淺析煤礦井下雜散電流的危害及防治措施

摘 要：電火災是井下可能發生的重大電氣事故之一，對井下人員及各類財產設備的安全威脅很大。文章先從煤礦井下雜散電流的危害談起，接著提了這類問題的相關預防措施，以期為我國礦山企業的安全問題提供一些參考和借鑒價值。

關鍵詞：煤礦安全；雜散電流；危害及防治

引言

因為煤礦企業本身的特殊性，決定了其生產環節、生產條件的復雜性，于是對煤礦企業的供電系統方面的安全問題要求就更為嚴苛。根據有關資料顯示：在國內的煤礦安全事故中，機電方面的安全事故占有較高的比例，而其中因煤礦井下雜散電流管理疏忽而引起的電火災，甚至引發瓦斯爆炸事故的比例高達30%左右。落后的、老式的供電管理方法已遠遠不能滿足當前生產力發展的需要，因此，應尋求一些新型的方法和措施，來預防煤礦井下雜散電流的危害，提高煤礦安全生產率。

1 什么是雜散電流

雜散電流又稱漏電流，它是存在于電氣網路之外的雜亂無章的電流。比如在進行的一些電氣高壓試驗中，或者直流泄漏或直流耐壓試驗中，由于高壓部分對地存在著分布電容，于是就產生了電流，所產生的電流會經過這個分布電容流過。再比如說，因為生產和生活中的各類用電設備接地與漏電，在土壤中也會形成雜散電流的循環。

2 雜散電流的來源

井下雜散電流的主要來源是架線電機車運輸系統和電氣設備的漏電。架線電機車運輸系統，電流經架線流出，通過電機車后由鋼軌流回。因為鋼軌和大地不絕緣，于是一部分電流流入大地，在大地內經不同的方向流回，進而就形成了雜散電流。機車運行狀態影響雜散電流大小，機車啟動時雜散電流最大，機車停電后雜散電流急劇下降，瞬間下降幾十倍至幾百倍。交流電也會產生雜散電流，而其中動力和照明的交流漏電流是雜散電流。

3 雜散電流的主要危害

（1）造成電雷管早爆現象。因為井下雜散電流的存在，給井下爆破工作帶來較大的威脅。掘進工作面的軌道與電機車運輸巷道是連通的，因此掘進巷道的軌道對大地存在電位。在工作面又敷設有其他金屬管路，這些管路與大地為一體。若電雷管的一根腳線與軌道接觸，而另一根與管路接觸，就會有雜散電流通過電雷管，當雜散電流大于雷管的最小準爆電流時，電雷管就會爆炸。

根據實測，雜散電流有時可以達到3～5A，遠遠超過電雷管的最小準爆電流。因此，如果在爆破操作過程中稍有不慎，就很容易使電雷管發生早爆現象，造成人身傷亡事故和重大經濟損失。

（2）會造成鎧裝電纜的腐蝕。當雜散電流由大地流入電纜時，這段電纜帶有負電位，在正常情況下，陰極區的電纜是不會被腐蝕的。但當雜散電流由電纜流入大地時，電纜就帶正電位，形成陽極區，在陽極區內電纜就會受到腐蝕。

（3）干擾自動化控制。在井下用鋼軌作控制點的地點，容易產生誤動作。

4 雜散電流的特點

（1）低電壓，大電流。井下雜散電流的電壓大概在幾十毫伏至幾伏之間，個別較高的會達到幾十伏特，但是到目前為止，還從未發現過有雜散電流觸電的現象。但是雜散電流的電流卻比較大，最大可達到5A，一般均大于電雷管的最小準爆電流，導致電雷管發生早爆。

（2）雜散電流主要分布在導電物體之間，風管、水管、鋼軌之間的雜散電流最大，均高于電雷管的起爆電流。

（3）雜散電流主要是直流電。

（4）雜散電流的方向和大小經常發生變化。

5 雜散電流的預防措施

對于雜散電流，應從根源上加以限制：提高軌道接頭質量，降低其電阻，減小雜散電流值；經常檢修電氣設備，避免漏電現象等。 在爆破過程中，為防止雜散電流導致電雷管早爆，應采取以下相應的措施。

（1）勤查工作面的雜散電流，研究并掌握其分布規律與特點，控制起爆地點的雜散電流值在50mA以內。

（2）要嚴防雜散電流侵入整個電爆網路，要求所有爆破母線嚴禁采用裸露接頭（最好采用無接頭母線），爆破母線或者電雷管腳線在連線以前要扭接成短路狀態，已聯結的電爆網路要求必須懸空，不準與任何金屬物體接觸。

（3）所有爆破人員要進行崗前安全培訓，并熟知和掌握有關井下雜散電流的所有基礎知識，在進行爆破工作中要時刻防范雜散電流的危害。

（4）使牽引電網的電壓極性換向：即鋼軌接電源正極，架線接電源負極。該方法雖然不能降低雜散電流的數值，但能解決牽引變流所附近高壓電纜外皮的嚴重腐蝕問題。

（5）縮短供電半徑、增設變流所，因此雜散電流減小，危害性降低。

（6）通過焊接技術，加長軌道的長度；采取相關技術措施，降低軌道接縫電阻數值。

（7）使用絕緣道夾板，可以使采區中的軌道、主要運輸巷道中的軌道、掘進頭的軌道相互隔離開來，于是避免了雜散電流流到采區中去，或者流到掘進頭去，于是雜散電流也就被消除了。

（8）確保采區低壓橡膠電纜的絕緣電阻數值要大于規定值以上，提高交流電網的絕緣水平。

（9）若電纜結構不對稱會產生零序電流，而若采用結構對稱的橡膠電纜，會避免交流雜散電流的產生。

（10）使用屏蔽電纜，可使電容中分布的雜散電流通過屏蔽層流回變流所，因零序電流不外泄，即流不到電纜外面，于是交流雜散電流被消除了。

（11）采取可靠的保護接地措施，保證煤礦所有機電設備和供電系統的可靠接地。

（12）提高機電隊伍的整體素質，建立健全供電管理機構和體制。

6 結束語

對于煤礦井下的雜散電流，要在考察了現場的生產實際之后，結合理論分析，進而采取具有針對性的治理雜散電流的措施，嚴格落實“以預防為主”的原則，通過科學的監控和監測，杜絕井下雜散電流的發生原因和危害路徑，嚴加防范，防患于未然，提高煤礦安全生產率。

參考文獻

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作者簡介：豆帥（1987-），男，漢族，河南永城人，助理工程師，現在任職于神火集團劉河礦機電一隊，主要從事機電方面的工作。

朱艷青（1982-），女，漢族，河南永城人，助教，本科，現在任職于永城職業學院，主要從事電學方面的教學及科研工作。