矿井电气设备失爆原因与防治研究

2022-01-25李思超

机械管理开发 2021年11期

李思超

（晋能控股煤业集团忻州窑矿机电管理部，山西大同 037001）

引言

为了保证煤矿生产的安全性，井下防爆电气设备均应当具备较强的耐爆性与隔爆性，主要原因是，电气设备壳内产生的电火花导致混合气体爆炸之后，产生的电弧或者火焰对外界没有影响，提高了煤尘爆炸等各种类型事故发生的概率。但是由于各种类型的原因，电气设备出现了“失爆”问题，原本的耐爆、隔爆作用已经完全失去或者失去一部分，在设备内部出现故障后，引发了一系列事故的发生，带来较为严重井下生产安全事故。

1 矿井电气设备失爆常见位置

从当前煤矿电气设备出现的失爆问题来看，所有的防爆型机电设备出现失爆的概率均存在，导致失爆的原因也相对较多，常见的发生失爆的位置主要有[1]：用螺栓固定隔爆结合面位置、电缆引出或者引入的位置、电气设备表面、隔爆结合面等位置均是发生失爆问题最多的位置，需要引起足够重视。

2 矿井电气设备失爆原因

1）通常情况下，机电检修人员不能安装要求开展相关的检修与维修作业，导致井下机电设备不能按照规定与要求得到针对性的维护与管理，特别是井下的环境相对潮湿，很多开关出现了防护层脱落的问题，特别是在隔爆结合面上，出现了较多的煤尘、锈皮等。在开盖是需要使用专门工具，部分技术人员采取了硬敲、硬拆电气设备的问题，不仅导致设备外壳出现了一定的扭曲或者变形的问题，而且使隔爆面整体出现了损伤，给防爆效果带来了较大的伤害。

2）在井下电气设备搬运或者移动的过程中，相关的防护措施落实不力，导致与其他物体发生了较强的碰撞，导致外壳出现了明显的机械损伤或者变形问题，对开关防爆效果产生了较大的影响。

3）在对电气设备进行安装时，技术人员并没有严格的按照标准进行安装，影响到安装的整体质量，导致质量出现了不合格的问题。

4）做好电气设备的日常管理与维护工作，对于提升防爆效果较为关键，但是从具体情况来看，存在明显的重视使用、轻视维护的问题发生，导致失爆事故发生的概率增加。

3 矿井电气设备失爆防治措施

3.1 全面提升电气设备防爆开关接线效果

在井下电气设备防爆开关使用过程中，大部分情况下，可以分为远距离控制与近距离控制两种类型，使用的开关多数为QBZ开关，在远距离控制模式下，系统操作回路为非本安型操作模式，通常情况下，对技术型接线问题较为忽视，导致其中出现了电火花等问题，增加了煤矿出现瓦斯爆炸的概率。

见下页图1，若开关属于就地控制方式，对于2号与9号线路接地，在电气设备启动时，技术人员将S2开关按下，电路运行过程为电源—K2开关—K3继电器—2号线—9号线—电源，完成电气设备启动功能。如果有从开关位置将防爆开关接出来，开关线路通过9号线实现接地，如果出现了工作面有冒顶或者有矸石掉落的问题，远程控制线路被联通，将出现1号线路和开关搭接的问题，这时线路运行情况将变为：电源—1号线—9号线—接地线—电源，从而形成一个电源回路，接线的线头将出现对开关放电的问题，这时将会有电火花发生，若外界氧气、瓦斯等条件达到，则会导致瓦斯爆炸事故的发生。因此，为了防止上述事故的发生，技术人员在对远方控制开关进行控制时，技术人员应当将9号线挑开，从而在整个防爆按钮中形成通电回路，防止出现有各种类型意外事故而导致出现电火花，从而降低井下电气设备运行过程中瓦斯爆炸事故出现的概率。

