論煤礦設(shè)施防雷技術(shù)的應(yīng)用

趙慧琴

[摘要]煤礦的雷電防護(hù)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。本文利用自身掌握的理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了煤礦的雷擊安全隱患，并提出了相應(yīng)的防雷技術(shù)措施。

[關(guān)鍵詞]煤礦 雷擊事故 防雷技術(shù) 防雷保護(hù)

[中圖分類號(hào)] X752 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-369-1

目前各種電子信息技術(shù)迅速發(fā)展，煤礦產(chǎn)業(yè)也順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)加快了電力系統(tǒng)、信息通訊系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用步伐。近由于各類礦產(chǎn)資源的特性及所處的地理位置，礦山工程建設(shè)、生產(chǎn)的地點(diǎn)往往是雷暴活動(dòng)較多的地區(qū)，時(shí)常有雷擊事故發(fā)生。煤礦雷擊主要有兩種產(chǎn)生形式，一種是直接雷擊，另一種是感應(yīng)雷擊，其中感應(yīng)雷擊對(duì)供電線路破壞性最大。

1礦井防雷的重要性

（1）煤礦企業(yè)的供電安全一直是礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其是高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井。如果礦井供電系統(tǒng)無法保障，一旦出現(xiàn)無計(jì)劃停電，將造成重大安全隱患，若出現(xiàn)瓦斯事故，后果更是不堪設(shè)想。

（2）隨著礦井綜合自動(dòng)化建設(shè)的深入開展，大量的精密機(jī)電設(shè)備和儀器具有較復(fù)雜的電源及信號(hào)系統(tǒng)，其控制線路、視頻線路、網(wǎng)絡(luò)線路眾多。為了保護(hù)煤礦的人員安全和正常的安全生產(chǎn)，必須采取較好的雷電保護(hù)措施，避免各類雷電事故的發(fā)生。

（3）在煤礦中雷擊電磁脈沖主要作用于風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)等信息系統(tǒng)。當(dāng)與礦井內(nèi)的電線、電纜和金屬管道發(fā)生作用時(shí)，雷擊電磁脈沖會(huì)造成井下電壓與井內(nèi)電子設(shè)備的損壞，導(dǎo)致通信系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)全面癱瘓，造成生產(chǎn)事故。

（4）距離地面越高的建筑物，如煤礦的主炸藥庫、辦公樓建筑主體、副井提升機(jī)房、主副井井架和變電所等遭受雷擊的概率也較大。通過物體的雷電流會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，熱量如果不及時(shí)得到有效的釋放，那么金屬極其容易被融化，嚴(yán)重時(shí)建筑物被炸裂，甚至引發(fā)火災(zāi)或爆炸。

2煤礦受雷擊的主要形式

（1）產(chǎn)生于間接雷的電磁脈沖在導(dǎo)線金屬體上感應(yīng)產(chǎn)生高電位，然后沿著導(dǎo)線以脈沖波的形式侵入室內(nèi)。

（2）直接雷與礦區(qū)的金屬導(dǎo)線相撞擊，以脈沖波的形式使閃電的高電壓進(jìn)入到室內(nèi)。

（3）當(dāng)云地閃電擊停留在在建筑物上空，或在建筑物附近滯留時(shí)，在地中會(huì)有高電位產(chǎn)生，借助地線和零線，這種形式的高電位會(huì)入侵室內(nèi)。

3煤礦易遭雷擊的原因分析

（1）煤礦大多位于空曠的地帶，有些煤礦的地理位置偏僻，屬于土壤與巖石的交界地帶，因此煤礦處的電阻率變化較大。而電阻率突變是引發(fā)雷擊的首要原因之一，因此，煤礦礦區(qū)往往成為遭受雷擊“侵害”的首要目標(biāo)。

（2）大部分的煤礦都位于山地的開闊峽谷處，因此非常容易受到雷擊的侵略。當(dāng)受到高山等地形地勢(shì)的影響時(shí)，積雨云會(huì)迫使雷暴在迎風(fēng)口處做出停留；當(dāng)山脈阻擋了積雨云的位移時(shí)，雷暴的移動(dòng)方向?qū)⒀刂矫}走向進(jìn)行；當(dāng)山脈處有大的口子或裂縫時(shí)，雷暴的移動(dòng)方向?qū)⒁陨娇跒榛鶞?zhǔn)移動(dòng)。

（3）煤炭生產(chǎn)與煤炭的長途運(yùn)輸會(huì)產(chǎn)生大量的煤渣懸浮顆粒，大量的懸浮物聚集在空中形成厚厚的懸浮粉塵層，使煤礦上方空氣的電導(dǎo)率大大加大，并為雷雨提供了一個(gè)便捷的通道。當(dāng)雷雨運(yùn)經(jīng)過時(shí)，變會(huì)釋放雷電，產(chǎn)生雷擊事故，對(duì)煤礦生產(chǎn)和人員、設(shè)備造成損害。

