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摘要:煤礦井下電氣設備失爆不僅影響井下電氣設備正常運行，而且極其容易引起瓦斯、粉塵爆炸等安全事故，給煤礦安全高效生產帶來較大影響。分析電氣設備失爆問題，并總結電氣設備常見失爆位置、失爆原因，對制定防范措施具有顯著指導作用。文中就以西北地區某礦為工程背景，結合以往研究成果，總結電氣設備失爆原因，依據現場情況提出以強化管理、維護及檢測為核心的防范措施。現場應用后，井下電氣設備失爆率由16%降低至2%以內。

關鍵詞:煤礦生產;電氣設備;失爆;防范措施;生產安全

瓦斯爆炸、粉塵爆炸等會給煤礦井下生產帶來較大威脅。瓦斯及粉塵爆炸條件之一為井下存在熱源，而井下電氣設備失爆會引起電火花，成為瓦斯及粉塵爆炸的主要誘因［1－2］。近年來，煤礦出現多起瓦斯爆炸事故，多與電氣設備失爆有關。如東北某煤礦井下出現瓦斯爆炸事故，導致多人傷亡，事后分析爆炸原因主要是電氣設備開關處于虛插失爆狀態，作業人員誤操作，導致開關內出現高壓電弧;安徽某礦出現瓦斯爆炸，導致嚴重的人員傷亡及財產損失，分析主要是由于電氣設備啟動器接線盒內接線端子出現短路，異常放電產生電火花;河南某礦出現瓦斯爆炸事故，分析原因是井下架線電機車運行時產生的高溫火花遇高濃度瓦斯［3－8］。上述慘痛教訓說明，正常使用井下電氣設備、嚴格檢查并避免電氣設備失爆，對煤礦生產安全具有促進意義。近些年來，隨著礦井綜合機械化、自動化程度提升，井下電氣設備功率及數量等均顯著提升，電氣設備管理難度及維護工作量大幅增加。在井下電氣設備開啟前，應檢查電氣設備的爆性以及耐爆性，確保防爆電氣設備內部火花不會傳導至外部，當電氣設備本身質量不達標或者后期維護不合格時，容易導致耐爆、隔爆等能力失效，不僅增加設備后期維護費用及工作量，也存在較大安全風險［9］。對西北地區某煤礦2019～2021年度井下電氣設備故障情況進行統計，發現礦井在生產過程中共計出現各類機電故障、事故25起，其中4起故障為電氣設備失爆事故，故障發生率占比達到16%，給煤礦井下安全高效生產帶來較大制約。本文分析煤礦井下電氣設備失爆原因，提出防范技術措施，能在一定程度上提升煤礦井下電氣設備使用安全性。

1電氣設備失爆位置及原因分析

1．1電氣設備失爆常見位置分

1．1．1隔爆接合面。煤礦井下防爆開關隔爆接合面多選擇采用鐵蓋形式，并選擇采用螺栓連接上蓋及連接腔，隔爆接合面可對電氣開關起到一定的防爆作用。當維修人員在對防爆開關進行維護時，存在下述操作即可降低防爆開關密封性，進而導致失去防爆作用。具體為:①防爆接合面處彈簧墊圈未按照規定位置放置;②緊固螺栓未按照規定全部緊固。

1．1．2電纜引出、引入處。分析井下電氣設備失爆現場情況，發現電纜引出及引入時失爆發生率較高。電氣設備開關若長時間未維護，密封圈會出現老化，失去彈性及密封性，導致密封效果不佳;在密封圈安裝過程中，若采用的密封圈外徑與引出或者引入的電纜外徑不配備，密封圈密封效果不佳;維修人員在對電氣設備進行維護時，若未按照規定套上密封套，會失去密封效果;接線腔接線嘴位置固定太緊，若未預留一定縫隙會導致防爆開關密封性較差，弱化密封效果;在接線盒內電纜連接時，若未按照要求用絕緣膠帶將線纜包裹密實，可能會導致接線盒失爆。

1．1．3電氣設備表面。若在電氣設備防爆外殼發現有凹陷深度超過5mm凹坑時，表面防爆外殼已不能滿足防爆需求，經過分析主要是由于電氣設備在運輸過程中未按照要求進行，設備出現磕碰。井下環境惡劣，在潮濕、高溫及密閉環境下，導致電氣設備外殼出現一定程度銹蝕、表皮脫落，防爆效果不佳甚至失去防爆作用。控制開關斷電后，機械閉鎖裝置未處于閉鎖狀態，閉鎖裝置出現故障，極容易導致防爆開關防爆作用不能發揮。

1．2原因分析

在井下生產過程中，煤炭開采、掘進、通風及排水等各項工作均離不開供電系統支持，煤礦井下供電系統常見電壓等級有127V、380V、660V、1140V、3.3kV等。井下供電電網由變壓器、高壓(低壓)開關柜、磁力啟動器以及各級供電線纜構成，上述設備的使用及管理情況直接影響煤礦生產效率及安全保障能力。煤礦井下瓦斯及粉塵爆炸事故中約有49%是由于電氣設備失爆導致。根據筆者工作經驗并結合其他研究成果，歸結分析電氣設備失爆故障原因。

