井下煤矿 篇1
我国煤矿井下开采起步较早, 但是距离发达国家的开采技术还有很远的差距, 当前煤矿井下开采的趋势是机械化、集约化、智能化, 我国也已经在各大科研院所和高校展开了相关的研究, 目的在于提高煤矿井下开采的效率, 促进煤炭行业的健康高效发展。可靠高效的煤矿井下开采技术依赖于设备的可靠运行和有效改进, 特别是要综合考虑开采、监控和管理等环节, 开采工艺的提高有助于提高煤矿的产出比, 监控在于深入贯彻安全生产的思想, 管理能够统筹安排好各个生产环节, 优化资源配置, 三个环节各有侧重又紧密联系, 共同促进煤矿井下开采技术的提高。我国虽然整体采煤水平还距发达国家有很远的距离, 但在一些关键技术上也取得了突破, 比如随钻测量和定向钻机系统的研发就很具代表性, 改变了完全进口国外设备的尴尬局面, 填补了煤矿开采技术的空白。
2 井下开采技术特点
煤矿井下开采技术与露天开采技术有着很大的不同, 具体分析可分为以下两点。
(1) 井下开采相比露天开采技术难度要高得多, 首先露天煤矿的储量远小于井下煤矿的总量储备, 研究井下煤矿开采技术有着很强的现实意义;其次井下开采要结合地质情况和煤层分布特点制定合理的开采方案, 其中包括开采设备的选择和支护方法的确定等。
(2) 开采方式的选择要根据煤矿类型来确定, 不同的开采方式采收率差别很大, 井下开采常用长壁开采、放顶煤开采等方式, 露天煤矿开采多直接采用挖掘的方式。采煤工艺的发展多是伴随着实践的探索和不断的经验总结, 每种采煤工艺的变革都是自上而下的一系列设备方法的改进, 而不是单纯的某个环节, 井下开采多采用定向钻探技术, 定向是指校正预定开采方向和斜向器的实际方位的偏差。钻具在进入作业位置后, 要通过测斜仪测定实际下方位置和预定位置之间的夹角和距离等参数, 然后进行相应的调整, 调整到位后加压开始钻探, 钻探过程中也要不断监测钻具的位置, 以防偏离预定方向, 引发安全事故。随着随钻测量技术的发展, 钻具轨迹控制技术也越来越成熟, 定向钻探的精度日益提高, 有关资料表明, 这一先进技术已经在全国各大煤矿获得推广和应用, 并产生了巨大的经济效益和社会效益, 这足以说明研究这一项井下开采技术具有重要的现实意义。
3 柱式采煤法
传统采煤方法主要有巷柱式采煤法、房柱式采煤法等, 它们的基本特点是利用采空区之间形成的煤柱作为支撑, 不继续深挖, 然后回采煤柱, 回采一般采用爆破的方法。这种采煤方法工作面较小, 可以多个工作面同时进行以提高产出率, 最重要的是技术难度较低, 开采成本更容易控制, 运煤通道多垂直于工作面, 煤柱的尺寸大小往往不是由采煤设计者决定的, 而要根据相应的地质情况, 煤的品质, 开挖深度等因素综合考虑决定。巷柱式采煤法是在作业范围内, 每隔10m~20m沿煤层切割成10m~20m的煤柱作为支撑, 开采到一定深度后进行回采作业, 回采多采用爆破方法。这种方法开采工艺简单, 通风较差, 人工作业环境较差, 采用爆破进行回采导致回采率较低, 因为爆破容易造成其它岩层混杂到煤层中来, 必要时还要进行分离, 但其对地质变化适应性较强。房柱式采煤法的煤柱尺寸略大一些, 其它采掘工艺方法与巷柱式采煤法基本相同, 由于煤柱尺寸较大, 不宜进行机械化操作, 采煤成本自然偏高, 同巷柱式采煤法一样作业环境条件较差, 安全难以保障。这些都是传统的采煤方法, 已经远远不能适应当下能源的供给需求, 由此一些新的井下采煤工艺应运而生。
4 长壁开采技术与放顶煤开采技术
我们以贵州省黔西地区的煤矿地质构造说明问题, 贵州省黔西县东部地貌属高原低山丘陵, 地形区域性地质构造明显, 总体特征是北西较高, 南东低, 一般海拔标高为1200m~1300m, 井田含煤地层沿走向倾向的产状有较大的变化, 南部断层及背向斜较发育, 北部沿走向和倾向发育宽缓褶曲。在勘探过程中, 钻孔内非煤系玉龙山灰岩及煤系中下部地层倾角变化异常, 局部岩芯倾角达70°~80°, 常见褶曲挤压揉皱、滑动擦痕等现象。综上分析得知, 该煤矿地质构造是以挤压作用形成为主, 拉伸构造为辅的构造格局, 且南部复杂, 北部及北东部相对简单。所以整个煤矿属复杂构造, 矿井先期开采地段为中等构造区。传统的开采方法在这样地质结构复杂的地带根本不适合, 必须采取新的开采工艺和方法才能有效提高产出率和保证安全作业。
长壁开采法是当前普遍采用的井下采煤方式, 这种方法不仅在国内成为主流技术方向, 同时也是国外井下开采使用最广的采煤方式之一, 这得益于长壁开采的高效采煤模式, 安全生产环境以及很高的机械化程度, 以下对长壁开采法的特点做一个详细的说明。
(1) 矿井运输方式发生了改变。现存的生产矿井全部由过去的轨道运输方式改变成胶带输送机运输方式。矿井煤炭运输、选煤厂与铁路的外运能力已增长到与矿井长壁工作面生产能力相互配套与适应的程度。
(2) 长壁开采盘区的几何尺寸明显增大, 从而可相对地减少连续采煤机准备盘区的时间。现阶段连续采煤机开拓准备盘区的掘进效率, 差不多是长壁工作面生产效率的1/10左右, 这已基本上能满足现阶段长壁开采所要求的采区准备速度。
(3) 新投产的井工煤矿已全部设计建设成为长壁开采矿井, 工作面生产出来的煤炭可直接用胶带输送机运到洗选厂。
(4) 长壁开采得到了美国相关部门的重用, 而我国则应积极效仿。严格意义上来讲, 放顶煤开采技术应该是长壁开采技术的一个分支, 放顶煤开采技术主要是提高放顶煤的开采的资源采出率技术, 它包括放顶煤开采设计, 放顶煤支架选型, 放顶煤工艺参数确定, 放顶煤初采与收尾方法, 区段平巷布置及煤柱尺寸确定, 沿空掘巷和沿空留巷技术等。
放顶煤开采严格来说属于长壁开采的一个分支, 这种方法有着巨大的经济效益优势, 相较长壁开采法在技术上进行了重大的革新, 但是它有着自身的局限性, 比如工作面围岩破坏较严重, 瓦斯涌出量比较大, 容易造成安全事故, 以前相关科研院所并没有在这些方面改进这项技术, 所以造成这项技术发展的迟滞现象。
5 结语
煤仍然是能源产业的一大巨头, 我国是能源消耗大国, 研究煤矿的高效开采有着重要的现实意义, 传统的方法有巷柱式采煤法和房柱式采煤法等方法, 但这些方法的效益极低, 不符合现代能源开采趋势本文结合贵州西北部的地质情况和新近使用的采煤方法说明如何才能高效安全地开采煤矿能源, 创造最大的社会效益和经济效益, 希望对同行的采煤实践提供一点启发和帮助。
摘要：先进的采煤方法和工艺为煤矿提供了高产性、高效性、安全性和高可靠性, 对经济效益和社会效益都有着极大的提高, 现对煤矿井下开技术作了研究分析。
关键词：开采技术,长壁开采,放顶煤开采,小煤矿开采
参考文献
[1]梅得胜.房柱式开采中顶板运动规律及煤柱合理采留比的研究[Z].2009.
