煤矿井下防爆电气设备中的应用技术研究
王增仁
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王增仁,. 煤矿井下防爆电气设备中的应用技术研究[J]. 煤炭技术研究,2022.1. DOI:10.12721/ccn.2022.157117.
摘要:
人们在进行煤矿资源开采的过程之中,较为依赖电气设备,煤矿井下作业无法离开电气设备的配合。这也使得在煤矿井下安装的电气设备经常处于一种超负荷的工作状态,很容易使得电气设备在运行过程中出现问题,煤矿井下电气设备的运行状态是关系着煤矿井下许多作业人员的生命安全,所以适宜的煤矿井下防爆电气设备应用对与保证井下作业人员安全来说,十分重要。应受到煤矿开采技术人员的重视。
关键词: 煤矿井下;防爆电气设备;热管技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157117
基金资助:

引言

通常情况下,煤矿井下作业环境通常较为复杂,尤其是深井,由于会经过地下储水层,所以煤矿井下施工现场常常是阴暗潮湿的。而应用的大型资源开采设备,由于需要长时间在此种环境中运行,所以必须具备较好的抗潮性。与此同时,设备运作需要依靠电脑或是其他动能,所以具备良好抗潮性的基础上,还必须拥有较好的防爆、防水性能,预防实际运作过程中连接的线路出现漏电或是其他安全风险。

1装置煤矿井下防爆电气设备需要满足的要求

1.1抗潮性良好

大型设备通常为金属材质,长时间与空气和水分接触,设备表面就可能会出现氧化还原反应,生出很多锈斑。如果这些锈斑没有得到有效处理,时间的叠加,还会导致这些锈斑最终连成块,致使设备出现较为明显的锈蚀问题。而锈蚀后的金属等于已经不是质地较纯的金属材质,在化学性质上,会出现明显的变脆、易脱落情形。因此,为了让安全事故的发生概率被降到最低,电气设备必须接受更为全面的检查,其中的湿热试验较为常见。只有拥有较好的抗潮性能,才可保证电气设备在复杂的井下作业过程中依然可以稳定运作,不出现任何突发状况,影响运行效率。

1.2坚固的外壳

一个坚固的外壳,能够让在煤矿井下作业的大型电器设备拥有更强复杂环境适应能力。同时,不容易被潮湿阴暗的环境腐蚀或是井下脱落的岩石砸毁。与此同时,部分大型设备在实际运作过程中由于会产生较强振动,所以井下作业环境非常不安稳。一旦出现任何突发状况,都可能给电器设备的稳定运行带来阻碍。所以电气设备外部必须安装一个坚硬的外壳,以保证内部的运行过程可以受到更立体全面的保护。

1.3满足作业搬运和操作结构的相关要求

在对井下作业的电气设备进行选择时,应尽量保证选择那些功率较大但是器械体积依然相对娇小的设备种类。原因是可移动的电器设备如果占地面积过大,不仅不方便移动,在实际操作过程中也可能会受到作业范围大小的影响,致使其使用功能无法全面发挥。所以电气设备最好满足体积小、操作简单、方便移动等相关要求。在这些原则的基础之上,还具备良好的防爆性能。通常情况下,体积娇小、防爆性能良好的电气设备外部多由铝合金或是钢板材料覆盖,这些坚固性强、硬度好的金属材料不仅能够降低作业现场出现任何突发事故,给电器设备稳定运行带来的影响,还可让内部的接线与外界环境进行有效隔离。

2防爆电气设备技术在煤矿井下的具体应用

2.1冷磷化工艺

冷磷化工工艺是煤矿井下作业防爆电气设备启动过程中的常见工艺之一,这种工艺的基本操作原理是在隔爆面上滴盐酸,让金属遇酸发生化学反应,即磷化反应。金属表面出现磷化反应后,会形成致密的保护膜,进而发挥出良好的防爆以及抗腐蚀功能。与此同时,对于金属设备来说,因为拥有了较强的防爆功能,所以设备运作过程将更为稳定,也能够为井下作业人员的生命安全提供更多保障。利用磷化工艺对电气设备进行处理时,应对以下几个步骤进行重视:

