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1、煤矿机电设备知识讲座,2013年1月,矿山救护规程规定矿山救护队每个指战员必须熟悉矿井采掘、通风、机电各专业知识；熟练掌握急救、抢险、救人灭灾的技术业务知识；了解救护技术装备的性能、构造、维修、保养，并能熟练操作，排除故障；掌握各种救灾工艺技术，能在窒息区抢救时得心应手。 现代化煤矿是指以机械化、自动化、信息化、电气化为基础，进行综合采掘、矿井运输、标准质量、科学管理的大型综合煤矿。伊泰现有煤矿通过技改后基本按照上述标准建设。 为了使广大救护队员全面了解煤矿生产工艺，认识煤矿机电设备、熟悉作业环境，特编写本知识讲座。,知 识 点 一、煤矿采掘运输知识 二、煤矿电气设备知识 三、煤矿机械设备知识
2、 四、煤矿机电设备安全,煤矿采掘运输知识,煤炭是大自然赋予人类的宝贵资源，我们要想把这埋在地下深处的宝贵资源挖掘出来为我所用，那么就需要我们采取一系列的方法进行挖掘。就目前来讲，我们所采用的方法主要有两种，一是井工开采（井巷施工形成系统后采煤），二是露天开采（剥离表土层后采煤）。伊泰煤矿目前两种开采方法均有，这里主要介绍井工开采相关采掘运输基础知识。,矿井开拓,井田开拓就是为了把埋在地下的煤炭开采出来直至运到地面从地表到地下所挖掘的一系列巷道的工程。根据井田范围的大小、煤层埋藏的深度、煤层的层数、倾角的大小、煤层厚度等条件的不同，矿井开拓方式可分为立井开拓、斜井开拓、平硐开拓和混合开拓。 1、
3、立井开拓：就是开掘一对垂直巷道由地面进入井下，在通过一系列巷道进入煤层的开拓方式，如下图所示：,1一主井，2一副井，3一井底车场，4一运输石门，5一运输大巷， 6一回风井，7一总回风道，8一采区下部装车站，9一采区下部材料车场，10一采区煤仓，11一人行进风斜巷，12一运输机上山， 13一轨道上山，14一上山绞车房，15一采区中部车场，16一采区， 上部车场，17一运输平巷，18一联络巷，19一回风平巷， 20一采煤工作面，21一采空区,矿井开拓,2、斜井开拓:利用倾斜巷道由地面进入井下，再开掘系列巷道进人煤层的开拓方式。斜井开拓在我国应用很广，按斜井与井田的划分方式配合不同，可分为片盘斜井和
4、集中斜井两种。如下图所示：,1一主井；2一副井；3一井底车场；4一阶段运输大巷， 5一采区石门；6一回风井7一阶段回风大巷，8一采区回风石门；9一输送机上山，10一轨道上山，11一采区煤仓；12一区段运输平巷， 13一区段回风平巷弃14一开切眼15一风硐，16一主要通风机,矿井开拓,3、平硐开拓：利用水平巷道进入煤层的开拓方式。平硐开拓是一种最简单的开拓方式。在山岭丘陵地带，如果煤层高于地面外部水平标高，且有足够的储量时，大都首选平硐开拓。,4、混合开拓：采用不同的井筒形式开拓整个井田，叫混合开拓。混合开拓方式，根据主副井筒不同形式有斜井-立井开拓、平硐-立井开拓、平硐-斜井开拓等多种。,采煤
5、方法,采煤工作面是煤矿生产的主要场所，煤炭就是从这里被开采出来的。与地面作业场所相比较，采煤工作面空间狭小、人员和设备集中、环境复杂、作业条件比较艰苦，在煤矿事故中，百分之八十左右都发生在采煤工作面。因此，了解和掌握采煤方法熟悉采煤工作面安全常识对防止煤矿事故，搞好安全生产及救护具有重要意义。 采煤方法主要包括两项内容即采煤系统和采煤工艺。采煤系统是指采煤工作面巷道的布置方式，而采煤工艺则是指在采煤工作面内所进行的落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等工作。不同的采煤系统和采煤工艺相配合，就形成不同的采煤方法。总体来讲可分为壁式采煤法和房柱式采煤法两大类。壁式采煤法不论是生产能力还是安全性都好于
