煤矿电气设备失爆原因分析及预防措施

申立纲

（晋能控股煤业集团潞安煤炭事业部黄山煤业， 山西 长治 047300）

1 电气设备常见失爆位置

1.1 隔爆接合面

一般情况下，矿井下防爆开关隔爆接合面，采取的是铁盖的方式，上盖选取螺栓对接线腔，达到紧固的效果，与之吻合的隔爆接合面起到的作用就是对开关进行防爆。在实际的维护开关的流程中，现场维修的操作人员存在的问题包含：没有完全紧固每一个螺栓；在弹簧垫圈设置的过程中，没有根据相应的规定放到合适的位置，使得防爆开关的密封性受到不利的影响，进而使得防爆的效果受到影响[1]。

隔爆接合面还包含接线腔接触的结合面，此部位应当保持光洁，同时达到一定的平衡，进而使得防爆效果得到提升。通过分析失爆现场，可以发现防爆结合面失爆的因素主要包含：隔爆结合面具有划痕，或者有凹坑出现没有将凡士林均匀地涂抹到防爆结合面上。

1.2 电缆引出、引入位置

通过细致分析井下开关的失爆现场，可以发现失爆率最高的位置往往是电缆引入和引出的部位。

1）如果开关（如图1 所示为煤矿井下常用开关及电气设备原理图解）长期处于没有维护的状态，密封圈则会存在老化的情况，进而使得原有的弹性丧失，密封效果受到不利的影响。

图1 煤矿井下常用开关及电气设备设备原理图解

2）在密封圈安装的过程中，一旦存在密封圈的外径不能够较好地吻合电缆引出和引入的胶圈，则会对密封效果造成不利的影响。

3）在实际维护的过程中，维修人员没有根据相关的规定在电缆护套上套上密封套，而是把密封套套到了电缆芯线上，所以难以起到密封的作用。

4）过紧的紧固接线腔接线嘴，使得不存在任何的间隙，导致防爆开关不具备良好的密封性，使防爆的效果受到不利的影响。

5）针对电缆的引出和引入部位，安置的喇叭嘴压板难以将电缆真正拉紧，导致电缆朝着喇叭嘴方向左右上下晃动。

6）针对接线盒的电缆，在进行接线的过程中负责接线的操作人员没有完全包裹绝缘胶，不符合相关的标准和规范，造成接线盒失爆。

1.3 电气设备表面

一旦有超过5 mm 的凹坑出现在防爆设备外壳上面，代表此设备已经难以符合防爆的要求，经过全面的分析，发现是因为在运输设备的过程当中，相关的工作人员没有根据相应的规范进行搬运，出现磕碰造成的。

因为井下具有极其恶劣的工况环境，一般设备处在潮湿温热的环境当中，导致设备外壳受到不同程度的腐蚀或者设备外壳存在脱落的问题，最终对设备的防爆效果造成不利的影响，甚至使得设备失去防爆的功能。

如果开关处在停电的情况下，机械闭锁设备并没有处于闭锁的位置，进而造成闭锁设备存在一定的故障，就会对防爆开关造成不利的影响，较大概率失去防爆的功能。

2 电气设备失爆原因

2.1 设备缺乏全面检查

煤矿单位过于追求煤矿生产的进度，进而忽视了其它的方面，导致维护设备的工作人员不能够及时地对设备进行全面的检查，使得设备的使用年限受到不利的影响。特别是处于井下工况环境比较恶劣的情况下，设备长时间处在高温潮湿的环境中，使得设备的外壳被腐蚀，甚至造成设备的外壳脱落，一旦设备没有得到及时的维护，就极有可能存在防爆的失灵问题，导致安全事故的发生。

2.2 违规搬运防爆设备

在搬运设备的过程中，有关的操作人员没有根据相应的规范和标准进行搬运，出现了磕碰的情况，使得设备外壳留下划痕，甚至存在压伤等情况。

2.3 缺少严格的验收环节

在安装完设备之后，没有派相关的专业技术人员来完成相应的设备验收环节，或许会存在安装工序不准确的问题，安装的细节也难以被筛查。在维护完设备以后，没有建立相应的设备维护记录档案，难以有效地监督维修人员的工作情况，所以有一定概率造成设备失爆。

3 电气设备失爆预防措施

3.1 正确选用电气设备

对于煤矿井下使用的电气设备，应当对其质量把关给予足够的重视，一定要严格遵循相关的标准和规范，在井下安装的设备，应当具备国家质量检测中心的防爆合格证，如果不具备，则禁止设备入井[2]。

在采购煤矿设备的过程中，煤矿单位的相关技术人员应当召开设备采购的专题报告会，主要是对设备的各项参数进行讨论，例如设备的工作温度、额定电压和电流以及相关的保险设置等。根据煤矿的用电实际需求，选取符合要求的电气设备。

