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礦井電氣火災原因分析及其預防

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【摘要】:
隨著我國煤礦采掘機械化和電氣化程度的提高,外因火災發生的比例也逐年增高。低壓電纜著火、礦用變壓器著火、架線電車電弧引燃木支護棚著火等電氣火災事故也時有發生,而且礦井中環境復雜,電氣設備眾多,一旦發生火災,后果將不堪設想,具有很大的危險性?! 〗鼛啄甓啻伟l生的礦井電氣火災事故,給礦井安全生產帶來重大威脅,并造成重大損失。根據1949年~1995年的統計資料,我國煤礦共發生58次一次死亡3人以上火災事

  隨著我國煤礦采掘機械化和電氣化程度的提高,外因火災發生的比例也逐年增高。低壓電纜著火、礦用變壓器著火、架線電車電弧引燃木支護棚著火等電氣火災事故也時有發生,而且礦井中環境復雜,電氣設備眾多,一旦發生火災,后果將不堪設想,具有很大的危險性。

  近幾年多次發生的礦井電氣火災事故,給礦井安全生產帶來重大威脅,并造成重大損失。根據1949年~1995年的統計資料,我國煤礦共發生58次一次死亡3人以上火災事故,其中電氣設備引起火災有27起,占總次數的46.55%。作者對礦井電氣火災原因進行分析,并提出預防措施和對策。

  1、電氣火災主要特征

  1)隱蔽性強。由于漏電與短路通常都發生在電器設備內部及電線的交叉部位,因此電氣起火的最初部位是看不到的,只有當火災已經形成并發展成大火后才能看到,但此時火勢已大,再撲救已經很困難。

  2)隨機性大。礦井中電氣設備布置分散,發火的位置很難進行預測,并且起火的時間和概率都很難定量化。正是這種突發性和意外性給礦井電氣火災的管理和預防都帶來一定難度,并且事故一旦發生容易釀成惡性事故。

  3)燃燒速度快。電纜著火時,由于短路或過流時的電線溫度特別高,導致火焰沿著電線燃燒的速度非???,另外再借助巷道風流及其它助燃物質,使燃燒速度也大大加快。

  4)撲救困難。電線或電氣設備著火時一般是在其內部,看不到起火點,且不能用水來撲救,所以帶電的電線著火時不易撲救。此外,礦井井巷眾多,電氣線路錯綜復雜,給火災撲救也帶來難度。

  5)損失程度大。電氣火災的發生,通常不僅會單純導致電氣設備的損壞,而且還將殃及井下眾多生產設備。另外,電氣火災也會引發其它一系列的礦井事故,損失更為重大。

  2、電氣火災危害性

  礦井電氣火災事故,一旦發生,可能會在井下引起“連鎖”反應,火焰借助電纜線、電氣設備、礦井風流、瓦斯和煤塵等引發其它事故,不僅造成財產損失,還會造成人員傷亡。其危害性主要表現為:

  1)造成礦井電氣設備、生產材料的損失和破壞。

  2)火災可能會燒毀生產設備或破壞現場工作條件,給礦井生產帶來嚴重影響。

  3)引發其它事故的發生?;馂耐鶗淖兺L機原來的工作狀態,導致井下通風系統紊亂,火煙彌漫井巷,燒毀巷道和井筒,有時甚至可能引起瓦斯或煤塵爆炸等事故,造成更大的損失。

  4)造成礦井內部環境污染。礦井電纜、電線及電氣設備的絕緣材料大多為易燃物,燃燒時會放出各種有毒有害氣體,造成整個礦井內部或者局部的空氣污染。

  5)造成人身傷害?;馂臅r有毒氣體會借助風流作用,波及的范圍較大,使災區或波及區的工作人員受有毒氣體侵襲而中毒、窒息或死亡。

  3、電氣火災原因

  在使用電能時,引起火災的源由可能是電弧、火花,以及熾熱與發熱的高溫導電部分。

  起初可能致使電氣設備中的絕緣材料燃燒,接著火焰傳到巷道的支架、煤塵、瓦斯及礦內其它可燃材料上,這就發生礦井電氣火災。引起井電氣火災的原因是多種多樣的,如過載、短路、接觸不良、電弧火花、漏電等原因。

  1)短路。導線短路時,因有大量電流流過而使導體的發熱特別快,在幾秒鐘,有時更快些,導體就熾熱了,并且可能燒著與其連接的絕緣、木支架、煤塵和鄰近的可燃物品,造成火災。在有瓦斯及礦塵危險的礦井條件下,熾熱的導體與含有瓦斯或煤塵與空氣的爆炸混合物相接觸,到達爆炸條件,就可能引起爆炸。

  2)過負荷。當過負荷不是短接的結果發生時,導體的發熱通常進行較慢,但是長時間積累,設備將達到使自己失去絕緣性能的危險溫度,最后就常常引起電氣設備中線路的短接而發火。

  3)接地故障。中間接地的漏電,特別是礦內電纜線路兩相短接時漏電也會產生火花引起燃燒。

  4)接觸不良。線路中個別部分接觸電阻的增加,主要是接觸不良的結果。實踐證明,井下電纜與電纜或者電纜與設備的連接部分(接頭)做得不好,往往是礦井巷道內因電流以產生火災最常見的原因。

