第三章煤矿生产技术与安全常识.docx
第三章煤矿生产技术与安全常识 本章培训与考核要点 了解煤与煤层的相关知识; 了解煤矿生产技术知识; 掌握入井前要做的准各;, 掌握便携式甲烷探测仪相关知识。 第一节煤与煤层 一、煤的形成和分类 1煤的形成 煤是由古代植物的遗体变化而成的。在煤层中找到过保存很完整的树干,不过这些树干已经变成亮晶晶的煤炭了。在煤层及顶、底板岩层中常见到植物的枝叶等化石。 2煤的分类 煤的种类很多,性质差别很大。我国煤炭分类主要是以煤的挥发分、黏结性指数、胶质层厚度为依据,把煤分为14个大类29个小类。14个大类是褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤及无烟煤。 按照工业用途,煤又可以分为动力煤、化工用煤和炼焦煤三类。 二、煤层埋藏特征 (一)煤层埋藏深度 煤层埋藏深度深浅不一,最大埋藏深度可达2km。随着其深度的增加,矿山压力、井下温度、涌水量及瓦斯涌出量等都将增大,将加大开采技术的复杂性甚至无法开采。目前,我国煤矿井工开采深度已达千米以上。 (二)煤层厚度 煤层顶、底板之间的垂直距离,称为煤层的厚度。煤层厚度相差很大,是影响采煤方法的主要因素之一 根据煤层厚度对开采技术的影响,将煤层分为以下三类 (1薄煤层。薄煤层是指厚度为1.3m以下的煤层。 2中厚煤层。中厚煤层是指厚度为1.3-3.5m的煤层。 3厚煤层。厚煤层是指厚度大于3.5m的煤层。 在煤矿生产中,习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。 (三)煤(岩)层产状 煤(岩)层在空间的产出状态,称为煤(岩)层产状。倾斜煤层的产状,可以用煤层层面的走向、倾向和倾角三个要素的数值表示,称为煤层的产状要素,如图3-1所示。 1走向。倾斜煤(岩)层层面与水平面的交线为走向线,称为走向,如图3-1中ACB所示。走向线是煤层面上的一条水平线,它的两端延伸方向为煤层的走向,走向线表示煤层在水平面上的延展方向。 2倾向。在煤层层面上,与走向线垂直并沿层面倾斜向下引出的直线称为倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线所指煤层倾斜一侧的方向,如图3-1中CD为煤层的倾向。 (3倾角,倾角是指煤层面和水平面之间的夹角,如图3-1中的乙a所示。 煤层倾角对采煤方法的选择影响极大。一般来讲,倾角越小,开采越容易;倾角越大,开采越困难。 根据煤层倾角对开采技术的影响,煤层分为以下四类 (1近水平煤层。近水平煤层是指倾角在8以下的煤层。 2缓倾斜煤层。缓倾斜煤层是指倾角为82矿的煤层。3倾斜煤层。倾斜煤层是指倾角为2545的煤层。 4急倾斜煤层。急倾斜煤层是指倾角在45以上的煤层。 (四)煤层顶板与底板 煤多以层状的形态赋存于地下,并与上、下岩层有明显的分界面。位于上、下两个界面之间的煤及其间所夹的矸石层称为煤层;赋存在煤层之上的邻近岩层称为煤层的顶板;赋存在煤层之下的邻近岩层称为煤层的底板。 1.煤层的顶板 根据顶板在煤层开采中垮落的难易程度及其与煤层的相对位置,将顶板分为基本顶、直接顶和伪顶三种类型,如图3-2所示。 (l伪顶。伪顶是指直接位于煤层之上的较薄岩层,极易破碎,随采随落。通常为炭质页岩、L页岩等,厚度一般在0.5m以下。 2直接顶,直接顶是指位于伪顶之上或直接位于煤层之上(煤层没有伪顶时)的一层或几层岩层。通常由砂质页岩、泥岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层组成。直接顶在煤层采动后随支柱回收或移架而自行垮落,有时需要人工放顶。 3基本顶。基本顶俗称老顶,是指位于直接顶或直接位于煤层之上、难以垮落的厚而坚硬的岩层。通常由坚硬的砂岩、砾岩和石灰岩等岩层组成。 2 煤层的底板 根据煤层底板性质、煤层底板与煤层的位置关系,把煤层底板分为直接底和基本底,如图3-2所示。 1直接底。直接底是指直接位于煤层之下、强度较低的岩层。通常由泥岩、炭质页岩和黏土岩等组成。 2基本底。基本底俗称老底,是指位于直接底或直接位于煤层之下,由较硬的砂岩、石灰岩等组成的岩层。 第二节矿井开拓 一、井田与矿区 矿井开采一般将一个煤田划归若干个煤矿进行开采。划归一个煤矿开采的范围称为井田,在一个井田内进行开采的煤矿一般称为矿井。 