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煤礦井下電氣火災(zāi)的預(yù)防措施

文檔作者：侯欣然宋占昆周一君文檔來源： 1．河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 2．中糠有限公司威縣糠醛分公司 3．河北聯(lián)合大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月08日
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總第172期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2013．12．012
煤礦井下電氣火災(zāi)的預(yù)防措施
侯欣然 ，宋占昆 ，周一君
(1．河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009；2．中糠有限公司威縣糠醛分公司，河北邢臺(tái)054000；
3．河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院，河北唐山063000)
摘要：通過對(duì)煤礦井下電氣火災(zāi)的原因、危害進(jìn)行深入分析，從技術(shù)和管理角度提出煤礦井下電氣火災(zāi)
的預(yù)防對(duì)策，從而避免和減少礦井電氣火災(zāi)事故的發(fā)生。
關(guān)鍵詞：煤礦安全；電氣火災(zāi)；預(yù)防對(duì)策；安全生產(chǎn)
中圖分類號(hào)：TD75 2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005—2798(2013)12．0035—02
隨著科技的進(jìn)步，煤礦的采掘深度不斷增加，瓦
斯、地溫等危害因素的影響，使得井下環(huán)境愈加復(fù)
雜，為確保井下安全生產(chǎn)，采取大規(guī)模的機(jī)械化和電
氣化，但由于技術(shù)上的缺陷和管理的不善等因素，導(dǎo)
致井下電氣火災(zāi)比例逐年增高，加之井下環(huán)境復(fù)雜，
瓦斯、煤塵的積聚，容易引起瓦斯、煤塵爆炸等二次
事故，后果不堪設(shè)想。
1 電氣火災(zāi)的原因
在使用電能時(shí)，引發(fā)火災(zāi)的引燃源主要是危險(xiǎn)
溫度、電火花和電弧等。起初由于高溫作用，將電氣
設(shè)備周圍的易燃材料引燃，由于高溫的作用和火焰
的傳播，將巷道的支架、瓦斯等材料引燃，進(jìn)而發(fā)生
了電氣火災(zāi)事故。
1．1 危險(xiǎn)溫度
電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)總伴隨著產(chǎn)生一定的熱效應(yīng)，
其發(fā)熱與散熱平衡，最高溫度和最高溫升都不會(huì)超
過允許范圍。當(dāng)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行遭到破壞時(shí)，
發(fā)熱量增加，溫度升高，出現(xiàn)危險(xiǎn)溫度，在一定條件
下可能引起火災(zāi)。
引起電氣設(shè)備過度發(fā)熱的不正常運(yùn)行有以下幾
種情況：
1) 短路。發(fā)生短路時(shí)，線路中電流增大為正
常時(shí)的數(shù)倍乃至數(shù)十倍，由于載流導(dǎo)體來不及散熱，
溫度急劇上升，極易將其周圍的可燃物引燃，引發(fā)火
災(zāi)；如果發(fā)生在瓦斯、煤塵礦井，很容易引起瓦斯、煤
塵爆炸事故。
2) 過載。電氣線路或設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間過載會(huì)導(dǎo)
致溫度異常上升，達(dá)到危險(xiǎn)溫度，形成引燃源。
3) 漏電。漏電是引起電氣火災(zāi)事故的重要
原因之一，發(fā)生的范圍廣，而且不易被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)井下
線路絕緣材料的絕緣性能不好時(shí)，容易發(fā)生漏電，起
初漏電電流較小，不能促使線路上熔斷器的熔絲動(dòng)
作，但由于絕緣材料的性能下降不可恢復(fù)，漏電電流
逐漸加大，由于電流的熱效應(yīng)，可能引起比較嚴(yán)重的
局部發(fā)熱，形成電氣火災(zāi)。
4) 接觸不良。線路中個(gè)別部分接觸電阻的
