安全生产技术(下册)

安全生产技术(下册)内容摘要：

填采矿法 、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。 按采用的充填料和输出方式不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法。 （ 1） 单层充填采矿法。 适用于缓倾斜薄矿体中，用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向一次按矿体全厚回采，随工作面的推进有计划地用水力或胶结充填采空区，以控制顶板。 （ 2） 上向水平分层充填采矿法。 一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱。 回采矿房时，自下向上水平分层进行，随着工作面向上推进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。 充填 体维护两面帮围岩，并作为上采的工作平台。 崩落的矿石落在充填体的表面上，用机械方法将矿石运至溜井中。 矿房架采到最上面分层时，进行接顶充填。 矿柱则在采完若干矿房或全阶段采空后，再进行回采。 矿房架采的充填方法，可用干式充填、水力充填或胶结充填。 （ 3） 上向倾斜分层充填采矿法。 这种方法与上向水平分层充填法的区别是用倾斜分层回采，在采场内矿石和充填料的搬运主要靠重力。 这种方法只能用干式充填。 （ 4） 下向分层充填采矿法。 用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固，矿石品位很高或价值很高的有色金属或稀有金 属矿体。 这种采矿方法的实质是：从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采工作是在上一分层人工假顶的保护下进行的。 回采分层水平或与水平成 4176。 ~10176。 或 10176。 ~15176。 倾斜角。 倾斜分层主要是为了充填直接顶，同时也有利、于矿石搬运，但凿岩和支护作业不如水平分层方便。 （ 5） 分采充填采矿法。 当矿脉厚度小于 ~ m时，只采矿石工人无法在其中工作，必须分别回采矿石和围岩，使其采空区达到允许工作的最 小厚度 （ ~ m） ，采下的矿石运出采场，而采掘的围岩充填采空区，为继续上采创造条件，这种采矿法就为 分采充填法。 （ 6） 方框支架充填采矿法。 开采薄矿脉过去多采用横撑支柱或木棚支架采矿法，在矿体厚度较大、矿石和围岩极不稳固、矿体形态极其复杂、矿石贵重等条件下，这种采矿方法还是一种有效的采矿方法。 5） 采矿方法的选择 选择采矿方法的基本要求是：安全、矿石贫化小、矿石回采率高、生产效率高、经济效益高、遵守有关法规要求。 影响采矿方法选择的主要因素有，矿床地质条件、开采技术经济水平。 （ 二 ） 回采工作面矿山压力及其控制 1．回采工作面矿山压力的基本概念 位于煤层上面的岩 层称顶板，煤层下面的岩层为底板。 顶底板岩层一般是由砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、砂质页岩、黏土岩或石灰岩等组成。 由于岩性和厚度等不同，在回采过程中破裂、垮落的情况也不一样。 在煤层没有开采之前，岩体处于平衡状态。 当煤层开采后，形成了地下空间，破坏了岩体的原始应力，引起岩体应力重新分布，并一直延续到岩体内形成新的平衡为止。 在应力重新分布过程中，使围岩产生变形、移动、破坏，从而对工作面、巷道及围岩产生压力。 通常把这种围岩移动而产生的压力称为矿山压力。 在矿山压力的大小与围岩的性质有关，为了保证安全生 产， 就必须了解 工作面矿山压力的活动规律，以便采取控制措施。 2．工作面矿山压力显现的基本规律 在矿山压力作用下所引起的一系列力学现象，如围岩变形、顶板下沉、岩体离层、破坏和冒落、煤体压酥、片帮和突出、支架受载、变形、折断以至大规模岩层移动、“板炮”等现象，均称之为矿山压力显现。 因此，矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现。 3．工作面的围岩分类与顶板支护方法 （ 1） 工作面围岩分类。 直接顶稳定性分类，以直接顶初次垮落步距为基本指标，进行了直接顶稳定性分类。 根据基本顶压力显现 强烈程度，将基本顶压力显现分为四级。 底板抗压特性分类，为避免支架或支柱在工作面出现压 入 底板现象，应 根据实测的底板容许极限载荷强度作为基本指标，底板抗压刚度作为辅助指标对工作面底板进行分类。 （ 2） 工作面顶板支护方式。 回采工作面支架主要有单体摩擦式金属支柱、单体液压支柱和液压自移支架等几种，少数矿井也还使用木支柱。 4．矿山开采中由矿山压力引起的常见事故及其预防 1） 常见顶板事故的分析与预防 回采工作面常见顶板事故是冒顶事故。 