礦井電氣設備失爆原因與防治研究

李思超

（晉能控股煤業集團忻州窯礦機電管理部，山西 大同 037001）

引言

為了保證煤礦生產的安全性，井下防爆電氣設備均應當具備較強的耐爆性與隔爆性，主要原因是，電氣設備殼內產生的電火花導致混合氣體爆炸之后，產生的電弧或者火焰對外界沒有影響，提高了煤塵爆炸等各種類型事故發生的概率。但是由于各種類型的原因，電氣設備出現了“失爆”問題，原本的耐爆、隔爆作用已經完全失去或者失去一部分，在設備內部出現故障后，引發了一系列事故的發生，帶來較為嚴重井下生產安全事故。

1 礦井電氣設備失爆常見位置

從當前煤礦電氣設備出現的失爆問題來看，所有的防爆型機電設備出現失爆的概率均存在，導致失爆的原因也相對較多，常見的發生失爆的位置主要有[1]：用螺栓固定隔爆結合面位置、電纜引出或者引入的位置、電氣設備表面、隔爆結合面等位置均是發生失爆問題最多的位置，需要引起足夠重視。

2 礦井電氣設備失爆原因

1）通常情況下，機電檢修人員不能安裝要求開展相關的檢修與維修作業，導致井下機電設備不能按照規定與要求得到針對性的維護與管理，特別是井下的環境相對潮濕，很多開關出現了防護層脫落的問題，特別是在隔爆結合面上，出現了較多的煤塵、銹皮等。在開蓋是需要使用專門工具，部分技術人員采取了硬敲、硬拆電氣設備的問題，不僅導致設備外殼出現了一定的扭曲或者變形的問題，而且使隔爆面整體出現了損傷，給防爆效果帶來了較大的傷害。

2）在井下電氣設備搬運或者移動的過程中，相關的防護措施落實不力，導致與其他物體發生了較強的碰撞，導致外殼出現了明顯的機械損傷或者變形問題，對開關防爆效果產生了較大的影響。

3）在對電氣設備進行安裝時，技術人員并沒有嚴格的按照標準進行安裝，影響到安裝的整體質量，導致質量出現了不合格的問題。

4）做好電氣設備的日常管理與維護工作，對于提升防爆效果較為關鍵，但是從具體情況來看，存在明顯的重視使用、輕視維護的問題發生，導致失爆事故發生的概率增加。

3 礦井電氣設備失爆防治措施

3.1 全面提升電氣設備防爆開關接線效果

在井下電氣設備防爆開關使用過程中，大部分情況下，可以分為遠距離控制與近距離控制兩種類型，使用的開關多數為QBZ開關，在遠距離控制模式下，系統操作回路為非本安型操作模式，通常情況下，對技術型接線問題較為忽視，導致其中出現了電火花等問題，增加了煤礦出現瓦斯爆炸的概率。

見下頁圖1，若開關屬于就地控制方式，對于2號與9號線路接地，在電氣設備啟動時，技術人員將S2開關按下，電路運行過程為電源—K2開關—K3繼電器—2號線—9號線—電源，完成電氣設備啟動功能。如果有從開關位置將防爆開關接出來，開關線路通過9號線實現接地，如果出現了工作面有冒頂或者有矸石掉落的問題，遠程控制線路被聯通，將出現1號線路和開關搭接的問題，這時線路運行情況將變為：電源—1號線—9號線—接地線—電源，從而形成一個電源回路，接線的線頭將出現對開關放電的問題，這時將會有電火花發生，若外界氧氣、瓦斯等條件達到，則會導致瓦斯爆炸事故的發生。因此，為了防止上述事故的發生，技術人員在對遠方控制開關進行控制時，技術人員應當將9號線挑開，從而在整個防爆按鈕中形成通電回路，防止出現有各種類型意外事故而導致出現電火花，從而降低井下電氣設備運行過程中瓦斯爆炸事故出現的概率。

