1.???? 入井安全
避灾路线,是指矿井每个工作面选定最近、最安全的撤退路线。避灾路线的各个拐角、交叉点都必须有路标。水避灾路线,向高处走;火、瓦斯、爆炸避灾路线向新风走。
工作面注意事项:行走时要走人行道,不要靠煤帮走,也不要在刮板输送机上走,也不要在没有支架处站立;注意避开采煤机的滚筒和牵引链,防止碰伤;不要触摸电气设备;不要钻到采空区中去休息。
一通三防:矿井通风、防治瓦斯、防治矿尘、防治火灾。
矿工权利:参与安全生产管理权、安全生产监督权、安全生产知情权、参与事故隐患整改权、不安全状况停止作业权、接受安全教育培训权、抵制违章指挥权、紧急避险权。
三违:违反规定操作(违章作业/操作)、违章指挥和违反劳动纪律。
2.???? 矿压与顶板控制
水、火、瓦斯、煤尘和顶板事故,俗称“五在灾害”。顶板事故,无论是发生的次数和伤亡的人数上,均排在五大灾害之首。顶板事故发生在采煤工作面的占77.50%,发生在掘进工作面的占14.84%。
煤层上面的岩层叫做顶板,煤层下面的岩层叫做底板。一般根据顶板是不是容易垮落及距煤层的距离,分为伪顶、直接顶和老顶。伪顶直接贴在煤层上,厚度在0.5m以下,随着放炮或采煤机采煤容易脱落。通常由粘土、炭质页岩、泥质页岩等强度较低的岩层所组成。直接顶,通常由泥岩、页岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层组成。老顶,大都由坚硬的砂岩、砾岩或石灰岩组成。直接底位于煤层之下,通常由泥岩、页岩、粘土岩组成。老底,通常由砂岩、石灰岩等比较坚固的岩层组成。
消除坚硬顶板冒顶事故的根本办法:长壁全部垮落采煤法。
顶板压力,指由于采掘活动而作用在巷道及回采工作面周围岩体中,以及支架上的压力。
初次来压,指一个新工作面从开始向前推进,老顶第一次大面积垮落造成的工作面压力突然增大。
周期来压,指工作面继续向前推进,经过一定时间、达到一定距离时,工作面顶板压力又重复出现。周期来压时,工作面的顶板压力和顶板下沉量比平时大30%~40%。
拱形理论,自然平衡拱假说,当顶板冒成“拱”形,这时顶板的压力通过圆拱传递到巷道两帮上,形成了自然平衡拱,这个拱可以保持比较长时间的稳定,巷道支架所承受的压力,主要是拱内破碎岩石的重量。
顶板管理方法,垮落法、充填法、煤柱支撑法和缓慢下沉法。
垮落法,也叫陷落法,指随着工作面向前推进,把工作面的靠近采空区的支架撤出,让直接顶自行垮落或者强制垮落,也就是我们常说的回柱放顶。工作面没推进方向一次放顶的宽度叫放顶步距;放顶前工作面沿推进方向的最大宽度叫最大控顶距;放顶后沿推进方向的宽度叫最小控顶距。
金属支架有三种形式:戴帽点柱,适用于坚硬且不平整的顶板;支架,适用于顶板比较破碎或局部小地质构造的工作面;悬臂支架,有利于工人操作。
自移式液压支架的三种类型:支撑式,适用于顶板坚硬完整,周期压力明显或强烈,底板也较坚硬的采煤工作面;掩护式,主要依靠掩护板把工作面和采空区隔离,防止垮落的矸石窜入工作面,适应不平整的顶板条件,用来支护松散破碎的不稳定或中等稳定顶板,但不适用于直接顶坚硬、周期来压明显的工作面;支撑掩护式,以支撑为主,但又有掩护作用的支架。
综合机械化采煤,指自移式液压支架与采煤机、可弯曲刮板输送机配套使用。
锚杆支护,利用围岩自身的强度“加固顶板”。锚杆巷道挂上金属网,喷上混凝土,就是锚喷支护。
顶板事故的常见原因:地质构造、顶板压力的变化、回采工序的影响、工作面部位不同、顶板管理方式、人的因素、技术装备落后。
综采工作面冒顶事故原因:架型与围岩条件不适应(在破碎顶板下没有采用掩护式支架,而使用了垛式支架,引起冒顶和漏矸事故)、支架工作阻力确定不合格(根据顶板压力及岩性特点正确选择合适架型)、煤壁片帮、超高采煤容易冒顶(采高不能超过支架允许高度)和端面距大(端面距一般应不大于300mm)。
老巷,指工作面推进中遇到的过去掘的废旧巷道。
冒顶预兆:响声、掉碴、片帮、裂缝、脱层和漏顶。
工作面上下端头,是指沿工作面方向,上巷下帮向工作面方向10米,下巷上帮向工作面方向10米的范围内。规定要求,使用摩擦金属支柱的回采工作面上下端头部位,应使用单体液压支柱支护;工作面输送机头部位要使用四对八根11号工字钢长梁支护,保持一梁三柱,交替迈步前移,绝不能把工字钢侧向使用和不成对使用。
回采工作面上下巷道距煤壁线20米范围内需要超前支护。
单体支护工作面矿压观测的主要内容:顶板下沉量、顶板下沉速度、支柱所受压力和活柱压缩量。
3.???? 瓦斯防治
瓦斯的扩散性很强,速度是空气的1.34-1.6倍。当甲烷的浓度达到57%时氧气相应地降到9%人在短时间内会窒息死亡。
瓦斯爆炸条件(3个):瓦斯浓度5%-16%,7%-8%是最优爆炸浓度;火源650℃-750℃以上,煤炭自燃、明火、电气火花、吸烟及摩擦都会点燃瓦斯;空气中的氧气浓度12%以上。
瓦斯爆炸界限不是固定不变的。如有可燃气体或煤尘混入,当温度、压力增加后,瓦斯爆炸界限会扩大,不到5%或超过16%均会发生爆炸。CO2或N2混入后,可使瓦斯爆炸界限缩小,即达到5%-16%也不爆炸。当空气中瓦斯的浓度在5%以下和超过16%时,遇火燃烧。
瓦斯爆炸危害(3个):产生剧毒气体(CO),当浓度达到4%时,人在短时间内中毒死亡;产生高温,瓦斯浓度9.5%时,瓦斯爆炸的瞬间温度可达1850℃-2650℃,并可能伴生火灾;产生高压气体,瓦斯爆炸后,巷道中空气压力约为爆炸前的7倍,高压气体以每秒几百米的冲击波摧毁巷道支架设备,扬起煤尘,引发煤尘爆炸。
瓦斯积聚,是指局部空间(大于0.5m3)中瓦斯浓度超过2%的现象。
瓦斯报警断电仪,能连续监测风流中瓦斯浓度,当瓦斯超限时,以发出声光报警的同时,切断受控电器设备的供电电源,以起到安全保护作用;当瓦斯浓度降低到规定值时,仪器能自动恢复供电。
风电瓦斯闭锁装置,主要用于高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井的掘进工作面。它根据掘进工作面及关联巷道的瓦斯浓度,对局部通风机及关联掘进巷道内的电器设备实现断电、变电控制,并不准强行启动动力设备。
防止瓦斯积聚的措施;加强通风、加强瓦斯检查和及时处理局部瓦斯积聚。
处理瓦斯积聚的方法(4种):充填置换法、风压调节法、沿空留巷排除法,其实质与尾巷排除法一样,再有就是,根据具体情况,调整通风方式,达到排除的目的。
处理上隅角瓦斯积聚的方法:风障引导风流法、风筒导排风流法、尾巷排除法、抽放排除法。
