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煤礦井下防爆電氣設備

煤礦井下在生產過程中存在著瓦斯、煤塵等具有爆炸性的物質，為了安全生產，防止瓦斯、煤塵發生爆炸事故，一方面要控制瓦斯、煤塵在井下空氣中的含量；另一方面要杜絕一切能夠點燃礦井瓦斯、煤塵的點火源和高溫熱源。

礦用電氣設備分為兩大類，即礦用一般型電氣設備和礦用防爆型電氣設備。

礦用一般型電氣設備是一種煤礦井下用的非防爆型電氣設備，它只能用于井下無瓦斯煤塵爆炸危險的場所。對其基本要求是：外殼堅固、封閉，能防止從外部直接觸及帶電部分；防滴，防濺、防潮性能好；有電纜引入裝置，并能防止電纜扭轉、拔脫和損傷；開關手柄和門蓋之間有連鎖裝置等。

一. 礦用防爆電氣設備的種類

根據不同的防爆要求，礦用防爆型電氣設備主要分為礦用隔爆型、礦用增安型、礦用本質安全型、礦用正壓型、礦用充砂型、礦用澆封型及礦用氣密型等。

所謂隔爆，就是將電氣設備的帶電部件放在特制的外殼內，該外殼具有將殼內電氣部件產生的火花和電弧與殼外爆炸性混合物隔離開的作用，并能承受進入殼內的爆炸性混合物被殼內電氣設備的火花、電弧引爆時所產生的爆炸壓力，而外殼不被破壞，同時能防止殼內爆炸生成物向殼外爆炸性混合物傳爆。這種特殊的外殼叫隔爆外殼。具有隔爆外殼的電氣設備，稱為隔爆型電氣設備。

增安型電氣設備的防爆原理是：對于那些在正常運行條件下不會產生電弧、火花和危險溫度的礦用電氣設備，為了提高其安全程度，在設備的結構、制造工藝以及技術條件等方面采取一系列措施，從而避免了設備在運行和過載條件下產生火花、電弧和危險溫度，實現丫電氣防爆。增安型電氣設備是在電氣設備原有的技術條件上，采取了一定的措施，提高其安全程度，但并不是說這種電氣設備就比其他防爆形式的電氣設備的防爆性能好。增安型電氣設備的安全性能達到什么程度，不但取決于設備的自身結構形式，也取決于設備的使用環境相維護的情況。能制成增安型電氣設備的，僅是那些在正常運行中不產生電弧、火花和過熱現象的電氣設備，如變壓器、電動機、照明燈具等。

本質安全型電氣設備的防爆原理是：通過限制電氣設備電路的各種參數，或采取保護措施來限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃周圍環境的爆炸性混合物，從而實現了電氣防爆。這種電氣設備的電路本身就具有防爆性能，也就是從“本質”上就是安全的，故稱為本質安全型(以下簡稱本安型)。采用本安電路的電氣設備稱為本質安全型電氣設備。

正壓型電氣設備的防爆原理是：將電氣設備置入外殼內，殼內無可燃性氣體釋放源;將殼內充入保護性氣體，并使殼內保護性氣體的壓力高于周圍爆炸性環境的壓力，以阻止外部爆炸性混合物進入殼內，實現電氣設備的防爆。

正壓型電氣設備的標志為“p”，標志全稱是“Expl”。

充砂型電氣設備的防爆原理是：在電氣設備的外殼內充填石英砂粒，將設備的導電部件或帶電部分埋在石英砂防爆填料層之下，使之在規定的條件下，在殼內產生的電弧、傳播的火焰、外殼壁或石英砂材料表面的過熱溫度都不能點燃周圍爆炸性混合物。充砂型電氣設備用于在使用時活動零件不直接與填料接觸的、額定電壓不超過6kV的電氣設備。

二. 礦用防爆電氣設備主要的防爆途徑和方法

1.加裝保護外殼 

煤礦井下環境復雜，不僅堆放著各類生產物料，還可能存在瓦斯氣體，電氣設備工作過程中如果因各類原因產生電弧、火花，將可能引發火災及爆炸事故。一種被稱為隔爆外殼的保護裝置，專門用于保護電氣元件及整個電氣設備。加裝這種隔爆外殼之后，電氣元件或設備產生的電弧、火花及爆炸，會被隔絕在內部，不會對外部環境及周邊設備造成影響。這種方式在煤礦井下電動機設備、高低壓開關上的應用率較高，效果比較不錯。
 

2.采用本質安全電路

本質安全電路是一種安全電路的新興概念，主要是指在該電路工作中即使發生短路或產生火花的現象，其程度都不足以引燃、引爆周邊可燃物和可燃氣體。目前這種特殊的安全電路形式在我國能源、紡織等行業得到了大量應用。本質安全電路可以在電氣系統中的危險區和安全區之間穩定運行。而本質安全電路的本質特點，意味著其電流、電壓參數比較小，所以更適用于煤礦井下小型測量儀器、通訊線路系統。
 

