井下大氣過電壓

井下大氣過電壓指的是礦井地面設施遭到雷擊時，雷電波沿著鎧裝電纜、軌道等導體侵入井下，引起瓦斯爆炸等事故，及其保護措施。

基本介紹

• 中文名：井下大氣過電壓
• 外文名：underground atmospheric overvoltage
• 學科：煤炭工程
• 保護措施：埋地敷設、防雷接地保護等
• 危害：引起瓦斯爆炸、傷人
• 領域：礦井

大氣雷電侵入礦井事故

大氣雷電不僅能危害地面設施和人、畜生命，還能引入煤礦井下，引起瓦斯爆炸、雷管誤爆、人身傷亡等事故。近幾十年來，有不少 雷電引入井下事故報導，如：四川省的天府礦務局一礦雷電沿軌道入井，引起掘進頭瓦斯爆炸事故;70年代 松藻礦務局石礦北風井，在暫時停產封閉期間發生 過雷電引起瓦斯爆炸，封閉被摧毀並造成傷亡事故;80 年代逢春礦平硐在穿透煤層施工中，雷擊地面電網停 電時雷電入井，引起瓦斯爆炸事故;80年代湖南省塘 沖煤礦一風井停電改6kV線路時，雷電侵入井下，引 起瓦斯爆炸。英國曼斯弗什(Mainsforth)煤礦亦有雷 電引起井下瓦斯爆炸記載。70～80年代南非淺部煤礦 在12年裡，雷電引起過6次瓦斯爆炸，7次雷管誤爆 和5次雷擊事故。

大氣雷電侵入礦井的過程

大氣雷電能以行波方式(直擊雷)或電磁感應方式(感應雷)沿井硐金屬軌、 管和電纜鎧裝外皮等導體傳入井下，或經地閃通道、雷 擊避雷針，雷擊地面設施，通過大地傳入井下，在井下 形成雜散電流，引起雷管誤爆;在井下無法免除的導電 體間的間隙上形成雜散電位差，產生火花，引起瓦斯爆 炸或電火災。如圖1所示，當帶電雷雲團1飄近避雷針 2產生中和放電時，強大的放電電流I_d沿接地線至接地極3入地，流散到井下巷道金屬軌、管4。若金屬軌、 管只一端觸地(比如圖1中4的左端)，在另一端對地的間隙δ上就可能形成雜散電位差，產生電火花。如果雷 雲團5對孤立高樹6放電，或直接對地放電(地閃)時， 也會產生同樣事故。

圖1

高瓦斯礦井防雷保護

避雷器保護 ①引入井筒或平硐的高壓電纜，在 井筒或平硐口附近裝設並聯有靜電電容器的避雷器保 護;②低壓電纜在引入井筒或平硐端或附近裝設低壓 避雷器;③通訊電纜在引入井筒或平硐端或附近裝設 防雷保全器;④電機車架線在引入平硐或附近裝設相 應的直流避雷器。避雷器是一種能釋放雷電或兼能釋 放電力系統操作過電壓能量，保護電工設備免受瞬時 過電壓危害，又能截斷續流，不致引起系統接地短路的 電器。

埋地敷設 各種引入井筒或平硐的電纜和金屬管 道，在引入井筒或平硐前經過至少10～20m長的埋地 段，鎧裝電纜應將埋地地段的鎧裝兩端進行良好接地。 無鎧裝的塑膠絕緣電纜的埋地段應先套上鐵管10～ 30m再埋地，鐵管的兩端進行良好接地。

防雷接地保護 ①防雷接地網，當井筒或平硐口 外附近無保護接地網利用時，要另設防雷接地網，總接 地電阻值不應超過2Ω。②引入井筒或平硐的金屬軌、 管、輸送機的機座和機架、高壓或低壓電纜的鎧裝外 皮、在引入井筒或平硐口外，選定兩點，彼此用扁鐵條 焊接連線後，再分別與防雷接地網連線; 引入井硐之 後，再每隔200～250m選定2～3處，進行就地接地， 將引入井硐的雷電能量泄入大地。③離地表200m以 下採區巷道的金屬軌、管、電纜鎧裝外皮的末端和軌道 道岔處進行就地接地。④提升機的機座與提升機房的 保護接地相連，斜井提升鋼絲繩在斜坡口前後的幾組 地滾兩側軸架彼此相連再與防雷接地網相連。

雷雨天防雷事項 ①雷雨季與當地氣象部門密切 聯繫，注意防雷;②雷雨天加強通風;③雷雨天加強供 電安全檢查，切勿全礦停電檢修;④雷雨時停止穿透煤 層的井硐掘進作業。