煤矿电气设备失爆原因分析及预防措施研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 01 日 作者简介：张志涛（1989），男，汉族，河北临城人，本科学历，中级工程师，研究方向为煤矿机电。-193-煤矿电气设备失爆原因分析及预防措施研究 张志涛 冀中能源股份有限公司章村矿，河北 邢台 054107 摘要：摘要：目前全国煤矿生产已经进入到了一个新的阶段，电气设备已经被广泛的使用到矿井之中，煤矿使用的电气设备因其工作环境的特殊要求，必须具有很高的抗爆和隔爆性能，可以确保矿井安全。然而在使用电气设备时，失爆事故时有发生，必须引起高度关注，本文将全面剖析失爆产生的原因，并提出相应的预防对策，以此规避发生电气设备失爆问题。关键词：关键词：煤矿电气设备；失爆；原因；预防 中图分类号：中图分类号：TM762 在矿山的严酷工作条件下，受到各种不确定性影响，有可能在其内部形成电火花，其中出现的火焰和电弧并没有被传递到装置外壳外面，一旦发生了失爆，保护装置就会丧失原有的保护功能。对此，必须要高度重视煤矿电气设备失爆原因分析，并提出相应的预防措施，以达到安全生产需求。1 煤矿电气设备失爆部位 1.1 电缆引出、引入部位 在矿井建设和日常巡视过程中，失爆情况十分复杂，具体表现为以下九个方面。第一个方面是密封环自身老化，长期使用会使其产生回弹力降低，从而导致结构的破坏。在电气产品中使用此类密封环，会对密封性能产生一定影响。第二个方面是自行选择不够科学。在此条件下，密封圈外径和内径都达不到预定的防爆标准。第三个方面是如果修理密封圈，却发现这个密封环并没有完全覆盖在线缆的外壳上，而是缠绕在了线缆芯线上，或者没有按照相应的安装要求对线缆外壳进行预加工，很容易造成线缆外壳延伸到接线腔器壁的 5 毫米以内【1】。第四个方面是在对引线腔接头进行加工时，因施加的压力太大，使其与周围零件的间距太窄，或者在对引线口进行加压后，使其内侧边缘的密封圈失效，从而使其不能达到理想的防爆效果。第五个方面是在引线和引线口位置，其与压线盘的连接不够紧，当线缆压紧不好时，会造成线缆的自由移动。第六个方面是把所有的密封圈都拆成两段，然后套进去线缆。第七个方面是所采用的带有压紧型特征或者是螺纹型的角口，未按规定进行压合，这种情况下只需一只手就能自由摆动。第八个方面是在修边过程中，如果密封圈自身存在内直径偏大的情况，在接线腔体导入过程中，可以很容易地前后拉拔，当线缆外径很小时，这一点会更加显著。第九个方面是对高压电缆终端接线盒处使用的绝缘胶，没有按有关规定灌注到三叉之上，大多为此位置充填深度不够。1.2 隔爆接合面 煤矿井下使用的隔爆装置，其最常用的连接表面为铁罩，其固定模式多采用螺栓对线空腔，其功能与外保护措施的防爆需求一致。从实际维护工作的观点分析，造成失爆这一问题的原因体现在以下两个方面。第一个方面是在检修时因为工作失误，造成上盖的一根或多根螺栓丢失，螺孔或螺栓在装配或使用时发生滑动，与弹簧接触的垫片没有得到很好的压制，螺帽螺栓无法满足预定的需求，在装配时发生断裂，一般断裂后滞留在螺孔中间，在各种不确定性和零件失效的共同作用下，其耐爆性会下降，从而严重地影响设备应用【2】。第二个方面是弹簧垫片没有经过平整或者在以后的使用过程中发生故障，或者是其本身出现欠扣，这些都会让这类零件螺栓紧固功能很难起到很大的作用，从而会对以后装备工作效率和使用寿命产生很大影响。1.3 电气设备面部位 电气设备面出现失爆问题，具体表现为以下四个方面。第一个方面是开关接线喇叭嘴边缘存在缺陷，对其本身的抗爆能力会造成极大损害，从而使得接下来的工作不能顺利进行，从而对其它零件的工作寿命中国科技期刊数据库 工业 A-194-产生一定的影响。造成这种现象的主要因素是在实际的输送过程中，电力开关会被外界的力量所干扰，从而使其使用效果变差。第二个方面是在开关隔爆腔中，对其进行例行观测的窗户玻璃存在松弛现象或局部破损，使其力学性能达不到设计使用要求，不能发挥其应有的使用功能。第三个方面是隔爆表面出现凹坑，深度大于 5 毫米。这是因为在运送的时候设备受到了很大的损坏，或者在轨道巷运送材料时，材料自身和电力装置发生碰撞，撞击到设备外部，造成表面损坏。