矿井安全论文范文

导语：如何才能写好一篇矿井安全论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：瓦斯灾害；控制和防止；方法

1瓦斯爆炸的基本条件分析

瓦斯爆炸的发生必须具备3个基本条件，一是瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5％-16％；二是有足够能量的点火源；三是混合气体中的氧气浓度不低于12％。

2引起瓦斯爆炸的主要原因

2.1思想因素

思想决定行为，引起瓦斯爆炸事故的根源在于思想上认识不足。干部思想认识不到位，就会造成投入不到位，或者设施设备投入到位，而随意减少瓦斯检查和管理人员，或使瓦斯管理人员和检测人员的工资低下。职工思想认识不到位，就会出现漏检、虚报等。特别是在近两年煤炭行情利好的情况下，许多煤炭企业一味的扩大生产能力，增加煤炭产量，而不能够正确处理安全与生产，安全与效益的关系。“安全第一”的观念淡化，因此思想认识不到位是当前煤矿安全生产的最大隐患。

2.2技术装备因素

随着以高产高效为基本特征的集约化生产技术的采用。已有的瓦斯灾害防治技术及装备已经不能有效地控制矿井重大瓦斯灾害事故的发生。主要原因：①瓦斯灾害防治技术分散。没有形成完整系统的体系；②瓦斯灾害防治技术缺乏相应的装备支撑；③还有很多需要解决的共性关键技术问题，特别是运用于集约化生产技术条件下的共性关键技术问题。

2.3培训考核因素

随着监控技术升级，对操作人员和管理人员的技术要求越来越高，煤矿的管理人员知识更新，新技术新标准的掌握就显得尤为重要。强制性的培训和学习是提高员工素质，减少操作失误，发挥高新技术设备性能的关键。

2.4资金投入因素

在前几年，由于煤矿的经济效益不好，许多煤矿企业降低了安全投入，存在不同程度的通风系统及配套设施不完善、“一通三防”监测系统不完善和设备设施老化等问题。近两年煤矿效益好转的情况下，许多企业只注重生产投入，安全投入仍然存在严重不足，安全生产条件没有得到明显改善。

2.5管理因素

随着煤矿开采深度的不断增加，瓦斯地质条件越来越复杂多变。再加上传统的安全管理方式受到人的经验、知识和责任心的限制，所以管理因素也是瓦斯事故多发的原因之一。

3防止瓦斯爆炸基本措施

从瓦斯爆炸条件看，氧气的浓度是引起瓦斯爆炸的因素之一，但在煤矿井下一般不存在氧气浓度低于12％的情况。因此，搞好瓦斯爆炸的防治措施体现在两个方面：严格监控矿井各区域的瓦斯浓度、杜绝火源和演习预案。

3.1控制方法

(1)建立合理的通风系统通风是排放瓦斯最主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。建立合理的通风系统，能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排放出井外，避免瓦斯积聚，所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。

(2)搞好瓦斯抽放，降低煤层瓦斯涌出量，抽放瓦斯是防止瓦斯积聚的有效措施。随着煤矿开采深度不断加深，瓦斯涌出量变得越来越大，通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内，从技术和经济角度两方面来看，都是不合理的。瓦斯抽放不仅能够有效利用瓦斯，还能够降低煤层的瓦斯涌出量。实行瓦斯抽放是控制采掘空间瓦斯浓度，减少瓦斯积聚。也防止煤与瓦斯突出的根本措施。

(3)加强瓦斯日常管理对于突出矿井，还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度，就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度，当发现局部积聚瓦斯问题时。要即时处理。

3.2监测方法

(1)人工检测检查，传统的使用光干涉瓦斯检查仪检查人员必不可减少，每班的瓦斯检查员不仅是沿一定线路定点定时检查瓦斯，而且可以沿途对监控设施的完好和使用情况进行检查，比对光瓦和传感器数值，最大限度的降低瓦斯浓度超限的几率。

(2)瓦斯监控系统能够实现连续监测瓦斯，及时掌握瓦斯浓度的变化，同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。人对瓦斯的监测是一个间断性的过程，有其必然的缺点，而事故发生的特点是一个随机性与偶然性相结合的统一体，这就决定了单纯依靠人来管理瓦斯，显然不能够达到控制瓦斯浓度的目的。所以，建立瓦斯监控系统，对控制瓦斯的浓度具有非常重要的作用。

3.3杜绝火源是防止矿井瓦斯爆炸一个基本条件

要认真执行煤矿安全规程，在井下要杜绝一切非生产火源，严格管理和限制生产中可能发生的火源、热源。

3.4演练瓦斯爆炸预案对预防瓦斯爆炸事故具有非常重要的意义

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关键词:安全成本煤矿事故预警机制

一

拥有丰富的煤炭资源,截至2001年,全区共发现煤田318处,累计探明保有储量2232.4亿吨,仅次于山西省,居全国第2位。经初步测算,我区煤炭资源的潜在价值为11.2万亿元。丰富的煤炭资源不仅为我区经济的持续发展提供了强大的动力,也对国家的经济发展做出了巨大贡献。目前,我区已经形成了以煤炭生产为主,洗选加工、多种经营、综合利用和地质勘探、设计、科研、施工等配套的较为完整的煤炭工业体系。形成了乌达、包头、平庄、神东等10个国有重点煤矿生产矿区;宝日希勒、万利、胜利、白音华等4个国家重点建设矿区;神华集团神东煤炭有限责任公司等20户自治区重点煤炭生产企业。2001~2004年,我区共生产原煤5.55亿吨,向区外输出煤炭2.95亿吨,占总量的53%。