由于行政或经济上的原因,往往将邻近几个井田划归为一个行政机构管理,而将这邻近的井田合起来称为矿区。 煤田划分成井田后,可以布置一套完全独立的生产系统。但这套生产系统仍不可能把整个井田内的煤全采出来,还需要有计划、有步骤地开采。这就需要把井田进一步划分成若干宜于开采的较小部分。对每一个较小部分还可以根据情况再进一步划分为更小的区域,直到能满足开采工艺要求为止。这个工作称为井田再划分。 我国煤矿大部分为地下开采。煤矿采用地下开采时,要从地面开凿通道(井筒)通至地下,在地下开掘一系列巷道和硐室进入煤体;在井田范围内,由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开拓工程,称为矿井开拓或井田开拓。 二、矿井巷道 矿井巷道包括井筒、平硐和井下的各种巷道,是矿井建立生产系统进行生产活动的基础条件。 1按巷道空间特征分类 矿井巷道按倾角不同可分为垂直巷道、倾斜巷道和水平巷道三大类,如图3-3所示。 1垂直巷道。垂直巷道的中心线与水平面垂直,如立井、暗立井、溜井等。 2水平巷道。水平巷道的中心线与水平面大致平行,如平硐、石门、平巷等。 3倾斜巷道。倾斜巷道的中心线与水平面既不平行也不垂直,而是成一定角度,如斜井、采区上山(或下山)、暗斜井(也称主下山)等。 按巷道服务范围分类 1开拓巷道。开拓巷道是指为全矿井服务,或者为一个及一个以上的阶段服务的巷道,主要有主副立井(或斜井)、平硐、井底车场、主要运输及回风石门、运输大巷及回风大巷等。 2准备巷道。准备巷道是指为一个采区或者为两个或两个以 上的采煤工作面服务的巷道,主要有采区车场、采区煤仓、采区上山(或下山)、采区石门等。 3回采巷道。回采巷道是指只为一个采煤工作面服务的巷道,主要有工作面运输巷、工作面回风巷、开切眼等。 三、矿井开拓方式 矿井开拓巷道在井田内的总体布置方式称为矿井开拓方式,由这些井巷构成的生产系统称为矿井开拓系统。通常按井筒形式的不同,将矿井开拓方式分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和综合开拓四种类型;按井田内布置的开采水平数目的不同,将矿井开拓方式分为单水平开拓和多水平开拓。 立井开拓 立井开拓,是指用垂直巷道由地面进入地下,并通过一系列巷道进入矿体的开拓方式。当煤系地层上部的表土层厚度较大或煤层埋藏深度较大时,一般采用立井开拓。立井开拓根据服务水平的数目,又可分为立井多水平开拓和立井单水平开拓。 斜井开拓 斜井开拓,是指利用倾斜巷道由地表进入地下,并通过一系列巷道通达煤层的开拓方式。随着强力带式输送机的出现,这种开拓方式的适用范围正在逐步扩大。 根据井田内水平的设置、阶段内准备方式以及井筒位置的不同,斜井开拓可分为斜井多水平分区式开拓、斜井多水平片盘式开拓和斜井单水平倾斜分段式开拓。 平硐开拓 平硐开拓,是指利用水平巷道由地面进入煤层进行开采的一种开拓方式,如图3-4所示。 综合开拓 用两种或两种以上的基本井硐形式(立井、斜井、平硐)综合开拓井田称为综合开拓。根据不同的地质与生产技术条件,综合开拓可以有平硐斜井、立井一斜井、立井一平硐和立井一斜井一平硐等形式。 第三节采煤方法 采煤方法是指采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上相互配合的总称。采煤方法实际上包括采煤系统和采煤工艺两部分内容。 采煤系统是指采区巷道的布置方式、掘进和采煤顺序的合理排,以及由采区供电、通风、运输、排水等生产系统共同构成的、完整的煤炭开采系统。采煤工艺,是指采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合。 一、采煤方法的分类 通常按采煤工艺、矿压控制特点和采煤系统构成情况,将采煤方法划分为壁式体系采煤法和柱式体系采煤法两大类。 壁式体系采煤法 壁式体系采煤法又称长壁体系采煤法,以长工作面采煤为主要标志。其主要特点是采煤工作面长度通常在80250m之间。工 作面两端各有一条巷道,用于进风、回风、运煤和运料。采出的煤平行于工作面方向运出,并用支架支护工作面工作空间,随着采煤工作面的推进,要求及时地、有计划地处理采空区,处理采空区顶板采用垮落法或充填法。 壁式体系采煤法按是否一次开采煤层全厚,可分为整层采煤法 和分层开采法。薄或中厚煤层一般采用整层采煤法,将煤层全厚一次采出。