掘进机司机教案

第一章煤矿安全生产方针及法律法规

第一节安全生产的方针

煤矿安全生产方针是党和国家为确保煤矿安全生产而确定的指导思想和行动准则，即“安全第一、预防为主。”

贯彻落实煤矿安全生产方针应当做到：

1）、坚持管理、装备、培训并重的原则

2）、坚持煤矿安全生产方针标准

3）、坚持各项行之有效的措施

为了深入贯彻安全生产方针，必须坚持以下各项措施：

1）、要强化安全法律观念

2）、要建立健全安全安全生产责任制

3）、建立安全生产管理机构或配备专职安全生产管理人员

4）、认真组织安全生产检查

5）、加大煤矿安全监察力度

6）、加强安全技术教育培训工作

7）、关口前移，做好事故预防工作

8）、做好事故调查和处理工作

9）、加大对事故责任人的处罚力度

第二节煤矿安全生产法律法规

煤矿安全法律法规体系：

1）、全国人大及其常务委员会颁布的关于安全生产的法律

2）、国务院颁布的关于安全生产的行政法规

3）、省（自治区、直辖市）级人大及其常务委员会颁布的关于安全生产的地方性法规

4）、国务院有关部委、省级人民政府颁布的有关安全生产的规章和地方规章

主要的安全生产法律法规：《安全生产法》、《矿山安全法》、《煤炭法》、《煤矿安全监察条例》、《煤矿安全规程》、《安全生产违法行为行政处罚办法》、《安全生产许可证条例》。

违法的定义：

违法是指不履行法定义务或者做出的法律禁止行为。

违法的构成要件（注：缺少以下任何一条都不能构成违法）：

1）、必须是一种行为，只有违法的思想而未见之于的行为不构成违法

2）、必须侵犯了客体，即侵犯了法律所保护的社会关系和社会秩序，具有一定的社会危害

3）、违法的主体必须是有责任能力的人或依法设置的法人

4）、必须是行为者主观上出于故意或过失

违法可分为：

1）、刑事违法，构成犯罪

2）、民事违法，包括违反民法、婚姻法等，给国家机关、社会组织或公民个人造成某种利益损失的行为

3）、行政违法，即违反行政管理法规的行为

法律制裁可分为（按照违法者承担的法律责任及触犯法规不同）：

1）、刑事制裁

2）、民事制裁

3）、行政制裁

犯罪的定义：

凡是违反刑法危害社会而应受到刑事处罚的称为犯罪

犯罪分为（根据犯罪的主观心态）：

1）、故意犯罪

2）、过失犯罪

犯罪的三个特征：

1）、具有社会危害性，是一切犯罪的客观属性

2）、刑事违法性，即违反刑事法律的禁令

3）、应受惩罚性，

第二章煤矿生产技术

第一节煤矿地质基本知识

顶板的定义：

位于煤层上覆的岩层

顶板分为（根据岩性、厚度及采煤过程中垮落的难易程度）：1）、伪顶2）、直接顶3）、老顶

底板的定义：

位于煤层之一的岩层

底板分为：

1）、直接底2）、老底

煤层结构：指煤层中是否含有岩石夹层

煤层结构分为：1）、简单结构煤层2）、复杂结构煤层

煤层形态：指煤层赋存的空间几何形态

煤层形态分为：

1）、层状煤层

2）、似层状煤层

3）、不规则状煤层

煤层厚度：煤层顶底板岩层之间的垂直距离

煤层厚度分为：1）、总厚度2）、有益厚度3）、可采厚度

按厚度将煤层分为：1）、薄煤层2）、中厚煤层3）、厚煤层

煤层的产状：指煤层在空间的位置及特征

煤层产状的要素：1）、走向2）、倾向3）、倾角

地质构造的定义：

沉积岩层和煤层的其形成时，一般都是水平或近水平的，且在一定范围内是连续完整的，由于受到地壳运动的影响，使岩层的形态发生了变化，甚至产生裂缝和错动，使岩层失去完整性，这些由地壳运动造成的岩层的空间形态