“十五”期间,我区煤炭产量大幅增长,特别是2002年突破亿吨大关之后,以5000万吨的速度逐年递增,2005年底原煤产量已达2.55亿吨。全区煤炭工业总产值也快速增长,以每年平均增长50%以上的速度递增,“十五”期间实现总产值911.35亿元。仅2005年,全区煤炭工业总产值就达到365亿元。随着煤炭开采量的增加和煤炭企业经营观念的转变,我区煤炭转换、深加工产业方兴未艾,煤炭产业链条逐渐形成。除传统煤电项目外,神华集团煤制油和煤制烯烃项目、新奥集团60万吨煤制甲醇及40万吨二甲醚项目、多伦大唐160万吨甲醇及46万吨烯烃项目等一大批上规模、上水平的煤化工项目相继落地,这些项目将极大地提高我区煤炭资源的就地加工转化能力。

二

我区煤炭工业持续发展的同时,煤矿事故时有发生,重特大事故没有得到有效遏制,这在一定程度上影响了我区煤炭工业的健康发展。“十五”时期,在全区11个产煤盟市中,除巴彦淖尔市未发生一次死亡3人以上的煤矿事故外,其他10个产煤盟市都不同程度地发生过重特大事故,包头市、乌海市、赤峰市、呼伦贝尔市、阿拉善盟5个盟市是事故的重灾区。这个时期,全区煤矿发生事故406起,死亡701人。其中,重特大事故44起,死亡275人。

煤矿事故的发生不仅会影响到企业员工的生命及其家庭的正常生活,影响社会的和谐与稳定,还会影响到煤炭工业的健康发展,特别是煤炭行业的生产效率。煤炭企业一旦发生了由管理不善或违规操作导致的瓦斯爆炸、透水、火灾、冒顶、供电、运输、爆破等事故并造成了人员伤亡,企业的内部失效成本将会随着伤亡人员的经济补偿以及停工损失和修理费用的产生而大幅增长,并最终导致企业安全成本的上升。在企业生产能力和产量一定的情况下,安全成本的上升势必影响企业的成本收益比,降低企业的生产效率。

三

我区经济能否实现持续、健康、快速的发展,在一定程度上取决于煤炭行业的良性发展。煤炭行业持续、稳定的发展又取决于煤矿事故能否得到有效遏制。煤矿安全生产预警机制能够及时消除事故风险因素,防止煤矿事故的发生。因此,构建科学的煤矿安全生产预警机制极为必要和重要。

首先,企业员工的风险意识是建立健全煤矿安全生产预警机制的前提

风险意识是现代社会中人们应该具有的一种思维方法和生存态度,它要求人们采取积极有效的措施应对在现实中遇到的各种风险,在行动上努力减少风险。我区发生的一些重特大煤矿生产事故与企业员工淡薄的风险意识直接相关。2000年11月25日,内蒙古呼伦贝尔市大雁煤业公司二矿发生了特大瓦斯爆炸事故,死亡51人。内蒙古煤矿安全监察局事故调查处的专家认为“11·25”事故的发生是“由于大雁矿务局属于低瓦斯矿井,长期以来个别领导和工程技术人员对瓦斯危害缺乏足够认识,瓦斯管理水平低,措施不到位。”2003年,牙克石市牙克石煤矿一号井也发生了特大瓦斯爆炸事故,22人死亡。该事故也是“由于牙克石煤矿属于低瓦斯矿井,长期以来个别领导和工程技术人员对瓦斯危害缺乏足够认识”所致。

其次,先进的安全生产技术及其维护管理是建立、健全煤矿安全生产预警机制的物质保障

国外在应用先进安全生产技术预防煤矿事故方面有比较好的经验。2004年美国产煤接近10亿吨,但煤矿事故中总共只死亡27人,2005年这一数字又降到22人。美国之所以能够实现这样的煤矿安全生产数字,主要原因就是在预防活动成本上多投入,购置先进的安全设备。比如计算机模拟、虚拟现实等新技术的应用既可以大幅度减少煤矿挖掘过程中的意外险情,也可以帮助制定抢险预案;推广安全性较高的长墙法,取代传统形式的坑道采掘;推广新型通风设备、坑道加固材料、电器设备等。在国内,河北省沙河市煤矿2003年安装了先进的井下监控系统和地面图像系统。由全市煤矿根据生产能力和实际监控范围共同筹集资金安装。系统建成后,共监测出了将近900起瓦斯和一氧化碳超限现象,及时排除了12起重大隐患。

