矿山电气安全技术管理

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1、矿山电气安全技术管理矿山电气安全技术管理 主讲 董岩煤矿供电系统一、井下各级电压等级规定规程规定井下供电电压应符合下列要求：（1）高压不应超过10000V。（2）低压不应超过1140V。（3）信号、照明、电话和手持式电气设备的供电电压不应超过127V。 （4）远距离控制线路的额定电压不超过36V。采区电气设备在使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。井下电网电压标准等级及其相应的平均电压为：标准电压（V） 127、380、660、1140、6000平均电压（V） 133、400、690、1200、6300 对煤矿供电系统的要求 一、可靠性即要求供电的连续性 矿井应有两回路电源线路。当任一

2、回路发生故障，停止供电时，另一回路应担负矿井全部负荷。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。 矿井的两回路电源线路上都不得分接任荷负荷。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路运行时，另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。10KV及以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。 井下各水平中央变（配）电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷的供电。主要通风机、 提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等立井主要设备房，应各有两回

3、路直接由变（配）电所馈出的供电线路；受条件限制时，其中的一回路可以引至上述同种设备房的配电装置。上述供电线路应来至各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。上述设备的控制回路和辅助设备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。 煤矿电力用户分三级管理根据安全生产的重要性来分：1、一级用户： 凡因供电突然中断，可造成人员伤亡或重要设备损坏给企业造成重大经济损失的用户和用电设备称为一级负荷。（有：主要通风机、副井绞车、主排水设备、矿井调度） 要求：采用不同母线双回路电源供电。 2、二级用户： 凡因供电突然中断，给矿井造成大量减产或较大的经济损失的用电设备或用户，称为二级负荷。（有：采区变配电所、主

4、井绞车、空气压缩机、整流设备等）要求：采用双回路或环行回路供电。3、三级用户： 除一级、二级以外的负荷都属于三级负荷。（有：工人住宅区、机电修配厂等）要求：一回路即可。 二、安全性1、矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。2、井下供电做到“十不准”1）不准带电检修。（例：煤矿井下带电检修或移动电器设备容易产生火花引起（ ）2）不准甩掉无压释放器、过电流保护装置。 5）不准用铜、铝、铁等代替保险丝。6）停风、停电的采掘工作面，未经检查瓦斯，不准送电。7）有故障的线路不准强行送电。8）电气设备的保护装置失灵后，不准送电。9）失爆设备、失爆电器，不准使用。10）不准在井下拆卸矿灯。 3、瓦斯喷出区域，高

5、瓦斯矿井，掘进工作面的局部通风机采用三专供电，实行两闭锁。三专：既专用变压器、专用开关、专用线路。两闭锁：既风电闭锁、瓦斯电闭锁。4、井下供电应做到“三无、四有、两齐、三全、三坚持”制度 三无：无鸡抓子、无羊尾巴、无明接头。四有：有过流和漏电保护装置、有螺钉和弹簧垫、有密封圈和挡板、有接地装置。两齐：电缆悬挂整齐、设备洞室清洁整齐。三全：防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全。三坚持：坚持使用捡漏继电器、坚持使用煤电钻和信号综合保护装置、坚持使用风电和瓦斯电闭锁。 例：防爆电气设备入井前，应检查其“三证”是：产品合格证、煤矿矿用产品安全标治、及安全性能。案例2005年2月14日阜新瓦斯煤尘爆炸引起

6、214人伤亡。漏电与漏电保护一、漏电的基本概述在电力系统中，如果带电导体对大地绝缘阻抗减低到一定程度，使经该阻抗流入大地的电流增大到一定程度。二、漏电的种类1、分散性漏电；2、集中性漏电；3、单相、两相、三相漏电。 三、漏电原因（1）电缆和电气设备长期过负荷运行，使绝缘老化而造成漏电。（2）运行中的电气设备受潮或进水，造成对地绝缘电阻下降而漏电。（3）电缆与设备连接时，接头连接不牢，运行或移动时接头松脱，某相碰壳而造成漏电。（4）设备内部随意增加元件，使外壳与带电部分之间电气间隙小于规定值，造成一相对外壳放电而发生接地漏电。 （5）相套电缆受挤压、碰砸等，造成相、地芯线裸露而漏电。（6）铠装电

7、缆受到机械损伤或过度弯曲而产生裂口或缝隙，长期受潮或遭水淋使绝缘损坏而发生漏电。（7）设备内部有遗留导电物体，造成一相碰壳而发生漏电。（8）误将火线接地或毛刺太长而发生漏电。 （9）操作电气设备时，弧光放电造成一相接地而发生漏电。（10）设备维修时，因停送电操作错误，带电作业或工作不慎而造成触电。 四、漏电的危害（1）人体触电；（30mA以上造成人员伤亡）（2）引起瓦斯煤尘爆炸；（火花能量为可能引起瓦斯、煤尘爆炸）（3）电雷管超前引爆；（漏电电流超过50mA能造成引爆）（4）引起短路，烧毁设备，引起火灾。 五、漏电保护的作用1、防止人身触电（安全值为）；2、防止漏电流烧毁电气设备；3、防止漏电