瓦斯喷出,指大量处于承压状态的瓦斯从煤岩裂缝或孔洞中放出的动力现象,包括煤岩空洞承压瓦斯喷出和煤层卸压瓦斯喷出。
煤与瓦斯突出,指在井下采掘过程中,尤其是在石门过煤层掘进时,常常发生一瞬间(几秒钟内)工作面突然被破坏,大量煤与岩石被抛出,并放出大量瓦斯的现象,简称突出。
“四位一体”综合防突措施,指突出危险性预测、防治突出措施(局部性措施(钻孔排放瓦斯、超前钻孔、超前支架、深孔松动爆破和卸压槽等)和区域性措施(开采保护层和预抽煤体瓦斯))、防突措施的效果检验和安全防护措施(5项内容,震动爆破、远距离爆破、构建避难硐室、压风自救系统和配备隔离式自救器)。
开采保护层防止突出,在开采煤层群时,有的煤层突出危险性大,有的煤层突出危险性小,为了保护突出危险性大的煤层而先开采不突出或突出危险性小的煤层,叫保护层。围岩及煤层向采空区变形,突出煤层的突出危险性会降低或消除,在保护层开采中应尽可能不留或少留煤柱。
4.???? 矿井通风与防尘
通风目的:保证井下工作人员的呼吸(空气的标量:O2浓度不低于20%、CO2浓度不超过5%)、稀释并排出有害气体及粉尘(有害气体主要有CO、NO2、SO2、H2S)、为井下创造良好的气候条件(人体最适宜的空气温度为15℃~25℃、湿度为50%~60%)。
一般来说,人在休息时平均需氧量为0.25L/min,工作和行走时为1~3 L/min。
人体缺氧症状与空气中氧气浓度关系
氧浓度(体积)% | 主要症状 |
17 | 静止时无影响,工作时能引起喘息和呼吸困难 |
15 | 呼吸及心跳急促,耳鸣目眩,感觉和判断能力降低,失去劳动能力 |
10~12 | 失去理智,时间稍长有生命危险 |
6~9 | 失去知觉,呼吸停止,如不及时抢救几分钟内可能导致死亡 |
100条,采掘工作面的进风流中O2浓度不得低于20%,CO2不超过于0.5%;
CO2中毒症状与浓度关系
CO2浓度(体积)% | 主要症状 |
1 | 呼吸加深,但对工作效率无明显影响 |
3 | 呼吸急促,心跳加快,头痛,人体很快疲劳 |
5 | 呼吸困难,头痛,恶心,呕吐,耳鸣 |
6 | 严重喘息,极度虚弱无力 |
7~9 | 动作不协调,大约10min可能发生昏迷 |
9~11 | 数分钟内可导致死亡 |
100条,采掘工作面的进风流中CO2不超过于0.5%;135条,矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或CO2浓度超过0.75%时,必须查明原因,进行处理;136条,采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中CO2浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。
《煤矿安全规程》第102条,生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电硐室的空气温度不得超过30℃,当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。
采煤工作面的风速:当工作面的温度小于15℃时,风速应为0.3~0.5m/s;在18℃~20℃时,0.8~1.0 m/s;20℃~23℃时,1~1.5 m/s;23℃~26℃时,1.5~2.0 m/s;26℃~28℃时,2.0~2.5 m/s。
《煤矿安全规程》第101条,采煤工作面中允许风流速度最低不低于0.25 m/s,最高不超过4 m/s。
矿井通风方法有两种自然通风和机械通风;
通风方式,按照矿井进风井和回风井在井田内的相互位置关系,分为中央式通风、对角式通风和混合式通风。
中央式通风,分为中央并列式和中央分列式两种。中央并列式,是进风井和回风井都位于井田中央,两井口一般相距30~50米。中央分列式,进风井位于井田中央,回风井则位于井田上部边界沿走向的中央。
对角式通风,分为两翼对角式和分区对角式两种。两翼对角式,进风井位于井田中央,两个风井分别位于两翼上部。分区对角式,两风井位于两翼每个采区的上部。
混合式通风,新设计的矿井采用混合式通风的很少,一般都是随着矿井开采范围的变化而逐步改造形成的。
通风网络,是指按风流方向顺序连结的整个通风路线,基本形式有串联、并联和角联3种。
《煤矿安全规程》第113条,生产水平和采区实行分区通风;《煤矿安全规程》第114条,采、掘工作面应实行独立通风;《煤矿安全规程》第115条,有煤(岩)与瓦斯(CO2)突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。
采煤工作面通风系统,由采煤工作面及其进、回风巷所构成的通风路线,常见类型有U型和Y型,W型和Z型是U型的变形。
采煤工作面上行通风,采煤工作面的风流沿倾斜方向向上流动,优点风流运动方向与瓦斯自然运动方向一致,对排除工作面瓦斯有利,机电设备处于进风流中,安全性较好;缺点,上隅角容易积聚瓦斯,与运煤方向相反,煤炭运输过程中泄出的瓦斯又被带入工作面风流中,容易造成煤尘飞扬,机电设备产生的热量被带到工作面,使工作面气温增高。下行通风,与上行通风相反。
掘进工作面通风方式:全风压通风、局部通风机通风2种。
全风压通风,是指利用矿井主要通风机产生的风压对掘进巷道进行通风,常见形式有纵向风障导风法和双巷平行掘进法。
掘进工作面通风设备,主要有局部通风机和风筒。
局部通风机通风方式,压入式通风、抽出式通风和混合式通风3种。
风筒:刚性风筒(适用于抽出式通风)和柔性风筒(适用于压入式通风)2种。
循环风,由局部通风机送到掘进工作面的风流,清洗工作面后的回风,有一部分或全部又进入同一台局部通风机的现象。
防止循环风的措施:压入式局部通风机和启动装置,必须安装在进风巷中,距回风口不得小于10米;局部通风机的吸入风量必须小于全风压供给该处的风量。
掘进通风的安全措施:保证局部通风机安全连续运转。局部通风机和掘进工作面的电气设备必须装有风电闭锁装置。应采用抗静电、阻燃风筒。
“三专两闭锁”,局部通风机实行“三专”供电,专用线路、专用开关和专用变压器,见128条。
其实通风设施:风桥、风硐、风墙和风门。风桥是用来隔开两股相互交叉的进回风的构筑物,根据通过风量大小的不同,其结构形式有绕道式(通过风量超过20m3/s时宜采用)、混凝土式(通过风量小于20m3/s时宜采用)和铁风筒(过风量较小时宜采用)3种。
