煤矿电气设备失爆原因分析

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摘要:为了从根本上解决电气设备日常应用中失爆率过高的问题，指出了失爆危害，分析了电气设备常见的几种失爆现象发生位置，包括隔爆接合面、电缆引出与引入位置、电气设备表面等。总结了导致煤矿电气设备出现失爆现象的主要原因，提出了预防措施:严控采购关卡，确保电气设备选择的合理性，强化设备日常维护，安装失爆自检仪，加大培训力度，完善相关制度，提升工作人员安全意识及业务水平，以减少电气设备失爆现象，提升煤矿电气设备运行的稳定性、安全性。

关键词:煤矿电气设备;失爆原因;预防措施

煤矿井下应用的一系列电气设备，由于其所处环境的特殊性，需具备较强的耐爆性与隔爆性，因为在恶劣的矿井工作环境下，受多种不确定因素的影响，可能导致其内部出现电火花，诱发混合气体发生爆炸事故，过程中产生的火焰及电弧不会传导至设备壳体外部，但若出现了失爆现象，防范设施将失去原本的安全防护作用，增大易燃易爆混合气体的爆炸风险，产生难以估量的严重后果。

1失爆危害

煤矿电气设备耐爆性能及隔爆性能丧失的情况都被定义为失爆。煤矿井下环境较为恶劣，井下作业过程中不可避免地会产生煤尘及瓦斯等，其易燃性质使得井下作业危险性较强，如果缺乏相应的防控手段，爆炸事故发生几率会大幅提升，因此煤矿在实际工作中会尽量杜绝可能引燃煤尘及瓦斯的点火源及高温热源，利用有效手段降低井下煤尘及瓦斯浓度，规避爆炸事件的发生。煤矿井下电气设备常规运行与故障势态下均有可能发生电弧、灼热颗粒、电火花、热表明等现象，这些均具有相当大的能量，极有可能成为点燃煤矿煤尘、瓦斯的热源与点火源。假如电气设备失爆，设备内部产生的火焰会传递到设备外壳，同时与井下可燃、可爆性混合气体相接触，引发煤矿井下煤尘、火灾等严重恶性循环爆炸事故，所以矿井下电气设备一定要使用防爆型的，尽量避免煤尘、瓦斯爆炸事故的出现。

2电气设备常见的几种失爆现象发生位置

2.1隔爆接合面

从实际情况来看，矿井下应用的防爆开关通常以铁盖为常见的隔爆接合面形式，上部盖板的紧固方式通常为螺栓对接线腔，对应隔爆接合面开关所起到的作用，与外部防护措施的防爆要求相匹配［1］。从日常维修工作角度来看，失爆现象的原因主要有以下几方面:一是在开关上盖的固定过程中，维修人员由于工作疏忽，致使上盖表面出现了一条或多条螺栓的缺失现象(多条螺栓用以固定上盖的形式较为常见)、螺孔或螺栓在安装或使用环节出现滑扣现象，与弹簧相接触的垫圈未能做有效压平处理，螺母螺栓未能按照预先要求达到满扣要求，螺栓在安装环节出现折断现象(通常折断后停留于螺孔中部)，在多种不确定因素与零部件故障的影响下，将导致其耐爆性能降低，影响电气设备的日常应用效果。二是弹簧垫圈未进行压平处理或在后续应用环节中出现失效情况，或是螺栓自身存在欠扣现象，这将会导致此类零部件螺栓固定作用难以发挥，影响后续的设备使用效果与使用寿命。

2.2电缆引出与引入位置

煤矿井下工作展开与日常检查环节中，出现的失爆现象具有频率高与状况复杂等特征，主要可总结为以下几点:一是密封圈本身出现老化现象，若长此以往，密封圈将出现弹性下降甚至结构变形等问题［2］。将这种密封圈应用到电气设备中，将影响其密封效果。二是自身选配不合理。这种情况下，无论是密封圈的外径还是进线装置的内径，均与预先设定的防爆要求不相符。三是若对密封圈进行修整后，发现此时密封圈并没有被完全套在电缆护套的位置，反而是与电缆芯线相纠缠［2］，又或是电缆护套没有依照相关的套放需求进行预先处理，将极易导致出现电缆护套伸入至接线腔器壁5mm以下的情况。四是对密封圈进行一切两半的处理，将其套入到电缆上。五是在处理接线腔接线嘴时，由于给予的压力过大导致其与周边零部件之间间隙过小，又或是在对进线嘴做压紧处理后，其内缘部位的密封圈无法压紧，达不到预期的隔爆应用要求。六是在电缆的引入与引出接线嘴部位，边缘与压线板之间的相连紧密程度不足，在电缆压紧效果不佳的情况下，将导致出现电缆自由活动现象。七是所应用的具有压紧式特性或螺旋状的喇叭嘴，没有按照预先要求做压紧处理，此时使用单手即可使其出现自由晃动的现象。八是在对密封圈进行修整时，若其本身有内径过大的现象出现，则在进行接线腔引入处理时，电缆能够轻易地来回抽动(电缆外径较小时，此种现象将更为明显，其中具有代表性的是监控或信号电缆)。九是针对高压电缆终端接线盒部位，所应用的绝缘胶未能按照相关要求灌入至电缆三叉以上(多数为该部位或所在范围内填充深度不足)。

