紅石巖高瓦斯隧道施工用電管理技術

許和翔

【摘要】中鐵隧道集團承建的合武線的紅石巖隧道，在安徽省金寨縣境內，是全線的控制工程之一。在隧道施工過程中，掌子面爆破后，發生多次不明情況的自燃現象。后經檢測，證實隧道掌子面含有濃度較高的瓦斯。作者本人曾去淮南潘一煤礦學習瓦斯隧道電氣施工技術。高瓦斯隧道施工具有高危險性，保證施工人員安全是施工前提與施工中重要內容。施工用電安全的防控就顯得尤為重要，洞內用電安全管理技術是防控中的重點內容。本文就洞內安全施工做出具體剖析，嚴格執行相關規定，確保洞內用電安全，能有效杜絕因為施工用電而產生的安全施工事故。

【關鍵詞】高瓦斯隧道；施工用電；安全；電源；電壓

一、高瓦斯隧道施工用電管理中存在的安全隱患及用電特殊要求

（一）安全隱患

1、高瓦斯隧道進洞的普通電氣設備在施工運行過程中線路容量超限時，容易造成線路發燙而燃燒；

2、設備啟動和關閉瞬間有可能產生火花，例如：配電柜閘刀、插座插頭等在開啟或關閉瞬間。

在產生火花或燃燒點附近的空氣中含有一定濃度的瓦斯就有可能引起瓦斯燃燒；當空氣中的瓦斯濃度達到5%～16%時，就有可能發生瓦斯爆炸，從而引發嚴重的瓦斯安全事故。所以，在高瓦斯隧道施工過程中，進洞的所有電氣設備均須有特殊要求或進行特殊處理，才能避免因電氣設備引起的瓦斯爆炸安全事故。

（二）高瓦斯隧道施工用電的特殊要求

1、洞內配電設備及照明電器全部采用防爆型，并做到“三專”、“兩閉鎖”以保證瓦斯隧道安全施工。

三專：專用防爆變壓器、專用開關、專用供電線路

兩閉鎖：瓦斯濃度超標時與供電的閉鎖、局部通風與供電的閉鎖，

2、洞內的高低壓配電箱全部采用防爆型，低壓配電箱必須具有斷相、短路、漏電和接地保護功能。

3、供電系統在局部通風機和開挖工作面的電氣設備必須裝設風電閉鎖裝置。當局部通風機停止運轉時，應立即自動切斷局部通風機供風區段的一切電源，保證“風電”閉鎖。

4、洞內低壓電纜應使用不延燃橡套電纜，各種電纜的分支連接必須使用與電纜配套的防爆連接器、接線盒。

5、固定敷設的低壓電線采用不延燃橡套電纜；移動式或手持式電氣設備的電纜采用專用不延燃橡套電纜。

6、電壓波動范圍，高壓為額定值的±5%，低壓為額定值的±10%。

7、隧道內各種機電設備和作業機械嚴禁接地。作業機械嚴禁帶電檢修。

二、高瓦斯隧道施工用電安全的技術措施

（一）供電系統與隧道瓦斯監控系統聯鎖控制

高瓦斯掌子面內的主通風機、局部通風機、射流風機和洞內與之相應的工作面的電氣設備，必須與瓦斯監控系統進行風電、瓦電閉鎖，當通風機停止運轉時，應能立即自動切斷局部通風機供風區段的一切電源。

（二）接地保護系統

根據規定，瓦斯工區內的配電變壓器嚴禁中性點直接接地，嚴禁由洞外中性點直接接地的變壓器或發電機直接向瓦斯隧道供電。瓦斯隧道必須采用獨立的接地保護系統。

因此，在實際工程中隧道的接地保護系統系統設計采用MBVS-25mm2 黃/綠雙色PE 接地保護線，從洞口集中接地處向洞內架設，洞內每200 米施做重復接地，洞口的集中接地與洞內的重復接地處的接地電阻不得大于1.5Ω。洞內重復接地極使用厚度不小于6mm 面積不小于 0.7m2 的鍍鋅鋼板，可安裝在洞內積水坑、水溝或預留洞室內。專用保護接地線不允許斷線且不允許安裝任何開關，洞內 36V 以上的和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架等，都必須與專用保護接地線可靠連接，其接地網上任何一保護接地點的接地電阻值不得大于2Ω。

