煤矿防爆安全知识

葫芦素煤矿机电物资科煤矿防爆安全知识介绍•煤炭、石油、化学、纺织等工业在国民经济中占很重要的地位，这些行业在生产过程中会产生爆炸性气体．蒸汽或爆炸性粉尘，这种场所均称为爆炸性危险场所。按国际IEC标准和我国防爆标准GB3836.1的规定，防爆电气设备分为二类，即I类：煤矿用电气设备；II类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。除I类场所之外，II类场所按爆炸性物质出现的频敏程度、持续时间又划分为“0区”．“1区”、“2区”三个等级，其中0区危险程度最大。•防爆型式是为防止点燃周围爆炸性混合物而对电气设备结构所采取特定的安全措施，就我国现有制定的强制性国家标准及近几年来的技术状况来说，其防爆型式有：隔爆型“d”、增安型“e”、本质安全型“i”、正压外壳型“p”、油浸型“o”、充砂型“q”、“n”型、浇封型“m”、特殊型“s”、混合型（上述类型的复合，例d[ib]I）。我国煤矿井下常用的型式以隔爆型、增安型、本质安全型、特殊型及混合型为主，因此本次主要包括《爆炸性气体环境用电气设备》通用要求、隔爆型“d”、增安型“e”及本质安全型“i”四部分。在我国煤矿井下还使用着矿用一般型电气设备“KY”，为此，也一并作基本介绍。目录第一章矿井气体爆炸性混合物的形成•1、我国煤矿井下的基本环境条件•2、煤矿井下巷道内的气体•3、爆炸性混合物的形成•第二章矿用防爆电气设备的基本要求•1、概述•2、基本要求•3、防爆电器设备•4、《煤矿安全规程》对电气设备的有关规定（摘录）•第三章电器设备的几种防爆型式•1、矿用隔爆型电气设备•2、增安型电气设备•3、本质安全型电路与本质安全型电气设备•第四章煤矿电气设备失爆标准•第五章视频介绍第一篇矿井气体、爆炸性混合物的形成1我国煤矿井下的基本环境条件1.1空气成份在煤矿井下采掘过程中，空气里含有瓦斯（甲烷）、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化氮、氨及其它碳氢化合物。当空气中的瓦斯（甲烷）含量达到5～15％时，遇上＋650℃以上的高温或具有足够能量的火花，便会发生气体爆炸的危险。在采掘过程中还会引起大量煤尘，当煤尘粒度在0.75～1mm以内，浓度在30～2000g/m3范围内时，遇上＋700℃以上的热源，便可能发生爆炸。这两种爆炸是伴生的，一般在瓦斯爆炸后引起煤尘爆炸，而煤尘爆炸造成的破坏更为严重。1.2环境温度煤矿井下的气温是随着地层深度和四季季节的变化而有所区别，同一地点的年平均温度比较稳定，上下温差变化不大。《煤矿安全规程》规定生产矿井采掘工作面不得超过＋26℃，机电峒室不得超过＋30℃。个别地点若超过规定的温度，必须采取降温措施，进风井筒冬季结冰时，必须装设空气预热设备，保持进风口以下空气温度在＋2℃以上。我国防爆标准GB3836.1《通用要求》中规定电气设备环境温度在－20℃～＋40℃时能正常运行。1.3相对湿度煤矿井下湿度大，有淋水是一大特点，相对湿度在95～100％左右范围内变化，当井下温度在大于＋25℃情况下，对电气设备的绝缘性能影响很大。为此，I类电气设备规定必须按国标GB／T2423.4标准《交变湿热试验方法》进行测试，以确保电气设备在恶劣气候条件下能正常运转。1.4周围空间煤矿井下作业空间狭窄，巷道受顶板压力的作用造成煤块、岩石冒落，使电气设备易遭碰、砸、压，而且煤矿生产作业经常变动，电气设备需要频繁移动。因此，要求矿用电气设备外壳既要防爆，又要在承受强度情况下设计得轻巧，同时电性能满足要求，运行可靠，操作简单，维修方便。1.5电气设备壳内的环境条件由于电气设备外壳达到防爆要求，因此电气设备在正常运行中壳内温度扩散条件差，尤其对经常频繁起动、停止工作状态有分断大电流现象，其电器件触头的电弧会引起设备内高分子绝缘材料的分解，从而产生有害物质，导致电子、电器元件工作条件的恶化。由于过负荷、过电压等原因，在隔爆外壳中也会出现电弧短路故障，电弧能量使得隔爆外壳中的压力导常升高，甚至造成外壳结构的破坏。第一篇矿井气体、爆炸性混合物的形成1、爆炸性气体空气混合物的爆炸界限爆炸性气体其爆炸下限是5％，爆炸上限是15％，它还随着初始压力的上升而提高。任何爆炸性气体混合物都存在着爆炸的下限和上限，下面是几种名称列表所示。