井下电火花的产生原因及综合防治

井下电火花的产生原因及综合防治作者姓名：作者单位：山东新能泰山西周矿业有限公司作者所在地：山东省泰安市新泰市关键词：电火花煤尘瓦斯1井下电火花的产生原因及综合防治摘要：根据煤矿生产的环境特点，结合现场实际，从自然因素和人为因素等入手，具体分析了煤矿井下电火花产生的原因以及对煤矿生产和人身安全带来的危害，并提出预防电火花产生的具体措施。通过大量的煤矿井下瓦斯和煤尘爆炸事故案例分析统计，造成爆炸事故发生的一个很大的罪魁祸首就是电火花。电火花的产生有很多原因，仅做以下分析，加以预防和综合防治。一、电气设备失爆产生电火花原因及综合防治。因为电气设备失爆时，设备内部产生的电火花会点燃已进入开关内部的瓦斯，其火焰会从失爆的部位喷出而不能得到冷却，从而引起设备外部的瓦斯燃烧或爆炸。当设备出现以下情况时即为失爆。（一）设备外壳失爆原因及综合防治设备外壳失爆原因：1、外壳有裂纹、开焊、严重变形。严重变形是指长度超过50mm，同时凹、凸深度超过5mm。2、隔爆壳内外有锈皮脱落、联锁装置不全、变形，起不到机械闭锁作用的，防爆面锈蚀的。3、隔爆观察窗的透明件松动、破裂或机械强度不符合规定的。4、设备隔爆腔之间的隔爆结构被破坏，如隔爆型电动机内的隔爆绝缘座被去掉等情况。5、改变隔爆外壳原设计安装尺寸，导致电气间隙或爬电距离不符合规定的。6、用螺栓固定的隔爆面缺弹簧垫、螺栓或螺母；弹簧垫圈未压平或螺栓松动；螺栓或螺孔滑扣。7、隔爆接合面的表面粗糙度不大于6.3(Ra值)，操作杆的表面粗糙度不大于3.2(Ra值)的。8、隔爆面锈迹用棉纱擦后，留有锈蚀斑痕者。2设备外壳失爆综合防治措施：1、结合面上的小针孔，在一平方厘米的范围内不超过5个，其直径不超过0.5mm,深度不超过1mm。2、对于机械伤痕，其深度及宽度不超过0.5mm，伤痕投影长度不超过结合面宽度的50％，个别较大的伤痕，深度不超过1mm，其伤痕距结合面最短无伤距离相加不大于相应容积规定的结合面宽度。3、、隔爆结合面上有油漆和机械性杂物要清干净。4、隔爆结合面应涂以适量的中性凡士林等合格的防锈油，如无防锈油或磷化面脱落均为失爆。涂油应在防爆结合面上形成一层薄膜为宜，涂油过多为不完好。5、隔爆接合面紧固螺栓的螺母要上满扣，不满扣为失爆。紧固螺钉深入孔长度应不小于螺纹直径的1.5倍，如螺孔深度不够螺纹直径尺寸要求的，则螺钉必须拧满扣，否则为失爆。6、螺母紧固后，螺栓螺纹应露出螺母1~3个螺距，不得在螺母下面加多余垫圈、平垫来减少螺栓的伸出长度。7、卡兰式的进线嘴以压紧胶圈后一般用单手扳动喇叭嘴上下左右晃动时，喇叭嘴无明显晃动为准。螺旋式喇叭嘴最少啮合扣数不得低于6扣，拧紧程度一般用单手用力拧不动为合格。8、隔爆接合面紧固螺栓应加装弹簧垫圈或背帽（用弹簧垫圈时其规格应与螺栓直径相一致,紧固程度应以将其压平为合格），螺栓松动和弹垫不合格者均为失爆。9、隔爆设备的隔爆腔之间严禁直接贯通，必须保持原设计的防爆性能。（二）设备的电缆引入装置失爆原因及防治设备的电缆引入装置失爆原因：1、密封圈内径大于引入电缆外径1mm以上。2、密封圈的单孔内穿进多根电缆。3、将密封圈割开套在电缆上。4、密封圈部分破坏。5、密封圈的硬度达不到绍尔氏硬度45º-55º的要求，老化、失去弹性、变质、变形，有效尺寸配合间隙达不到要求，起不到密封作用。36、密封圈没有完全套在电缆护套上。7、密封圈与电缆护套之间有其他包扎物。8、一个引入装置（喇叭咀）内用多个密封圈。9、空闲引入装置（喇叭咀）没有密封挡板时；挡板直径比引入装置内径小2mm以上，挡板厚度小于2mm以上。10、不用的接线嘴要分别用密封圈、挡板、金属圈依次装入，压紧。11、挡板放在密封圈里边的；金属圈放在挡板和密封圈之间的。12、进线咀压紧后没有余量或进线咀内缘压不紧密封圈，或密封圈端面与器壁接触不严，或密封圈能活动的。13、压盘式引入装置缺压紧螺栓或未上紧。14、引入装置因乱扣、锈蚀等原因紧不到位或用一只手的手指能使压紧螺母旋转超过半圈的。