非煤矿山电气设备老化问题对安全生产的影响及对策研究

摘要：随着非煤矿山的快速发展，电气设备在矿山生产中的作用愈加重要。然而，长期高负荷运行使得电气设备的老化问题日益突出，给安全生产带来了严峻的挑战。设备老化不仅增加了故障发生的频率，还可能导致严重的安全事故，如火灾、爆炸等。电气设备老化的主要表现包括电气元件腐蚀、绝缘性能下降、接触不良等。文章通过对非煤矿山电气设备老化问题进行分析，探讨了其对安全生产的影响，并提出了一系列优化对策，包括加强设备维护管理、定期检测与更换老化部件、提高操作人员的安全意识等。研究结果表明，通过科学管理和技术手段，可以有效延缓电气设备老化，确保非煤矿山的安全生产。

关键词：非煤矿山；电气设备；老化问题；安全生产；对策研究

非煤矿山是指以矿产资源开采为主，非煤类矿产为主要开采对象的矿山企业。随着矿产资源的逐步开采，矿山生产中的电气设备逐渐增多，成为保障矿山生产顺利进行的关键因素。然而，由于矿山工作环境的特殊性，电气设备在长期高负荷、高湿、粉尘等恶劣条件下容易发生老化。设备老化导致的故障和安全隐患已经成为非煤矿山安全生产的重要隐患之一。电气设备老化问题不仅影响生产效率，还严重威胁到矿山作业人员的生命安全。鉴于此，分析电气设备老化的原因和影响，提出有效的应对措施，对于提升非煤矿山的安全生产水平具有重要意义。

一、非煤矿山电气设备老化问题的表现及影响

（一）电气设备老化的定义与表现

电气设备老化是指在长时间的使用过程中，电气设备由于环境因素、机械负载、材料性能退化等原因，导致其性能下降、结构损坏甚至失效的现象。在非煤矿山的生产环境中，电气设备老化的表现通常有以下几种形式：

1、电气元件腐蚀

非煤矿山工作环境中，设备常常暴露于高湿、高粉尘及有腐蚀性气体的环境中，这些因素对电气元件的影响尤为显著[1]。金属部件如导线、接触器、开关等，长时间处于潮湿和酸碱气体的作用下，容易发生氧化和腐蚀。尤其是在井下矿井作业时，湿气、粉尘及矿石成分对电气设备产生侵蚀作用，严重影响设备的导电性能和可靠性。

2、绝缘性能下降

电气设备中的绝缘材料如电缆、变压器、开关等，会随着使用时间的延长而发生老化，导致绝缘性能逐步下降。特别是在高温和潮湿环境中，绝缘层可能发生裂纹、老化，甚至导致短路事故的发生。绝缘性能的下降直接威胁到设备的正常运行，增加了触电及电气火灾的风险。

3、接触不良与接点松动

长期的震动、热膨胀和收缩等因素，会导致电气设备内部接触点发生松动，接触不良。这不仅增加了电气设备的能耗，还容易引发设备过热、火花甚至电气短路。尤其是对于矿山使用频繁的电动机、开关和配电装置，接触不良问题尤为严重，一旦未及时处理，可能导致设备停运或严重事故。

（二）电气设备老化对安全生产的影响

非煤矿山的电气设备老化问题对安全生产产生的影响不容忽视。设备老化的直接后果是设备故障频发，从而引发安全事故。具体影响体现在以下几个方面：

1、设备故障频发，生产中断

电气设备老化最直接的影响是故障率的增加。老化的电气设备由于性能退化，极易发生短路、断电、元件失效等故障[2]。例如，电缆的绝缘层出现问题时，容易导致电力中断，严重时可能引发设备起火或爆炸。而电气设备的频繁停运不仅影响矿山生产的稳定性，也增加了停机维修和设备更换的成本。

2、电气火灾与爆炸事故风险增加

电气设备老化引发的电气火灾是非煤矿山安全生产中的重大隐患之一。矿山地下工作环境复杂，湿度较大且气体易燃易爆。设备老化导致电气元件接触不良、过载运行或绝缘损坏时，很容易产生电弧、过热或火花，进而引发火灾。而矿山中某些设备如电动泵、电动机等工作负荷大，电气故障发生后，爆炸的风险也大大增加。历史上，多起矿山安全事故均因电气设备故障引发，造成了严重的人员伤亡和财产损失。

3、操作安全隐患与人员伤亡

电气设备老化还可能导致操作人员的安全隐患。由于设备老化、接触不良等问题，设备的操作变得不稳定，电流波动较大，容易触发电气故障或电击事故。在高温、高湿、高粉尘的矿山工作环境中，电气设备的老化往往增加了操作人员与电气设备接触的危险性，一旦发生设备故障或电气事故，将直接危及操作人员的生命安全。