井下煤矿 篇2
关键词：井下测量,煤矿,测量方法
煤炭生产矿井尤其是小矿井在我国煤炭产量中占有很高的比重, 可是这些矿井也是煤矿事故的重点防治区域。及时准确测量绘制小矿井井下通道是矿井安全生产的基础, 更是为了能够保证矿井的安全生产。所以, 测量绘制矿井图纸资料在矿井建设生产工作中重要的一部分, 采取科学合理有效的测量方法来对井下的巷道与构造进行测量, 为绘制平面图提供真实有效的数据。
1 井下测量的方法
1.1 基本控制测量
煤炭小矿井内部的巷道主要的主副斜井, 运输煤矿的巷道也是通风巷道, 在矿井内部的运输通道大多都是曲折的, 很多弯度, 而且每条巷道的长短不一, 可是这些通道距离回采工作面都是比较近的, 所以, 应该依据《煤矿测量规程》, 采用30〞井下导线测量的方法来布置井下测量基本控制点和平面坐标以及高程。这最基本的作业方法是采用J2型防爆全站仪, 用三连架导线进行测量, 这其中用水平角来观测一个测回, 用导线边长往和返分别测量一个测回, 再用垂直角的中丝法的往和返测量一个测回, 将丈量的仪器进项垫高的工作, 使得仪器上的测量镜能够提高到毫米。对于基本控制路线, 可以根据矿井功能的连通性来采用一次或者两次附合, 来控制导线, 使得导线的开端与终端都在接近地面的进井点。近井点是采用GPS来测量测试的结果, 这边需要注意的是, 近井点的平面位置的精度应该要能够达到5″以上, 控制点的高程应该由6个已知测量点高程通过运算得到最终结果。
1.2 其它巷道的测量
煤炭矿井内其他巷道的测量是以基本控制测量为基础, 然后再实行支导线测量的方法, 具体作业发法基本上是与基本控制测量是一致的。知导线的水平角是由两个半测回的观测值进行检验, 导线的边长就是用往和返的观测值来进行检验, 相邻的两根导线点是用往和返的高度差值来检验, 每一个观测的限度差额都是需要达到30″的精度, 这样才能够确保指导线测量具有可靠的测量成果。
2 实例分析
所选取的实例是来源于某地区煤矿井测量, 我们随机选取了一条一次附和导线和一条二次附和导线, 从测量的最终结果来分析对于矿井所实行的这种测量方法是否可行可靠。
实例一, 井下导线的测量是从2号近井点开始的, 沿着矿井内的副斜井、运输巷道、主斜井最后到一号近井点, 这其中一共设置了51个观测站, 用到的导线全长一共是2.93千米, 个性昂测量的差值都符合《煤矿测量规程》的具体要求。每一条导线的边长平均值是58米左右, 最短的导线边长只有3米多, 最长的有375米多。每条导线的转折角的范围是在89度至260度, 经过测量的导线的方位角的闭合差是-287′, 这边的限差是在420″之内, 纵坐标的闭合差是-24厘米, 横坐标闭合差是26厘米, 导线全长闭合差是1/8320, 限差是1/3000。三角高差往和返的差值的绝对值最大值是35毫米, 这其中只有3个是大于10毫米, 占到整个三角高度差值百分之六, 质量绝对可靠。
实例二, 矿井下的导线沿着1号近井点、主斜井、运输煤矿的巷道、副斜井最后还是在1号近井点附合, 这过程中一共设置了29个观测点, 使用的导线一共长1.3千米, 然后再由在从第14个符合点开始沿着矿井内只要功能巷道铺设导线, 最后在第24个符合点附合。这次测量的成果精确度在方位角闭合差上面是, 一次附合是-66″限差是±323″, 二次附合是-53″限差是±275″, 导线全长闭合差都是低于限差 (1/3000) 。三角高差往和返的差值的绝对值最大值是17毫米, 这其中只有3个是大于10毫米, 占到整个三角高度差值百分之六, 质量绝对可靠。
从这两个随机抽取的实例来看, 导线测量结果准确可靠, 能够满足《煤矿测量规程》中对于30″导线的测量成果精确度的要求。所以, 30″导线的测量方法可以在煤炭矿井中使用, 测量的过程可以受到人为的控制, 另外30″导线测量方法对于相邻的两边的导线长度不设要求, 适合那些井下矿井内部的运输通道大多都是曲折的, 很多弯度, 而且每条巷道的长短不一, 井下作业的时间不长, 而且设置的观测站比较少的煤矿进行井下测量工作。
3 结语
根据矿井内部运输通道大多都是曲折的, 很多弯度, 而且每条巷道的长短不一等特点, 选择采用30″导线测量方法, 用一次符合或者是两次附合, 用导线来在井下布置控制点, 这种测量方法最后的精度分析结果充分显示, 尽管在进行煤矿测量的时候设置了很多的测量站点, 可是最终结果所显示的侧角的误差以及测距的误差都是符合《煤矿测量规程》。另外, 采用30″导线测量方法, 还不需考虑相邻两边导线的长度, 设站次数可以有一定程度的减少, 这样就缩小了井下作业的时间, 测量的效率也接提高了。
参考文献
[1]张风举, 邢永昌.矿区控制测量[M].北京:煤炭工业出版社, 1987.
浅谈煤矿井下用电安全 篇3
关键词煤矿井下;用电安全;措施
中图分类号TD82文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0213-01
1矿井电气伤人事故
在矿井日常生产中,由于生产领导者重视不够,工人的安全意识不强,經常违章作业,不按规程操作,或者专业水平不够等原因,造成矿井电气伤人事故时有发生,严重威胁着矿井的生产安全和工人的生命和健康。
1.1事故类型及原因
1)违章带电作业,造成漏电伤人事故。2)没有验电,作业中误送电,造成事故。3)触及漏电设备、电缆等造成的触电事故。4)缺乏电气知识,误入带电间隔或人体过于接近高压带电体导致高压带电体放电而造成的触电事故。
1.2安全措施
1)严格制定和执行井下检修和作业制度,不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电线。2)检修或搬迁前,必须切断电源,检查瓦斯,在其巷道风流中瓦斯浓度低于1.0%时,方可验电;未经验电,不得放电。3)加强采掘工作中的电气安全管理,采掘工作面电缆、照明信号线、管路应按《煤矿安全规程》规定悬挂整齐。使用中的电缆不准有鸡爪子、羊尾巴、明接头。4)加强安全生产管理,在有架线的地点施工或从矿车装卸物料时,应先停电;不能停电,长柄工具要平拿、平放,操作时不准碰到架线,以防触电。5)所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电,防止擅自开盖操作,开关把手在切断电源时必须闭锁,并悬挂“有人工作,不准送电”字样的警示牌。6)从事高压电气作业时,必须有2人以上工作,操作高压设备时一人监护,一人操作,严格执行停送电制度。7)电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分应具备良好绝缘。8)加强对采掘设备用移动电缆的防护和检查,避免受到挤压、撞击和炮崩,发现损伤后,应及时处理。9)加强电气安全教育、培训,使职工掌握安全用电和生产知识,提高安全生产意识。10)多人同时工作时,必须保证相互之间的安全。由于同一用电系统中需要同时工作,相互之间应该协同配合,注意相互影响和安全。因生产需要停送电可能影响他人安全时应做到:①一般不准同时作业,为杜绝误送电,在需要停电进行多项作业时,应分别办理停电手续;②必须同时工作时,要分别挂停电牌,严禁约定时间送电,在工作中应指定专人负责联系各相关工作环节的进度,同时工作的各人员均完成工作并撤离后方可送电;③凡有可能反送电的开关必须加锁,开关上悬挂“小心反电”警示牌。④保证用电保护装置的正常运行,当检漏继电器跳闸后,应查明跳闸原因和故障性质,及时排除后方可送电,绝对禁止超过安全装置强行送电。
1.3局部通风作业中的供电安全
局部通风作业中,往往瓦斯浓度较高,极易造成供电安全事故,因此必须特别注意在局部通风地点的风电安全操作。
1)使用局部通风机供风的作业地点必须实行风电闭锁。
2)严格规定送风及送电条件指标,未达标则不许操作。当用电设备或开关10m以内风流中的瓦斯浓度≤0.5%时,方可人工开启局部通风机。
3)用电设备或开关20m以内的最高瓦斯浓度≤1.0%且最高二氧化碳浓度≤1.5%时,方可人工恢复供电。
2意外停电
意外停电给井下作业带来较大的安全隐患,为确保供电系统顺利运行,保护人身、生命和财产不受损失,一旦发生意外停电,应采取下列措施:
2.1严格报告制度
发生不明原因停电时,须提及时向调度室和有关领导汇报。
2.2限制送电
任何人员不得私自决定送电。
2.3及时警示
工作人员接到消息后,及时查明原因,关闭开关,并挂上“有人工作,禁止送电”的禁示牌。
2.4安全验电
验电时应使用与电源电压相适应的验电笔。
2.5安全撤离
调度室应及时通知井下工作人员有序升井,并通知专人打开风门实施自然通风。
2.6备用电源
及时启动备用发电机,开启提风机主扇,确保井下通风和通讯。
2.7恢复供电程序
1)检查工作质量是否合乎要求,相序有无改变,设备上有无遗留下来的工具和材料。2)检查局扇和开关附近20米以内的瓦斯浓度,瓦斯浓度在1%以下时,然后逐级送电(排放瓦斯另行编制措施)。3)与各用电工作面和机电负责人、瓦检员取得联系,不得随意送电。4)由工作人员摘除警示牌,停电和送电必须是同一个人。
