崔 宸

(晉能控股煤業(yè)集團王村煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037000)

煤礦井下應(yīng)用的一系列電氣設(shè)備，由于其所處環(huán)境的特殊性，需具備較強的耐爆性與隔爆性，因為在惡劣的礦井工作環(huán)境下，受多種不確定因素的影響，可能導(dǎo)致其內(nèi)部出現(xiàn)電火花，誘發(fā)混合氣體發(fā)生爆炸事故，過程中產(chǎn)生的火焰及電弧不會傳導(dǎo)至設(shè)備殼體外部，但若出現(xiàn)了失爆現(xiàn)象，防范設(shè)施將失去原本的安全防護作用，增大易燃易爆混合氣體的爆炸風(fēng)險，產(chǎn)生難以估量的嚴(yán)重后果。

1 失爆危害

煤礦電氣設(shè)備耐爆性能及隔爆性能喪失的情況都被定義為失爆。煤礦井下環(huán)境較為惡劣，井下作業(yè)過程中不可避免地會產(chǎn)生煤塵及瓦斯等，其易燃性質(zhì)使得井下作業(yè)危險性較強，如果缺乏相應(yīng)的防控手段，爆炸事故發(fā)生幾率會大幅提升，因此煤礦在實際工作中會盡量杜絕可能引燃煤塵及瓦斯的點火源及高溫?zé)嵩?，利用有效手段降低井下煤塵及瓦斯?jié)舛?，?guī)避爆炸事件的發(fā)生。

煤礦井下電氣設(shè)備常規(guī)運行與故障勢態(tài)下均有可能發(fā)生電弧、灼熱顆粒、電火花、熱表明等現(xiàn)象，這些均具有相當(dāng)大的能量，極有可能成為點燃煤礦煤塵、瓦斯的熱源與點火源。假如電氣設(shè)備失爆，設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的火焰會傳遞到設(shè)備外殼，同時與井下可燃、可爆性混合氣體相接觸，引發(fā)煤礦井下煤塵、火災(zāi)等嚴(yán)重惡性循環(huán)爆炸事故，所以礦井下電氣設(shè)備一定要使用防爆型的，盡量避免煤塵、瓦斯爆炸事故的出現(xiàn)。

2 電氣設(shè)備常見的幾種失爆現(xiàn)象發(fā)生位置

2.1 隔爆接合面

從實際情況來看，礦井下應(yīng)用的防爆開關(guān)通常以鐵蓋為常見的隔爆接合面形式，上部蓋板的緊固方式通常為螺栓對接線腔，對應(yīng)隔爆接合面開關(guān)所起到的作用，與外部防護措施的防爆要求相匹配[1]。從日常維修工作角度來看，失爆現(xiàn)象的原因主要有以下幾方面：

一是在開關(guān)上蓋的固定過程中，維修人員由于工作疏忽，致使上蓋表面出現(xiàn)了一條或多條螺栓的缺失現(xiàn)象(多條螺栓用以固定上蓋的形式較為常見)、螺孔或螺栓在安裝或使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)滑扣現(xiàn)象，與彈簧相接觸的墊圈未能做有效壓平處理，螺母螺栓未能按照預(yù)先要求達到滿扣要求，螺栓在安裝環(huán)節(jié)出現(xiàn)折斷現(xiàn)象(通常折斷后停留于螺孔中部)，在多種不確定因素與零部件故障的影響下，將導(dǎo)致其耐爆性能降低，影響電氣設(shè)備的日常應(yīng)用效果。二是彈簧墊圈未進行壓平處理或在后續(xù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中出現(xiàn)失效情況，或是螺栓自身存在欠扣現(xiàn)象，這將會導(dǎo)致此類零部件螺栓固定作用難以發(fā)揮，影響后續(xù)的設(shè)備使用效果與使用壽命。

2.2 電纜引出與引入位置

煤礦井下工作展開與日常檢查環(huán)節(jié)中，出現(xiàn)的失爆現(xiàn)象具有頻率高與狀況復(fù)雜等特征，主要可總結(jié)為以下幾點：