名称分子式可爆炸极限最低引燃能量（mj）燃点温度（K）下限（%）上限（%）瓦斯CH45150.282316丙烷C3H82.19.50.252383乙烯C2H42.7340.12557乙炔C2H21.5820.0192893氢H24.075.60.0192483氨NH31528二硫化碳SO21.260硫化氢H2S4.345甲苯C7H81.276.7524842、电气设备在故障状态下电气绝缘材料有机成份受热分解气体，有达到爆炸危险浓度的可能。煤矿井下空气湿度较大，矿井水蒸汽有腐蚀作用，电气设备在长期运行过程中由于煤尘向电气外壳内部不断侵入，会使原有电气材料绝缘性能降低，严重者会导致电气击穿现象；也由于电气保护装置调整不符合要求或者保护失效，电气设备大功率的放电，对绝缘材料产生热作用；带电部件匝间短路或电路系统短路产生飞弧现象等，均是产生可燃性气体的直接原因。据有关资料介绍，绝缘材料在电弧电流1400A，电压700V作用下，在0.2～0.25秒时间内，可以产生可燃性气体，其中氢和一氧化碳含量较大，而外壳内部的压力取决于电流强度和电弧燃烧时间。3、爆炸性混合物的分类根据使用地点的不同，防爆电气设备分为两类，I类用于煤矿井下的电气设备，主要用于含有甲烷混合物的爆炸性环境；II类用于工厂的防爆电气设备，主要用于除甲烷外的其他各种爆炸性混合物环境。煤矿井下爆炸性混合物主要是瓦斯（甲烷）；爆炸危险厂房主要指石油开采、石油炼制、输油系统及化工、纺织、石棉厂房等，由于具有各种各样的爆炸性气体，而这些爆炸性气体在相同的试验条件下，具有不同的试验安全间隙、不同的最小点燃电流和自燃温度。根据试验安全间隙和最小点燃电流比将II类电气设备又分为A、B、C三级。各种爆炸性气体或蒸汽与空气的混合物按其引燃温度分为六组：T1、T2、T3、T4、T5、T6。第二篇矿用防爆电气设备的基本要求1、概述各类矿用防爆电气设备都有专用标准和其它有关标准的规定，但各类矿用防爆电气设备都要执行共同的要求，即《爆炸性气体环境用电气设备》—通用要求(GB3836.1-2000)。只有在符合专用标准和通用标准的条件下，才能满足防爆要求。本篇主要阐述“通用要求”的要点。2、温度要求(1)矿用电气设备表面考虑到易堆积煤尘，如表面温度大于200℃时，会发生焖燃现象，因此，允许最高表面温度为＋150℃。如果采取措施后能防止煤尘堆积，则允许最高表面温度为＋450℃。(2)矿用电气设备的运行环境温度应满足－20～＋40℃。如果环境温度范围不符合，须在铭牌上标明，并以最高环境温度为基准计算电气设备的最高表面温度。序号防爆类型标志基本要求1防爆型d具有隔爆外壳的电气设备，其外壳既能承受内部爆炸性气体混合物引爆产生的爆炸压力，又能防止爆炸物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性气体混合物。2增安型e在正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物高温的设备结构上采取措施提高安全程度，以难免在正常和认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。3本安型i在规定的试验条件下,在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路,称为本质安全型电路.全部电气设备为本质安全型电路的设备为本质安全性设备4正压型p具有正压外壳的电气设备,即外壳内部充有保护性气体,并保持压力高于周围的爆炸性环境的压力,以阻止外部爆炸性混合物进入的防爆电气设备3、防爆电气设备（一）电气设备的分类防爆电气设备的类型、标志及适用条件标志：总标志：Ex安全标志：MA类别：Ⅰ类：用于煤矿井下的电气设备。分为：矿用一般型：ＫＹ矿用防爆型：ＥｘⅡ类：用于工厂的防爆电气设备。•（二）防爆电气设备分类序号防爆类型标志基本要求5充油型o全部或部分部件浸在油内,使设备不能点燃油面以上的或外壳以外的爆炸性混合物的电气设备.6充沙型q外壳内部充填沙粒材料,使之在规定的条件下,壳内产生的电弧传播的火焰、外壳壁或沙粒材料表面的过热温度，均不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。7浇封型m将电气设备货其它部件浇封在浇封济中，使它在正常运行和认可的过载或故障条件下不能点燃周围的爆炸性混合物的防爆电气设备。