2.8异常检查
送电后检查各用电工作面的用电情况有无异常并向调度汇报。
2.9遇紧急情况或严重威胁设备或人身安全时
如遇紧急情况或严重威胁设备或人身安全时,可不经上级许可,先拉设备的电源开关,事后立即向上级汇报。
2.10发电机投入和倒闸操作
当10kv电源停电时首先将变电所内的所有馈电开关柜闭锁,高低压进线柜隔离必须加隔离极和警示板,防止误操作将电源节入高压柜和10kv供电线路。1)停电倒闸。①低压馈电柜的空气开关式自动开关拉下,然后隔离拉开及关闭,(逐一操作)。②压进线柜隔离必须加隔离板。③高压侧变压器柜:先停真空开关;停下隔离;停上隔离(遂一操作止进线柜)。④线柜进线隔离必须加设隔离板。⑤有操作检查无误后方可操作启动发电机备用电源。2)启动发电机组。①启动发电机组时首先检查发电机馈电开关必须在分闸状态,启动后,发电机组要空机运行2-3分钟注意观察各个仪表是否正常待正常后方可开操作。②倒闸:先合机组馈电开关;联系开关;合负荷柜隔离;合空气开关。3)恢复10kv送电时倒闸操作如下:①通知调度室先停止运行设备;停负荷馈电开关的空气开关,然后拉下隔离;停联系开关并悬挂警示牌;停发电机馈电开关,并悬挂警示牌,停发电机组。②恢复10kv供电,合闸前检查一次操作及二次主受的操作均把是否在停闸位置。a进线距:先将隔离板取下,(1)合下隔离;(2)合上隔离;(3)合真空开关。b压器馈电柜,(1)合上隔离;(2)合下隔离;(3)合真空开关(逐个操作)。注:操作上述高压时必须有机电班长现场指挥,操作人员必须带绝缘手套,穿绝缘靴。③送低压进线隔离,送自动开关逐个操作。④操作完毕后通知调度室,恢复正常供电。
为了保证用电安全,发生意外停电时,必须严格按照以上规定进行安全控制和恢复供电程序,任何人员不得违反,绝不可心存侥幸,省略步骤和程序。
3结束语
正确选取煤矿井下煤矿管 篇4
在选用煤矿管的时候要严格审查质量问题，并做好使用过程中的定期安全大检查，及时的排除和解决相关隐患，给矿工一个相关安全的操作环境。
煤矿管对于煤矿安全生产是非常重要的．中国每年在煤矿安全事故中死亡的人数都有很多，从原因分析方面来看，虽然主要是由于煤矿自身安全管理上的疏漏和制度不落实等方面引起的(比如没有严格落实领导带队下班、超负荷加班开采矿井等)，但对设施设备的日常检查也是比较重要的一环。
刍议煤矿井下水害防治技术 篇5
当前中国对于煤炭资源的需求量较大,而煤矿开采过程中往往会遇到各种危险情况,如煤矿井下水害。煤矿井下水害往往会造成重大的经济损失和人员伤亡,因此相关企业在开采过程中必须给予足够重视。煤矿企业需针对煤矿井下水害产生的原因来选取针对性的防治措施,从而保证煤矿井下的安全生产,避免水害带来重大经济损失和人员伤亡。
1 针对煤矿井下水害的研究
1.1 煤矿井下水害的形成条件
煤矿井下水害的形成条件主要有以下几种:a)煤矿井下工作区附近有丰富的水资源,即饱和含水层,这样井下的水就拥有较大的势能;b)井下存在矿井突水通道,水可通过这些突水通道涌入煤矿井下工作区中。这种突水通道可能是自然形成的,也可能是由于采矿等人为活动所导致。一旦具备水源和水通过的途径,煤矿井下就很容易形成水害[1]。
结合长期以来煤矿水害出现的经验和教训,煤矿水害发生的诱因主要有:未勘测清楚具体的水文地质情况,采矿区位于水层或断水层、陷落柱与敞开隔离煤柱,单凭借经验主义而未能实施探放水的规章制度,随意施工、方案不合理;地面的防洪、防水手段及管理方法不明确,由于地表水大量流入井下,导致大体积水灾;井巷施工质量不合格,从而使得矿井井巷中出现大面积塌落、冒顶、跑沙现象,以至于引发透水事故;巷道或工作面设计的位置不对,巷道穿过了含水量较多的底层或靠近采空区的老塘水,施工过程中对于地层的扰动使得地下水通过缝隙渗入工作面中;排水各方面设备选取不合规;测量过程中出现误差,引发巷道穿透积水区;未能及时维护排水设备,排水过程中设备出现故障或功率不足都会导致积水无法及时排出井外。
1.2 煤矿井下水害的类型与特点
针对煤矿井下水害的类型研究可概括为以下几方面:a)含水层水。含水层水是煤矿井下水害的主要原因,一般来自于地表水或大气降水,由外界直接流入矿井之中,对自然天气情况及地表水文地质情况的掌握能有效防止煤矿井下水害的发生;b)地表水。由于采矿会对周边地质环境造成巨大的改变,这就使得地表水资源可通过地面塌陷、煤层露头、岩石风化的破碎带进入到矿井中,从而导致煤矿井下水害。由地表水导致的煤矿井下水害与当地的降水量成正比,降水量越多,煤矿井下水害越严重,当然这种情况是出现在有破碎带形成通道的情况下;c)采空区的老塘水。很多煤矿周边都会存在采矿活动完成后留下的废弃巷道和采空区,这些区域内的积水没有得到处理,而外界或地下水的不断渗入会使得采空区形成大量老塘水,对周边正在开采的区域形成了巨大隐患。同时这种老塘水大多数都是由于小煤窑私自开发导致的,没有精确的地图能对这种老塘水进行定位,在开采新煤矿时就面临巨大的隐患;d)地层承压水、断层水及岩溶水等。不同地区的地质构造不同,在石灰石地带,由于水的长期冲刷使得地下形成了各种各样的空洞,这些空洞能承受的静水压力小,且还在不断地被水侵蚀,地面水或含水层的水很容易就能通过这些空洞渗入到矿井工作面中。
2 煤矿井下水害的防治技术与有效防治措施
2.1 采取措施查明煤矿井下的水文地质状况
在煤矿开采之前,了解矿区周边水文地质状况至关重要。查明矿区周边水文地质情况需做到以下几点:a)在井下工作开始前派专门的技术人员去井下进行调研,全面掌握井下地质情况,查看是否存在水害发生的诱因;b)坚持“有疑必探、预测预报、先治后采、先探后掘”的原则,对于任何可疑方面都要详细探究,利用科学的操作制度来保障井下煤矿开采的安全性;c)充分使用各种先进的物探手段,收集准确而真实的水文地质情况,了解周边是否存在采空区或废弃巷道,根据收集到的数据进行分析,制定针对性措施防止水害造成巨大损失,保证井下安全生产。
2.2 采取措施科学布置采掘工作面与采区巷道
采掘工作面和采掘巷道的科学布置能在一定程度上保证井下工作人员的安全,而科学布置是要建立在勘探数据的基础之上的,相关企业需严格执行煤矿安全规程的基本要求,在了解矿区下的水文地质情况后合理布置采掘工作区和采区巷道,在存在水患诱因的区域设立隔煤柱,保证采掘工作区域水体之间有充足的距离。在地下水含量较为丰富的工作面要及时对采掘区进行水泥加固和水泥注浆,防范于未然。
2.3 采取措施科学防治承压水与含水层水的危害
承压水与含水层水对于煤矿井下工作危害巨大,为避免这种危害需做到以下两方面:如开采区域含水层距离较近,地质应力很有可能会比隔水层的承受力高,此时极易出现井下突水事故,因此在开采过程中要把握煤层和含水层的距离,在巷道开采已接近煤层边界时要尤为重视。另一方面,采空区塌落后会形成3个破坏带,自下而上分别为岩层崩落带、岩层裂缝带和无裂隙沉降带。为避免煤层上层水沿裂隙带涌入井下,必须要保证上部水体与开采煤层的垂直距离大于崩落带和裂隙带高度之和。
2.4 采取措施科学防治岩溶水的危害
岩溶水是较为难以控制的水害,要防止岩溶水对煤矿井下开采造成危险,必须充分了解地下水的运动规律,如煤矿开采地区地下水水位的变化规律,勘察采区巷道是否穿过了地下暗河或靠近地下暗河,在实际开采过程中要尽量避免地下暗河。地下暗河的发育或对周边岩层造成影响,对靠近地下暗河的采区巷道要注意对岩层进行加固[2]。
2.5 塌陷区治理
利益的驱使使得中国早期有很多小煤窑私自开采煤炭资源,这不仅导致了煤炭资源大量浪费,还造成了大量地面塌陷区。无序开采使得地层稳定性被破坏,而地表水和雨水可通过塌陷区流入地下,最终形成了采空区的老塘水。很多小煤窑在私自开采的过程中容易出现老塘水,从表面上又看不出来,以至于煤矿企业在正常开采过程中很容易碰到由小煤窑开挖留下的老塘水,很可能导致淹井等重大安全生产事故[3]。因此在开发煤炭资源的过程中一定要注意对塌陷区的治理,通过各种勘探手段了解塌陷区位置,开采过程中要尽量避免塌陷区。如塌陷区实在无法避免,可对塌陷区进行一定的处理,在塌陷区底部用废钢管或铁轨搭建骨架,然后向井内投入沙包和石块,石块上部用水泥浆砌片石,塌陷区周边挖排洪沟,既稳定了塌陷区周边的地质状态,又可将塌陷区中的水引出。详情见图1。
3 结语
经济发展使得中国对煤炭资源的需求量越来越大,同时矿井水害问题也变得日趋严重。煤矿水害的出现不仅影响了煤矿正常生产,还危害着井下工作人员的安全。因此新时期的煤矿井下开采必须要利用行之有效的措施来防止煤矿井下水害。积极有效的防治措施能将煤矿井下水害发生的几率降到最低,保障煤矿安全生产,从而创造更大的经济效益和社会价值。
参考文献
[1]康健,王志超,王洪波,等.煤矿井下水害事故紧急避险系统的可靠性[J].黑龙江科技大学学报,2014,24(6):569-572.
