煤矿井下防爆电气设备

煤矿井下在生产过程中存在着瓦斯、煤尘等具有爆炸性的物质，为了安全生产，防止瓦斯、煤尘发生爆炸事故，一方面要控制瓦斯、煤尘在井下空气中的含量；另一方面要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和高温热源。

矿用电气设备分为两大类，即矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备。

矿用一般型电气设备是一种煤矿井下用的非防爆型电气设备，它只能用于井下无瓦斯煤尘爆炸危险的场所。对其基本要求是：外壳坚固、封闭，能防止从外部直接触及带电部分；防滴，防溅、防潮性能好；有电缆引入装置，并能防止电缆扭转、拔脱和损伤；开关手柄和门盖之间有连锁装置等。

一. 矿用防爆电气设备的种类

根据不同的防爆要求，矿用防爆型电气设备主要分为矿用隔爆型、矿用增安型、矿用本质安全型、矿用正压型、矿用充砂型、矿用浇封型及矿用气密型等。

所谓隔爆，就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。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。

增安型电气设备的防爆原理是：对于那些在正常运行条件下不会产生电弧、火花和危险温度的矿用电气设备，为了提高其安全程度，在设备的结构、制造工艺以及技术条件等方面采取一系列措施，从而避免了设备在运行和过载条件下产生火花、电弧和危险温度，实现丫电气防爆。增安型电气设备是在电气设备原有的技术条件上，采取了一定的措施，提高其安全程度，但并不是说这种电气设备就比其他防爆形式的电气设备的防爆性能好。增安型电气设备的安全性能达到什么程度，不但取决于设备的自身结构形式，也取决于设备的使用环境相维护的情况。能制成增安型电气设备的，仅是那些在正常运行中不产生电弧、火花和过热现象的电气设备，如变压器、电动机、照明灯具等。

本质安全型电气设备的防爆原理是：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(以下简称本安型)。采用本安电路的电气设备称为本质安全型电气设备。

正压型电气设备的防爆原理是：将电气设备置入外壳内，壳内无可燃性气体释放源;将壳内充入保护性气体，并使壳内保护性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，以阻止外部爆炸性混合物进入壳内，实现电气设备的防爆。

正压型电气设备的标志为“p”，标志全称是“Expl”。

充砂型电气设备的防爆原理是：在电气设备的外壳内充填石英砂粒，将设备的导电部件或带电部分埋在石英砂防爆填料层之下，使之在规定的条件下，在壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或石英砂材料表面的过热温度都不能点燃周围爆炸性混合物。充砂型电气设备用于在使用时活动零件不直接与填料接触的、额定电压不超过6kV的电气设备。

二. 矿用防爆电气设备主要的防爆途径和方法

1.加装保护外壳 

煤矿井下环境复杂，不仅堆放着各类生产物料，还可能存在瓦斯气体，电气设备工作过程中如果因各类原因产生电弧、火花，将可能引发火灾及爆炸事故。一种被称为隔爆外壳的保护装置，专门用于保护电气元件及整个电气设备。加装这种隔爆外壳之后，电气元件或设备产生的电弧、火花及爆炸，会被隔绝在内部，不会对外部环境及周边设备造成影响。这种方式在煤矿井下电动机设备、高低压开关上的应用率较高，效果比较不错。
 

2.采用本质安全电路

本质安全电路是一种安全电路的新兴概念，主要是指在该电路工作中即使发生短路或产生火花的现象，其程度都不足以引燃、引爆周边可燃物和可燃气体。目前这种特殊的安全电路形式在我国能源、纺织等行业得到了大量应用。本质安全电路可以在电气系统中的危险区和安全区之间稳定运行。而本质安全电路的本质特点，意味着其电流、电压参数比较小，所以更适用于煤矿井下小型测量仪器、通讯线路系统。
 

3.采取增安措施

该方法是指针对不同的电气设备、电路系统产生火花等安全隐患的特点，采取针对性的防护措施。防范的主要现象包括短路、过热、火花、电弧等，采用的主要方法包括提高绝缘强度、做好冷却处理等。这些增安措施一般都应用于煤矿井下的变压器、电动机等，可有效提升电气设备自身的安全等级。
 

4.自动切断装置

通过在电气设备及电气系统合适位置安装传感器，一旦监测到短路、过热、火花现象，自动切断电源、电路。这种方法的优势在于可以有效代替人工对电气设备进行实时监测，并在发生危险的第一时间做出有效处理。通过这种方式，往往可以在热源、火花引爆周边环境中煤尘、瓦斯之前切断电源，阻止爆炸的发生。