地质构造的形态分为：

1）、单斜构造

2）、褶皱构造

3）、断裂构造

岩溶陷落柱（俗称“无灰柱”或“矸子窝”）的形成：

它是煤系地层下部可溶性岩石在地下水和重力作用下所产生的坍塌现象

岩浆侵入体的危害：

含煤区域内的岩浆活动，无论是侵入、穿插或靠近煤层，均可导致煤层的破坏和煤的变质，有的岩浆体还直接破坏煤层顶底板，使顶板失去均一性

第二节矿井开拓

矿井开拓方式定义：

矿井开拓巷道在井田内的布置方式

开拓方式包括：

井硐的形式、数目和位置的确定；开采水平数目和标高的确定；划分开采单元（采区和盘区）；布置井底车场和大巷；确定开采程序和矿井延伸等问题

矿井开拓方式分为：

1）、斜井开拓2）、立井开拓3）、平硐开拓4）、综合开拓煤矿生产系统主要有：

运输系统、提升系统、通风系统、排水系统，供电、供水、供压气系统等

井下巷道分类：

按空间特征分-垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道

按用途来分-开拓巷道、准备巷道、采煤巷道

按巷道掘凿在煤或者岩石中夹分类-煤巷、半煤岩巷、岩巷

第三节巷道掘进与顶板管理

巷道的矿压分为：

1）、巷道矿压

2）、冲击矿压

巷道支护分为：1）、巷道临时支护2）、巷道永久支护

巷道施工方法与安全：

1）、岩巷施工方法与安全

2）、煤巷施工方法与安全

3）、半煤岩巷施工方法安全

4）、上、下山巷道掘进特点和安全

5）、弯道施工方法与安全

6）、大断面巷道施工方法与安全

巷道顶板管理与安全：

1）、掘进工作面顶板管理的主要内容

2）、新掘巷道开口安全措施

3）、沿空掘巷顶板破碎的安全措施

4）、有淋水的工作面顶板管理安全措施

5）、掘进巷道过断层等结构变化带时的安全措施

第三章矿井通风与灾害防止

第一节矿井通风

井下空气中的主要有害气体有：一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氨气、瓦斯和氢气

矿井通风的任务：

1）、供给井下各作业点新鲜空气

2）、有效冲淡和排除有毒、有害气体，防止瓦斯积聚

3）、排除浮游矿尘，减少对人的危害

4）、创造良好的气候条件和舒适的工作环境，以保障职工的身体健康和生命安全及机械设备的正常运转，进而提高劳动生产率矿井通风方式：

1）、中央式（中央并列式、中央边界式）

2）、对角式（两翼对角式、分区对角式）

3）、混合式

4）、区域式

主要通风机的工作方法：抽出式、压入式、压抽混合式

掘进通风方法：

1）、利用矿井总风压通风

2）、使用局部通风设备通风

掘进通风设备主要指：局部通风机、风筒及其附属装置

通风设施（按其作用）分为：

1）、隔断风流设施（如：爆门、风门。挡风墙等）

2）、引导风流设施（如：风硐、枫桥等）

3）、调节控制风量的设施（如：风窗等）

第二节矿井瓦斯防治

矿井瓦斯的性质：

瓦斯是一种无色、无味、无臭、无毒的气体

其对空气密度为0.554

瓦斯爆炸：就是一定浓度的瓦斯与氧气，在高温火源的作用下，进行的剧烈氧化反应

瓦斯爆炸的危害：

1）、井下瓦斯浓度较高时，空气中氧气的浓度会降低，以致于使人窒息

2）、瓦斯爆炸后的气体压力是爆炸前气体压力的7~10倍，气体压力骤然增大，将形成强大的冲击波，会以极高的速度向外冲击，从而推到支架、损坏设备，使工作面顶板冒落及造成现场的人员伤亡，将使矿井遭到严重的破坏。同时，爆炸产生大量的有害气体，使人窒息死亡。瓦斯爆炸的高温可达1850~2650℃。这样的温度，不仅会烧毁设备、烧伤人员，还能点燃木材、支架和煤尘，引起火灾和煤尘爆炸，从而扩大灾情。

矿井涌出的形式有：

1）、普通瓦斯涌出

2）、特殊瓦斯涌出

矿井瓦斯等级划分为（根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井瓦斯绝对涌出量和瓦斯涌出形式）：

1）、低瓦斯矿井

2）、高瓦斯矿井

3）、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井

瓦斯爆炸的条件：

1）、瓦斯浓度

2）、氧气浓度

3）、足够能量的点火源

防止瓦斯爆炸的措施：

1）、防止瓦斯积聚

2）、防止点火源的出现

煤与瓦斯突出：指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤（岩）和瓦斯由煤体内突然喷出到采掘空间的现象