[2]李俊杰,李俊庭.王庄煤业矿井水害综合治理的探索和研究[J].煤炭技术,2012,31(4):129-130.
浅谈煤矿井下供电短路保护 篇6
1 井下有关保护
煤矿井下的环境较特殊, 其设备分为矿用一般型电气设备和矿用隔爆型电气设备, 前者不具有防爆性能, 适用于没有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所;后者具有防爆和隔爆性能, 适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。同时, 电气设备按工作电压高低分为低压电气设备和高压电气设备, 井下电气设备大多属一类负荷和二类负荷, 工作时的电流、电压都较大, 对其保护是保证可靠性工作的关键。
1.1 过流保护电火灾产生的主要原因是电网的过电流, 而过电流又
是由短路、过载引起的, 因此防止电火灾方法就是防止过流的产生。过流保护包括短路保护和过载保护。目前电磁式继电器和电子式继电器均可实现短路保护, 而过载保护可由电磁式继电器、电子式继电器和热继电器实现。
1.2 接地保护电气设备的绝缘损坏, 其金属外壳和架构就会带电。
当人触及此电气设备时就会发生触电事故, 而且我国规定触电的安全极限交流电流值为30mA, 因此要通过接地保护限制通过人身的电流使其在极限电流之内。保护接地的关键是将保护接地装置的接地电阻降低到规定的范围内, 就可以使流过人体的电流不超过安全极限电流, 确保安全生产。
1.3
漏电保护当电网绝缘电阻小于一定数值时, 人触及后会产生触电危险, 而且漏电不仅会使设备进一步损坏, 形成短路事故, 同时还导致人身触电和漏电火花引爆瓦斯、煤尘的危险。因此在井下供电系统中必须装设漏电保护装置实现绝缘监视、漏电保护以及补偿流过人身的电容电流的作用。无选择性漏电保护采用附加直流电源的保护原理, 在包含对地绝缘电阻的检测回路中附加直流电源, 监视其直流电流的变化, 达到监测绝缘电阻的目的。有选择性漏电保护采用零序电流保护原理。零序电流信号由零序电流互感器获得。当未发生漏电时, 一次侧三相电流对称, 其电流相量和为0, 二次侧无电流输出;当发生漏电时, 一次侧三相电流不对称, 其电流相量和不为0, 二次侧有电流输出。
2 井下供电系统建立的几个要素
2.1 供电系统应安全可靠, 能满足生产需求。
2.2 供电系统的接线应尽可能简单灵活, 便于操作维护, 并能适应负荷的变化和系统的发展。
2.3 要节省基建投资并降低运行费用, 减少能源消耗。
2.4 当其中任一电源进线停电检修或发生故障时, 另一电源进线承担全部负荷。
2.5 供电系统应考虑负荷的增长和变化, 预留必要的发展余地。
3 井下供电系统短路保护存在的主要问题
3.1 井下供电系统的基本特征与保护
典型的井下供电系统是一个单侧电源双回路3-5级线路供电系统, 其简化图如图1所示。图中只画出一路下井电缆和各级中的一段母线, 一般至少是两回下井电缆。
3.2 目前短路保护存在的主要问题
单侧电源电网的阶段式电流保护原则是:
3.2.1 从电源至负荷动作电流应从大至小逐级递减, 动作时间亦应从长到短逐级递减。
3.2.2 第一段电流保护的动作电流必须
大于下一级线路首端的最大短路电流。但是由于煤矿井下供电大都采用铜芯电缆且距离较短, 阻抗较小, 故电抗器 (有的还不设电抗器) 以下各级短路电流值相差很小, 现有的油断路开关和电磁式继电保护也难以使动作时限小于0.5S, 因此, 前述两条原则均难以达到要求。
3.3 解决思路
3.3.1 通过采取一定的限流措施 (下井一般应装设电抗器) , 使短路电流值从电源至负荷方向在井上、井下有明显的差距, 以利于速断保护动作电流的区分, 达到可靠的选择性。
3.3.2 自地面变电所到井下变电所, 重新设置继电保护并优化整定动作电流, 使之在符合继电保护大原则的基础上, 能针对煤矿井下电网的特殊性, 实现实用的保护设置与整定方法, 以达到以前无法满足的纵向选择性。
3.3.3 内设电子综合保护装置的高压真空开关, 或部分换用新型的具有前述功能的高压配电装置, 使之在系统中设置短阶梯时间来保证纵向的选择性成为可能。
4 关于井下供电系统短路保护的几点设想
4.1 煤矿井下低压供电系统的短路保护是涉及煤矿安全的一项重要保护, 提高短路保护的性能需要全面的考虑, 必须从多方面着手, 是一个综合性的技术问题。
4.2 井下低压电网短路保护快速性的提高主要依赖于跳闸电器的动作时间, 因此在馈电开关与电磁起动器中采用真空断路器与真空接触器是一项有力的措施, 对于最理想的无触点固态电器的研究无疑是有意义的。目前只是在小功率低电压开关中技术有可行性。采用旁路技术并不能提高短路保护的快速性。
4.3 井下低压电网短路保护的选择性, 在真空电磁起动器中增加瞬动的电子式短路保护, 而不必象千伏级开关中那样只能作后备短路保护, 以及在馈电开关中增加可以精确整定动作值和动作时间的一电子式过电流继电器, 就可以实现井下低压供电系统的选择性短路保护。增加短路闭锁和自动复电当然也可以获得部分选择性效果, 但目前技术尚未成熟, 采用还需慎重。
4.4 对井下低压电网短路保护的灵敏度的要求越来越高, 采用电子保护是有效措施, 无论采取载频保护、相敏保护还是电流电压联锁保护都是有益的, 而其中以鉴别有功电流为原则的相敏保护可能是较为理想的。为了提高井下低压电网短路保护的可靠性, 扩大保护整定范围, 确保整定值的准确性是重要的, 显然采取电子保护是重要措施, 而且采用空心互感器作为传感器, 采用复合式电源确保近端短路时电源正常都是有益的。
4.5 为了防止短路故障时电火花外泄以提高整体防爆的水平, 其中最有力的措施目前看来还是应用屏蔽电缆, 当然采用短路闭锁也是有好处的, 采用旁路技术在慎重的基础上也可以尝试。能否根据上述短路电流与起动电流变化趋势不同, 利用短路时电流脉冲波形宽、而起动电流脉冲波形窄, 电机起动时上升及下降沿陡、脉冲波宽度比较窄、短路电流波形比较宽、一般是起动电流波形的2倍以上等特点, 用电脑数字技术进行鉴别, 来判断电路是否发生短路, 而从根本上摆脱受供电线路长短、变压器容量及电压等级的约束, 做到井下供电短路保护灵敏、可靠、准确。
5 结束语
上述措施如果能够实现, 将是井下长距离供电短路保护的新的技术革命和质的飞跃, 这是作笔者从总结井下供电工作几年来工作经验提出的新的设想。
摘要：短路保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护之一, 加强煤矿井下供电短路保护, 对于煤矿的安全生产有着重要意义, 本文主要研究了煤矿井下的有关保护, 井下供电系统短路保护存在的主要问题, 以及对于井下供电系统短路保护的几点设想。