厚煤层既可采用整层开采也可采用分层开采。 l煤层整层开采。对缓斜厚煤层、煤厚为3.5-5.0m的煤层,采用单一长壁采煤法,大采高一次采全厚;对缓斜厚煤层、煤厚大于4.0m的煤层,特别是厚度变化较大的特厚煤层,采用综采放顶煤长壁采煤法。 (2厚煤层分层开采。开采厚煤层时,把厚煤层分成若干采高为23m的分层来开采。根据煤层赋存条件及开采技术的不同,分层采煤法又可分成倾斜分层、水平分层和斜切分层三种。 无论整层开采还是分层开采,按工作面布置及推进方向的不同; 壁式体系采煤法(长壁采煤法)又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。采煤工作面沿煤层倾斜方向布置,沿煤层走向方向从采区边界向采区上山或下山方向回采,这种采煤方法称为走向长壁采煤法;采煤工作面沿煤层走向方,向布置,沿煤层倾斜方向向上(仰斜)或向下(俯斜)回采,称为倾斜长壁采煤法。按工作面沿倾斜推进的方向不同,倾斜长壁又有仰斜长壁和俯斜长壁之分。 柱式体系采煤法 柱式体系采煤法以房柱间隔进行采煤为主要标志。其主要特点是采煤工作面长度较短,一般为1030m,但工作面数目较多,工作面内煤的运输方向往往垂直于煤壁。回采过程中一般没有处理采空区的工序,工作面内通风条件较差。 除少数小型矿井外,我国绝大多数煤矿采用壁式体系采煤法。 二、采煤工艺 我国目前普遍采用的采煤工艺有爆破采煤工艺(简称“炮采”、普通机械采煤工艺(简称“机采”、综合机械化采煤工艺、综采放顶煤采煤工艺(简称“放顶煤”,后三种都属于机械化采煤工艺。 1.爆破采煤工艺 炮采就是用打钻爆破的方法崩落煤炭。其生产过程是根据煤层厚度、煤质软硬和顶板稳定程度的不同,利用煤电钻在煤壁上钻出13排炮眼,炮眼深度11.2m、间距12m,炮眼内装填煤矿安全炸药、雷管和炮泥,待工作面人员全部撤至安全地点,布置好警戒后,由爆破工用专门的发爆器进行引爆。等煤体崩落,炮烟消散后,检查瓦斯并由爆破工检查爆破地点的安全情况,然后发出正常信号,其他作业人员方可进入工作面继续工作。 爆破后的煤体靠爆破的抛掷力量,装入工作面刮板输送机,部分散煤靠人工攉入运输机,刮板输送机沿工作面全长铺设,随工作推进而前移。 工作面煤炭被采出后,必须及时对工作面空间范围内的顶板进行支护。目前,炮采工作面的支护一般采用单体液压支柱和铰接顶梁支护,部分炮采工作面仍采用金属支柱。顶板控制有“三、四排”或“三、五排”两种方法,采空区处理几乎都采用全部垮落法。 2.普通机械化采煤工艺 普通机械化采煤简称机采,是指用滚筒式采煤机(或刨煤机)、可弯曲刮板输送机、单体液压支柱和铰接顶梁等配套进行生产。机采工作面的采煤工艺除破煤和装煤由采煤机完成外,其余工序和炮采基本相同。 机采工作面的支护一般采用单体液压支柱,其结构原理与液压千斤顶相似。国产单体液压支柱多由外部供液泵向支柱内注人高压乳化液,使活柱升起支撑顶板,当顶板压力太大时,乳化液顶开支柱内安全阀泄出,支柱稍微下缩,压力减少,安全阀自动关闭。 采用单体液压支柱和金属铰接顶梁的工作面,通常先挂顶梁护住顶板,在顶梁下面顶上支柱支撑,顶梁的首尾铰接相连形成一条延续梁,支柱沿工作面倾斜方向每隔lm一根,形成直线状。最小控顶距为3排,随着工作面煤壁向前推进,支架增加至45排,即为最大控顶距,这时工作面靠近采空区侧可撤出1排或2排支柱和顶梁,顶板自然垮落。工作面支护按一定的控顶范围,随工作面向前推进,循环进行。 3_.综合机械化采煤工艺 综合机械化采煤工艺是指用滚筒式采煤机(或刨煤机)、可弯曲刮板输送机、自移式液压支架等配套进行生产,实现了破、装、运、支、回等工序的全部机械化。 自移式液压支架是综采工作面的主要标志。自移式液压支架是由顶梁、底座、推移千斤顶、支柱和控制装置组成,分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种类型。 综采工作面的采煤工艺过程比较简单,通常分为两种一种是采煤机落煤和装煤-移刮板输送机-移液压支架;另一种是采煤机落煤和装煤-移液压支架-移刮板输送机。移刮板输送机通常在采煤机割煤后10-15m处进行,若先移刮板输送机,后移支架,则支架顶梁端头与煤壁之间有一段空顶面积,因此称为`滞后支护"。若先移支架,则可使支架紧随采煤机之后立即前移,消除此段空顶面积,移刮板输送机也可在支架保护下进行,因此称为“超前支护”。 4.综采放顶煤采煤工艺 (1采煤机采煤。