增加，主要是接觸不良的結(jié)果。實(shí)踐證明，井下電
纜與電纜或者電纜與設(shè)備的連接部分(接頭)做得
不好，容易產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度，是礦井巷道內(nèi)因電流產(chǎn)生
火災(zāi)最常見的原因。
5) 井下照明設(shè)備。如不及時(shí)將燈罩上的煤
塵處理，由于高溫可能將煤塵引燃，而且由于煤塵的
堆積，不利于熱量的散發(fā)，一定程度上加劇了火災(zāi)的
發(fā)生。
1．2 電火花和電弧
電火花是電極問的擊穿放電，電弧是大量電火
花匯集而成的。電火花主要分為工作火花和事故火
花兩類。工作火花指電氣設(shè)備正常工作或正常操作
過程中產(chǎn)生的電火花，例如，刀開關(guān)、斷路器、接觸器
和斷開線路時(shí)，膠帶與輪子摩擦，橡膠帶在帶式輸
送機(jī)卷筒上摩擦等，都會(huì)產(chǎn)生電弧及火花，由于煤
礦井下空間狹窄，頂板片幫、放炮、空氣潮濕以及一
些人為因素的影響，常使電氣設(shè)備和電纜絕緣損壞
而導(dǎo)致電氣線路、電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)生短路、過載、
接觸不良、漏電等故障而產(chǎn)生火花。
收稿日期：2013-09—16
基金項(xiàng)目：河北聯(lián)合大學(xué)科學(xué)研究基金(z201206)
作者簡(jiǎn)介：侯欣然(1985一)，女，河北唐山人，碩士，助教，從事礦井瓦斯防治、礦井火災(zāi)防治技術(shù)和礦山環(huán)境保護(hù)等方面
的教學(xué)和研究。
35
侯欣然等：煤礦井下電氣火災(zāi)的預(yù)防措施 第22卷第12期
2 電氣火災(zāi)危害性
礦井電氣火災(zāi)的發(fā)生，極易引發(fā)二次事故，發(fā)生
“連鎖”反應(yīng)，高溫和火焰沿著電線、設(shè)備等引起煤
塵和瓦斯爆炸，造成更大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
其危害性主要表現(xiàn)為：
1) 造成礦井電氣設(shè)備、生產(chǎn)材料的損失和破
壞。
2) 火災(zāi)可能會(huì)燒毀生產(chǎn)設(shè)備或破壞現(xiàn)場(chǎng)工
作條件，給礦井生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。
3) 引發(fā)其他事故的發(fā)生。隨著火勢(shì)的不斷
增大，產(chǎn)生的火風(fēng)壓會(huì)導(dǎo)致井下風(fēng)流發(fā)生逆轉(zhuǎn)，致使
煙流彌漫整個(gè)礦井，引發(fā)瓦斯、煤塵爆炸，威脅更多
人員和財(cái)產(chǎn)的安全。
4) 產(chǎn)生有毒有害氣體。井下的易燃材料燃
燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO、CO 、硫化物等有毒有害氣體，造成
空氣污染，而且在井下風(fēng)流的作用下，擴(kuò)大有毒有害
氣體的波及范圍，使受災(zāi)人員中毒、窒息甚至死亡。
3 電氣火災(zāi)的防治措施
煤礦井下電氣火災(zāi)有多方面的原因，除極少數(shù)
是無法預(yù)料的，而大多數(shù)電氣火災(zāi)是可以通過技術(shù)
的改進(jìn)及嚴(yán)格的管理而避免的。
3．1 技術(shù)上的解決途徑
1) 正確進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇。由于井下工
作條件特殊，應(yīng)選用礦用電氣設(shè)備，并且在瓦斯、煤
塵礦井必須選用礦用防爆型電氣設(shè)備，并要求在無
煤粉沉積時(shí)電氣設(shè)備的最高表面溫度不超過
450℃ ，有煤粉沉積時(shí)不得超過150℃ ，以保證使用
的安全性。為避免電纜起火，應(yīng)選用礦用阻燃電纜，
其連接和敷設(shè)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，并在使用中防止
過負(fù)荷。
2) 礦井電氣設(shè)備要有過流、過壓、漏電和接
地保護(hù)措施。井下高壓電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力變壓器的高壓
控制設(shè)備，應(yīng)具有短路、過負(fù)荷、接地和欠壓釋放保
護(hù)。在井下由采區(qū)變電所、移動(dòng)變電站或配電點(diǎn)引
