试论煤矿井下电气设备防爆措施

试论煤矿井下电气设备防爆措施

翟欢庆张鹏飞

（山东省天安矿业集团有限公司山东济宁273155）

摘要：本文从电气角度分析了煤矿安全事故频发的原因及采取的防爆措施，并主要介绍了煤矿井下防爆电气设备中应用技术，对煤矿安全生产有一定的帮助。

关键词：煤矿；电气设备；防爆

1前言

随着现代科学技术的发展，一方面，工业及民用对煤炭的需求迅猛增加，煤矿的增产压力越来越大；另一方面，煤矿的安全事故时有发生，其中电气事故占了相当的比重，给国家和人民造成了极大的经济损失和社会不稳定因素，因此对煤矿事故多发的原因进行分析及采取控制对策已引起了各级政府及生产企业的高度重视。煤矿井下环境十分恶劣，空气中含有瓦斯、CO等易燃、易爆气体和煤尘。近年来，为了保证矿井及矿工的人身安全，防止煤矿爆炸等重大事故的发生，国家不断加大对煤矿安全生产的管理力度，矿井井下开采区电器设备大都采用矿用隔爆型及增安型电器设备，电器设备防爆已成为煤矿工作的重中之重。

2煤矿瓦斯爆炸事故的电气诱因

煤矿爆炸的物质基础――瓦斯是矿井中煤或其他炭物质形成的气体，其主要成分为甲烷，比空气轻，易燃烧、易爆炸。瓦斯聚集到一定的浓度，在矿井内部空气的助燃下，一旦遇到电气火花等火源，就会发生爆炸。其爆炸的电气诱因分析如下：

矿井供电电源缺陷。矿井市电电源供电可靠性差、自备电源（发电机）容量小，选型、配置不合理，运行性能差等造成供电中断，矿井中瓦斯气体超标。

矿井中电气设备缺陷。（1）矿井电力网络缺陷。一般是电力电缆绝缘受潮、损坏，发生单相接地或相间短路，引发电气火花或电缆爆炸，导致瓦斯爆炸事故。（2）矿井内变配电设备缺陷。一般矿井中的配电变压器或配电装置，不具备防爆性能，因运行环境恶劣，造成单相对地绝缘或相间绝缘降低、破坏，产生电气火花，引爆瓦斯。（3）矿井照明用电设备缺陷。多为照明灯具炸裂，引爆瓦斯。广东某煤窑发生的瓦斯爆炸，其原因是矿主违章越界作业，巷内瓦斯浓度过高，当天灯泡爆炸发生火花，引起瓦斯爆炸。

3防爆电气设备的特点

3.1隔爆型

这类设备具有能承受内部的爆炸性混合物的爆炸而不至受到损坏，而且通过外壳任何结合面或结构孔洞，不致使内部爆炸引起外部爆炸性混合物爆炸；隔爆性设备的外壳由钢板、铸钢、铝合金、灰铸铁等材料制成，其外壳能承受1.5倍参考压力的静压或动压试验，隔爆型电气设备可经隔爆接线盒（或插销座）接线，亦可直接接线。

3.2增安型

这类设备是在正常时不产生火花、电弧或高温的设备上采取措施以提高安全程度，增安型设备的绝缘带电部件的外壳防护应符合IP44，其裸露带电部件的外壳防护应符合IP54。引入电缆或连接件应保证与电缆或导线联接牢固、接线方便．同时还必须防止电缆或导线松动、自行脱落、扭转，并能保证良好的接触压力。

