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矿用光纤电缆安装时需做好哪些防爆措施?

2025-09-23 09:25:36
作者:翊成网络g

矿用光缆


矿井环境中存在瓦斯、煤尘等易燃易爆物质,矿用光纤电缆作为矿井通信、监测系统的 “神经脉络”,其安装过程若存在防爆漏洞,可能引发瓦斯爆炸、煤尘燃烧等重大安全事故 —— 据统计,近 10 年矿井电气安全事故中,23% 与电缆安装防爆措施不到位相关。因此,矿用光纤电缆安装需严格遵循《煤矿安全规程》《爆炸性环境第 1 部分:设备通用要求》(GB 3836.1)等标准,从设备选型、敷设工艺、密封处理到接地保护,构建全流程防爆体系。本文将系统梳理安装过程中的 9 项核心防爆措施,为矿井安全施工提供技术指导。

一、安装前:防爆设备与材料的精准选型

防爆措施的基础是选用符合矿井环境要求的设备与材料,需重点把控三项选型标准。首先是电缆本体的防爆等级,需根据矿井瓦斯等级选择对应防爆类型:高瓦斯矿井(瓦斯涌出量≥10m³/min)需选用 Ex d Ⅰ CT6 级矿用光纤电缆(“d” 表示隔爆型,“Ⅰ” 为煤矿用,“C” 为瓦斯爆炸级别,“T6” 为高表面温度≤85℃),避免电缆外壳破裂或表面高温引燃瓦斯;低瓦斯矿井可选用 Ex ib Ⅰ CT4 级本质安全型电缆,其正常工作或故障状态下产生的电火花均不足以点燃爆炸性混合物。其次是电缆附件的防爆适配性,接头盒、终端盒需选用与电缆防爆等级一致的矿用专用产品,例如隔爆型电缆需搭配 Ex d 型接头盒,接头盒外壳需采用铸铝合金材质,壁厚不小于 5mm,防爆结合面间隙≤0.2mm,防止内部火花外泄。是辅助材料的阻燃性,电缆敷设时使用的支架、夹具、封堵材料需具备阻燃特性,例如支架采用镀锌钢材质(避免塑料支架燃烧释放有毒气体),封堵材料选用矿用防爆密封胶(氧指数≥32%,燃烧时间≤30s),杜绝非防爆材料引发的安全隐患。

二、敷设环节:防爆路径规划与机械防护

电缆敷设过程中,需通过科学的路径规划与机械防护,避免电缆受损引发防爆失效,核心做好三项工作。一是防爆路径选择,需远离矿用设备的高温区域(如采煤机电机附近,表面温度≤150℃)与机械撞击区域(如刮板输送机运行轨迹),优先沿矿井巷道顶部或侧壁敷设,与动力电缆(如高压电缆)保持≥0.3m 的安全距离,防止动力电缆故障产生的电火花引燃瓦斯后波及光纤电缆。若需穿越巷道交叉口,需采用穿管保护,管道选用 Φ50mm 的无缝钢管,钢管两端需做防爆封堵,封堵长度≥50mm,确保管道内无瓦斯积聚。二是机械损伤防护,电缆敷设时需控制牵引力≤电缆允许牵引力(如 GYTA53 型矿用光缆牵引力≤15kN),避免过度拉扯导致电缆护套破裂;敷设过程中需使用专用放线架,禁止在地面拖拽电缆(防止尖锐石块划伤护套),若巷道地面存在凸起物,需铺垫厚度≥10mm 的橡胶垫。此外,电缆弯曲半径需≥电缆外径的 15 倍(如外径 12mm 的电缆,弯曲半径≥180mm),避免弯曲过度导致光纤断裂或护套开裂,影响防爆性能。三是动态环境适应,在采动影响区域(如回采工作面附近),需采用可伸缩的电缆敷设方式,例如使用矿用电缆拖令装置,允许电缆在巷道变形时产生 ±500mm 的位移,同时拖令装置外壳需具备隔爆特性,防止位移过程中电缆与装置摩擦产生火花。

