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[摘要]煤矿的雷电防护形势日趋严峻。本文利用自身掌握的理论知识与实践经验，分析了煤矿的雷击安全隐患，并提出了相应的防雷技术措施。
[關键词]煤矿 雷击事故 防雷技术 防雷保护
[中图分类号] X752 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-369-1
目前各种电子信息技术迅速发展，煤矿产业也顺应时代发展的趋势加快了电力系统、信息通讯系统和监控管理系统的应用步伐。近由于各类矿产资源的特性及所处的地理位置，矿山工程建设、生产的地点往往是雷暴活动较多的地区，时常有雷击事故发生。煤矿雷击主要有两种产生形式，一种是直接雷击，另一种是感应雷击，其中感应雷击对供电线路破坏性最大。
1矿井防雷的重要性
（1）煤矿企业的供电安全一直是矿井安全生产的关键环节，尤其是高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井。如果矿井供电系统无法保障，一旦出现无计划停电，将造成重大安全隐患，若出现瓦斯事故，后果更是不堪设想。
（2）随着矿井综合自动化建设的深入开展，大量的精密机电设备和仪器具有较复杂的电源及信号系统，其控制线路、视频线路、网络线路众多。为了保护煤矿的人员安全和正常的安全生产，必须采取较好的雷电保护措施，避免各类雷电事故的发生。
（3）在煤矿中雷击电磁脉冲主要作用于风机在线监控系统、瓦斯检测系统、通信系统和人员定位系统等信息系统。当与矿井内的电线、电缆和金属管道发生作用时，雷击电磁脉冲会造成井下电压与井内电子设备的损坏，导致通信系统、瓦斯监控系统和人员定位系统全面瘫痪，造成生产事故。
（4）距离地面越高的建筑物，如煤矿的主炸药库、办公楼建筑主体、副井提升机房、主副井井架和变电所等遭受雷击的概率也较大。通过物体的雷电流会产生巨大的热量，热量如果不及时得到有效的释放，那么金属极其容易被融化，严重时建筑物被炸裂，甚至引发火灾或爆炸。
2煤矿受雷击的主要形式
（1）产生于间接雷的电磁脉冲在导线金属体上感应产生高电位，然后沿着导线以脉冲波的形式侵入室内。
（2）直接雷与矿区的金属导线相撞击，以脉冲波的形式使闪电的高电压进入到室内。
（3）当云地闪电击停留在在建筑物上空，或在建筑物附近滞留时，在地中会有高电位产生，借助地线和零线，这种形式的高电位会入侵室内。
3煤矿易遭雷击的原因分析
（1）煤矿大多位于空旷的地带，有些煤矿的地理位置偏僻，属于土壤与岩石的交界地带，因此煤矿处的电阻率变化较大。而电阻率突变是引发雷击的首要原因之一，因此，煤矿矿区往往成为遭受雷击“侵害”的首要目标。
（2）大部分的煤矿都位于山地的开阔峡谷处，因此非常容易受到雷击的侵略。当受到高山等地形地势的影响时，积雨云会迫使雷暴在迎风口处做出停留；当山脉阻挡了积雨云的位移时，雷暴的移动方向将沿着山脉走向进行；当山脉处有大的口子或裂缝时，雷暴的移动方向将以山口为基准移动。
（3）煤炭生产与煤炭的长途运输会产生大量的煤渣悬浮颗粒，大量的悬浮物聚集在空中形成厚厚的悬浮粉尘层，使煤矿上方空气的电导率大大加大，并为雷雨提供了一个便捷的通道。当雷雨运经过时，变会释放雷电，产生雷击事故，对煤矿生产和人员、设备造成损害。
4矿井防雷设计需要注意的事项
（1）办公楼。作为煤矿区内较高的办公人员比较集中的建筑物，煤矿办公楼的属于第三类防雷建筑物。办公楼建筑主体应沿屋角、屋脊和檐角等易受雷击的部位敷设避雷网和避雷带。对于金属物体等突出屋面的物体，如果已经与避雷带连接的话，可不装接闪器。对于受不到避雷带保护的非金属物体则应装接闪器。按照GB50057-2010规定，办公楼安装避雷带，采用φ10镀锌圆钢制作，长度约为180米，并在楼顶卫星天线旁安装6米避雷针一个。
（2）立井提升机房。立井提升机房的雷电电磁感应、防雷电波侵入、雷击电磁脉冲的措施和信息系统机房的措施大致相同。立井提升架一般虽为金属框架，在接地良好、排放电流能力强大的前提下，可作为接闪器和引下线使用。同时要做好缆绳、金属管道和线缆的等电位连接，相邻金属物的跨接处理。按照GB50057-2010规定，绞车机房安装避雷带，采用φ10镀锌圆钢制作，长度约为60米。在楼体的两角制作接地体2个。在没有保护的信号线路及其低压供电线路上安装对应的避雷器
