防爆知识讲座.doc
《防爆知识讲座.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《防爆知识讲座.doc(36页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、目录第一节 矿井瓦斯与煤尘一、 矿井沼气的生成及性质1、 矿井沼气的形成12、 矿井沼气的性质13、 矿井沼气的燃烧与爆炸14、 矿井沼气爆炸必须同时具备的条件2二、 煤尘31、 煤尘的来源3 2、 煤尘的爆炸与燃烧33、 煤尘爆炸过程的特点4复习题一6第二节 防爆电气设备概述一、 电气设备防爆途径1、 采用隔爆外壳72、 应用安全火花原理83、 超前切断电源8二、 煤矿井下工作条件及电气设备选型原则81、 煤矿井下工作条件82、 对电气设备的要求93、 煤矿井下电气设备的选型原则9复习题二11第三节 防爆标准一、 中国防爆标准的历史12二、 防爆标准为什么要修订12三、 2000年版防爆标准
2、的特点13四、 防爆电气设备的基本类型及标志141、 基本类型142、 防爆标志15五、 电气间隙、爬电距离、绝缘材料151、 电气间隙152、 爬电距离18复习题三19第四节 防爆电气设备ExdI一、 电缆引入装置20二、 隔爆结合面24复习题四30第五节 增安型设备ExdI 、ExdeI一、 防爆部分应符合隔爆型电气设备要求31二、 增安型ExdI用要求311、 连接件312、 内部导线连接323、 电器间隙324、 爬电距离325、 固体绝缘材料326、 内部导线布置357、 外壳防护3510紧固件35三、 矿井照明灯具35复习题五37第六节 本质安全型ExdI一、 基本线路38二、 关
3、于爆炸性混合物的最小点燃能量38三、 本安电路的保护措施39四、 基本电路分析39复习题六42第七节 防爆电气设备的检查、验收防爆电气设备的检查、验收43复习题七48第八节 电缆与电缆的连接一、煤矿安全规程对电缆连接的要求49二、山西省对井下使用的电缆规定50复习题八52第一节 矿井瓦斯与煤尘矿井瓦斯是煤矿在采掘过程中释放出的所有有害气体的总称。矿井瓦斯的主要成分是甲烷(CH4),所以煤炭系统一般所说的瓦斯是指甲烷,译成中文叫沼气。一、矿井沼气的生成及性质1、矿井沼气的形成矿井沼气是亿万年前森林与沼泽中的古代植物经过地壳的变迁被埋入地下,于成煤过程中在地热和厌氧菌的作用下与煤同时生成的。一般来
4、讲每生成一吨煤的同时,可生成1000m3以上的沼气。但在漫长的地质年代中大量的沼气逸散出去了,只有少量的沼气保存在煤层中。2、矿井沼气的性质矿井沼气是一种无色、无味、无嗅的气体,在标准状态下沼气比空气轻,比重为0.554。矿井沼气混合到空气中既看不见,又摸不到,还嗅不出来。经常积聚在巷道的顶部。只有靠专用仪器才能检测到。3、矿井沼气的燃烧与爆炸 沼气在空气中含量较高时遇火源就会燃烧,含量在一定浓度范围时,遇火源就会爆炸。燃烧与爆炸的实质就是沼气被空气中的氧气所氧化的放热反应,激烈的反应就是爆炸,缓慢进行的反应就是燃烧。4、矿井沼气爆炸必须同时具备的条件a、沼气在空气中的含量达到5%-16%时遇