同综采工艺一样,采煤机可以从工作面端部斜切进刀,采用双向割煤往返一次进一刀,下行割煤,上行装煤,距滚筒12-15m处推移刮板输送机,完成一个循环。根据顶板放落的难易程度,放顶煤工作在完成一个、两个或三个综采循环以后在检修班或放顶班进行。 2放顶煤。放顶煤采煤工艺采用具有特殊构造的放顶煤自移式液压支架,放顶煤工作多从下部向上部,也可以自上部向下部,逐架或隔一架或隔数架依次进行,一般放顶煤沿工作面全长一次进行完毕即一轮放完;如果顶煤较厚,也可两轮放完。在放煤过程中,如果有片帮预兆,应停止放煤,当放煤口出现矸石时应关闭放煤口。 第四节矿井主要生产系统 矿井生产系统是一个综合性的系统,主要包括运输提升系统、通风系统、排水系统、供电系统,供水系统和压气供给系统等。 一、运输提升系统 (一)煤炭运输提升系统 图3-5所示为煤炭运输和提升系统。从工作面采落的煤炭经工作面内的刮板输送机运到区段运输平巷,区段运输平巷内的带式输送机(或刮板输送机)将煤运到掘进区运输上山,经掘进区运输上山内的带式输送机运到掘进区煤仓(或水平集中带式输送机运至井底煤仓),在掘进区煤仓下口的掘进区下部装煤车场装车,组成一列煤车后,经阶段运输大巷运至井底车场煤仓,然后通过主井箕斗提升到地面。小型矿井一般采用罐笼直接将煤车提升到地面。若主井为斜井时,可以采用带式输送机或串车提升,前者适用于大、中型矿井,后者一般适用于小型矿井。 (二)人员、材料及设备的辅助运输和提升系统 材料和设备从副井运入井底车场,经大巷到掘进区下部材料车场,由轨道上山提升到轨道平巷或区段回风平巷,然后运入工作面;人员由副井罐笼上、下运送,由运输大巷人车运送到生产掘进区。斜井开拓矿井,副井的提升通常用串车提升。运输量不大的矿井,采用单绳提升;而对运输量较大的矿井,可以采用双绳提升。井下运输大巷一般采用电机车运输;还可以采用无极绳或单轨吊车运输。 一下山回风联络巷,30一风硐 29 、Xt于水平巷道或坡度不大的倾斜巷道 二、通风系统 新鲜风流由副井进入井底车场,经主要运输石门、运输大巷至掘进区下部车场,从进风行人斜巷进入输送机上山、区段运输平巷至掘进工作面。清洗工作面后的污浊空气经区段回风平巷、掘进区上部车场、掘进区回风石门、回风大巷、总回风石门、回风井和风硐,由主要通风机排出地面。 三、矿井排水系统 矿井排水系统是矿井必不可少的主要生产系统之一,其作用就是将矿山井下涌出的矿井水及时、安全可靠、经济合理地排至地面,确保矿山井下作业人员的生命安全和矿井安全生产。矿井排水系统由排水系统硐室和排水设备、设施两大部分组成。矿井主排水系统硐室(以矿井主排水系统为例进行介绍)主要由主排水泵房硐室、水仓和管子道(管子间)组成;矿井排水设备、设施主要由水泵、电动机、供电电缆、排水管、闸阀、逆止阀、底阀或引水装置、压力表、真空表、启动控制开关等组成。 四、供电系统 矿井供电系统,是指井下采煤、运输、通风、排水等系统内各种机电运输设备运转所必需的动力源网络系统。常用的煤矿供电系统是双回路电网-矿井地面变电所--井下中央变电所-掘进区变电所(移动式变电站)---工作面配电点。 随着综合机械化掘进技术的发展,综掘设备电动机额定功率不断加大,掘进区走向长度不断加长,要求高压电源接近工作面。而固定式的掘进区变电所(供电距离太远)和660V电压等级已不能满足综采设备的需要。因此,现有的综采工作面基本上都已采用了移动式变电站。移动式变电站是将掘进区变电所(或中央变电所)引来的6kV(或10kV电压变为1140V(或3300V的电压,向掘进工作面设备供电,它可以随着掘进工作面的推进而移动,它和工作面的距离一般保持在50300m之间。 除以上四大系统外,根据各矿井实际情况,还有许多辅助生产系统,如防尘供水系统、压风供给系统、安全监控系统、瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系统和通信系统等。 第五节工人出入井安全规范 一、入井前的准备 为了保证安全,避免意外事故发生,煤矿工人入井前要做好充分的准备工作,特别是要严格遵守入井前“三禁止”和“三戴"的规定。 1每个人在入井前,一定要睡足、吃饱、休息好,要精神饱满、神志清醒,保持强健体能和充沛精力。 2严格遵守“三禁止”,即入井前严禁喝酒,严禁带烟火和点火物品入井,严禁穿化纤衣服入井。 ①入井前严禁喝酒,否则由于神志不清、精力不集中,在井下行走、乘车、工作时,就容易出差错,甚至酿成事故。 ②严禁携带烟火和点火物品入井,如香烟、火柴、打火机等。 因为在井下吸烟、点火等,会引起矿井火灾和瓦斯、煤尘爆炸,所以在井下绝对禁止吸烟。 ③严禁穿化纤衣服入井。如果穿化纤衣服下井,遇到工作地点瓦斯浓度超限或在井下充电硐室内工作,就可能引起瓦斯、氢气的燃烧和爆炸。另外,化纤衣服易燃,万一发生火灾,还会使穿化纤衣服的人员立即被灼伤皮肤,甚至导致死亡。因此,煤矿安全规程明确规定,严禁穿化纤衣服入井。 3严格遵守“三戴”,即入井前必须戴好安全帽、戴矿灯、随身携带自救器。每一入井人员必须要戴安全帽和矿灯,并且随身携带好自救器,方可入井。 4入井前要穿好工作服、胶靴,脖子上围条毛巾。工作服和鞋袜要穿着整齐利索,袖口扎好,防止被转动着的机器缠绞而发生意外事故;胶靴不能破漏,它既可防止煤渣或水进入靴内,又可防止人体触电;脖子上围条毛巾既可擦汗,又可避免煤(矸)渣掉落到衣服里面去,在发生爆炸或火灾事故时,若无自救器还可用它沾湿水捂住口鼻逃生。 5按时上班,挂好考勤牌,以便单位(井、区、队)确切掌握实际出勤人数。 6准时参加班前会。当班的职工必须按时参加班前会,尤其要服从工作安排,明确工作地点、任务和安全注意事项,并要认真想一想,工作地点有哪些不安全因素,怎么样做才能保证安全生产。 7入井人员要自觉遵守入井检身制度。入井人员要听从指挥,排队入井,接受检身。 二、井下行走及乘车安全 (一)井下行走安全要求 由于井下运输巷道断面尺寸本身有限,受矿压影响使断面比原设计更加窄小,而且来往车辆很多,井下多处又是黑暗的,因此作业人员在井下行走时要特别小心,稍有麻痹,就可能造成摔倒或被车辆挤压事故。 1入井人员只有在安全栅栏门打开、把钩工允许的情况下方可入井。 2井下行走时,要走人行道,禁止直接走提升间(即井筒)过到对面,禁止在两轨道中间行走,不得随意横穿电机车轨道、绞车道。 3在人行道不够规定宽度的运输巷道行走时,要注意有无运行的车辆正在接近自己。如果发现有车,应立即就近进入躲避硐室暂时避险,等车过去后再出来。 4在横穿大巷或通过弯道、岔道口、巷道口、、风门处时,要"一停、二看、三通过“。 5随身携带长件工具时要拿在手中,注意避免碰伤他人和触及架空线;携带锋利的工具时,刃口要带套,并朝着行进方向携带。注意与同行人员保持一定的距离,避免因碰撞误伤同行人员。 6在施工期间的斜巷行走或在既提升又兼行人的材料道行走时,要遵守“行车不行人,行人不行车”的规定。 7任何人不准从立井和斜井的井底穿过,必须从专门设置的绕行道通行。 8在滚筒驱动的带式输送机巷或刮板输送机巷行走时,无论输送机是否开动,都不得乘坐或在机槽内行走,不准越过输送机驱动滚筒处的保护栅栏,防止被传动装置缠伤。横过胶带时,要走专门设置的过桥通道。 (二)乘坐罐笼及人车时应遵守的安全事项 1上、下井时,要遵守井口、井底的制度,在指定地点等候,待罐笼停稳后,排队按次序上、下罐笼。 2乘罐时,要服从井口把钩人员的指挥,自觉接受井口检查人员的检查和劝告。 3人员进入罐笼后,不准打闹;手握紧扶手;手、脚和头以及随身携带的工具物品不准露出罐外。发出开车信号后,或罐笼尚未停稳及未发出停车信号前,不得争抢上下。 4任何人员不准与携带炸药、雷管的爆破工或火工人员同罐上下,也不准乘坐无安全盖的罐笼和装有设备材料的罐笼。 5上、下井乘坐吊桶时,必须系牢安全带,要面向外,任何部位都不准突出容器外缘,且吊桶的安全装置应齐全、良好。 6在斜巷或平巷乘车时,必须乘坐专门运送人员的人车,其他车辆一概不准乘坐。上、下车时不要拥挤,按规定人数乘坐,不准超员,要听从管理人员指挥,车未停稳不准上下,更不准在列车行进中扒车、跳车等。 7机车头内和车头上均不许乘坐,也不许挤进司机室。跟车人的座位别人不准坐,不准违章蹬在两车连接处。 8乘车人员要听从司机及信号指挥。行车中不准将身体任何部位伸出车外。如果在行车中有物品掉落,千万不可跳车去捡。车开动后不准扒车,也不准爬越车厢。 9爆破工携带炸药时,要用专车分装运送,其他人不许与其混坐。 10车辆运送材料必须摆放整齐,不许超高、超长、超宽,并捆绑牢靠。特殊设备材料要用专用车辆运输,防止刮帮掉道或碰坏设备。 三、井下安全设施、安全信号和安全标志 (一)井下安全设施 井下安全设施是指在井下巷道、硐室等处安设的专门用于安全生产的装置和设备,其作用是防止事故的发生或者缩小事故的影响范围、减轻事故的危害。