（三）設置檢漏繼電器

低壓饋電線路上，必須裝設能自動切斷漏電線路的檢漏裝置：

1、施工現場的總隔爆開關至分路隔爆開關設置兩級檢漏繼電器，兩級檢漏繼電器的額定漏電動作電流和額定漏電動作時間應作合理配合，使之具有分級保護的功能。

2、檢漏繼電器應裝設在總電源隔爆斷路器的負荷側和分路隔爆開關的負荷側。

3、檢漏繼電器的選擇應符合先行國家標準《剩余電流動作保護器的一般要求》GB 6829 和《漏電保護器安全和運行的要求》GB 13955的規定，額定漏電動作電流應不大于15mA，額定漏電動作時間應小于0.1s。

4、與總電源隔爆斷路器配合的的檢漏繼電器的額定漏電動作電流應大于30mA，額定漏電動作時間應大于0.1s，但其額定漏電動作電流與額定漏電動作時間的乘積不應大于30mA〃s。

（四）防雷接地

為了防止雷電波及隧道內引起瓦斯爆炸，所有進洞線路，包括動力電纜、照明電纜、瓦斯監控系統電纜及通信電纜均需在洞口安裝避雷器。因此，在各種電纜向洞內敷設時，必須嚴格執行本規定，安裝與其相配套的氧化鋅避雷器，洞口的防雷接地電阻不得超過 2 歐姆且要定期檢查測試。進洞的其它風、水管線也必須在洞口處與專用保護接地極進行連接，以防雷電和靜電傳入洞內。

（五）備用電源

根據有關規定，高瓦斯隧道主通風機的供電應配置兩套電源，隧道內采用雙電源線路，其電源線上不得分接隧道以外的任何負載。為保證隧道通風、照明及監測系統等一級負荷供電，在電網停電10 分鐘內，啟動二臺300KW的發電機組供給一級負荷用電。

三、高瓦斯隧道施工用電的安全管理措施

（一）保證電線線路穩定性

線路穩定是保證供電工作不間斷進行的基礎保障，高瓦斯隧道施工用電線路有明顯特殊性。電纜必須使用不延燃橡套電纜，不延燃橡套電纜主要用于交流電壓在 450～750 V 及以下的各種移動電氣設備，因其表面橡套能夠承受較大機械外力作用，被廣泛應用于大型施工場地中，同時橡套還具備一定的抗腐蝕性與保護性，能夠在極為惡劣的環境下使用，但需要注意的是因為橡膠對溫度的敏感性，電纜長期工作環境溫度不能高于 60℃，最高為 65℃。

隧道電纜禁止私自接電用作其它途徑，同時隧道中電纜及照明燈應使用鋼索進行懸掛處理，防治機械損傷，懸掛高度范圍為2.5～3m。三管二線分隧道二側懸掛。高低壓電纜同路敷設時應注意之間距離大于 0.1 m。洞內電纜與電氣設備相連接時，必須有專業電工進行連接并使用防爆性能符合的連接盒。

（二）線路電纜節點設置

瓦斯隧道施工過程中為有效防止雷電波及，必須對所有進洞線路電纜進行安裝避雷器，并接地使用。避雷器的選擇應該選擇與電纜相配套的氧化鋅避雷器，各類電器線路必須在固定地點進行接地連接保護，防止雷電、靜電通過線路傳入洞類。

（三）定期檢查

定期檢查是保證用電安全的重要不可缺少環節。由一個安全員和一個電工負責，做到檢修專業，檢修人員均必須持證上崗。需要注意的是，檢修過程中所有用電設備必須停電檢修，防止檢修過程中出現明顯電火花。檢修過程中必須具有防止引燃瓦斯的安全措施，并對所檢修設備儀器負責到底。檢修過程中對出現問題設備要及時進行處理或者更換。對每次檢查，均有檢查記錄。檢查記錄由檢查人員簽字，留底保存。

在紅石巖隧道施工整個過程中，沒有發生瓦斯爆炸事故。究其根本原因是要保證通風量的壓入，才能稀釋瓦斯濃度。隧道施工用電安全防范措施相對于瓦斯濃度的稀釋，是處于次要地位。不能因為用電安全防范措施全面，而忽略了最主要措施。

參考文獻

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