三. 煤矿井下电气设备使用中的注意事项

1、煤矿使用的涉及安全生产的产品必须取得煤矿矿用产品安全标志，未取得煤矿矿用产品安全标志的，不得使用。

2、普通型携带式电气测量仪表必须在瓦斯浓度1%以下的地点使用，并实时监测使用环境的瓦斯浓度。

3、专职防爆检查员必须经过上级主管部门培训考试，并取得合格证。兼职防爆检查员必须经过矿级培训考试并取得合格证。

4、防爆电气设备，在入井前必须经专职防爆检查员检查其“产品合格证"、“防爆合格证"、“煤矿矿用产品安全标志"及安全性能;检查合格并签发合格证后，方准入井。

5、作工业性试运行的防爆电气产品必须有质量监督检验部门核发的“工业生产许可证"，使用单位制定安全措施，经矿机电副总审查同意，否则不准入井。

6、井下防爆电气设备变更额定值使用和进行技术改造时，必须经国家授权的矿用产品质量监督检查部门检验。

7、井下防爆电气设备的运行、维护和修理工作，都必须符合防爆性能的各项技术要求。

8、防爆性能受到破坏的电气设备，必须立即处理或更换，严禁继续使用。

9、防爆外壳的维修，应执行《煤矿防爆型电气设备外壳修理规程》，而且必须由取得防爆检修资质的单位或厂家进行修理。

10、防爆电气的维修工(兼职防爆检查员)，对自己所管辖的防爆电气每班至少检查一次。

11、专职防爆检查员对高瓦斯矿井或低瓦斯矿井的高瓦斯区域的防爆电气每周至少检查二次。对低瓦斯矿井的防爆电气每周至少检查一次。

12、专职和兼职防爆检查员，人员配备必须满足防爆检查工作的需要。

13、防爆电气设备(包括小型电器)电缆的使用电压等级不得高于其标称电压等级，否则视为失爆。

14、高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井使用的防爆磁力开关9#接线端接地或某种原因使防爆外壳带电的，视为失爆。

15、利用开关控制进线装置出入动力线的视为失爆(但出入检漏继电器，控制回路电源的除外)。

16、凡是防爆电气设备不论在井下任何地点使用，都应按防爆要求进行管理。

17、外壳有裂纹、开焊、严重变形的(变形长度超过50㎜，且凸凹深度超过5㎜者)，为失爆。

18、防爆外壳内外有锈皮脱落(锈皮厚度达0.2mm及以上)的，为失爆。

19、隔爆室(腔)的观察孔(窗)的透明板松动、破裂或使用普通玻璃的，为失爆。

20、隔爆设备隔爆腔直接贯通，去掉防爆设备接线盒内隔爆绝缘座的;接线柱、绝缘座管烧毁，使两个空腔连通的，为失爆。

21、闭锁装置不全，变形损坏起不到闭锁作用的，为失爆。

22、快动门式的隔爆接合面的小有效长度不小于25mm，否则为失爆。

23、隔爆接合面的平均粗糙度不得高于6.3μm，否则为失爆。

24、防爆面无锈蚀(用棉纱擦后，仍留有锈蚀斑痕者为锈蚀，而只留云影，不算锈蚀)，否则为失爆。

25、螺栓、弹簧垫圈必须齐全和紧固(紧固程度以将垫圈压平为合格)，否则为失爆。

26、弹簧垫圈的规格须与螺栓相适应，(偶尔出现个别弹簧垫圈断裂或失去弹性时，检查该处防爆间隙，若不超限，更换合格弹簧垫圈不为失爆)，否则为失爆。

27、螺栓或螺孔不能滑扣(但换同径长螺栓加螺母紧固者除外)，否则为失爆。

28、螺栓和不透螺孔的配合，紧固后螺栓和螺孔上剩余螺纹轴向长度应大于弹簧垫圈厚度的2倍;螺孔周围及底部厚度大于3mm，则为失爆。

29、同一部位螺栓、螺母规格应一致，钢紧固螺栓拧入螺母的深度不能小于螺栓直径，则为失爆。

30、深孔钢紧固螺栓伸入

螺孔长度应大于该螺栓的直径，铸铁、铜、铝件不小于螺栓直径的1.5倍;如果螺孔深度不够，则必须上满孔，否则为失爆。