风硐,是指连接回风井和主要通风机的通风构筑物,要求壁面光滑,拐弯平缓,断面不宜过小,以减小通风阻力。
风墙,又叫密闭,是指切断风流或封闭采空区,防止风流泄露和瓦斯向生产巷道扩散的构筑物,用帆布木材等修筑的叫临时密闭,用砖或料石砌筑的叫永久密闭。永久密闭的砌筑厚度不应小于0.5m,在煤层中的厚度不应小于1m。
风井防爆门,应布置在出风井口的同一轴线上其断面大于出风井的断面积,防爆门应靠主风机的负压保持关闭状态,并应关闭严密不漏风并有足够的强度。
矿井漏风,指矿井通风时,由地面进入井巷的风流未到达用风地点,而通过通风构筑物、采空区、煤柱裂隙、地表塌陷裂缝以及主要通风机装置附近的缝隙直接渗透到回风巷或地面的风流,按漏风地点分为内部漏风和外部漏风,按漏风形式分为局部漏风和连续漏风。
防止漏风的主要措施:采用合理的开拓方式、开采方法和通风系统、合理选择通风构筑物的建筑地点、提高井下各类通风构筑物的质量、减少向采空区漏风。
矿井反风和反风演习,《煤矿安全规程》第122条,生产矿井主要通风机必须装有反风设施,并能在10分钟内改变巷道中的风流方向当风流方向改变后,主通风机的供给风量不应小于正常供风量的40%。每季度应至少检查1次反风设施,每年应进行1次反风演习;矿井通风系统有较大变化时,应进行1次反风演习。
矿井风量供需比,是指矿井实际总进风量与矿井按需要计算的风量之比,合理范围一般应控制在1.05~1.1为宜。
矿井风量供需比=(实际总进风量/矿井按需计算的风量)×100%
矿井有效风量率,是指各独立通风的采、掘工作面、硐室实际风量之和与矿井主要通风机排风量之比,一般要求矿井有效风量率不得低于85%。
矿井有效风量率=(各独立通风的采、掘工作面、硐室实际风量之和/矿井主要通风机排风量)×100%
矿井主要通风机的效率不得低于65%。
矿井外部漏风率,是指主要通风机漏风和风井附近地表漏风之和与主要通风机风量之比,矿井外部漏风率不得超过15%。
风筒百米漏风率,200m~500m风筒不超过10%;500m~1000m风筒不超过3%;
风筒百米漏风率=(风筒平均百米漏风量/局部通风机的风量)×100%
煤矿粉尘,是指煤矿在生产过程中产生的各类固体物质细微颗粒的总称,其中煤炭、岩石在开采和加工中受破碎而形成的细微颗粒分别称为煤尘和岩尘。
浮游在空气中的含各种粒径的粉尘叫全尘,粒径小于5微米的大部分能进入人体肺部,引发各类尘肺病,这类粉尘叫呼吸性粉尘,粒径小于1毫米的煤炭颗粒都能参加煤尘爆炸。
矿尘来源:电钻或风钻打眼、放炮、风镐或机械采煤、人工或机械装煤、人工攉煤、放顶煤作业、工作面放顶及假顶下的支护、自溜运输、运输设备的转载点及提升装卸点。
采掘工作面产生的矿尘量约占全部矿尘的80%~90%
煤尘爆炸条件(3个):煤尘具有爆炸性,而且浮游煤尘具有一定浓度,下限30~50g/m3,上限1000~2000 g/m3,最强浓度300~400 g/m3;具有点燃煤尘的高温热源,650℃~1100℃;氧气浓度大于18%;据统计,我国国有重点煤矿中有90%的矿井的煤尘具有爆炸危险性,而煤矿多数煤尘爆炸事故都是发生在煤巷掘进工作面,然后向外扩展。
煤尘爆炸破坏原理:具有爆炸性的煤尘遇到火源时,火源周围煤尘迅速气化放出可燃性气体,这些气体与空气混合被点燃,燃烧的热量传递给附近的煤尘又使它们受热气化和燃烧,这种煤尘气化燃烧不断循环扩展,传播速度越来越快,最终使煤尘燃烧变为爆炸。在发生爆炸的地点,空气受热膨胀,空气密度降低,在一个极短时间人形成负压区,外部空气在气压作用下向爆炸地点反流冲击,带来新鲜空气,并扬起煤尘,可能连续发生二次爆炸。爆源10m~30m内程度最轻;在爆炸区内,离爆源越远,爆炸压力越高,爆炸破坏力越强;因为在煤尘爆炸中,火焰的传播速度和爆炸冲击波传播速度越传越快,而冲击波越来越超前于火焰的传播,这就使巷道中的沉积煤尘先被冲击波扬起,尔后随即被火焰点燃爆炸,使爆炸不断向远处蔓延。灾区空气中CO浓度高达2%~3%,这是造成人员死亡的主要原因。
煤尘的分散度与表面积越大,其威力越大。井下空气中如果有瓦斯和煤尘同时存在,可以相互降低两者的爆炸下限,从而增强其危害性。瓦斯浓度达到3.5%时,煤尘浓度只要达到6.1 g/m3就可以发生爆炸。温度越高越容易引爆煤尘。氧气含量低于18%时,煤尘不会爆炸。煤尘爆炸温度高达1600~1900℃。
防尘措施(湿式作业):建有供水系统;煤层注水;湿式打眼、放炮前后洒水冲洗煤壁、使用水炮泥、爆破时喷雾降尘、输送机转载点喷雾洒水和个人防护。
防止沉积煤尘参与爆炸:定期冲洗巷道、清扫积尘,运出井外、撒布岩粉、喷洒粘结剂。
隔绝煤尘爆炸的措施:岩粉棚、隔爆水袋或水槽、自动隔爆水幕。
炮掘工作面综合防尘措施:打孔--湿式凿岩/孔口干式捕尘;落煤--湿式电钻或风镐;爆破--使用水泡泥、爆破喷雾(距工作面迎头8m~10m)、水幕空气净化(距工作面迎头30m处)等;爆破前后冲洗帮顶(距工作面20m范围内);洒水装渣;转载点喷雾降尘;锚喷的潮料喷射、低压近喷、机具改革、水幕净化等;加强通风除尘,合理风速、混合式通风、风流净化、湿式除尘见机等;
机掘工作面综合防尘措施:合理切割参数,截割头内外喷雾;长压短抽通风;附壁风筒向迎头供风;迎头喷水降尘;从集尘器将粉尘抽出进行湿式除尘或干式滤袋除尘。
不得进行煤层注水的情况(煤矿安全规程第154.2):围岩有严重吸水膨胀性质,注水后易造成顶板垮塌或底板变形,或者地质情况复杂、顶板破坏严重,注水后影响采煤安全的煤层;注水后会影响采煤安全或造成劳动条件恶化的薄煤层;原有自然水分或防灭火灌浆后水分大于4%的煤层;煤层很松软、破碎,打钻孔时易塌孔,难成孔的煤层。
5.???? 矿井水、火防治
矿井火灾,是指发生在煤矿井下及井口附近威胁到矿井安全生产和井下人员安全的火灾。根据引火源不同,通常分为内因火灾和外因火灾。外因火灾是由外界引火源引起的火灾。内因火灾是煤炭在一定条件下由煤炭自身的物理化学作用引起的火灾。
火灾的条件:具有一定温度和足够能量的热源、存在一定的可燃物、具有新鲜空气。
火风压
外因火灾引火源:明火、电火、炮火、瓦斯、煤尘爆炸、机械摩擦及物体碰撞引燃可燃物。