煤与瓦斯突出的危害：

当发生煤与瓦斯突出时，采掘工作面的煤壁将遭到破坏，大量的煤与瓦斯将从煤层内部以极快的速度向巷道或采掘空间喷出，充塞巷道，煤层中会形成空洞，同时会伴随着强大的冲击力，巷道设施会被摧毁，通风系统会遭到破坏、甚至会发生风流逆转，还可能造成人员窒息和发生瓦斯爆炸、燃烧及煤流埋人事故，更严重时刻导致整个矿井正常生产系统的瘫痪

煤与瓦斯突出的预兆：

1）、有声预兆

2）、无声预兆

煤与瓦斯突出的防治：

1）、突出危险的预测

2）、防止突出措施

3）、防止突出措施的效果检验

4）、安全防护措施

第三节矿井防灭火

矿井火灾：凡是发生在煤矿井下或地面，威胁到井下安全生产，造成损失的非控制燃烧

矿井火灾分类：

1）、按引火热源的不同分为外因火灾和内因火灾

2）、按发火地点的不同分为井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、煤柱火灾、采空区火灾、硐室火灾等

3）、按燃烧物的不同分为煤炭自燃火灾、火药燃烧火灾、机电设备火灾、油料火灾及瓦斯燃烧火灾等

矿井火灾对煤矿产生和职工安全的危害主要有：

1）、矿井火灾产生大量的有毒有害气体

2）、矿井火灾不仅提供了瓦斯、煤尘爆炸的引火源，而且火的干馏作用使可燃物放出氢气、瓦斯等爆炸气体，同时火灾还可以使沉降的煤层重新悬浮

3）、井下发生火灾后，产生的高温及火焰会引燃附近的可燃物，使火灾范围迅速扩大，产生设备和煤炭资源就会遭到严重破坏和损失外因火灾的预防：

1）、井下严禁吸烟和使用明火

2）、井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉

3）、瓦斯矿井要使用安全炸药，放炮要遵守安全规程

4）、正确使用矿用型（具有不沿燃护套）橡套电缆

5）、井下和井口房不得从事电焊、气焊、喷打焊接。

6）、将温升变色涂料涂敷在机电或机械设备外壳上和容易发热的部位

7）、利用火灾检测器及时发现初期火灾

8）、严控堆放易燃物品

9）、矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统

10）、新建矿井的永久井架和井口房，或者以井口为中心的联合建筑，都必须用不然性材料建筑

11）、《煤矿安全规程》规定：进风口和进风平硐口都应装设防火铁门

井下直接火扑灭方法：用水、沙子、岩粉、化学灭火器、高倍数泡沫灭火器及挖除货源等

第四节矿尘防治

矿尘：矿井在生产过程中所产生的各种矿物细微颗粒，统称为矿尘

矿尘的危害：1）、矿尘对人体的危害2）、煤尘爆炸的危害

煤尘爆炸的条件：

1）、具有一定浓度的能够爆炸的煤尘云

2）、高温的热源

3）、空气中氧浓度大于18%

防止煤尘爆炸的措施：

1）、降尘措施（煤层注水、喷雾洒水、水封爆破和水泥炮等）2）、防止煤尘引燃的措施

3）、限制爆炸范围扩大

掘进工作面综合防尘的主要内容：

1）、湿式打眼

2）、冲洗井壁巷帮

3）、使用水泥炮

4）、放炮喷雾

5）、装岩洒水

6）、净化风流

7）、个体防护

第五节矿井水灾防治

矿井水灾发生的原因：1）、自然2）、人为

矿井水灾的危害：

1）、巷道和采掘工作面出现淋水时，使空气湿度增大，恶化了劳动条件，影响劳动生产率和职工身体健康

2）、矿井水对个中金属设备、支架、轨道等，均有腐蚀作用，会缩短其使用寿命

3）、由于矿井水的存在，生产过程中必须安设专门的管路、水泵等设备进行排水，增加了原煤成本和工作量