5、火就爆炸。超出此范围会因沼气含量低或含氧不足均不能爆炸,只能燃烧。沼气浓度在9.5%左右时爆炸威力最大。b、必须存在能够点燃可燃性沼气的点火源或热源。沼气点燃爆炸的温度为650度以上。c、空气中氧气含量如果低于12%时,沼气就失去爆炸性。 上述三个条件缺一不可,必须同时具备。这是通过实践和实验及多少年来的血的教训所证实的客观规律。 综上所述,只要控制沼气在空气的含量和火源温度,就可以避免瓦斯爆炸。 因此,煤矿安全规程第136条规定,采区回风巷,采掘工作面回风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。二、煤尘1、煤尘的来源在煤炭的生产与运输
6、过程中产生了煤尘。煤炭在落煤、运输和转载过程中会不断碰撞而破碎,都会使煤尘不断产生和增加。随着生产规模的扩大和矿井机械化程度的提高,煤尘的生成量还会提高。据有关资料介绍,在现代化矿井中,一昼夜煤尘的生成量可达到矿井煤炭产量的3%。所谓煤尘就是指:尘粒直径小于1mm的煤炭颗粒。多数煤炭生成的煤尘具有爆炸性。2、煤尘的爆炸与燃烧煤尘爆炸必须同时具备以下三个条件:a、煤尘本身具有爆炸性,煤的碳化程度越高,挥发分越高,煤尘的爆炸性就越强。挥发分指标通常称为煤尘爆炸指数,该指数在10%以下时,煤尘不会爆炸,无烟煤属于该类;该指数在10%-15%时,爆炸性较强,贫煤属于该类;爆炸指数在15%-28%时,爆
7、炸火焰很短,大多是焦煤;爆炸指数大于28%时,爆炸火焰很长,气煤、长焰煤与褐煤属于该类。由于煤的成份很复杂,不同的煤其挥发分和各成份的含量也不一致。煤尘的硫分的高低,对它的爆炸性有较大的影响,硫分越高,煤尘的爆炸性越强。甚至有些本属无爆炸性的煤尘,如硫分很高,也会使它具有爆炸性。所以挥发分含量高低不能作为确定煤层有无煤尘爆炸危险,必须进行煤尘爆炸性鉴定。b、浮游煤尘具有一定的浓度。一般认为爆炸的下限浓度为30-50g/m3,上限浓度为1000-2000g/m3,其中爆炸力最强的浓度为300400g/m3,煤矿井下空气中如果有沼气和煤尘同时存在,可以互相降低两者的下限,从而增加爆炸的危险性。沼气
8、浓度达到3%-5%时,煤尘浓度达到6.1g/m3,就可能发生爆炸。c、点燃煤尘的引爆火源,煤尘爆炸的引燃温度一般为700度800度,温度越高就越容易引起爆炸。如果空气中的氧气含量降低,则引爆温度升高,含氧量低于17%时,煤尘不会爆炸。3、煤尘爆炸的过程和特点遇有爆炸性的煤尘遇到火源时,火源周围的煤尘迅速气化,释放出可燃气体,这些气体与空气混合被点燃,燃烧的热量传递给周围的煤尘使它们受热、气化和燃烧,这种煤尘气化燃烧不断循环扩展下去,传播速度越来越快,最终使煤尘燃烧转变为爆炸。在发生爆炸地点,空气受热膨胀,空气密度变小,在一个极短时间内形成负压区,外部空气在气压差的作用下向爆炸地点反流冲击带来新
9、鲜空气,可能连续发生第二次爆炸。爆炸特点:a、煤尘爆炸可放出大量的热能,爆炸火焰温度高达1600度-1900度。b、爆源1030m内爆炸程度较轻,在爆炸区内,离爆炸源越远,爆炸压力越高。c、火焰传播速度610-1800m/s,爆炸冲击波速度最高可达2300m/s。d、爆炸气体中含有大量的二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO),一氧化碳含量可高达23%,这是造成人员伤亡的主要原因。 通过对19831989年发生的96次重大瓦斯爆炸事故的印爆分析,由电火花引爆的占有45次,达到了总数的46.9%,电火花引爆是煤矿瓦斯爆炸的主要引爆源。复习题一1. 矿井沼气的性质?2. 矿井沼气燃烧与爆炸的条件有哪些