防火措施:(220条、222条和223条,明火)严禁将烟火带下井、井口房20m范围内不得有烟火或火炉取暖、井下和井口房不得从事电焊、气焊和喷灯焊接作业。(炮火)严禁放明炮、严禁放糊炮、严禁使用受潮变质炸药、炮眼封泥使用水炮泥。(电火)机电设备应正确选用熔断丝、正确使用继电器、检查发现防爆性能不好的电器设备马上换掉,电缆接头必须使用防爆接线盒。(摩擦火)采煤机割煤时喷雾洒水装置要完好,防摩擦生热起火、避免强硬摩擦产生火花,引爆瓦斯造成火灾、避免机械摩擦,千百万机械用油燃烧,引发火灾、防止硬重金属强烈撞击产生火花。
防火措施:218条,设地面消防水池(不少于200m3水量)和井下消防管路系统(第隔100m设支管和阀门,带式输送机巷道中每隔50m设支管和阀门);240条,预先设计构筑防火门位置,通风系统形成后必须按设计构筑防火门,并储存足够数量的封闭防火门材料,回采结束后必须在45天内进行永久性封闭;219条,进风井口装防火铁门,回风平硐装防火铁门,进风井和水平井底车场连接处设置两道防火铁门;216条,木料场、矸石山、炉灰场距离进风井不得小于80m;224条,井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁器桶内,由专人运送至使用地点,剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地面,严禁在井下存放;226条,主要硐室、带式输送机巷及采掘工作面附近的巷道中应存放一定数量的灭火器材。
内因火灾/煤炭自燃的基本条件:有易自燃的煤炭存在、有含氧量较高的空气流过、散热差,煤炭生成的热量不断积聚,且保持一定时间。
煤炭自燃初期征兆:煤壁出汗、煤岩温度不断升高附近空气温度高于正常温度、头痛四肢无力憋气、闻到煤油、汽油、松节油、煤焦油及烟味时,说明自燃发火已达到非常严重的地步。
预防煤炭自燃措施:采用由上而下的开采顺序,后退式回采;保证巷道工程质量防止冒顶;及时清理浮煤;封闭隔离采空区。
防止煤炭自燃的常用方法:充填灌浆法、惰性气体、喷洒阻化剂。
矿井水主要来源:地表水、地下含水层、裂隙水(断层水)和老空积水。
煤矿常见水灾起因:井壁沉陷坍塌、地表水导通引起透水、断层水涌出、溶洞水涌出、底板承压水涌出及钻孔封闭不好造成涌水。
防治水原则:预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采。
水灾的主要原因:地面防水、防洪措施不当;水文地质资料不清;井巷位置设计不合理;未执行“有疑必探,先探后掘”;处理方法不当,造成透水;钻孔封闭不合格或没有封孔;测量工作失误,导致巷道穿透积水区;排水设备失修,水仓不按时清理;未设防水闸门,闸门不合格或年久失修;乱采乱挖破坏防水煤柱。
排水能力:必须有工作备用和检修水泵,工作水泵能力为1.2倍的正常通水量,备用泵能力不小于工作泵能力的70%,工作加备用泵能力为1.2倍最大涌水量,检修泵能力不小于工作泵能力的25%。
探水情况:286条,接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时;接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时;打开隔离煤柱放水时;接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时;接近有出水可能的钻孔时;接近有水的灌浆区时;其他。
带压开采,利用隔水层的隔水性能,带着水压进行开采。
决定能否带压开采的3个因素:承压含水层水压力的大小及水量的多少、隔水层的厚度及岩层强度、地质构造及采煤活动的对隔水层的破坏情况。
6.???? 煤矿运输、提升及机电
矿井运输特点:据统计,全国煤矿运输事故死亡人数占全部事故死亡人数的1/5左右。矿井运输受到空间限制、矿井运输设备流动性大、运输设备运行速度很快,对人的威胁很大、矿井运输网络呈多水平的立体交叉状态、运输线路复杂、货载变换环节过多。
矿井运输的主要任务:运送煤炭、运送矸石、工人上下班、设备和材料的运输。
矿井运输的三个环节:井筒提升、平巷运输和采区运输。
煤的运输流程:工作面刮板输送机→桥式转载机→顺槽带式输送机→集中上、下山带式输送机→采区煤仓→平巷运输列车装煤→矿用机车牵引列车进入井底车场→提升到地面。
材料运输:地面材料车通过副井井筒提升机下放到井底→矿用机车牵引列车进入采区车场→材料车通过采区轨道上、下山送到采煤工作面。
过卷,提升容器超过井口停车位置而未停止叫作过卷。
过卷保护装置的作用,当提升容器超过正常卸载位置0.5m时,提升器就会碰撞行程开关,便会自动切断电源,使保险闸发生作用;根据提升速度的大小,其过卷高度和过放距离为4~10m不等。
造成钢丝绳断裂的主要原因:钢丝绳磨损严重、锈蚀严重、超负荷运行、钢丝绳在动负荷作用下造成钢材疲劳。
钢丝绳安全系数,401条,专为升降人员用的不小于7;升降人员和物料用的的钢丝绳:升降人员时不小于7,升降物料时不小于6;专为升降物料用和悬挂吊盘用的不小于5。
制动闸(是各类提升机和绞车的重要安全装置)的种类:带式制动闸、块式制动闸和盘式制动闸。
跑车的危害:打翻车辆、撞坏沿途电缆、风水管被撞破、撞人事故。
倾斜井巷运输须知:矿车之间、矿车与钢丝绳之间,都必须使用不会自行脱落的连接装置;
无极绳运输适用于中小型矿井的井下水平巷道或倾角5°~20°的上、下山运输,靠摩擦力索引矿车无极绳运输系统由无极绳绞车、张紧装置、连接装置和托滚部分组成,钢丝绳一般从绞车滚筒前方下部进入,缠绕三圈摩擦圈后,从绞车滚筒下部后出绳,再绕过张紧轮和尾轮,呈无极封闭形,靠摩擦力牵引矿车。
矿用电机车的安全装置:缓冲连接装置、制动装置、撒砂系统、灯和警铃。
列车的制动距离:运送物料时不得超过40m;运送人员时不得超过20m。
电机车架空线的悬挂高度:自轨面算起,在行人巷道内、车场内以及人行道同运输巷道交叉的地方为2m;在不行人的巷道内1.9m;在井底停车场从井底到停车场为2.2m;不同其他道路交叉口的地方为2.2m。
带式输送机保护:373条,防跑偏装置、防滑保护装置、防撕裂装置、防托辊缺油、装堆煤保护装置、制动装置、烟雾感应器、温度传感器、自动洒水装置。
安装输送机的巷道安全距离:22条,输送机与巷帮支护的距离不得小于0.5m,输送机一侧人行道不得小于0.8m,输送机机头与机尾处与巷帮支护距离应满足设备检查和维修的需要,并不得小于0.7m。
重力运输,是指煤与矸石靠自重沿底板自行向下滑落的运输方式,如煤仓、溜煤眼。
绝缘体导电原因:因受潮或水的侵入而变成导体、击穿、任何绝缘体在大于允许温度的情况下长期运行,容易失去绝缘性能,变成导体。
