矿用防爆型螺旋式喇叭嘴防松装置设计

2020-08-27张凯

煤矿现代化 2020年5期

张凯

（山西高河能源有限公司机电部，山西长治 046000）

0 引言

煤矿井下在生产过程中存在着瓦斯、煤尘等具有爆炸性的物质，为了安全生产，防止瓦斯及煤尘发生爆炸事故，除了要控制瓦斯和煤尘的含量外，还要杜绝一切易引起爆炸的点火源和高温热源[1]。据相关权威部门统计：电火花在煤矿瓦斯爆炸引燃火源的众多因素中高居榜首，约为70%[2-3]。所以，防止“电气失爆”产生电火花对于防止瓦斯爆炸最为重要。其中，电缆引入装置所采用的防爆型螺旋式喇叭嘴极易产生松动失爆，给安全生产带来极大的隐患，如何采用有效的放松措施已显得尤为重要。

1 防爆喇叭嘴结构

防爆电机、开关等都需要配有电缆引入装置；其从外到内依次是喇叭嘴、挡圈、防爆密封圈和喇叭口座，电缆从他们中间穿过，然后拧紧[4]。喇叭嘴为六边形柱体，形似六角螺帽，通过螺纹与喇叭口座联接，中间为空心，可以引入电缆，从而实现电气功能。如果喇叭嘴未拧紧或发生松动，防爆开关即失去防爆性能，其内部瓦斯点燃，会引起防爆开设备外部瓦斯爆炸。

根据山西省《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》（晋煤安发[2012]715 号）检查标准规定：螺旋式喇叭嘴应有防松装置，螺旋式喇叭嘴最少入扣数不得低于6 扣，拧紧程度应以8N.m 力矩扳手顺压紧方向拧紧到位，如果用三个指头顺压紧方向用力拧动超过半圈为失爆[5]。由于螺旋式喇叭嘴外露不受其他约束，工作一定时间后，容易自然松动；而且一些非专业人员对螺旋式喇叭嘴经常采用人工扭动检查是否松动，这种操作很容易造成喇叭嘴滑丝而失爆；更有甚者出现人为丢失。目前，这些情况都没有较好的防患手段。

图1 电缆引入装置

2 放松装置设计

2.1 总体设计思路

放松装置要适用于煤矿井下及其地面爆炸性混合物气体环境的电气设备。市场上电气开关生产厂家众多，其喇叭嘴的布置状态各不不相同，在设计时应考虑其通用性。其次，必须具备下列功能：

1）能够长期有效地防止螺旋式喇叭嘴的松动现象；

2）含闭锁功能不易从喇叭嘴脱落；

3）配备专用锁具，只有专用钥匙才可打开；

4）具有一定的强度，耐冲击；不易被外力破坏，失去其功能；

5）结构要简单、体积小、重量轻，便于加工制作和安装。

3.2 放松装置设计

结合当前电气开关不同螺旋式喇叭嘴排列方式，防松装置结构可设计为单组、双组或多组等类型。其主要结构包括上锁体、下锁体、锁芯及锁钥等组成，如图 2、图 3 所示。

图2 单组合结构

图3 多组合结构

上、下锁体形状为半圆形管体，采用碳钢整体制成。上锁体和下锁体内部均设有防滑卡槽；安装时，将卡槽置于喇叭嘴与开关进出线管之间，可以防止锁体从喇叭嘴脱落而失效。图示中防松装置左部上、下锁体采用齿状嵌合，配合到位后打入销轴，并在销轴两端采用螺钉或者铅丝密封固定，防止销轴退出。下锁体设有与锁芯配合的螺孔，锁芯通过上锁体的通道进行锁定。上锁体和下锁体连接后形成一圈状，上锁体平面和下锁体平面紧靠六边形的喇叭嘴的两个平行面，限制了喇叭嘴的旋转，任何工具不能操作。拆卸时，必须用专用工具打开闭锁后才能进行。

4 应用效果及推广

按照防松装置的设计方案，已经完成了多台份的制造与应用。其中，对某品牌400A 矿用隔爆型真空馈电开关就进行了防松装置的设计与安装，如图4 所示。从而近一年的运行来看，使用效果良好。

目前，多数防爆开关或者井下重要设备电控箱设计螺旋喇叭嘴较为集中且呈一字型分布，结合本装置的防松原理，可根据不同布置设计不同防松机构。所以本装置可广泛用于井下重要设备 (如局部通风机、关键部位水泵、采掘设备）配套使用的专用馈电开关和专用磁力启动器，也可以大批量成套制作用于矿井同种型号具有一定数量的防爆开关。综上所述，螺旋式喇叭嘴防松装置具有一定市场推广前景。