二、非煤矿山电气设备老化问题的原因分析

（一）电气设备使用环境恶劣

非煤矿山中的电气设备面临着高温、高湿、强电磁干扰等恶劣的工作环境。例如，在井下矿井，空气潮湿且矿尘浓重，容易对电气元件造成腐蚀和磨损[1]。此外，由于矿山设备常处于振动较大的环境中，频繁的机械震动导致电气设备连接部位出现松动，影响设备的稳定性和使用寿命。矿山井下存在大量金属矿石粉尘，甚至可能存在有害气体，这些都对电气设备的长期使用造成极大的负担。

（二）电气设备维护与管理不到位

尽管大多数非煤矿山已配备专业的电气维护人员，但设备老化问题的发生与维护管理不规范密切相关。许多矿山在设备使用过程中未能定期进行检查、维护和更换老化部件。由于缺乏完善的预防性维护制度，一些电气设备的运行状态没有得到及时检测和评估，导致潜在隐患积累，设备老化问题严重。部分矿山管理人员未能充分认识到电气设备老化的安全隐患，缺乏系统的管理措施和技术手段。

（三）设备采购与使用不规范

部分非煤矿山在设备采购和使用过程中存在不规范现象。例如，在设备采购时，未充分考虑设备的环境适应性和运行负荷，一些低质量或不适合矿山环境的电气设备被选用。此外，部分设备在使用过程中未能按照生产需求进行合理配置，过载运行、频繁启停等操作加剧了电气设备的老化。随着时间推移，这些不合规设备更容易出现老化现象，增加了安全生产的风险。

三、非煤矿山电气设备老化问题的应对策略与对策

（一）加强设备的定期检查与维护

为有效应对电气设备老化问题，非煤矿山必须建立完善的设备检查与维护制度。电气设备老化通常是一个渐进的过程，因此通过定期的检查与维护，可以提前发现问题并及时处理，延长设备的使用寿命，减少故障的发生。定期检查不仅可以避免设备因为老化而发生突发故障，还能在早期阶段发现潜在的安全隐患，从而降低事故发生的概率。

1、红外线热成像技术的应用

红外线热成像技术是一种无接触的电气设备检测方法，能够精准监测设备的温度变化。通过检查电气接点、电缆连接端子、开关、变压器等部位的温度分布，及时发现异常温度，避免设备故障。例如，在电动机的维护中，通过热成像扫描接触端子，如果发现某个端子温度过高，则可能是接触不良或内部电流过载的信号。此时，及早修复可以有效防止过热引发的火灾或设备烧毁。此外，该技术还可用于检测配电装置和开关柜中的过热区域，减少因局部温升过高导致的电气事故。

2、电气检测仪器的使用

电气设备的维护需要借助先进的电气检测仪器，定期检查设备的绝缘性、接地电阻和负载情况[3]。例如，电缆绝缘检测仪可以用于检查电力电缆绝缘层是否存在老化、裂纹或电解现象，防止因绝缘失效导致的电气短路或触电事故。电流负荷监测仪器能够实时监控电气设备的负荷情况，及时发现电流异常，从而避免因负载过重而造成的设备损坏。以老旧电缆为例，通过使用高频电气检测设备，可及时发现电缆中的潜在裂缝或绝缘层破损，避免设备停运并减少故障率。

3、制定设备维护周期与计划

制定科学的设备维护周期和计划是保障电气设备长期稳定运行的关键。针对不同的电气设备，如配电装置、变压器、电动机等，矿山应根据设备的重要性、运行环境和使用频率，设计详细的检查和保养计划。配电装置每季度需进行绝缘性测试、负荷测试及电流测量，确保设备不会因过载或绝缘失效发生故障。变压器则需要定期检查油温、油压，并进行局部放电测试，确保其内部电气性能良好。在设备维护计划中，还应设置关键备件储备计划，如电缆、接触器、继电器等，确保设备出现故障时能够迅速更换零部件，减少停机时间，确保矿山生产的持续稳定性。

（二）引入先进的电气设备与材料

随着技术的不断进步，越来越多的新型电气设备和高性能材料被研发出来，它们具备了更强的抗老化能力和耐用性。非煤矿山应积极引入这些先进的电气设备与材料，以提升设备的抗老化能力，确保设备长期稳定运行，并减少由于设备老化引发的安全隐患。