击穿:指绝缘体在一定电压作用下变成导体的现象。
矿用一般型电气设备,一般可用于瓦斯矿井中的井底车场、总朝见巷和主要进风巷,采区变电所,特点:导电部分都有封闭外壳、能防止水滴入或溅入、有专用接线盒、外壳上有KY字样。
煤矿井下常用防爆型电气设备类型:隔爆型(Exd或Ex),除了有矿用一般型电气设备的特点以外,其外壳还具有隔爆性能,适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所;本质安全型(Exi),无论在正常或事故情况下产生的电气火花都是安全火花,适用场所与隔爆型相同;增安型(Exe),凡能产生电火花、电弧或危险高温的部分全部封闭在隔爆外壳中,不产生电火花、电弧或危险高温部分做成矿用一般型,适用于高瓦斯矿井中的照明、信号等设备。
安全火花,是指凡是能量不足以引起爆炸性瓦斯或煤尘点燃或爆炸的电火花。本质安全电路产生的电火花是安全火花,电火花是煤矿井下发生瓦斯或煤尘爆炸的主要火源。
隔爆,指当电气设备内部的爆炸性气体发生爆炸时,决不会引起外部的爆炸性气体发生爆炸。
隔爆型电气设备能隔爆的关键在于特制的隔爆外壳。隔爆外壳特点:足够的机械强度,当内部爆炸性物质发生爆炸时,其产生的高温和爆炸压力,都不会使外壳发生变形超过规定或损坏;外壳的各部接合面或转动部分的间隙,都在规定范围内,当它的内部发生爆炸时,从各部间隙向外喷出的高温气体或火焰,不会引起壳外的爆炸性瓦斯或煤尘爆炸。
井下规定电压等级:高压不超过1万伏、低压不超过1140伏、照明信号电话手持式电气设备不超过127、远距离控制不超过36伏。煤矿用的各种电动机最高定额电压一般为6000伏,常用电压等级3300V、1140V、660V、380V。
过负荷:是指电动机在大于长时间允许工作电流的情况下运行的现象。
过负荷原因:电动机带的机械负荷过重,造成起动时间过长或无法起动(堵转);加在电动机上的电压过低,使电动机的正常工作电流过大(电压低于其额定电压的95%);连续起动或点动次数多且过于频繁;电动机带的机械部分被卡住;不适当的采用反接制动。
电缆类型:橡套电缆、塑料电缆和铠装电缆。
三无、四有、两齐、三全、三坚持:无明接头、无“鸡爪子”无“羊尾巴”,防止短路、漏电和人身触电事故;有过电流和漏电保护装置、有螺钉和弹簧垫圈、有密封圏和档板、有接地装置,防止短路、过负荷、漏电故障范围扩大,防止人身触电,防止失爆;电悬挂整齐、设备硐室清洁整齐,防止各种电缆引起的电气事故、防止硐室内电气设备发生故障;防护装置全、绝缘用具全、图纸资料全,防止发生人身触电等意外事故,加强电气设备管理和电气技术管理,正确指挥生产,防止各种电气事故;坚持使用检漏断电器、坚持使用煤电钻、照明信号综合保护、坚持使用瓦斯电和风电闭锁,防止漏电引起的人身触电、瓦斯爆炸等事故。
7.???? 爆破安全
爆破器材:炸药和雷管、导爆索、发炮器、炮棍和掏勺。
雷管的种类:火雷管(起爆时产生火焰,井下禁止使用)和电雷管(瞬发和延期电雷管)。延期电雷管分秒延期电雷管、半秒延期电雷管和毫秒延期电雷管。
煤矿用炸药分类:煤矿许用炸药(包括煤矿铵锑炸药、煤矿水胶炸药和煤矿乳化炸药)、岩石炸药和露天炸药。
320条,
铵梯炸药:1号(低瓦斯岩巷掘进工作面)、2号(低瓦斯采掘工作面和半煤岩巷掘进工作面)、3号(高瓦斯、低瓦斯矿井的高瓦斯区域)、4号和被筒炸药(煤与瓦斯突出危险的工作面,含水炸药)。
爆炸库管“三防”:防变质、防自爆和防被引爆。
井下爆炸库消防要求:砌碹或用非金属不燃材料支护、防潮措施、备有灭火器、沙袋、水桶等消防器材、采用矿用型照明设备、照明线必须使用阻燃电缆,电压不得超过127V、任何人不得携带矿灯进入。
井下放炮实行“三人连锁”制:放炮员、班组长和瓦检员3人必须同时自始至终参加放炮工作的全过程,并执行换牌制。
掘进工作面炮眼布置基本分为3种:掏槽眼、辅助眼和周边眼。
采煤工作的炮眼(3种):顶眼、腰眼和底眼。
单眼排列布置,适用于薄煤层或煤质松软节理发达的中煤层;双排眼布置,又叫“三花眼”,适用于煤质中硬的中厚煤层;三排眼布置,又叫“五花眼”,适用于煤质较硬的中层煤层。
采煤工作面“五不”,不崩坏顶板、不崩倒崩坏支架、不崩翻刮板输送机、不留底煤、不出大块煤。
采煤工作面“两高、两少”:爆破自装率高(减少人工攉煤量,但又不能把煤抛到采空区去)、炮眼利用率高(保证开帮进度);爆破消耗时间少(尽量一次多放炮)、爆炸材料消耗少(提高经济效益)。
封泥长度:329条,炮眼深度0.6~1m,封泥长度不小于炮眼深度的1/2;炮眼深度1~2.5m,封泥长度不小于0.5m;炮眼深度超过2.5m,封泥长度不小于1m;
放炮后检查:使用瞬发电雷管放炮后,要5分钟以后检查;延期电雷管,要15分钟以后检查。
瞎炮,放不响的炮经过重新联线爆破,仍然不爆炸的就是瞎炮。
缓爆,指爆破网络通电后,有时会出现炸药延缓一段时间才爆炸的现象。
掘进工作面全断面一次爆破顺序:1段掏槽眼→2段辅助眼→3段帮眼→4段顶眼→5段底眼和底角眼。
8.???? 矿工自救互救
创伤急救,人员在受伤后,2分钟内进行急救的成功率可达70%;4~5分钟内进行急救的成功率可达43%;15分钟以后进行急救的成功率很少。
瓦斯煤尘爆炸避灾:迅速背向空气震动的方向,脸向下卧倒,头要尽量低些,用湿手巾捂住口鼻,用衣服等物盖住身体,使肉体的外露部分尽量减少。在爆炸的一瞬间,尽可能屏住呼吸,防止吸入大量的高温有害气体。与此同时,要迅速戴好自救器。→判断自己所处位置,沿避灾路线,尽快进入新鲜风流离开灾区。撤离中,假如巷道破坏很严重,又不知道撤退路线是否安全,就要设法找到永久避难硐室或到较安全的地方(顶板坚固、没有有害气体、有水或离水较近)暂时躲避,等待救护,并且要时刻注意附近情况的变化,发现有危险时,要转换地方。
火灾避灾:迅速戴好自救器,避灾领导逐一检查后撤退→位于火源进风侧应迎着新风撤退/位于火源回风侧,如距火源较近,且火势不大时,应迅速冲过火源撤到进风侧,迎风撤退;如无法冲过火区,则沿回风撤退一段距离,尽快找到捷径绕到新鲜风流中再撤退。/如巷道已经充满烟雾,要迅速辨认发生火灾地点和风流方向,然后俯身摸着铁道或铁管外撤/如无法撤出,应利用独头巷道、硐室或两道风门之间的条件就地取材构筑临时避难硐室,尽量隔断风流,防止烟气侵入,然后静卧待救,同时要设法及早用电话同地面取得联系,以便救护队前来救援。