8、火花引爆瓦斯和煤尘。 案例2003年1月29日某矿1452上段三分层回风巷，作业人员带电移动开关和干式变压器，由于干式变压器电源电缆芯线外绝缘磨坡，芯线接触外壳，而采区变电所内漏电继电器触点破坏，系统在无保护状态下运行，使干式变压器外壳一直带电，2名工人手碰外壳触电死亡。 例：煤矿井下变压器中性点绝缘系统中，当人员接触带电导体或设备外壳时，以及带电导体直接接触大地，能够配合自动馈电开关动作跳闸切断电源的保护器件称为（保护接地、过流继电器、漏电继电器）保护接地 一、保护接地 就是用导体把电气设备中所有正常不带电的外露金属部分和埋在地下的接地极连接起来。构成保护接地网。 规程规定：电压在36V以上

9、和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套用导体与埋在地下的接地极连接起来，形成一个总接地网。 从接地网上任一局部接地极测得的接地电阻，不得超过2欧。高压电网单相接地电容电流不超过20安培人身允许最大接触电压为40伏。保护接地网的构成：一、主接地极 主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。采用耐腐蚀的钢板制成。其面积不得小于、厚度不得小于5mm。当矿井水为酸性时，还应加大厚度或镀耐酸金属。 二、局部接地极规程规定下列地点应装设局部接地极：1、采区变电所（包括移动变电站和移动变压器）2、装有电气设备的硐室和单独装设的高压电气设备。3、低压配电点

10、或装有3台以上电气设备的地点。 4、采煤工作面的运输巷、回风巷等，至少应分别设置一个局部接地极。5、连接高压动力电缆的金属连接装置 局部接地极可设置与巷道水沟内或其他就近的潮湿处。其面积不小于、厚度不小于3mm的钢板或具有同等有效面积的钢管制成。并应平放与水沟深处。设在其他地点的局部接地极，可用直径不小于35mm、长度不小于的钢管制成。管子上至 少钻20个直径不小于5mm的透孔，并垂直全部埋入底板；也可用直径不小于22mm、长度为1m的2根钢管制成，每根管上应钻10个直径不小于5mm的透孔，2根钢管相距不得小于5m，并联后垂直埋入底板，垂直深度不得小于。 三、接地线1、接地母线，应采用截面不小

11、于50mm2的铜线，或截面不小于100mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于100mm2的扁钢。2、电器外壳的接地母线或局部接地极的连接，电缆连接装置两头的铠装、铅皮的连接，应采用截面不小于25mm2的铜线，或截面不小于50mm2的镀锌铁线，或厚度不小于4mm、截面不小于50mm2的扁钢。 保护接地装置的安装相套电缆的接地芯线，除用做监测接地回路外，不得兼作他用。过流保护一、过电流保护概述过电流是指电气设备实际的工作电流大于额定电流值，并且超过了允许的过流时间。二、过电流的原因与预防措施1、短路原因： 1）绝缘击穿 2）机械损伤 3）误操作 措施：1）正确选择电气设备和电缆的额定电压

12、，使之等于或大于电网的工电压，避免击穿绝缘。2）正确的安装电气设备和敷设、连接电缆，并经常检查电缆的吊挂是否符合规定。3）坚持使用捡漏继电器和屏蔽电缆，防止漏电扩大造成短路。 4）按规程规定，定期检查电缆和电气设备的绝缘并做预防性实验。5）在放炮和改变支架时，保护好电气设备和电缆。6）正确的选择和使用熔断器和过流继电器，使过流保护灵敏可靠，避免出现误动作和拒动。7）防止误操作。 2、过负荷原因： 1）电源电压过低 ； 2）电机频繁启动； 3）重载下启动电机； 4）机械卡堵。3、断相原因： 1）熔断器熔断； 2）电缆芯线有一相断线； 3）电缆与电缆、电缆与设备连接不牢。三、预防措施 1、熔断器；

13、 2、电磁式过流继电器； 3、热继电器。 案例2005年某矿电气维修工在所包机的采区变电所内检查一控制水泵的PB3型高压油开关时，因带电检查右手指误接触绝缘油中，右胳膊接触油开关上盖，因该矿以按规定周期对本所内接地电网的接地电阻进行了测试，且符合要求，故当该电气维修工高压触电胳膊，幸免未造成触电身亡事故。 触电与触电预防触电：人身触及带电体或接近高压带电体，使人体成为电流通路的一部分。一、触电形式：1、电击：是指触电电流通过人体，在热化学和电解的作用下使呼吸器官、心脏和神经系统受到损坏。能至人与死亡。是危险的。2、电伤：是指强电流瞬时通过人身某一局部，或电弧烧伤人体，破坏人体表面。 二、触电的

