煤礦井下靜電產(chǎn)生、危害及安全防護

摘要:介紹了靜電對現(xiàn)代煤礦產(chǎn)生的危害,并提出了安全防護方法。

1、前言

人類對于電的認識是始于靜電。如自然界的雷電,日常生活的摩擦帶電就是人們對于靜電的認識。然而隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,靜電卻以危害的形式闖入各工業(yè)生產(chǎn)的各個部門以至人的日常生活中,特別是煤礦井下,從而不得不重新對靜電研究和認識,靜電和靜電放電會給煤礦生產(chǎn)造成許多危害,因而煤礦防靜電危害成了急需解決的新課題。

2、煤礦井下靜電

①人體靜電。在井下人體靜電的積累比較嚴重,主要是由于井下人員腳穿的防水膠鞋、手帶手套使人體處于絕緣狀態(tài),人體起電后就難以散失;其次是人體會因吸附帶電粉塵而又帶上附加的靜電。井下巷道對于人體是很近的接地體,易發(fā)生放電。井下空間小,人體之間及人體與設備之間也易接觸和感應以至放電。

②井下非金屬材料靜電。隨著合成材料的

生產(chǎn)和使用日益廣泛,越來越多的高分子材料被大量投入到井下使用,如傳動膠帶、輸送膠帶、風筒、水管、電纜、液壓管道等都是由橡膠、塑料或玻璃鋼材制成,還有許多設備的外罩、底座和部件也由塑料制成。人體衣物由棉或化纖制成。這樣就不可避免的使井下靜電變得突出起來。

③煤塵、巖塵靜電。采煤機、綜掘機截煤和扒矸機扒矸石時激起的煤塵、巖塵以及爆破本身產(chǎn)生的煙塵帶電都會形成帶電云塵。

④噴漿、噴水、靜化噴霧會形成帶電霧滴,管道和噴咀、噴槍也會帶較高的靜電。

⑤局部通風機通風和井下移動抽排泵站抽放瓦斯時,局部通風機和管道也會帶靜電,尤其是井下煤塵和液霧使管道氣體中含雜質時而產(chǎn)

生更高的靜電。

⑥井下排水管、灌漿管、壓風管和液壓管也會帶靜電。

⑦井下皮帶輸送機及其傳動部分也會帶靜電。

⑧井下壓電,如爆破產(chǎn)生的壓力,支架和假頂承受巨大地壓等都會產(chǎn)生壓電效應。

⑨特殊情況下,煤、水、瓦斯、煤塵、巖塵的瞬間大量涌出和突出會因急劇磨擦而起電。

3、煤礦井下靜電危害

靜電的危害形式是多方面的,可歸納為由于靜電力效應和靜電發(fā)電效應兩方面引起的。在煤礦井下靜電力會使液體、氣體在管道輸送時產(chǎn)生靜電阻力而損耗能源,靜電力會使人體衣著纏身而煩躁不安影響工作效率,甚至會使人體頭發(fā)和衣著絞入運轉設備而引起事故。靜電電壓會引爆電雷管,靜電放電火花會成為瓦斯、煤塵、炸藥等易燃易爆危險品的點火源,引起火災和爆炸事故的發(fā)生。靜電放電會使人體受到電擊。靜電電擊通常不會導致人身直接死亡事故,但會使人受擊而發(fā)生摔倒和墜落等二次事故以及操作者產(chǎn)生誤動作而引起的事故。靜電放電會使計算機、繼電器、開關等電子設備中的電子元件擊穿或產(chǎn)生誤動作以至使計算、控制出錯而引起事故。靜電放電產(chǎn)生的電磁波會使通訊和控制儀器受到干擾以至引起事故。

4、煤礦井下靜電的安全防護

煤礦井下靜電的安全防護主要是防止靜電引起的燃燒和爆炸。發(fā)生靜電燃燒和爆炸的基本條件:①有靜電的產(chǎn)生和積聚并產(chǎn)生放電火花;②放電場所有易燃易爆危險品的存在且最小引燃能量小于靜電火花能量。只有這兩個條件同時具備,才有可能發(fā)生危險品的燃燒和爆炸。因此靜電安全不僅僅是對靜電提出限制,同時也要對危險品提出限制。防靜電危害僅從單一條件出發(fā)往往是不能奏效,只有同時對兩個條件加以破壞,安全才更加可靠。

4.1導體可靠接地

機電設備、運輸設備、軌道等多為金屬導體,金屬導體在接觸磨擦、碰撞時同樣會產(chǎn)生靜電。但由于導體中電荷能自由移動,只要導體不是處于絕緣狀態(tài)起電,電荷就能沿散電途徑迅速失掉。因此對于導體可用接地措施來消除產(chǎn)生的靜電。接地是將導體用導線與大地連接,主要用來使帶電導體上產(chǎn)生的電荷能通過導線散失到大地中以達到消除導體上的靜電。接地還可以抑制帶電體的電位和使帶電體屏蔽以防止感應起電。

4.2提高介質的電導率

工業(yè)靜電問題主要是介質起電,尤其是高分子材料。因為對于導體雖然起電,只要采取可靠的接地措施,靜電就難以積聚。而對于介質,易于起電又因其電阻率很高難于散電,接地措施對介質就不適用。解決介質靜電問題必須提高介質的電導率。煤礦井下使用的傳動膠帶、輸送膠帶、風筒、水管、電纜、液壓管道、塑鋼管等都可以通過摻入導電材料成為抗靜電產(chǎn)品。

4.3防人體靜電

人體靜電引起的燃燒、爆炸事故約站總靜電事故的20%,防人體靜電是靜電安全工作的重要方面。人體靜電的特點:人體在生產(chǎn)場所活動頻繁,易產(chǎn)生靜電且起電量較高;人體是活動的導體,易引起自身和其它導體起電和放電;防靜電時,人們往往只注意人體外的物體靜電,而忽視自身靜電。防人體靜電主要是減少人體及人體衣物的起電量和減少人體的散電電阻,因此消除人體靜電應使人體接地,衣物應經(jīng)抗靜電處理。所以《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定入井人員“嚴禁穿化纖衣服”。

4.4危險品的控制

4.4.1井下雷管、炸藥

雷管、炸藥儲存地點的溫度、濕度必須在規(guī)定范圍。在運輸時禁止爆破器材與其它貨物混裝,雷管或硝化甘油類炸藥的裝載高度不得超過兩層,并且要積極推進采掘工藝改革,最大限度地減少炮采、炮掘,加快淘汰木支護。

4.4.2瓦斯抽排系統(tǒng)

瓦斯抽排系統(tǒng)必須做到:①瓦斯抽排泵采用防爆水環(huán)式真空泵、防爆防回火裝置、防爆器;②采用抽放瓦斯管每米管長表面電阻值必須小于100kΩ;③防爆水環(huán)式真空泵及控制電氣設備必須可靠接地。

4.4.3井下瓦斯、粉塵

對于井下瓦斯采用抽排、通風、監(jiān)測監(jiān)控等措施控制瓦斯?jié)舛?使之低于爆炸下限。對于井下粉塵采用噴霧、人工撒水滅塵等措施控制粉塵的產(chǎn)生。

4.4.4采用抗靜電的新產(chǎn)品

例如對于電雷管,為防止外電場,在管體上復蓋金屬鍍膜實現(xiàn)屏蔽,為防止使用現(xiàn)場的地面雜散電流,在橋系中串入電容使直流不能通過。引爆時采用交流電源,或直接將電阻式橋系改為電容式,引爆時用高壓電源。