矿山电工学+5

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1、第二章安全用电及保护安全用电是保证矿井安全生产的关键之一。井下环境条件恶劣，容易发生各种电气事故，需要采取各种预防措施和设置必要的保护装置，才能提高矿井生产的安全水平；煤矿井下最重要的电气保护是漏电保护、保护接地和过流保护，即井下三大保护。煤矿企业的生产以井下巷道作业为主，矿井空气是由人工通风所提供的，井下的自然涌水要靠排水设备排放，人、货、料、设备等都要靠提升设备升降，这些基本要素决定了井下机电设备的特殊工作环境，矿用电气设备必须能在这样的环境中正常工作，即使是在故障时也不应产生外露的可能引爆沼气煤尘的电火花，才能保证矿井生产的

2、连续性和安全性。一、煤矿井下的环境特点及对矿用电气设备的要求煤矿井下的空气中含有沼气和煤尘，在一定的条件下可以被点燃燃烧甚至发生爆炸，所以矿用电气设备必须具有防爆性能。井下巷道、硐室、采掘工作面等需要安装电气设备的空间都比较狭窄，这就要求矿用电气设备体积小、重量轻。井下常会发生冒顶片帮事故，使电气设备(特别是电缆)易受掉矸的砸压，这就要求矿用电气设备不仅应有坚固的外壳，而且内部元件还应有较强的抗震能力。一、煤矿井下的环境特点及对矿用电气设备的要求井下空气潮湿，相对湿度在90～95％以上，有时可达100％，而且机电硐室和巷道常有滴水

3、或淋水，电气设备容易受潮，故对矿用电气设备的防潮性能和绝缘水平有更高的要求。井下散热条件差，有些机电硐室和巷道的温度较高，电气设备容易过热损坏，这就要求矿用电气设备应尽量用耐热性能好的铜材作导电体，’并采用较高的绝缘等级。井下电气设备起动频繁，尤其是采掘工作面的电动机，一般为全压直接起动，电网电压波动范围大，负荷变化大，容易过载，所以矿用电动机等拖动设备应有较大的起动力矩和较强的过负荷能力。一、煤矿井下的环境特点及对矿用电气设备的要求由于环境恶劣，井下供电系统及设备容易发生漏电、人身触电、短路、过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电气

4、事故，所以必须采用各种预防措施和设置必要的保护装置，以防止各种电气事故的发生。一旦发生电气事故，保护装置应迅速切断故障部分的电源，防止事故的扩大和恶化，这样才能确保人员、矿井和设备的安全。二、沼气、煤尘的燃烧和爆炸沼气又名甲烷(CH4)，是一种无色、无臭、无味、无毒的气体，比空气轻，当其含量达到一定值时，遇到火源就会燃烧或发生爆炸，其反应式如下：CH4+2(02+4N2)→C02+2H20+8N2+8.3×105J／mol二、沼气、煤尘的燃烧和爆炸瓦斯爆炸同时具备以下两个条件：(1)瓦斯浓度达到5～16％。(2)存在温度达650～

5、750℃的点火源，如裸火、灼热导体、电火花等。最容易引爆的沼气浓度是8.5％，爆炸压力最大的沼气浓度是9.5％，当沼气浓度低于5％时可以被点燃，但不会爆炸。沼气的引爆，从接触火源到发生化学反应引起爆炸需要经过一定的时间，该时间称为引爆延迟时间。延迟时间随点燃温度的升高而缩短，随沼气浓度的降低而增大，一般在零点几秒至几秒的范围内。点燃温度与延迟时间对矿用电气设备的设计制造有重大意义。点燃温度可用来确定电气设备及导电体的最高允许温度；利用延迟时间可以进行超前切断保护，在可能引起沼气爆炸之前切断点火源，从而防止了爆炸事故的发生。二、沼气

6、、煤尘的燃烧和爆炸井下煤尘也是伴随着开采作业而产生的，它同样具有爆炸性。当煤尘的粒度在1um～1mm范围内，挥发分指数(即煤尘中所含挥发物的相对比例)超过10％，其在空气中的悬浮含量达到30～2000g／m。时，便具有爆炸性。煤尘的引爆温度为700～800℃。当沼气中含有煤尘时，会使爆炸浓度的下限降低。二、沼气、煤尘的燃烧和爆炸为了防止瓦斯、煤尘爆炸，可采用预防措施：(1)将沼气和煤尘的含量严格控制在非爆炸的范围之下。当采区回风道、采掘工作面回风道风流中沼气浓度超过l％时，就必须停止工作，撤出人员，进行处理。对于煤尘，可用洒水或撒

7、岩粉的方法迫使它降落，减少悬浮的煤尘，将煤尘在空气中的含量降低到20g／m3以下。(2)控制井下各种可能引爆的热源、火源和电源，使之不能外露或低于引爆温度。(3)完善井下供电系统的保护装置，当供电系统或设备发生可能引爆沼气、煤尘的故障时，及时地切断电源。(4)建立和健全各种有效的安全制度和操作制度，保证井下供电系统与设备的正常运行。三、矿用电气设备的类型及防爆原理采取一定措施或改进后，能在矿井井下正常使用的电气设备叫矿用电气设备。矿用一般型电气设备矿用防爆型电气设备矿用一般型电气设备的基本要求是：(1)外壳有一定的防水、防外物的要

8、求。(2)引入电缆的接线端子有一定的空气间隙和漏电距离的要求。(3)有良好的耐潮性能。(4)进线装置应符合GBl336—77《防爆电气设备制造检验规程》的要求。(5)应有内、外接地螺栓。，(6)接线盒的内壁和可能产生火花的金属外壳内壁应均匀地涂上一