国家对煤矿安全生产始终高度重视,煤矿工人的安全更是关注的焦点。随着现代煤矿中广泛应用电子集成设备(如装车站自动化系统),针对这些设施的防雷保护显得尤为重要。
煤矿电气与电子系统防雷应全面覆盖供电、通信、信号及接地等多个方面,具体包括:
(1)经地面架空线路引入井下的供电线路及电机车架线,必须在入口处加装防雷装置。
(2)从地面直接入井的轨道及露天架空管路,应在井口附近设置不少于两处的集中可靠接地。
(3)通信线路必须在入井处设置熔断器及防雷装置。
(4)井下所有电气设备必须实施有效的保护接地。
(5)采场架空线应设不少于两组主接地极,排土场可设一组。接地极应布置在运输线路附近或土壤电阻率较低的区域,每组接地电阻应小于4Ω。在土壤电阻率高于1000Ω·m的区域,接地电阻不应超过30Ω。移动设备与架空线接地电阻应控制在1Ω以内,设备金属外壳接触电压不得高于50V。
(6)具有爆炸危险场所的所有金属设备、管道及其他导电部件,均应可靠接地。
(7)煤矿装车站自动化系统作为煤炭产销的关键环节,其稳定运行直接影响外运效率与生产安全。传统手动装车已难以满足当前需求,因此新建及改造矿井普遍引入自动化装车系统。该系统集成控制、通信、称重及计算机管理等电子设备,建筑物多为大跨度钢结构及高层胶带走廊。由于电子设备耐压低、线缆分布广、部分暴露于室外,易受电磁干扰,特别是雷电及过电压的影响。加之系统建筑多处于空旷区域,雷击风险较高。因此,系统设计除关注性能与设备先进性外,必须强化防雷与抗干扰能力。
矿井口(高度约2.5米)
设置1–2支避雷针,高度宜为8–12米。
抽风口
同样设置1–2支避雷针,高度8–12米。
建筑物
办公楼等建筑应根据屋面结构安装避雷带或避雷针。
接地电阻
应低于10Ω。
电源线路防护
矿井供电系统多为TT制,中性点不接地。
典型电压等级包括6kV、660V、127V、36V、24V等,其他常见电压为380V/220V、24V、12V、5V。
线路上通常设有高灵敏RCD保护器(mA级),若浪涌保护器漏电流过大将触发断路保护。
鉴于矿井供电系统特殊,浪涌保护器需专门定制,确保匹配系统特性。
信号线路防护
主要涵盖瓦斯监控系统、提升绞车声光信号线路等。应依照《煤矿安全规程》第459条选用适配的信号浪涌保护器。
接地装置设计要点
避雷针接地装置应尽量与铁轨系统独立设置。
若土壤电阻率在200–400Ω·m范围内且地网面积充足,可考虑共用接地装置。
水平接地体埋深应不小于0.8米。
静电与铁轨接地
炸药库须设专用防静电接地装置。
铁轨应全程延伸至井下,轨间保持间隙,并在井口段实施可靠接地。
接地电阻遵照《规程》第703、731条执行,不超过100Ω。
检查与验收要点
检查焊接点长度是否符合标准。
核实避雷针安装位置是否存在垮塌风险。
结合现场实际,部分区域可酌情不考虑直击雷防护。
浪涌保护器安装前必须进行参数测试,确保性能达标,便于事故追溯与分析。
系统设计应严格遵循以下国家及行业标准:
《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)
《煤矿安全操作规程》
《计算场站安全条件》(GB96361-88)
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)
煤矿防雷必须统筹直击雷与感应雷防护,构建包括避雷针、接地系统、等电位连接、电源与信号线路浪涌保护在内的综合防护体系。只有实施系统化、整体化的防雷工程,才能切实保障煤矿电子设备与人员的安全,提升煤矿整体抗雷电风险能力。