8无火花型N在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会有点燃作用故障的电气设备。9气密型h有气密外壳的电气设备。10特殊性s异于现有防爆型式，由主管部门制定暂行规定，经国家认可的检验机构证明，具有防爆性能的电气设备，该防爆电气设备必须报国家技术监督局备案。3、《煤矿安全规程》对电气设备的有关规定（摘录）3.1第440条规定，煤矿地面、井下的各种电气设备、电力和通信系统等的设计、安装、验收、运行、检修、试验及安全等工作，可参照执行有关部门的现行规程，遇有与本规程相抵触处，应按本规程的规定执行。3.2第443条规定，严禁井下配电变压器中性点直接接地。3.3第452条规定:防爆电气设备入井前应检查其产品合格证、煤矿矿用产品安全标志（ＭＡ）及安全性能，检查合格并签发合格证后，方能入井。3.4第444条规定，井下电气设备的选用，应符合下表要求。使用场所类别煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井和瓦斯喷出区域瓦斯矿井井底车场、总进风巷和主要进风巷翻车机硐室采区进风巷总回风巷、主要回风巷、采区回风巷、工作面和工作面回风巷低瓦斯矿井*高瓦斯矿井1.高低压电机和电气设备**矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用一般型矿用一般型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除外）2.照明灯具***矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用一般型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除外）3.通信、自动化装置和仪表、仪器矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用一般型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除外）说明：1、*使用架线电机车运输的巷道中及沿该巷道的机电设备硐室内可以采用矿用一般型电气设备（包括照明灯具、通信、自动化装备和仪表、仪器）2、**煤（岩）与瓦斯突出矿井的井底车场的主泵房内，可以使用矿用增安型电动机。3、***允许使用经安全检测鉴定，并取得煤矿矿用产品安全标志的矿灯。3.5第448条规定，井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：一、高压，不应超过10000V；二、低压，不应超过1140V；三、照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，都不应超过127V。四、采区电气设备使用3300V供电时必须制定专门的安全措施，远距离控制线路的额定电压，不应超过36V。3.6第454条规定，峒室外严禁使用油浸式低压电气设备。40kW及以上的起动频繁的低压控制设备，应使用真空电磁起动器控制。3.7第455条规定，井下高压电动机、动力变压器的高压侧，应有短路、过负荷和欠电压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路和过负荷及漏电保护装置，低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁的保护及远程控制装置。3.8第457条规定，矿井地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上，应装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻的综合保护装置。第三篇矿用电气设备的几种防爆型式1、矿用隔爆型电气设备“d”具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备。隔爆外壳作为一种防爆型式至今已获得了广泛的应用，在结构型式上约有75～80%用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下的矿用电气设备均采用了这种防爆型式。隔爆外壳是电气设备的一种防爆型式，其外