2.3电气设备表面

一是在电气设备隔爆外壳处发现有凹坑现象，且深度在5mm以上。导致出现此种情况的主要原因是电气设备在运输过程中有严重的受损现象［3］，或是在轨道巷运料过程中，物料本身与电气设备相接触后，磕碰到其外表面而导致其表面受损。二是在电气设备的隔爆外壳位置，由于外界环境原因而导致其表面有锈蚀现象出现，或表面锈皮出现脱落。导致出现此种情况的主要原因多数为井下有环境潮湿的特征表现，再加上日常工作人员维护不到位，增大了设备锈蚀现象的发生风险，此原因在锈蚀中所占比例较高。三是电气设备自身的闭锁装置有变形或损毁现象出现。在此种情况下，其在日常使用中将无法起到机械闭锁的预期应用效果，或是在开关停电的情况下，没有按照相关要求将开关打入至闭锁的固定位置，影响了其后续的应用效果。四是开关隔爆腔中，用于进行日常观察的窗口玻璃有松动迹象或部分位置出现破裂，导致该部位的整体机械强度与预期的应用要求不相符，无法起到预期的应用作用。五是开关接线喇叭嘴外缘处有缺损现象出现，其自身的防爆性能将会受到极为严重的影响，甚至导致后续工作无法正常展开，将会影响其余零部件的使用寿命。导致出现此种情况的原因一般是在实际运输环节中，电气开关受到外力影响，导致其应用效果受到不良影响。

2.4隔爆接合面

隔爆接合面，简单来说是在开关上盖部位与开关的上接线腔之间接触的表面。通常情况下，在整个运行体系中起到隔爆作用，在其正常使用过程中，应时刻保证其光洁特征，以满足预期应用需求。对其进行日常检查，总结失爆现象主要为以下几点:一是在隔爆接合面处有机械伤痕现象，导致此部分零部件与防暴设施的防爆性能受到不良影响。二是在隔爆接合面部位存在油漆或杂物，将增大失爆现象的发生风险。导致出现此种现象的主要原因是工作人员对设备零部件的日常维护不细致。