4）、当发生突然涌水或其水量超过排水能力时，轻则造成局部停产，重则可能造成淹井，使国家财产受到损失并危及井下作业人员的

生命安全。

矿井水害发生前的预兆：

1）、巷道掘进工作面空气温度降低，感到发凉

2）、掘进工作面空气潮湿，湿度异常增大

3）、煤壁或掘进工作面、两帮岩石潮湿（俗称发汗），有水锈（俗称挂红）

4）、掘进工作面壁帮渗水，且逐渐增大

5）、有时可听见“嘶嘶”水流声或“底爆”响声

6）、矿压增大，煤岩破碎，裂隙发育，出现片帮、冒顶及底鼓等现象

7）、局部冒顶，有涌水或淋水，且逐渐增大并浑浊含泥沙等

8）、有H2S、CO2等气体逸出

井下防治水措施：防、排、探、放、疏、截、堵

第六节顶板事故防治

顶板事故的类型：

1）、空顶引起的局部冒顶

2）、支架承载能力不足而引起的大面积冒顶事故

3）、支架稳定性差引起的推垮事故

局部冒顶事故的预兆：响声、掉渣、片帮、裂缝、漏顶、脱层巷道顶板事故的防治措施：

1）、掌握地质资料与开采条件

2）、严格顶板安全检查制度

3）、加强支护质量管理

4）、加强掘进巷道的日常顶板管理

5）、巷道冒顶事故的处理方法

6）、巷道片帮的处理方法

第四章机电安全基础知识

第一节机械基础知识

机器组成部分：由原动机、传动系统、工作部分组成（其中传动系统是机器的重要组成部分）

机械传动分类（按传动原理分）：

1）、摩擦传动2）、啮合传动3）、推压传动

齿轮传动的定义：

齿轮传动指的是利用主、从两轮间轮齿与轮齿的直接接触（啮合）来传递运动和动力的一套装置

齿轮传动的类型：

1）按齿轮传动轴的相对位置可分为：平面齿轮传动（两轴平行）、空间齿轮传动（两轴不平行）

2）、按齿轮传动在工作时的圆周速度不同可分为：低速

（V<3m/s）、中速（V=3~15m/s）、高速（V>15m/s）

3）、按齿轮工作条件不同可分为：开式齿轮传动、闭式齿轮传动4）、按齿宽方向与轴的歪斜形式可分为：直齿、斜齿、曲齿、弧齿等

5）、按轮齿的啮合方式可分为：外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传

动、齿条传动

6）、按齿轮的齿廓曲线不同可分为：渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动、圆弧齿轮传动

齿轮的失效形式：1）、齿轮的折断2）、齿面的破坏

润滑剂的分类：

a、液体润滑剂，即润滑油

b、半固体润滑剂，即润滑脂

c、固体润滑剂，即二硫化钼、石墨等

d、气体润滑剂

对于一般机械设备，通常采用润滑油或润滑脂润滑

设备的联接种类：

a、螺纹联接

b、轴毂联接

c、轴承

第二节液压传动基础知识

液压传动定义：

利用封闭系统中的液体压力能进行能量的转换、传递和分配的传动方式

液压传动符合的基本原理：

1）、帕斯卡定律

2）、液体流动的流量连续性原理

3）、能量守恒定律

液压传动的组成及各部功能：

1）、液压动力源—将原动机所提供的机械能转变为工作液体的液压能的机械装置，通常称为液压泵

2）、液压执行元件—将液压泵所提供的工作液体的液压能转变为机械能的机械装置，称为液压执行元件，或称为液动机。成用的有液压缸或液压马达

3）、液压控制元件—对液压系统中工作液体的压力、流量和流动方向进行调节控制的机械装置，称为液压控制元件，通常称为液压阀4）、液压辅助元件—油箱、管道、接头、密封元件、滤油器、蓄能器、冷却器及各种液体参数的监测仪表等