或者在隔爆表面，因外部环境的影响，使其表层产生腐蚀，或者腐蚀层发生剥落。造成这种状况的最大因素是由于井下的环境潮湿，加之平时工作人员不注意，使设备腐蚀的可能性增加，这一点在腐蚀中占有很大比重。第四个方面是设备本身的锁闭机构存在扭曲或损坏的情况，在平时的使用中就不能达到机械闭锁的期望的使用结果，或者当开关断电时，没有根据有关规定将开关打到闭锁固定位置，从而会对以后使用产生不利的影响。2 煤矿电气设备失爆原因分析 电气设备是煤炭生产与发展不可或缺的一部分，在推动煤炭工业迅速发展的同时，也对煤炭企业造成了沉重的压力。电气设备一旦投入生产，长时间后必然会出现老化破损问题，通过定期维护，装置在运行状态下的工作效能及功能均保持在较高水平，不会出现重大的安全性及时效问题。而要想达到良好的保护效果，必须对相关部件进行全面维修和检查。对于电气设备失爆问题，不仅要加强定期维护，更要明确具体的失爆原因。在一些应用场合，电气装置的失爆性故障是不可避免的。一方面，电力系统发生失爆的成因复杂多样，且其防治手段各不相同，难以全面涵盖。另外，针对故障发生时所采用的预防和控制手段，也要根据相应的失爆发生情况，否则将难以达到应有的预防和控制作用。煤矿电气设备失爆原因具体体现在以下四个方面。第一个方面是煤炭企业在实际运行和投产期间，很多生产装备都要靠手工操作，尤其是相关的产品的应用与安装。在运输、处理和最终组装时，不可避免地会出现撞击，从而对装备的表层和裂纹等造成损害。然而，煤矿行业所处的工作条件，导致了相关的装备在运行时发生故障或老化是必然现象。即使对相关零件进行常规的检查与升级，仍可能出现一些安全问题，引起设备开裂、褪色等，从而出现启动失效问题。第二个方面是电气设备在运输、安装、运行等环节存在损耗，其生产工艺也很容易因达不到使用要求而无法确保其质量，从而引发随后的失爆事故。第三个方面是在使用电气装置时，因螺钉不紧或焊不好而产生开裂，将引起电气故障，最后发生失爆事故。另外设备运行环境也会对设备产生不同影响。在焊接过程中，由于外界因素的影响，焊接接头尺寸会不断增大，直至超出常规的安全容许值，从而产生失爆问题。第四个方面是职工业务水平参差不齐，许多职工对电力装置正确用法并不熟练，在电力装置运行过程中采用不当方式，造成设备不应有的损耗，甚至出现失爆事故。3 煤矿电气设备失爆预防措施 3.1 改善电气产品使用品质 在煤炭工业生产过程中，使用电气设备进行生产时，必须对电气设备的质量进行检查。要从前期的购买开始，保证电气器材品质，要保证购买到的电气器材品质有合格证书及相关资格，并且要经过国家的质量检验中心的认证，然后才可以进入生产。在选用和利用电气装置过程中，要保证购买的标准化，在购买的过程中，要通过对矿井技术的运用的需求进行分析，挑选适合实际生产情况的电气装置。对此，在装置购置和利用前，组织开展主题报告，讨论装备参数，按照矿井内常见的开关、装置原则适当设置参数，包括额定电压、额定电流、保护装置、工作温度等，并与矿井实际需要相适应，严格控制设备的质量，选用合适的装置，将失爆危险降到最低。3.2 装设失爆自检装置 失爆自检仪器是用来检查设备接线，断线，短路，老化等，从而达到提高灭爆率的目的。其主要由以下部分组成，分别是 PLC 电路控制器、断路器、报警器【3】。如果电气装置在工作时发生失爆，则该控制器可以探测到电位差值，并将该信息传送到控制装置，使其断电。通过这种方式，可以极大减轻维修人员的工作压力，提升故障探测的精度，从而减少损失概率。3.3 强化装备维修保养 为减少矿井生产中的安全危险概率，要做好每天的设备设施管理工作，改善平时的维修管理方法。首中国科技期刊数据库 工业 A-195-先是对隔爆接合面进行检查，特别要注意两个重点部位，即喇叭嘴入口位置和喇叭嘴出线位置。同时检查按钮的分合闸开关等，检查有没有泄漏问题。其次是在平时的维修与管理中，应注意对装置检查、气体浓度监测、验电及放电量测试，并应在停电状态下进行维修。除此之外，要适当地调节保护整定值，按照装置的工作电能负载状况，强化对开关电缆检查，对开关电缆的绝缘电阻值进行监测，并与矿井生产需求相联系，确保装置工作可靠、安全，提高设备日常维修与维修品质。