)備被廣泛應(yīng)用于煤礦井下作業(yè)中，并發(fā)揮著安全保障的關(guān)鍵作用，提升井下供電系統(tǒng)使用的安全性與穩(wěn)定性。鑒于此，本文結(jié)合煤礦井下防爆電氣設(shè)備的需求，闡述了技術(shù)應(yīng)用的意義及相關(guān)的要求，并對實踐中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究，以更好的發(fā)揮實踐應(yīng)用的效能，促進(jìn)井下防爆電氣設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，為井下生產(chǎn)作業(yè)提供安全保障。

關(guān)鍵詞：井下;防爆電氣設(shè)備;技術(shù)應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.043

近年來，由于煤礦開發(fā)領(lǐng)域的正規(guī)化發(fā)展，井下作業(yè)安全已成為核心課題，在嚴(yán)重依賴電力生產(chǎn)的條件下，防爆電氣設(shè)備及其技術(shù)越來越受到關(guān)注與重視。主要源于煤礦開采的井下作業(yè)面積小，在實踐的生產(chǎn)、運(yùn)輸及維護(hù)過程中，人員與用電設(shè)備之時接觸頻繁，加之特殊的環(huán)境對電氣設(shè)備的使用極為不利，在井下潮濕、腐蝕等因素下使設(shè)備受損的情況在所難免。同時，井下開采中粉塵指標(biāo)變化快、濃度高，一旦與高溫設(shè)備產(chǎn)生作用，將可能引發(fā)嚴(yán)重的燃燒或爆炸事故，對煤礦井下作業(yè)設(shè)備及人員造成危害。因此，對于井下防爆電氣設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用尤為必要。

1 井下防爆電氣設(shè)備技術(shù)應(yīng)用概述

1.1 防爆電氣設(shè)備技術(shù)應(yīng)用意義

受井下作業(yè)環(huán)境特殊性的影響，井下空氣中瓦斯含量相對較高，對于溫度的變化較為敏感，一旦達(dá)到其燃點溫度，將可能導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，因此對煤礦井下作業(yè)中的火源必須加以遏制。井下火源主要來源于電氣設(shè)備運(yùn)行中的火花、機(jī)械摩擦及碰撞，也包括設(shè)備短路及電纜受損中產(chǎn)生，并且部分設(shè)備帶病作業(yè)或者開采面處理不當(dāng)?shù)?，都會間接的引發(fā)火源的產(chǎn)生，進(jìn)而增加瓦斯爆炸的風(fēng)險。因此，最大程度的避免火源的產(chǎn)生成為重要的突破口，在實踐中要深入運(yùn)用防爆電氣設(shè)備技術(shù)，不斷增加井下作業(yè)的安全性。

1.2 井下防爆電氣設(shè)備技術(shù)要求

井下防爆電氣設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用，有效的提升了井下采礦作業(yè)的安全性，從技術(shù)應(yīng)用方面來看，一方面，井下煤礦作業(yè)本身的開采條件相對惡劣，特別是潮濕、滲水等情況，加之井下溫度相對較高，空氣中瓦斯含高。如此一來，給防爆電氣設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用提出了更高要求，如防濺、防銹蝕、防爆等技術(shù)，在絕緣技術(shù)的應(yīng)用方面更要做到防火、防潮，以滿足技術(shù)指標(biāo)的需要。另一方面，由于煤礦井下作業(yè)本身空間狹窄，使用過程中的磕碰問題在所難免，這就需要對防爆電氣設(shè)備進(jìn)行加固保護(hù)，同時還要具備便攜、耐用、操作簡單、便于維護(hù)等特點，使井下作業(yè)時能夠更好的進(jìn)行。

2 井下防爆電氣設(shè)備技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 隔爆面冷磷化工藝的應(yīng)用

