第九章电气事故与勘察1课件

第九章电气事故及勘察

第一节概述

第二节触电事故及勘察

第三节电网漏电及预防措施

第四节电网过流、电气火灾及预防措施

第五节电气防爆

第六节矿井监控系统1第一节概述

电气事故包括人身伤亡事故和设备事故两大方面。

矿用电气设备同一般电气设备相比具有如下特点：

（1）电气防爆；

（2）防护性能好；

（3）电网电压波动适应能力强；

（4）过载能力强；

（5）保护功能强；

（6）可靠性高。2第二节触电事故勘察技术及方法

一、电击与电伤

二、电流对人体的作用

1、危险电流（50mA）；

2、安全电流（井下30mA）；

3、人体的电阻由体内电阻（500）和皮肤电阻（650~10K）组成；

4、安全电压一般不大于40V。3表3-9-1电流对人体造成的影响4三、其他因素对触电危险性的影响

（1）触电时间；（2）触电电流流经人体的途径；（3）触电电流的频率（25—300Hz）；（4）人的精神状态及健康状态。四、触电方式

1、从触电方式上分，触电事故可分为接触触电和非接触触电两种。

2、接触触电又可分为两相触电和单相触电两种。5图3-9-1单相触电a—中性点接地；b—中性点绝缘4、人承受到跨步电压触电。5、人与高压带电体之间产生放电触电。3、电网中性点是否接地和触电环境的影响。6五、防止触电的措施

1、使人体不能触及或接近带电体。

2、设置保护接地。

3、设置漏电保护装置。

4、采用较低的电压等级。

5、维修电气装置时要使用保护装置。7六、勘察

（一）井下低压触电事故勘察

1、勘察清楚人员接触带电体的直接原因。

2、勘察保护功能失效的原因。

3、触电事故的原因。

（二）高压触电事故勘察

1、事故勘察的内容

（1）是否带电清扫、带电检查、带电搬运、带电作业造成触电事故。

（2）有没有高压漏电保护装置。82、事故勘察的方法

（1）检查工作票执行情况。

（2）检查倒闸、试验操作制度和工作监护制度的执行情况。

（3）检查停、送电制度执行情况。9（三）直流架线触电事故勘察

1、人员站在矿车上和人员上、下矿车时触及直流架线。

2、人员手持、肩扛较长的金属材料、工具，如钎子杆、撬棍、管子等，在有架线的运输巷上行走，稍不慎就会触及架线造成触电事故。

3、检修架线电机车车弓子或车弓子带电部位过低造成触电事故。10第三节电网漏电及预防措施

一、漏电的危害

1、造成人身触电伤亡；2、引爆瓦斯和煤尘；3、引起火灾；4、引爆电雷管。

二、漏电的种类

1、漏电可分为集中性漏电和分散性漏电两种。

2、集中性漏电又可分为长期、间隙和瞬间三种。11三、造成漏电的原因：

1、电气设备因绝缘受潮或进水；

2、电缆受到挤压、砍砸、过度弯曲、铁器划伤或针刺；3、导线连接接头不牢固、有毛刺、无防松措施等；

4、电气设备超期服役或长期超负荷运行造成绝缘老化；5、维修电气设备时，由于停、送电操作错误；

6、维修电气设备时，将工具和材料等导电体遗留在设备内部；

7、操作电气设备时，由于弧光放电造成一相接地；

8、在电气设备内部增加其他部件，使带电导体与外壳之间的电气间隙或爬电距离小于安全值时。12四、预防措施

1、避免电缆、电气设备浸泡在水中，防止电缆受挤压、碰撞、过度弯曲、划伤、刺伤等机械损伤。

2、导线连接要牢固，无毛刺，防松脱。

3、维修电气设备时要按规程操作，不将工具和材料等导体遗留在电气设备中。

4、不在电气设备中增加额外部件，若必须设置时，要符合有关规定的要求；

5、设置保护接地装置；

6、对电网对地电容电流进行补偿；

7、设置漏电保护装置。13第四节电网过流、电气火灾及预防措施

一、过流的危害

1、绝缘老化降低使用寿命；2、造成电气设备（含电缆）烧毁，引发电气火灾；3、引爆瓦斯和煤尘。

二、过流的原因

1、短路过流

造成短路故障的原因主要有：

（1）击穿

（2）误操作

（3）机械损伤142、过负荷

造成电动机过负荷的原因主要有：

（1）电源电压低；

（2）频繁起动；

（3）起动时间长；

（4）机械卡堵。3、断相

（1）熔断器熔断；

（2）电缆与电动机或开关的连接头脱落。15三、预防措施

1、选用产品质量好的设备；2、合理选择设备；3、加强日常维护检修和巡回检查，提高检修质量；4、定期进行预防性电气试验；5、设置必要的保护装置；6、严格按规程操作。16四、电气火灾及预防措施