图1 防爆开关接线示意图

3.2 井下电气设备连接设计采用六芯连接

为了提升机电设备整体的防爆效果，降低失爆事故发生的概率。在进行电缆的连接时，可以将电缆连接的数量提升为六芯连接的方式，具体可以分为2根保护线、1根接地线、3根动力线。同时，在机电设备的电动机、开关、接线盒及变压器等机电设备关键部件的外壳上，安装上热敏传感器、光敏传感器，并形成对应的保护电路。在正常情况下，机电设备内电缆接线盒等部件均处于电路的保护中，一般情况下通过保护线路将工作情况，传递给保护电路，电气开关在正常情况下，不会出现跳闸事故。若在电气设备内出现了弧光或者电火花时，这些安装的设备内部的热敏传感器、光敏传感器等可以将声音信号、光信号等转变为电信信号，上级保护电路接受到变化的信号，导致电气开关出现跳闸事故，整个故障电路也会被断开，实现对整个机电设备的保护，同时也降低了煤矿井下安全故障的概率[2-3]。

3.3 全面提升隔爆外壳防护效果

通过在机电设备外壳隔爆面加入磷化防锈处理的方式，可有效提升隔爆型电气设备外壳整体的防锈蚀、防腐蚀能力，这对于降低失爆事故发生的概率非常明显。同时，在对外壳进行磷化处理之后，技术人员还可以采用对外壳涂抹防锈油的方式，在外壳上形成两层保护，这对于提升防止失爆事故发生，有着明显的效果。此外，也可以制作专门箱盖放置工具，主要可用于单个隔离放置，起到有效的保护效果，见图2所示。

图2 箱盖隔爆结合面防护示意图

技术人员还可以采用箱体隔爆结合面保护装置。因为煤矿使用的各种类型的隔爆型电气设备，技术人员在对这些设备进行安装调试时，多数情况下需要在箱体中完成，这就导致箱体隔爆结合面非常容易遭到损伤，导致出现了较多的生锈、磕碰或者划伤等问题。所以，技术人员可选择使用箱体隔爆结合面对螺纹孔进行固定。

此外，技术人员对箱体、箱盖均应当采取钢印标记处理的方式，技术人员在对箱体箱盖进行拆卸时，若出现了未进行钢印标记的问题时，在进行再次装配时，由于未形成明确的对号，而导致其错误认为很多部件是可以进行互换的，容易在其中形成间隙过小的问题，使活动结合面出现了摩擦，对隔爆面也产生了不同程度的破坏，所以，技术人员对配对箱体、箱盖应当进行钢印标记。

3.4 从管理层面全面降低失爆问题发生的概率

1）对井下机电设备的采购、相关配件的采购等应当严格把控质量，对于“三证一标志”均不能达到的不能进入到井下使用，同时，最大限度地选择使用安全型电气设备，从源头上降低失爆率。

2）对电气设备应当做到正确选用。在对具体型号等进行选择时，应当严格对照设备使用的温度、电流及电压等参数。在日常使用的过程中，对于设备进出线路、设备线路接头等是否有发热问题进行严格检查。

3）全面增强电气设备日常维护与管理工作的质量。从当前导致井下电气设备出现各种类型的故障来看，部分情况下，是由于出现了安装不正确，或者未进行科学维护与保养，导致事故的发生。因此，技术人员应当对电气设备是否达到了隔爆结合面应当具有的防爆要求进行检查，特别是进线电缆及装置是否完整等进行日常巡检。同时，对所有的开关合闸情况进行全面的检查，对于低压开关中是否有发热问题，高压开关是否可以正常使用，操作位置是否完好等进行全面的检查，确保压线可以精准到位。第三，在进行检修之前，设备应当切断所有的供电电源，同时需要对周围的瓦斯进行监测，在达到了安全标准之后，才能进行开盖检修。此外，对开关整定数值等是否达到了负荷要求进行检查，并根据实际负荷情况，针对性地调整与整定。