（3）煤仓、空气压缩机房、风机房。均按照GB50057-2010规定，安装避雷带，采用φ10镀锌圆钢制作，其中煤仓避雷带长度约为300米，而空气压缩机房、风机房均为80米。在楼体的四角制作接地体4个，其中风机房排风口接地两处。
（4）机房。煤矿的信息系统由多种监控系统和信息咨询、通信系统构成，必须要按照《电子信息系统防雷技术规范》的要求制定信息系统的防雷措施。当电力线、外来导电物和通信线进入建筑物的地点不一致时，应当设立若干等电位连接带，并应就近连到环形接技术与应用地体、内部环形导体或此类钢筋上。要根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、工作电压、传输带宽进行信息系统信号线路浪涌保护器的选择。在煤矿井口处将电源线、信号线分槽布设，护套信号线加套屏蔽金属管，各条信号电缆之间作了横向均压连接，并将进入井内的金属管道、轨道、电缆金属屏蔽层等均作了等电位连接并接地。在井下信息设备的终端加装信号浪涌保护器。
（5）煤矿炸药库。对于矿井而言，最危险的地方则属于炸药库。对炸药库的防雷保护应从防雷电感应和防直击雷两个方面着手。按照《小型民用爆炸物品储存库安全规范》要求，炸药库属于第一类防雷建筑物。所以，炸药库必须要具备独立的避雷针，为有效控制避雷针的高度，最好尽量避免采用单针保护。在库区内设置防雷电感应的接地装置，建筑物的金属屋顶、放静电装置、视频监控装置、金属门窗等金属物，均应与防雷电感应的接地装置相连接。电气设备的接地装置与防雷电感应的接地装置可共用，接地电阻要控制在10Ω之内。
5结束语
煤矿作为雷电高风险地区，对雷电灾害风险要引起足够的重视，该煤矿按照上述设计方案对原有的防雷设施进行了全方位的改造，从外部防雷、内部防雷进行考虑，电源系统、信号系统、安装电涌保护器等采取了综合防护措施。
参考文献
[1]苏章希《浅谈煤矿变电所和地面电气设备防雷技术措施》【煤矿机电】2011年01期；
[2]孙泽宇，李蒙，杨涛.矿区网络监控系统防雷机制分析与设计[J].煤矿安全.2011（8）.
[3]丁志平.浅谈小型煤矿瓦斯监控系统的防雷设计与安装[J].山西气象.2007（2）：20.
[關键词]煤矿 雷击事故 防雷技术 防雷保护
[中图分类号] X752 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-369-1
目前各种电子信息技术迅速发展，煤矿产业也顺应时代发展的趋势加快了电力系统、信息通讯系统和监控管理系统的应用步伐。近由于各类矿产资源的特性及所处的地理位置，矿山工程建设、生产的地点往往是雷暴活动较多的地区，时常有雷击事故发生。煤矿雷击主要有两种产生形式，一种是直接雷击，另一种是感应雷击，其中感应雷击对供电线路破坏性最大。
1矿井防雷的重要性
（1）煤矿企业的供电安全一直是矿井安全生产的关键环节，尤其是高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井。如果矿井供电系统无法保障，一旦出现无计划停电，将造成重大安全隐患，若出现瓦斯事故，后果更是不堪设想。
（2）随着矿井综合自动化建设的深入开展，大量的精密机电设备和仪器具有较复杂的电源及信号系统，其控制线路、视频线路、网络线路众多。为了保护煤矿的人员安全和正常的安全生产，必须采取较好的雷电保护措施，避免各类雷电事故的发生。
（3）在煤矿中雷击电磁脉冲主要作用于风机在线监控系统、瓦斯检测系统、通信系统和人员定位系统等信息系统。当与矿井内的电线、电缆和金属管道发生作用时，雷击电磁脉冲会造成井下电压与井内电子设备的损坏，导致通信系统、瓦斯监控系统和人员定位系统全面瘫痪，造成生产事故。
（4）距离地面越高的建筑物，如煤矿的主炸药库、办公楼建筑主体、副井提升机房、主副井井架和变电所等遭受雷击的概率也较大。通过物体的雷电流会产生巨大的热量，热量如果不及时得到有效的释放，那么金属极其容易被融化，严重时建筑物被炸裂，甚至引发火灾或爆炸。
2煤矿受雷击的主要形式
（1）产生于间接雷的电磁脉冲在导线金属体上感应产生高电位，然后沿着导线以脉冲波的形式侵入室内。
（2）直接雷与矿区的金属导线相撞击，以脉冲波的形式使闪电的高电压进入到室内。
