張維斌(1.煤礦安全技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧 撫順 113122；2.煤科集團(tuán)沈陽研究院有限公司， 遼寧 撫順 113122)

1 前言

近些年來，隨著安全投入不斷加大煤礦安全生產(chǎn)形勢得以顯著改善，但是重特大事故仍未完全遏制[1]。由于礦用防爆設(shè)備故障引起的安全事故比例有增加趨勢，如2010年國內(nèi)煤礦共發(fā)生30起較大及以上瓦斯爆炸事故，其中18起與礦井防爆設(shè)備有關(guān)，占到瓦斯爆炸事故總數(shù)的60%；2011年湖南某煤礦出現(xiàn)的重大瓦斯爆炸事故，共計(jì)造成29人死亡、6人受傷，原因主要是掘進(jìn)工作面瓦斯突出造成暗斜井絞車房瓦斯超限，絞車房內(nèi)電氣設(shè)備失爆造成瓦斯爆炸[2-5]。由此可見井下防爆電氣設(shè)備質(zhì)量關(guān)系礦井生產(chǎn)安全。

2 井下防爆電氣設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)

2.1 運(yùn)行環(huán)境不斷惡化

隨著礦井淺部資源逐漸枯竭，礦井逐漸向深部開采，礦井生產(chǎn)時受到異常高溫、腐蝕性氣體以及高濕等影響更為明顯，瓦斯涌出量及煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性更為顯著，礦井生產(chǎn)過程受到不安全因素影響更顯著。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段國有重點(diǎn)煤礦中約有50%屬于高瓦斯或者煤與瓦斯突出礦井，60%礦井開采煤層具有自然發(fā)火性，80%礦井開采煤層具有煤塵爆炸危險(xiǎn)性。同時部分千米礦井作業(yè)面溫度超過40℃，濕度超過98%RH，且環(huán)境中腐蝕性氣體，造成防爆電氣設(shè)備使用環(huán)境不斷惡化[6]。

2.2 成套電氣設(shè)備數(shù)量增加

“十二五”期間，國家強(qiáng)力推進(jìn)礦井人員安全避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)，具體包括有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)以及人員定位系統(tǒng)等。這些人員緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)分布在礦井各個巷道內(nèi)，且涉及到大量的防爆電氣設(shè)備，如井下監(jiān)控防爆分站、各類傳感器、通信接口等[7-8]。隨著井下布置的成套防爆電氣設(shè)備數(shù)量增加，若防爆電氣出現(xiàn)失爆故障，危及面以及危險(xiǎn)性更為明顯。

2.3 電磁環(huán)境更為復(fù)雜

井下布置有綜掘機(jī)、帶式輸送機(jī)、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)等大型機(jī)電設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行過程中均會有電磁干擾。現(xiàn)有研究表明，井下布置的架線電機(jī)車運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的干擾電磁，井下變電所變配電設(shè)備對井下電磁環(huán)境影響也較為明顯。同時井下大功率機(jī)電設(shè)備切投時產(chǎn)生的電磁干擾會給井下布置的監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來較大影響?，F(xiàn)有研究結(jié)果表明，井下各類設(shè)備產(chǎn)生的干擾電磁在一定程度已經(jīng)影響礦井生產(chǎn)安全。

2.4 特大型機(jī)電設(shè)備使用量增加

隨著礦井井型、建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，千萬噸礦井不斷涌現(xiàn)，井下特大型機(jī)電設(shè)備使用量不斷增加。如大采高綜采工作面布置的2 000kW變頻器，涌水量大的礦井在中央水泵房布置的大型潛水泵電機(jī)，設(shè)備型號為YBQ- 4000/4- S(6000)，尺寸可以達(dá)到φ882mm×5 560mm?，F(xiàn)階段檢測機(jī)構(gòu)隔爆槽規(guī)格尺寸無法滿足對特大型機(jī)電設(shè)備防爆檢測需要，對防爆檢測單位檢測技術(shù)、設(shè)備等提出更高要求。

3 國內(nèi)防爆電氣設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

3.1 防爆電氣生產(chǎn)廠商數(shù)量眾多、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊

根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國生產(chǎn)各類防爆電氣設(shè)備的廠商數(shù)量約有550家，設(shè)備主要分布在江蘇、京津冀、山西、河南等，其中江蘇防爆企業(yè)數(shù)量占比達(dá)到20%以上。在2016年對江蘇、山東、浙江、河南以及山西等省份防爆廠商生產(chǎn)的40批次防爆開關(guān)設(shè)備進(jìn)行抽查，其中有高達(dá)8批次產(chǎn)品質(zhì)量不滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，具體質(zhì)量不達(dá)標(biāo)項(xiàng)目主要為隔爆結(jié)合面參數(shù)、電纜夾緊試驗(yàn)、抗沖擊試驗(yàn)以及外殼耐壓試驗(yàn)等內(nèi)容，防爆產(chǎn)品合格率僅為85%，各個廠商產(chǎn)品參差不齊、防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量堪憂。參差不齊的防爆電氣質(zhì)量給防爆電氣檢測檢驗(yàn)工作提出了更高的要求。

