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浅谈高瓦斯隧道机电设备防爆安装与使用

摘要：根据施工隧道中瓦斯区域的最高等级可将瓦斯隧道分为三种：低瓦斯、

高瓦斯、突出瓦斯等隧道。在隧道工程建设中可能会出现的灾害中，瓦斯灾害为

其中最为严重的灾害之一。隧道工程施工作业水平的高低与施工安全密不可分，

同时施工安全对是否能够如期交工也很重要。采取措施降低瓦斯浓度以及对相关

机电设备积极进行防爆安装等，降低瓦斯事故发生的几率，以此提高隧道工程的

进度，保证工程能够如期完工。本文将结合相关工程案例简单介绍高瓦斯隧道中

机电设备的防爆安装与使用。

关键词：隧道施工；瓦斯；机电设备；防爆

、引言1

我国交通建设正处于高速发展的一个阶段，因此，建设隧道的数量包括在各

种复杂地形中建设隧道的数目都逐年递增。然而，瓦斯隧道中易发生的瓦斯事故

因其突发性以及造成的严重后果令其与其它隧道相比会有所不同。2015年2月

24日13时20分左右，成都洛带古镇附近一在建隧道发生瓦斯爆炸事故，造成4

人死亡，19人受伤；2017年5月2日14时50分左右，贵州省毕节市大方县境

内，成贵快铁在建工程七扇岩隧道发生瓦斯爆炸事故，事故共造成12人死亡，

12人受伤。为保证在瓦斯隧道施工中的安全，最为重要的任务就是防止发生瓦斯

爆炸事件，对隧道施工中最为重要的设备作业机械来说，防爆处理可以尽可能地

避免由瓦斯引起的各类事故。根据相关的规定在高瓦斯隧道中施工时必须使用防

爆型的作业机械，其中高瓦斯隧道是指瓦斯涌出量不小于0.5m3/min的隧道。

我国隧道施工中广泛应用的运输技术为无轨运输，它的主要特点包括管理灵

活方便、速度快、对施工路面要求不高、工序简单以及功效高等。但是由于无轨

运输所使用的作业机械防爆性低、对操作技术人员的要求较高以及价格高昂等原

因，在我国瓦斯隧道施工中有很多放弃使用无轨运输而采用其它方式的工程。目

前我国的一些高瓦斯隧道施工单位，由于现有的防爆柴油机存在的问题以及相关

防爆作业机械价格高昂而采用常见作业机械对其进行防爆改装后使用。

、发生瓦斯爆2炸的条件

发生瓦斯爆炸事件必不可少的三个条件有：第一，瓦斯浓度在爆炸界限内，

大体为5%~16%；第二，氧气的浓度至少占混合气体的12%；第三，火源的能量

足够，一般温度大于650℃。以上三个条件中，第二个条件即氧气的浓度无法改

变，但是其它两个条件可以通过一定的技术手段加以控制。目前使用的防爆改装

就是避免机械在作业过程中产生火花，同时要将机械上高温区域的温度维持在安

全线内，从根源上消除引发爆炸的条件。但不仅机械作业会产生火花，机械与坚

硬的岩石发生碰撞以及制动产热等过程都会有火花产生，因此施工过程中火花的

存在不可避免。故此，对机电设备的防爆处理对降低瓦斯隧道发生爆炸事件很重

要，从这方面可以采取的措施可以有，改装移动防爆设备、隧道内应使用矿用防

爆的开关与电路。

、防爆3改装移动设备

传统的矿井设备由于其不能满足大型隧道的施工以及有轨运输的效率低等因

素影响，故可以采取无轨运输技术。但是目前国内使用的无轨运输并没有成套防

爆的设备生产，因此需对挖掘机、出碴运输车、装载机以及混凝土运输车等四种

设备进行改装用以防爆后方可使用。但对仪器设备进行防爆改装的厂家需得到国

家的许可后方可进行，改装的内容主要有以下几种：

（1）隔爆型矿用蓄电池电源：将应用于一般工程车辆的蓄电池改装成为矿用

的铅酸隔爆型蓄电池电源。

（2）隔爆型矿用开关箱：由一般的电气控制开关改装而成。

（3）隔爆型矿用发电机：由一般的工程车辆发电机改装而成。

（4）隔爆胶封起动机：由一般的工程车辆起动机改装而成。

（5）隔爆型矿用机车照明信号灯：由一般的工程车辆中应用的照明信号灯改

装而成，主要采用LED光源，分别设置了4个转向灯和照明灯。

（6）隔爆柴油机保护显示装置：这种装置应用于煤矿井下、有甲烷的场所、

煤尘爆炸性混合物地点等，主要适用于柴油机周围环境瓦斯浓度超标、机体温度

过高、排气温度过高、低水位、机油压力过低以及水温过高等报警，还可以使运

行中的柴油机自动停止。

（7）尾气处理系统：这种系统的主要组成部分有双层水冷排气管及弯管、补

水箱、废气处理箱以及防爆栅栏等。其中排气管的温度达到70℃，柴油机同样会

自动停止运行，如图1所示。

（8）电气系统：对此系统的改装主要有改装过的起动机和发电机以及防