1、电网过流；

2、电网漏电；

3、接触不良；

4、变压器油吸收水分或掺入杂质；

5、井下照明灯罩上覆盖的煤尘。17第五节电气防爆

一、基本概念

1、类别（1）Ⅰ类：煤矿用；（2）Ⅱ类：工厂用。2、防爆原理3、防爆类型及标志表3-9-2爆炸性环境用电气设备类型及标志

防爆电气设备类型 标志防爆电设备类型 标志隔爆型电气设备 d 正压型电气设备 p 本质安全型电气设备i 充油型电气设备o 增安型电气设备 e 无火花型电气设备n 浇封型电气设备 m 特殊型电气设备 S 气密型电气设备 h 矿用一般型电气设备KY充砂型电气设备 q

184、电气间隙与爬电距离

5、防护等级

防护等级用字母IP连同两位数来标志IPXX6、标志（总标志Ex）（1）单一类型：Ex+防爆类型+I，如：ExdI;（2）复合类型：Ex+主防爆类型+辅防爆类型+I，如：ExdiI。19二、隔爆型电气设备

（一）防爆原理

1、将爆炸限制在壳内；2、隔爆外壳具有耐爆和不传爆双重性。

（二）防爆措施

1、耐爆：

（1）材质；（2）厚度；（3）形状。2、不传爆：（1）隔爆间隙；（2）隔爆面宽度；（3）隔爆面表面粗糙度；（4）隔爆面平整度；（5）防锈；（6）螺钉的使用；（7）隔爆面维修。20三、本质安全型电气设备

（一）防爆原理

1、限制能量；2、限制功率；3、限电流和限电压；4、正常工作与规定的故障状态；5、电火花与危险温度。（二）火花放电

1、电阻性；2、电容性；3、电感性。21（三）防爆措施

1、电源：（1）限电压；（2）限电流；（3）双重化。

2、负载：（1）限电感，或反并二极管续流；（2）限电容；（3）双重化。

四、增安型电气设备

（一）防爆原理

正常工作时和规定的过载条件时，不产生电火花和危险温度。

（二）防爆措施（1）防护外壳；（2）加大电气间隙与爬电距离；（3）提高绝缘等级；（4）电路和导线可靠连接；（5）加大导线截面、铁芯截面。22五、浇封型电气设备

（一）防爆原理

将电气设备浇封在浇封剂中。

（二）防爆措施

1、浇封厚度；2、无裂缝、无气泡；3、耐机械冲击；4、耐高温；5、耐腐蚀。

六、气密型电气设备

（一）防爆原理

将电气设备置于气密外壳内。

（二）防爆措施

1、气密性；2、机械强度；3、耐高温；4、耐腐蚀。23七、充砂型电气设备（一）防爆原理

将电气设备置于石英砂中。

（二）防爆措施

1、厚度；2、粒度与间隙；3、憎水处理。八、正压型电气设备

（一）防爆原理

将电气设备置于正压外壳内。

（二）防爆措施

1、正压；2、监测与闭锁；3、外壳防护性能；4、新鲜空气或惰性气体。24九、无火花型电气设备

（一）防爆原理

正常工作时不产生电火花和危险温度。（二）防爆措施

1、防护外壳；2、加大电气间隙与爬电距离；3、提高绝缘等级；4、电路和导线可靠连接；5、加大导线截面、铁芯截面。十、充油型电气设备

（一）防爆原理

将电气设备置于绝缘油中。25（二）防爆措施

1、油质；2、油面高度；3、油面监测；4、外壳。

十一、矿用一般型电气设备

（一）特点

1、不能用于爆炸性环境；2、能用非爆炸性环境的煤矿井下。

（二）技术要求

1、绝缘；2、爬电距离与电气间隙；3、防护性能。26

第六节矿井监控系统

一、概述

1、作用：（1）甲烷浓度等监测；（2）甲烷超限声光报警与断电；（3）甲烷-风-电闭锁。

2、分类：（1）监控对象；（2）使用环境；（3）复用方式；（4）网络结构；（5）信号；（6）传输方向；（7）调制方式；（8）同步方式。

3、发展：（1）单一甲烷监测；（2）多参数单方面监控；（3）全矿井综合监控。

4、涉及的技术领域：（1）传感器；（2）信息传输；（3）计算机软硬件；（4）应用电子；（5）电气防爆；（6）多媒体；（7）网络。27企业网路由器主机主机数据服务器文件服务器电视墙等管理工作站管理工作站

