
矿用控制电缆作为矿井生产系统的 “神经脉络”,承担着设备控制信号传输与电力分配的关键作用,其敷设质量直接影响矿井安全生产。矿井环境复杂,存在高湿、粉尘、机械冲击、电磁干扰等多重隐患,若敷设时忽视风险点,易导致电缆破损、信号中断甚至引发电气事故。下面从环境、设备、施工、维护四个维度,详细梳理敷设过程中需重点避开的风险点及应对措施。
一、避开高风险空间环境:防止环境因素直接损伤电缆
矿井井下空间环境特殊,部分区域存在天然风险,敷设电缆时需优先避开或采取针对性防护措施,避免环境因素对电缆造成持续性损伤。
首先需避开淋水与积水区域。矿井井下含水层、断层附近及排水不畅的低洼处易形成淋水或积水,若电缆直接敷设于此,水会渗透电缆外护套缝隙,导致绝缘层受潮老化,降低绝缘性能,严重时引发短路故障。敷设前需通过矿井地质资料确认淋水点位置,对无法绕行的区域,需采用防水桥架架空敷设,桥架底部加装排水坡度,同时选用具备防水等级的电缆(如符合 GB/T 12972.6 标准的防水矿用电缆),并在电缆接头处缠绕三层防水胶带,外层再包裹不锈钢保护壳,形成双重防水屏障。
其次要避开粉尘浓度过高的区域,如掘进工作面、破碎机附近等。高浓度粉尘(尤其是金属粉尘)易附着在电缆表面,长期堆积会堵塞电缆散热通道,导致电缆运行温度升高,加速绝缘层老化;同时粉尘颗粒具有研磨性,电缆受机械振动时,粉尘会磨损外护套,形成细小划痕。此类区域敷设电缆需采用封闭式金属桥架,桥架接口处用密封胶条密封,定期对桥架内部进行吸尘清理;若采用直埋敷设,需在电缆外层包裹耐磨防腐套管,套管厚度不低于 5mm,防止粉尘磨损。
另外需避开高温热源附近,如矿井供暖管道、电机散热端、井下燃烧室周边等。矿用控制电缆绝缘层多为橡胶或聚乙烯材质,长期处于 60℃以上高温环境中,易出现软化、变形甚至熔融,导致绝缘性能急剧下降。敷设时需确保电缆与高温热源的距离不小于 1.5m,若空间受限无法满足距离要求,需在电缆与热源之间加装隔热挡板(选用耐高温的陶瓷纤维板),同时选用耐温等级不低于 90℃的耐高温矿用电缆,确保电缆在高温环境下稳定运行。
二、避开设备与机械干扰:防止外力冲击与信号干扰
矿井井下存在大量大型机械设备,敷设电缆时若靠近这些设备,易受机械冲击、振动及电磁干扰影响,导致电缆物理损伤或信号传输异常,需重点避开相关风险区域。
一,避开重型设备运行与检修区域,如采煤机、刮板输送机、液压支架的移动路径及检修通道。此类设备体积大、重量重,运行时易产生剧烈振动,若电缆敷设在设备附近,振动会导致电缆接头松动、外护套开裂;设备检修时,吊装工具或零部件可能意外撞击电缆,造成电缆断裂。敷设时需将电缆敷设在设备运行轨迹外侧 3m 以上,或采用穿管埋地敷设,管材选用高强度无缝钢管,管壁厚度不低于 8mm,同时在管道两端设置警示标识,提醒检修人员避开电缆敷设位置。
第二,避开强电磁干扰源,如井下高压电缆、变压器、变频调速设备等。矿用控制电缆传输的控制信号多为低电压、弱电流信号,若与强电磁干扰源距离过近,会受到电磁感应影响,导致信号失真,引发设备误动作。敷设时需遵循 “强弱电分离” 原则,控制电缆与高压电缆(10kV 及以上)的平行敷设距离不小于 0.5m,交叉敷设时垂直距离不小于 0.2m;与变频设备的距离需保持在 1m 以上,若无法满足距离要求,需为控制电缆加装金属屏蔽层(屏蔽层接地电阻不大于 4Ω),或选用具备双层屏蔽结构的矿用控制电缆,降低电磁干扰影响。
第三,避开顶板不稳定与落石风险区域,如采空区上方、断层破碎带、巷道顶板支护薄弱处。矿井井下顶板若存在裂隙或支护强度不足,易发生顶板垮塌或落石,砸伤敷设的电缆。敷设前需联合地质、掘进部门评估顶板稳定性,对顶板破碎区域优先采用 “顶板锚杆 + 锚索” 加强支护,电缆敷设时选用挂式敷设方式,将电缆固定在巷道顶板的专用电缆挂钩上,挂钩间距不大于 1.5m,且挂钩需牢固嵌入顶板支护锚杆中,防止落石冲击导致电缆脱落或破损。