3.2 防爆電氣安全準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)有待提升

近些年來我國在礦山開采、電力電子、石油化工以及交通等領(lǐng)域進(jìn)口大量的機(jī)電設(shè)備，較大一部分機(jī)電設(shè)備涉及防爆。產(chǎn)品主要來至于美國、德國、荷蘭、加拿大、日本等著名防爆電氣設(shè)備廠商，現(xiàn)階段國外已經(jīng)有23個國家地區(qū)3 000余種設(shè)備取得礦業(yè)領(lǐng)域安全標(biāo)志進(jìn)口許可，其中德國產(chǎn)品取得安全標(biāo)志證產(chǎn)品數(shù)量達(dá)到有1 500余種，主要涉及大型機(jī)電設(shè)備；其次澳大利亞取得安全標(biāo)志證的產(chǎn)品數(shù)量達(dá)到320多項(xiàng)。隨著國內(nèi)進(jìn)口機(jī)電設(shè)備數(shù)量增多，考慮到各個國家間防爆產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)差異，我國需強(qiáng)化對進(jìn)口防爆電氣設(shè)備的檢測認(rèn)證、技術(shù)審查以及安全準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)評價等工作，并適當(dāng)提升防爆電氣設(shè)備安全準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。

4 礦井電氣防爆設(shè)備檢測趨勢

4.1 提高礦井防爆產(chǎn)品準(zhǔn)入要求

隨著礦用防爆電氣設(shè)備功率、體積不斷增加，防爆電氣設(shè)備功能、安全性等指標(biāo)不斷發(fā)展，對防爆電氣設(shè)備檢測技術(shù)提出更高的要求?，F(xiàn)階段國內(nèi)的防爆機(jī)電設(shè)備檢測能力與國外發(fā)達(dá)國家仍有較大差距，雖然我國在礦用防爆電氣設(shè)備安全準(zhǔn)入方面要求不斷提升，但是電氣防爆檢測配套的設(shè)備、檢測機(jī)構(gòu)技術(shù)等方面存在一定的不足。礦用防爆電氣設(shè)備檢測也應(yīng)根據(jù)防爆電氣設(shè)備發(fā)展而不斷更新，進(jìn)一步適應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)要求，從而使得防爆設(shè)備檢測可以更好的滿足礦井防爆電氣設(shè)備檢測需要。

4.2 加強(qiáng)防爆機(jī)電設(shè)備電磁兼容性檢測

礦井防爆電氣檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)強(qiáng)化對電磁兼容性方面內(nèi)容檢測能力，盡快配備相關(guān)檢測設(shè)備，以便滿足礦用防爆機(jī)電設(shè)備及配套設(shè)備間的電磁兼容性檢測需要，從而提升礦用防爆產(chǎn)品安全保證能力。

4.3 加強(qiáng)檢測實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，推動新標(biāo)準(zhǔn)定制及應(yīng)用

重視礦井防爆設(shè)備檢測這一安全保障環(huán)節(jié)，特別是需要掌握理解防爆電氣設(shè)備在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、參數(shù)匹配、材料選擇以及性能檢測等方面要求，從而進(jìn)一步提升礦井電氣防爆設(shè)備質(zhì)量，盡可能避免設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)傳爆、失爆事故，更好的保障礦井生產(chǎn)安全。

4.4 推進(jìn)防爆檢測新方法、技術(shù)應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭行業(yè)應(yīng)用推廣，防爆電氣設(shè)備檢測工作也朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及集約化方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在檢測檢驗(yàn)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用，檢測技術(shù)不斷發(fā)展，依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺對礦用防爆機(jī)電設(shè)備檢測成為礦用機(jī)電設(shè)備安全管理方面的一個重要發(fā)展趨勢。因此，礦井機(jī)電設(shè)備安全檢測技術(shù)數(shù)字化升級，勢必會成為檢測技術(shù)在現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢。

礦井防爆機(jī)電設(shè)備是礦井開采過程中的重要組成部分，隨著社會對礦井安全生產(chǎn)重視程度的不斷加深，強(qiáng)化對礦井防爆機(jī)電設(shè)備檢測對提升礦井生產(chǎn)安全具有重要意義。在防爆設(shè)備檢測中相關(guān)檢驗(yàn)人員應(yīng)強(qiáng)化自身學(xué)習(xí)，主動了解、掌握并接受新檢測技術(shù)，從而更好的適應(yīng)檢測行業(yè)發(fā)展需求。

5 結(jié)論

由于礦井井下環(huán)境十分惡劣，防爆電氣設(shè)備運(yùn)行過程中受到諸多不利因素影響，同時國內(nèi)礦用防爆電氣設(shè)備質(zhì)量參差不齊，防爆電氣設(shè)備檢測檢驗(yàn)是確保電氣設(shè)備在井下安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，因此對防爆電氣設(shè)備檢測檢驗(yàn)研究具有重要意義。根據(jù)工作實(shí)踐及相關(guān)研究成果對我國煤炭行業(yè)井下防爆機(jī)電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)、國內(nèi)防爆電氣設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行分析探討，并對礦井防爆機(jī)電設(shè)備檢測技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。