3.4 强化漏电防护 强化漏电防护，具体做好以下六个方面工作。第一个方面是每天都要对各类安全设备进行一次测试，以确保其安全运行。第二个方面是严禁在装置上任意增设电器部件，避免装置壳体和有带电部位间距低于规定值。第三个方面是井下高低压电网应增加漏泄防护设备，并对其进行周期性的泄漏防护实验。第四个方面是对因挤压，碰撞等引起的线缆保护层损伤，应立即修复。第五个方面是对于潮湿的装置应立即进行烘干。第六个方面是在井筒内使用的光缆，其中部不应有任何连接【4】。在使用过程中由于某些原因，必须增加连接件时，可以将连接箱置于立井内，并将连接件置于支架上。在地下电源建设中，要注意有过电流和漏电保护装置，有螺丝和弹簧垫，有密封环和挡板，有接地装置，电缆悬挂整齐，同时保证设备硐室干净整洁，配备完整的防护装置，绝缘用具，图纸资料。3.5 防治瓦斯 为防治瓦斯，必须注意以下七个方面细节工作。第一个方面是应加大对矿井通风系统控制，保证通风持续、高效和稳定。对地下各个用风点的通风进行严密的调节，使其满足设计的需要。第二个方面是在部分巷道地段，当有较大或较小的风速时，必须采用地下通风设备，以确保所需的最大、最小风速速度，以达到规定标准。第三个方面是在开采过程中，要将开采面、巷内的瓦斯含量严格按照规定进行控制，对储存在井下的部分瓦斯进行快速处置，一旦出现异常情况，应立即停止开采，直到瓦斯含量符合规定值后再继续进行开采。第四个方面是为了确保回采和掘进安全，在开采面、有机械装置瓦斯容易聚集的部位都要安装瓦斯探测器。第五个方面是在开采的同时，为了降低矿井的瓦斯放散，避免工人进入矿井，必须对已报废的矿井和采空区进行及时封闭【5】。第六个方面是对通风检查仪器操作和维护要有一定的认识和经验。在开采面、掘进面等地方，要设备专门的监测设备，对各个位置的瓦斯含量进行实时监测，对煤层中的瓦斯冒出情况进行分析，一旦出现问题，就要立即进行解决，以保证煤矿的安全和稳定。第七个方面是对一切可能引起火灾的热源要严加管制，严禁使用任何火源进入矿井。3.6 提高人员技术技能素质水平 第一个方面是健全人员技术训练系统。强化人力资本结构，优化人力资本结构，是保障煤炭企业安全的重要保证。企业要不断地健全人员训练系统，根据矿井的实际情况，对维修人员进行专门的训练，促进他们的专业素质的提升，强化他们的维修维护知识，健全知识结构，提升专业技术水平。加强员工的安全生产意识和责任意识，及早预防违章作业的发生和危险情况。第二个方面是完善人事分配系统。煤炭企业要做好员工配备工作，请业内的专家技术人士，开展技术指导、安全讲座活动，通过定期的训练和再教育机制，培养一批专业化的维修人才，提高维修员工的业务素质。在进行人才培养的过程中，必须要有一个清晰的认识，确定出人才的发展方向和对煤炭生产的人力资源要求。其次，要进行经常性的巡视，要有高度的责任感，对各个岗位都要有明确职责，要经常参加对矿井设备防爆情况的检测和预防工作，制订安全管理计划和设备维修计划。另外。利用健全的评价机制，强化对安全事件问题的预防与处理【6】。针对失责行为进行连带问责，起到对相关人员的警示作用。同时对存在的问题进行快速地检查，并对其进行整改，改善不安全的隐患因素。4 结束语 总而言之，在煤炭工业现代化建设操作过程中，若存在着一些不合格、达不到规范的情况，或者在对设备进行维修时，没有按照相关规定采取相应的措施，就有可能会引起设备性能出现故障，出现失爆问题，从而降低设备的安全和工作效率，甚至威胁到工作人员人身安全，造成不可预估的严重后果。要基于对煤矿生产安全的高度重视，全面分析电气设备失爆原因，并提出切实可行的预防对策，才能够确保矿井的安全中国科技期刊数据库 工业 A-196-生产。参考文献 1崔宸.煤矿电气设备失爆原因分析及预防措施J.黑龙江科学,2022(6):189.2史瑞山.煤矿电气设备失爆原因分析及预防J.矿业装备,2023(6):89-91.3申立纲.煤矿电气设备失爆原因分析及预防措施J.机械管理开发,2022(6):37.4许永刚.煤矿电气设备失爆原因分析及预防措施研究J.中国科技期刊数据库工业 A,2021(9):102.5王艺臻.煤矿井下电气设备失爆原因分析及防范措施研究J.内蒙古煤炭经济,2022(6):26-28.