矿井电气设备防爆性能分析及提高对策

李者

（中煤科工集团沈阳研究院有限公司，辽宁抚顺 113001）

针对目前矿井电气设备防爆性能标准体系分析，受矿井内作业环境条件潮湿、高温等影响；深层作业时频繁对电气设备进行移动和重装等影响；电气设备防爆外壳厚度、设备使用周期、大功率设备防爆性能等缺乏统一标准影响。降低了矿井电气设备实际的防爆性能，往往在瓦斯爆炸事故中无法切法发挥防爆作用，进而加剧了爆炸安全事故的恶劣影响。

1.矿井电气设备防爆性能标准体系分析

1.1 电气设备防爆外壳厚度与使用周期缺乏标准规定

避免防爆外壳变形和破裂，是保障防爆性能的有效措施。电气设备防爆性能与防爆外壳材料和结构等因素有关，这些影响因素直接决定防爆外壳厚度、防爆性能、使用周期。目前对电气设备防爆性能的检测主要以检测防爆外壳耐压力强度、内部不传爆性能等方面为主，受矿井实际电气设备运行环境影响较大。由于井下多高温潮湿，电气设备在高强度作业条件下容易被锈蚀，防爆外壳的锈蚀必然会降低防爆性能；采矿作业时电气设备被不断挪动和重复拆卸与安装，会降低电气设备的防爆性能。因此需加强对电气设备防爆性能的日常管理，需从电气设备使用周期、防爆壳有效厚度方面入手，制定管理制度以指导和约束实际安全生产，但相关统一标准缺乏，未有严格意义上的法律法规明文规定，影响电气设备防爆性能标准体系的构建，进而影响防爆性能管理效果[1]。

1.2 大功率电气设备防爆性能缺乏标准规定

据不完全统计，电弧是诱发各类爆炸安全事故的主要原因，大功率电气设备在运行过程中，一旦发生弧光短路问题，电弧的破坏力度非常大，电气设备防爆外壳内部会瞬间产生高压和高温，短路严重情况下会直接击穿防爆外壳，导致外壳被烧毁。为了符合矿井现代化生产的要求，满足安全稳定电力供应需求，保障各类移动变电站和大功率变频装置正常使用，在引进大功率电气设备的前提下，其防爆性能也要随之提高[2]。特别是在矿井中使用的电气设备，受潮湿、粉尘等恶劣环境条件影响，本身电缆绝缘性能易被破坏，加大电击穿安全事故发生概率，更应加强电气设备防爆性能，使电气设备发生弧光短路问题时仍能实现安全保护。应将电气设备的防爆外壳结合面宽度标准规定在30mm～40mm，间隙不高于0.2mm，但目前矿业各安全制度中，均未对此项标准有明文规定。

2.矿井电气设备防爆性能的使用维护问题分析

矿井电气设备虽采取了多项安全保护措施，但失爆问题仍时有发生，当出现如下两方面使用维修问题时，若继续使用电气设备，必然会在失去防爆性能的情况下，埋下安全隐患，出现电气设备断电困难、加快送电速度等问题，或加剧电气设备失爆问题的发生概率。一方面，受技术、资金、决策等方面因素影响，部分中小型矿井未及时更换自动化电气设备，本身电气设备存在超期危险使用的问题，加之设备老化和陈旧、带病作业等情况时有发生，若此时继续使用设备，极易发生失爆问题。另一方面，电气设备要想保障防爆性能和提高使用周期，必须由专业技术人员做好设备的定期维修和保护，特备是对于重点位置和功能的大型电气设备，必须要严格按照相关管理制度进行定期维护。但目前针对矿井电气设备防爆性能的维护尚未构建健全的管理制度，甚至缺乏具有专业资质的修护机构，使电气设备更新换代后，维修和保护管理遭受诸多阻碍。

