對一起雜散電流引爆電雷管事故分析與技術處理

1、引言

隨著礦井開采年限的延長，多水平開采是普遍存在，而礦井主運輸大巷的運輸廣泛采用的是架線機車。由于低下開采，井巷中普遍存在有涌水和淋水現象，且空氣潮濕。在采區低壓電網和直流牽引網絡中往往存在著雜散電流，對礦井的安全生產及設備危害很大，有可能引起瓦斯、煤塵燃燒與爆炸以及電雷管超前引爆事故。本文以一起多水平開拓延深過程中因雜散電流引爆電雷管的事故為例，分析探討雜散電流與井下多水平生產之間的關系及防范措施，為煤礦安全生產做些拋磚引玉的工作。

2、雜散電流的形成過程

雜散電流主要分為交流雜散電流與直流雜散電流兩種。交流雜散電流主要來源于采區低壓電網的零序電流，對我們供電半

徑較短的情況下，其值較小，故可不予考慮。而直流雜散電流的產生主要是架線機車運行時產生的，機車運行軌道作為一個導電介質，已與大地絕緣，故有一部份電流經軌道至大地，大地是一個很大的電容，也是良好的導體，也就會與最短的途徑流回變電所，這部份電流為直流雜散電流。

平巷架線機車運輸在礦井運輸中作業量大，運輸距離長。軌道吊線擔、瓷瓶絕緣強度的好壞，不但影響到線路的壓降，而且直接關系到直流電流的泄漏。由于目前一部份煤炭生產的礦井基本上還是用炮采，而掘進、開拓巷道作業中主要靠爆破來完成，因此井下存在大量使用電雷管的現實。機車架線泄漏電流引起的雜散電流聚集到一定程度，就有可能引起雷管爆炸。目前使用的電雷管其內阻為1Ω，電位差為0.3V時就可以引起爆炸。由此直流雜散電流給煤礦安全生產帶來極大的威脅。

3、事故分析及技術處理

豐海煤礦在1994年×月×日，主斜井(由+230mm--+50mm，坡度為16°)施工中，當施工到561m時，在一次耙斗裝巖機裝碴時將殘留的雷管引爆。當時礦組織人員進行事故分析，認為是擠壓造成。幾天后，作業人員發現設備、管路表面有帶電的感覺，這時，引起我們的極大重視。首先，我們懷疑是否該施工地點的供電網路的檢漏繼電器失靈，設備有漏電，經檢查檢漏繼電器完好，為了確切摸清情況將向該施工地點的供電電源全部切斷，然而經測試主巷中管路表面的帶電感覺仍然存在。

為此，工程技術人員進行進一步現場測定、調查。經過調查，獲知該巷道在前二個月就有這種感覺，但沒有現在這么嚴重，不容易察覺，而現在是越來越嚴重，經測定直流電壓高峰值達成15V、16V，用6V的指示燈泡能發到白光(軌--電表--地)。這時我們才確定是雜散電流引爆了電雷管。

在確定確實是直流雜散電流時，我們把注意力集中在架線的絕緣問題上，把主巷凡是與架線有接觸的絕緣強度加強，而后又對其進行測定，直至絕緣良好，又組織人員再次對雜散電流進行測定，測定結果，雜散電流并沒有消除，這樣，整個主巷施工被迫停止。而主巷工程又是永安煤業公司的重點工程，為了確保主巷施工中的安全生產，我們再次組織人員進行更深一步的分析。分析認為+230m大巷焊接有問題。首先，脫焊點較多可能使軌道的接地電阻增大而引起，因而又組織人員從+230m中央變，主巷將軌道重新進行焊接成線，直至地面工業廣場，而且我們為了確保安全，從+230m中央變到井口工業廣場還增設了一條￠25mm報廢的鋼絲繩與軌道進行多點并聯焊接。這些工作都完成后，我們又組織人員再一次對雜散電流進行測定，結果是主巷的直流雜散電流并沒有消除，只是架線末端的電壓有所提高。為了找到解決辦法，我們尋找有關資料又進一步分析。經過分析，現場再次測定發現，當架線機車在+230m井口開始越往工業廣場方向行駛時，雜散電流的電壓越高，而機車在+230m中央變行駛時，雜散電流確很低。這時我們分析斷定這與電流回路有關系。從礦井交換圖中，我們發現主巷施工地點與井下中央變電所(+230m水平)的硅整流所在地在方位上處于同一側，高差154m左右，而從中央變電所到主巷長度為1300m。分析結果認為，當機車在主巷上部附近行駛時，雜散電流回路可能由主巷經大地直接與中央變電所構成回路。回路如附圖所示：

經過分析討論認為其理論成立。因而我們決定在地面增設一臺硅整流與中央變硅整流并聯運行，安裝后工程技術人員再次到現場測定(條件、地點均不變)，結果情況良好，為了進一步摸清原理，我們做了一次探討試驗，把+230m峒口架線隔離開關拆開，地面架線由地面硅整流供電，井下由中央變供電，測定結果更佳，雜散電流接近零。經上述技術處理后，主斜井恢復施工，恢復生產以后，整個巷道施工中再沒發現以前的觸電感覺。

4、雜散電流的防治措施

通過豐海煤礦這一實例，我們得出采取以下方法對防止雜散電流產生的危害能取得較好效果。

1、定期消除架線瓷瓶上的污物，以提高絕緣強度。

2、在架線與非架線軌道間用雙道絕緣夾板隔開。

3、為減少軌道的接觸電阻，將軌道的接頭部分焊接連成一線。

4、盡可能降低軌道接地電阻，可有效避免雜散電流的產生，而且能提高架線機車的供電質量。

5、在多水平生產的礦井，應正確選擇硅整流柜安裝的位置。

6、用報廢的鋼絲繩與軌道并聯焊接后作為輔助接地，對減小雜散電流能起到一定的作用。

5、結束語

雜散電流對產生的危害性很大，有可能引爆雷管等，應引起足夠的重視。礦井中產生雜散電流有其客觀原因和主觀原因的因素，但若對雜散電流產生的過程進行分析，對雜散電流的分布規律進行詳細地分析，對存在的不安全因素進行認真及時排除，并有針對性地采取防治措施，嚴加防范，就可以大大減少礦井雜散電流對煤礦安全生產及設備的危害。