摘 要: 由于煤矿井下环境的特殊性,供电故障时有发生,文章从煤矿井下引起各种供电故障的原因分析入手,根据煤矿生产的环境特点,结合现场实际,阐明故障的危害,并提出相应的防治对策。
关键词: 电气事故;安全用电;防治对策
随着煤炭工业的发展,矿井深度不断增加,瓦斯、地温及矿压等灾害因素增多,加上管理不善等因素,煤矿重大事故时有发生。重、供特大事故多为瓦斯、煤尘爆炸事故,我们知道造成爆炸的因素有三种:瓦斯浓度5% ~16%;高温火源650~750℃;空气中含氧量≥12%,三者缺一不可。据有关资料不完全统计, 1983年~1989年所发生的96次特大瓦斯事故中,由电火花引爆的次数占46. 9%。某省将1980年~2002年全省内发生的3人以上瓦斯事故统计:因煤矿停电、停风造成事故占49. 6%。因此,杜绝电气故障,对于防止重大事故有着十分重要的意义,本文就常见的几种井下电事故作了分析并提出防治措施。
1 矿井电气事故分析
1. 1 井下漏电事故原因分析
(1) 电缆或电气设备本身的原因。①敷设在井下巷道内的电缆,由于井下环境潮湿,且运行多年,其绝缘老化或潮气入侵,引起的过电压冲击,使绝缘水平较低处发生击穿,产生集中性漏电。②开关设备长期使用,接线板潮湿可能造成漏电;其内部元件(主要是控制变压器、接触器、继电器、线圈等)或导线,因某种原因使绝缘恶化、导线头碰壳也会造成漏电;自动馈电开关中的过流继电器,当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
(2) 因施工安装不当引起漏电。①电缆施工接线错误,如误将相线与地线相接,通电后就会发生漏电;橡套电缆接头违反施工工艺要求,如不用电缆线盒的连接和明接头等,这些接法都破坏了橡套的绝缘,在井下潮气的侵蚀下易发生漏电,此外,这些接法的机械强度都较低,容易被拉断而造成漏电。②电缆与设备连接时,由于芯线接头不牢固,封堵不严、压板不紧,运行或移动时造成接头脱落或接头松动,使相线与金属外壳直接搭接而漏电,或者是因接头发热过度使绝缘损坏而漏电。③橡套电缆悬挂方法违反规定,采用铁丝或铜丝悬挂,时间一长,就可能发生漏电。④开关或其它电气设备的内部接线错误,或接线头松脱碰壳,当合闸通电时便发生漏电。
(3) 因管理不当引起漏电。①由于管理不当,电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中。电缆被埋压后其热量不易散发,时间一久将使绝缘老化而漏电;电缆浸泡于水中,由于受井下水的酸性侵蚀及渗透作用,也会使绝缘因受潮而漏电。②电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。③电动机因长期被煤石堵塞风道,造成通风不良而发热使绝缘老化受损而漏电。④对已受潮或遭水淹的电气设备,未经严格的干燥处理和对地绝缘电阻、耐压试验,又投入运行,极有可能发生漏电或其它电气故障。
(4) 因维修操作不当引起漏电。①工人工作时劳动工具(锹、镐、钎等)易将电缆割伤或碰伤,造成漏电。此外采掘机械移动时,由于司机人员照顾不到,使供电电缆受到拉、挤、压、绞等作用,也可能造成漏电。②冷、热补的橡套和浇灌的电缆接头,由于芯线连接不牢固、绝缘胶浇灌不均匀,以及硫化热补或冷补质量低劣,故在运行期间芯线接头容易发热,使油和绝缘胶往外渗漏,严重时就会产生漏电。③开关设备检修后,残留在开关内的线头、金属碎片等未能清理干净,或将小零件与电工工具等忘在开关内,如果这些东西碰到相线,送电后就会发生漏电。④修理电气设备时,由于停送电操作失误、带电操作或施工不慎,可能造成人身接触及一相漏电。⑤开关分、合闸时,由于灭弧机构有故障,造成电弧熄灭困难、电弧接触外壳而漏电。此外,当发生漏电而切断总电源后,为找漏电支路而分别强行送电也是造成重复漏电的原因。
(5) 因意外事故引起漏电。①井下电缆常因顶板冒落、矿车出轨、支柱倾倒等意外机械事故所损伤而导致漏电。②井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏,当处理短路故障后未经对地绝缘电阻测试而恢复送电时,就会发生漏电。③大气过电压沿下井电缆侵入,击穿其对地绝缘而发生漏电。
1. 2 防爆电气事故原因分析
(1) 违章作业致使防爆开关短路电弧伤人。经常违反《采掘维修电工操作规程》第12条、13条,即从事检查工作时,必须执行停送电作业制度。检修电气设备时,必须切断前一级开关电源,实行机械闭锁,并挂“有人工作,严禁送电”标志牌。电气设备开盖检查前,必须用与电源电压等级相符合的验电笔验电,确认无电压后,进行放电,放电完毕后再进行相关工作。另外,对所管的电气设备和电缆的检查、调整无检修记录。不符合《煤矿安全规程》第490条的规定(无检查周期,无检修记录),出现事故无据可查。
