????? 摘 要:? 以礦用空壓機為研究對象,對其風(fēng)包爆炸的原因進行全面分析,采用事故樹方法闡明造成風(fēng)包爆炸的因素,提出了可行的預(yù)防措施,對礦井安全生產(chǎn)具有指導(dǎo)性作用。
????? 關(guān)鍵詞:? 空壓機; 風(fēng)包爆炸; 原因分析; 預(yù)防措施

1 　前言
　　空壓機是煤礦重要動力設(shè)備之一,是一種生產(chǎn)和輸送壓縮空氣的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于各種風(fēng)動機械及風(fēng)動工具,如采掘工作面的風(fēng)鎬、風(fēng)鉆、鑿巖機、鑿巖臺車、風(fēng)動裝巖機、混凝土噴射機;鑿井使用的氣動抓巖機、環(huán)形及傘形吊架;地面使用的鍛釬機、空氣錘等[1 ] 。目前煤礦使用的空壓機主要是活塞式4L —20/ 8 型和5L —40/ 8 型2 種。近年來,礦用空壓機系統(tǒng)時常發(fā)生重大事故,如徐州某礦4 號機組曾發(fā)生2 級氣缸排氣閥室和2 級活塞爆炸,國內(nèi)其他礦也曾發(fā)生風(fēng)包爆炸、輸送管道爆炸及設(shè)備損壞等事故,造成人員傷亡、停工停產(chǎn)和巨大經(jīng)濟損失,因而正確識別空壓機的故障,分析原因,提出預(yù)防措施是非常必要的。本文僅對其中的風(fēng)包爆炸問題進行探討。

2 　空壓機風(fēng)包爆炸事故的原因分析
2.1 　風(fēng)包缺陷
　　造成空壓機風(fēng)包爆炸的根本原因是風(fēng)包內(nèi)風(fēng)壓超過風(fēng)包的強度,目前礦用空壓機風(fēng)包的風(fēng)壓額定壓力一般為018 MPa 。若風(fēng)包局部存在缺陷,如壁厚不均勻、存在氣孔和裂紋、材質(zhì)差、銹蝕嚴重等,則風(fēng)包強度已達不到標準的要求。盡管風(fēng)包仍在額定壓力下工作,可仍然會發(fā)生爆炸。如某礦風(fēng)包上蓋板因焊縫開裂發(fā)生爆炸事故。
2.2 　風(fēng)包超壓
　　風(fēng)包內(nèi)氣體額定壓力是由壓力調(diào)節(jié)器和安全閥來確定的。一旦二者出現(xiàn)故障,如壓力調(diào)節(jié)器操作失誤或其中的卸荷閥管道等零部件出現(xiàn)故障、安全閥失靈,風(fēng)包內(nèi)氣體壓力急劇上升,超過風(fēng)包的強度極限時,會發(fā)生爆炸。如某礦因維修工操作失誤發(fā)生過風(fēng)包爆炸事故。正常調(diào)節(jié)時,壓力調(diào)節(jié)器的手柄調(diào)節(jié)螺套所處的初始位置應(yīng)使彈簧處于松馳狀態(tài),然后開動空壓機,逐步旋轉(zhuǎn)手柄調(diào)節(jié)螺套,使彈簧逐步受到壓縮,這樣可保證不會超壓;但該礦維修工操作相反,調(diào)節(jié)時手柄調(diào)節(jié)螺套的位置使彈簧處于壓縮極限狀態(tài),開動空壓機后,處于全負荷狀態(tài),氣體壓力上升沒有限制,正好安全閥失靈,空壓機供氣系統(tǒng)對外不供氣,風(fēng)包內(nèi)氣體壓力達1 MPa 以上,造成風(fēng)包爆炸。
2.3 　積碳燃燒
　　空壓機的氣缸、排氣管、閥門、風(fēng)包及分離器中,伴隨氣流的潤滑油,在熱空氣的作用下氧化而形成碳化物,這種碳化物逐漸增多就成為積碳,具有易燃性。它是由固態(tài)氧、碳氫化合物及雜質(zhì)(金屬粉末、碳渣、灰塵) 組成。積碳的形成除了與油的質(zhì)量不好、不定期清掃有關(guān)外,還與給油量過度、空氣過濾不好和高溫有關(guān)。積碳因機械沖擊、硬顆粒在運動時發(fā)生的沖擊以及靜電放電等產(chǎn)生的火花,或者因環(huán)境溫度及空壓二級排氣溫度過高,或者因其達到自燃溫度,就會著火燃燒,使積碳中的油迅速汽化。當(dāng)產(chǎn)生可燃性碳化氫為主體的氣體在空氣中達到爆炸的濃度時,就使燃燒轉(zhuǎn)為爆炸。
2.4 　管道振動
　　往復(fù)式空壓機由于吸排氣過程具有間歇性,因而管道內(nèi)氣流的壓力和速度呈脈動性和周期性變化。氣體壓力時大時小,氣流速度時快時慢。這種脈動氣流通過管道的彎管、閥門或異徑管時,會產(chǎn)生激振力,引起管路振動,脈動壓力的不均勻越大,振動也越大;輸送壓氣的壓力越高、管道的直徑越大,激振力也越大;脈動氣流引起管路振動的頻率,若與管道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率相同或相近,會引起管道機械共振,即使激振力不大,管道的振動也會特別強烈。管道振動的結(jié)果是使管與管之間或管與風(fēng)包、閥門、冷卻器之間的連續(xù)部位經(jīng)受反復(fù)的振動應(yīng)力,使管路系統(tǒng)受到附加疲勞載荷,會出現(xiàn)松動以致開裂現(xiàn)象,輕則產(chǎn)生泄露,重則引起爆炸,釀成事故。