6、房柱式采煤法，目前来讲是一种正规采煤法。壁式采煤法按照回采工作面推进方向的不同，又可分为走向长壁和倾斜长壁两种。,采煤方法,1、走向长壁采煤法：即把采区沿煤层的倾斜方向划分成若干个区段，在区段的上下边界处分别开掘区段回风平巷和区段运输平巷。在采区的边界处沿煤层倾斜方向开掘切眼，形成采煤工作面。采煤工作面呈倾斜布置，沿走向推进。,采煤方法,2、倾斜长壁采煤法：倾斜长壁采煤法就是将水平划分为条带，在每一条带的两侧分别开掘运输斜巷和回风斜巷。在井田边界或阶段边界沿走向开掘切眼，形成采煤工作面。采煤工作面呈水平布置沿倾向推进。本地区煤矿因煤层倾角小，基本采用该采煤方法。,采煤工艺,采煤工作面的回采工艺
7、主要包括工作面破煤、装煤、运煤、支护以及采空区处理等五项内容。由于工作面落煤方式不同，其回采工艺也有所区别，主要有以下几种： 1、炮采工作面回采工艺 （1）工作面破煤：先用煤电钻在煤壁上打眼，以便放置炸药和雷管。 （2）装煤：爆破落煤后，下一道工序就是要将破落下来的煤炭装入运输工具运走。炮采工作面一般采用人工装煤。 （3）运煤：炮采工作面运煤方法有：可弯曲刮板输送机、溜槽、自溜、车辆、人工等。 （4）支护： 支护的目的是防止顶板冒落而伤人。炮采工作面所使用的支架，主要是单体支柱配合金属铰接顶梁。 （5）采空区处理：为了保证工作面安全生产，工作面达到最大控顶距后，必须及时对采空区后方的顶板进行处
8、理。采空区处理方法根据煤层开采条件一般有三种，即全部垮落法、充填法、缓慢下沉法。采用最多的是全部垮落法。,采煤工艺,采煤工作面的回采工艺主要包括工作面破煤、装煤、运煤、支护以及采空区处理等五项内容。由于工作面落煤方式不同，其回采工艺也有所区别，主要有以下几种： 2、普通机械化采煤工作面回采工艺：普通机械化采煤工作面，即在工作面装备单、双滚筒采煤机、使用可弯曲刮板输送机及单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护的工作面。工作面破煤、装煤、运煤基本实现机械化，而支护和采空区处理还是人工进行的。 3、综合机械化采煤工作面回采工艺：综合机械化采煤工作面简称综采工作面，它是实现了破、装、运、支、护及采空区处理全
9、部工序的机械化，在工作面配备了大功率的双滚筒采煤机、大功率的可弯曲刮板输送机、液压自移支架及转载机、可伸缩胶带输送机，是目前主要的采煤方法。,采煤工艺,采煤工作面的回采工艺主要包括工作面破煤、装煤、运煤、支护以及采空区处理等五项内容。由于工作面落煤方式不同，其回采工艺也有所区别，主要有以下几种： 4、综采放顶煤回采工艺：在综合机械化采煤技术的基础上发展起来的一种新的采煤方式，其特点是将需要多次分层采出的煤一次就全部采出，具有高产、高效、低耗的优点。综采放顶煤技术是采用了放顶煤支架。这种支架后方有一个可以打开和关闭的放煤窗口。当工作面支架前移后，其上部顶煤会自然垮落，堆积在支架掩护梁下方。放顶煤
10、时只需打开放煤窗口，顶煤会落入工作面后部刮板输送机溜槽中，运出工作面。顶煤放完后，立即关闭放煤窗口，防止矸石窜入工作面。 5、急倾斜煤层采煤方法 （1）水平分层采煤工艺：水平分层采煤工艺，有落煤、装煤、支护、铺设人工假顶和采空区处理等。 （2）伪倾斜柔性掩护支架采煤法：伪倾斜柔性掩护支架采煤法具有走向长壁采煤法的某些特点，采煤工作面是直线形，按伪倾斜方向布置，沿走向推进，用柔性掩护支架隔离采空区。,煤矿运输,矿井运输是煤矿企业内部的运输，是煤矿生产中必不可少的重要生产环节，是煤矿生产系统的大动脉，在煤矿生产的过程中，每一步都离不开运输工作。 矿井的开拓、巷道的掘进、煤炭的生产，需要将劳动工具、
11、机械设备、支护材料、电气设备、爆破材料以及施工人员等，由地面运往井下施工地段，井下开采出的煤炭、矸石送往地面，维修的电气设备、机械设备、支护材料和施工后的人员，都要运出矿井。这些运进、运出的工作，称为矿井运输。,煤矿运输,矿井运输系统是由采区运输、主巷运输、提升运输和地面运输四大运输环节组成。 矿井采区运输是指在矿井单水平或多水平采区中，从工作面到采区车场或是阶段运输大巷车场这一运输工作环节。 矿井主巷运输是指矿井已开拓成主要运输的水平或倾斜巷道（包括阶段、石门、水平运输大巷）的运输，即采区车场到井底车场的的这一段的运输环节。 矿井提升运输是指立井和斜井开拓的矿井中，从井底车场到地面车场的运输