15、电缆在引入装置处能轻易来回抽动的（注：电缆紧固程度的判别方法：顺着电缆方向以用手不能将电缆推进接线室为合格）。16、电缆引入装置（喇叭咀）有亲嘴现象。设备的电缆引入装置失爆的防治措施：1、密封圈外径与进线装置内径差应符合：当密封圈外径≤20mm时，进线装置内径与密封圈外径之差为1.0mm；当密封圈外径＞20mm且≤60mm时，进线装置内径与密封圈外径之差为1.5mm；当密封圈外径＞60mm时，进线装置内径与密封圈外径之差为2.0mm；2、密封圈的宽度不小于电缆直径的0.7倍，且不小于10mm。3、密封圈的厚度不小于电缆直径的0.3倍（70平方毫米以上电缆除外）且不小于4mm。，4、胶圈内径与电缆外径间隙不大于1mm。5、胶圈外径与腔室内径间隙不大于2mm。6、密封圈刀削后应整齐圆滑不得出现锯齿状，锯齿直径不得大于2毫米（包括2毫米）（可用锉刀凿成园形）。47、有电缆压线板的电器，引入、引出电缆必须用压线板压紧，压线板未压紧电缆均属失爆，压扁量不得超过电缆直径的10％。8、电缆护套伸入器壁要符合5－15毫米的要求，小于5毫米为失爆。如粗电缆穿不进器壁允许将伸入器壁部分电缆护套锉细，但伸进密封圈的电缆不得锉成椭园，否则为失爆。9、两相低压导线裸露部分的空气间隙：500伏以下不小于6毫米，500伏以上不小于10毫米，否则为失爆。10、采用铠装电缆供电时，使用密封圈要全部套在铅皮上，或者用绝缘胶灌至三叉口以上。未接线的接线嘴应用同等厚度的法兰和堵板或用绝缘胶堵死，否则为失爆。11、高压铠装电缆终端接线盒没有灌绝缘胶；绝缘胶没有灌到电缆终端分叉口以上；绝缘胶裂纹而能相对活动的均为失爆。12、备用的高压接线盒缺挡板或挡板不合格的。二、电缆短路过热或燃烧产生电火花原因及综合防治。煤矿井下供电电缆受到挤压、碰砸、炮崩以及被拉断时，有可能会使电缆绝缘破坏，造成短路，如果控制开关不能及时动作切断电源，就会引起电缆严重发热或燃烧是产生火花的主要原因。电缆短路过热或燃烧产生电火花综合防治措施：1、加强对电缆的维护与管理。对电缆要精心维护和保养，防止电缆在运行中被挤、崩、砸、压、埋。对固定电缆要定期检查，对移动电缆每班要有专人检查。不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”、明接头接线。电缆不合格接头（鸡爪子、羊尾巴、明接头和电缆破口）是电气安全隐患点，与失爆同等对待。（1）鸡爪子。①橡套电缆的连接不采用硫化热补或同等效能冷补的；②电缆（包括通讯、照明、信号、瓦斯遥测、控制）不采用接线盒的接头（本质安全电路的外部传输线除外）；③铠装电缆的连接不采用接线盒或不灌注绝缘充填物或充填不严密漏出芯线的接头。（2）羊尾巴。5井下电气设备接线时，都要通过引入装置进入接线腔。接线工艺要求电缆的橡胶护套深入接线腔内的长度在5-15毫米之间，而羊尾巴就是电缆护套没有进入接线腔内且露在引入装置之外，只是芯线进入接线腔，这样就形成几根芯线后面拖带一整根电缆，像一个羊尾巴。电缆的末端不接装防爆电气设备或防爆电气设备接线咀（包括五小电器元件）2米内的不合格接头或明线破口的。（3）明接头。电气设备与电缆有裸露的导体或明火操作的均属明接头。（4）破口。①橡套电缆的护套损坏，露出芯线或露出屏蔽层的；②橡套电缆护套损坏伤痕厚度达最薄处二分之一以上，长度达20毫米，或沿周长三分之一以上的。2、加强对继电保护的维护和管理。严禁甩掉不用检漏继电器、信号综合保护、局部通风机风电闭锁和瓦斯电闭锁、过负荷和短路保护装置，井下使用的熔断器必须能起到可靠的保护作用。3、爆破母线必须使用专用的绝缘双线，严禁裸导体作母线，严禁用金属管子、轨道等当作一根回路导线。爆破线应有良好的绝缘、护层，应采用橡胶或聚氯乙烯绝缘护层的软线。4、禁止用发爆器作电源检查两根爆破母线是否完好和断线，以免产生电火花。5、低压防爆开关接线室不允许电源侧进出线至负荷侧接线，或由负荷侧进出线至电源侧接线，隔爆开关的小喇叭咀严禁引入、引出动力线，否则为失爆6、隔爆空腔有积水溢满接线室端面或平面的，按失爆处理。