2001~2005年9月,我区煤矿发生死亡事故393起,死亡664人,其中瓦斯事故51起,死亡218人,分别占事故起数和死亡人数的13%和33%。如果发生事故的煤矿能在事故发生之前多投入些预防活动成本,装备先进的瓦斯监控系统,也不会付出惨重的安全成本。此外,对安全生产设备的管理也是很重要的,一旦缺乏及时的维护,安全生产设备将无法在预防煤矿安全事故中充分发挥作用。2005年5月5日,内蒙古兴安盟突泉县万隆煤矿发生瓦斯爆炸事故,该矿本来安装有瓦斯监测仪,但由于线路接错了,没有和电源闭锁装置相连接,瓦斯超限后虽然发出了警报,但电源没有切断,引起瓦斯爆炸。

再次,政府监管是建立健全煤矿安全生产预警机制的制度和法律保障

煤矿安全生产预警机制必须以行政管理部门的监管行为作为制度保障,严厉的监管措施可以对煤矿企业产生预警作用,促使企业及时发现、消除事故隐患。2001~2005年10月,自治区煤矿安全监察局监察人员入井监察5.11万人次,查处不安全隐患11.01万条,并向地方人民政府提出加强和改善安全管理建议书489份。

行政部门对煤矿企业的监管不力往往使诱发事故灾难的风险因素得不到及时处理,以至于一些已经得到安全预警信息的煤矿企业发生了可以避免的事故灾难。2004年4月30日,乌海市海南区鑫源煤矿发生一起特大透水事故,造成13人死亡,2人失踪,直接经济损失287.5万元。这起特别重大事故告诫煤炭行业行政管理部门,对煤矿生产企业的预警和监管工作一刻也不能松懈,事故风险因素就是责任所在,风险因素的最终消除才意味着具体责任的结束。“监管没有止境”不是要塑造全能的政府监管部门,而是要求行政监管部门以公共权力人的身份改变煤矿企业风险意识淡薄的状况,做到事故风险所在之处就是煤矿监管所到之处。另外,煤矿安全生产的实现,不能仅靠安全生产监察部门的监管。因为这是一个多行政部门共同参与的过程,国土资源部门、煤炭行业管理部门、工商行政管理部门、安全培训部门、公安和电力等部门都要参与其中。

最后,科技专家是建立健全煤矿安全生产预警机制的技术保障

在我区,若将“十五”时期重特大事故死亡人数按事故类别划分,重特大突发事故中以瓦斯事故居多,占到71%。瓦斯作为一种主要的煤矿事故风险因素严重地影响到我区煤矿企业的安全生产形势。煤炭生产必须发挥科技专家的作用,控制瓦斯的危害程度和范围,避免事故发生。2005年5月,国家煤矿安全专家组对神华集团所属的乌达矿业公司、包头矿业公司、赤峰平庄煤业集团、呼伦贝尔大雁煤业公司4个国有重点煤矿进行安全专家会诊,4个重点煤矿普遍存在重大安全问题:一是生产条件复杂、生产成本高、安全投入欠账多,技术装备相对落后;二是各矿区存在不同程度的瓦斯灾害隐患;三是高瓦斯矿井瓦斯抽放系统未建立,或者不够完善;四是各类重大灾害防治技术装备和手段薄弱;五是灾害应急救援预案和事故预防处理计划不具体、可操作性不强;六是普遍存在灾害监测监控系统功能不全,装备数量不足等问题。可以看出,专家“会诊”为煤矿安全生产预警机制提供了技术保障。科技专家不同于煤矿企业和政府部门的一般技术人员和监察人员,他们对煤矿安全问题的认识更为全面、深刻,能够发现其他技术人员和监察人员无法察觉的煤矿事故风险因素和安全漏洞。应该通过发挥技术专家的作用,编织一张覆盖范围更广阔、应急反应更灵敏、技术水平更雄厚、预测预警更准确的煤炭企业安全预警网络。

[参考文献]

[1]雷晓明.“十五”时期内蒙古煤矿安全生产状况分析[J].内蒙古煤炭经济,2006,(1).

[2][9][12]内蒙古煤矿安全监察局.内蒙古煤矿安全生产现状及其对策[J].内蒙古煤炭经济,2006,(1).

[3][5]赵跃飞.大雁煤业公司二矿“11.25”特别重大瓦斯爆炸事故剖析及防范对策[J].内蒙古煤炭经济,2001,(3).

[4]大雁煤业有限责任公司.认真吸取“11.25”事故教训切实抓好安全生产工作[J].内蒙古煤炭经济,2001,(1).

[6]赵跃飞等.关于牙克石煤矿一号井特大瓦斯爆炸事故的分析及防范对策[J].内蒙古煤炭经济,2004,(4).

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2.中煤科工集团常州研究院有限公司，江苏 常州213015）

摘 要：通风调节是矿井通风系统管理的主要工作之一，调节的准确性和及时性直接关系到通风系统安全、平稳和能耗大小。但目前通风调节存在误差大、不及时等问题，本论文通过研究矿井自动通风调节系统，有效的提升通风管理水平，降低因通风系统调节不及时或不准确造成的能耗损失。

关键词：矿井通风;调节通风;自动化系统

1 序言

通风系统调节准确性和及时性直接关系到矿井的安全和运行成本，目前通风系统调节处于人工调节阶段，人员劳动量大，调节不及时且调节准确性差，为进一步解决矿井通风系统管理中的通风调节问题，本论文引进压差法矿井自动通风调节系统。