  5)漏電。漏電是引起電氣火災的主要原因之一,而且更普遍更隱蔽。使用電器介電強度不夠或電線絕緣材料性能不好等,都容易發生漏電。另外由于絕緣材料的性能下降是不能逆轉的,因此漏電電流會逐漸加大,造成打火引燃周圍的可燃物而形成電氣火災。

  6)靜電。在井下,靜電的產生可能是因為:砂礫或其它含在壓縮空氣中的混合物與橡膠管、金屬管壁相摩擦,膠帶與輪子摩擦,橡膠帶在帶式輸送機卷筒上摩擦等,從而產生電弧及火花。靜電的電壓能達到極高的值(約數萬甚至數十萬伏),極易引起瓦斯爆炸與火災。

  7)電氣照明設備引起火災。井下如果不很好地處理照明燈罩上覆蓋的煤塵,有時也能引起火災。細小的煤塵由于堆積在電燈的燈脖上或玻璃罩上,阻礙燈炮內部熱量的擴散,當溫度升高到一定程度就有可能致使煤塵發火。

  4、電氣火災預防對策

  礦井電氣火災仍要堅持“預防火主”的原則,嚴格參照《煤礦安全規程》的要求確定。筆者認為做好礦井電氣火災的預防工作的基本對策有如下幾處方面。

  4.1嚴格執行《煤礦安全規程》中的電氣設計及防火的要求

  1)井下電氣設備的選用和安裝要嚴格按照規程進行。在特定的工作場所,如在井下存在瓦斯、煤塵等易燃、易爆場所,必須按照專業的安全規程選用特制的電氣設備,如隔爆型電氣設備,以保證使用的安全性。為了防止電纜起火,必須選擇礦用阻燃電纜,電纜線路的連接和敷設要嚴格按照規范進行,不準許盤圈成堆或壓埋送電,在使用過程中防止線路的過負荷,以避免出現短路失火等現象。

  2)加強對井下電氣設備的管理,做好日常的檢查和維護工作。井下的各種電氣設備,要嚴禁超負荷運轉,確保電氣設備的正常使用。同時也要防止因設備內部的故障等原因導致設備起火。要定期檢查電纜線的絕緣程度及設備的運行完好狀況,并做好相應記錄。此外,應經常加強對礦井職工安全用電教育,防止人為造成電氣設備及線路的機械損傷造成漏電短路而引起火災等現象。

  3)礦井電氣設備要有過流,過壓、漏電和接地保護措施。井下高壓電動機、動力變壓器的高壓控制設備,應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。在井下由采區變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上,應裝設短路、過負荷和漏電保護裝置。低壓電動機的控制設備,應具備短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控制裝置。井下配電網路均應裝設過流、短路保護裝置。電太在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架,鎧裝電纜的鋼帶(或鋼絲)、鉛皮或屏蔽護套等必須有保護接地。

  4.2加強礦井電氣管理,提高防火意識

  1)建立、健全井下各項規章制度。井下電氣工作人員要各司其職,做到每臺電氣設備都有專人負責。建立各種電氣設備的操作規程,建立礦井電氣設備的檢修和維護制度,建立礦井電氣事故的調查和處理制度、礦井職工持證上崗制度等等,用制度來規范預防電氣火災的具體要求。

  2)做好礦工的安全教育,提高防火意識。對廣大礦井職工進行安全用電教育,是落實“安全第一,預防為主”的一條重要措施,也是避免電氣火災事故的可靠保證。對新工人,必須進行三級安全教育,要掌握安全用電的知識、電氣火災的處理方法、電氣設備的操作規程等,使其在思想上對電氣火災事故高度重視。

  3)進行專項整治工作,消防電氣火災事故隱患。礦井企業內部應經常組織井下消防的專項整治工作,消防措施和設備是否齊全,安全職責是否落實到位,是否存在其它事故隱患等等,如發現問題,并及時整改,切實降低電氣火災的發生概率。

  4)建立礦井電氣火災應急預案,并進行必要的事故模擬演練。各礦井應當建立電氣火災的應急預案,并進行電氣設備預防試驗性事故演習,以及模擬電氣事故處理演習,確保在一旦發生火災的情況下,具有相應的撲救、避難、救援等具體防范措施。

  4.3應用新技術和新設備,提高防滅火能力

  1)應用火災自動報警裝置。目前應用在電氣防火的產品主要有防漏電報警系統、防過載報警系統、電纜溫度報警系統等類型,其特點是能準確地探測到電纜線路的異常狀態,通過處理將信息提供給維護人員,這樣可以將電氣火災的隱患消滅在萌芽狀態。

  2)積極開展對礦井電氣火災發生、發展機理和規律研究,不斷研究開發礦用火災報警設備、滅火設備和逃生設備;使礦井電氣火災在預防、監測和撲救三方面,實現立體化的防治措施。

  5、結語

  綜上所述,為了有效地預防礦井電氣火災的發生,減少因礦井火災造成的巨大損失,應做好以下幾方面的工作;注重預防,嚴格按照規范進行電氣設備的使用、檢查和維護;充分加強對井下電氣設備的管理,做好職工的宣傳教育,提高防范意識;建立應急預案,應用新技術和新裝備,提高防滅火應變和防治能力。

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