14、种类1、单相触电；2、两相触电；3、跨步电压触电。三、触电死亡的主要因素1、与流过人体的电流有关 规定：为安全电流。2、与触电电压有关 规定：安全电压为36V。3、与人身电阻有关 通常规定：人身电阻为1000欧为计算依据。 四、触电预防1、电气设备采用保护接地，地面电气设备接零。2、井下供电，采用漏电保护装置。3、加强电动工具的绝缘，电缆连接用接线盒或用有冷补工艺。4、对接触机会多的电气设备降低电压。5、把带电体安装在一定高度，避免人身触电。6、井下变压器中性点禁止直接接地。井下特殊的工作环境对设备的要求1、瓦斯、煤尘要求：选择防爆型电气设备2、空间狭小要求：电气设备体积尽量小3、冒顶和片帮要

15、求：电气设备必须有坚固的外壳 4、潮湿、滴水和淋水要求：电气设备的绝缘材料应有良好的防潮性能。5、漏电流使电雷管超前引爆要求：要减少泄漏电流6、电缆的机械损伤、弯曲及破裂、负荷变化大容易出现漏电和短路要求：加设过流和漏电保护其它方面：如温度、突水等 矿用电气设备防爆的基本措施一、采用间隙矿用电缆1、对防爆设备的要求 必须有坚固的外壳，内部发生爆炸，外壳不能变坏，不至于点燃瓦斯混合物发生爆炸。2、隔爆设备防爆间隙不能超过规定值： 防爆面的宽度mm25155不产生爆炸临界间隙1.151.171.050.8 二、采用本质安全技术 限制火源的能量，使本质安全设备在正常或事故状态下所产生的点火花均不能点

16、燃瓦斯与煤尘。 三、采用增加安全程度的措施 四、采用快速断电技术电气设备的防爆管理 一、建立健全专业化管理机构1、防爆检查组2、小型电气组3、电缆管理组二、健全管理制度1、建立设备档案2、设备维护保养制度（包机制） 要求井下电气设备完好率不低于95% 检查电气设备完好台数电气设备完好率=100% 检查电气设备总台数防爆电气设备失爆率为零 检查出的失爆台数 防爆设备失爆率=100% 检查房爆设备总台数 小型电气设备的合格率为95% 合格台数 小型电气设备的合格率=100% 装用总台数矿用电气设备的分类 防爆电气设备的类型、标志及适用条件标志：总标志：EX，安全标志：MA类别：类：主要用于井下含有

17、甲烷混合物的爆炸性环境。 类：主要用于工厂用电气设备。 一、隔爆型电气设备d 隔爆型电气设备的原理：其外壳除了将其内部的火花、电弧与周围环境中的爆炸性气体隔开外，还能将壳内的火花、电弧引爆时外壳不致被炸坏，也不致使壳内的爆炸物传到壳外，引起瓦斯、煤尘爆炸。 二、增安型电气设备e 在正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的设备结构上，采取措施提高安全程度，以避免在正常认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。三、本质安全型电气设备i 指在规定的条件下产生的点火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。 四、正压型电气设备P 具有正压力的外壳，壳内充有保护性气体，并保持其压

18、力高于周围爆炸性环境的压力。五、充油型电气设备O 该设备全部或部分件侵在油中使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物。六、充砂型电气设备q 外壳内充填有石英沙均不能点燃周围爆炸性混合物的防爆电气设备。 七、浇封型电气设备m 将设备或部件浇封在浇封剂中使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物。八、无火花型电气设备n 在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物的电气设备。九、气密型电气设备h 该设备具有气密外壳的电气设备。 十、特殊型电气设备s 该设备异于现有的电气设备，由主管部门制定暂行规定，经国家认可的检验机构证明，具有防爆型电气设备。 矿用电缆 一、矿用电缆的分类铠装电缆、矿用橡

19、套电缆、塑料电缆三种。井下电气设备选用应规定列表如下： 使煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井和瓦斯喷出区域瓦 斯 矿 井用场所井底车场、总进风巷和主要进风巷翻车机硐室采区进风巷总回风巷、主要回风巷、采区回风巷、工作面和工作面进回风巷 类别低瓦斯矿井高瓦斯矿井1、高、低压电机和电气设备矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用一矿用一矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除外）般型般型2、照明灯具矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用一矿用防矿用防爆矿型矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除外）般型爆型3、通讯、自动化装置和仪表、仪器矿用防爆型（矿用增安型除外）矿用一矿用防矿用防爆型矿用防爆型矿用防爆型（矿用增