该系统包括自动化控制器、压差测试装置、自动调节装置、传感器等。

2 自动化控制器

基于压差法的矿井自动通风调节系统核心为自动化控制器，本系统控制器采用西门子PLC为主要控制元器件，包括位移传感器、压差传感器、动力源控制装置（本论文设计动力源是气动，其装置是本安电磁阀）、数据传输、开关按钮、声光报警器等。

研究的技术关键点为：控制系统原理和控制器基本架构。

控制系统原理：压差传感器采集压力变化数值，通过设置参数装换为通过调节系统的风量，再根据预先设定的需风量进行比对，确定调节系统通风断面的变化大小，同时位移传感器监视通风断面的变化，保证系统调节准确且快速。

控制器基本架构，控制器采用PLC控制器，控制器控通过电流信号与位移传感器、压差传感器、动力源开闭按钮相连接，通过开关量与手动按钮连接，通过RS485信号与上位机进行数据和指令的传输，在控制器上预留瓦斯、声光报警器、视频接口，并可以与其他控制器进行数据传输。

3 压差测试装置

压差测试装置关系到系统的准确性，是系统最核心的数据采集设备，压差测试装置的技术要求进入测试区域内风流平稳、压差测量精度高、数据采集准确、数据传输快等。

压差测试装置采用圆形设计，主要是保证压差采集的准确性和进入测试装置的风流平稳，易于测量且数据精度高。

压差测试装置进风测安装有均风装置，主要是消除通风系统涡流造成的数据采集误差。在测试装置上布置两排数据采集管，其中在每排布置4个压力采集孔，两两对应，测压管深入测试装置内侧10cm处，4个测试孔外部用软管连接，进行压力平均处理。两排测试孔之间距离不得少于1m，主要是保证压差传感器数值的读取和测量。

压差测试装置对每个测压管进行防尘处理，保证所有测压管的通畅，静压传导准确。

4 自动调节装置

自动化调节装置是矿井自动调节通风系统的主要调节机构，本论文采用气动为动力源。

自动调节装置设计要求调节准确、运行速度慢、密封性好、安全性高等。

根据技术要求，自动调节装置采用通风断面缩小的方式，调节速度为0.5m/min，移动精度为1cm。

自动调节装置与压差测试装置相连，通过圆形阻风器向前移动，起到调节通风断面的作用，同时根据压差测试装置中风量的变化，确定圆形阻风器的移动方向和移动大小，位移传感器监测圆形阻风器的移动方向和移动大小。

圆形阻风器移动动力为缓冲气缸，气缸最快伸出速度为0.5m/min。带载后，移动伸出速度为0.3m/min，满足精确调节的目的。

5 实验论证

实验论证是论证系统的完整性和调节的准确性。进一步发现系统存在的问题，并进行修改和完善，为现场实地测试做准备工作。

主要是在自动风窗前后布置压力测点，单管压差计测量两点压差，与压差传感器数值比对;模拟巷道的断面为半圆拱，尺寸为2.8m（宽）×2.9m（长），人工调节风阻器开口大小;模拟巷道通风选择抽出式通风，通过风机变频，控制测试系统的风量。

通过多次测试，得出系统测试数据，如表1所示。

通过实验可以得出，调节装置的调节误差小于4%，所以，矿井自动通风调节系统是可行的。

6 结论

通过理论设计和实验验证，得出以下几点结论：

（1）矿井自动调节通风系统构成为自动控制器、压差测量装置、自动调节装置;（2）矿井自动通风调节系统调节误差小于4%;（3）矿井自动通风调节系统可以解决矿井通风调节不及时和不准确问题。

参考文献：

[1]白华宁.矿井通风系统风窗风量自动调节控制装置技术研究[J].科技情报开发与经济，2012，22（20）：145.

[2]吴强，李孝东，秦宪礼.从矿井通风系统改造实例谈调节风窗的重要性能[J].煤矿安全，1996（7）：38-41.

[3]吴勇华.调节风窗的流量特性分析[J].煤炭工程师，1998（4）：22-25.

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关键词：西门子；S7-300PLC；提升机；测控系统

中图分类号：TN77文献标识码：A

1引言

提升机在矿井生产中素有咽喉设备之称，提升机对于矿井的安全生产有着至关重要的作用。提升机电力传动系统复杂，控制系统要实现的控制功能较多，因此对于提升机的控制系统的设计，需要能够满足提升机频繁制动和不同工作状态相互转换的功能需求。针对提升机如此复杂的控制要求，传统的电气控制难以实现，因此，必须借助于PLC自动控制实现。

本论文主要结合西门子S7-300在副井提升机自动控制系统上的应用，对提升机自动控制系统进行详细的分析设计研究，以期从中能够找到合理可靠的提升机控制系统设计应用方法，并以此和广大同行分享。

2矿井提升机控制系统应用现状分析

(1) 我国提升机控制技术应用现状

我国矿井提升机一直承担着井下与地面之间输送人员或者货物的重任，因此一直素有矿井咽喉设备之称。我国矿井提升机控制技术相较于国外处于落后阶段，国外已经发展到智能实时监控提升机并实现故障智能诊断技术，而目前我国提升机控制系统的技术，还普遍停留在原始的电气控制阶段，对于数字化控制技术、计算机智能控制技术目前还处于研究探索阶段。纵观我国的提升机电控系统控制技术的应用，发展缓慢，多数是借鉴或者仿制国外的电控系统，并且电控系统在实际应用中也存在一定的问题。