3.2 加强漏电保护管理工作

1）电缆和电气设备不得过负荷运行，以免破坏绝缘。

2）对受潮或进水的电气设备，要及时做干燥处理。

3）不得在电气设备随意增加电气元件，防止设备外壳与带电部分的电气距离小于规定值。

4）由于挤压、碰砸造成电缆护套损坏的，要及时进行修补。

5）井下高、低压电网要加装漏电保护装置，并定期进行漏电保护试验。

6）各种保护装置应每日试验一次，保证动作可靠。

7）保证电气设备防爆完好，按规定进行日检、周检及月检，杜绝失爆现象发生。

8）井筒中所用的电缆中间不得有接头；运行中因故需要增设接头时，可在井筒中设置接线盒，接线盒应放置在托架上，不应使接头承力。电气设备和电缆应按安全规程定期检查。井下供电应做到：“无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头”、有过流和漏电保护装置、有螺钉和弹簧垫、有密封圈和挡板、有接地装置、电缆悬挂整齐、设备硐室清洁整齐、防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全，防止电气设备引起的火灾发生。

3.3 加强设备日常维护

对于煤矿电气设备，还应当对其日常的维护给予足够的重视：专门维护煤矿电气设备的工作人员在进行日常维护的过程中，一定要检测隔爆接合面，特别是重视检查喇叭嘴进线和出线两个比较重要的位置；并且还应当检查按钮的分合闸以及开关等是否漏电，如果出现漏电的情况，一定要及时进行维修，直到满足相关的标准和要求。应当做好相应的设备检测前期准备工作，首先应当验电、检查放电情况，同时检测瓦斯的浓度，然后才可以开始检测设备等相关工作。此外，在进行设备检修工作之前，还应当保证已经断电。应当按照设备运行的电量负荷，来合理地调整保护整定值。周期性地遥测开关线缆绝缘阻值，确保开关接地符合煤矿开采的相关标准和规范。

3.4 安装失爆自检仪

失爆自检仪的作用主要是检测电气设备的内部装置，例如，检测接线情况、是否存在老化等，可以有效地达到防爆的效果。失爆自检仪由很多的模块组成，例如断路器模块、报警器模块以及PLC 电路控制器模块等，在上述的各个模块当中，电路控制器连接到电气设备上。在设备运行当中，一旦电气设备出现了失爆的危险，此时电位差就会被控制器检测到，进一步将信号传递给控制单元，最终切断电源；并且在此过程中还会发出警报，此种情况下，维护人员的工作强度就会大幅的降低，而且失爆检测的准确性也会大大提高，最终使失爆率得到明显幅度的降低。

3.5 预防瓦斯爆炸

必须加强通风管理，采区通风必须做到连续、有效、稳定。井下各用风地点的风量必须严格控制，达到设计所要求的风量[3]。生产中采掘工作面和生产巷道中的瓦斯浓度必须严格控制在《煤矿安全规程》允许范围之内，并要及时处理局部积存的瓦斯，当局部瓦斯超限时，必须马上停产进行处理，待瓦斯浓度降低到《煤矿安全规程》允许范围之内时方可恢复正常生产；局部巷道风速过高或过低时，应利用井下通风设施来保证巷道的最高和最低风速要求，满足《煤矿安全规程》的要求。在采掘工作面及有机电设备和瓦斯易于积聚的地方，应设置甲烷传感器，以保证回采和掘进工作面的安全。

严格控制和管理生产中可能引火的热源，绝对禁止明火入井。生产过程中，应及时密闭废弃巷道及采空区，以减少瓦斯涌出和防止工作人员误入。强化井下生产人员的安全生产意识，必须贯彻安全第一的原则，加强对井下通风管理人员的技术培训和业务学习。通风管理人员应正确熟练掌握通风检测设备的使用及保养。瓦斯检测人员必须跟班在回采面、掘进面等井下生产地点，及时检测井下各地点的瓦斯浓度，掌握煤层瓦斯涌出规律，发现问题及时处理，坚决杜绝一切安全隐患，确保矿井的安全正常生产。由于在瓦斯、煤尘爆炸发生时，二者存在相互促进和相互作用情况，因此瓦斯隔爆措施与粉尘隔爆措施应统一考虑。

3.6 加强培训，健全制度

公司应当周期性地组织专业培训，来提升维护人员的专业能力和水平。因为煤矿作业的职工不具备系统性的专业知识，并且缺乏相应的安全意识，有些操作不符合相应的规范和标准。所以，应当对煤矿作业人员进行专业的技能培训，进而使得员工的安全意识得到大幅的提升，最终将安全事故发生的概率降到最低。

针对井下设备防爆的实际现状，煤矿单位应当进行定期的检查，并针对井下工作的实际情况，制定与之相吻合的考核力度，通过加大失爆处罚力度，来切实有效地降低安全事故出现的概率，一旦发现存在的安全隐患或者其它的预警信号，牵头单位必须采取对应的有效解决措施。

4 结语

在实际的煤矿作业当中，若设备自身的质量难以符合相应的标准，或者没有根据相应的规范来维护设备，会导致设备的隔爆失效以及丧失耐爆性，使得设备的使用寿命变短，并且还会增加维护花费，甚至还会造成一系列安全事故。通过制定设备失爆预防措施，可以有效地为煤矿行业的发展提供强有力的技术保障。