三、接头处理:防爆密封与间隙控制

电缆接头是防爆薄弱环节,需通过严格的密封处理与间隙控制,杜绝火花外泄,重点落实四项措施。接头盒安装的防爆密封,接头盒安装前需检查密封圈是否完好(无破损、老化现象),密封圈材质需为丁腈橡胶(耐油、耐老化,适应矿井 - 20℃-60℃环境),安装时需在密封圈与电缆护套接触处涂抹矿用防爆润滑脂(滴点≥150℃),确保密封圈紧密贴合电缆,无空隙。接头盒紧固螺栓需采用不锈钢材质,螺栓规格为 M8×20mm,拧紧扭矩控制在 15N・m-20N・m,避免扭矩过小导致密封不严,或扭矩过大导致接头盒外壳变形。第二是防爆结合面处理,接头盒的隔爆结合面(如外壳与盖板的接触面)需进行磷化处理,表面粗糙度 Ra≤6.3μm,安装前需清除结合面上的灰尘、锈蚀(可用细砂纸打磨,禁止使用锉刀),并涂抹一层薄薄的防锈油(避免结合面生锈导致间隙增大),结合面紧固后需用塞尺检测间隙,确保间隙≤0.15mm(针对 Ⅰ 类煤矿设备)。第三是内部接线防爆,光纤在接头盒内熔接时,需使用矿用防爆熔接盘,熔接盘内光纤余长需盘绕整齐,余长≥1.2m,避免光纤受力拉扯导致熔接点断裂;熔接完成后,需在接头盒内填充防爆密封胶泥(固化时间≤24h,固化后抗压强度≥1.5MPa),胶泥需填满接头盒内部空隙,防止瓦斯进入接头盒内部与火花接触。第四是接头盒的防护固定,接头盒安装后需固定在专用支架上,支架与巷道壁的距离≥100mm,避免巷道滴水浸泡接头盒(导致密封圈老化);同时接头盒下方需设置瓦斯检测点,定期检测瓦斯浓度(≤0.5%),若浓度超标需立即停止使用并排查泄漏点。

四、接地与防静电:防爆电位平衡

矿井环境中静电积累可能引发瓦斯爆炸,需通过接地与防静电措施实现电位平衡,关键做好两项工作。一方面是电缆接地系统安装,矿用光纤电缆的金属护套(如钢带铠装层)需做可靠接地,接地电阻≤4Ω。接地极选用 Φ20mm、长度 1.5m 的镀锌钢管,垂直埋入巷道底板以下≥1m,接地极与电缆金属护套之间采用截面积≥16mm² 的铜编织带连接,连接点需采用压接方式(压接面积≥60mm²),并涂抹防锈漆。若矿井巷道为混凝土底板,需在底板钻孔后植入接地极,钻孔深度≥1.2m,接地极与孔壁之间填充降阻剂(降低接地电阻)。另一方面是防静电措施落实,电缆敷设过程中,施工人员需穿戴防静电服、防静电鞋(表面电阻 10⁶Ω-10¹⁰Ω),避免人体静电转移到电缆上;电缆护套需选用防静电材质(体积电阻≤10¹²Ω・cm),敷设时与巷道壁的摩擦速度≤0.5m/s(减少静电产生)。此外,在高瓦斯矿井的电缆终端处,需安装矿用防静电接地夹,接地夹与电缆金属护套的接触电阻≤0.01Ω,确保静电及时释放,不形成电位差。

五、验收检测:防爆性能的终验证

电缆安装完成后,需通过专业检测验证防爆性能,确保无安全隐患,重点开展三项检测。一是防爆密封性检测,采用气密性试验法,向接头盒内充入 0.1MPa 的压缩空气,保持 30min,观察压力变化,压力下降值≤0.005MPa 为合格,若压力下降超标,需检查密封圈是否破损或螺栓是否拧紧。同时,使用肥皂水涂抹电缆与接头盒的结合面,观察是否产生气泡,无气泡则密封合格。二是电气性能检测,使用接地电阻测试仪检测电缆接地系统,接地电阻≤4Ω 为合格;使用静电测试仪检测电缆护套的静电电压,静电电压≤100V 为合格,若静电电压超标,需更换防静电护套或增加接地点。三是现场环境适配性检测,在电缆安装区域(如高瓦斯巷道),使用便携式瓦斯检测仪检测瓦斯浓度,同时模拟电缆故障(如人为制造轻微护套破损),观察是否产生电火花,若检测到瓦斯浓度≥0.5% 或产生电火花,需立即整改,直至检测合格。

矿用光纤电缆安装的防爆措施,是保障矿井通信安全与人员生命安全的关键防线,需贯穿 “选型 - 敷设 - 接头 - 接地 - 验收” 全流程,每一项措施都需严格遵循煤矿安全标准,杜绝 “凑活安装”“简化流程” 的违规行为。在实际施工中,需根据矿井的瓦斯等级、地质条件、采动影响等因素,动态调整防爆措施 —— 例如在煤与瓦斯突出矿井,需额外增加电缆的隔爆外壳厚度(≥8mm),并在接头盒附近安装瓦斯超限断电装置(瓦斯浓度≥1.0% 时自动切断电缆供电)。只有通过精细化的防爆管控,才能确保矿用光纤电缆在复杂矿井环境中安全稳定运行,为矿井安全生产提供可靠的通信支撑。


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