(2) 我国提升机控制系统应用中存在的问题

① 我国提升机电控系统没有专业的生产厂家。这是我国目前提升机控制系统和控制技术发展的最大瓶颈。我国的提升机电控系统，要么直接从国外公司进口，这样成本十分高昂，且后期设备维护维修十分不便；国内现有的提升机电控系统均是高校科研院所自发研制的电控系统，多数并不具备通用性。

② 我国提升机电控技术落后。目前仅仅在一些大型煤矿上的先进提升机才采用了计算机、PLC或者数字控制技术，传统的提升机电控系统都是采用电气化控制系统，继电器、接触器控制广泛使用，导致能耗过高，控制不可靠，严重制约了我国提升机电控系统的发展应用。

③ 我国提升机控制系统安全性和可靠性较差。目前我国矿井提升机仅仅在上下井口端采用切除电阻的方法实现提升机运行速度的制动，制动能耗过高，造成提升机电控系统负荷太大，由此导致我国提升机控制系统安全性和可靠性较差。对于提升机运行过程中的关键工作参数、状态参数及运行参数根本没有实现实时监控，经常发生过卷或者超速等安全事故。

鉴于以上问题，我国必须要大力发展提升机在运行过程中的电控系统的自动化、智能化控制，逐步形成具有自主知识产权的提升机电控系统。

3西门子S7-300在副井提升机上的应用分析

3.1 基于PLC的控制系统设计

利用西门子S7-300构建提升机电控系统，根据提升机的工作模块，将PLC电控以网络化模式进行布控，分为主控PLC、监控PLC和信号PLC三个主从式控制PLC，其具体结构原理图如图1所示。

如图1所示，信号PLC作为整个电控系统的信号管理站，负责对提升机工作过程中的状态参数、环境参数及其必要参数做信号管理，统一发送至控制主站；监控PLC主要对提升机的关键控制参数，如井深、进口提升速度等指标进行实时监控，并受主控PLC统一调度管理；主控PLC一方面实现对监控PLC和信号PLC的控制管理，并对由监控PLC和信号PLC发送过来的数据信号进行整合管理，并发送至上位机进行集中管理、显示、数据存储等功能，以提高提升机工作过程的管理效率；另一方面主控PLC通过交流变频调速装置实现对同步电机的控制，进而实现提升机速度的电气化控制，同时将提升机的工作参数再反馈回信号PLC和监控PLC，从而实现了PLC网络控制系统对提升机的闭环控制。

3.2 基于PLC实现的提升机速度控制应用

提升机控制系统最为关键、也是最难实现的技术要点，就是对提升机运行速度的控制。借助于西门子S7-300的PLC，能够很方便的实现对提升机速度的控制。

基于PLC实现的提升机运行速度的具体控制方案设计如下：

(1)（1）在井口与井底分别放置接近传感器，一旦提升机到达接近传感器，即可认定提升机即将到达井口或者井底，从而进入预定的制动阶段。

(2)（2）利用光电传感器和深度指示器配合使用，实时监控提升机当前所处巷道中的位置，并将位置转化为数字量传送至监控PLC，利用监控PLC与主控PLC的通信实现对提升机位置的实时监控。

(3)（3）一旦提升机触发接近传感器，由主控PLC发出调速指令给交流变频调速装置，由交流变频调速装置实现对电机转速的调节，进而实现对提升机运行速度的调节与控制。

(4)（4）主控PLC利用监控PLC监测到的提升机当前运行速度与深度指示器的位置信号进行交叉运算，得出调速幅度，并将调速幅度指令传输给交流变频调速装置，从而实现无极调速；另一方面，监控PLC通过实时监测提升机的运行速度并反馈回主控PLC，主控PLC根据反馈回来的运行速度和程序中的预设值进行对比，结合PID调节算法实现对提升机运行速度的闭环调节与控制。

结语

提升机作为矿井安全生产的枢纽设备，其安全性对于整个矿山生产的安全起着举足轻重的作用。我国目前提升机电控系统理论研究较为深入，但是实际技术应用还有待进一步提高和挖掘。本论文结合西门子PLC对提升机控制系统进行了设计分析，对于提升机电控系统及其控制技术的应用研究，不论是在理论研究方面，还是在实际技术应用方面，都具有一定的指导意义。当然，关于提升机电控系统方面的更多技术，还有赖于广大矿井科技工作人员的共同努力，才能够最终实现我国提升机电控系统及其控制技术的提高应用。

参考文献

[1]姚书波.浅议我国矿井提升机电气传动系统的发展[J].科技信息,2007,(19):227.

[2]任雪振.矿井提升机电控设备的现状及发展[J].矿山机械,2001,(9):26-27.