1、高防护等级电气设备

电气设备的防护等级直接关系到其在恶劣环境中的耐用性。非煤矿山工作环境通常存在粉尘、水汽、腐蚀性气体等因素，因此，采用高防护等级的电气设备显得尤为重要。例如，矿山可以选择符合IP65以上防护等级的电气控制柜，这类设备能够有效防止水和灰尘的进入，确保设备即使在恶劣环境下依然能够稳定运行。通过提高电气设备的防护等级，不仅延长了设备的使用寿命，还能减少环境对电气元件的侵蚀，降低设备老化速度。

2、耐高温电气材料的应用

在矿山作业过程中，电气设备常常面临高温、高湿、强腐蚀等极端条件。采用耐高温、耐腐蚀材料可以有效提高设备的适应性。例如，在井下环境中，矿山可以选择耐高温、耐酸碱的绝缘电缆，如聚氯乙烯（PVC）和交联聚乙烯（XLPE）电缆，这些电缆具有较好的抗老化性能，可以在高温、高湿、腐蚀性环境中长期稳定工作。此外，对于变压器的绝缘油，也可以采用高性能的绝缘油，这些油具有更高的耐热性和更强的抗老化能力，能够有效延缓变压器的老化进程。

3、防水防潮电气设备

井下潮湿的作业环境对电气设备的老化速度有着显著的加速作用。矿山可以选用防水、防潮电气设备，如防水型接线盒、防潮电动机等，以减少设备受潮损坏的风险。例如，在湿度较大的环境中，使用防水电气控制柜和防水插头，可以有效防止设备进水导致的电气故障。同时，防潮材料的使用，如防潮封闭胶，能有效隔绝水分，保护电气元件免受潮气侵害。

（三）提高操作人员的安全意识与操作技能

操作人员在非煤矿山电气设备的日常运行中发挥着至关重要的作用。无论设备多么先进，操作人员的安全意识与操作技能都直接影响到电气设备的安全运行。为此，提高操作人员的安全意识和操作技能是防止电气设备因人为因素而加速老化或发生事故的关键。

1、定期安全培训与技能提升

矿山应定期组织电气设备操作人员进行安全培训，重点讲解电气设备老化的常见表现、工作环境对设备的影响、设备故障的预警信号等内容[4]。例如，培训中可以通过案例分析，帮助操作人员了解电气设备老化的早期迹象，如电缆外皮老化、接线松动、电气元件发热等。通过定期的培训，确保操作人员对设备故障能够及时发现和处理，避免因人为操作不当而加剧设备老化。

2、掌握设备的操作与维修技巧

操作人员不仅需要具备基本的安全意识，还应当掌握设备的操作技巧，能够熟练地进行设备的日常维护与简单故障排除[5]。例如，操作人员应当定期检查电气设备的接地系统，确保接地电阻符合安全标准；在操作高功率电气设备时，应注意监控电流、电压的变化，避免过载运行。同时，操作人员应了解电气设备的工作原理与常见故障现象，能够在设备出现异常时及时采取有效的应急措施。

3、应急处理与事故预防能力

电气设备在长期运行过程中不可避免地会出现一些故障，操作人员应具备一定的应急处理能力。例如，在电气设备出现故障时，操作人员应迅速判断故障类型，采取正确的应急措施，如断开电源、避免二次故障等，并根据设备故障的不同类型，选择合适的手段进行处理。对于火灾、电气短路等紧急情况，操作人员还应具备使用灭火器、急停装置等应急设施的能力。通过加强操作人员的应急处置能力，不仅能够有效应对突发故障，还可以在事故发生的初期阶段进行有效控制，从而减少设备老化过程中发生事故的风险，保障矿山的安全生产和人员的生命安全。

总结：非煤矿山电气设备老化问题对安全生产构成了重大挑战，需要高度重视。设备老化不仅增加故障率，还可能引发电气火灾、设备损坏等安全事故。因此，采取有效对策至关重要。首先，定期检查与维护电气设备，利用红外线热成像、电气检测仪器等技术，能够及时发现设备隐患，延缓老化进程。其次，引入先进的电气设备和材料，如耐高温绝缘电缆、防腐蚀电气元件等，有助于提高设备的使用寿命和抗老化能力。最后，通过加强操作人员的安全培训，提升他们的设备操作技能和应急处置能力，能够在设备出现问题时快速应对，避免事故发生。

参考文献

[1]张立新.煤矿电气设备安全管理存在的问题及对策[J].自动化应用，2023，64（10）：204-205+219.

[2]侯敏俊.煤矿电气设备故障以及维修策略[J].能源与节能，2023.06.026.

[3]赵文诚.智能化技术在矿山电气自动化控制中的应用[J].自动化应用，2023，64（S1）：103-105.

[4]夏昱磊.煤矿供电设备的安全防护与电气保护技术[J].能源与节能，2023.11.038.

[5]徐图南.探究金属矿山电气设备的维护与保养[J].中国金属通报，2024，（03）：119-121.