礦井電氣設(shè)備失爆原因與防治研究

李思超

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)忻州窯礦機(jī)電管理部，山西 大同 037001）

引言

為了保證煤礦生產(chǎn)的安全性，井下防爆電氣設(shè)備均應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的耐爆性與隔爆性，主要原因是，電氣設(shè)備殼內(nèi)產(chǎn)生的電火花導(dǎo)致混合氣體爆炸之后，產(chǎn)生的電弧或者火焰對(duì)外界沒(méi)有影響，提高了煤塵爆炸等各種類(lèi)型事故發(fā)生的概率。但是由于各種類(lèi)型的原因，電氣設(shè)備出現(xiàn)了“失爆”問(wèn)題，原本的耐爆、隔爆作用已經(jīng)完全失去或者失去一部分，在設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)故障后，引發(fā)了一系列事故的發(fā)生，帶來(lái)較為嚴(yán)重井下生產(chǎn)安全事故。

1 礦井電氣設(shè)備失爆常見(jiàn)位置

從當(dāng)前煤礦電氣設(shè)備出現(xiàn)的失爆問(wèn)題來(lái)看，所有的防爆型機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)失爆的概率均存在，導(dǎo)致失爆的原因也相對(duì)較多，常見(jiàn)的發(fā)生失爆的位置主要有[1]：用螺栓固定隔爆結(jié)合面位置、電纜引出或者引入的位置、電氣設(shè)備表面、隔爆結(jié)合面等位置均是發(fā)生失爆問(wèn)題最多的位置，需要引起足夠重視。

2 礦井電氣設(shè)備失爆原因

1）通常情況下，機(jī)電檢修人員不能安裝要求開(kāi)展相關(guān)的檢修與維修作業(yè)，導(dǎo)致井下機(jī)電設(shè)備不能按照規(guī)定與要求得到針對(duì)性的維護(hù)與管理，特別是井下的環(huán)境相對(duì)潮濕，很多開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了防護(hù)層脫落的問(wèn)題，特別是在隔爆結(jié)合面上，出現(xiàn)了較多的煤塵、銹皮等。在開(kāi)蓋是需要使用專(zhuān)門(mén)工具，部分技術(shù)人員采取了硬敲、硬拆電氣設(shè)備的問(wèn)題，不僅導(dǎo)致設(shè)備外殼出現(xiàn)了一定的扭曲或者變形的問(wèn)題，而且使隔爆面整體出現(xiàn)了損傷，給防爆效果帶來(lái)了較大的傷害。

2）在井下電氣設(shè)備搬運(yùn)或者移動(dòng)的過(guò)程中，相關(guān)的防護(hù)措施落實(shí)不力，導(dǎo)致與其他物體發(fā)生了較強(qiáng)的碰撞，導(dǎo)致外殼出現(xiàn)了明顯的機(jī)械損傷或者變形問(wèn)題，對(duì)開(kāi)關(guān)防爆效果產(chǎn)生了較大的影響。

3）在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行安裝時(shí)，技術(shù)人員并沒(méi)有嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，影響到安裝的整體質(zhì)量，導(dǎo)致質(zhì)量出現(xiàn)了不合格的問(wèn)題。

4）做好電氣設(shè)備的日常管理與維護(hù)工作，對(duì)于提升防爆效果較為關(guān)鍵，但是從具體情況來(lái)看，存在明顯的重視使用、輕視維護(hù)的問(wèn)題發(fā)生，導(dǎo)致失爆事故發(fā)生的概率增加。

3 礦井電氣設(shè)備失爆防治措施

3.1 全面提升電氣設(shè)備防爆開(kāi)關(guān)接線(xiàn)效果

在井下電氣設(shè)備防爆開(kāi)關(guān)使用過(guò)程中，大部分情況下，可以分為遠(yuǎn)距離控制與近距離控制兩種類(lèi)型，使用的開(kāi)關(guān)多數(shù)為QBZ開(kāi)關(guān)，在遠(yuǎn)距離控制模式下，系統(tǒng)操作回路為非本安型操作模式，通常情況下，對(duì)技術(shù)型接線(xiàn)問(wèn)題較為忽視，導(dǎo)致其中出現(xiàn)了電火花等問(wèn)題，增加了煤礦出現(xiàn)瓦斯爆炸的概率。

