井下防爆电气设备技术应用研究

祝大焦　刘怀莲　祝成东

摘 要：随着社会能源领域的需求增加，推动了煤矿开发领域的持续发展，在安全生产的大背景下，由于受煤矿井下特殊环境的影响，防爆电气设备被广泛应用于煤矿井下作业中，并发挥着安全保障的关键作用，提升井下供电系统使用的安全性与稳定性。鉴于此，本文结合煤矿井下防爆电气设备的需求，阐述了技术应用的意义及相关的要求，并对实践中的具体应用进行研究，以更好的发挥实践应用的效能，促进井下防爆电气设备技术的发展，为井下生产作业提供安全保障。

关键词：井下;防爆电气设备;技术应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.043

近年来，由于煤矿开发领域的正规化发展，井下作业安全已成为核心课题，在严重依赖电力生产的条件下，防爆电气设备及其技术越来越受到关注与重视。主要源于煤矿开采的井下作业面积小，在实践的生产、运输及维护过程中，人员与用电设备之时接触频繁，加之特殊的环境对电气设备的使用极为不利，在井下潮湿、腐蚀等因素下使设备受损的情况在所难免。同时，井下开采中粉尘指标变化快、浓度高，一旦与高温设备产生作用，将可能引发严重的燃烧或爆炸事故，对煤矿井下作业设备及人员造成危害。因此，对于井下防爆电气设备技术的应用尤为必要。

1 井下防爆电气设备技术应用概述

1.1 防爆电气设备技术应用意义

受井下作业环境特殊性的影响，井下空气中瓦斯含量相对较高，对于温度的变化较为敏感，一旦达到其燃点温度，将可能导致爆炸事故的发生，因此对煤矿井下作业中的火源必须加以遏制。井下火源主要来源于电气设备运行中的火花、机械摩擦及碰撞，也包括设备短路及电缆受损中产生，并且部分设备带病作业或者开采面处理不当等，都会间接的引发火源的产生，进而增加瓦斯爆炸的风险。因此，最大程度的避免火源的产生成为重要的突破口，在实践中要深入运用防爆电气设备技术，不断增加井下作业的安全性。

1.2 井下防爆电气设备技术要求

井下防爆电气设备技术的应用，有效的提升了井下采矿作业的安全性，从技术应用方面来看，一方面，井下煤矿作业本身的开采条件相对恶劣，特别是潮湿、渗水等情况，加之井下温度相对较高，空气中瓦斯含高。如此一来，给防爆电气设备技术的应用提出了更高要求，如防溅、防锈蚀、防爆等技术，在绝缘技术的应用方面更要做到防火、防潮，以满足技术指标的需要。另一方面，由于煤矿井下作业本身空间狭窄，使用过程中的磕碰问题在所难免，这就需要对防爆电气设备进行加固保护，同时还要具备便携、耐用、操作简单、便于维护等特点，使井下作业时能够更好的进行。

2 井下防爆电气设备技术应用分析

2.1 隔爆面冷磷化工艺的应用

隔爆面冷磷化工艺主要依靠磷酸盐溶液的化学特性，使其对隔爆面进行磷化处理，以使防爆电气设备的表面形成一定厚度的保护薄膜，并且在磷化处理后的表面再涂抹防锈油，以便发挥其全面的防护效果。首先，在稳定性方面，利用隔爆面的冷磷化工艺，可以使防爆电气设备的隔爆面具备更好的防腐蚀性能，使电气设备始终能够在稳定的环境中运行。其次，在抗磨损性方面，经冷磷化工艺处理后的电气设备表面，强化了金属表面的机械性能，让电气设备表面更具抗磨损性。第三，在细化黏附结构方面，防爆设备电气表面磷化后所形成的薄膜会形成多孔结构，以增加防锈油的吸附率，提升防腐的效果。从隔爆面冷磷化工艺层面而言，主要包括如下步骤：（1）冷磷化工艺处理前，需要對防爆电气设备隔爆面进行清理，去除表面的污渍及锈层，直到防爆电气设备表面出现金属光泽为止。而后在其表面均匀涂抹磷化膏，其厚度控制在2-3mm之间为宜。（2）完成上述工艺后，需要对涂抹磷化膏后的防爆电气设备表面进行气孔处理，在10-20℃温度条件下，静置105-135min左右，待表面气泡散去后将表面打磨平整。（3）在表面处理完毕后，为提升防腐蚀效果，应再次涂抹一层防锈油。

2.2 热管技术的应用

热管技术主要依靠高能散热元件，对所应用介质的热量进行吸收、释放及传导，在良好的导热性能下，实现防爆电气设备的热量传导，有效控制和平衡防爆电气设备的使用温度，提升井下操作的安全系数。通常情况下，煤矿井下开采作业中所使用的防爆电气设备中，热管散热性能均优于传统的散热方式，并且更适应井下作业的使用环境，将防爆电气设备的科学化、自动化和安全化技术提升到更高水平。常见的井下防爆电气设备的应用中，其防爆外壳主要由防爆箱体及热管散热器件所组成，利用其优异的散热设计及结构，使防爆电气设备在使用中，降低电气元件因温度过高而导致的安全风险，保证了防爆电气设备使用的稳定性。热管作为效果最佳的导热元件，在防爆电气设备中的应用，可以发挥其优势的散热、导热功能，为防爆电气设备的散热需求提供支撑，并且在热管技术的性能及性价比方面，均具备更大的应用优势。

2.3 智能化组合型技术的应用

伴随着我国科学技术水平的不断跃升，越来越多的技术得以发展与应用，尤其是高危的煤矿开采行业，更需要依赖更为先进的技术作为支撑，在安全生产及经济效益上取得平衡。因此，面对井下作业的巨大安全挑战，应当积极依托现代科技优势，引入智能化的组合型防爆电气设备，在满足传统井下设备运用的同时，增强智能化的管理能力，对井下作业进行实时的监控，掌握防爆电气设备的运行数据状态。同时，全面利用人工智能技术中的防爆电气设备开关功能，在智能传感器技术及微处理器技术中，将井下防爆电气设备纳入智能化管理体系，更便于对设备进行监测、诊断、过程监视及远程控制，并使防爆电气设备具备功能一体化、模块化、测量数字化、状态可视化、就地或远程诊断化、操作程序化、信息共享化、控制网络化、通讯协议统一化的能力，进而实现井下防爆电气设备的现代化升级，提升安全生产的核心能力。

3 结语

总之，随着煤矿开采行业发展的加速，对井下防爆电气设备技术应用需求也将不断增加，出于煤矿行业安全生产的考虑，必须将煤矿井下防爆电气设备纳入规划管理范畴，对井下作业安全加以关注。通过各种技术的应用与优化，保证防爆电气设备能够处于良好的状态，保障使用过程中的安全性，以更好的服务于煤矿企业的生产。

参考文献：

[1]李庆明，郑方翔，孙永志.煤矿防爆电气设备存在的问题及对策探讨[J].内蒙古科技与经济，2018（13）：104-105.

[2]宁海水.煤矿井下防爆电气设备的管理[J].机电工程技术，2018，47（06）：198-200.

*为通讯作者