4.隔爆接线室线嘴符合隔爆要求，但接线与接线柱松脱，按失爆处理。7、对不用的电气设备应及时拆火，对后级设备、电缆出现失爆现象，而前级开关断电并锁死但未拆火的仍按失爆处理。8、井下供电使用延燃橡套电缆，按失爆处理。9、超负荷运行，电缆严重发热（≥40℃）的按失爆处理。三、井下供电系统漏电产生电火花及综合防治。1、井下供电系统漏电产生电火花的原因：6煤矿井下一般都比较潮湿，容易引起电缆或电气设备漏电，当漏电电流超过33mA时，其火花就会引起瓦斯爆炸。甲烷的最小引爆电流大约为120mA，很小的电气故障都有可能引爆瓦斯。例如若井下供电系统中某处的绝缘受到破坏，出现漏电，由于其对电网的平衡影响很小，使人很难发现其隐患的存在当漏电电流超越50mA时，可能引起电雷管的超前起爆而导致人员伤亡；当漏电电流超越120mA漏电处的瓦斯浓度在5%-16%时即能引起瓦斯爆炸。当漏电故障不能及时发现和排除时，就可能扩大为相间短路事故。短路使网络中的总阻抗减小，电流剧增，其值可达几千安培、甚至上万安培，因而发生的很大的机械应力能使电气设备遭到破坏，如果短路电流不能及时切除，可使电缆着火，引起井下火灾和瓦斯爆炸事故的发生。2、井下供电系统漏电产生电火花的防治措施：一旦某处网络绝缘下降，开关可以及时进行闭锁，缩小停电的范围。同样漏电保护动作值也可以在安全范围内做到分档可调，660V网络中漏电保护动作值设定在11KΩ～35KΩ之间，其次在漏电动作时间上设定在0s～1s之间。总控开关的动作时间可延时比分控稍长一些;分控开关漏电动作电阻值的设定略高于总控开关，一般设定在13KΩ左右，动作时间不作延时，这样在分控开关负荷侧发生漏电故障时，分控开关总是优先于总控开关动作，减少停电区域，不致大面积停电，缩小因网络绝缘降低造成停电事故。漏电保护是煤矿井下供电系统的重要保护之一，对于煤矿井下低压系统，单相漏电故障是中性点不接地系统中最经常发生的故障，容易造成煤矿瓦斯爆炸，威胁人身安全，因此，做好煤矿井下供电低压漏电保护是煤矿安全生产的重要一环四、小型电器和装置故障产生电火花及综合防治。（一）、小型电器和装置故障产生电火花原因：矿灯、照明、信号、电话装置等小型电器，因使用不当或失爆时，其电火花也能引燃瓦斯，实验证明，当火花能量大于28mJ时，就能引燃瓦斯。（二）、小型电器和装置故障产生电火花综合防治措施“1、灯头内应设有自动断电装置，当玻璃罩被破坏时，应保证能自动切断灯泡电源。2、灯头和蓄电池盒必须设有防止任意打开的闭锁装置。73、电缆与灯头、蓄电池的连接，必须从结构上保证可靠，灯头进线应设密封装置。4、灯头不裂纹、穿孔，矿灯线无破损。5、矿灯有短路保护器，无或损坏的均为失爆。6、防爆安全型灯具把卡口改为螺口为失爆，不能超前断电为失爆。7、隔爆型灯具设置的电源断开后才能打开透明罩的联锁装置失效为失爆。8、隔爆型灯具上的闭锁螺栓未拧紧或缺少的为失爆。五、井下静电产生原因及防治。（一）、井下静电产生火花原因：人员穿化纤衣服，未使用阻燃或抗静电的材料，入井的管线、电缆等未安装防雷电装置，接地装置不完好等都是产生静电的原因，静电引发爆炸或火灾的原因放电火花的能量超过爆炸性混合物的最小引燃能量时，即会引起爆炸或火灾。（二）、在煤矿井下静电防护的主要措施：1、减少摩擦起电。在传动装置中，应减少胶带与其它传动件上的打滑现象，严格执行抗静电阻燃材料入井制度，即选用阻燃胶带。胶带要松紧适度保持一定的拉力，并避免过载运行，同时应加强日常维护，及时更换托辊，以及轴承与齿轮及时注油等。2、机车上携带雷管等，应限制车速，机车的行驶速度不得超过2m/s。3、严禁用刮板输送机、带式输送机等运输爆炸材料。4、井下能产生静电的所有带式输运机械、机械零件、管道、工艺设施等机械外壳都必须可靠接地，易于产生静电的机械零件，尽可能采用导电材料制成。例如导电的橡胶、塑料和化纤等。5、铁路轨道的始末端和分支处应在每隔50米处接地。6、定