煤矿井下供电短路保护措施分析 篇7
矿井供电系统是由井田范围、煤层埋藏深度、矿井年产量、开采方式、井下涌水量, 以及开采机械化和电气化程度等所决定的。对于开采煤层深、用电负荷大的矿井, 可通过井筒将3~10 k V高压电能经电缆送入井下, 称深井供电。如煤层埋深距地表100~150 m, 且电力负荷较小时, 可通过井筒或钻孔将380 V或660 V低压电能直接经电缆送入井下, 称浅井供电[1]。根据具体情况, 也可以采用上述两种方式同时向井下供电, 或初期采用浅井供电方式, 后期改用深井供电方式等。
1 煤矿企业对供电的要求
电力是现代化矿山企业的动力, 为了适应煤矿的特殊性, 对供电有如下要求。
1.1 可靠性
煤矿一旦中断供电, 不仅影响产量, 而且有可能发生人身事故或设备损坏, 严重时将造成矿山破坏。为了确保煤矿的供电可靠性, 地面降压变电所的受电线路应采用两回独立电源, 并且在其线路上不得分接任何负荷。两回电源可来自不同的变电所 (或电厂) 或同一变电所的不同母线上, 这样如果在一回路发生故障时, 仍可保证对矿井的供电。
1.2 安全性
煤矿生产环境复杂, 自然条件恶劣, 供电线路和电气设备易受损坏, 可能造成人身触电和电火花引起的火灾和瓦斯煤尘爆炸等事故。为此, 必须采取防爆、防触电及过流保护等一系列技术措施, 并且制定相应的管理规程, 严格遵守《煤矿安全规程》有关规定, 以确保安全供电[2]。
1.3 供电量充裕
设计时不仅考虑建设时期和投产后电能的需要, 而且要考虑到矿井将来发展时电能的增加, 以保证供电设施有扩充的余地。
1.4 技术经济合理
在保证可靠和安全供电的前提下, 还要保证供电质量。供电质量, 是指电压的偏移不超过额定电压值的±5%;频率的偏移, 不超过±0.2~0.5 Hz。如应用大功率晶闸管整流时, 要防止因谐波分量的增大, 可能使电力电容器过负荷或使网路某部分产生谐振而造成事故等, 为此, 应采取相应措施, 以保证供电技术合理。在满足上述要求条件下, 应力求供电系统简单, 安装、运行操作方便, 建设投资少和运行费用低等。
2 煤矿井下供电系统
电源通过35~110 k V双回路架空线送至矿井地面降压变电所, 一次主接线为带有跨条KT的两台变压器内桥式接线。跨条用两组隔离开关构成, 其上接有35~110/0.4 k V的所用变压器, 供变电所直流操作电源等用。电源经两台主变压器降压后分别接到3~10 k V单母线的两段上, 用成套配电装置向用户供电。矿井一、二级负荷, 如扇风机、主副井提升机等, 由接在不同母线段上的双回路供电, 以保证其可靠性。
提高功率因数用的电容器组, 分别接在3~10 k V两段母线上。各段母线上的电压互感器为三相五芯柱式, 其二次电压是供测量、监视及保护用信号源。为了防止雷电入侵波对配电设备的危害, 各段母线上均装有避雷器。在避雷器的旁侧设置的电容器, 是用于加强对直配电动机的防雷保护。所内设有两台低压变压器, 二次为三相四线制接线, 给地面低压动力及照明供电。井下用电, 是由地面降压变电所用两条 (或多条) 高压电缆经井筒送至井下中央变电所, 然后用成套配电装置向井下各高压用户供电。井下中央变电所主接线, 采用单母线分段 (当入井电缆为多条时, 母线可分为三段或四段) , 以保证井下重要用户的供电可靠性。井下井底车场的低压用电, 由设在井下中央变电所的两台配电变压器供给。各翼分区或采区变电所、或移动变电站, 是通过高压电缆由中央变电所引入的, 经降压后向采区低压设备供电。地面降压变电所向井下供电的电缆, 始端是否串接电抗器, 取决于井下高压配电装置的断流容量是否满足要求[3]。
3 煤矿井下常见的短路事故及其产生原因
1) 电缆放炮 (爆炸) 。电缆放炮或爆炸, 就是发生了两相或三相短路, 这时将发出较大的爆裂声。产生这种短路事故的主要原因为:制作电缆接头时工艺质量不合要求, 常在三岔口发生短路;由于矿车掉道等机械性撞、压、挤, 放炮崩等原因, 使芯线绝缘损坏击穿而发生短路;铠装电缆由于弯曲过度使铠装层和铅包层发生裂纹、潮气侵入而发生短路。
2) 变压器、电动机、开关等电气设备内部发生短路。产生这种短路事故的原因为:产品质量不合要求;检修质量低劣;由于金属工具遗忘在设备内部造成相间短接;长时间闲置的设备绝缘受潮, 投入运行前又没有按规程规定做必要的绝缘性能试验, 一送电就使绝缘击穿而造成短路事故。
3) 三相短路接地线没有拆除就送电, 造成三相短路。电气设备停电进行维修或处理有关问题时, 为了安全, 按规程规定, 必须将三相短路接地以后才能在设备上工作, 如果忘记拆除这种短路接线就送电, 会立即发生短路事故。
4) 不同相序的两路电源线或两台变压器如果并联运行, 立即造成相间短路。两路电源线或两台变压器并联时, 必须按相序相同的原则进行连接, 如果相序不同, 必然造成相间短路。
5) 加在电器上的电压过高 (即过电压) 使电气设备的绝缘击穿而发生短路。
4 煤矿井下供电短路保护措施
短路事故的预防应从两方面入手: (1) 防止短路事故发生, 这是主要的。 (2) 万一发生短路事故, 必须迅速切断发生事故的线路电源, 从而防止事故范围的扩大。为防止短路事故的发生, 应从下面几项工作人手。
1) 电气设备安装前、安装好以后以及运行中的电气设备, 都必须按规程规定, 严格进行绝缘性能试验。对电气设备的绝缘性能进行检查试验, 才可能发现绝缘性能存在的缺陷或隐患, 从而提前采取措施进行处理。因此, 这项工作对防止发生短路事故是非常有效的措施之一。
2) 加强日常维护、巡回检查和定期检修。对各种电缆线要特别注意吊挂整齐, 高低符合规定, 放炮时对可能崩坏的电缆线必须加保护罩, 改换支架时, 对电缆线也必须加以保护。
3) 加强电工的责任心, 严格执行电气安全操作规程, 防止误操作[4]。
4) 严禁非专职电工进行停、送电操作。
5) 严格执行安装质量的验收和交接制度, 消除可能出现的“先天不足”。
6) 杜绝“凑合”现象, 发现问题或出现故障预兆, 必须立即进行处理。
为了防止发生短路故障后使事故范围扩大, 必须按规程规定, 设置必要的短路保护装置, 保证在短路电流还没有造成破坏以前, 就将短路电流切断。
5 结语
综上所述, 煤矿井下供电系统发生短路故障的原因是多方面的, 因而也应从多方面采取措施进行综合预防, 并结合煤矿特点, 对供电系统各种短路故障要进行及时处理, 以免危险事故的发生。
参考文献
[1]杨鹏云.煤矿井下供电短路保护方式探索[J].科技视界, 2014 (4) :305.
[2]雷江涛.对煤矿井下漏电的深入分析[J].科技信息, 2014 (7) :257-258.
[3]邢东凯.井下高压供电短路保护系统的优化[J].科技传播, 2014 (3) :90-91.