三、避开施工操作隐患:规范施工流程减少人为损伤
敷设过程中的不规范操作是导致电缆损伤的重要原因,需避开施工中的细节隐患,确保敷设质量符合矿井安全标准。
首先需避开电缆过度弯曲与拉伸。矿用控制电缆的弯曲半径有严格要求(通常不小于电缆外径的 10 倍),若施工时强行将电缆弯曲至小于规定半径,会导致内部导体断裂、绝缘层开裂;敷设时若拉力过大,会拉伸电缆内部结构,破坏导体与绝缘层的结合,影响信号传输。施工前需根据电缆型号确定小弯曲半径,敷设时采用专用电缆放线架,控制放线速度(不超过 5m/min),避免电缆在地面拖拽;在巷道转角处设置导向轮,确保电缆弯曲角度符合要求,严禁硬折硬弯。
其次要避开电缆敷设路径交叉重叠。部分施工人员为图方便,将多根电缆重叠敷设在同一桥架或巷道底部,导致电缆散热不良,同时重叠处易因振动产生摩擦,磨损外护套;若其中一根电缆出现故障,还会影响周边电缆的检修与更换。敷设时需规划清晰的路径,同一桥架内的电缆需分层排列,层间间距不小于 20mm,确保空气流通;不同用途的电缆(如控制电缆与动力电缆)需分开敷设,若共用桥架需用隔板隔离;在巷道底部敷设时,需采用支架将电缆架空,避免与地面杂物接触,支架间距不超过 2m。
另外需避开接头处理不规范的风险。电缆接头是敷设过程中的薄弱环节,若接头处剥削过度(损伤导体或绝缘层)、压接不牢固、密封不严,易导致接头处接触电阻过大,运行时发热烧毁,或进水受潮引发故障。处理接头时需使用专用剥削工具,严格控制剥削长度(根据接头型号确定,通常为 15-20mm),避免损伤内部结构;压接时选用与电缆导体截面积匹配的压接端子,用液压压接钳压接(压接压力不低于 50MPa),确保压接处无松动;密封时采用矿用专用防爆接头盒,接头盒内填充防水密封胶,盒体两端用不锈钢卡箍紧固,确保密封性能符合 IP68 防护等级。
四、避开后期维护障碍:为长期运维预留安全空间
敷设电缆时需考虑后期维护便利性,避开可能阻碍检修、增加维护难度的风险点,确保电缆出现故障时能快速排查与处理。
一,避开维护通道受阻的区域。若电缆敷设在巷道狭窄处、设备检修通道旁或消防通道上,会占用维护空间,检修人员无法靠近电缆进行检测与维修,同时紧急情况下还会影响人员疏散。敷设时需确保电缆与巷道侧壁的距离不小于 0.3m,与检修通道边缘的距离不小于 0.5m,严禁将电缆敷设在消防通道内;在电缆敷设路径上每隔 50m 设置一个检修平台,平台面积不小于 1.5㎡,方便检修人员站立操作。
第二,避开标识缺失或模糊的风险。部分施工人员忽视电缆标识,敷设后未在电缆两端及转弯处设置清晰标识,或标识牌固定不牢固、信息不全(未标注电缆型号、用途、长度、敷设日期),导致后期维护时无法快速识别电缆,增加检修时间。敷设完成后需立即安装标识牌,标识牌选用耐磨损、耐腐蚀的金属材质,信息用激光雕刻(确保长期清晰);标识牌固定在电缆挂钩或桥架上,高度不低于 1.5m,便于人员查看;同时绘制电缆敷设走向图,标注各段电缆的位置、长度及接头处坐标,存档至矿井运维部门。
第三,避开与其他设施冲突的区域。矿井井下还存在通风管道、给排水管道、瓦斯抽采管等设施,若电缆敷设路径与这些设施交叉且未采取防护措施,管道泄漏(如水管漏水、瓦斯管漏气)会损伤电缆,管道检修时也可能误碰电缆。敷设前需与通风、机电、瓦斯防治等部门沟通,明确各设施的位置与走向,电缆与管道平行敷设时距离不小于 0.5m,交叉敷设时垂直距离不小于 0.3m;在电缆与管道交叉处加装防护套管(套管长度不小于 1m),套管两端用密封胶密封,防止管道泄漏物进入套管损伤电缆。
总之,矿用控制电缆敷设需综合考虑矿井环境、设备特性、施工规范与后期维护,全面避开各类风险点,确保电缆敷设质量符合《煤矿安全规程》及相关行业标准。敷设完成后还需进行绝缘电阻检测(绝缘电阻值不低于 100MΩ)、耐压试验(试验电压为额定电压的 2 倍,持续时间 1min),合格后方可投入使用,为矿井安全生产提供可靠的电缆传输保障。