主站打印机打印机分站电源分站电源开关量传感器模拟量传感器开关量传感器模拟量传感器127VAC127VAC广域网电话线入网用户执行机构执行机构二、组成图3-9-14矿井监控系统28三、矿井监控的特点及信息传输的要求

（一）特点

1、电气防爆；

2、传输距离远（传感器-分站≤2Km；分站-主站≤10Km）；

3、网络结构宜采用树形结构；

4、监控对象变化缓慢；

5、电网电压波动大（75-115%）；

6、工作环境恶劣；

7、传感器（或执行机构）宜采用远程供电；

8、不宜采用中继器29（二）信息传输的要求

1、传输介质

2、网络结构

3、工作方式

4、连接方式从节点设备从节点设备主节点设备从节点设备图3-9-15单层连接图30节点设备节点设备节点设备节点设备节点设备节点设备节点设备节点设备图3-9-16多层连接图315、传输方向

6、复用方式

7、信号

8、同步方式

9、调制方式

10、字符

11、帧格式

12、传输速率

13、误码率

14、传输处理误差

15、最大巡检周期

16、最大传输距离17、最大节点容量32四、矿井环境安全监控系统

1、系统应具有甲烷、风速、压差、一氧化碳浓度、温度等模拟量监测，馈电状态、设备开停、风筒开关、烟雾等开关量监测和累计量监测功能。

2、系统应具有甲烷浓度超限声光报警和断电/复电控制功能。

3、系统应具有甲烷—风—电闭锁功能。334、系统应具有断电状态监测功能。

5、系统应具有中心站手动遥控断电/复电功能，断电/复电响应时间应不大于系统巡检周期。

6、系统应具有异地断电/复电功能。

7、系统应具有备用电源。

8、系统应具有自检功能。

9、系统主机应双机备份，并具有手动切换功（自动切换功能可选）。

10、系统应具有实时存盘功能。

11、系统应具有列表显示功能。3412、系统应具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。

13、系统应具有柱状图显示功能。

14、系统应具有模拟动画显示功能。

15、系统应具有系统设备布置图显示功能。

16、系统应具有报表、曲线、柱状图、模拟图、初始化参数等召唤打印功能（定时打印功能可选）。17、系统应具有人机对话功能。

18、系统应具有防雷措施。

19、系统应具有抗干扰措施。

20、系统分站应具有初始化参数掉电保护功能。3521、系统宜具有工业电视图像等多媒体功能。22、系统宜具有网络通信功能。

23、地面设备应具有防静电措施。

24、系统应工作稳定，性能可靠，出厂前要进行连续7天的稳定性试验，系统软件死机率应小于l次/720小时。

25、系统调出整幅实时数据画面的响应时间应小于5秒。3626、电源波动适应范围：①90～110%（地面）；②75～115%（井下）。

27、交流供电电压一般在36V、127V、220V、380V、660V、1140V中选取；直流供电电压一般在5V、9V、12V、15V、18V、24V中选取。37五、《煤矿安全规程》通风安全监控第一节一般规定

第1条矿务局（公司、矿）通风管理部门负责安全监控工作，并应配置专职管理干部。矿必须建立安全监控管理机构，安全监控管理机构负责安全监控设备的安装、调试和维护工作。安全监控管理机构应配备一定数量具有安全监控和通风专业知识的工程技术人员和安全监测员。安全监测员必须经过专业培训，经有关部门考核合格并持证上岗。

第2条

矿务局（公司、矿）应建立安全仪表计量检定站，负责各种安全监控设备的大修、性能检验、计量检定、校准气样配置等工作，并对各矿井进行技术指导。38

第3条

高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井、有高瓦斯区的低瓦斯矿井必须装备矿井安全监控系统。没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面必须装备甲烷—风—电闭锁装置或风电闭锁装置和甲烷断电仪。没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面必须装备风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的低瓦斯矿井的回采工作面必须装备甲烷断电仪。

