煤矿如何做防雷保护

雷电灾害是*严重的自然灾害之一。随着我国煤矿产业现代化建设速度的加快和电子技术的飞速发展，各种敏感的电子设备不断应用到煤矿的电力系统、通信系统和各种监控系统中，煤矿的雷电防护形势日趋严峻。雷百汇所处地区煤矿较多，拥有便利的条件到实地进行考察，然后运用自己的理论知识对煤矿的雷击安全隐患进行分析并提出防雷保护措施。

1.煤矿易遭雷击的原因分析

根据雷击的选择性，空旷地带和土壤电阻率有突变的地方容易遭受雷击。煤矿都处于空旷地带，并且很多煤矿同时处于岩石和土壤的交界处及土壤电阻率有突变的地点，煤矿矿区是一个容易遭受雷击的地点。

地形对雷暴的移动有以下影响：当积雨云遇山地阻挡时，由于迎风面有上升气流影响，使雷暴在山地的迎风面停滞少动；当积雨云受山脉阻挡时，雷暴即沿山脉走向移动，如山脉有缺口，则雷暴顺着山口移动。我国大部分地区山地的东坡、南坡较北坡、西北坡易受雷击，山地的平地较峡谷容易受雷击。因此如果煤矿处于上述地带的话是容易遭受雷击的。

另一方面煤矿在生产和运输过程中会产生大量的煤炭粉尘，这些粉尘悬浮在矿区上方的空气中，无疑增加了矿区上方空气的电导率。当雷雨云到达矿区上空时，这些悬浮的粉尘为雷雨云与矿区大地电场之间提供了有利的导电通道，从而使雷雨云更容易对地放电，造成地面人员伤亡和设备损坏。

2.煤矿雷击安全隐患分析

直击雷是闪电直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上，产生的电效应、热效应和机械力。煤矿的办公楼建筑主体、炸药库、主、副井提升机房（架）和变电所这些突出地面越高的物体很易遭受雷击。强大的雷电流通过被击物体时产生大量的热量，如果在短时间不易发散出来，极容易造成金属被融化，建筑物被炸裂，尤其是通过雷电流流过存放易燃易爆物品的炸药库时，会引起火灾或爆炸。

雷电感应分为静电感应和电磁感应。采用架空供电线路时，在雷雨天气由于静电感应架空线路上感应的大量电荷形成感应过电压波冲击煤矿的供电设备。煤矿里的金属屋顶或其他导体同样会由于雷电静电感应产生过电压损坏设备。由于雷电流有极大峰值和陡度，在它周围的空间有强大的变化的磁场，处在这电磁场中的导体会感应出较大的电动势。

当存在较大环路且不闭合时，在开口处容易产生火花和高电压，引起易燃物品着火、易燃气体爆炸和电子设备损坏。在煤矿的信息系统、供、配电系统和炸药库易产生静电荷和存在较大环路的部位*容易遭受雷电感应的损害。

雷电波侵入的主要途径有三种：

**种是直接雷击击中室外的金属导线，使闪电的高电压以脉冲波的形式沿导线侵入室内；

第二种是来自间接雷的电磁脉冲在导线金属体上感应产生高电位，然后以脉冲波的形式沿着导线传播侵入室内；

第三种是由于云地闪电击在建筑物上或建筑物附近时，在地中产生高电位，这种形式的高电位通过零线和接地线侵入室内。按照以上的雷电波侵入的主要途径分析，煤矿容易遭受雷电波侵入的部位是存在较多线路和电子设备的信息系统、供配电系统、主、副井提升机房，当雷电波侵入脆弱的电子设备时极易造成这些设备的损坏，进而引发生产事故，严重是造成人员伤亡。

雷击电磁脉冲是闪电通道在先导主放电过程中向外辐射的高频和甚高频电磁能量。电磁脉冲主要由传导耦合和辐射耦合两种方式传送到被干扰对象。对于煤矿而言，雷击电磁脉冲主要作用于通信系统、瓦斯监控系统和监测系统等信息系统。

在井内的电子设备同样也会受到干扰或损坏，电磁脉冲可以穿透岩层或者通过井口干扰或损坏井内的电子设备，虽然电磁脉冲在穿透岩层时有一定衰减，但是其对井内设备的破坏力还是不容忽视的。

雷击电磁脉冲同时也可作用于进入矿井的各种金属管道和线缆形成过电压干扰或损坏井内电子设备，造成瓦斯监控系统、风机监控系统、人员定位系统等监控系统的瘫痪，造成生产事故。

经过以上分析可以将煤矿各部位和系统易遭受的主要雷害汇总如表1所示。