一是密封圈本身出現(xiàn)老化現(xiàn)象，若長此以往，密封圈將出現(xiàn)彈性下降甚至結(jié)構(gòu)變形等問題[2]。將這種密封圈應(yīng)用到電氣設(shè)備中，將影響其密封效果。二是自身選配不合理。這種情況下，無論是密封圈的外徑還是進線裝置的內(nèi)徑，均與預(yù)先設(shè)定的防爆要求不相符。三是若對密封圈進行修整后，發(fā)現(xiàn)此時密封圈并沒有被完全套在電纜護套的位置，反而是與電纜芯線相糾纏[2]，又或是電纜護套沒有依照相關(guān)的套放需求進行預(yù)先處理，將極易導(dǎo)致出現(xiàn)電纜護套伸入至接線腔器壁5 mm以下的情況。四是對密封圈進行一切兩半的處理，將其套入到電纜上。五是在處理接線腔接線嘴時，由于給予的壓力過大導(dǎo)致其與周邊零部件之間間隙過小，又或是在對進線嘴做壓緊處理后，其內(nèi)緣部位的密封圈無法壓緊，達不到預(yù)期的隔爆應(yīng)用要求。六是在電纜的引入與引出接線嘴部位，邊緣與壓線板之間的相連緊密程度不足，在電纜壓緊效果不佳的情況下，將導(dǎo)致出現(xiàn)電纜自由活動現(xiàn)象。七是所應(yīng)用的具有壓緊式特性或螺旋狀的喇叭嘴，沒有按照預(yù)先要求做壓緊處理，此時使用單手即可使其出現(xiàn)自由晃動的現(xiàn)象。八是在對密封圈進行修整時，若其本身有內(nèi)徑過大的現(xiàn)象出現(xiàn)，則在進行接線腔引入處理時，電纜能夠輕易地來回抽動(電纜外徑較小時，此種現(xiàn)象將更為明顯，其中具有代表性的是監(jiān)控或信號電纜)。九是針對高壓電纜終端接線盒部位，所應(yīng)用的絕緣膠未能按照相關(guān)要求灌入至電纜三叉以上(多數(shù)為該部位或所在范圍內(nèi)填充深度不足)。

2.3 電氣設(shè)備表面

一是在電氣設(shè)備隔爆外殼處發(fā)現(xiàn)有凹坑現(xiàn)象，且深度在5 mm以上。導(dǎo)致出現(xiàn)此種情況的主要原因是電氣設(shè)備在運輸過程中有嚴(yán)重的受損現(xiàn)象[3]，或是在軌道巷運料過程中，物料本身與電氣設(shè)備相接觸后，磕碰到其外表面而導(dǎo)致其表面受損。二是在電氣設(shè)備的隔爆外殼位置，由于外界環(huán)境原因而導(dǎo)致其表面有銹蝕現(xiàn)象出現(xiàn)，或表面銹皮出現(xiàn)脫落。導(dǎo)致出現(xiàn)此種情況的主要原因多數(shù)為井下有環(huán)境潮濕的特征表現(xiàn)，再加上日常工作人員維護不到位，增大了設(shè)備銹蝕現(xiàn)象的發(fā)生風(fēng)險，此原因在銹蝕中所占比例較高。三是電氣設(shè)備自身的閉鎖裝置有變形或損毀現(xiàn)象出現(xiàn)。在此種情況下，其在日常使用中將無法起到機械閉鎖的預(yù)期應(yīng)用效果，或是在開關(guān)停電的情況下，沒有按照相關(guān)要求將開關(guān)打入至閉鎖的固定位置，影響了其后續(xù)的應(yīng)用效果。四是開關(guān)隔爆腔中，用于進行日常觀察的窗口玻璃有松動跡象或部分位置出現(xiàn)破裂，導(dǎo)致該部位的整體機械強度與預(yù)期的應(yīng)用要求不相符，無法起到預(yù)期的應(yīng)用作用。五是開關(guān)接線喇叭嘴外緣處有缺損現(xiàn)象出現(xiàn)，其自身的防爆性能將會受到極為嚴(yán)重的影響，甚至導(dǎo)致后續(xù)工作無法正常展開，將會影響其余零部件的使用壽命。導(dǎo)致出現(xiàn)此種情況的原因一般是在實際運輸環(huán)節(jié)中，電氣開關(guān)受到外力影響，導(dǎo)致其應(yīng)用效果受到不良影響。