3.采取增安措施

該方法是指針對不同的電氣設備、電路系統產生火花等安全隱患的特點，采取針對性的防護措施。防范的主要現象包括短路、過熱、火花、電弧等，采用的主要方法包括提高絕緣強度、做好冷卻處理等。這些增安措施一般都應用于煤礦井下的變壓器、電動機等，可有效提升電氣設備自身的安全等級。
 

4.自動切斷裝置

通過在電氣設備及電氣系統合適位置安裝傳感器，一旦監測到短路、過熱、火花現象，自動切斷電源、電路。這種方法的優勢在于可以有效代替人工對電氣設備進行實時監測，并在發生危險的第一時間做出有效處理。通過這種方式，往往可以在熱源、火花引爆周邊環境中煤塵、瓦斯之前切斷電源，阻止爆炸的發生。

三. 煤礦井下電氣設備使用中的注意事項

1、煤礦使用的涉及安全生產的產品必須取得煤礦礦用產品安全標志，未取得煤礦礦用產品安全標志的，不得使用。

2、普通型攜帶式電氣測量儀表必須在瓦斯濃度1%以下的地點使用，并實時監測使用環境的瓦斯濃度。

3、專職防爆檢查員必須經過上級主管部門培訓考試，并取得合格證。兼職防爆檢查員必須經過礦級培訓考試并取得合格證。

4、防爆電氣設備，在入井前必須經專職防爆檢查員檢查其“產品合格證"、“防爆合格證"、“煤礦礦用產品安全標志"及安全性能;檢查合格并簽發合格證后，方準入井。

5、作工業性試運行的防爆電氣產品必須有質量監督檢驗部門核發的“工業生產許可證"，使用單位制定安全措施，經礦機電副總審查同意，否則不準入井。

6、井下防爆電氣設備變更額定值使用和進行技術改造時，必須經國家授權的礦用產品質量監督檢查部門檢驗。

7、井下防爆電氣設備的運行、維護和修理工作，都必須符合防爆性能的各項技術要求。

8、防爆性能受到破壞的電氣設備，必須立即處理或更換，嚴禁繼續使用。

9、防爆外殼的維修，應執行《煤礦防爆型電氣設備外殼修理規程》，而且必須由取得防爆檢修資質的單位或廠家進行修理。

10、防爆電氣的維修工(兼職防爆檢查員)，對自己所管轄的防爆電氣每班至少檢查一次。

11、專職防爆檢查員對高瓦斯礦井或低瓦斯礦井的高瓦斯區域的防爆電氣每周至少檢查二次。對低瓦斯礦井的防爆電氣每周至少檢查一次。

12、專職和兼職防爆檢查員，人員配備必須滿足防爆檢查工作的需要。

13、防爆電氣設備(包括小型電器)電纜的使用電壓等級不得高于其標稱電壓等級，否則視為失爆。

14、高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井使用的防爆磁力開關9#接線端接地或某種原因使防爆外殼帶電的，視為失爆。

15、利用開關控制進線裝置出入動力線的視為失爆(但出入檢漏繼電器，控制回路電源的除外)。

16、凡是防爆電氣設備不論在井下任何地點使用，都應按防爆要求進行管理。

17、外殼有裂紋、開焊、嚴重變形的(變形長度超過50㎜，且凸凹深度超過5㎜者)，為失爆。

18、防爆外殼內外有銹皮脫落(銹皮厚度達0.2mm及以上)的，為失爆。

19、隔爆室(腔)的觀察孔(窗)的透明板松動、破裂或使用普通玻璃的，為失爆。

20、隔爆設備隔爆腔直接貫通，去掉防爆設備接線盒內隔爆絕緣座的;接線柱、絕緣座管燒毀，使兩個空腔連通的，為失爆。

21、閉鎖裝置不全，變形損壞起不到閉鎖作用的，為失爆。

22、快動門式的隔爆接合面的小有效長度不小于25mm，否則為失爆。

23、隔爆接合面的平均粗糙度不得高于6.3μm，否則為失爆。

24、防爆面無銹蝕(用棉紗擦后，仍留有銹蝕斑痕者為銹蝕，而只留云影，不算銹蝕)，否則為失爆。

25、螺栓、彈簧墊圈必須齊全和緊固(緊固程度以將墊圈壓平為合格)，否則為失爆。

26、彈簧墊圈的規格須與螺栓相適應，(偶爾出現個別彈簧墊圈斷裂或失去彈性時，檢查該處防爆間隙，若不超限，更換合格彈簧墊圈不為失爆)，否則為失爆。

27、螺栓或螺孔不能滑扣(但換同徑長螺栓加螺母緊固者除外)，否則為失爆。

28、螺栓和不透螺孔的配合，緊固后螺栓和螺孔上剩余螺紋軸向長度應大于彈簧墊圈厚度的2倍;螺孔周圍及底部厚度大于3mm，則為失爆。

29、同一部位螺栓、螺母規格應一致，鋼緊固螺栓擰入螺母的深度不能小于螺栓直徑，則為失爆。

30、深孔鋼緊固螺栓伸入

螺孔長度應大于該螺栓的直徑，鑄鐵、銅、鋁件不小于螺栓直徑的1.5倍;如果螺孔深度不夠，則必須上滿孔，否則為失爆。