（3）当云地闪电击停留在在建筑物上空，或在建筑物附近滞留时，在地中会有高电位产生，借助地线和零线，这种形式的高电位会入侵室内。
3煤矿易遭雷击的原因分析
（1）煤矿大多位于空旷的地带，有些煤矿的地理位置偏僻，属于土壤与岩石的交界地带，因此煤矿处的电阻率变化较大。而电阻率突变是引发雷击的首要原因之一，因此，煤矿矿区往往成为遭受雷击“侵害”的首要目标。
（2）大部分的煤矿都位于山地的开阔峡谷处，因此非常容易受到雷击的侵略。当受到高山等地形地势的影响时，积雨云会迫使雷暴在迎风口处做出停留；当山脉阻挡了积雨云的位移时，雷暴的移动方向将沿着山脉走向进行；当山脉处有大的口子或裂缝时，雷暴的移动方向将以山口为基准移动。
（3）煤炭生产与煤炭的长途运输会产生大量的煤渣悬浮颗粒，大量的悬浮物聚集在空中形成厚厚的悬浮粉尘层，使煤矿上方空气的电导率大大加大，并为雷雨提供了一个便捷的通道。当雷雨运经过时，变会释放雷电，产生雷击事故，对煤矿生产和人员、设备造成损害。
4矿井防雷设计需要注意的事项
（1）办公楼。作为煤矿区内较高的办公人员比较集中的建筑物，煤矿办公楼的属于第三类防雷建筑物。办公楼建筑主体应沿屋角、屋脊和檐角等易受雷击的部位敷设避雷网和避雷带。对于金属物体等突出屋面的物体，如果已经与避雷带连接的话，可不装接闪器。对于受不到避雷带保护的非金属物体则应装接闪器。按照GB50057-2010规定，办公楼安装避雷带，采用φ10镀锌圆钢制作，长度约为180米，并在楼顶卫星天线旁安装6米避雷针一个。
（2）立井提升机房。立井提升机房的雷电电磁感应、防雷电波侵入、雷击电磁脉冲的措施和信息系统机房的措施大致相同。立井提升架一般虽为金属框架，在接地良好、排放电流能力强大的前提下，可作为接闪器和引下线使用。同时要做好缆绳、金属管道和线缆的等电位连接，相邻金属物的跨接处理。按照GB50057-2010规定，绞车机房安装避雷带，采用φ10镀锌圆钢制作，长度约为60米。在楼体的两角制作接地体2个。在没有保护的信号线路及其低压供电线路上安装对应的避雷器
（3）煤仓、空气压缩机房、风机房。均按照GB50057-2010规定，安装避雷带，采用φ10镀锌圆钢制作，其中煤仓避雷带长度约为300米，而空气压缩机房、风机房均为80米。在楼体的四角制作接地体4个，其中风机房排风口接地两处。
（4）机房。煤矿的信息系统由多种监控系统和信息咨询、通信系统构成，必须要按照《电子信息系统防雷技术规范》的要求制定信息系统的防雷措施。当电力线、外来导电物和通信线进入建筑物的地点不一致时，应当设立若干等电位连接带，并应就近连到环形接技术与应用地体、内部环形导体或此类钢筋上。要根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、工作电压、传输带宽进行信息系统信号线路浪涌保护器的选择。在煤矿井口处将电源线、信号线分槽布设，护套信号线加套屏蔽金属管，各条信号电缆之间作了横向均压连接，并将进入井内的金属管道、轨道、电缆金属屏蔽层等均作了等电位连接并接地。在井下信息设备的终端加装信号浪涌保护器。
（5）煤矿炸药库。对于矿井而言，最危险的地方则属于炸药库。对炸药库的防雷保护应从防雷电感应和防直击雷两个方面着手。按照《小型民用爆炸物品储存库安全规范》要求，炸药库属于第一类防雷建筑物。所以，炸药库必须要具备独立的避雷针，为有效控制避雷针的高度，最好尽量避免采用单针保护。在库区内设置防雷电感应的接地装置，建筑物的金属屋顶、放静电装置、视频监控装置、金属门窗等金属物，均应与防雷电感应的接地装置相连接。电气设备的接地装置与防雷电感应的接地装置可共用，接地电阻要控制在10Ω之内。
5结束语
煤矿作为雷电高风险地区，对雷电灾害风险要引起足够的重视，该煤矿按照上述设计方案对原有的防雷设施进行了全方位的改造，从外部防雷、内部防雷进行考虑，电源系统、信号系统、安装电涌保护器等采取了综合防护措施。
参考文献
[1]苏章希《浅谈煤矿变电所和地面电气设备防雷技术措施》【煤矿机电】2011年01期；
[2]孙泽宇，李蒙，杨涛.矿区网络监控系统防雷机制分析与设计[J].煤矿安全.2011（8）.
[3]丁志平.浅谈小型煤矿瓦斯监控系统的防雷设计与安装[J].山西气象.2007（2）：20.