煤炭雷電風險評估研討范文

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風井布置在主斜井西面距副井約50m處;在主斜井西側布置棧橋、塊煤篩、塊煤儲場和粉煤儲場;機修車間布置在主斜井南面;行政福利建筑布置在主斜井南側、緊靠機修車間;任務交代室、燈房、浴室聯合樓布置在主斜井出口南面地勢較平緩地段;在主斜井南側設汽車衡和控制室;矸石場在主斜井東側;礦井炸藥庫設在工業場地東北方向荒坡處，距離工業場地約350m。

供配電系統

礦井采用兩回路供電，一回路引至大河變電站10kV電網，另一回路引至鐘山地方電力公司10kV電網。礦井設地面低壓配電室，地面設備的低壓配電電纜直接從配電室饋出，井下設備的低壓配電電纜由井下機電硐室饋出，井下機電硐室設在井下中部車場。向地面供電的變壓器中性點接地，向井下供電的變壓器中性點不接地。

根據工業場地布置及用電負荷分布情況，在主斜井東南場地內設10/0.4kV變電所一座，并附設高壓配電室。工業場地10kV變配電所擔負場地全部低壓動力負荷及地面部分室內外照明，變電所內設S9－630/10變壓器二臺及高、低壓配電柜等供電設施。井下工作面、掘進頭等各用電設備電纜由配電點隔爆型低壓饋電開關引出。局部通風機采用專用變壓器、專用開關及專用電纜，并與掘進工作面之設備做風電、瓦斯閉鎖。

煤礦所在地土壤電阻率

本文中所用的土壤電阻率數值是2011年12月在金沙縣市鐘山區大運煤礦所處區域現場采集的數據。訂正后的土壤電阻率為596.1Ω•m。

煤礦所在地的雷擊氣象環境分析

1人工氣象觀測資料分析

金沙縣年平均雷暴日為43d，月平均雷暴日為36d;雷電活動主要發生在4－8月;雷暴日最多的年份為1967年(65d);雷暴日最少年份為2003年(20d)。初雷日最早為1月1日發生在1987年;終雷日最晚為12月24日發生在2004年;初終間跨度最長的為1991年，從1月25日—12月4日。

2雷電監測網資料分析

本文采用項目所處區域實際雷電監測網監測數據，貴州省2006—2010年雷電監測網資料統計分析結果:金沙縣年平均雷暴日為88d，月平均雷暴日超過7d，雷電活動主要發生在4－9月份，最高月平均雷暴日接近18d，6－8月份為雷電多發期，月平均雷暴日數超過16d。

2.1地閃密度根據省雷電監測中心資料統計:金沙縣年平均地閃次數為9616次，地閃密度為8次/(km2•a)。金沙縣大運煤礦中心位置5km半徑范圍內年平均地閃次數353次，地閃密度為5次/(km2•a);項目中心位置3km半徑范圍內年平均地閃次數129次，地閃密度為6次/(km2•a);本報告采用項目地址中心3km半徑范圍內的地閃密度46次/(km2•a)作為雷電風險計算參數。

2.2地閃強度與累積概率金沙縣最大正閃強度、最大負閃強度、平均地閃強度分別為239.98kA、245.60kA、388kA，其中地閃強度介于0～20kA、20～50kA、50～100kA、100kA以上的概率分別是25.43%、55.04%、16.66%、2.87%

雷電災害風險計算

1功能分區

依據EC62305、QX/T5－2007評估標準，按照工程區域內的建構筑物使用功能和位置分布情況，將工程分為以下3個區域:生產區(Z1區);輔助生產區(Z2區);辦公生活區(Z3區)。生產區:主要布置有斜井、絞車房、地面貯煤場、矸石倉、煤粉儲場、汽車裝車場地、機修車間、公廁、地面窄軌車場。地面為水泥砂漿磨光面地板，因生產區的使用性質，火災風險等級高，故設有滅火器、消防水池等消防設施，設備安裝有SPD防護，特殊危險等級為普通級別恐慌(100≤人數＜1000)。輔助生產區:主要布置有油脂庫、綜合材料庫、坑木加工房、井下水、生活污水處理站、燈房及浴室、任務交代室、鍋爐房。地面為水泥砂漿地板，因使用性質為易燃易爆場所，火災危險因子高。故設有滅火器、消防水池等消防設施，設備安裝有SPD防護，特殊危險因子為低級別恐慌(人數＜100)。辦公生活區:主要布置有礦辦公室、食堂、汽車庫、單身樓。地面為水泥砂漿磨光面地板，火災風險因子低，設有滅火器、消防水池等消防設施，電源線路入戶端設有SPD防護，但因人員活動頻繁，特殊危險因子屬于普通級別恐慌(100≤人數＜1000)。

2風險組成及計算

風險組成及計算結果見表4。

評估結果及設計指導性意見

從表4可以看出，大運煤礦生產區、瓦斯抽放站、辦公樓、職工宿舍、鍋爐房風險均超過《QX/T85－2007》規定的可承受風險值(1.00E－05)，這些區域是雷電防護的重點，應加強防雷措。

①生產區:生產區中主要針對斜井、絞車房、機修車間，斜井設置獨立避雷針作防直擊雷保護，避雷針離井口距離不＜5m，進入斜井的電源線、信號線作一級SPD設計，對防感應雷和雷電波入侵進行保護，SPD安裝位置不能靠近井口或安裝在井內;絞車房和機修車間在屋面設置避雷帶作防直擊雷保護，進入絞車房和機修車間的電源作一級SPD設計。

②瓦斯抽放站應按第二類防雷進行設計，主要針對瓦斯排放管進行防護。具體為在瓦斯抽放房屋頂設置避雷帶，對瓦斯排放管設置獨立避雷針，避雷針距排放管距離不＜5m，瓦斯房內的瓦斯抽放機做等電位連接，并作良好接地。進入瓦斯抽放站的電源作一級SPD設計。

③辦公樓、職工宿舍按第三類防雷設計處理，在屋頂設置避雷帶作防直擊雷保護，進入職工宿舍的電源線、信號線作一級SPD設計;，進入辦公樓的

電源線、信號線作一級SPD設計，辦公樓內若有中心機房，中心機房須作屏蔽設計，進入中心機房的電源線、信號線作三級SPD設計。

④鍋爐房采用避雷帶或避雷針作防直擊雷保護，房內設備均作等電位連接處理，進入房內的電源作一級SPD設計。

作者：龍衾穎徐曉謝海單位：貴州省金沙縣氣象局貴州省盤縣氣象局