10、?3. 什么是煤尘?4. 煤尘爆炸的条件有哪些?5. 简述煤尘爆炸的过程和特点?第二节 防爆电气设备概述各类电气设备对其采取一定安全技术措施后,能保证其具有一定的爆炸危险场所,安全供电、用电、通讯、检测和控制,这类电气设备统称防爆电气设备。一、电气设备防爆途径总的方向是设法消除热源同沼气与煤尘的接触,限制热源的强度和作用范围。1、采用隔爆外壳特点:把电气设备置于坚固的不传爆外壳内。当隔爆外壳内部发生爆炸时,应使其不发生变形和损坏,火焰逸出外壳已足够冷却,而不至于引起外壳外部的沼气与煤尘爆炸。 其作用有两点:(a)耐爆性 (b)不传爆性 煤矿井下电气设备如电动机、高低压电器各种接线盒、控制按钮等
11、,为了防止电火花引起沼气与煤尘爆炸,就将这些电器设备置于有隔爆结构的特制外壳中,使其具有耐爆性和不传爆性,我们称这样的外壳叫隔爆外壳。2、应用安全火花原理特点:主要是限制热源强度。安全火花系统在正常或事故状态下所产生的电火花或电弧不能点燃沼气与煤尘爆炸的电器设备。在安全火花电器设备设计时,就将电路的电气个参数选择安全火花允许值以下。 安全火花型电器设备,多用于煤矿井下测量仪表、信号、通讯、监视及自动装置等弱电系统中。这些电器设备的参数值都很小,所产生的电火花和温度都不会点燃可燃性混合物,称这样的电路为本质安全型电路。3、超前切断电源特点:控制点火源同沼气、煤尘接触的机会。当电器设备发生故障时,
12、能及时切断故障电源,避免热源的产生,从而防止点燃矿井沼气与煤尘的危险,称为超前切断。煤矿井下主要采用放炮器,防爆照明灯,矿用屏蔽电缆等设施,这样就提高了这些设备的安全运行的可靠性。二、煤矿井下工作条件及电器设备选型原则:1、煤矿井下的工作条件(既环境特殊性)a、环境潮湿,有的地方有淋水,并且温度较高。b、由于顶板压力的作用,可造成煤岩石冒落,是设备遭到砸,碰的危险。c、工作环境随作业生产而经常变动,空间狭小,照明不足,工作繁重。d、存在可燃性气体与煤尘爆炸的危险。2、针对上述环境的特殊性,对电器设备提出如下要求:a、电器设备要求防滴(溅)、防锈、耐潮、绝缘性能要求进行湿热试验。b、电器设备应具
13、有坚固的外壳。c、设备选材应轻巧,结构外型便于搬运。d、电器设备要防爆,运行可靠、操作简单、维修方便。3、煤矿井下电器设备的选型原则:根据上述的使用环境和对设备的要求,煤矿井下都必须选用I类防爆电器设备,由于防爆电器设备类型的选择应根据其场所的类别,级别和其他环境条件来确定,其原则是:a、较大型的空气开关或开关柜,其防爆途径应采用正压型。b、增安型电器设备,虽然在温升、绝缘方面采取了一定的安全措施,当设备一旦出现故障时,其防爆性能丧失,因此在煤矿井下使用要慎重。c、防爆充油型电器设备不适用煤矿井下。d、煤矿井下使用的检测测量仪表等小型设备,其防爆途径应采用本质安全型。因此,选用井下电器设备应按
14、照煤矿安全规程第444条的规定。复习题二1、简述电气设备的防爆途径?2、简述防爆外壳的作用?3、简述本质安全型电路的隔爆原理?4、防爆照明灯是依据哪种隔爆原理设计的?第三节 防爆标准一、中国防爆标准的历史1955年以前没有标准。1965年煤矿用电器设备制造规程试版。19671977年防爆电气设备制造检验规程GB1366771983年爆炸性环境用电器设备GB3836.1831993年爆炸性环境用电器设备GB3836.1932000年爆炸性环境用电器设备GB3836.142000二、防爆标准为什么要修定1、标准化法的要求,每5年复审一次。2、社会环境的变化。a、技术进步。b、新材料的出现,塑料的应