2.4 隔爆接合面

隔爆接合面，簡單來說是在開關(guān)上蓋部位與開關(guān)的上接線腔之間接觸的表面。通常情況下，在整個運行體系中起到隔爆作用，在其正常使用過程中，應(yīng)時刻保證其光潔特征，以滿足預(yù)期應(yīng)用需求。對其進行日常檢查，總結(jié)失爆現(xiàn)象主要為以下幾點：

一是在隔爆接合面處有機械傷痕現(xiàn)象，導(dǎo)致此部分零部件與防暴設(shè)施的防爆性能受到不良影響。二是在隔爆接合面部位存在油漆或雜物，將增大失爆現(xiàn)象的發(fā)生風(fēng)險。導(dǎo)致出現(xiàn)此種現(xiàn)象的主要原因是工作人員對設(shè)備零部件的日常維護不細致。

3 導(dǎo)致煤礦電氣設(shè)備出現(xiàn)失爆現(xiàn)象的主要原因

通過對大量案例進行梳理與總結(jié)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致礦下電氣設(shè)備失爆的主要原因是：在井下作業(yè)環(huán)境中，瓦斯?jié)舛冗_到10%～15%時，在達到瓦斯燃點溫度的火源作用下，瓦斯即會爆炸。由此可見，瓦斯?jié)舛燃盎鹪词菍?dǎo)致瓦斯爆炸事故的先決條件?，F(xiàn)階段，受技術(shù)水平的制約，尚無法實現(xiàn)對煤塵及瓦斯超標(biāo)強度的預(yù)測，但是煤塵及瓦斯突出與爆炸不同，其實際發(fā)生時僅能對井下空氣含量中的瓦斯?jié)舛仍斐捎绊?，在缺乏火源條件下不會引發(fā)失爆事故。根據(jù)實際調(diào)查結(jié)果顯示，可能引發(fā)爆炸事故的瓦斯來源除煤塵及瓦斯突出外，通風(fēng)系統(tǒng)不健全、風(fēng)流短路、微風(fēng)等因素也是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要因素。

導(dǎo)致瓦斯失爆事件出現(xiàn)的原因是多層面的，除了井下開采達到96%、小煤礦多、信息化機械化程度低下、賦存條件惡劣、管理弱化等因素外，違規(guī)挖采、技術(shù)水平不過關(guān)、欠缺實效安全生產(chǎn)技術(shù)等均是導(dǎo)致煤礦瓦斯失爆事件出現(xiàn)的主要原因。引發(fā)煤礦井下方出現(xiàn)電氣失爆現(xiàn)象的原因較為復(fù)雜，主要總結(jié)為以下幾方面：

