机电运输职工培训教案教材

煤矿机电运输安全培训教案

课程名称：机电运输安全

任课教师：胡正权

培训单位：机电科

向阳煤矿安全培训中心

第一章：煤矿机电运输安全知常识

在煤矿生产中电的应用十分广泛，掌握煤矿安全用电至关重要。现就电的基础知识、矿井供电设备、井下电气设备的隔爆与失爆、井下电网的三大保护、触电事故、矿井运输分述如下：

一、电的基础知识

（一）电流、电压和电阻

1、电流----电荷有规则的定向运动称为电流。也作为电流强度的简称。电流有方向性，习惯上把正电荷流动的方向规定为电流的方向。

电流有两种及：交流与直流。

交流电----电流的大小和方向随时间作周期性变化。

直流电----电流的大小和方向不随时间变化。

电流用符号I 表示，单位为安培，简称安，用符号A表示。常用单位还有千安（kA）、毫安（mA）和微安（μA）。它们之间的关系是：

1 kA（千安）=1000A（安）

1A（安）=1000 mA（毫安）

1 mA（毫安）1000μA

2、电压

在电路中，由于电源中电动势的作用，使电源的一端聚集正电荷，另一端聚集负电荷，形成电源的正极和负极。人们规定，正极电位高，负极电位低，在正负极间接上负载（如灯泡），构成闭合回路后，电流就会从高电位的正极经负载流向低电位的负极。电源正极和负极之间的电位差，称为电压。

电压用符号U表示，单位为伏特，简称伏，用符号V

表示。常用单位有千伏（kV）、毫伏（mV）等。它们之间的关系是：

1 kA（千伏）=1000V（安）

1V（伏）=1000 mV（毫伏）

3、电阻

物体对电流通过所呈现的阻力称为电阻。电阻与导体的长度、断面和材料等有关。导体愈长，电阻愈大。断面愈大，电阻愈小；材料对电阻的影响用电阻系数来衡量。电阻系数以银为最小，铜次之，吕再次之。因为银的价格昂贵，所以人们一般以铜和铝来做导线。

电阻用符号R或r表示，单位为欧姆，简称欧，用符号Ω表示。常用单位有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。它们之间的关系是：

1 kΩ千欧=1000Ω（欧）

1MΩ（兆欧）=1000000Ω（欧）

（二）导体、绝缘体和半导体

1、导体

电荷容易流过的物体称为导体。常见的金属如银、铜、铝等都是良好的导体，所以，矿用电缆的导电芯线，都是用铜和铝作为导体。

除银、铜、铝外，还有其他金属及各种水溶液等都是导体，大地也可作为导体。

2、绝缘体

除导体之外，电荷难以流过的物体称为绝缘体。常见的如橡胶、塑料、陶瓷、空气等等。习惯上把绝缘体的电阻专门叫做绝缘电阻。用兆欧作单位，它是衡量绝缘性能好坏的依据。

绝缘体的绝缘性能随条件而变化，一旦正常的绝缘受到损伤、过热、受潮或加压超过规定时，都能使其绝缘性能急剧下降，甚至失去绝缘性能，可能引起严重的后果。

3、半导体

导电性能介于导体与绝缘体之间绝缘体之间的物质，称为半导体。常见的半导体有锗、硅、硒和半导体橡胶等。半导体经过加工后可以制成各种晶体管、半导体器件、集成电路等，广泛应用于各种电子电路中，如手机、电视和煤矿生产中使用的硅整流、可控硅、综合保护器等。

（三）欧姆定律

水管中流过水流的大小与水管两端压力差成正比，与水管的阻力成反比，这是我们日常生活中经验。同样，由实验证明。一段电阻内流过的电流大小与加在它两端的电压成正比，与电阻本身的电阻值成反比，这就是欧姆定律，可用下式表示：

I=U/R

式中： I——电流，A；

U——电压，V；

R——电阻，Ω。

（四）简单电路

电流所流过的路径称为电路。电路是由电源、用电设备（负载）、连接导线和开关组成。

短路的特点是电流很大，其值可达额定电流的几十倍或更大，很大的短路电流不仅能在极短的时间内迅速烧毁设备，甚至可能引起煤矿井下瓦斯煤尘爆炸事故。为了防止短路故障的发生，煤矿井下在电气设备中装设过流保护装置，以防止因短路故障所造成的危害。

（五）电功与电功率

我们知道灯泡是要消耗能量的，这个能量由电功或电能转化而来。在单位时间，即一秒钟内所作的电功，称为电功率，或简称功率。

电功率用符号P表示，单位为瓦特，简称瓦，用符号W 表示。功率和电压与电流之间都保持着正比关系，可用下式表示：

P=U.I

式中 P——电功率.W.