20、安型除外）般型爆型 二、铠装电缆1、铠装电缆 ：就是用钢丝或钢带把电缆铠装起来。作用：用于高压供电，用于向固定或半固定电气设备送电。钢丝铠装电缆多用于立井井筒或急倾斜的巷道中；钢带铠装电缆多用于水平巷道或缓倾斜巷道。 铠装电缆的结构：1）铜或铝绞线制成的主芯线；2）相间侵渍的纸绝缘；3、）渍麻绳填料；4）统包侵渍纸绝缘层；5）为铅包层内护套；6）为涂沥青纸绝缘；7）为黄麻保护层；8）为钢丝或钢带铠装。规程规程规定：井下严禁使用铝包电规定：井下严禁使用铝包电缆缆。 三、塑料电缆 塑料电缆其芯线绝缘和外护套都是用塑料制成的，有铠装的使用条件与纸绝缘条件相同但垂直落差不受限制。外部没有铠装的，与相套

21、电缆的使用条件相同。 四、橡套电缆作用：主要用于井下移动电气设备输配电线路之用。1、可延燃橡套电缆：一般由3根动力芯线和1根接地芯线构成，还有五芯、六芯、七芯等，其多出的芯线作为接地用。2、不延燃橡套电缆：结构与普通电缆相同只是外护套采用氯丁橡胶制成。 3、屏蔽电缆：结构与普通相套电缆的构造基本相同。其不同点是在每根主芯线的 相绝缘护套外包有由导电橡胶或导电金属网制成的屏蔽层；接地芯线的外面没有绝缘橡胶，其周围是导电橡胶垫芯；多芯电缆监测控制线绝缘外层用导电相胶屏蔽，有的在电缆护套内的同心园上，设一层加强屏蔽层。这样的屏蔽电缆起到绝缘监视和漏电保护的作用。 优点：1）避免电缆主芯线绝缘破坏时造

22、成相间短路事故；2）避免了电缆损坏使人触电的严重事故。煤矿安全规程规定：移动式的手持式电气设备都应使用专用的分相屏蔽阻燃橡套电缆。 五、电缆型号的选择规程规定：1、电缆实际敷设地点的水平差应与规定的电缆允许敷设水平差相适应。2、电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。3、禁止采用铝包电缆。4、必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。5、电缆主芯线的截面应满足供电线路负荷的要求。 6、对固定敷设的高压电缆：1）在立井井筒或倾角45及以上的井巷内，应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。2）在水平巷道或倾角45以下的井巷内

23、，应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。 3）在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所之间，可采用铝芯电缆；其它地点必须采用铜芯电缆。4）固定敷设的低压电缆，就应采用MVV铠装或非铠状电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆。5）非固定敷设的高低压电缆，必须采用符合MT818标准的橡套软电缆。移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。 6）照明、通讯、信号和控制用的电缆，应采用铠装或非铠装通讯电缆，橡套电缆货MVV型塑力电缆。7）低压电缆不应采用铝芯，采区低压电缆严禁采用铝芯。 五、电缆截面的选择1）电缆的正常工作负荷电流应

24、等于或小于电缆允许持续电流。2）容量最大的电动机再重载下启动，电动机启动时的端电压不得低于额定电压75%。3）正常运行时，要求最远处电动机的端电压下降值不得超过额定电压的7%-10%。 4）电缆末端的最小两相短路电流应大于馈电开关的倍。5）电缆的机械强度要满足生产设备的需要。六、电缆的连接1）电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。一个电缆引入装置只允许连接条电缆。 同型电缆之间严禁直接连接，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线进行连接。电缆进入引入装置，必须按接线工艺标准要求整体进入；电缆的一端在接上带电设备时，其另一端不可有什么也不接，应避免出现“羊尾巴”。2）同型电缆之

25、间直接连接时，必须遵守下列规定： （1）相套电缆的修补连接（包括绝缘、护套已损坏的相套电缆的修补）必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补。在地面热补或冷补后的相套电缆，必须经侵水耐压试验，合格后方可下井使用。在井下冷补的电缆必须定期升井试验。（2）塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等性能，应符合该型矿用电缆的技术标准。 电缆接头的要求：（1）芯线连接良好。接触电阻、接头处的温度均不大于电缆的阻值和电缆最高允许温度。（2）接头处有足够的抗拉强度，其值应不低于电缆芯线强度的70%。（3）两根电缆的铠装、铅包、屏蔽层和接地芯线都应有良好连接 复习思考题：1、井下供电变压器中性点能否直接接地？为什么？2、造成电网漏电的原因有哪些？3、电网漏电后有哪些危害？4、井下供电“十不准”内容是什么？5、高瓦斯矿井掘进工作面供电“三专两闭锁”内容是什么？6、试述电缆的类型及用途？7、怎样防止触电？ 8、装设局部接地极的地点有哪些？ 9、煤矿的三大保护是什么？ 10、电缆的种类有几种？