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煤矿防爆安全知识讲义天安公司机电管理部XX目录•一、防爆基础知识•二、防爆设备通用要求•三、防爆电器元件的标准要求•四、《煤矿安全规程》摘录•五、晋煤集团防爆六十条前言•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。一、防爆基础知识•1、防爆•指防止爆炸，防止爆炸的产生必从三个必要条件来考虑，限制了其中的一个必要条件，就限制了爆炸的产生。•2、燃烧和爆炸产生的条件•形成燃烧和爆炸必须具备一定条件。•下述条件在时间和空间上相遇，才会产生燃烧或爆炸：燃烧剂，例如氢气，汽油等；氧化剂，例如氧气，空气等；点燃源，例如明火，火花，电弧，高温表面等。•上述条件被称为形成燃烧和爆炸的三要素。•工程上采取措施，防止三要素同时存在，防止出现火灾和爆炸危险。•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，其中瓦斯（甲烷）含量占85%以上。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的飞扬，当煤尘粒度在0.75～1mm以内，其浓度在30～2000g/m3范围内时，遇上＋700℃以上的较大热源，便可能发生爆炸的危险。瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：●有一定的瓦斯浓度（5%-16%），●具有一定能量、能点燃瓦斯的点火源或温度，●有足够的氧气（12%以上）；煤尘爆炸也必须同时具备三个条件：●煤尘本身具有爆炸性且在空气中悬浮的煤尘达到一定浓度（45g~1500-2000g），●有能引起煤尘爆炸的高温热源，●有足够的氧气（17%以上）；•由瓦斯、煤尘爆炸的条件可以看出，为了防止瓦斯、煤尘工作环境发生爆炸事故，一方面要限制它们在空气中的含量，另一方面，要杜绝一切能够点燃瓦斯、煤尘造成爆炸的点火源和危险温度。•煤矿井下或其他爆炸性危险环境可能引起瓦斯、煤尘爆炸的能量源有：电气设备的电火花、违章放炮产生的火焰、机械撞击和摩擦产生的火花、灯具故障产生的火花、架线电机车或电缆破坏产生的电弧以、煤炭或其他可燃物自燃、吸烟、明火、雷电、电气设备正常运行或故障状态下可能出现火花、电弧、热表面和灼热颗粒等，它们都具有一定能量，可以成为点燃矿井瓦斯、煤尘或其他爆炸性危险环境的点火源。因此爆炸性危险环境使用防爆电气设备具有非常重大的意义。•3、防爆电气设备的分类爆炸性环境用电气设备分为I类、II类和III类。•3.1I类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境。•3.2II类电气设备用于除煤矿甲烷气体之外的其它爆炸性气体境。II类电气设备按照其拟使用的爆炸性环境的种类可进一步再分类。II类电气设备的再分类：●IIA类：代表性气体是丙烷；●IIB类：代表性气体是乙烯；●IIC类：代表性气体是氢气。•3.3III类电气设备用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境。III类电气设备按照其拟使用的爆炸性粉尘环境的特性可进一步再分类。III类电气设备的再分类：●IIIA类：可燃性飞絮；●IIIB类：非导电性粉尘；●IIIC类：导电性粉尘。•4、防爆等级•防爆电气设备的防爆等级的划分是根据设备使用的类别、爆炸性气体混合物的温度组别、防爆电气设备的防爆型式来划分的。•防爆电气设备的分类主要是根据不同工况下可能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区将爆炸性气体分此四个危险等级，具体区别如下图：•其次，根据爆炸性气体混合物按引燃温度的差异，又分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六种，引燃温度用t（℃）表示：温度组别最高表面温度，℃T1450T2300T3200T4135T5100T685•5、防爆型式•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：•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。•5.1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。•5.1.1隔爆外壳的基本防爆原理•隔爆型电气设备的防爆原理是：将电气设备的带电部件放在特制的外壳内，该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用，并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花、电弧引爆时所产生的爆炸压力，而外壳不被破坏；•同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆，不会引起壳外爆炸性混合物燃烧和爆炸。这种特殊的外壳叫“隔爆外壳”。具有隔爆外壳的电气设备称为“隔爆型电气设备”。隔爆型电气设备具有良好的隔爆和耐爆性能，被广泛用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。隔爆性电气设备的标志为“d”。•5.1.2隔爆型电气设备结构•隔爆型电气设备主要包括壳体与盖，及附属其外壳上的防爆部件，主要有电缆及导线的引入装置、接线盒、透明件、衬垫等。•5.2增安型电气设备“e”•正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。•增安型电气设备没有防爆的外壳和保护介质，它采取的是综合性的安全措施：①限制设备的种类；②电气间隙和爬电距离比较大；③好的绝缘材料；④规定导体连接方式；⑤降低温升；⑥提高外壳防护等级；⑦配用合适的保护装置等。适用产品：异步电动机，变压器，接线盒等。•5.3本质安全型电气设备“i”•5.3.1本质安全型电路及本质安全型电气设备“i”•本质安全型电路是指在规定条件（包括正常工作和规定的故障条件下）产生的任何电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。•本安型电气设备，是指由本安电路组成的电气设备。全部电路都是本安电路的电气设备为单一的本安型电气设备；局部电路为本安电路的电气设备为复合式本安型电气设备，例隔爆兼本安型电气设备。