(2) 岗位责任不明确,技术细则未实施。①按矿管理规定,一般配电点应由施工单位管理、维修、试验,包机到人,而实际经常配电点无专人看管,包机责任不落实。②违反《井下电工岗位责任制》
(3)根据《煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则》第6条规定。对于保护电缆干线的装置按公式:z≥IQe+KxΣle(z为过流保护装置的电流整定值,A;IQe为容量最大的电动机额定启动电流,A;Kx为需用系数,取0. 5~1;Σle为其余电动机额定电流之和,A)。而实际中往往凭经验想当然不按公式计算,草率确定整定值,致使与实际产生误差,从而导致事故发生。
2 防治措施
2. 1 预防漏电、触电的措施
(1) 加强井下电气设备的管理和维护,定期对电气设备进行检查和试验,性能指标达不到要求的,应立即更换。
(2) 将带电导体、电气元件和电缆接头等,都封闭在坚固的外壳内。在电气设备的外壳与盖子间设置可靠的机械闭锁装置,以保证未合上外盖前不能接通电源,或者在接通后,便不能打开外盖。这一措施有效地防止了因带电检修而造成的触电事故。
(3) 加强手持式电动工具把手的绝缘。这类把手在正常时本来是不带电的,但当带电部分的绝缘损坏时,把手便有可能带电引起触电事故,所以必须在把手上再加一层绝缘套,以形成双重保护。
(4) 对人身接触机会较多的电气设备,采用较低的额定电压。例如手持式电钻、照明设备及信号装置的额定电压不得超过127 V,而井下各种电气控制回路的额定电压则限制在12~42 V以内。
(5) 井下配电变压器的中性点禁止直接接地,以减小漏电或触电电流。井下若采用中性点直接接地的供电系统,则发生漏电或人身触电的情况就有所不同,此时,漏电或触电电流入地后就直接经过接地极回到变压器的中性点。由于接地极的电阻很小(数欧姆),使得电源相电压几乎全部加在漏电过渡电阻或人体电阻上,危险性极大。
2. 2 防爆电气事故防范措施
(1) 淘汰不符合防爆标准的电气设备。目前,多数煤矿井下所用的电气设备仍有不符合现行防爆标准(CB 3836—2000爆炸性气体环境用电气设备—第二部分)的PB2、PB3高爆开关和油浸变压器等,有些国有大矿非防爆绞车电控也在使用。在目前煤矿经济条件较好的情况下,应抓紧时间加大投入,尽快将井下不符合安全生产的非防爆电气设备更新。
(2) 改变招工机制、提高职工技术素质。目前,已有一些大的煤矿国有企业将招工变为招生,即将符合工作条件的人员,通过考试,招入学校(技工学校、职业学院等)经过1~3年的培训,考试合格后上岗,即从根本上把住入井人员素质关。开展多层次技术培训与激励政策相结合,不断提高职工及管理人员技术素质。充分发挥安全培训中心、各专业培训基地、各矿职工学校的作用,有计划分期分批地将所需人员进行培训,考试合格后发证,并做到持证上岗。实行技师聘任制、高水平技术人员补贴制等,根据具体情况可每年考评(聘任)一次,充分调动职工学技术的积极性。
(3) 完善规程、制定措施并严格考核。目前我国关于煤矿电气规程及其实施细则有:《煤矿安全规程》中第九章对电气作业的规定,原煤炭工业部制定的《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》、《煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则》、《煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》。2004年2月国家煤矿安全监察局、中国煤炭工业协会制定的《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》,包括了煤矿机电安全质量标准及方法。为了落实上述规程、细则及标准,各大煤矿都制定了相应的措施,明确了奖励及经济处罚细则标准。然而近几年来各煤矿大小事故的发生表明,我们执行规程、标准及细则时仍存在很大差距,这就要求我们必须认真吸取教训,杜绝类似事故的发生。对于重复发生的事故要严格遵照标准,从严从重惩处。随着采掘机械化的提高,采面走向超过2 000 m,电气保护必须完善,尤其是过流保护灵敏度系数必须≥1. 5,杜绝电气失爆。
3 结 语
煤矿电气事故在煤矿生产中时有发生,它不仅可导致煤矿重、特大事故的发生,同时也严重制约煤矿安全生产。因此,必须引起我们高度重视。要严格执行GB-3836爆炸性气体环境用电气设备系列标准,将不符合标准的设备抓紧时间更新改造,严格执行新《煤矿安全规程》及有关技术规范、完善电气保护,杜绝井下电气失爆。下大力气搞好技术培训,不断提高煤矿职工素质及操作维修技能。总之,通过我们的努力,相信煤矿电气事故会大大减少。