見(jiàn)下頁(yè)圖1，若開(kāi)關(guān)屬于就地控制方式，對(duì)于2號(hào)與9號(hào)線(xiàn)路接地，在電氣設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，技術(shù)人員將S2開(kāi)關(guān)按下，電路運(yùn)行過(guò)程為電源—K2開(kāi)關(guān)—K3繼電器—2號(hào)線(xiàn)—9號(hào)線(xiàn)—電源，完成電氣設(shè)備啟動(dòng)功能。如果有從開(kāi)關(guān)位置將防爆開(kāi)關(guān)接出來(lái)，開(kāi)關(guān)線(xiàn)路通過(guò)9號(hào)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)接地，如果出現(xiàn)了工作面有冒頂或者有矸石掉落的問(wèn)題，遠(yuǎn)程控制線(xiàn)路被聯(lián)通，將出現(xiàn)1號(hào)線(xiàn)路和開(kāi)關(guān)搭接的問(wèn)題，這時(shí)線(xiàn)路運(yùn)行情況將變?yōu)椋弘娫础?號(hào)線(xiàn)—9號(hào)線(xiàn)—接地線(xiàn)—電源，從而形成一個(gè)電源回路，接線(xiàn)的線(xiàn)頭將出現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)放電的問(wèn)題，這時(shí)將會(huì)有電火花發(fā)生，若外界氧氣、瓦斯等條件達(dá)到，則會(huì)導(dǎo)致瓦斯爆炸事故的發(fā)生。因此，為了防止上述事故的發(fā)生，技術(shù)人員在對(duì)遠(yuǎn)方控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將9號(hào)線(xiàn)挑開(kāi)，從而在整個(gè)防爆按鈕中形成通電回路，防止出現(xiàn)有各種類(lèi)型意外事故而導(dǎo)致出現(xiàn)電火花，從而降低井下電氣設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中瓦斯爆炸事故出現(xiàn)的概率。

圖1 防爆開(kāi)關(guān)接線(xiàn)示意圖

3.2 井下電氣設(shè)備連接設(shè)計(jì)采用六芯連接

為了提升機(jī)電設(shè)備整體的防爆效果，降低失爆事故發(fā)生的概率。在進(jìn)行電纜的連接時(shí)，可以將電纜連接的數(shù)量提升為六芯連接的方式，具體可以分為2根保護(hù)線(xiàn)、1根接地線(xiàn)、3根動(dòng)力線(xiàn)。同時(shí)，在機(jī)電設(shè)備的電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)、接線(xiàn)盒及變壓器等機(jī)電設(shè)備關(guān)鍵部件的外殼上，安裝上熱敏傳感器、光敏傳感器，并形成對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路。在正常情況下，機(jī)電設(shè)備內(nèi)電纜接線(xiàn)盒等部件均處于電路的保護(hù)中，一般情況下通過(guò)保護(hù)線(xiàn)路將工作情況，傳遞給保護(hù)電路，電氣開(kāi)關(guān)在正常情況下，不會(huì)出現(xiàn)跳閘事故。若在電氣設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)了弧光或者電火花時(shí)，這些安裝的設(shè)備內(nèi)部的熱敏傳感器、光敏傳感器等可以將聲音信號(hào)、光信號(hào)等轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦判盘?hào)，上級(jí)保護(hù)電路接受到變化的信號(hào)，導(dǎo)致電氣開(kāi)關(guān)出現(xiàn)跳閘事故，整個(gè)故障電路也會(huì)被斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)電設(shè)備的保護(hù)，同時(shí)也降低了煤礦井下安全故障的概率[2-3]。

3.3 全面提升隔爆外殼防護(hù)效果

通過(guò)在機(jī)電設(shè)備外殼隔爆面加入磷化防銹處理的方式，可有效提升隔爆型電氣設(shè)備外殼整體的防銹蝕、防腐蝕能力，這對(duì)于降低失爆事故發(fā)生的概率非常明顯。同時(shí)，在對(duì)外殼進(jìn)行磷化處理之后，技術(shù)人員還可以采用對(duì)外殼涂抹防銹油的方式，在外殼上形成兩層保護(hù)，這對(duì)于提升防止失爆事故發(fā)生，有著明顯的效果。此外，也可以制作專(zhuān)門(mén)箱蓋放置工具，主要可用于單個(gè)隔離放置，起到有效的保護(hù)效果，見(jiàn)圖2所示。