煤矿井下排水系统自动控制分析 篇8
关键词：煤矿井下；排水系统；自动控制；分析介绍
中图分类号：TD744
煤炭作为我国主要能源之一，其在国民经济的发展中起着不可替代的重要作用，而煤矿作为输出煤炭能源的唯一途径，其安全生产不仅关乎到国民经济的发展，同时也关乎着社会的和谐和稳定，排水系统作为决定煤矿安全生产的主要环节之一，一直以来都受到了业内人士的普遍关注，提高排水系统运行的安全性和可靠性是保证煤矿安全生产的重要保证，目前国内使用的排水系统多半还是采用人工控制的方式，这种控制方式对于操作和控制人员的要求很高，水泵操作人员要依靠目测的方式来判断水位的高低，从而决定水泵的停启，但是这种控制方式在遇到水位剧烈变化时，操作复杂和应变能力低的问题就充分的暴露出来。另外水泵耗能不容小觑，据统计，我国每年的水泵耗用电能约占到电能总消耗量的20%左右，占到水费成本的60%以上，人工控制的方式不仅效率低，同时也存在着能源和资源浪费的问题。
近年来排水自动控制系统的使用收到了非常良好的控制效果，不仅水泵排水效率大大提高，同时在能源节约方面也取得了显著的成效，自动控制系统以PLC作为控制核心，利用安装在各排水管道中和水泵电机上的感应设备采集控制参数，实现对于水泵运行状态以及运行过程的自动化监测和自动化控制。
1 自动化排水系统结构介绍
目前国内普遍采用的煤矿井下排水自动控制系统主要由隔爆型三相异步电动机、隔爆型PLC控制箱、矿用耐磨离心式水泵、真空传感器、真空系统、流量传感器以及压力传感器等部分组成。矿用耐磨离心水泵在排水工作之前要进行抽真空处理，目前国内一般都采用射流、水环真空泵、管道余水抽真空、水箱抽真空以及管道余水射流等方式。
采用射流方式一般需要用到射流管道控制阀门、射流总成以及真空管道控制阀门等设备，在压力喷嘴部位利用高压水流所产生的高速度，将水泵腔体内部的空气带走，从而形成内部的真空环境。
水环方式需要用到管道控制阀门、水环式真空泵以及真空管道控制阀门等设备，这种方式在选用时要注意估算待抽取的真空体积，以便确定真空泵的选用型号。
采用管道余水的方式进行抽空要将管道内的余水注入到水泵之内，等到水泵上有水流出的时候，证明水泵腔体内部已经注满，然后将放水阀门关闭，开启排水泵。
利用水箱抽真空的方式比较适用于自制水箱的煤矿，这种方式的抽真空方式类似于管道余水的抽真空方式，都是利用水泵的抽水作用将泵腔内的水排干净，从而形成真空的状态。
管道余水射流的方式是将原排水管道中的余水进行高压处理，使这部分余水具有较高的速度，从而具备较高的动能，在喷嘴部位能够利用自身的动能将周围的空气带走，这样泵腔之内就形成了真空的环境。
2 自动化排水系统功能分析
自动排水控制系统功能包括数据采集功能、系统控制功能、节能功能、故障诊断功能以及实时多任务功能。
2.1 数据采集功能需要控制系统通过安装在管道以及水泵上的传感器采集开关量和模拟量。不同传感器为控制系统提供不同的信号数据，控制系统通过安装在水泵电机上的开停传感器传输开停信号，控制电动机的开停状态，通过安装在水泵内的压力传感器监测水泵内部的压力情况，根据压力监测值控制水泵开停状态。在水泵开启之前要进行吸水管路的真空度，通过安装在吸水管路内的真空压力感应器监测管路内部的真空度，控制系统根据监测值控制电动机的开停状态。液位传感是控制系统通过液位感应器监测水仓内部的水位变化情况，根据水位高低决定水泵开停状态。
2.2 信息管理功能。井下排水自动控制系统通过PLC的编程能够实现水位信号的自动收集和识别功能，根据实时收集的水位信号，通过既定的计算程序计算单位时间内不同水位段的水位上升速率，并且通过各个部位传感器采集的压力、流量、温度、电流、电压等数据，综合分析排水系统运行状况，并对各类数据信息进行集中管理和处理，同时还会对整个排水系统中各设备的运行参数进行实时的记录，供检修或故障检查时使用。
2.3 自动排水控制系统的控制功能可以分为远控、手动以及集控三种方式，采用手动的方式是在水泵房的几种控制平台上，操作人员根据实际情况控制每个水泵的开停顺序以及相关设备的工作情况。集控方式同样也是在水泵房的操作平台之上实现控制操作，但是控制系统会根据预先设定的开停水泵条件，决定水泵的开停状态。远控方式对于水泵及其关联设备的开停控制则是在上位机水泵监控界面上完成，系统可根据操作人员的配置设置控制权限。
2.4 故障诊断功能是自动控制系统通过各个感应器实现对于各个子系统运行状态的监测，查找运行故障。当系统根据水位监测情况开启水泵的时候，控制系统会在此之前提前启动射流泵或者是真空泵，对管路内的真空压力进行检测，当压力值符合开启要求时则开启水泵电动机，同时将真空管路的阀门关闭。如果在水泵开启之后的一段时间之内，排水管路压力监测情况不满足测定值要求时，这时控制系统就会关闭排水泵，并发出故障报警信号。
2.5 报警保护功能实现了对于整个控制系统的故障保护，当系统出现运行故障的时候，报警保护功能在发出警报的同时也会采取相应的措施保护系统设备。
（1）超温保护。排水泵在运行一段时间之后会出现主轴承温度升高的情况，当温度升高到高于设计允许值的时候，系统就会发出故障警报，操作人员会及时采取措施，避免由于温度升高而对控制模块产生危害。
（2）流量保护。流量保护主要是通过对于涌水量的监测来实现运行水泵的开启数量，如果涌水量达到一定值，控制系统将对应的水泵台数全数开启，当水流量逐渐下降的时候，控制系统会根据实际的水流量和涌流部位决定控制该部位排水的水泵停止运行，从而避免水泵空转，既保护电机同时又降低不必要的能耗。
（3）電动机故障保护。电动机能否正常运转是排水系统能否正常运转的关键，对于电动机故障的监测和保护将会对整个排水体统的正常运行起着至关重要的作用。提供PLC会通过安装在水泵电动机上的感应器实时监控电动机的运行状态，一旦电动机运行出现异常，系统PLC则会及时发出停止指令，并发出警报告知操作人员，操作人员会采取相应的措施及时进行处理，避免电动机带病作业，影响电动机正常使用寿命。
3 结束语
煤矿排水系统是决定煤矿安全生产的主要环节之一，对于排水系统的控制将会对整个煤矿的安全生产带来十分现实的意义。而传统的人工排水系统控制方法不仅操作繁琐，并且对于操作人员的工作经验要求过高，同时也会给操作人员和控制人员的工作增加很多压力。采用自动化的控制系统不仅有效的避免了这些问题，同时还大大的提高了控制效率，另外自动化的控制系统通过PLC以及各个设备上的感应器能够实现整个排水系统的监测、检查、数据收集和管理以及故障报警和保护等功能，降低了排水系统运行成本和工作人员的工作强度，提高了排水系统的运行效率，确保了煤矿安全生产工作。
参考文献：
[1]刘春生，梁小明，万丰.煤矿自动排水系统的控制策略[J].兰州理工大学学报，2011（01）.
[2]李杰.煤矿井下排水系统运行可靠性研究与控制系统研制[J].太原理工大学，2010.