第4条

编制采区设计、采掘作业规程和安全技术措施时，必须对安全监控设备的种类、数量和位置，动力开关的安设地点、信号电缆和电源电缆的敷设，控制区域等明确规定，并绘制布置图，报矿总工程师批准。39

第5条

煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话电缆和动力电缆等复用。防爆型煤矿安全监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号。安全监控设备必须具有故障闭锁功能：当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。矿井安全监控系统必须具备甲烷断电仪和甲烷—风—电闭锁装置的全部功能；当主机或系统电缆发生故障时，系统必须保证甲烷断电仪和甲烷—风—电闭锁装置的全部功能；当电网停电后，系统必须保证继续连续正常工作时间不小于2h；系统必须具有防雷保护；系统必须具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能；中心站主机应不少于2台，1台工作，1台备用。40第二节安装、使用与维护

第6条

安装断电控制系统时，使用单位或机电部门必须根据断电范围要求，提供断电条件，并接通井下电源及控制线，在连接时必须有安全监测人员在场监护。安全监控设备的供电电源必须取自被控制开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。与安全监控设备关联的电气设备，电源线及控制线在拆除或改线时，必须与安全监控管理部门共同处理。检修与安全监控设备关联的电气设备，需要安全监控设备停止运行时，须经矿调度室同意，并制定安全措施后方可进行。41

第7条

安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少一次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备，每隔7d必须使用校准气样和空气样按产品使用说明书的要求调校一次。每隔7d必须对甲烷超限断电功能进行测试。安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在故障期间必须有安全措施。

第8条

安全监测员必须24h值班，每班检查安全监控设备及电缆是否正常，使用便携式甲烷检测报警仪或便携式光学甲烷检测仪校对甲烷传感器，并将记录和检查结果报监测值班员。当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，并必须在8h内对两种设备进行调校完毕。42

第9条

矿井安全监控系统中心站必须实时监控全部采掘工作面的瓦斯变化及断电状态。矿井安全监控系统中心站值班员必须认真监视监视器所显示的各种信息，详细记录系统各部分的运行状态，负责打印监测日报表。接到报警后，值班员必须立即通知通风调度和生产调度。值班员组长必须对当日获得的信息进行分析整理，写出主要情况、问题及处理意见的书面报告（日报），送有关部门、矿长和总工程师签阅，并定时向矿务局（公司、矿）通风管理部门汇报。

43第10条

便携式甲烷检测报警仪必须设专职人员负责充电、收发及维护。每班要清理隔爆罩上的煤尘，下井前必须检查便携式甲烷检测报警仪的零点和电压值，不符合要求的禁止发放使用。第11条

甲烷校准气样的配置必须采用煤矿安全监察部门确认的装置和方法制备甲烷与空气混合气体，不确定度小于5%。制备所用的原料气应选用浓度不低于99.9%的高纯度甲烷气体。

第12条

安全监控管理机构必须绘制安全监控设备布置图和接线图，图上标明传感器、声光报警器、断电器、分站、电源、中心站等设备的位置、接线、断电范围、传输电缆等，并根据实际布置及时修改。44第三节甲烷传感器的设置

第13条

甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，其报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围必须遵守表1规定。

第14条

低瓦斯矿井的回采工作面，必须在工作面设置甲烷传感器。高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的回采工作面，必须在工作面及其回风巷设置甲烷传感器，在工作面上隅角设置便携式甲烷检测报警仪。若煤与瓦斯突出矿井回采工作面瓦斯传感器不能控制其进风巷内全部非本质安全型电气设备，则必须在进风巷设置甲烷传感器。

45

回采工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷必须设置甲烷传感器。采煤机应设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。非长壁式采煤工作面甲烷传感器的设置应参照上述规定由局（矿）明确规定。

第15条

低瓦斯矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须在工作面设置甲烷传感器。高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须在工作面及回风流中设置甲烷传感器。掘进工作面采用串联通风时，必须在被串掘进工作面的局部通风机前增设甲烷传感器。掘进机应设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。46