在实用中，经常用KW做单位，即1KW=1000W。例如电机铭牌标明的40KW就是指他的功率来说的，有时也罢功率叫做容量。

电功和电能通常用“度电”来表示。每1度电等于1KW 的设备工作1h所消耗的电能，即1千瓦.小时。例如10个500W的灯泡工作1h，消耗5度电。

二、煤矿企业要求供电具有：

1、可靠性----就是要求供电不间断。

2、安全性----就是在供电过程中，不应发生人身触电事故和设备事故，也不致引起火灾和爆炸事故。

3、技术合理性----即供电质量要稳定。

4、经济性----即基本建设投资少；设备材料消耗低；运行成本小。

矿井供电设备主要包括：高压控制设备，变电设备，低压馈电设备及线路。主要任务是分配与输送电能以及控制电路通与断，完成供电。

目前，我国煤矿井下常用的供电电压等级，交流有

10kV或6kV及1140V、660V或380V、127V、36V和供架线式

电机车使用的250V、250V直流电压等级，以适应不同类型矿井的用电设备。

（一）矿用高压配电箱（俗称高压开关）

高压配电箱可作为配电开关或控制保护变压器、高压电动机或高压线路。矿用高压配电箱分为两种，即矿用一般型和隔爆型。

二）矿用变压器

矿用变压器是为适应煤矿生产对变压器结构提出特殊要求的特种变压器。它是供电系统中的主要设备，用途是改变交流电压。煤矿常用的变压器大多为降压变压器。分动力和照明。有油浸和干式隔爆型之分。

（三）低压隔爆馈电开关

这种开关适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井，是一种手动或电动合闸供电开关。主要用于井下低压配电线路中，设在变压器出口的一侧，作为1140V及660V或380V低压电网总配（馈）电开关，因此有“馈电”开关之称。同时因为开关内有自动保护装置，可以再线路中出现过流或漏电故障时，能自动跳闸切断故障电源，所以又称“自动”开关。（四）矿用电缆

矿用电缆主要有铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆三种。用途是传输和分配电能。

三、井下电气设备的隔爆与失爆

各类电气设备，对其采取一定的安全措施以后，能保证其在一定的爆炸危险场所实现安全供用电，这种电气设备通称为防爆电气设备。隔爆型电气设备是防爆电气设备的一种类型，它的防爆标志为ExdI，其含义Ex为防爆总标志；d 为隔爆型代号；I为煤矿用防爆电气设备。读作煤矿用隔爆型防爆电气设备。

隔爆，就是当电气设备外壳内部的爆炸气体发生爆炸时，不会引起外壳周围的爆炸性气体发生爆炸，凡是具有这种隔爆外壳的电气设备就叫隔爆型电气设备。

失爆，电气的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性就叫失爆。

防爆设备分类

煤矿井下常见的电气失爆现象有：

（1）、由于隔爆接合面严重锈蚀，有较大的机械伤痕，连接螺钉没有压紧而使隔爆间隙超过规定要求而造成失爆。（2）、由于外力作用，如砸、压、挤、碰等原因，使隔爆外壳变形或损坏；隔爆外壳上的盖板、接线嘴、接线盒的连接螺钉折断、螺纹损坏；连接螺钉不齐全，使机械强度达不到规定而失爆。

（3）、连接电缆没有使用合格的密封圈或没有密封圈，不用的电缆接线孔没有使用合格的封堵挡板或没有挡板而失爆。

（4）、接线柱、绝缘套管烧毁，使两个空腔连通，外壳内部爆炸是时产生高的压力使外壳损坏，发生失爆。

(5)加大现场管理力度

对井下防爆电气设备的管理要严格执行《煤矿安全规程》规定，必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能遭受破坏的电气设备，必须立即停电处理或更换，严禁继续

使用已损坏的防爆电气设备。设备运行中设专职管理员对设备的运转情况做巡回检查。对供电要求“三无”、“四有”、“两齐”、“三全”、“三坚持”。“三无”：无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头。这“三无”对防止短路、漏电和人身触电事故是十分有效的措施。