•5.3.2本质安全电路的防爆原理•通过限制电气设备电路的各种参数，或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现了电气防爆，这种电气设备的电路本身就具有防爆性能，也就是从“本质”上就是安全的，故称为本质安全型。•（1）本质安全的主要防爆措施是限制电路中的能量，使产生的火花的能量小于相应的最小点燃能量。主要保护措施：①电路的电压和电流限制；②电路中的电容和电感限制；③本安电路与非本安电路的隔离；④可靠元件和组件的要求；⑤安全栅的规定；⑥正常工作与规定的故障状态、故障分析和试验规定等。适用产品：测量、控制、通讯等弱电设备。•（2）防爆措施⑴电源：1）限电压；2）限电流；3）双重化。⑵负载：1）限电感；2）限电容；3）双重化。•（3）本质安全型电气设备的特点：•①结构简单、体积小、重量轻；制造、维修方面、投资少；安全性能可靠。本安型是一种比较理想的防爆设备,在满足技术要求的情况下，应优先选用。•②本质安全型电气设备的外壳可采用金属、塑料及合金制成。外壳必须具有一定的强度，并具有一定的防尘、防水、防外物能力。采用合金外壳的材质中的含镁量不超过0.5％，以防止由于摩擦产生危险火花。•③本质安全型电气设备的电源有两种：•独立电源：指干电池、蓄电池、光电池和化学电池等。•外接电源：指经电网引入、经电源变压器供电的电源。•④煤矿井下使用的本质安全型电气设备的电源大多数是从电网引入经电源变压器整流后的电源，一般为隔爆兼本质安全型。•（4）分类及标志•①本质安全型电气设备分为：单一式和复合式•单一式：指电气设备的全部电路是由本质安全电路组成的。•复合式：指电气设备的部分电路是本质安全型电路，另一部分是非本质安全型电路•②本质安全型电气设备的级别：•本质安全型电气设备根据安全程度的不同分为ia和ib两个等级。•ia等级是指电路在正常工作和一个或两个故障时，都不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备；当正常工作时，安全系数为2；一个故障时，安全系数为1.5；两个故障时，安全系数为1。•ib等级是指正常工作和一个故障时，不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备；当正常工作时，安全系数为2；一个故障时，安全系数为1.5。•从安全等级划分标准和技术要求上可以看出，ia等级的本质安全型电气设备的安全程度和设计制造要求高于ib等级。③本质安全型电气设备的标志为“i”。•矿用本质安全型电气设备“ExiI”•矿用本质安全型电气设备，本质安全回路等级ia级“ExiaI”•矿用本质安全型电气设备，本质安全回路等级ib级“ExibI”•矿用隔爆兼本质安全型电气设备，本质安全回路等级ia级“ExdiaI•6、标志•为了从电气设备外观上能明显的了解它的类型，把防爆电气设备的类型（d,e,ia,……等）、级别和组别（Ⅰ,Ⅱ）连同防爆电气设备的总标志（Ex）按照一定顺序排列起来，构成防爆标志。例如：•ExdⅠ--煤矿用（Ⅰ）隔爆型（d）电气设备•ExdibⅠ--煤矿用（Ⅰ）隔爆（d）兼本质安全（i）型电气设备，其中本质安全回路为ib等级。•矿用防爆电气设备的外壳明显处，均有清晰永久性凸纹标志“Ex”和煤矿矿用产品安全标志“MA”。二、防爆设备通用要求•1、IP防护等级•IP（INGRESSPROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION）所起草。将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具离尘或设备防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气或设备防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。1.1、IP防护等级表示平时所见的防护等级都用IP加两位数字来表示,其中IP为防护等级的标示，第一位数字表示含义对应下表：第一位数字防护范围0没有保护，对外界的人或物无特殊的防护。1防止大的（直径大于50mm）固体侵入，防止人体（如手掌）因意外而接触到电器内部的零件，防止较大尺寸(直径大于50mm)的外物侵入。2防止中等大小（直径大于12mm）的固体外物侵入防止人的手指接触到电器内部的零件，防止中等尺寸(直径大于12mm)的外物侵入。3防止小固体（大于直径2.5mm）进入侵入，防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件。4防止物体大于1mm的固体进入，防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件。5防止有害的粉尘堆积，完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘侵入，但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作。6完全防止外物或粉尘进入。•第二位数字表示含义对应下表：第二位数字防护范围0无保护，对水或湿气无特殊的防护。1防止水滴侵入，垂直落下的水滴（如凝结水）不会对电器造成损坏。2倾斜15度时，仍可防止水滴侵入当电器由垂直倾斜至15度时，滴水不会对电器造成损坏。3防止喷洒的水侵入，防雨或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏。4防止飞溅的水侵入，防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏。5防止喷射的水侵入，防止来自各个方向飞由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏。6防止大浪侵入装设于甲板上的电器，可防止因大浪的侵袭而造成的损坏。7防止浸水时水的侵入电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下，可确保不因浸水而造成损坏。8防止沉没时水的侵入电器无限期沉没在指定的水压下，可确保不因浸水而造成损坏。•2、温度2.1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℃。2.2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。•3、爆炸危险场所分类•3.1我国爆炸场所划分•我国对爆炸性危险场所的划分采用与