煤矿井下接地规范713 篇9
各区、科、队、站：
挖金湾煤业公司机电、电气安全委员会为了进一步规范井下接地保护装置的安装与管理，健全接地保护基础设施，参考《煤矿安全规程》、《煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》、《煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则》等，结合我公司的具体情况制定井下电气设备接地装置安装标准及管理办法。
一、基本定义
保护接地：电气设备的金属外壳或金属外露部分经导电体和大地连接起来，设备外壳的电位降低到安全范围之内，流过人体的触电电流在安全值之内，防止人身触电事故的发生，这种将电气设备的金属外壳接地的方法，称为保护接地。
主接地极：设置在主、副水仓或集水井内的接地极。
局部接地极：为加强接地系统的可靠性，保证总接地网接地电阻不超过2Ω，在装有电气设备的地点（如机电硐室、变电所、配电点、电缆接线盒等地点）独立埋设的接地极称为局部接地。
辅助接地极：为配合检漏保护系统进行保护性能检测、漏电试验而独立埋设的接地极称为辅助接地极。具有检漏保护且具有漏电试验功能的馈电开关及综合保护开关，必须设置辅助接地系统。
总接地网：整个井下通过接地母线、辅助接地母线、连接导线及接地导线连接在一起并与所有电气设备（包括电缆）的接地部分和各主接地极、局部接地极均相连接而形成的接地网络。
二、接地极安装标准
1、主接地极：依据：《煤矿进行保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》第二章第一节第17、18条规定主、副水仓的主接地极和分区的主接地极，均采用面积不小于0.75m2、厚度不小于5mm的钢板。井下主、副水仓的安装主接地极时，应保证接地母线和主接地极连接处不承受较大拉力，并应设有便于取出主接地极进行检查的牵引装置。
结合我公司实际规定如下：
井下主、副水仓的主接地极和分区的主接地极，采用面积0.8m2、厚度5mm的钢板。井下主、副水仓的安装主接地极时，应保证接地母线和主接地极连接处不承受较大拉力，并应有便于取出主接地极进行检查的牵引装置（图—1）。
2-Φ14δ5钢板4*40扁铁7005008001000
图—1主接地极的构造及安装示意图
2、局部接地极：依据：《煤矿进行保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》第二章第一节第19、20条：埋设在巷道水沟或潮湿地
方的局部接地极，采用面积不小于0.6m2、厚度不小于3mm的钢板。埋设在其它地点的局部接地极：采用镀锌铁管。管路直径不小于35mm，长度1.5m。管子上至少要钻20个直径不小于5mm的透眼，钢管垂直于地面（偏差不大于15°）
结合我公司实际规定如下：
埋设在巷道水仓的局部接地极，采用面积0.6m2、厚度3mm的钢板（图—2）。
图—2 钢板局部接地极示意图
埋设在各配电点的局部接地极：采用1寸2镀锌铁管，长度1.7m。管子上钻25个直径6mm的透眼，钢管垂直于地面（偏差不大于15°），上部露出底板100mm，同时要安装探针，探针长度超出接地极钢管长度50mm，便于日常维护检查（图—3）。
图—3 钢管接地钢管示意图
依据：《煤矿进行保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》第二章第一节第6条，局部接地极和辅助接地极之间的距离大于5m；局部接地极最好设于巷道水沟内，无水沟时应埋设在潮湿的地方。配电点局部接地极埋设在平台两侧。
结合我公司实际规定如下：
局部接地极和辅助接地极之间的距离大于6m；局部接地极最好设于巷道水沟内，无水沟时应埋设在潮湿的地方。配电点局部接地极埋设在平台两侧。
3、接地极安装
依据：《煤矿进行保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》第一章总则第5条，《煤矿安全规程》第478条，下列地点必须装设局部接地极：
每个采区电所（包括移动变压器和干式变压器）；
每个装有电气设备的硐室、单独装设的高压电气设备； 每个低压配电点或3台以上电气设备的地点；
连接动力铠装电缆的每个接线盒或高压电缆连接装置； 无低压配电点的采煤工作面的机巷、回风巷、皮带巷以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少要分别装设一个局部接地极；
结合我公司实际规定如下：
井下变电所（包括移动变压器和干式变压器）（图—4）； 电气硐室、单独装设的高压电气设备； 低压配电点或3台以上电气设备的地点； 使用3个月以上的单台固定电气设备;连接动力铠装电缆的每个接线盒或高压电缆连接装置； 无配电点的采煤工作面的机巷、回风巷、皮带巷以及由变电所单独供电的掘进工作面，至少要分别装设一个局部接地极；
综采工作面进、回风巷分别装设局部接地极，进风巷主、辅接地极钢管间距根据串车长度在串车头部及尾部2m范围内分别装设一根接地极钢管，根据串车长度确定主、辅接地极钢管之间距离，依次安装接工作面往外接地极。回风巷在巷口配电点开关处安装主辅接地极（图—4）。
图—4 移变主、辅接极示意图
主接地极和局部接地极的镀锌铁管要装设在靠近煤帮侧（墙角）。
4、接地母线与连接线标准
依据：《煤矿进行保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》第一章第一节11条接地母线及变电所的辅助接地母线，应采用断面不小于50mm2的单芯铜线、断面不小于100mm2的镀锌铁线或厚度不小于4mm、断面不小于100mm2的镀锌扁钢。采区配电点及其他机电硐室的辅助接地母线，应采用断面不小于25mm2的单芯铜线、断面不小于50mm2的镀锌铁线或厚度不小于4mm、断面不小于50mm2的镀锌扁钢。
结合我公司实际规定如下：
主接地母线及变电所的主接地母线采用厚度4*40mm的镀锌扁钢，辅助接地母线，采用截面50mm²的绝缘铜线。
采区变电所、配电点及其它机电硐室的局部接地母线采用厚度4*40mm的镀锌扁钢，局部接地连接线用截面50mm²钢绞线。辅助接地
母线采用断面25mm²的绝缘护套铜线，辅助接地连接线采用断3*4+1*4的电缆。
电气设备的外壳或电缆连接装置与接地母线或局部接地极的连接采用断面50mm²的镀锌铁线。
局部接地母线敷设在靠近煤帮侧，辅助接地母线要离地30cm靠墙吊挂。
5、接地线连接与加固
依据：《煤矿矿井电气设备完好标准》电气部分1.4.4 接地螺栓符合下列标准：A、电气设备的金属外壳和铠装电缆接线盒的外接地螺栓应齐全完整，并标志“”符号（运行中移动的采掘机械设备除外）。B、电器设备接线盒应设有内接地螺栓，并标志“”符号（电机车上的电气设备及电压36V以下的电气设备除外）。C、外接地螺栓直径容量小于或等于5kw的不小于M8；容量大于5KW至10KW的不小于M10；容量大于10kw的不小于M12；通讯、信号、按扭、照明等小型设备不小于M6；容量大于250W至5kw的设备，不小于M8；容量不大于250W，且电流不大于5A的设备，不小于M6.D、接地螺栓应进行电镀防锈处理。
结合我公司实际规定如下：
铜线两端分别压制配套铜线鼻子灌锡后单独与接地母线、电气设备的专用接地螺栓连接。严禁2台或2台以上开关接地导线共用一个螺栓接到接地母线上。电气设备较多，接地母线需延长时，接地母线之间应采用螺栓连接，且搭接长度不小于200mm，搭接段应均匀钻
个φ13mm的孔，搭接面清理干净后采用2条M12×30镀锌螺栓进行连接（图—5）。
图—5扁钢接地螺栓连接方式
三、接地装置检查、维护管理规定
1、变电硐室、（皮带、掘进队组）配电点、各队组具有漏电保护实验电气设备的保护接地，每班必须由电工（交接班时）进行一次表面检查及进行漏电保护实验并留有记录。其它无漏电保护实验的电气设备（如单台磁力启动器）保护接地，由维修电工进行每周不少于一次的表面检查。发现问题及时记入周检记录本内，机电科防爆组每月不少于2次对井下各队组的接地装置进行一次全面检查，发现问题通报队组进行 “三定”整改并向有关领导汇报。
2、电气设备在每次安装或移动后，应详细检查电气设备接地装置的完善情况。对那些震动性较大及经常移动的电气设备，应特别注意，随时加强检查。
3、检查发现接地装置有损坏时，应立即修复。电气设备的保护接地装置未修复前禁止送电。
4、未镀锌的铠装电缆的钢带（或钢丝）要定期进行防腐处理，1～2年应涂刷一次。
5、从任意一个局部接地装置处所测得的总接地网的接地电阻，不得超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备同接地网之间的保护接地用的电缆芯线（或其它相当于接地导线）的电阻值，都不得超过1Ω。
6、每年对主接地极和局部接地极详细检查一次。其中主接地极和浸在水沟中的局部接地极提出水面检查，如发现接触不良或严重锈蚀等缺陷，立即处理或更换，并测其接地电阻值。主、副水仓中的主接地极不得同时提出检查，必须保证一个工作。防爆组在每季度对井下所有接地装置进行测试，并留有记录。