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下面，将我矿在科技兴矿方面的主要做法和体会，向各位领导作一汇报，不当之处请批评指正。

一、加大科技创新体系建设，努力搭建科技创新平台

科技创新是企业快速发展的源动力。多年来，北皂煤矿注重搭建良好的科技创新平台，健全完善科技创新体系，不断挖掘和提高矿井安全生产科技的创新力，促进了全矿科技工作的蓬勃发展。一是建立完善了技术管理体系。成立了北皂煤矿专家委员会，加大了科技研究和开发的力度，建立了每两年一届的科技大会制度、每年一次的科技工作总结会、每月一次的科技例会制度和课题项目攻关小组制度。组织了规程、措施、设计评优活动，对获奖项目进行表彰奖励，技术管理工作得到进一步加强。

二、建立完善了科技创新“三个体系”。成立了以矿长为主的人才使用、资金投入的保障体系；以总工程师为主的工程技术人员科技创新、科技攻关和技术改造网络体系；以全员参与小改小革发明创造的“五小成果”推广应用体系。三大体系的建立，有力地促进了技术创新工作的开展。

三、是建立完善了科技创新的人才激励机制。坚持牢固树立“人才是第一资源”的思想，着力创造育才、引才、留才的环境。通过建立技术后备岗制度、技术人员培养考核管理办法，将技术创新、技术攻关等方面的成果，作为晋升职称、提拔任用、评先树优的重要依据。坚持“压担子、打板子、架梯子、抬轿子”的人才培养机制，为工程技术人员的成长创造良好的条件，培养了大批专业技术人才，一批又一批专业工程技术人才走上了领导岗位。在加强技术队伍建设方面，结合北皂煤矿专业技术人员短缺的现实，积极组织专业技术培训，鼓励员工立足岗位，自学成才。许多员工参加了函授、自学等继续学历教育，并逐步成为生产实践中的技术业务骨干。我们通过选拔和考察，对其中的优秀者，我们大胆启用他们从事技术工作，极大地调动了广大员工自学成材的积极性，全矿上下形成了学知识、学业务的浓厚氛围。我矿运转工区充灯工王秀丽同志在职工技能大赛中分别获得集团公司第4名、全省第7名的好成绩，综采一队采煤机司机曹贻好同志更是一路过关斩将、凯歌高奏，分别获得集团公司第2名、全省第3名、全国第4名的优异成绩，成为新时期高素质煤矿工人的典范。

二、依靠科技进步，大力实施“四大工程”，矿井可持续发展力进一步增强

在*年集团公司确立的“五大重点工程”中，北皂煤矿有四项，即主井改造、海域工程、东风井建设和4402大储量工作面准备。围绕四大重点工程的实施，我们积极开展技术攻关和技术创新，矿井的可持续发展力进一步增强。

1、主井改造工程。北皂矿原设计能力90万吨，虽然经过多次优化改造，但已远远不能适应生产大发展的需要。*年，在公司的直接关心和支持下，投资270万元对主井提升系统进行了技术改造，对主井及相关的井上下主要运输系统进行了改造，箕斗提升量由5吨/次提高到6.5吨/次，提升循环时间由60秒缩短为57秒，提升能力由156万吨提高到213万吨，应急提升能力达到260万吨，有效地解决了制约我矿生产的“瓶颈”问题。同时，对井上下储装运系统、供电系统、通风系统进行了全面的技术改造升级，矿井的综合能力大幅度提高，为生产大发展奠定了坚实的基础。

2、4402大储量工作面。集团公司成立以来，按照集团公司全新的发展思路，我们进一步开阔思路，更新理念，科学论证，大胆设计，突破“三软”地层，成功实施了龙口矿区第一个200万吨大储量工作面，在公司的大力支持下，投资4000多万元，引进了全新综采放顶煤设备，使工作面具备了日产过万吨的能力。生产能力的大幅度提高，使我们在4110面提前停产、全矿生产接续重大调整的情况下，二季度一举创出了原煤产量77.61万吨的季度历史最好水平，并创出了26.4万吨的月产历史最好水平。自4月份4402工作面正常生产以来，除7月份限产外，全矿月产都保持在25万吨以上，为弥补一季度欠产、实现生产大发展提供了有力保证。

3、海域开发工程。海域工程是北皂煤矿的资源接续工程，我们以董事长“冲向海域”的题词为动力，以科技为先导，加快了海域工程进度。一是积极配合集团公司举办了海域专家论坛，对海域开采前的安全生产“四大技术课题”进行了定向研究，目前正在积极进行中。二是配合煤业公司组织召开了海域东一采区三维地震勘探资料评审会，为首采区确定了较为准确的地质资料。三是加大海域支护技术研究力度，为海域支护提供安全技术保障。先后组织技术人员赴日本考察海下采煤技术、赴邯郸考察水体下采煤技术、赴铁法局小康矿考察巷道支护技术，结合现场实际，积极开展海域支护技术研究，召开了支护技术研讨会，经过大量的探索实践，确定了海域的支护方案（U36壁后充砼），满足了现场生产需要。与此同时，积极进行开采工艺、生产设备、首采区、首采面等应用技术研究。目前，海域皮带运输系统已经形成，空中索道运行正常，提升、供电、排水等系统正在形成，海域首采面设备即将到位，预计二00五年二季度末海域首采面将正式投产。

4、东风井建设工程。东风井工程是海域开发的配套工程，于04年5月1日正式动工，目前，主体工程已经完工，设备安装正在进行，即将投入使用。东风井工程的建成使用，将极大地改善矿井通风条件，有效地保证矿井通防安全，为海域的顺利投产铺平道路。