为了使井下安全设施经常处于良好状态,煤矿工人必须爱护并维护井下安全设施,不随意触摸、移动甚至损坏井下安全设施。发现有损坏、移动等不正常现象时,应及时向有关部门和领导报告,以便及时进行处理。 1. 防瓦斯安全设施 防瓦斯安全设施主要有瓦斯监测和自动报警断电装置等。其作用是监测周围环境空气中的瓦斯浓度,当瓦斯浓度超过规定的安全值时,会自动发出报警信号;当瓦斯浓度达到危险值时,会自动切断被测范围的电力电源,以防止瓦斯爆炸事故的发生。 瓦斯监测和自动报警断电装置主要安设在掘进煤巷和其他容易产生瓦斯积聚的地方。 2. 通风安全设施 通风安全设施主要有局部通风机、风筒及风门、风窗、风墙、风障、风桥和栅栏等。其作用是控制和调节井下风流和风量,供给各工作地点所需要的新鲜空气,调节温度和湿度、、稀释空气中的有毒有害气体。 局部通风机、风筒主要安设在掘进工作面及其他需要通风的硐室、巷道;栅栏安设在无风、禁止人员进入的地点;其他通风安全设施安设在需要控制和调节通风的相应地点。 3. 防灭火安全设施 防灭火安全设施主要有灭火器、灭火沙箱、铁锹、水桶、消防水管、防火铁门和防火墙。其作用是扑灭初起火灾和控制火势蔓延。防灭火安全设施主要安设在机电硐室及机电设备较集中的地点。 防火铁门主要安设在机电硐室的出人口和矿井进风井的下井口附近;防火墙构筑在需要密封的火区巷道中。 4. 防隔爆设施 防隔爆设施主要有防爆门、隔爆水袋、水槽、岩粉棚等。其作用是阻止爆炸冲击波、高温火烟的蔓延扩大,减小因爆炸带来的危害。 隔爆水袋、水槽、岩粉棚主要安设在矿井有关巷道和采掘工作面的进、回风巷中;防爆铁门安设在机电硐室的出入口;井下爆炸物品库的两个出口必须安设能自动关闭的抗冲击波活门和抗冲击波。 密闭门。 5. 防尘安全设施 防尘安全设施主要有喷雾洒水装置及系统。其作用是降低空气中的粉尘浓度,防止煤尘发生爆炸和影响作业人员的身体健康,保持良好的作业环境。 防尘安全设施主要安设在采掘工作面的回风巷道以及转载点、煤仓放煤口和装煤(矸)点等处。 6.防水安全设施 防水安全设施主要有水沟、排水管道、防水门、防水闸和防水墙等。其作用是防止矿井突然出水造成水害和控制水害影响的范围。水沟和排水管道设置在巷道一侧,且具有一定坡度,能实现自流排水,若往上排水则需加设排水泵;其他防水安全设施安设在受水患威胁的地点。 7.提升运输安全设施 提升运输安全设施主要有罐门、罐帘、各种信号灯、电铃、阻挡车器。其作用是保证提升运输过程的安全。 (l)罐门、罐帘,主要安设在提升人员的罐笼口,以防止人员误乘罐、随意乘罐。 2各种信号灯、电铃、笛子、语言信号、口哨、手势等,在提升运输过程中安设和使用,用以指挥、调度车辆运行或者表示提升运输设备的工作状态。 3阻挡车器,主要安装在井筒进口和倾斜巷道,以防止车辆自动滑向井底和防止倾斜巷道发生跑车或跑车后不致造成更大的损失。 8.电气安全设施 供电系统及各电气设备上需装设漏电继电器和接地装置,其目的是防止发生各种电气事故而造成人身触电等。 9.避难硐室 避难硐室主要有以下三种 1躲避硐。指倾斜巷道中为防止车辆运输碰人、跑车撞人事故而设置的躲避硐室。 2避难硐室。避难硐室是事先构筑在井底车场附近或采掘工作面附近的一种安全设施。其作用是当井下发生灾害事故时,若灾区人员无法撤退,可以暂时躲避以等待救援。 3压风自救硐室。当发生瓦斯突出事故时,灾区人员可以进入压风自救硐室避灾自救,等待救援。压风自救硐室通常设置在突出矿井采掘工作面的进、回风巷,有人工作的场所和人员流动的巷道中。 (二)井下信号 矿井生产中的各个环节都设有用声光表示的工作信号或危险警告信号,所以信号是保证工作联系和安全生产所必需的手段。每个入井的工作人员都必须熟悉本矿规定的各种信号指示意义。 矿井的各种信号有着具体的规定和指令。矿井的提升运输信号基本用的是电铃声和红绿灯作指示b红灯表示危险信号,看到红灯,车辆要停止开动,行走的人员要止步等待。4绿灯表示安全,看到绿灯,车辆可以通过,人员可以在人行道上行走。电铃的不同声音或声音次数表示不同的指令信号。井底要求提升人员时,井底信号工必须先向井口发出要求信号,得到井口回应后,井底信号工才准许人员进入,必要时也可用通信工具代替信号联系。这些都是正常工作方式变动的联络信号。 井下信号还包括安全警告信号、发生事故的灾害信号等,如甲烷传感监测系统,在工作点监测出甲烷超限时的警报信号、爆破工在爆破前用口哨发出的警告信号。