防爆知识讲座.docx

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防爆知识讲座

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……………………………………………………………………………………………1

2、矿井沼气的性质……………………………………………………………………………………………1

3、矿井沼气的燃烧与爆炸……………………………………………………………………………………1

4、矿井沼气爆炸必须同时具备的条件………………………………………………………………………2

二、煤尘……………………………………………………………………………………………………‥‥‥3

1、煤尘的来源‥………………………………………………………………………………………………3

2、煤尘的爆炸与燃烧…………………………………………………………………………………………3

3、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………………………………………………………………………………………………7

2、应用安全火花原理…………………………………………………………………………………………8

3、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…………………………………………………………………‥8

1、煤矿井下工作条件…………………………………………………………………………………………8

2、对电气设备的要求…………………………………………………………………………………………9

3、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年版防爆标准的特点…………………………………………………………………………………13

四、防爆电气设备的基本类型及标志…………………………………………………………………………14

1、基本类型…………………………………………………………………………………………………14

2、防爆标志…………………………………………………………………………………………………15

五、电气间隙、爬电距离、绝缘材料……………………………………………………………………………15

1、电气间隙…………………………………………………………………………………………………‥15

2、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…………………………………………………………………………………………31

1、连接件…………………………………………………………………………………………………‥‥31

2、内部导线连接………………………………………………………………………………………………32

3、电器间隙…………………………………………………………………………………………………‥32

4、爬电距离…………………………………………………………………………………………………‥32

5、固体绝缘材料………………………………………………………………………………………………32

6、内部导线布置………………………………………………………………………………………………35

7、外壳防护…………………………………………………………………………………………………‥35

10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300—400g/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10—30m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2—3%，这是造成人员伤亡的主要原因。

通过对1983—1989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？

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