圖2 箱蓋隔爆結(jié)合面防護(hù)示意圖

技術(shù)人員還可以采用箱體隔爆結(jié)合面保護(hù)裝置。因?yàn)槊旱V使用的各種類(lèi)型的隔爆型電氣設(shè)備，技術(shù)人員在對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試時(shí)，多數(shù)情況下需要在箱體中完成，這就導(dǎo)致箱體隔爆結(jié)合面非常容易遭到損傷，導(dǎo)致出現(xiàn)了較多的生銹、磕碰或者劃傷等問(wèn)題。所以，技術(shù)人員可選擇使用箱體隔爆結(jié)合面對(duì)螺紋孔進(jìn)行固定。

此外，技術(shù)人員對(duì)箱體、箱蓋均應(yīng)當(dāng)采取鋼印標(biāo)記處理的方式，技術(shù)人員在對(duì)箱體箱蓋進(jìn)行拆卸時(shí)，若出現(xiàn)了未進(jìn)行鋼印標(biāo)記的問(wèn)題時(shí)，在進(jìn)行再次裝配時(shí)，由于未形成明確的對(duì)號(hào)，而導(dǎo)致其錯(cuò)誤認(rèn)為很多部件是可以進(jìn)行互換的，容易在其中形成間隙過(guò)小的問(wèn)題，使活動(dòng)結(jié)合面出現(xiàn)了摩擦，對(duì)隔爆面也產(chǎn)生了不同程度的破壞，所以，技術(shù)人員對(duì)配對(duì)箱體、箱蓋應(yīng)當(dāng)進(jìn)行鋼印標(biāo)記。

3.4 從管理層面全面降低失爆問(wèn)題發(fā)生的概率

1）對(duì)井下機(jī)電設(shè)備的采購(gòu)、相關(guān)配件的采購(gòu)等應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控質(zhì)量，對(duì)于“三證一標(biāo)志”均不能達(dá)到的不能進(jìn)入到井下使用，同時(shí)，最大限度地選擇使用安全型電氣設(shè)備，從源頭上降低失爆率。

2）對(duì)電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)做到正確選用。在對(duì)具體型號(hào)等進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格對(duì)照設(shè)備使用的溫度、電流及電壓等參數(shù)。在日常使用的過(guò)程中，對(duì)于設(shè)備進(jìn)出線(xiàn)路、設(shè)備線(xiàn)路接頭等是否有發(fā)熱問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格檢查。

3）全面增強(qiáng)電氣設(shè)備日常維護(hù)與管理工作的質(zhì)量。從當(dāng)前導(dǎo)致井下電氣設(shè)備出現(xiàn)各種類(lèi)型的故障來(lái)看，部分情況下，是由于出現(xiàn)了安裝不正確，或者未進(jìn)行科學(xué)維護(hù)與保養(yǎng)，導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)電氣設(shè)備是否達(dá)到了隔爆結(jié)合面應(yīng)當(dāng)具有的防爆要求進(jìn)行檢查，特別是進(jìn)線(xiàn)電纜及裝置是否完整等進(jìn)行日常巡檢。同時(shí)，對(duì)所有的開(kāi)關(guān)合閘情況進(jìn)行全面的檢查，對(duì)于低壓開(kāi)關(guān)中是否有發(fā)熱問(wèn)題，高壓開(kāi)關(guān)是否可以正常使用，操作位置是否完好等進(jìn)行全面的檢查，確保壓線(xiàn)可以精準(zhǔn)到位。第三，在進(jìn)行檢修之前，設(shè)備應(yīng)當(dāng)切斷所有的供電電源，同時(shí)需要對(duì)周?chē)耐咚惯M(jìn)行監(jiān)測(cè)，在達(dá)到了安全標(biāo)準(zhǔn)之后，才能進(jìn)行開(kāi)蓋檢修。此外，對(duì)開(kāi)關(guān)整定數(shù)值等是否達(dá)到了負(fù)荷要求進(jìn)行檢查，并根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況，針對(duì)性地調(diào)整與整定。

4 結(jié)語(yǔ)

從當(dāng)前煤礦發(fā)生的電氣設(shè)備失爆問(wèn)題來(lái)看，井下各種類(lèi)型的電氣設(shè)備均有出現(xiàn)失爆的可能，導(dǎo)致失爆問(wèn)題發(fā)生的原因也相對(duì)較多，因此，全面提升電氣設(shè)備防爆管理和技術(shù)提升工作非常關(guān)鍵，應(yīng)當(dāng)引起煤礦充分重視，并全面加強(qiáng)對(duì)相關(guān)人員的技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)制度措施進(jìn)行持續(xù)完善，這對(duì)于提升電氣設(shè)備失爆防治效果較為關(guān)鍵。