出的饋電線上，應(yīng)裝設(shè)短路、過負(fù)荷和漏電保護(hù)裝
置。在礦井配電室和配電箱處安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系
統(tǒng)，與剩余電流動(dòng)作保護(hù)器配套使用，能實(shí)時(shí)檢測(cè)供
電線路干線、次干線的剩余電流，如有異常情況，及
時(shí)發(fā)聲光報(bào)警信號(hào)，構(gòu)成對(duì)漏電“整體監(jiān)測(cè)，局部跳
閘”的完整防護(hù)系統(tǒng)。
低壓電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，應(yīng)具備短路、過負(fù)荷、
單相斷線、漏電閉鎖保護(hù)裝置及遠(yuǎn)程控制裝置。井
下配電網(wǎng)路均應(yīng)裝設(shè)過流、短路保護(hù)裝置。電壓在
36 V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險(xiǎn)電壓的電
36
氣設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架，鎧裝電纜的鋼帶(或鋼
絲)、鉛皮或屏蔽護(hù)套等必須有保護(hù)接地。
3) 提高過流保護(hù)的快速性、靈敏性、選擇性
和可靠性。為了保證發(fā)生短路故障時(shí)保護(hù)裝置可靠
動(dòng)作，可根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況人為增大短路電流，使
啟動(dòng)電流和短路電流明顯區(qū)別開來。為了滿足過流
保護(hù)的選擇性和可靠性，針對(duì)越級(jí)跳閘的問題，在供
電線路中串加電抗器的辦法來解決。
3．2 管理上的解決途徑
1) 重視預(yù)防工作，建立健全組織和制度。增
強(qiáng)預(yù)防意識(shí)，把預(yù)防工作列入議事日程，遵守國(guó)家防
火的法律法規(guī)，完善防火組織，根據(jù)具體情況，建立
健全規(guī)章制度，制定措施，明確目標(biāo)，責(zé)任到人，嚴(yán)格
監(jiān)督，長(zhǎng)抓不懈，對(duì)違章作業(yè)人員進(jìn)行批評(píng)教育，進(jìn)
行處罰，若嚴(yán)重違反安全法規(guī)，造成重大損失的，根
據(jù)法律給予制裁。
2) 加強(qiáng)對(duì)井下電氣設(shè)備的管理，做好日常的
檢查和維護(hù)工作。在確保井下設(shè)備完好無缺的同時(shí)
要注重安全保護(hù)裝置的檢查和管理，如檢查漏電保
護(hù)器、保護(hù)接地是否正常等，確保在出現(xiàn)問題時(shí)能正
常動(dòng)作，并做好檢查記錄，確保井下安全生產(chǎn)。
3) 加強(qiáng)電氣防火知識(shí)的普及和培訓(xùn)。廣泛
宣傳普及電氣防火常識(shí)，對(duì)生產(chǎn)過程中電氣防火的
設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、檢查等各方面的知識(shí)進(jìn)行培訓(xùn)，學(xué)
習(xí)有關(guān)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行新技術(shù)、新設(shè)備的學(xué)習(xí)，滿足
電力新設(shè)施防火的需要，做到持證上崗，提高員工電
氣防火的整體水平，向社會(huì)進(jìn)行安全用電宣傳，提高
全民的電氣防火意識(shí)。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，為了有效地預(yù)防礦井電氣火災(zāi)的發(fā)
生，減少因礦井火災(zāi)造成的巨大損失，必須認(rèn)真執(zhí)行
煤礦三大規(guī)程，以及電器設(shè)備操作的正確程序，用科
學(xué)的方法對(duì)人、財(cái)、物資源合理配置，建立機(jī)電安全
管理系統(tǒng)，并使之正常運(yùn)轉(zhuǎn)起來；建立應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)
用新技術(shù)和新裝備，提高防滅火應(yīng)變和防治能力。
參考文獻(xiàn)：
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(下轉(zhuǎn)第41頁(yè))