“四大工程”的实施，标志着矿井的综合能力和可持续发展力又提高到一个新水平。

三、大力引进新设备、新技术、新工艺，矿井装备水平和科技含量不断提高，高产高效矿井建设取得新突破

党的十六大报告指出“走新型工业化道路，必须发挥科学技术作为第一生产力的重要作用”。北皂煤矿二十多年的发展建设充分证明了这一点。综采技术、综采放顶煤技术、综掘技术等大批先进技术和设备的引进应用，极大地解放了生产力。特别是*年以来，先进设备的引进力度进一步加大，技术创新速度进一步加快，“150万吨综采队”、“200万吨综采队”“万米综掘队”创建成效显著，高产高效矿井建设实现了新跨跃。

1、加强技术引进，为安全、高效创造了条件。*年，引进了全新综采放顶煤设备，采用MGTY250/600-1.1D型采煤机替代AM-500型采煤机，采煤机截深由0.6米增加到0.8米，刮板输送机的功率由400KW增加到630KW，使工作面具备了日产过万吨的能力；S100综掘机的引进使用，通过对掘进机后配套进行优化、改造、升级，形成了掘进破岩、装载、运输一条龙作业，大大提高了出煤速度，同时采用机轨合一，使喷浆工作和迎头施工平行作业，增加了迎头施工时间，从而提高了掘进机施工速度，有力地保证了矿井生产接续;电动葫芦的推广使用，大大提高了工作面的安装速度；井下提升机防爆变频电控系统以及PLC电控系统的应用，提高了提升机的自动化程度，减少了故障率。同时，我们积极引进推广了风动锚杆钻机、风动扳手、大功率喷浆机、井口推车机、井下变频调速绞车、井上自动拌料系统、皮带机电气软启动、人车、海域索道、助行器等，不仅有效地降低了工人的劳动强度、提高了生产效率，而且有力地保证了安全生产。

2、优化生产工艺，提高劳动效率。在引进先进技术设备的同时，我们结合现场实际，积极探索和实践新的生产工艺，有效地提高了劳动效率，保证了安全生产。一是机组一次性扩切眼工艺。在4110面安装切眼，我们在总结几年来的安装经验的基础上，利用锚索支护和π钢单体支柱联合支护技术，大胆采用了采煤机一次性扩切眼施工工艺，保证了顶板的稳定，实现了节支降耗，提高了安装进度，缩短了安装工期，保证了安全生产；二是综采支架配150机组开采工艺。2415工作面四采煤柱回收，工作面压力大老巷多，采用高档回采安全管理难度较大，采用综放又没有成套的放顶煤设备。矿有关部门经过反复研究论证，成功地采用150采煤机配轻放支架，实现了特殊配套的综采工艺，解决了工作面在特殊条件下顶板管理的技术难题，大大提高了效率，保证了安全生产；三是综掘机整机拐弯工艺、综掘机扩切眼技术。针对掘进机拐弯时不能连续生产、开机率低、施工工序复杂、工期长、掘进单进低、安撤次数多、工人劳动强度大、安全管理难度大等问题，我们组织技术部门、机电部门开展联合攻关，在借鉴济三矿经验的基础上，结合我矿的现场实际，制定了掘进机拐弯的技术方案，在4101切眼施工中，一次试验成功，实现了掘进机整机拐弯，实现了掘进机连续生产。同时，采用综掘机扩切眼和切眼一次性扩刷工艺，改变了传统的边扩刷边安装的施工工艺，并首次在切眼大断面巷道采用锚网喷、锚索配合单体柱联合支护替代原来的工字钢棚与单体柱联合支护，取得了较好的支护效果。四是“三掘三喷”新工艺。结合综掘快速掘进，将与之配套的锚喷工艺改为“三掘三喷”，即采用三班进尺，三班喷浆，进尺、喷浆平行作业，实现了迎头施工、备料等工作与喷浆工作平行作业，综掘机的开机时间达到18小时以上，大大提高了掘进效率。同时，我们根据现场情况，采取了安置2趟供风管路，使用两台喷浆机同时喷浆和采用大功率喷浆机提高喷浆效率的措施，保证了快速掘进的施工速度和施工安全。

生产工艺的优化和改进，提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，有力保证了矿井生产接续。0三年综掘最高单进达到635米。今年四月份、十月份又先后突破700米、800米大关，日最高进尺达到37米，实现了矿区综掘进尺的历史性跨跃。*年综采队单机单面产量达到167万吨，04年9次月产超过20万吨，其中10月份创出了单机单面22.5万吨的历史最好水平，标志着单机单面具备了240万吨以上的能力。至12月2日单机单面产煤200万吨，提前29天完成了创建200万吨综采队的目标，全年预计完成220万吨，占全矿原煤产量的81.2%，高产高效综采队建设迈上新台阶，为创建“一井一面两头2000人300万吨”高产高效矿井奠定了坚实的基础。