“四有”：既有过电流和漏电保护；有螺丝和弹簧垫圈；有密封圈和挡板；有接地装置。这“四有”对防止短路、过负荷、漏电故障范围的扩大，防止人身触电、防止失爆是十分有效的。

“两齐”：即电缆悬挂整齐；设备洞室清洁整齐。这是防止各种电缆引起电气事故、防止洞室电气设备发生故障的有效措施。

“三全”：即防护装置全；绝缘用具全；图纸资料全。这“三全”是防止发生人身触电等意外事故，加强电气设备管理和技术管理、正确指挥生产，防止各种电气事故的重要措施。万一发生电气事故，能正确、迅速地判断和进行处理。

“三坚持”：即坚持使用漏电继电器；坚持使用煤电钻综合保护；坚持使用瓦斯电闭锁。其不仅可防止因漏电引起的人身触电，而且可防止因漏电或瓦斯超限而引起的瓦斯爆炸。对机械部分，加强运转管理要求各种保护齐全可靠，定期检

修设备完好，发现异常及时与修理工联系，尽早解决。机电管理职能部门要经常深入井下检查监督设备的使用和维护情况，一旦检查出防爆电气设备失爆，追究有关人员责任，对不按照设备操作规程使用设备而引起损坏的，追究使用单位和操作着的责任。

四、井下电网三大保护

为了保证井下低压供电安全，必须装置漏电、接地、过流等三大保护。

（一）漏电保护

煤矿井下电气事故大多数是因绝缘下降造成相间短路或接地（碰壳）等故障引起的，由于电气的故障极易造成触电或引起瓦斯、煤尘爆炸的危险，因此

当绝缘下降到有危险的程度时能自动切断电源，找出隐患，就能避免事故，保证安全用电。

为了达到这一目的，目前我国煤矿井下广泛采用检漏继电器，作为绝缘监视和漏电保护装置。

（二）保护接地

把电气设备中所有正常情况下不带电的金属外壳和构架，用导线与埋在地下的接地极连接起来，称为保护接地。（三）过流保护

过流是过电流的简称。是指流过电气设备或电缆的电流超过正常允许值。过流可分为允许过流和不允许过流两种，通常所说的过流是指不允许过流。

常见的过流故障有短路、过负荷和断相三种。

五、触电事故

（一）触电对人体的危害

触电事故是人身触及带电体或接近高压带电体时，有电流通过人身而造成的。

触电事故可分为两大类，即电击和电伤。

电击主要造成人体内伤。

电伤主要是造成人体外伤。

（二）发生触电事故的原因

发生触电事故的原因很多，一般常见的有：

（1）作业人员违反《规程》规定，如带电作业，带电检修、搬迁电气设备、电缆等。

（2）电气设备或电缆受潮进水，绝缘损坏或设备外壳漏电，没有及时修复。

（3）没有严格执行停送电制度，如开关停电后没设传人看管或未挂警示标志牌等造成误送电或停错电以及没验电。（4）在电气设备不完好、保护功能失效或没有保护装置以及有保护装置甩掉不用而发生触电事故

（5）人员在设有架线的巷道内行走，携带较长金属工具或金属材料等导电物体，触及电机车架线而发生触电事故。（6）接近或触及刚停电但未放电的高压设备或高压电缆（三）预防触电事故的一般方法和措施

1、防止人体接触或接近带电导体

（1）将电气设备的裸露带电部分安装在一定高度或加上围栏。如井下电机车架线，按《规程》规定必须悬挂在一定高度以上。

（2）对于人体经常触及的电气设备采用低电压，如照明、手持式电气设备以及电话、信号装置的供电额定电压，不超过127V。远距离控制线路的额定电压，不超过36V。

2、严格遵守各项安全用电制度

（1）井下不得带电检修、搬迁电气设备等。

（2）非专职人员或非值班电气人员，不得擅自操作电气设备；操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上；127V手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触部分必须有良好绝缘。

（3）在切断电源后，应将开关操作手柄闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”警示牌，只有执行这项停电操作的人员，才有权取下此牌并送电。

