煤礦井下靜電危害及防治探討

摘 要:近幾年來，煤礦井下因靜電引起火花點燃甲烷(CH4)而造成重大火災事故和瓦斯爆炸事故以及電擊傷人事故時有發生，為了煤礦井下的安全，使防止靜電措施更加合理完善，該文深入研究和探討了煤礦井下靜電的危害及防治措施。

關鍵詞:靜電危害;靜電的產生;措施

一、靜電在煤礦井下的危害

一九八四年銅川礦務局李家塔煤礦井下掘進二隊放炮員在掘進頭聯好炮以后，并沒有起動炮器，而發生了自動起爆現象。雖然沒有發生重大事故，但事后追查原因，認定是一起因靜電引起來的爆炸事故。

一九八五年淮南礦務局某礦在恢復一個停產多日的工作而生產時，采用高壓風流驅散空間瓦斯，因高壓塑料風管上的靜電放電引起瓦斯爆炸事故，當場傷亡多人。

銅川礦務局三里洞礦在八九年九月間也曾發生過使用塑料風管引起靜電電擊作人員事故。

1993年4月20日，銅川礦務局陳家山煤礦410采煤工作面發生重大火災事故，就是一起因靜電放電引起瓦斯燃燒而造成的重大事故。

據有關資料介紹，九十年代全世界每年因靜電引起的爆炸、重大火災達二萬五千次以上。進入2000年代，更是有增無減。

二、靜電的產生原因

(一)接觸摩擦分離是產生靜電的原因

(二)感應產生靜電

(三)靜電感應是造成靜電的另一個原因

三、煤礦井下產生靜電的過程

根據物體相互接觸、摩擦、分離產生靜電和感應產生靜電原理，煤礦井下產生靜電有如下地點:

(一)皮帶運輸機產生靜電。在煤礦井下由于皮帶運輸機數量大分布線長，是產生靜電和放電的主要部位之一。一是皮帶轉動與滾筒摩擦，二是皮帶轉動與托滾摩擦，三是皮帶與流動的煤產生摩擦，尤其是使用高絕緣材料，如塑料托滾或者是刷漆的滾筒和托滾，都帶有較多的靜電。經常出現靜電放電打火現象，據有關資料分析表明，在環境溫度89%，溫度22.7℃情況下，靜電電壓可達150V以上。

(二)采煤掘進過程中，由于采掘機械的合金刀頭高速切割煤和破碎巖石，這個過程是產生靜電的過程，因此，在機組的絕緣部位、空間和煤壁上部產生了大量的靜電荷，這些靜電荷隨著采掘過程的溫度降低、溫度增大而減少。

(三)塑料通風管、塑料水管、壓氣管和涂有漆的瓦斯抽放等管路，由于管內流體的摩擦而在其管壁上產生靜電。這些靜電有時可達4500V以上。

(四)帶電體的感應和設備間相互碰撞、接觸以及人為的摩擦等也能導致多類電氣設備、塑料外殼上產生靜電。

(五)人體自身靜電。根據產生靜電原理，由于人體走動過程中腳與大地不斷接觸、摩擦和分離，因此使人體產生靜電。

四、井下防靜電的措施

如何解決井下靜電問題，從靜電產生的有因分析，可采取多種方法進行處理。但防止靜電的根本措施可分為下列三種類型:第一種制止靜電的產生;第二種徹底消除物體所帶的靜電;第三種將產生的靜電快速向大地泄漏。

第一種辦法是根本辦不到的，因為要改變采、掘、帶電設備、運輸、通風，排放瓦斯，水管工藝是不可能的，因此也就不能排除靜電的產生。

第二種方法是在靜電產生以后，把積聚在物體上的靜電徹底消除掉，這在井下也是不現實的。

第三種方法對于井下來說是比較合適的，就是如何快速的把靜電荷向大地泄漏，盡管這是一項較困難的措施，但相對而言，它仍是目前行之有效的辦法。

利用接地法向大地泄漏靜電電荷，把帶電的物體與大地相連，使其電位處于零位。這樣不僅不會產生靜電荷的積聚，而且還能對帶電體起到屏蔽作用，以防止靜電感應，但這種接地并不是對所有帶電體都是有效的，因為只有該帶電體具有較高的導電率時，才能有效地將靜電電荷通過接地向大地泄漏，而對于導電率及低的物體再好的接地也是不起作用的。

五、在防爆電氣外殼的結構上采取措施

在亍下塑料產品中，面積較大且又由于性能上的要求，既不能在表面上涂防靜電漆，也不能鍍金屬膜時，可將大面積的外殼用接地良好的金屬網分隔其表面，使分隔后的小面積不大于50cm2，從而可保證達到防靜電的目的。

六、嚴禁穿尼龍化纖衣服

煤礦安全規程規定:入井人員不允許穿尼龍化纖織品工作衣，但對于有些職工下井仍穿尼龍化纖內衣內褲的要求執行不嚴，尤其是采掘工作面由于在風量不足或者回風巷冒頂斷面減小的情況下，使工作面溫度升高瓦斯增大，在這種情況下，有的職工脫掉外套。而只剩內衣內褲進行工作，這種情況也是非常危險的。因為在脫外衣時可產生1000V以上的靜電電壓。人體自身的放電能量在0.6mj以上，而點燃甲烷最小能量為0.28mj，點燃油氣最小能量為0.2mj以上，這對我局各礦井都是重大隱患，特別是陳家山、下石節礦瓦斯、油氣共生的礦井，更是不可忽視的重大隱患。

總而言之，目前對于煤礦井下防靜電研究工作開展時間不長，經驗還不足，有的還沒有得以應用，這些都必須在今后的工作中、實踐中逐步研究、探討、檢驗和應用。