按一次冒落的顶板范围及伤亡人数多少，一般可分为局部冒顶和大面积切顶事故两大类。 （ 1） 顶板事故的原因及防治； （ 2） 压垮型冒顶的原因及防治； （ 3） 复合顶板推垮型冒顶的原因及防治； （ 4） 金属网下推垮型冒顶的原因及防治； （ 5） 漏垮型冒顶的原因及防治； （ 6） 冲击推垮型 （ 砸垮型 ） 冒顶的原因及防治。 2） 冲击矿压的分析与预防 （ 1） 冲击矿压现象及其分类。 根据原岩 （ 煤 ） 体应力状态不同，冲击矿压可分为 3类：重力型冲击矿压、构造应力型冲击矿压、中间型或重力 — 构造型冲击矿压。 根据冲击的 显现强度，可分为 4 类：弹射、矿震、弱冲击、强冲击。 另一种分类是根据震级强度和抛出的煤量，可将冲击矿压分为三级：轻微冲击 （ 1级 ） 、中等冲击 （ Ⅱ级 ） 、强烈冲击 （ m 级 ）。 （ 2） 冲击矿压的预测指标和方法。 预测指标：弹性能指数 WET、冲击能指数 KE、动态破坏时间 DT；预测方法：钻屑法、地音、微震监测法、工程地震探测法、综合测定法。 （ 3） 冲击矿压的防治措施。 根据发生冲击矿压的成因和机理，防治措施的基本原理有两方面，一是降低应力 （ 能量 ） 的集中程度；二是改变煤岩体的物理力学性能。 五、矿山设备 安全知识 （ 一 ） 井下电网电压等级 煤矿井下电网与地面三相四线制电网不同，其电压等级有特殊的规定。 《煤矿安全规程》规定，煤矿井下各级配电网络电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：高压，不超过 10 000V；低压，不超过 1 140V；照明、信号、电话和手持式电气设备的供电电压，不超过 127 V；远距离控制线路的额定电压，不超过 36V。 采区电气设备使用 3300V供电时，必须制定专门的安全措施。 （ 二 ） 保证电气安全的基本要求 1．煤矿井下特殊的工作条件 （ 1） 矿井大气中有瓦斯和煤 尘等爆炸性介质，在其含量达到一定量时，电气设备或电缆电线产生电火花时，就会发生燃烧或爆炸等恶性事故。 （ 2） 井下巷道、机电硐室，经常有滴水、淋水、甚至大量涌水，空气相对湿度一般在90％以上。 而且由于矿山压力的影响，常会发生冒顶和片帮事故，电气设备特别是电缆，极易受到砸、碰、挤、压而损坏。 因此，容易发生人身触电事故。 漏电火花或短路电弧等故障电火花，是瓦斯、煤尘着火或爆炸等恶性事故的电火源。 （ 3） 井下有些机电硐室和巷道的温度较高，电气设备散热条件较差。 （ 4） 采掘工作面的电气设备移动频 繁，且经常启动，用电设备的负荷变动较大。 （ 5） 井下发生全部停电事故时会造成诸如淹没矿井、瓦斯积聚、人员受困或窒息、甚至发生瓦斯或煤尘爆炸等恶性事故。 2．煤矿井下供电系统的基本要求 （ 1） 煤矿井下属于一类用户，停电会造成人员伤亡和重大的生产损失。 （ 2） 煤矿井下供 （ 配 ） 电网不允许采用中性点接地工作方式，不允许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。 （ 3） 矿井电网短路容量，老矿井一般限制为 50mVA；新建矿井不再作此限制 （ 一般为100mVA或 200mVA）。 （ 4） 矿井高压电网，必须限制单相接地电容电流，使之不超过 20A。 （ 三 ） 保护接地 电压在 36V 以上和由于绝缘损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。 主要有：保护接地网、主接地极、局部接地极、接地母线、连接导线与 接地导线。 （ 四 ） 井下电气设备的类型及选用规定 为了在煤矿井下安全使用电能，不论是低瓦斯矿井、高瓦斯矿井或有煤 （ 岩 ） 与瓦斯突出的矿井，均须采用矿用电气设备。 矿用电气设备分为矿用一般型和矿用防爆型两类。 1．矿用一般型电气设备 矿用一般型电气设备应符合 GB 12173— 1990 的规定。 矿用一般型适用煤矿井下无瓦斯、煤尘爆炸危险场所或其他类似的地下工业生产部门。 2．矿用防爆型电气设备 （ 1） 爆炸危险场所所用电气设备的分类。 I 类：煤矿用电气设备；Ⅱ类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。 这些设备外壳的明显处都有在这种场所使用电气设备的特别标志“ Ex”。 矿用防爆电气设备应符合 GB 3836— 2020 爆炸性气体环境用电气设备系列标准。 （ 2） 矿用防爆型电气设备防爆型式及代号。 隔爆型电气设备“ d”、增安型电气设备“ e”、本质安全型电气设备“ i”、正压型电气设备“ p”、充油型电气设备“ o”、充砂型电气设备“ q”、浇封型电气设备“ m”、无火花型电气设备“ n”、气密型电气设备“ h”、特殊型电气设备“ s”。 （ 3） 煤矿常用防爆电气设备的防爆标志。 矿用隔爆型电气设备的防爆标志为 ExdI；矿用本质安全型电气设备的防爆标志为 Exib I （ 或 Exia I） ；矿用隔爆兼本质安全型电气设备的防爆标志为 Exd[ib] I （ 或 Exd[ia] I） ；矿用增安型电气设备的防爆标志为 Exe I；矿用增安兼本质安全型电气设备的防爆标志为 Exe[ib]） I。 3．矿用型电气设备的选用 矿用电气设备的选用，应符合有关规定。 否则，必须制定安全措施。 普通型携带式电气测量仪表，必须在瓦斯浓度 ％以下的地点使用，并实时监测使用环境的瓦斯浓度。 带电的矿用电气设备，严禁在井下开盖检查或检修，严禁带电搬迁或运输。 井下电气设备不应超过额定值运行。 矿用电气设备变更额定值使用和进行技术改造时，必须经国家授 权的矿用产品质量监督检验部门检验合格后，方可投入运行。 矿用防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、 “防爆合格证”、 “煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查并签发合格证后，方准入井。 （ 五 ） 矿用电缆 1．井下电缆的选型 电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。 严禁采用铝包电缆。 必须选用经检验合格并取得煤矿矿用安全标志的阻燃电缆。 电缆的主芯级截面应满足供电线路负荷的要求，电缆接地芯线的截面应不小于主芯线截面的一半。 2．电缆的敷设 敷设电缆 （ 与手持式或移 动式设备连接的电缆除外 ） 应遵守下列规定： （ 1） 在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆。 （ 2） 电缆必须悬挂，在水平巷道或倾角在 30176。 以下的井巷中，电缆应用吊钩悬挂；在立井井筒或倾角在 30176。 及其以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。 夹持装置应能承受电缆重量，并不得损伤电缆。 （ 3） 沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上，钻孔必须加装套管。 （ 4） 电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。 电缆上严禁悬挂任何物件。 （ 5） 盘圈或 “ 8” 字型的电缆不得带电。 但给采、掘机 组供电的电缆不受此限。 （ 6） 通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧。 如果受条件所限，在井筒内应敷设在距电力电缆 以外的地方；在巷道内，应敷设在电力电缆上方 m以上的地方。 （ 7） 高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于 m。 高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于 50mm。 3．电缆的连接 电缆的连接应符合下列的要求： （ 1） 电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。 电缆芯线必须使用齿形压线板 （ 卡爪 ） 或线鼻 子与电气设备进行连接。 （ 2） 不同型电缆之间严禁直接连接，连接时必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。 （ 3） 同型电缆之间直接连接时必须遵守下列规定：橡套电缆的修补连接 （ 包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补 ） 必须采用阻燃材料进行硫化热 补或与热补有同等效能的冷补。 在地面热补或冷补后的橡套电缆，必须经浸水耐压试验，合格后方可下井使用。 在井下冷补的电缆必须定期升井试验。 塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化性能，应符合矿用电缆的技术标准。 （ 4） 井下巷道的内的电缆，沿 线每隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆的墙的两边都应设置注有编号、用途、电压和截面的标志牌。 （ 5） 立井井筒中所用的电缆不得有接头；因井筒太深需设接头时，应将接头设在中间水平巷道内。 运行中因故需要增设接头而又无中间水平巷道时，可在井筒中设置接线盒，接线盒应放置在托架上，不应使接头承力。 电缆穿过墙壁部分要用套管保护，并严密封堵管口。 （ 六 ） 漏电保护 漏电保护的主要作用是：防止。