4礦井防雷設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)

（1）辦公樓。作為煤礦區(qū)內(nèi)較高的辦公人員比較集中的建筑物，煤礦辦公樓的屬于第三類防雷建筑物。辦公樓建筑主體應(yīng)沿屋角、屋脊和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)避雷網(wǎng)和避雷帶。對(duì)于金屬物體等突出屋面的物體，如果已經(jīng)與避雷帶連接的話，可不裝接閃器。對(duì)于受不到避雷帶保護(hù)的非金屬物體則應(yīng)裝接閃器。按照GB50057-2010規(guī)定，辦公樓安裝避雷帶，采用φ10鍍鋅圓鋼制作，長度約為180米，并在樓頂衛(wèi)星天線旁安裝6米避雷針一個(gè)。

（2）立井提升機(jī)房。立井提升機(jī)房的雷電電磁感應(yīng)、防雷電波侵入、雷擊電磁脈沖的措施和信息系統(tǒng)機(jī)房的措施大致相同。立井提升架一般雖為金屬框架，在接地良好、排放電流能力強(qiáng)大的前提下，可作為接閃器和引下線使用。同時(shí)要做好纜繩、金屬管道和線纜的等電位連接，相鄰金屬物的跨接處理。按照GB50057-2010規(guī)定，絞車機(jī)房安裝避雷帶，采用φ10鍍鋅圓鋼制作，長度約為60米。在樓體的兩角制作接地體2個(gè)。在沒有保護(hù)的信號(hào)線路及其低壓供電線路上安裝對(duì)應(yīng)的避雷器

（3）煤倉、空氣壓縮機(jī)房、風(fēng)機(jī)房。均按照GB50057-2010規(guī)定，安裝避雷帶，采用φ10鍍鋅圓鋼制作，其中煤倉避雷帶長度約為300米，而空氣壓縮機(jī)房、風(fēng)機(jī)房均為80米。在樓體的四角制作接地體4個(gè)，其中風(fēng)機(jī)房排風(fēng)口接地兩處。

（4）機(jī)房。煤礦的信息系統(tǒng)由多種監(jiān)控系統(tǒng)和信息咨詢、通信系統(tǒng)構(gòu)成，必須要按照《電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》的要求制定信息系統(tǒng)的防雷措施。當(dāng)電力線、外來導(dǎo)電物和通信線進(jìn)入建筑物的地點(diǎn)不一致時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)立若干等電位連接帶，并應(yīng)就近連到環(huán)形接技術(shù)與應(yīng)用地體、內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體或此類鋼筋上。要根據(jù)線路的工作頻率、傳輸介質(zhì)、傳輸速率、工作電壓、傳輸帶寬進(jìn)行信息系統(tǒng)信號(hào)線路浪涌保護(hù)器的選擇。在煤礦井口處將電源線、信號(hào)線分槽布設(shè)，護(hù)套信號(hào)線加套屏蔽金屬管，各條信號(hào)電纜之間作了橫向均壓連接，并將進(jìn)入井內(nèi)的金屬管道、軌道、電纜金屬屏蔽層等均作了等電位連接并接地。在井下信息設(shè)備的終端加裝信號(hào)浪涌保護(hù)器。

（5）煤礦炸藥庫。對(duì)于礦井而言，最危險(xiǎn)的地方則屬于炸藥庫。對(duì)炸藥庫的防雷保護(hù)應(yīng)從防雷電感應(yīng)和防直擊雷兩個(gè)方面著手。按照《小型民用爆炸物品儲(chǔ)存庫安全規(guī)范》要求，炸藥庫屬于第一類防雷建筑物。所以，炸藥庫必須要具備獨(dú)立的避雷針，為有效控制避雷針的高度，最好盡量避免采用單針保護(hù)。在庫區(qū)內(nèi)設(shè)置防雷電感應(yīng)的接地裝置，建筑物的金屬屋頂、放靜電裝置、視頻監(jiān)控裝置、金屬門窗等金屬物，均應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連接。電氣設(shè)備的接地裝置與防雷電感應(yīng)的接地裝置可共用，接地電阻要控制在10Ω之內(nèi)。

5結(jié)束語

煤礦作為雷電高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，對(duì)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)要引起足夠的重視，該煤礦按照上述設(shè)計(jì)方案對(duì)原有的防雷設(shè)施進(jìn)行了全方位的改造，從外部防雷、內(nèi)部防雷進(jìn)行考慮，電源系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、安裝電涌保護(hù)器等采取了綜合防護(hù)措施。

參考文獻(xiàn)

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