第16条

设在回风流中的机电硐室的进风侧中必须设置甲烷传感器。

第17条

高瓦斯矿井进风（全风压通风）的主要运输巷道内使用架线电机车时，装煤点处必须设置甲烷传感器。高瓦斯矿井进风的主要运输巷道使用架线电机车时，在瓦斯涌出巷道的下风流中必须设置甲烷传感器。

第18条

在煤与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，进风的主要运输巷道和主要回风巷道内使用矿用防爆特殊型电机车或防爆特殊型柴油机车时，机车内必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。47

第19条

瓦斯抽放泵站应在室内设置甲烷传感器，在抽放泵输入管路中设置高浓度甲烷传感器。利用瓦斯时，还应在输出管路中设置高浓度甲烷传感器，当输出管路中的瓦斯浓度低于30%时发出声光报警信号。第四节其他传感器的设置

第20条

装备矿井安全监控系统的矿井，每一个采区，一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置风速传感器，当风速低于或超过设计风速值的20%时，应发出声光报警信号。装备矿井安全监控系统的矿井，主要通风机的风硐应设置压力传感器。48

第21条

瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中应设置流量传感器、温度传感器和压力传感器；利用瓦斯时，还应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。

第22条

装备矿井安全监控系统的自然发火矿井应在能监测自然发火区域的位置设置一氧化碳传感器和温度传感器。

第23条

装备矿井安全监控系统的矿井，主要通风机、局部通风机应设置设备开停传感器，主要风门应设置风门开关传感器，被控设备开关的负荷侧应设置馈电状态传感器。49表150六、《煤矿安全规程》执行说明（一）甲烷传感器的布置

1、回采工作面甲烷传感器的布置

尽早监测。报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为1.0%CH4，断电范围为工作面及回风巷中全部非本质安全型电气设备。有煤与瓦斯突出矿井，其断电范范围为进风巷工作面及回风巷中全部非本质安全型电气设备。图3-9-17回采工作面甲烷传感器的布置T——回采工作面甲烷传感器≤10m512、回采工作面回风巷甲烷传感器的布置

风流稳定。报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.0%CH4（装备矿井安全监控系统时，断电浓度为1.5%CH4），复电浓度为1.0%CH4，断电范围为回风巷内的全部非本质安全型电气设备。图3-9-18回采工作面回风巷甲烷传感器的布置T——回采工作面回风巷甲烷传感器10-15m523、回采工作面进风巷甲烷传感器的布置

（1）煤与瓦斯突出矿井

尽早监测。报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4，断电范围为进风巷内的全部非本质安全型电气设备。图3-9-19回采工作面进风巷甲烷传感器的布置T——有煤与瓦斯突出矿井的回采工作面进风巷甲烷传感器10m53图3-9-20串联通风被串回采工作面进风巷甲烷传感器的布置T——串联通风回采工作面进风巷甲烷传感器（2）串联通风风流稳定与尽早监测，报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4，断电范围为进风巷、工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备。10-15m544、掘进工作面甲烷传感器的布置

尽早监测。报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为1.0%CH4，断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。≤5m图3-9-21掘进工作面甲烷传感器的布置T——掘进工作面甲烷传感器；F——局部通风机555、掘进工作面回风流甲烷传感器的布置

风流稳定。报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.0%CH4（装备矿井安全监控系统时，断电浓度为1.5%CH4），复电浓度为1.0%CH4，断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。图3-9-22掘进工作面回风流甲烷传感器的布置T——掘进工作面回风流甲烷传感器；F——局部通风机10-15mFT566、串联通风被串掘进工作面进风流甲烷传感器的布置

报警浓度为0.5%CH4，断电浓为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4，断电范围为掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。图3-9-23掘进工作面进风流甲烷传感器的布置T——掘进工作面进风流甲烷传感器；F——局部通风机3~5m577、机电硐室甲烷传感器的布置

报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4，断电范围为机电硐室内的全部非本质安全型电气设备。图3-9-24机电硐室甲烷传感器的布置T——机电硐室进风流甲烷传感器3~5m机电硐室588、装煤点甲烷传感器的布置

报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4，断电范围为装煤点处上风流100m内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备。图3-9-25装煤点甲烷传感器的布置T——高瓦斯矿井的主要进风运输巷道内使用架线电机车时，装煤点处甲烷传感器架空线装煤点3~5m599、运输巷道甲烷传感器的布置

报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4，断电范围为瓦斯涌出巷道上风流100m内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备。CH