3、采取保护措施

（1）严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。

（2）井下电网进行保护接地。

（3）井下电网必须装设漏电保护装置。

（4）井下开关、控制设备应装设过流保护装置。

提升与运输

一、矿井提升设备

矿井提升设备是煤矿最重要的大型机电设备之一，是联系地面与井下的主要生产设备。

（一）矿井提升设备的分类

根据井筒的倾角、用途、提升机和拖动类型的不同，矿井提升设备可分为如下类型。

（1）、按用途分类：

①主井提升设备。是专门提升井下生产的煤炭。

②副井提升设备。是专门提升矸石、下放材料，升降人员。

（2）、按提升机类型分类：

①单绳缠绕式提升设备。

②多绳摩擦式提升设备。

（3）、按拖动类型分为交流电动机拖动和直流电动机拖动提升设备。

（4）按井筒倾角分为立井和斜井提升设备。

（二）矿井提升设备的组成

矿井提升设备主要由井架、天轮、提升容器、钢丝绳、提升机等部分组成。

（三）提升设备的工作系统

根据提升设备的特点和使用矿井条件的不同分为立井和斜井提升设备的工作系统。

立井提升系统

立井提升系统根据使用要求的不同，可分为立井单绳缠绕式箕斗或罐笼提升系统；立井磨擦式单、多绳箕斗或罐笼提升系统。

斜井提升系统

斜井可分为串车、箕斗和人车等提升系统，现主要介绍串车提升系统。

二、井下运输设备

（一）带式输送机

带式输送机主要使用在井下水平巷道和倾斜巷道的运输。向上运输倾角≤18o，向下运输倾角≤15o。目前使用的主要类型有以下几种：

（1）固定式和钢丝绳牵引带式输送机，用于井下主要运输斜巷和水平运输大巷。

（2）可伸缩带式输送机，主要使用在机械化采煤工作面的顺槽运输。

二）刮板输送机

刮板输送机又称溜子，是井下运输中最常见的运输设备。主要使用在采煤工作面运输及顺槽运输。根据使用条件可分为以下三类：

（1）普通刮板输送机，其特点是输送机只能直线铺设。随工作面推进，人工拆卸移溜。

（2）可弯曲刮板输送机，可配合采煤机，金属或单体液压支架使用。可作为采煤机的导轨，随工作面的推井可实现蛇形自移。

（3）多机传动高效铠装可弯曲刮板输送机，主要是为综合机械化采煤工作面配套。

三）矿用小绞车

井下运输用的小绞车，主要是指卷简直径1.6m以下的搬运绞车、调度绞车和回柱绞车。

（1）搬运绞车主要使用在大中型矿井的井下倾斜巷道运送物料。

（2）调度绞车一般使用在水平巷道调度车辆，或在中间巷拖动矿车，或用于辅助搬运。

（3）回柱绞车主要用在工作面的回柱放顶，可安装在回风巷内，或回采工作面上端和中间

（四）矿用机车

矿用机车主要使用在井下水平运输大巷。

我国使用的矿用机车主要是直流电机车。按使用条件和设备特点不同分为架线式电机车、防爆特殊型蓄电池机车、防爆柴油机车、防爆柴油齿轨机车、防爆柴油胶套轮机车等类型。

三、提升运输的安全设施

矿井提升运输能否做到安全运行，安全设施有着十分重要的的作用。现介绍如下：

（1）井口安全门。在使用罐笼提升的立井井口及各水平的井底车场靠近筒处，必须设置防止人员、矿车及其实他物品坠落到井下的安全门。井口安全门必须和提升信号系统相闭锁。

（2）罐笼防坠器。《规程》规定：升降人员或升降人员和物料的单绳提升罐笼、带乘人间的箕斗，必须设置可靠的防坠器。当提升绳或连接装置一旦发生断裂，防坠器可使罐笼安全而平稳地支承在井筒的罐道上，起到保护作用。

（3）防过卷保护装置。立井提升时，当容器超过正常终端停止位置0.5m时，该装置能使提升系统实现安全制动。（4）满仓和松绳保护装置。立井或斜井箕斗提升时，当煤仓满或箕斗卡住造成松绳，该装置能自动发出警告信号并进行安全保护。

（5）斜井平台阻车器。在斜井上部的水平车场设置。目的是防止因推车工失误时，造成矿车自行下滑。

（6）防跑车装置。所有轨道斜井必须设置“一坡三挡”。（7）斜井人车断绳防坠装置。

（8）斜井带式输送机安全装置。

附录：《煤矿安全规程》第三百五十八条件:严禁使用固定车厢式矿车、底卸式矿车、材料车和平板车等运送人员。第三百五十九条：严禁在机车上或任何两车厢之间搭乘、严禁扒车、跳车和坐矿车。