所有在甲烷超限区域内或在爆破区域内的人员,听到或看到这些警告信号后,都必须停止工作,自动、迅速地躲避到指定的安全地点。只有听到危险解除信号后,方可从安全地点走出。 (三)煤矿井下安全标志 安全标志是指井下悬挂的或张贴的图文标志,目的在于警示人们对不安全因素的注意,预防事故的发生。煤矿工人必须做到认识、爱惜和维护安全标志,发现有变形、损坏、变色、图形符号脱落、亮度老化等现象,应及时向有关部门和领导报告,以便及时修理或更换。 由国家安全生产监督管理总局发布,自2006年3月1实施的煤矿井下安全标志规定煤矿井下安全标志分为主标志和文字补充标志两类。 l.主标志 主标志分为禁止标志,警告标志,指令标志,路标、铭牌和提示标志4种。 1禁止标志。禁止或制止人们某种行为的标志,如“禁带烟火”“严禁酒后入井(坑)”“禁止明火作业”等,共19种。 2警告标志,警告人们注意可能发生危险的标志,如“注意安全”“当心瓦斯”“当心冒顶”等,共19种。 3指令标志。指示人们必须遵守某种规定的标志,如“必须戴矿工帽”“必须携带矿灯”“必须携带自救器”等,共11种。 4路标、铭牌和提示标志。告诉人们目标、方向、地点的标志,如“安全出口”“电话”“躲避硐”等,共20种。 2.文字补充标志 文字补充标志是主标志的文字说明或方向指示,它只能与主标志同时使用。 第六节煤矿矿用产品的安全标志及其识别 煤矿矿用产品是影响煤矿安全生产的重要因素,其安全性能、使用性能对煤矿安全生产起着至关重要的作用。因此必须对煤矿矿用产品实行强制性的安全标志管理,使其具有可靠的安全性能、使用性能,满足煤矿安全生产要求。煤矿安全规程规定,煤矿使用的纳入安全标志管理的产品,必须取得煤矿矿用产品安全标志。未取得煤矿矿用产品安全标志的,不得使用。 一、煤矿矿用产品的特点 由于煤炭生产的特殊性,要求煤矿矿用产品必须具有可靠的安全性能。煤矿井下使用的各种产品,除都具有生产工具的属性外,还要满足适应井下恶劣环境条件的特殊要求。因此,煤矿矿用产品基本上是为煤矿专用设计的产品,能在其他使用场合通用的设备极少。 l煤矿用防爆电气设备,除最基本的防爆性能要求外,有的还要求具有断电保护、风电瓦斯闭锁等适合煤矿作业的特殊功能。 2煤矿用爆破器材应在首先具有通用性能的基础上,还应具有抗引燃、引爆可燃性气体的性能,以及控制爆炸后有毒有害气体的排放散的功能。 3煤矿用柴油机,不仅要求其具有防爆性能,还要求控制其排烟的毒性、温度和机器的表面温度。 (4煤矿用阻燃输送带在运行中,不得产生静电火花,在事故性摩擦情况下不得摩擦着火。即使矿井发生大型火灾,其燃烧速度也不得高于井下其他可燃物,且一旦远离火源便自行熄灭 5煤矿用阻燃电缆,不仅要求其具有阻燃、抗静电性能,还要求其在电缆护套内加设半导体屏蔽层,纵然受到事故性撞、砸、挤、压时,也只准超前断电,绝不允许相间和相地短路。 6用于监测监控煤矿水、火、瓦斯、粉尘、顶板、一氧化碳和其他有毒有害气体的仪表和装备,统称为煤矿安全仪器。它们要为煤矿特有的作业环境服务,其自身除必须具有抗御井下各种自然灾害的能力外,还不能因本身的安全性能差引发事故,所以又称为煤矿专用安全仪器。 7安全监测、监控系统是由地面计算机系统和传输信道电缆及传感器、分站等组成,它不仅要求具有防爆性能,还要求适应特殊作业环境的防磁、抗干扰的能力,保证其传输速率、误码率、传输损耗、巡检周期、系统软件及其监视功能、逻辑关系约定、人机对话功能等均能在特殊环境下正常工作。 此外,支护、通风、照明、采煤、掘进、运输、监测监控、排水、动力系统、安全仪器仪表、防护设备、救灾抢险设备等用品,必须安全可靠。 二、执行安全标志管理的煤矿矿用产品的种类 国家必须采取强制性的安全管理手段、措施确保煤矿矿用产品满足煤矿安全生产的特殊需要。对执行安全标志管理的产品,生产厂家必须在取得安全标志证书后,才能从事该产品的生产、销售,并使用安全标志。各有关矿山企业严禁采购和使用无安全标志的产品。凡因使用无安全标志产品而造成重大事故的,要依法追究有关责任者和使用者的责任。 执行安全标志管理的煤矿矿用产品(井下部分)的种类如下 1.电气设备 1高、低压电气。具体包括隔爆型负荷开关、隔爆型馈电开关、隔爆型小型开关、隔爆型移动变电站、隔爆型干式变压器、隔爆型配电装置;隔爆型电控装置、隔爆型电磁启动器、隔爆型控制按钮、防爆电源断电器、隔爆型接线盒、防爆电缆连接器、隔爆型功率补偿装置和隔爆型充电装置。 