7、严禁不区分主、辅接地线，接地线相互混接，每台设备均必须用独立的连接导线与接地网（接地母线、辅助接地母线）直接相连；禁止将几台设备串联接地，也禁止将几个接地部分串联；共用一根接地母线及钢管。
8、严禁采用铝或截面不够的导体作为接地极、接地母线、辅助接地母线、连接导线和接地导线。
四、接地装置考核标准
1、井下各单位接地极按照：谁安装谁维护，对于需要移交的在未移交手续前归安装队组维护并进行考核。
2、对查出电气设备缺保护接地装置强行送电的单位，对责任单位每处罚款2000元，责任人罚款200元。
3、对查出主、副接地钢板平方或厚度达不到要求、接地钢管未垂直埋入1.6米及接地线截面不够，未安标准要求安装；对责任单位每处罚款1000元，责任人罚款100元。
4、对查出主、副极线串接，共用一个接地极钢管；未使用接地母线进行连接；对责任单位每处罚款1000元，责任人罚款100元。
5、对查出主、副极线混接，共用一个接地极钢管；未使用接地母线进行连接；对责任单位每处罚款1000元，责任人罚款100元。
6、对查出主、副接地线松；不使用卡咀、铜鼻进行连接；缺弹簧垫、螺丝细；弹簧垫未压平；未按标准进行使用对责任单位每处罚款500元，责任人罚款50元。
7、由开关接线腔内引出的辅助接地线，应按照防爆标准进行安装，不得出现密封大、削细电缆引入密封圈等未按照标准要求进行安装；对责任单位每处罚款3000元，责任人罚款500元。
8、对于重复查出拒不整改的单位，加倍处罚，并对责任单位正职及责任人进行责任追究。
9、防爆检查员对分管区域内的保护接地装置进行全面细致的检查，因检查不仔细被集团公司、矿领导或相关科室负责人查出，每查出一处对该区域电气设备防爆检查员罚款500元。
同煤集团挖金湾煤业公司机电安全委员
煤矿井下采煤技术及其工艺选择 篇10
关键词：煤矿,井下采煤,采煤技术,采煤工艺,选择
井下采煤技术及工艺的种类十分丰富, 同时各种技术与工艺都具有不同的特点, 开展采煤工作的过程中, 采煤技术和采煤工艺的选择必须以矿井的实际情况和具体需要为依据。煤矿企业要在激烈的行业竞争中占据一席之地并实现可持续发展, 就要不断的更新生产理念, 积极地运用先进的开采技术和工艺, 切实的保障采煤工作的安全性, 促进煤矿资源利用率的提升。因此, 刻不容缓的对煤矿井下开采技术以及工艺的选择进行深入的研究, 这不仅有其重要性, 更有必要性。
1 煤矿井下采煤技术
1.1 柱式采煤法
这种开采技术能够有效地发挥采空区煤柱的支撑作用, 可以通过爆破法促进采煤工作的安全、顺利进行。在开采过程中, 应用的这种开采方法不仅具有较小的工作面, 还能在多个工作面中同时开展开采工作, 因此具有较高的产出率和较低的技术难度, 同时, 开采成本的控制与管理也相对简单。一般而言, 煤柱的尺寸标准的设置是以实际的地质情况为依据, 而运煤通道则垂直于工作面。应用巷柱式采煤法时, 需要以一定的距离间隔来切割煤柱, 以更好地发挥煤柱的支撑作用。煤矿开采进行到一定深度时, 回采作业应该利用爆破法展开。巷柱式采煤法的操作工艺相对容易, 然而通风情况也比较恶劣, 所以, 煤矿企业应该投入更多的资金和精力, 尽量的改善人工作业环境[1]。房柱式采煤法是柱式采煤法的一种, 相比于巷柱式采煤法, 其在采掘工艺上的区别并不大, 具有较大煤柱尺寸。然而, 随着时代的发展, 这种采煤方法如今已经很难满足急剧增长的能源需求, 所以, 煤矿企业应该积极的进行改革, 尽量的改进该工艺。
1.2“三下”采煤技术
这种技术能够通过材料模拟以及数值模拟计算等手段对开采地区的地表沉陷以及岩层运动规律进行全面的了解和掌握, 能够通过对相关参数的研究分析尽量的提高开采的合理性以及科学性, 以满足生态环境保护的需求。其中, 充填系统的应用能够有效的提高地表废料的利用率;充填技术的研究以及应用能够提高村庄房屋的稳固性, 有利于加强村庄的保护力度;另外, 应用于近水体开采的开采工艺以及技术能够有效的减少甚至规避开采沉陷情况, 有利于实现开采与环境的和谐统一。
1.3 放顶煤开采技术
一般而言, 放顶煤开采技术可以归纳于长壁开采技术之中, 这种开采技术的应用能够有效地促进煤矿企业经济效益的提升, 同其他长壁开采技术相比, 该技术更多的体现了创新性以及先进性, 然而却也存在很多的弊端。例如, 围岩破坏的情况十分的突出, 瓦斯涌出状况难以有效的控制, 极易给安全事故的发生埋下隐患。在设备选型方面, 这种开采技术对我国的国情有着综合全面的考虑, 充分地借鉴了国外的采煤技术以及运输设备的相关特点以及优势。在布置工作面时, 通过对倾斜长壁开采设备的应用, 能够切实的解决煤矿采煤机方面的相关问题, 除此以外, 支撑压力的应用也能控制顶煤方面存在的若干问题。
1.4 长壁开采技术
现阶段, 这种开采技术可以说是我国煤矿井下作业中应用得最为广泛的技术, 在一定程度上反映了我国采煤技术的应用潮流。这种方法具有较高的采煤效率和机械化程度, 能够切实地提高采煤工作的安全性。近年来, 煤矿井下运输方法以及方式产生了较大的变化, 胶带输送机煤炭运输方式取代了轨道运输方式。就实践而言, 应用这种技术能够全面有效地提高煤炭的运输能力和效率, 同长壁工作面实际生产能力具有较高的协调性和统一性, V型倾斜长壁采煤法。
2 煤矿井下采煤工艺
2.1 综采工艺
综合机械化采煤工艺的应用过程中, 机械化的连续性作业在采煤工作面生产工序方面有着广泛的应用, 大大的促进了生产机械化程度的提升, 所以, 相比于其他的采煤工艺, 其优势十分的突出, 不仅能够促进人力资源的节约和产出效率的提升, 还能切实全面的保障工作安全性和稳定性, 在采煤工艺的未来发展趋势的研究方面具有重要的意义。
2.2 炮采工艺
应用这种工艺时, 工作面的落煤作业主要通过爆破的方式展开, 装煤作业一般由机械以及人为方式进行, 同时, 运煤作业也充分的应用了机械化的设备以及技术。其中, 装煤技术具有较高的独立性, 与其他的采煤方式以及工序区别不大, 然而在设备选用方面相对简单, 所以, 当工作面具有较为复杂的施工条件时, 采煤作业一般选用炮采工艺。
2.3 连采工艺
应用连采工艺时, 破煤以及装煤作业均通过连续采煤机展开, 煤的运输主要是通过梭车以及可伸缩式输送机进行, 另外, 能够通过锚杆来支撑并保护顶板, 利用铲车来开展基本的清理工作以及物料的搬运, 有利于提高工序的机械化程度。连采工艺能够将待采煤层分割成一定规格的煤柱, 通过挖掘开采合一方式掘进煤房、回收煤柱。当挖掘工序完成后, 煤柱可以通过采煤机进行回收[2]。
2.4 普采工艺
普通机械化采煤工艺能够利用采煤机进行装煤、割煤以及运煤, 能够切实的发挥单体支柱的作用, 实现对工作面顶板的保护以及支撑。该工艺主要由人工方式开展支护作业, 所以机械效率有待提升, 相比于综采工艺, 其经济性以及安全性相对较低, 然而适用性却具有非常明显的优势。
3 煤矿井下采煤工艺的选择
首先, 综采工艺具有较小的劳动强度, 产出率以及效率相对较高, 安全性比较突出, 然而, 同其他的采煤工艺相比, 该工艺设备成本较高, 同时对煤层构造也具有比较严格的要求, 因此, 其应用范围受到了极大的限制。其次, 炮采工艺的适用性较强, 具有较为简单的管理方法, 技术设备成本以及技术要求较低, 然而具有较差的劳动条件和较低的产出效率, 在开采机械化程度较低的煤层中具有较大的发展优势, 可以广泛地应用于急倾斜煤层以及复杂地质。另外, 连采工艺具有较高的产出率, 投资成本较低, 安全性以及适应性相对突出, 除此以外, 还具有较高的机械化程度, 然而通风条件比较恶劣, 回收率不高, 不适应于地质条件复杂的煤层, 能够作为一种有效的辅助手段应用于大型矿井。最后, 普采工艺具有较低的设备成本, 能够广泛地应用于地质条件相对复杂的煤层, 工作面的搬迁难度不大, 具有较为明显的优势, 另外, 这种工艺具有较的可操作性, 组织生产十分便利, 在中小型矿井煤矿开采中有着广阔而美好的发展前景[3]。
4 总结
总而言之, 在科技发展日新月异的当今社会, 井下采煤技术以及采煤工艺的应用越来越广泛, 逐渐成为了采煤事业未来发展方向的重要研究角度。因此, 要促进采煤事业的深入稳定发展, 就要以实际情况为依据, 充分的利用各种先进的技术和设备, 努力地促进采煤作业机械化水平的提升。在选用采煤技术以及采煤工艺时, 应该严格的遵循相关的规范要求以及生产原则, 以促进采煤作业安全性的提升, 切实的提高煤矿的产出效率, 实现经济效益、社会效益以及生态效益的和谐统一, 为煤矿企业的可持续发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]杨启华.关于煤矿井下采煤技术的探讨[J].科技风, 2013 (3) :114.
[2]李亚莉.浅析煤矿井下采煤技术[J].科技信息, 2013 (8) :131.