15、用,轻金属材料的应用。c、国际环境的变化,参与国际贸易、产品标准的一致。IEC、Excc、“三个一”(一个标准、一个证书、一个标志)三、 2000年版防爆标准的特点1.标准水平与lgVEC60079号文件等效。2.标准的硬性规定相对减少,增加检验内容。3.市场需要,根据一切制造。4.防爆检验站对检验报告的认可。5.不足:文件的前后呼应不够GB/T1.1-2000。6.本标准与GB3836.1-1983相比有以下重要改变:(a)标准名称修订,即将爆炸性环境用电器设备改为爆炸性气体环境用电器设备:(b)将术语“爆炸性气体混合物”修订为“爆炸性气体环境”:(c)塑料外壳为解决静电电荷堆积,增加了“外
16、壳表面积”限制,“防止静电荷堆积的措施”,“抗光老化的规定”,“阻燃性能规定”等:(d)修订了II类电器设备外壳用轻金属含镁量的规定:(e)外接地连接件的尺寸修订与内接地连接尺寸一样;(f)塑料外壳的表面电阻测量方法修订为:测量相距(10+0.5)mm,长(100+1)mm、宽(1+.2)mm的两平行直线段间的电阻值;(g)增加了Ex元件、熔断器、插接装置、手提灯和帽灯等内容;(h)在试验部分增加了塑料的阻燃试验、塑料的耐光老化试验、轻合金磨檫火花安全试验等;(i)I类电器设备无保护的透明件,在高机械危险的情况下,冲击试验能量从GB3831.11983的10J降为7J,冲击试验环境温度由(25
17、+10)度修订为(20+5)度;(j)取消了玻璃透明件用尼龙冲头作冲击试验的规定;(k)防爆电器设备送审时,只要求制造厂送与防爆性能有关的资料,但增加了有关工厂产品质量保证文件资料的要求。四、防爆电器设备的基本类型及标志 1.基本类型 (a)避免出现火花 a、增安型 b、无火花型 I 为矿用 II为工厂用 (b)隔离办法: a 气体正压型(p)b液体充油型(0)c、固体充沙型(q)d浇封型(m) (c)、限能法 a隔爆型(d) b 本安型(i) (d)、组合防爆特殊型(s) 2.隔爆标志 (a)、爆炸性气体环境用电器设备Ex(又称防爆总标志) (b)、隔爆型 d (c)、增安型 e (d)、本
18、质安全型 i又分为ia ib(e)、正压型 p (f)、充油型 o (g)、充砂型 q (h)、浇封型 m注:除上述防爆型式外,GB3836.8无火花型“n”也适用于爆炸性的环境。 由于我们只使用以上三种防爆电器设备,所以本讲座只介绍这三种防爆型式,但在实际应用中,往往一台电器设备具有几种防爆型式,从标志上看应该是混合型。例如 ExdibI EXdeI Ex-防爆总标志 d-隔爆型 ib-本质安全型 I-矿用 e-增安型五、电气间隙、爬电距离、绝缘材料1.电气间隙:不同电位裸露导电部分之间的最小距离,应符合表1的规定,对外部导线连接时,其最小值为3mm.如果无法计算电气间隙和爬电距离,应就近选
19、大不选小,如660V可选750V,1140V可选2200V,绝缘材料如果不清楚级别,选低不选高,如750V级绝缘材料为20mm,a级绝缘材料为32mm,我们应选a,不选。此方法是指检修电气设备时的选择,在设计时由于考虑到安全程度,实际的电气间隙和爬电距离远大于此值。2、爬电距离:沿固体绝缘材料表面的最短距离。爬电距离的要求是根据工作电压,绝缘材料的耐泄痕性和绝缘件的表面形状确定的。表1 工作电压(V)最小爬电距离(mm)最小电气间隙(mm)材料级别aU151.61.61.61.615U301.81.81.81.830U602.12.63.42.160U1102.53.242.5110U1753
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 防爆 知识讲座