隔爆面冷磷化工藝主要依靠磷酸鹽溶液的化學(xué)特性，使其對隔爆面進(jìn)行磷化處理，以使防爆電氣設(shè)備的表面形成一定厚度的保護(hù)薄膜，并且在磷化處理后的表面再涂抹防銹油，以便發(fā)揮其全面的防護(hù)效果。首先，在穩(wěn)定性方面，利用隔爆面的冷磷化工藝，可以使防爆電氣設(shè)備的隔爆面具備更好的防腐蝕性能，使電氣設(shè)備始終能夠在穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行。其次，在抗磨損性方面，經(jīng)冷磷化工藝處理后的電氣設(shè)備表面，強(qiáng)化了金屬表面的機(jī)械性能，讓電氣設(shè)備表面更具抗磨損性。第三，在細(xì)化黏附結(jié)構(gòu)方面，防爆設(shè)備電氣表面磷化后所形成的薄膜會形成多孔結(jié)構(gòu)，以增加防銹油的吸附率，提升防腐的效果。從隔爆面冷磷化工藝層面而言，主要包括如下步驟：（1）冷磷化工藝處理前，需要對防爆電氣設(shè)備隔爆面進(jìn)行清理，去除表面的污漬及銹層，直到防爆電氣設(shè)備表面出現(xiàn)金屬光澤為止。而后在其表面均勻涂抹磷化膏，其厚度控制在2-3mm之間為宜。（2）完成上述工藝后，需要對涂抹磷化膏后的防爆電氣設(shè)備表面進(jìn)行氣孔處理，在10-20℃溫度條件下，靜置105-135min左右，待表面氣泡散去后將表面打磨平整。（3）在表面處理完畢后，為提升防腐蝕效果，應(yīng)再次涂抹一層防銹油。

2.2 熱管技術(shù)的應(yīng)用

熱管技術(shù)主要依靠高能散熱元件，對所應(yīng)用介質(zhì)的熱量進(jìn)行吸收、釋放及傳導(dǎo)，在良好的導(dǎo)熱性能下，實現(xiàn)防爆電氣設(shè)備的熱量傳導(dǎo)，有效控制和平衡防爆電氣設(shè)備的使用溫度，提升井下操作的安全系數(shù)。通常情況下，煤礦井下開采作業(yè)中所使用的防爆電氣設(shè)備中，熱管散熱性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的散熱方式，并且更適應(yīng)井下作業(yè)的使用環(huán)境，將防爆電氣設(shè)備的科學(xué)化、自動化和安全化技術(shù)提升到更高水平。常見的井下防爆電氣設(shè)備的應(yīng)用中，其防爆外殼主要由防爆箱體及熱管散熱器件所組成，利用其優(yōu)異的散熱設(shè)計及結(jié)構(gòu)，使防爆電氣設(shè)備在使用中，降低電氣元件因溫度過高而導(dǎo)致的安全風(fēng)險，保證了防爆電氣設(shè)備使用的穩(wěn)定性。熱管作為效果最佳的導(dǎo)熱元件，在防爆電氣設(shè)備中的應(yīng)用，可以發(fā)揮其優(yōu)勢的散熱、導(dǎo)熱功能，為防爆電氣設(shè)備的散熱需求提供支撐，并且在熱管技術(shù)的性能及性價比方面，均具備更大的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.3 智能化組合型技術(shù)的應(yīng)用

伴隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷躍升，越來越多的技術(shù)得以發(fā)展與應(yīng)用，尤其是高危的煤礦開采行業(yè)，更需要依賴更為先進(jìn)的技術(shù)作為支撐，在安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益上取得平衡。因此，面對井下作業(yè)的巨大安全挑戰(zhàn)，應(yīng)當(dāng)積極依托現(xiàn)代科技優(yōu)勢，引入智能化的組合型防爆電氣設(shè)備，在滿足傳統(tǒng)井下設(shè)備運(yùn)用的同時，增強(qiáng)智能化的管理能力，對井下作業(yè)進(jìn)行實時的監(jiān)控，掌握防爆電氣設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)狀態(tài)。同時，全面利用人工智能技術(shù)中的防爆電氣設(shè)備開關(guān)功能，在智能傳感器技術(shù)及微處理器技術(shù)中，將井下防爆電氣設(shè)備納入智能化管理體系，更便于對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、診斷、過程監(jiān)視及遠(yuǎn)程控制，并使防爆電氣設(shè)備具備功能一體化、模塊化、測量數(shù)字化、狀態(tài)可視化、就地或遠(yuǎn)程診斷化、操作程序化、信息共享化、控制網(wǎng)絡(luò)化、通訊協(xié)議統(tǒng)一化的能力，進(jìn)而實現(xiàn)井下防爆電氣設(shè)備的現(xiàn)代化升級，提升安全生產(chǎn)的核心能力。

3 結(jié)語

總之，隨著煤礦開采行業(yè)發(fā)展的加速，對井下防爆電氣設(shè)備技術(shù)應(yīng)用需求也將不斷增加，出于煤礦行業(yè)安全生產(chǎn)的考慮，必須將煤礦井下防爆電氣設(shè)備納入規(guī)劃管理范疇，對井下作業(yè)安全加以關(guān)注。通過各種技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化，保證防爆電氣設(shè)備能夠處于良好的狀態(tài)，保障使用過程中的安全性，以更好的服務(wù)于煤礦企業(yè)的生產(chǎn)。

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*為通訊作者