3.矿井电气设备防爆性能的局限性分析

3.1 防爆性能的局限性

目前市面上的矿井防爆型电气设备主要以接线腔、主腔组成的两腔隔爆型为主，主腔设置机械封锁装置，接线腔未安装。主腔的机械封锁结构在隔离开关与执行结构断开后，能够自动打开防止出现触电事故，此时断路器仍处于带电状态，虽然主腔内的危险警示提示能够给予操作人员提醒，但断路器的带电现象并未真正解决，仍存在触电隐患，电气设备防爆性能具有局限性[3]。接线腔未设置任何技术性的安全保护措施，仅在端盖位置醒目的设置了警示牌，提示操作人员开盖前断电，当未切断上级电源打开接线腔时，很容易引发操作人员触电，当电火花达到了瓦斯爆炸条件，还会引发严重的瓦斯爆炸安全事故。

3.2 局限性防爆性能引发的瓦斯爆炸安全事故

当出现以下3种情况时，易直接或者间接引发瓦斯爆炸安全事故。（1）受电气设备防爆性能的局限性影响，在技术条件上未给予防爆性能强化保障，部分综合素质不高的操作人员在矿井下作业时，易由于缺乏安全意识、违规操作等进而引发瓦斯爆炸事故。（2）隔爆型防爆电气设备本身存在安全方面的技术缺陷，在接线腔内部未设置机械封锁装置，给操作人员违规操作带来了便利，加大了瓦斯爆炸发生的概率。（3）受电气设备防爆性能方面自动化水平不足影响，无法实现自动化上传电气设备防爆性能的运行参数，以及电网故障数据信息，进而影响对电气设备防爆性能的动态化监管，加剧了瓦斯隐患发展为瓦斯爆炸安全事故的概率。

4.提高矿井电气设备防爆性能的对策

4.1 完善矿井电气设备防爆性能标准体系

近年来煤炭开采强度和难度加大，瓦斯爆炸、粉尘污染、有毒有害气体产生等问题发生的概率不断加大，使矿机电气设备的作业环境变得更加恶劣，对电气设备防爆性能提出了新考验。特别是电子技术、光电一体化技术等现代化技术的应用，为防爆技术的落实带来阻碍。现有GB3836标准体系已无法满足矿业安全生产需求，继续进一步完善和优化相关专业技术、管理制度等，完善矿井电气设备防爆性能标准体系，使电气设备防爆外壳厚度与使用周期行业标准统一、健全对大功率电气设备防爆性能标准规定、杜绝电弧问题、加快矿井防爆电气设备的产品升级。

4.2 加强对矿井电气设备防爆性能的使用维护监管

首先从源头抓起，生产企业必须始终保持生产技术的先进性，应用现代化的先进工艺，不断提升生产质量和效率。其次煤矿企业应构建专门的监管机构，严格检测矿井电气设备防爆性能，制定完善的维修和保护管理制度，由专业技术人员定期对电气设备进行维护，实时掌握电气设备运行情况，及时发现安全隐患并解决，杜绝电气设备失爆问题的发生。最后政府应出台相关政策和法律法规，对防爆电气设备的生产和使用进行统一监督和管理，杜绝问题产品的生产和流通；严格监管使用过程中的产品状态，制定强制报废管理制度，对存在安全隐患、过期、老化严重的防爆电气设备采取强制报废管理手段，依法依规消除各类安全隐患。

5.结语

矿井下煤矿开采本身具有危险性，保障安全生产是关键，要从电气设备内部和外部防爆性能入手，加强对电气设备防爆性能设计，做好安全保护措施，最大程度降低电气设备失爆、瓦斯爆炸等带来的恶劣影响。近年来科技不断发展进步，智能化开采有效提高了井下作业的安全性，使操作人员的人身安全更有保障，矿井电气设备的自动化水平更高，可最大程度保障电气设备处于正常运行状态，防爆性能良好。在相关行业标准、政策、法律法规的强制性约束下，相关部门加强了对防爆电气设备使用、维修、保护等方面的监管，电气设备防爆效果显著提高。