礦井電氣設備防爆性能分析及提高對策

李者

（中煤科工集團沈陽研究院有限公司，遼寧撫順 113001）

針對目前礦井電氣設備防爆性能標準體系分析，受礦井內作業(yè)環(huán)境條件潮濕、高溫等影響；深層作業(yè)時頻繁對電氣設備進行移動和重裝等影響；電氣設備防爆外殼厚度、設備使用周期、大功率設備防爆性能等缺乏統(tǒng)一標準影響。降低了礦井電氣設備實際的防爆性能，往往在瓦斯爆炸事故中無法切法發(fā)揮防爆作用，進而加劇了爆炸安全事故的惡劣影響。

1.礦井電氣設備防爆性能標準體系分析

1.1 電氣設備防爆外殼厚度與使用周期缺乏標準規(guī)定

避免防爆外殼變形和破裂，是保障防爆性能的有效措施。電氣設備防爆性能與防爆外殼材料和結構等因素有關，這些影響因素直接決定防爆外殼厚度、防爆性能、使用周期。目前對電氣設備防爆性能的檢測主要以檢測防爆外殼耐壓力強度、內部不傳爆性能等方面為主，受礦井實際電氣設備運行環(huán)境影響較大。由于井下多高溫潮濕，電氣設備在高強度作業(yè)條件下容易被銹蝕，防爆外殼的銹蝕必然會降低防爆性能；采礦作業(yè)時電氣設備被不斷挪動和重復拆卸與安裝，會降低電氣設備的防爆性能。因此需加強對電氣設備防爆性能的日常管理，需從電氣設備使用周期、防爆殼有效厚度方面入手，制定管理制度以指導和約束實際安全生產，但相關統(tǒng)一標準缺乏，未有嚴格意義上的法律法規(guī)明文規(guī)定，影響電氣設備防爆性能標準體系的構建，進而影響防爆性能管理效果[1]。

1.2 大功率電氣設備防爆性能缺乏標準規(guī)定

據(jù)不完全統(tǒng)計，電弧是誘發(fā)各類爆炸安全事故的主要原因，大功率電氣設備在運行過程中，一旦發(fā)生弧光短路問題，電弧的破壞力度非常大，電氣設備防爆外殼內部會瞬間產生高壓和高溫，短路嚴重情況下會直接擊穿防爆外殼，導致外殼被燒毀。為了符合礦井現(xiàn)代化生產的要求，滿足安全穩(wěn)定電力供應需求，保障各類移動變電站和大功率變頻裝置正常使用，在引進大功率電氣設備的前提下，其防爆性能也要隨之提高[2]。特別是在礦井中使用的電氣設備，受潮濕、粉塵等惡劣環(huán)境條件影響，本身電纜絕緣性能易被破壞，加大電擊穿安全事故發(fā)生概率，更應加強電氣設備防爆性能，使電氣設備發(fā)生弧光短路問題時仍能實現(xiàn)安全保護。應將電氣設備的防爆外殼結合面寬度標準規(guī)定在30mm～40mm，間隙不高于0.2mm，但目前礦業(yè)各安全制度中，均未對此項標準有明文規(guī)定。

2.礦井電氣設備防爆性能的使用維護問題分析

礦井電氣設備雖采取了多項安全保護措施，但失爆問題仍時有發(fā)生，當出現(xiàn)如下兩方面使用維修問題時，若繼續(xù)使用電氣設備，必然會在失去防爆性能的情況下，埋下安全隱患，出現(xiàn)電氣設備斷電困難、加快送電速度等問題，或加劇電氣設備失爆問題的發(fā)生概率。一方面，受技術、資金、決策等方面因素影響，部分中小型礦井未及時更換自動化電氣設備，本身電氣設備存在超期危險使用的問題，加之設備老化和陳舊、帶病作業(yè)等情況時有發(fā)生，若此時繼續(xù)使用設備，極易發(fā)生失爆問題。另一方面，電氣設備要想保障防爆性能和提高使用周期，必須由專業(yè)技術人員做好設備的定期維修和保護，特備是對于重點位置和功能的大型電氣設備，必須要嚴格按照相關管理制度進行定期維護。但目前針對礦井電氣設備防爆性能的維護尚未構建健全的管理制度，甚至缺乏具有專業(yè)資質的修護機構，使電氣設備更新?lián)Q代后，維修和保護管理遭受諸多阻礙。