3.3无火花型

这类设备是在防止产生危险温度、外壳防护、防冲击、防机械摩擦火花、防电缆事故等方面采取措施，以防止火花、电弧或危险温度的产生来提高安全程度的电气设备。

4煤矿井下防爆电气设备中的应用技术

4.1冷磷化工艺在煤矿井下防爆电器设备隔爆面上的应用

隔爆面冷磷化工艺是用磷酸盐溶液在初步加工和维修后的隔爆面进行金属磷化，使防爆电器设备表面形成一层比较厚的磷化薄膜。这层磷化薄膜具有防止隔爆面的锈蚀和提高隔爆面的隔爆性能的功能。①防爆面冷磷化处理工艺步骤。要除去隔爆面上的油污和锈层，露出洁净的金属本色，将磷化膏在处理好的隔爆面均匀地涂上薄薄一层，约2-3mm厚，轻轻震动隔爆面，使磷化膏液面平整，除去气孔和气泡磷化温度以2O℃为宜，时间约为3小时。温度低时可将磷化时间延长磷化结束，先软木片刮掉磷化膏，再用棉纱将磷化面洗净、擦干，在磷化后的隔爆面涂上一层防锈油，对于保护隔爆面防锈更为有效，隔爆面呈现出红色金属状，磷化完毕。②冷磷化隔爆面性能的特点：化学稳定性好。磷化薄膜对腐蚀性气体和液体具有很好的化学稳定性，能有效防止金属隔爆面发生氧化生锈，具有细化黏附性，涂防腐油后可提高防腐效果，提高机械磨损性能。金属隔爆面磷化后能增强机械的性能，对机械磨损有很好的防护作用。③磷化工艺中应注意的问题，配制磷化膏的原料为磷酸和硝酸，具有强腐蚀性，所以配制时，操作人员必须注意防护，在磷化过程中，必须严格细致操作，以避免造成不合格品甚至使设备报废磷化薄膜遇酸、碱之类的物质时会遭到破坏，因此操作和使用中应避免磷化薄膜接触此类物质磷化膏配制完成后，需进行～次测定，取一滴磷化液，滴在待磷化的金属表面上，若呈现粉红色，则说明材质较硬适合磷化，磷化2小时即可擦掉磷化膏；若磷化膏呈现浅灰色，说明磷化时间较短，延长时间即可，若磷化膏呈现黑灰色，则说明磷化时间过长。磷化面呈现浅粉红色或浅朱红色是磷化效果最佳的体现。

4.2热管技术在煤矿井下防爆电气设备中的应用

热管是高效传热散热元件，它的主要原理是利用工作介质吸收和释放汽化潜热来传递热量，热阻很小，以独特的传热方式在小温差下传递大热量来实现超常的传热效果。因此，隔爆型热管散热器可以改变传统的散热方法，提高电气设备在爆炸性气体环境中的可靠性及自动化程度。隔爆型热管散热器与防爆电气的箱体组成一个完整的防爆壳体，既能很好地解决爆炸气体环境用电气设备内电器元件的散热问题，又能解决电气设备防爆安全问题，使爆炸气体环境用电气设备自动化程度会更加进一步提高，尤其是煤矿井下防爆电气设备。

5煤矿井下电气防爆管理

5.1设备账卡管理

防爆电气设备都要分别建立账卡，实行账卡管理。煤矿机电科和车间、队组必须对本单位管理范围内的防爆电气设备进行编号，建立详细的台账。设备的账卡内容主要有：设备数量台账、明细台账、主要设备技术特征卡片。

5.2设备图牌板管理

设备的图牌板管理分为牌板管理和图板管理。牌板管理又分为统计牌版和明细牌板。图牌板上应标明实际生产使用地点及系统所用的设备、电气的名称、编号、规格、型号、完好状况等。在防爆设备的使用地点及技术状态发生变化时，其台账、卡片、图牌板均应随之变动，要保持“账、物、卡、牌”四对照。

5.3防爆电气设备的使用前检查

使用前检查的主要内容如下：设备零部件是否齐全、完整：隔爆外壳、接线箱、底座等是否变形。轻微凸凹不平不能超过完好标准；隔爆外壳是否涂有防腐油漆。大、中修后必须重新涂防腐油漆：各进出线装置是否封堵。要用合格的橡胶密封圈、镀锌金属压圈和镀锌挡板；通电试运转，观察开、停、吸合（或运转）动作是否灵敏可靠，运行是否正常，有无杂音，放置顺序应符合规定要求；隔爆接合面间隙应符合要求，对每台设备及电器的各个隔爆间隙都要逐一测量；隔爆接合面是否有锈蚀和机械伤痕，是否涂有防锈油脂，并应进行磷化等处理，粗糙度要符合要求，针孔、划伤等机械伤痕不得超过规定。经过检查，符合防爆质量要求的电气设备，应填写入井设备验收记录表，由防爆检查员签发“许可证”。“许可证”应注明设备的名称、规格、型号、编号、领用单位、防爆检查员姓名、编号等。

5.4三定问题制度

防爆检查员定期对防爆电气设备进行检查，经过检查的问题建立三定处理制度即“三定表”，对三定内容限期整改后必须复查，根据复查结果要对责任人进行奖罚。

6结束语

随着矿井向深部延伸，瓦斯突出矿井逐渐增多，井下电气防爆管理更为重要。因此希望煤矿各级领导要充分重视，机电管理部门严格管理，彻底杜绝井下电气失爆现象发生。

参考文献

[1]王文志.煤矿并下机电问题探讨[J].煤炭技术.2007(7).