5）、工作液体—能量的承受和传递的介质，即为能量的载体，也起着润滑运动零件和冷却传动系统的作用

液压传动的基本技术参数：液工作液体的压力和流量

液压系统的职能符号：（见书掘进司机第99页表4-1）

液压泵的基本工作原理：（见书掘进机司机第102页）

液压泵主要性能参数：

1）、压力（额定压力、工作压力、最高允许压力）

2）、排量和流量（几何排量、理论流量、泄露流量、实际流量）3）、效率和转速（容积效率、泵的总效率、额定转速）

液压马达基本技术参数：压力、排量、流量、转速、转矩

轴向柱塞式液压马达的工作原理：（见书掘进机司机第106页）液压缸的分类（按其作用分）：单作用缸、双作用缸

液压缸的性能参数：压力、流量、推力、速度、运动时间

液压控制阀种类：

1）、方向控制阀（单向阀、换向阀）

2）、压力控制阀（溢流阀、顺序阀、减压阀）

3）、流量控制阀

液压辅助元件：油箱、管道、接头、密封元件、滤油器、蓄能器、冷却器及各种液体参数的检测仪表

液压基本回路有：主回路、压力控制回路、速度控制回路

第三节电气安全

井下电气保护的要求：

1）、《煤矿安全规程》对电气保护装置的要求

2）、对电气保护装置动作性能的基本要求

井下下电气保护的任务：

1）、在系统的设备或线路发生故障时，其继电保护装置应迅速准确地发出跳闸命令，使故障设备或线路及时从系统中断开，以最大限度地减少对设备或线路本身的损坏，降低对系统安全供电的影响2）、反应电气设备部正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动调整，或将那些继续运行可能引起事故的电气设备予以切除井下电气保护的类型：漏电保护、过流保护、保护接地系统接地保护、局部接地保护、电压保护、瓦斯电与风电闭锁等（前三种被称为供电系统的三大保护）

防爆设备的类别（按环境部同分）：

Ⅰ类（用于煤矿井下的电气设备）

Ⅱ类（用于工厂的防爆电气设备）

煤矿防爆电气设备的类型：

1）、隔爆型电气设备d

2）、增安型电气设备e

3）、本质安全型电气设备

4）、正压型电气设备p

5）、充油型电气设备o

6）、充砂型电气设备q

7）、浇封型电气设备m

8）、无火花型电气设备n

9）、气密封电气设备h

10）、特殊型电气设备s

防爆标志：防爆电气设备的类别、类型、级别和组别连同防爆总标志“Ex”构成防爆标志

隔爆型电气设备的特征及隔爆原理：

将正常工作或事故状态下可能产生火花的部分放在一个或分放在几个外壳中。这种外壳应能承受可能进入其内部的可燃性气体的爆炸，而不致损坏或生产永久变形，并且不致内部生产的火焰通过外壳上任何接合面或孔眼点燃外部的可燃性气体。因此，要求隔爆外壳具有隔爆性和耐爆性

隔爆电气设备失爆的原因：

1）、由于维护和定期检修不妥，防护层脱落往往使隔爆面上出现沙泥灰尘等杂物，某些用螺丝紧固的平面对口接合面出现凹坑，使隔爆面间隙增大

2）、井下电气设备由于移动或搬运不当而发生磕碰，使外壳变形或生产严重的机械伤痕，或在使用中亦可能发生撞击现象，严重时可能增加接合面间隙

3）、装配时生产严重的机械伤痕

4）、隔爆面上生产锈蚀现象，增大粗糙度

5）、由于不熟悉设备性能，在装卸过程中煤有采用专用工具或发生误操作

6）、螺钉紧固的隔爆面，由于螺孔深度过浅或螺钉太长，而不能很好地紧固零件

7）、由于工作人员对防爆理论知识掌握不够，对各种规程不能正确贯彻执行，以及对设备的隔爆要求粗心大意，均可造成失爆

第五章掘进机的结构及工作原理

第一节掘进机的结构

掘进机的种类：

1）、按照适用的煤岩类别不同分：煤巷掘进机、岩巷掘进机、半煤岩掘进机

2）、按照装载装运方式不同分：耙爪-刮板输送机型、双环形刮板链-刮板输送机型、单环形刮板链型

3）、按照掘进机截割滚筒的布置方式不同分：横轴式、纵轴式掘进机的组成：截割机构、装运机构、行走机构、装载机构、液压系统、喷雾除尘、电气系统等组成

掘进机的结构特点：

1）、除截割机构和胶带转载机外，其余各机构均采用液压驱动，具有良好的驱动性和过载保护性能

2）、接隔壁可伸缩，除可扩大截割断面外，还便于挖柱窝，整修巷道顶帮，提高掘进巷道的工程质量

3）、设有3MPa的内喷雾及外喷雾装置，能较好的冷却截齿和提高灭尘效果

4）、行走机构后部装有两台后支撑液压缸。当检修行走机构、机器因底板松软而下沉以及横向截割时，可用后支撑油缸将机器后部抬起，减轻机器的振动，保持其稳定性

5）、液压回路系统设有冷却装置，可保证机器长时间工作。行走部液压马达采用摩擦片式自动制动装置，可防止大坡度掘进时机体下滑

6）、截割臂上设有托梁架，可利用截割臂架设顶梁，减轻工人体力劳动

7）、电气控制箱设有各种保护装置，指示灯便于司机观察。截割机为单绕组双速水冷却电动机，工作性能可靠

第二节掘进机的工作原理

机械传动系统工作原理