一是各個煤礦井的生產(chǎn)班組對于生產(chǎn)產(chǎn)量、效率等過于重視，但卻忽略了電氣設(shè)備日常檢修的重要意義，致使設(shè)備的日常檢修與維護長期處于缺失狀態(tài)。再加上機電檢修人員未能依照相關(guān)要求落實相關(guān)檢修措施，致使電氣設(shè)備無法獲得良好的檢修與維護條件。尤其是在煤礦井環(huán)境下，過度潮濕的條件增大了設(shè)備表面防護層銹蝕與脫落現(xiàn)象的發(fā)生。對隔爆接合面進行長期觀察與總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，銹皮、煤塵等雜物較多，極大影響了設(shè)備的日常應(yīng)用效果。對電氣設(shè)備進行開蓋處理時，未能應(yīng)用專業(yè)的工具，直接對設(shè)備進行破拆處理，采取硬敲等暴力手段，導(dǎo)致設(shè)備外殼出現(xiàn)變形或扭曲現(xiàn)象。二是防爆設(shè)備搬運環(huán)節(jié)未能依照相關(guān)規(guī)定進行操作處理，增大了設(shè)備外殼劃痕或壓傷等現(xiàn)象的發(fā)生幾率。三是進行井下設(shè)備安裝過程中，技術(shù)人員未能充分依據(jù)《煤礦安全規(guī)劃》的規(guī)章制度要求對設(shè)備安置方案進行設(shè)計，在對隔爆面進行緊固作業(yè)過程中，所用螺絲釘規(guī)格不滿足安裝需求、螺孔與螺釘不匹配、螺孔深度較淺，使得零件緊固程度不足，導(dǎo)致爆破面出現(xiàn)間隙，引發(fā)失爆情況。四是在設(shè)備安裝完畢后，技術(shù)人員未能按照要求進行驗收或沒有對維修工作的展開情況進行全程監(jiān)督，增大了設(shè)備失爆現(xiàn)象的發(fā)生幾率。五是電氣設(shè)備日常維修與維護工作處理不及時，導(dǎo)致防護層出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，防爆面進入煤塵等雜物，緊口接合面常有凹坑出現(xiàn)，極有可能使防爆接合面間隙擴大而失爆。六是煤礦開采從業(yè)人員素質(zhì)不高，礦工對防暴理論知識未能熟悉掌握，對煤礦各種規(guī)章制度未能及時貫徹實施，對設(shè)備隔爆需求馬虎大意，致使出現(xiàn)失爆。七是工作人員安全意識不足，對設(shè)備性能熟悉程度不夠。裝卸作業(yè)過程中，未嚴(yán)格遵守使用專用工具的要求，導(dǎo)致錯誤操作，埋下失爆隱患，如防爆電機極端蓋拆卸作業(yè)過程中，部分工作人員為了便捷，對器械進行敲打，可能導(dǎo)致電動機端蓋部分出現(xiàn)不明顯的裂縫或因用力過猛出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，導(dǎo)致失爆情況發(fā)生。拆零件時未及時打印鋼標(biāo)，待安裝時不能對號而誤認為是能互換的，致使間隙過小，而對活動接合面造成摩擦，破壞隔爆面導(dǎo)致失爆。

4 電氣設(shè)備失爆預(yù)防措施

嚴(yán)控采購關(guān)卡。嚴(yán)控采購關(guān)卡，應(yīng)用在煤礦井下的一系類電氣設(shè)備均應(yīng)具備與之相匹配的防爆合格證明。

確保電氣設(shè)備選擇的合理性。技術(shù)人員在設(shè)備采購前應(yīng)組織召開專題報告會，在會議中需要確定設(shè)備的各類使用參數(shù)，如工作溫度、額定電壓等。

強化設(shè)備日常維護。在針對設(shè)備做日常維護時，必須對其隔爆接合面做全方位的檢測與處理，應(yīng)特別關(guān)注喇叭嘴的進線與出線位置，做好針對按鈕分合閘與開關(guān)的實時漏電檢測。在設(shè)備檢修前，要對瓦斯?jié)舛?、驗電及放電等參?shù)進行檢測，必須在斷電條件下才可展開檢修任務(wù)。在對保護整定值進行調(diào)整時，以設(shè)備運行環(huán)節(jié)的電量負荷為基礎(chǔ)，需定期進行線纜絕緣阻值的檢測，滿足煤礦的日常開采需求。

安裝失爆自檢儀。失爆自檢儀的主要作用是對內(nèi)部裝置接線、老化及短路狀態(tài)進行檢測，提升防爆效果。若發(fā)現(xiàn)失爆現(xiàn)象，則其內(nèi)部控制器將在第一時間檢測到電位差并切斷電源，從而達到降低失爆發(fā)生幾率的目的。

加大培訓(xùn)力度，完善相關(guān)制度。公司必須為維護人員提供專業(yè)的培訓(xùn)，使員工的自身安全意識得到極大的提升，從根本上提升其技能水平，降低安全事故的發(fā)生幾率。要對井下設(shè)備的實際防爆情況進行檢查，加大考核力度，完善相關(guān)管理制度，將事故發(fā)生風(fēng)險最大限度地降低。

提升工作人員安全意識及業(yè)務(wù)水平。煤礦管理人員在實際工作過程中，應(yīng)充分認識到良好的安全意識及業(yè)務(wù)水平是降低電氣設(shè)備失爆情況發(fā)生幾率的有效手段，為此，管理人員應(yīng)積極開展多元化的安全生產(chǎn)教育，確保工作人員認識到安全生產(chǎn)的重要意義，同時對其進行業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，促使其明確相關(guān)操作流程，具備嚴(yán)格依照規(guī)定流程進行施工的意識，最大限度降低因人為因素導(dǎo)致的失爆現(xiàn)象發(fā)生幾率。