2013年12月 馮晉紅：動(dòng)壓條件下巷道的設(shè)計(jì)與支護(hù) 第22卷第12期
后期的正?；夭?。
2．4 巷道的施工部署
1) 與相鄰工作面回采的關(guān)系。根據(jù)漳村礦
的經(jīng)驗(yàn)，受動(dòng)壓影響的風(fēng)巷宜采用跟掘施工(即與
相鄰工作面回采方向一致)，而不宜采用正掘，這樣
可以避免風(fēng)巷掘進(jìn)受相鄰工作面回采時(shí)頂板垮落和
超前支撐應(yīng)力的影響，進(jìn)一步保證風(fēng)巷的支護(hù)效果。
如相鄰工作面回采完畢或等待一段時(shí)間再掘進(jìn)，風(fēng)
巷支護(hù)效果更佳。
2) 與內(nèi)錯(cuò)瓦斯巷掘進(jìn)的關(guān)系。這兩條巷道
平行布置，間距15～20 m，均受到相鄰工作面回采
的動(dòng)壓影響。由于風(fēng)巷是回采時(shí)的輔助運(yùn)輸巷道兼
做回風(fēng)巷道，而瓦斯巷僅僅是回采時(shí)的排放瓦斯巷
道(掘進(jìn)完畢即封閉管理)，因此先施工瓦斯巷、后
施工風(fēng)巷，避免瓦斯巷掘進(jìn)對(duì)風(fēng)巷的影響，進(jìn)一步保
證風(fēng)巷的支護(hù)效果。
2．5 巷道的支護(hù)設(shè)計(jì)
根據(jù)漳村礦的經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)壓巷道宜采用屈服強(qiáng)度
更高的500號(hào)錨桿支護(hù)(而不宜采用335號(hào)錨桿支
護(hù))，并輔以D18．9 mm或D22 mm等強(qiáng)力錨索補(bǔ)
強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)一次支護(hù)能有效控制圍巖變形和破壞，避免
二次支護(hù)和巷道維修，解決風(fēng)巷收縮對(duì)回采的影響，
滿足工作面后期回采的需要。具體如下：
錨桿規(guī)格：宜采用強(qiáng)度更高的500號(hào)超高強(qiáng)
D22 mm一2 400 mm螺紋鋼錨桿。
錨桿布置：錨桿排距不大于1 m；頂部?jī)身敿珏^
桿宜為單體錨桿，其余錨桿采用鋼帶連接；兩幫錨桿
采用鋼帶連接。
錨桿角度：頂幫錨桿均宜垂直巷道巖面打設(shè)，不
宜帶角度，這樣可減少錨桿斷裂現(xiàn)象。
錨桿錨固方式：宜采用低粘度樹脂藥卷全長(zhǎng)錨
固(如1支K2635和3支M265O型)，提高對(duì)松軟煤
體的控制能力。
頂錨索布置：每排布置2～3根長(zhǎng)度7 300 mm
單體錨索，錨索不宜采用鋼筋梯梁或槽鋼連接，避免
巷道收縮對(duì)錨索支護(hù)的影響。
幫錨索布置：根據(jù)施工情況決定采用長(zhǎng)度
4 300 I'I'IlTI錨索補(bǔ)強(qiáng)，如巷道支護(hù)較好，可不布置幫
錨索。
3 結(jié)語(yǔ)
錨桿支護(hù)作為一種先進(jìn)的巷道支護(hù)技術(shù)，是一
種利用樹脂藥卷快速錨固，把錨桿打入巖層內(nèi)部進(jìn)
行支護(hù)的施工技術(shù)，是一種傳遞主體結(jié)構(gòu)的支護(hù)應(yīng)
力至深部穩(wěn)定巖層的主動(dòng)支護(hù)方式，這是其他支護(hù)
方式無法比擬的最大優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)在強(qiáng)烈動(dòng)壓巷
道的實(shí)踐應(yīng)用中，由于圍巖的不穩(wěn)定性對(duì)巷道支護(hù)
產(chǎn)生了較大影響，因此必須從巷道的煤柱、斷面、層
位、施工組織部署、支護(hù)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計(jì)，
并積極認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措
施，才能保證強(qiáng)烈動(dòng)壓下錨桿支護(hù)的安全可靠性，保
證礦井安全生產(chǎn)。
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[責(zé)任編輯：李月成]
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[責(zé)任編輯：李月成]
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