透水事故避灾:要尽力判明水源性质(断层水、含水层水、老空水)并用最快方式通知附近地区的工作人员一起撤出。透水时,水势很猛,冲力很大,要手扶支架躲过水头冲击后向高处走,进入上一个水平然后出井/假如出路已经被水隔断,要迅速寻找井下位置最高、离井筒或大巷最近的地方暂时躲避,同时定时在轨道或水管上敲打,发出呼救信号。接到透水事故警报行,水泵司机要立即关闭泵房两侧密闭门,启动所有水泵。透水后,特别是采空区的积水突出后,往往会从积水空间内放出大量有害气体,在避灾中,要注意防止有害气体中毒或窒息。
位于事故地点上风侧应迎着风流撤退/位于下风侧时,要佩戴自救器或用湿手巾捂住,尽快由捷径绕到新鲜风流中。
自救器根据其结构和作用原理分过滤式和隔离式2种。过滤式是利用自救器中的化学药品把空气中有毒的CO转变成无毒的CO2,使佩带人不爱毒害的一种呼吸系统保护装置,只适用于空气中CO浓度不超过1.5%,氧气含量不低于18%的环境中佩戴使用。隔离式自救器分为化学氧式和压缩氧式2种,化学氧式依靠自救器中的化学药剂进行化学反应,产生氧气,压缩氧式由自救器中高压氧气瓶供氧。
抢救被煤和矸石埋压的人:观察事故地点顶板及两帮情况,侦察清遇险者位置和被埋压状况,通过由外向里边支护边掏洞的办法救出遇险人员。遇险者身上有外伤,把他抬到安全地点后,先止血包扎,如伤口里有煤渣,不要用水洗衣,避免手直接触及伤口,更不可用脏布包扎。有骨折现象,应先对骨折做临时固定,条件允许时可给吃点止痛和消炎药,但头部和腹部受伤时,不可给服药和喝开水。已停止呼吸的,要立即躺平,解开衣服和裤带,清理嘴鼻内煤渣,用手帕或毛巾拉出舌头,进行人工呼吸抢救。若心跳停止,应进行心脏按摩。尽快送达地面转送医院治疗。
抢救触电的人:
切断电源或用干木棒等绝缘工具把电缆挑离,将触电者抬到新鲜风流中,根据不同情况进行抢救。对呼吸停止但有心跳或呼吸不规则的触电者,要让他躺平,把裤带和衣服全部解开,进行人工呼吸。对于已停止呼吸,心跳也已停止或心跳不规则的触电者,要同时进行人工呼吸和心脏按摩法进行急救。因人在触电后有时会有较长时间的“假死”,因此,急救者应耐心。千万不要给触电者打强心针。
有害气体中毒或窒息的人:
迅速把受难者抬到新鲜风流和周围的支架完好安全的地方。在搬运途中,如仍受到有害气体威胁,急救者一定要戴好自救器。对被救者也要带好自救器。如果是CO中毒,中毒者还没有停止呼吸或呼吸虽停止但心脏还在跳动,要立即给中毒者闻氨水解毒,并解开衣服、搓摩他的皮肤,使他温暖后,立即进行人工呼吸。如心跳也停止了,要迅速进行体外心脏按摩,同时进行人工呼吸。
如果是H2S中毒,在进行人工呼吸前,要用浸透食盐溶液的棉花和手帕盖住他的口鼻。
如果因瓦斯或CO2中毒,情况下太严重的,只要抬到新鲜风流中稍作休息后,就会苏醒。
抢救溺水者:
清理呼吸道,清除口鼻内的煤渣,拉出舌头→把积水空出,方法一,救护者采取半跪姿势,把溺水者的腹部放在自己的的膝盖上,头部下垂,并不断压迫其背部,把灌入胃里的水空出来;方法二,抱起溺水者的腰部,使他的背部向上,头部下垂,把灌入胃里的水空出来;方法三,抱起溺水者,把腹部放在急救者的肩上,快步跑或不断上下耸肩,把灌入胃里的水空出来→根据情况,进行人工呼吸或心脏按摩。
口对口人工呼吸的操作(大多用于抢救触电者):
把伤员抬到新鲜风流中支架完好的安全地点后,要以最快的速度和极短的时间检查一下伤员瞳孔有无光反射,摸彩摸有无脉搏跳动,听听有无心跳,用棉絮放在鼻孔处观察有无呼吸,按一下指甲有无血液循环,同时还要检查有无外伤和骨折。
伤员仰面平卧,头部尽量后仰,鼻朝天,解开腰带、领扣和衣服,注意保温。
清理呼吸道。
一手捏鼻,一手掰开嘴。
大口吹气(并观察其胸部是否扩张,一般吹气后以伤员胸部隆起最为适宜),吹气完毕后,立即离开,并松开口鼻,让他自己呼气。
14~16次/分,(约5秒钟一次),直到复苏。
捏鼻掰嘴→贴紧吹气→放松呼气→反复进行→直到复苏或确定死亡。
俯卧压背人工呼吸法(大多用于溺水者):
按口对口人工呼吸法一样,先对伤员进行详细检查,如有肋骨骨折,就不能用此法。
使伤员背部朝上,俯卧躺平,头偏向一侧(保持呼吸道畅通,并便于口鼻内黏液流出),在其腹部放一个枕垫,伤员两臂向前伸直。用衣服把他的头稍稍抬起(或一臂前伸,另一臂弯曲,使伤员的头枕在自己的臂上),拉出舌头,清理口腔。
救护员跨骑在伤员身上,双膝跪在伤员大腿两旁,两手放在下背部两边,拇指指向脊椎柱,其余四指向外上方伸开。
操作都两手握住伤员的肋骨,身体向前倾,慢慢压伤员的背部,以自身的重量压迫伤员的胸廓,使其胸腔缩小,将肺部空气呼出。救护员身体抬起,两手松开,回到原来姿势,使伤员的胸廓自然扩张,肺部松开,吸入空气。
反复进行,14~16次/分。
注意:两手不能压得太重,以免压断伤员肋骨。动作要均匀有规律。最好用自己的深呼吸做标准,呼气时压下去,吸气时松手抬身。
仰卧举臂压胸人工呼吸法(用于有害气体中毒或窒息的人,以及溺水者急救,背部、肋部有伤的人不能用):
按口对口人工呼吸法一样,先对伤员进行详细检查。
使伤员仰卧,胸部向上躺平,头偏向一侧,上肢平放在身体两侧,腰背部垫一个低枕或用衣服及其他物件垫起来,使伤员的胸部抬高,肺部张开。清明口腔。
操作者跑在伤员头部的两边,面向他的头部,两手握住小臂。把伤员的手臂上举放平于地面,两秒钟后,再曲其两臂,用他自己的肘部在胸部压迫两秒钟,把肺内空气呼出来。压胸时用力不可太重,动作不可过猛,以免压断伤员肋骨。
反复匀速进行,14~16次/分。
心脏按摩,又叫体外心脏挤压法,是一种抢救心跳已经停止的伤员的有效方法。
让伤员仰卧在板床或地面上,头低于心脏水平或抬高两下肢,以利静脉血液回流。把伤员的衣服和腰带全部解开。抢救者站立或跨跪在伤员腰的两旁,一手中指对准凹膛,手掌贴胸平放,掌根放在伤员左乳头胸骨下端,剑突之上,另一手掌交叉重叠在该手的手背上,保持两手掌根部平行,手指伸直或交叉,但不要接触胸壁,只用掌中接触。
操作者借助自己的体重用力垂直向下挤压伤员的胸廓,压陷深度3~4cm。
挤压后,突然放松,让胸廓自行弹起(这时掌根不离开胸壁),放松手的时间和按压胸骨的时间应该相等。
反复有节律进行挤压和放松,60~80次/分。
操作时要特别注意掌根的定位必须准确。如果定位不准,就达不到预期效果。挤压时,用力不宜太大,以防肋骨骨折或引起内脏损伤。经过挤压,如能摸到颈部总动脉和股动脉等搏动,而且血压上升,瞳孔逐渐恢复正常等,说明挤压有效。
9.???? 设备数据库