12、环节。 矿井地面运输是指在矿山地面工业广场内的运输工作。,伊泰矿井运输系统相对简单，辅助运输大都采用无轨胶轮机车运输，主运输采用带式输送机作为大巷煤流运输方式。煤流流向如下图所示：,注：对于不同矿井，其运输系统构成不同，某一个运输板块可能不止一部皮带，而是含有多部皮带或者转载刮板；也有的矿井运输系统由于其自身特点，没有破碎机、上仓刮板、煤仓等。,煤矿运输,煤矿运输实例,知 识 点 一、煤矿采掘运输知识 二、煤矿电气设备知识 三、煤矿机械设备知识 四、煤矿机电设备安全,(一)、矿井供电系统,由煤矿地面变电所的变压器、配电装置、供电线路将电源输送给中央变电所，再送到采区变电所或移动变电站降压，得到
13、660V或1140等低压电，然后经过采掘工作面配电点，向采掘机械等设备供电,便组成了矿井供电系统。煤矿企业对供电的基本要求： 1、供电可靠：井下不间断供电；双回路电源。 2、供电安全：人身安全，设备安全。 3、供电经济：保证供电质量，经济、合理。,地面变电所,井下中央变电所,采区变电所,工作面配电点,矿井供电系统实例图,(二)、矿井供电电压等级,1、35KV：矿井地面变电所电源电压。 2、10KV或6KV：井下高压配电电压和高压电动机的额定电压，井下高压不得超过10KV。 3、3.3KV或1140V：综合机构化采煤工作面电气设备的额定电压。 4、660V：井下低压电网的配电电压。 5、380V
14、：地面或井下小型设备配电电压。 6、220V：地面或井下新鲜风流大巷的照明电压。 7、127V：井下照明、信号、手持式电气设备及电话的最高限额电压。 8、36V：煤矿井下电气设备的控制电压。 9、直流250V、550V：井下直流架线电机车常用的额定电压。,(三)、矿井电网的保护,(三)、矿井电网的保护,(三)、矿井电网的保护,风电闭锁：指掘进工作面的局部通风机停止工作时，能立即切断该巷道中的一切电源，并且在局部通风机未开动时，也不能接通该巷道中的一切电源。风电闭锁作用主要是防止停风或瓦斯超限的掘进工作面在送电后，由于设备绝缘不良或漏电产生的电火花，造成瓦斯燃烧或爆炸事故。 瓦斯电闭锁：指掘进工
15、作面正常供风或停风状态下，瓦斯浓度超过了规定值或整定值而切断掘进工作面动力电源，瓦斯监控装置与动力电源开关之间进行联锁。瓦斯电闭锁作用主要是防止正常通风产生局部瓦斯积聚时，造成事故。,(三)、矿井电网的保护,漏电闭锁：指在开关分闸断电的情况下，负载侧网路绝缘电阻降低到规定值及以下时，检出其故障并闭锁开关使其不能合闸送电。漏电的危害： 产生电火花，能引起瓦斯、煤尘爆炸； 有可能造成人身触电； 提前引爆电雷管，I漏50mA； 漏电长期存在，引起相间短路。 保护接地：把电气设备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。是漏电保护的后备保护。煤矿安全规程482条规定，电压在36V
16、以上和由于绝缘破坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（或钢丝）、铅皮或屏蔽护套等必须有保护接地。,(四)、煤矿电气设备,井下工作环境对电气设备的要求： 1）具有防爆性能。 2）电气系统要有漏电保护装置。 3）井下电气设备外壳必须接入接地保护系统。 4）外壳要坚固。 5）井下潮湿要有良好的防潮、防水性能。 6）散热条件差，要有足够的额定容量。 7）移动频繁，要尽量减轻重量，便于安装、拆迁。 8）有足够的容量和过载能力并配置过载保护装置。 9）有淹井、瓦斯积聚等重大故障，瓦斯 、煤尘爆炸的危险，矿井供电绝不能中断。,(四)、煤矿电气设备,矿用电气设备的分类： 有矿用一般型（KY）和矿用防爆型电气设备（EX）。 电气设备的防爆总的方向就是设法消除点火源同爆炸性混合物的接触，限制热源的强度或作用范围，目前常用的措施： 1）采用间隙隔爆技术：是把正常运行或故障状态下可能引起瓦斯、煤尘爆炸的设备置于坚固的防爆外壳内，当防爆外壳内部发生爆炸时，不会引起外壳外部的瓦斯与煤尘爆炸，即采用隔爆外壳进行