3.礦井電氣設備防爆性能的局限性分析

3.1 防爆性能的局限性

目前市面上的礦井防爆型電氣設備主要以接線腔、主腔組成的兩腔隔爆型為主，主腔設置機械封鎖裝置，接線腔未安裝。主腔的機械封鎖結構在隔離開關與執(zhí)行結構斷開后，能夠自動打開防止出現(xiàn)觸電事故，此時斷路器仍處于帶電狀態(tài)，雖然主腔內的危險警示提示能夠給予操作人員提醒，但斷路器的帶電現(xiàn)象并未真正解決，仍存在觸電隱患，電氣設備防爆性能具有局限性[3]。接線腔未設置任何技術性的安全保護措施，僅在端蓋位置醒目的設置了警示牌，提示操作人員開蓋前斷電，當未切斷上級電源打開接線腔時，很容易引發(fā)操作人員觸電，當電火花達到了瓦斯爆炸條件，還會引發(fā)嚴重的瓦斯爆炸安全事故。

3.2 局限性防爆性能引發(fā)的瓦斯爆炸安全事故

當出現(xiàn)以下3種情況時，易直接或者間接引發(fā)瓦斯爆炸安全事故。（1）受電氣設備防爆性能的局限性影響，在技術條件上未給予防爆性能強化保障，部分綜合素質不高的操作人員在礦井下作業(yè)時，易由于缺乏安全意識、違規(guī)操作等進而引發(fā)瓦斯爆炸事故。（2）隔爆型防爆電氣設備本身存在安全方面的技術缺陷，在接線腔內部未設置機械封鎖裝置，給操作人員違規(guī)操作帶來了便利，加大了瓦斯爆炸發(fā)生的概率。（3）受電氣設備防爆性能方面自動化水平不足影響，無法實現(xiàn)自動化上傳電氣設備防爆性能的運行參數(shù)，以及電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)信息，進而影響對電氣設備防爆性能的動態(tài)化監(jiān)管，加劇了瓦斯隱患發(fā)展為瓦斯爆炸安全事故的概率。

4.提高礦井電氣設備防爆性能的對策

4.1 完善礦井電氣設備防爆性能標準體系

近年來煤炭開采強度和難度加大，瓦斯爆炸、粉塵污染、有毒有害氣體產生等問題發(fā)生的概率不斷加大，使礦機電氣設備的作業(yè)環(huán)境變得更加惡劣，對電氣設備防爆性能提出了新考驗。特別是電子技術、光電一體化技術等現(xiàn)代化技術的應用，為防爆技術的落實帶來阻礙。現(xiàn)有GB3836標準體系已無法滿足礦業(yè)安全生產需求，繼續(xù)進一步完善和優(yōu)化相關專業(yè)技術、管理制度等，完善礦井電氣設備防爆性能標準體系，使電氣設備防爆外殼厚度與使用周期行業(yè)標準統(tǒng)一、健全對大功率電氣設備防爆性能標準規(guī)定、杜絕電弧問題、加快礦井防爆電氣設備的產品升級。

4.2 加強對礦井電氣設備防爆性能的使用維護監(jiān)管

首先從源頭抓起，生產企業(yè)必須始終保持生產技術的先進性，應用現(xiàn)代化的先進工藝，不斷提升生產質量和效率。其次煤礦企業(yè)應構建專門的監(jiān)管機構，嚴格檢測礦井電氣設備防爆性能，制定完善的維修和保護管理制度，由專業(yè)技術人員定期對電氣設備進行維護，實時掌握電氣設備運行情況，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并解決，杜絕電氣設備失爆問題的發(fā)生。最后政府應出臺相關政策和法律法規(guī)，對防爆電氣設備的生產和使用進行統(tǒng)一監(jiān)督和管理，杜絕問題產品的生產和流通；嚴格監(jiān)管使用過程中的產品狀態(tài)，制定強制報廢管理制度，對存在安全隱患、過期、老化嚴重的防爆電氣設備采取強制報廢管理手段，依法依規(guī)消除各類安全隱患。

5.結語

礦井下煤礦開采本身具有危險性，保障安全生產是關鍵，要從電氣設備內部和外部防爆性能入手，加強對電氣設備防爆性能設計，做好安全保護措施，最大程度降低電氣設備失爆、瓦斯爆炸等帶來的惡劣影響。近年來科技不斷發(fā)展進步，智能化開采有效提高了井下作業(yè)的安全性，使操作人員的人身安全更有保障，礦井電氣設備的自動化水平更高，可最大程度保障電氣設備處于正常運行狀態(tài)，防爆性能良好。在相關行業(yè)標準、政策、法律法規(guī)的強制性約束下，相關部門加強了對防爆電氣設備使用、維修、保護等方面的監(jiān)管，電氣設備防爆效果顯著提高。