设备型号说明、工作原理、功能实现、常见故障及维修、
10.? 安全评价平台
学习型平台的构建强调,知识传递的过程完整性,例如一个新的文件最后在报告中的运用,可分为:完整的文件→要点提取→相关外延知识的补充→评价依据(检查表中的运用)、现场工作内容(资料收集内容、涵盖内容的勘察)、内部审核标准、作业规程的完善→培训内容
学习体会:
知识的获取途径有限,建议现场工作收集资料时是否要增加这方面的工作,如收集设备说明书
11.? 供配电设备原理及应用
1.?? 高低压电器
电弧是一种极强烈的电游离现象,特点光亮很强温度很高。
主要危害——①延长电路开断时间,短路电流危害时间延长;②高温可能烧损开关触点,烧毁电气设备及导线、电缆,甚至引发火灾和爆炸事故;③弧光损伤人的视力。
电气设备结构设计理念避免产生电弧,或使产生的电弧迅速熄灭。真空灭弧法,真空具有较高的绝缘强度,处于真空中的触点在开断初瞬间产生的电弧称为真空电弧,这种电弧在电流过零时就能立即熄灭而不致复燃,常见有真空断路器。
高低压开关分类按隔离电源、能否带负荷操作和能否断开短路电流分为高压隔离开关(不允许带负荷操作,通断小电流,≤2A的空载变压器,电容电流≤5A的空载线路及电压互感器和避雷器电路)、高压负荷开关(能通断一定负荷的电流和过负荷电流,但不能断开短路电流,如国产KSGZY型隔爆移动变电站的高压开关箱中的负荷开关)和高压断路器(能可靠的通断带负荷的电路,还可以切断强大的短路电流,分为油断路器、SF6断路器和真空断路器)。
真空断路器具有体积小、质量轻、寿命长、维护方便、使用安全、没有燃烧和爆炸危险等优点,非常适合井下使用。
断路器既能在正常负荷下通断电路,也能在失压、短路和过载等情况下自动跳闸。断路器可以配备保护装置构成一体式结构,也可以与保护装置配合使用。由于保护装置的种类很多,在要求保护功能完善,可靠性高的情况下,可选用综合保护装置,以便可靠的保护设备,免受过载、过压、欠压、短路和漏电等故障危害。
熔断器,是一种最简单的过电流保护装置。常见的低压熔断器有RT0型熔断器、RM10型熔断器和RL6型熔断器。额定电压在3KV以上的熔断器称高压熔断器,地面变电所常见的高压熔断器有RN型系列户内式高压熔断器、用来保护配电变压器的跌落式熔断器和RW10-35型高压熔断器。
2.?? 短路电流
三相电力系统中,短路电流的基本种类有三相短路、两相短路、单相短路、单相接地短路和两相接地短路。
线路的平均电压值为1.05倍的额定电压值。矿山供电系统中各标准电压等级所对应的平均电压见下表:
标准电压KV | 0.38 | 0.6 | 1.4 | 3.3 | 6.0 | 10.0 | 35 | 60 | 110 |
平均电压KV | 0.40 | 0.69 | 1.2 | 3.465 | 6.3 | 10.5 | 37 | 63 | 115.0 |
短路电流具有电动力效应,在短路时特别是当冲击电流通过时,作用在载流体上的电动力可能达到很大的数值,以致使电器损坏。经计算,三相短路时导体承受的电动最大,对电器和载流导体最危险。
短路电流的热效应,《高压配电装置规程》中规定,各种导体的短时允许温度
与长期允许温度
之差称这导体的短时最大允许温升
,在选择导体各类和材料时,必须计算导体在短路期间的温升是否超过规定,即检验导体的热稳定性。
3.?? 矿山供电安全技术
不同触电电流对人体的影响
电流类别/ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?电流强度(mA) | 50Hz | 直流 |
0.6~1.5 | 开始有感觉,手指有麻刺感 | 没有感觉 |
1.5~3 | 手指有强烈麻刺感,颤抖 | 没有感觉 |
3~7 | 手部痉挛 | 感觉痒、刺痛、灼热 |
7~10 | 手指尖部到腕部有剧痛,手指较难摆脱带电体,但是还能摆脱 | 热,痛感觉增强 |
10~30 | 手迅速麻痹,不能摆脱带电体,剧痛、呼吸困难 | 热感觉增强,手部肌肉收缩但不强烈 |
30~50 | 引起强烈痉挛,心脏跳动不规则 | 热感觉增强,手部肌肉收缩较强烈 |
50~80 | 呼吸麻痹,发生心室颤动 | 有强烈热感觉,手部肌肉痉挛、呼吸困难 |
80~100 | 呼吸麻痹,持续3s或更长时心脏麻痹、以至停止跳动 | 呼吸麻痹 |
100~300 | 作用时间0.15s以上,呼吸和心脏麻痹,肌体组织遭到电流的热破坏 |
人体电阻由体内电阻和皮肤电阻两部分组成,体内电阻较小,不受外界影响,大约为500Ω;皮肤完整干燥时,人身电阻可达10KΩ,皮肤受潮时电阻下降到1000Ω左右,井下工作人员的人体电阻通常取为1000Ω,作为计算依据。
我国规定,触电电流与触电持续时间的乘积不得超过30mA·s。
预防触电方法:隔离、人体接触较多的电气设备采用低电压、设置保护接地装置、设置漏电保护装置、井下及向井下供电的变压器中性点禁止直接接地。
接地按目的分为工作接地、保护接地(TT系统和IT系统)、防雷接地、防静电接地、重复接地。
保护接地、过流保护和漏电保护构成井下三大保护。
煤矿井下保护接地系统,是由主接地极、局部接地极、接地母线、辅助接地母线和接地线组成。接地要求详见煤矿安全规程482~487条。
漏电保护方式,最常用的有附加直流电源检测式、零序电流式、零序电压式、零序功率方向保护式和漏电闭锁式等。
漏电断电器动作电阻值是以网路允许最低绝缘电阻为基准确定,即当低压电网绝缘水平下降到对人触电有危险时,漏电断电器动作,并切断电源。对于不同的低压电网,我国规定漏电保护装置的动作电阻整定值:
1140V | 20 KΩ |
660V | 11 KΩ |
380V | 3.5 KΩ |
127V | 1.5 KΩ |
常见矿用隔爆型检漏断电器:JY82型、JY82A型、JY82B型、BJJ3型。
煤电钻综合保护装置,是将变压器、控制开关、保护元件等组合在一起,用于煤矿井下127V煤电钻的供电、控制和保护的设备。该装置有稀有短路、过载、漏电和远距离停送电功能。变压器一次电压为1140V(660V)或660V(380V),二次电压为133V,也就是说一台装置适应于两种电压等级。常见有ZBZ-4Z型。
照明信号综合保护装置是煤矿井下127V照明及信号负载的供电电源,具有控制及短路、漏电保护等功能,常见型号ZBZ-2.5(4)型。
4.?? 井下供配电设备