圖1 防爆開關接線示意圖

3.2 井下電氣設備連接設計采用六芯連接

為了提升機電設備整體的防爆效果，降低失爆事故發生的概率。在進行電纜的連接時，可以將電纜連接的數量提升為六芯連接的方式，具體可以分為2根保護線、1根接地線、3根動力線。同時，在機電設備的電動機、開關、接線盒及變壓器等機電設備關鍵部件的外殼上，安裝上熱敏傳感器、光敏傳感器，并形成對應的保護電路。在正常情況下，機電設備內電纜接線盒等部件均處于電路的保護中，一般情況下通過保護線路將工作情況，傳遞給保護電路，電氣開關在正常情況下，不會出現跳閘事故。若在電氣設備內出現了弧光或者電火花時，這些安裝的設備內部的熱敏傳感器、光敏傳感器等可以將聲音信號、光信號等轉變為電信信號，上級保護電路接受到變化的信號，導致電氣開關出現跳閘事故，整個故障電路也會被斷開，實現對整個機電設備的保護，同時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效果

通過在機電設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備外殼整體的防銹蝕、防腐蝕能力，這對于降低失爆事故發生的概率非常明顯。同時，在對外殼進行磷化處理之后，技術人員還可以采用對外殼涂抹防銹油的方式，在外殼上形成兩層保護，這對于提升防止失爆事故發生，有著明顯的效果。此外，也可以制作專門箱蓋放置工具，主要可用于單個隔離放置，起到有效的保護效果，見圖2所示。

圖2 箱蓋隔爆結合面防護示意圖

技術人員還可以采用箱體隔爆結合面保護裝置。因為煤礦使用的各種類型的隔爆型電氣設備，技術人員在對這些設備進行安裝調試時，多數情況下需要在箱體中完成，這就導致箱體隔爆結合面非常容易遭到損傷，導致出現了較多的生銹、磕碰或者劃傷等問題。所以，技術人員可選擇使用箱體隔爆結合面對螺紋孔進行固定。

此外，技術人員對箱體、箱蓋均應當采取鋼印標記處理的方式，技術人員在對箱體箱蓋進行拆卸時，若出現了未進行鋼印標記的問題時，在進行再次裝配時，由于未形成明確的對號，而導致其錯誤認為很多部件是可以進行互換的，容易在其中形成間隙過小的問題，使活動結合面出現了摩擦，對隔爆面也產生了不同程度的破壞，所以，技術人員對配對箱體、箱蓋應當進行鋼印標記。

3.4 從管理層面全面降低失爆問題發生的概率

1）對井下機電設備的采購、相關配件的采購等應當嚴格把控質量，對于“三證一標志”均不能達到的不能進入到井下使用，同時，最大限度地選擇使用安全型電氣設備，從源頭上降低失爆率。

2）對電氣設備應當做到正確選用。在對具體型號等進行選擇時，應當嚴格對照設備使用的溫度、電流及電壓等參數。在日常使用的過程中，對于設備進出線路、設備線路接頭等是否有發熱問題進行嚴格檢查。

3）全面增強電氣設備日常維護與管理工作的質量。從當前導致井下電氣設備出現各種類型的故障來看，部分情況下，是由于出現了安裝不正確，或者未進行科學維護與保養，導致事故的發生。因此，技術人員應當對電氣設備是否達到了隔爆結合面應當具有的防爆要求進行檢查，特別是進線電纜及裝置是否完整等進行日常巡檢。同時，對所有的開關合閘情況進行全面的檢查，對于低壓開關中是否有發熱問題，高壓開關是否可以正常使用，操作位置是否完好等進行全面的檢查，確保壓線可以精準到位。第三，在進行檢修之前，設備應當切斷所有的供電電源，同時需要對周圍的瓦斯進行監測，在達到了安全標準之后，才能進行開蓋檢修。此外，對開關整定數值等是否達到了負荷要求進行檢查，并根據實際負荷情況，針對性地調整與整定。

4 結語

從當前煤礦發生的電氣設備失爆問題來看，井下各種類型的電氣設備均有出現失爆的可能，導致失爆問題發生的原因也相對較多，因此，全面提升電氣設備防爆管理和技術提升工作非常關鍵，應當引起煤礦充分重視，并全面加強對相關人員的技術培訓，對制度措施進行持續完善，這對于提升電氣設備失爆防治效果較為關鍵。