2防爆电机。具体包括隔爆型交流电动机、隔爆型直流电动机和防爆发电机。 3矿用泵。具体包括潜水电泵、煤水泵、泥浆泵、渣浆泵和清水泵。 4综合保护装置。具体包括隔爆型检漏继电器、隔爆型电气综合保护装置。 5其他防爆电气设备。具体包括隔爆型电度表、磁性传感器、激光指向仪、隔爆型电磁阀、防爆照(摄)相机、隔爆电气设备外壳等。 2.照明设备 具体包括安全帽灯、报警矿灯、矿灯短路保护装置、防爆灯具(白炽灯、荧光灯、其他照明灯具)。 3.爆炸物品、发爆器 具体包括煤矿许用炸药(含乳化炸药、铵梯炸药、水胶炸药、硝铵炸药等)、煤矿许用雷管、煤矿许用导爆索、发爆器。 4.通信、信号装置 1通信类产品。具体包括防爆电话机及关联设备,无线电通信系统及关联设备,漏泄通信系统及关联设备,无线、有线混合通信系统及关联设备。 (2信号类产品。具体包括防爆信息传输装置,防爆声光报警(语音提示)信号装置、隔爆型电铃、隔爆型打点器、防爆信号通信机、工作面通信和信号控制装置。 5.钻孔机具及附件 具体包括煤(岩)电钻、凿岩机具(电动、-液动、气动)、锚杆钻机(液动、气动)、钻车、井下移动式空气压缩机、安全钻机(瓦斯抽采、探水、防突、放顶、注水、防灭火钻机)。 6.提升、运输设备 (1)带式(刮板)输送机。具体包括带式输送机(含托辊、制动器)、刮板输送机、顺槽转载机(带式、刮板)和偶合器(含易爆塞、易溶塞)。 2提运设备。具体包括人车(斜井、平巷)、矿车(含连接链、插销)、煤矿用绞车、矿用钢丝绳、提升容器、连接装置、防坠器、斜井防跑车装置和提升机综合后备保护装置。 7.动力机车 具体包括防爆蓄电池电机车(含隔爆型控制器、,隔爆型电阻器箱、隔爆型电源装置、蓄电池、隔爆型直流变换器、隔爆型直流稳压电源、防爆变频调速器、监视器等)、架线式工矿电机车及配套电气设备和防爆柴油机动力设备(含防爆柴油机)等。 8.通风、防尘装备 具体包括矿井地面通风机(仅限于如15及以下)、局部通风机、风速仪表、风速传感器、除(降)尘装置和粉尘采样器和粉尘浓度测量仪表。 9.阻燃及抗静电产品 具体包括阻燃输送带及整体带芯、导风筒及风筒涂覆布、煤矿用阻燃电缆、隔爆水袋(槽)、煤矿用塑料网假顶、非金属制品(溜槽、电缆接头、管材、玻璃钢制品等)和难燃介质(乳化油、高含水难燃液)。 10.环境、安全、工况监测监控仪器与装备 1气体检测仪器仪表,具体包括气体检测管、一氧化碳检测仪器仪表、甲烷检测仪器仪表(含载体催化元件)、氧气检测仪群仪表和其他气体检测仪器仪表。 2安全、生产监测监控系统,具体包括监测监控系统、矿用传感器(含一氧化碳、甲烷、负压、压力、供水、温度、速度、顶板动态、风速、设备开停等传感器)、井下分站、直流稳压电源、风电甲烷闭锁装置、甲烷断电仪、带式输送机监控系统、电力监测系统、运输监控系统、自然火灾监测系统和瓦斯抽采监测系统。 3自救器、呼吸器、苏生器。 4其他安全装置。具体包括紧急闭锁开关、远程控制器、防突测量仪器仪表及机具、瓦斯抽采设备及仪表和防灭火装置(含制氮机)。 11.支护设备 具体包括液压支架(含柱、阀、千斤顶)、气垛支架、矿用单体液压支柱(含三用阀)、切顶支柱、金属顶梁、锚杆(索)(含杆体、锚固剂)、矿用液压推溜器、乳化液泵和液压支架用胶管。 12.采、掘机械及配套设备 具体包括采煤机(含电控装置)、掘进机(含电控装置)。 三、煤矿矿用产品安全标志标识的识别 安全标志标识由图案和安全标志编号组成。在图案下部标注安全标志编号(编号由字母和数字组成)。煤矿矿用产品安全标志标识基本图案如图3-6所示。 煤矿矿用产品安全标志的识别要点如下 1看安全标志的尺寸规格。煤矿矿用产品安全标志标识分为标准规格和非标准规格。标准规格的基本图案分为五种规格,第一种规格尺寸如图3-6所示;第二种规格尺寸为第一种规格尺寸的o.66倍;第三种规格尺寸为第二种规格尺寸的0.66倍,以此类推. 非标准规格(印刷、模压、模制、丝印、喷漆、蚀刻、雕刻、烙印、打戳等)应与标准规格的尺寸成线性比例。 2看安全标志标识的颜色。标准规格安全标志标识为黄色底版, 边框及“MA“为黑色并凸出o.25mm;非标准规格安全标志标识,其底版和图案颜色可根据产品外观或铭牌总体设计情况合理选用。 3看安全标志标识的加施位置。标准规格安全标志标识,须加施在产品外体明显的位置上,选用的规格与产品外形尺寸相适应;非标准规格安全标志标识,须加施在产品外体的明显位置上或产品铭牌上.