井下供配电设备指煤矿井下使用的变电、配电及输电设备。变电设备主要是矿用变压器,实现电压的变换,以适应不同电压等级用电设备的需要。井下配电设备按其功能不同可分为矿用高压配电箱、矿用低压自动馈电开关,用以实现电能的分配和控制。井下输电设备实现电能的输送,它将变压器、配电设备与用户连接组成电网。
矿用高压配电箱是将高压隔离开关、高压断路器、互感器和测量仪表以及保护装置组装在封闭外壳内的一种成套配电装置,用于接受和分配高压电能,控制和保护高压线路或高压电气设备。常见型号有矿用隔爆型高压配电箱BGP系列。BGP4-6型矿用隔爆型高压真空配电箱具有过载、短路和漏电保护功能;BGP9L-6(10) 矿用隔爆型高压真空配电箱具有过载、短路、漏电、过压、欠压和绝缘监视保护功能。
矿用低压隔爆自动馈电开关主要应用于井下变电所或配电点,作为低压配电总开关或分路开关使用。DKZB-400/1140矿用隔爆型智能真空馈电开关具有过流、过载、失压、漏电等保护功能;KBZ-630/1140矿用隔爆型真空馈电开关,具有过载、短路、欠压、漏电等保护功能。
矿用变压器
K(B) | S | □ | □ | - | □ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? | / | □ |
矿用(隔爆) | 三相 | 无-油浸式; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?G-干式 | 设计序号 | 额定容量kVA | 额定电压V |
矿用电缆
分类,按电压等级分为高压电缆和低压电缆;按用途分为动力电缆及照明、控制、通信电缆;动力电缆分为铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆。
5.?? 采掘设备及控制
矿用隔爆型电磁启动器是一种组合型电器,它将隔离开关、接触器、按钮、保护装置等元件装在隔爆外壳中,用于控制和保护井下机构设备的电动机。
Q | C | 8 | 3 | - | 120(225) |
启动器 | 电磁 | 隔爆代号 | 设计代号 | 额定电流A |
联锁控制用于几台生产设备的电动机联合工作的情况,实现按一定的顺序进行启动或停止的控制。如煤矿井下的多台输送机组,应逆煤流依次启动,顺煤流依次停止,这时可用联锁控制线路实现。
QJZ-200/1140矿用隔爆兼本质安全型真空电磁启动器适用于含有爆炸性气体和煤尘的煤矿中,主要用于直接启动或停止额定电压至1140V、额定功率在22KW~296KW范围内的矿用隔爆型三相笼型异步电动机。
QJZ-2×200/1140S矿用隔爆兼本质安全双速双回路真空电磁启动器适用于含有爆炸性气体和煤尘的煤矿中,可分别控制2台三相交流双绕组双电动机,也可同时控制2台双绕组双速电动机,是煤矿井下大功率双速驱动输送机、带式输送机、刨煤机等的必备电控设备。
矿用隔爆型移动变电站是一种可移动的成套供、变电装置,主要由隔爆型高压开关箱、隔爆型干式变压器和隔爆型低压开关箱组成。
6.?? 煤矿供电系统
电力负荷分类,按对供电可靠性的要求不同分为三类,一类负荷、二类负荷和三类负荷。
一类负荷,是指因突然停电将造成人身伤亡事故或损坏重要设备或给生产造成重大损失的负荷,如主要通风机、高瓦斯矿井的局部通风机、主提升机及附属设备、主斜井带式输送机、、井下中央变电所及主排水泵、主副井井底水窝排水的小水泵以及向一类负荷供电的变电所。一类负荷供电必须有备用电源。
二类负荷,指因突然停电将造成大量减产的负荷,如压风机及采空区变电所、露天矿变电所。
三类负荷,凡不属于一、二类负荷的均为三类负荷,如修配厂、公共事业用电设备。
电压等级
交流电
低压:24V、36V、127V、220V、380V、660V、1140V。
高压:3kV、6 kV、10 kV。
超高压:35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV。
直流电:110 V、220 V、250 V、550 V。
35 kV、10 kV-矿山地面变电所电源进线电压;
6 kV-向主通风机、主提升机、井下中央变电所、主排水泵和采区变电所等供电电源电压;
3300V-部分矿井采区电气设备用电电压;
1140V-综合机械化采煤电气设备的用电电压;
660V-井下采掘装运等机械设备的用电电压;
380V-地面或井下小型机械设备的用电电压;
220V-地面照明等单相用电设备的用电电压;
36V-矿用电磁启动器及其他设备控制回路的额定电压;
110V(220V)-变电所直流操作、继电保护的直流电源和大型提升机的控制系统的电源;
250V(550V)-架线式电机车的用电电压;
2.5V-矿灯用电电压。
矿井供电系统由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点组成。
井下中央变电所
电源,井下各水平中央变电所供电线路不得少于两回。
接线方式,井下中央变电所的高压母线一般采用单母线分段接线,母线的分段数与入井电缆的数目相对应。每一条入井电缆通过高压开关与一段母线连接,各段母线之间装设有联络开关。正常情况下联络开关断开,采用分列运行方式,当某条电缆出现故障时,将其切除退出运行,同时将母线联络开关闭合,保证井下设备的供电。
井下中央变电所的主要供电负荷有主排水泵、各采区变电所、井下架线式电机车的整流装置和井底车场附近巷道的动力、照明变压器等。
中央变电所内通常设两台低压动力变压器,向井底车场及附近巷道的低压动力和照明装置供电,当主排水泵采用低压电动机时,每一台变压器均应满足最大涌水量时的供电要求。
采区变电所,一般属于二类负荷。
采区变电所的主接线方式可分为四种:单电源进线无进线开关接线,适用于无高压出线且变压器不超过两台的采区变电所;有高压出线的采区变电所,为了便于采区操作,一般设进出线开关。双电源进线一般用于高产高效矿井或接有下山排水泵等重要设备的采区变电所。向移动变电站供电的高压电缆由变电所内的高压配电开关配出。
风电闭锁实现,由三台电磁启动器进行连锁控制,1#电磁启动器接局部通风机,2#和3#电磁启动器接掘进工作面其他电器设备,实现先通风后送电,见机停转时,掘进工作面电源也同时被切除。
瓦斯电闭锁实现,由瓦斯传感器、监控分站、瓦斯断电仪和高压开关构成。
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