3导致煤矿电气设备出现失爆现象的主要原因

通过对大量案例进行梳理与总结发现，导致矿下电气设备失爆的主要原因是:在井下作业环境中，瓦斯浓度达到10%～15%时，在达到瓦斯燃点温度的火源作用下，瓦斯即会爆炸。由此可见，瓦斯浓度及火源是导致瓦斯爆炸事故的先决条件。现阶段，受技术水平的制约，尚无法实现对煤尘及瓦斯超标强度的预测，但是煤尘及瓦斯突出与爆炸不同，其实际发生时仅能对井下空气含量中的瓦斯浓度造成影响，在缺乏火源条件下不会引发失爆事故。根据实际调查结果显示，可能引发爆炸事故的瓦斯来源除煤尘及瓦斯突出外，通风系统不健全、风流短路、微风等因素也是导致事故发生的主要因素。导致瓦斯失爆事件出现的原因是多层面的，除了井下开采达到96%、小煤矿多、信息化机械化程度低下、赋存条件恶劣、管理弱化等因素外，违规挖采、技术水平不过关、欠缺实效安全生产技术等均是导致煤矿瓦斯失爆事件出现的主要原因。引发煤矿井下方出现电气失爆现象的原因较为复杂，主要总结为以下几方面:一是各个煤矿井的生产班组对于生产产量、效率等过于重视，但却忽略了电气设备日常检修的重要意义，致使设备的日常检修与维护长期处于缺失状态。再加上机电检修人员未能依照相关要求落实相关检修措施，致使电气设备无法获得良好的检修与维护条件。尤其是在煤矿井环境下，过度潮湿的条件增大了设备表面防护层锈蚀与脱落现象的发生。对隔爆接合面进行长期观察与总结分析发现，锈皮、煤尘等杂物较多，极大影响了设备的日常应用效果。对电气设备进行开盖处理时，未能应用专业的工具，直接对设备进行破拆处理，采取硬敲等暴力手段，导致设备外壳出现变形或扭曲现象。二是防爆设备搬运环节未能依照相关规定进行操作处理，增大了设备外壳划痕或压伤等现象的发生几率。三是进行井下设备安装过程中，技术人员未能充分依据《煤矿安全规划》的规章制度要求对设备安置方案进行设计，在对隔爆面进行紧固作业过程中，所用螺丝钉规格不满足安装需求、螺孔与螺钉不匹配、螺孔深度较浅，使得零件紧固程度不足，导致爆破面出现间隙，引发失爆情况。四是在设备安装完毕后，技术人员未能按照要求进行验收或没有对维修工作的展开情况进行全程监督，增大了设备失爆现象的发生几率。五是电气设备日常维修与维护工作处理不及时，导致防护层出现脱落现象，防爆面进入煤尘等杂物，紧口接合面常有凹坑出现，极有可能使防爆接合面间隙扩大而失爆。六是煤矿开采从业人员素质不高，矿工对防暴理论知识未能熟悉掌握，对煤矿各种规章制度未能及时贯彻实施，对设备隔爆需求马虎大意，致使出现失爆。七是工作人员安全意识不足，对设备性能熟悉程度不够。装卸作业过程中，未严格遵守使用专用工具的要求，导致错误操作，埋下失爆隐患，如防爆电机极端盖拆卸作业过程中，部分工作人员为了便捷，对器械进行敲打，可能导致电动机端盖部分出现不明显的裂缝或因用力过猛出现损坏现象，导致失爆情况发生。拆零件时未及时打印钢标，待安装时不能对号而误认为是能互换的，致使间隙过小，而对活动接合面造成摩擦，破坏隔爆面导致失爆。

4电气设备失爆预防措施

严控采购关卡。严控采购关卡，应用在煤矿井下的一系类电气设备均应具备与之相匹配的防爆合格证明。确保电气设备选择的合理性。技术人员在设备采购前应组织召开专题报告会，在会议中需要确定设备的各类使用参数，如工作温度、额定电压等。强化设备日常维护。在针对设备做日常维护时，必须对其隔爆接合面做全方位的检测与处理，应特别关注喇叭嘴的进线与出线位置，做好针对按钮分合闸与开关的实时漏电检测。在设备检修前，要对瓦斯浓度、验电及放电等参数进行检测，必须在断电条件下才可展开检修任务。在对保护整定值进行调整时，以设备运行环节的电量负荷为基础，需定期进行线缆绝缘阻值的检测，满足煤矿的日常开采需求。安装失爆自检仪。失爆自检仪的主要作用是对内部装置接线、老化及短路状态进行检测，提升防爆效果。若发现失爆现象，则其内部控制器将在第一时间检测到电位差并切断电源，从而达到降低失爆发生几率的目的。加大培训力度，完善相关制度。公司必须为维护人员提供专业的培训，使员工的自身安全意识得到极大的提升，从根本上提升其技能水平，降低安全事故的发生几率。要对井下设备的实际防爆情况进行检查，加大考核力度，完善相关管理制度，将事故发生风险最大限度地降低。提升工作人员安全意识及业务水平。煤矿管理人员在实际工作过程中，应充分认识到良好的安全意识及业务水平是降低电气设备失爆情况发生几率的有效手段，为此，管理人员应积极开展多元化的安全生产教育，确保工作人员认识到安全生产的重要意义，同时对其进行业务技能培训，促使其明确相关操作流程，具备严格依照规定流程进行施工的意识，最大限度降低因人为因素导致的失爆现象发生几率。

参考文献:

［1］杨博.矿用电气设备失爆原因及预防措施［J］．机械管理开发，2020，35(02):252－253.

［2］李航.矿用电气设备失爆原因及预防措施［J］．当代化工研究，2020，(11):102－103.

［3］官生花.煤矿电气设备失爆现象防治措施的几点探讨［J］．当代化工研究，2020，(11):62－63.

作者:崔宸 单位:晋能控股煤业集团王村煤业有限责任公司