1．2．1電氣設備種類多、布置分散、管理難度高。煤礦井下眾多巷道、硐室內分布大量的電氣設備，數量以及類型等較多、管理難度大。從煤礦井下典型事故中歸結，井下電火花產生類型包括:①井下作業人員違規帶電作業，產生電火花;②井下供電線纜出現損傷，導致部分斷路產生電火花(某礦井下電纜損失情況見圖2所示);③礦燈故障導致電火花，主要是礦燈不完好、管理不善、井下拆卸或者敲打礦燈;④照明、信號等系統故障產生電火花;⑤井下防爆電氣設備失爆產生電火花，主要是電氣設備線路出現銹蝕或者接線質量不高、出現碰損等，在使用過程中出現失爆問題;⑥井下電機車運行過程中出現電火花。

1．2．2井下生產環境惡劣。煤礦井下生產環境惡劣，煤層開采受地質構造、水等影響顯著，井下復雜、惡劣環境也是導致電氣設備失爆、產生電火花的主要原因。①井下電氣設備在使用過程中受到煤壁片幫、頂板冒落或者沖擊地壓等影響導致出現損傷，井下巷道頂板淋水或者潮濕環境等導致電氣設備絕緣損壞，容易出現電氣設備失爆;②采掘設備需要頻繁調整位置，附屬的電氣設備需要頻繁移動，容易導致電氣設備出現擠壓、砸傷等損壞，導致電氣設備失爆。

1．2．3電氣設備陳舊。現階段各個區域煤礦生產條件以及發展水平有明顯差異，有些煤礦井下仍存在應淘汰或者存在安全隱患的電氣設備。為提高煤礦井下生產效率，部分礦井重視采掘設備更新換代，忽視井下變電所等設備更新，導致變電所等設備存在超期服役、故障發生率高以及設備老化等問題，部分礦井仍采用淘汰的油浸變壓器或者油浸開關。井下供電電纜錯綜復雜，部分礦井井下仍大量使用非阻燃電纜，存在較大的安全風險，容易導致電氣火災、電火花等事故。

1．2．4工作人員誤操作。隨著安全監測及監控技術發展，煤礦井下電氣設備配備各類安全監控設備及安全閉鎖保護設備，在某些礦井受到作業人員技術水平、管理水平制約，安全監控系統未發揮應有作用。如新疆某礦出現瓦斯爆炸事故，礦井雖然按照要求安裝監控系統，但瓦斯超限時超限區域內電氣設備未能及時斷電，安全監控系統功能未能發揮作用。井下生產過程中，受井下作業人員綜合素質以及生產條件等因素制約，井下電工帶電作業或者誤操作是出現安全風險的重要原因。

2防范技術措施

2．1嚴格把控防爆電氣設備質量

井下使用的電氣設備均應有具備資質的質檢機構頒發的防爆合格證，否則不能在井下使用。強化作業人員培訓，在采購電氣設備前召開專題報告會，討論電氣設備額定工作電壓、工作電流、保護裝置以及工作溫度等，依據井下實際需要采購合適的電氣設備。

2．2強化設備管理及維護

2．2．1井下防爆電氣設備維護人員應強化設備日常維護，檢查電氣設備隔爆接合面處并重點關注出線及進線口(出線及喇叭嘴進線);檢查電氣設備分合閘、開關等，確保設備可靠運行、不漏電。

2．2．2電氣設備檢查時必須處于斷電狀態，在設備。檢修前應進行瓦斯濃度檢測、驗電及放電檢測。

2．2．3在調整電氣設備保護整定值時，依據設備正。常運行時負載;定期遙測開關線纜絕緣阻值，以確保開關接地滿足煤礦安全生產需求。

2．3安裝電氣設備自檢裝置

采用電氣設備自檢裝置可實現電氣設備內部斷線、老化以及短路檢測，有效提升防爆率。采用的自檢裝置結構包括報警器、電路器及電路控制器等，電路控制器與電氣設備連接，在電氣設備運行過程中電路控制器通過測定電位差實現電氣設備運行，發現異常時及時發出報警并切斷供電，提高電氣設備運行可靠性。

2．4強化培訓

2．4．1煤礦在生產過程中應定期對井下電氣設備。維護及操作人員進行專業技能培訓，提高作業人員專業技能及安全意識，避免違章操作，最大程度降低安全事故發生率。

2．4．2定期對井下電氣設備失爆情況進行檢查。制定考核管理辦法。通過強化電氣設備失爆處罰力度，提高重視程度及安全意識，達到降低電氣設備失爆發生率的目的。現場發現電氣設備出現故障時，需由牽頭單位組織技術力量提出解決措施。

3總結

分析煤礦井下電氣設備常見失爆點并總結歸納失爆影響因素，提出失爆預防技術措施。某礦在失爆措施實施后，電氣設備失爆率由16%降低至2%以內。現場應用實踐表明，采用的電氣設備失爆防范措施可有效降低失爆發生率，提高煤礦井下供電安全性。

作者:王藝臻 單位:神東煤炭集團寸草塔煤礦機電辦