首先,是保证设备表面上的杂志已经被有效清除。如设备长年累月的运行积攒的灰尘以及油污或是与空气中的水蒸气发生氧化还原法反应后生出的锈斑,这些都属于杂质,应由专业人员对其进行有效清除,直到金属面完全裸露在外后才可开始进行冷磷化处理。其次,得到磷化处理的金属表面应在所有处理步骤落实完毕后,还需依据相关规定进行磷化膏的厚涂,磷化高度厚度应被控制在2~3mm之间。接下来,还要对宁化高进行消泡处理,保证磷化膏中的泡沫全部消除干净,金属表面也变得光滑而平整后,再落实下一个技术处理步骤。通常情况下,20℃左右的井下金属设备磷化处理过程需要耗费大约3个小时左右的时间。最后,磷化反应完全结束后,技术人员还必须将滞留在金属表面的磷化膏用工具全部刮掉,而后用纱布将金属表面的其他杂物进行有效清除,并在防爆面的表面进行防锈油涂抹,进一步提升设备的抗腐蚀能力。

2.2热管技术

热管属于防爆电器设备中的一个组成部件,其最大作用是可以让电器设备的传热以及散热过程的效率得到有效加速。这能够让电气设备实际运作过程中积攒的能量被尽快释放,而非不断积攒,最终导致出现爆炸等意外危险情况。与此同时,在将热管技术应用到电气设备的防爆系统中时,应注意先对电气设备的散热系统进行升级,保证电气系统可以在阴暗潮湿的环境中依然具备较好的传热和散热能力,如此,能够保证电气设备在复杂的环境下依然运行稳定,不容易出现爆炸或是其他运行骤停问题。使用热管技术对煤矿井下的电气设备进行防爆处理时,此种技术应用原理是通过对介质的有效利用,能够让汽化潜能得到更加完全的吸收和释放如此热量的传递过程将会更加高效、也更加安全稳定,同时,此时的热管由于热阻较小,因此,可以发挥出叫好的传热效果。热管技术的科学应用,能够让煤矿井下电气设备的传热和散热系统发挥出更强大的热量导流效用,并进一步对设备的使用稳定性以及寿命长久性进行保障。

2.3 智能化组合型技术

伴随科技进步,越来越多的新型技术应运而生,这不仅给各行各业的快速发展奠定了技术基础,也让行业的发展模式发生了较大转变。煤矿行业也不例外,在实际的矿产资源开采过程中,高新技术的有效应用不仅能够让开采过程更加安全,还可对相关能源以及资源的使用进行有效节约。尤其是大数据时代、人工智能时代的到来,智能化的组合型技术在煤矿开采过程中发挥的作用越来越强大,借助各种新型技术的组合应用,井下作业能够得到更加智能化的管理。如煤矿资源开采过程中的设备检测诊断、运行管理、开采运输等,都可因为高新技术或设备支持,而不需要耗费更多的人力物力,甚至部分电器设备还可通过网络信息技术的连接,对外界环境的相关因素做出反应,设备实际运行过程中出现的一些小故障,都可通过系统进行故障排查与简单处理。与此同时,电气设备的一体化管理,也让整个电器设备的操作与运行更加规范,可严格按照程序设定的指令一一落实相关技术操作。煤矿井下作业也因为相关技术的有效革新与优化,使得防爆电子设备能够展现出更强大的爆炸危险识别以及防爆预处理功能。加上智能化、组合型的技术与系统设备应用,工作的落实质量水平将会更高,过程将更加安全,问题解决上,效率也更高。

结语

煤炭是不可再生资源,在开采和利用的过程之中,除了要提升煤矿物质的利用率,也需要保证煤矿井下作业人员的人身安全,在煤矿井下应用防爆电气设备,可以提升煤矿井下作业的安全性。在煤矿进行开采和生产的过程之中,国家的质量监督总局和一些相关部门,已经提升了对于防爆电气设备性能的检查工作的严格性,而且在检查过程之中融入了许多较为严格的程序,以保证防爆电气设备能够得到充分的利用。

参考文献

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