刊发论文煤矿井下电气设备产生的引燃源

　　摘 要：根据瓦斯爆炸必须同时具备三个条件，对煤矿井下电气设备产生引起瓦斯爆炸引燃源进行分析、论述及预防煤矿瓦斯爆炸所采取的措施。文章选自：《矿山测量》是由中华人民共和国新闻出版总署、正式批准公开发行的优秀期刊。自创刊以来，以新观点、新方法、新材料为主题，坚持"期期精彩、篇篇可读"的理念。矿山测量内容详实、观点新颖、文章可读性强、信息量大，众多的栏目设置，矿山测量公认誉为具有业内影响力的杂志之一。矿山测量并获中国优秀期刊奖，现中国期刊网数据库全文收录期刊。

　　关键词：瓦斯爆炸;电气设备;引燃源;电火花;温度;措施

　　1. 概述

　　在煤矿开采过程中，释放出大量易燃易爆物质——瓦斯，井下形成爆炸性气体环境危险场所。瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：一是浓度;二是足够能量，能引起瓦斯爆炸的引燃源;三是有足够的氧气。煤炭开采过程中，瓦斯浓度无法或难以控制;煤矿井下又必须保证足够空气(氧气)，预防瓦斯爆炸，必须采取措施消除引燃源和危险温度。

　　2引起煤矿瓦斯爆炸引燃源的种类

　　电气引燃源。如危险温度、电火花、电弧、静电、静电火花等; 非电气引燃源。如明火、高热物体及高温表面、冲击和摩擦等。

　　3井下电气设备产生引起瓦斯爆炸的引燃源

　　3.1电火花和电弧

　　按电火花产生的状态不同又可分为：工作电火花和事故电火花。

　　工作电火花指电气设备正常工作或正常操作过程中产生的电火花。事故电火花是线路或设备发生故障时出现的电火花。事故电火花包括由外部原因产生的雷电火花、静电火花、电磁感应火花等。

　　(1)高电压火花放电：高压导电装置绝缘或空气的绝缘层绝缘降低或全部破坏，会出现火花放电。

　　(2)弧光放电、电气火花：操作工作供电回路或故障供电回路，在极短时间内产生的放电现象。

　　(3)杂散电流产生电火花：矿井未安装检漏继电器装置、电气设备失爆、接地系统不可靠、使用直流电机车，使井下电网产生杂散电流，产生电火花。

　　3.2静电火花

　　电阻率高的物体绝缘性能好，很容易积聚电荷，产生静电火花。有的井下电气设备的外壳采用塑料制作，缺点是机械强度和热稳定性差，易于聚积静电。为避免产生静电火花，发生燃烧现象，选用机械强度较高，热稳定性较好，抗静电、不燃烧或不延燃的塑料制造。必须符合符合GB 3836.1-2000标准要求，塑料外壳表面绝缘电阻不得超过1GΩ。

　　3.3危险温度电气设备正常运行时发热和温度都限制在一定范围内，但在异常情况下，由短路、过载、导体接触不良、接地、漏电等可能产生危险温度。

　　3.3.1过热产生的危险温度

　　(1)短路。由于各种原因发生短路事故时，电流迅速增大为正常时的数倍乃至数十倍，使得温度急剧上升，产生危险温度。

　　(2)雷电放电电流。当发生雷击时，如果入井管路、架空线路和通讯线路等无防雷电装置或防雷电装置不可靠，雷电可能导入井下。雷击的破坏作用是它的热效应，引起物质燃烧。它还能引起高电压冲击波，使电气设备的绝缘被击穿，雷电放电电流极大，有类似短路电流但比短路电流更为强烈的热效应，也可产生危险温度。

　　(3)接触不良。电气设备各种接点连接不牢、不紧固、不可靠，接头处夹有杂物，可开闭的触头的接触压力低或因接触面表面粗糙不平，接触不良等，均可增大接触电阻，产生危险温度。不同金属材质连接处，由于它们的理化性能不同，连接后将逐渐恶化，产生危险温度。如不同型号材质的电缆连接不按要求直接进行连接等。

　　(4)电气设备过载。

　　a设计不合理，在正常负载下工作，使设备、线路出现过载、过热，产生危险温度。b设备、线路超额定值运行，长时间过载运行，可产危险温度。c.故障状态下运行造成设备、线路过载，出现过热，产生危险温度。

　　(5)散热失效。电气设备散热油管、通风道堵塞、安装位置不当、周围环境温度过高，可产生危险温度。

　　(6)接地及漏电。接地电流和集中在某一点的漏电电流，可引起局部发热，产生危险温度。

　　(7)机械故障。电动机、接触器被卡死，电流增加数倍，可产生危险温度。

　　(8)电网供电质量低，不满足设备额定条件工作,产生危险温度。

　　3.3.2照明灯具和危险温度

　　照明灯具的工作温度较高，100W白炽灯泡表面温度达170℃～220℃，发热部件紧贴可燃物或离可燃物太近即能引燃成灾，形成引燃源。《煤矿安全规程》规定井下严禁使用灯泡取暖，井下防爆照明灯具可能产生危险温度。

　　3.4高热设备及高温表面

　　高热设备、高温管道、液压管道及热交换器的金属表面等。如井下减速机、瓦斯抽放泵、制氮设备等设备可产生高温现象。

　　3.5摩擦火花

　　(1)传动件与固定件可能在正常运行和故障时发生摩擦，产生高温或机械摩擦火花。如电动机风扇罩内杂物与风扇叶片、风扇罩发生摩擦。

　　(2)以轻金属合金制造的部件或电气设备可能产生冲击摩擦火花，形成引燃源。如电动机风扇、煤电钻、防爆照明灯具等。

　　(3)轴承出现故障，产生摩擦，可产生危险温度。

　　4控制煤矿电气设备产生引燃源的措施

　　在煤矿井下爆炸气体环境危险场所用电气设备，则必须选用符合《煤矿安全规程》要求的Ⅰ类煤矿用防爆电气设备。

　　针对井下电气设备可能出现的引燃源，必须按照国标GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备 第一部分：通用要求对引燃源采取措施，同时还需根据各类型的特点，采取不同的措施加以限制和控制：

　　(1)采用隔爆型电气设备，利用隔爆外壳隔离引燃源。

　　(2)采用充油型电气设备、充砂型电气设备、正压型电气设备、浇封型电气设备，利用介质隔离引燃源。

　　(3)采用增安型电气设备，减少电火花、电弧和高温来控制引燃源。

　　增安型电气设备对在正常运行条件下不会产生电弧或电火花的电气设备进一步采取各种措施，提高其安全程度，防止电气设备产生危险温度、电弧和电火花。这种防爆措施适用于正常运行条件下不会产生引燃作用的电气设备和照明灯具上。

　　(4)采用本质安全型电路或本质安全型电气设备，限制电火花或任何热效应的能量来控制引燃源。

　　本质安全型电路是指在规定的条件下，在正常工作或规定的故障状态下，产生的电火花或任何热效应均不能点燃爆炸性混合物的电路。在其内部的所有电路都是本质安全电路的电气设备是本质安全型电气设备。

　　本质安全技术的特点是限制热源的能量，在正常工作或规定的故障状态下，产生的电火花或任何热效应均不能点燃瓦斯和煤尘。这种防爆技术适用于“弱电”系统。如仪器、仪表、通讯、报警装置等这类电气设备。

　　参考文献

　　1.爆炸性气体环境用电气设备国家标准汇编(GB 3836.1～4—2000)

　　2.煤矿电气防爆 煤炭工业出版 1992

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