四、坚持“产、学、研”相结合，不断扩大对外技术交流与合作

近年来，北皂煤矿坚持走出去、请进来，不断扩大对外技术交流与合作。先后聘请了中国矿业大学、山东科技大学、山东煤炭经济学院等许多知名的通防专家、支护专家来矿讲课。与中国煤炭科学总院、济南设计院、唐山煤科分院、上海煤科分院、西安煤科分院、抚顺煤科分院等科研院所保持了良好的业务技术合作关系，在“产、学、研”相结合上做出了积极的努力和探索，一大批科研成果转化为现实的生产力。《风力摇床干法选煤技术在北皂煤矿的应用及研究》、《极典型“三软”地层综放技术的应用》、《“三软”地层条件下综放采煤上限技术研究》获省科委科技进步三等奖；《综采放顶煤技术在“三软”复杂地质条件下大倾角附采工作面中的应用》、《北皂煤矿主井提升系统自动化改造》获山东省煤炭(协会)科学技术进步三等奖；《创新安全管理方法，构建安全长效机制》获省局现代化管理优秀成果一等奖；*年申报的《软岩大间距煤层构造类比分析与综合探测技术研究》已通过山东省科技厅的鉴定，《三软地层条件下综掘快速施工技术研究》已通过省煤炭工业局鉴定。另外《煤炭企业责任目标成本管理体系的创新与发展》获中国煤炭学会优秀论文二等奖；三篇论文获第十八届“鲁、皖、彭”采矿专业技术论文交流优秀论文奖，六篇论文获得山东省经贸委优秀论文评选优秀论文奖，并在《中国煤炭》杂志专刊25篇；*年获得全省煤炭工业“科技兴煤”优秀矿井称号。

同时，我们坚持积极开展“向科学管理要效益、向科技创新要效益，向回收复用要效益”活动，采取以发明者姓名命名革新项目、给予物质奖励等形式，鼓励员工结合实际自我创造，积极开展小改小革“五小攻关”，充分调动了广大员工革新创造的积极性。全矿性的技术比武活动、技术练兵活动蓬勃开展，孙延胜自动吊梁、王汝炭风水联动喷雾装置等一大批既实用、又简单的技术革新项目在生产中得到应用；自行研制加工了卧式压力机、整形机、U型钢卡子修复模具，实现了对海域用U36钢棚的加工修复，对旧钢棚的加工复用率可达到70%，今年以来科技创效益和小改小革项目达到114项，创效益约315万元，其中有42项被列入煤业公司“小改小革100推”项目。

五、加快矿井信息化、自动化建设进程，全力打造数字化矿山

篇6

关键词：地面生产系统，660V，供电系统，中性点接地方式

 

一、引言

随着煤矿工业采煤机械化不断提高，矿井生产能力越来越大，与之配套的地面生产能力的规模也越来越大，造成单台电动机的容量相应增大，用电负荷随之增大，从而出现电压降增大、电能损耗增加、电缆截面不足等问题，故在煤矿地面生产系统设计中，传统的380V供电已不能满足配电的要求，需提高配电电压，如低压供电系统采用660V及更高电压。本文就地面生产系统供电电压由380V提高到660V电压技术问题进行探讨。

二、660V供电的国际国内发展概况

早在上世纪60年代，660V电压就被作为一种标准电压列入国际电压标准中。1967年国际电工标准IEC38/67推荐的额定电压中就有660V。在以后IEC38中均有660V电压作为额定电压。我国1959年的国标GB156/59中，只规定了220V、380V两种电压为额定电压。而在1980年的GB156/80中已把660V列入国家标准额定电压。我国现行国家额定电压标准中，660V电压仍为国家标准额定电压。

我国煤矿企业井下于70年代初基本实现全行业660V升压改造。1981年，我国开始对煤矿矿井地面生产系统和选煤厂进行了660V升压供电的试验和研究工作，经过长时间对各种系列电气元件等电气设备在660V条件下的试验和验证工作，于1986年11月建成我国第一座由660V配电电压供电的阳泉四矿选煤厂，并顺利投入运行，1988年6月通过了由能源、机电两部主持的技术鉴定。1990年原能源部发出在煤炭工业中新建地面生产系统及选煤厂应采用660V供电的通知，进一步推动了660V供电在煤矿生产中的发展。随后，九龙口矿、淮南南潘集三矿、大同晋华宫矿等多座大型选煤厂都采用了660V供电并投入运行。

三、660V供电系统的可行性技术分析

1、供电输送能力提高

电网的输电能力与其供电电压的平方成正比，即：

式中：P——通过线路的输送功率，kW；

Z——线路阻抗，Ω；

Un——额定电压，V；

cosφ——线路功率因数；

ΔU%——电流通过线路的电压降百分数。

为便于分析比较，可认为输电质量ΔU%和功率因数cosφ不变，则线路中输电能力P·Z与电压Un平方成正比，即：

电网供电电压为380V时，电网输电能力为：

电网供电电压为660V时，电网输电能力为：

两种电压的输电能力比较：

可见，电压由380V升高到660V后，电压提高倍，线路输电能力为380V电压时的3倍，也就是说，如输电功率P不变，导线截面不变，则660V电压供电的输送距离为380V电压的3倍。同样，如输电线路阻抗Z不变，即电缆长度和截面不变，其输送功率也为380V电压的3倍。

2、电能损耗降低

电网供电电压从380V升高到660V后，电流将降至原来的1/，电能损耗与负载电流的平方成正比，因此用电设备均能降低电能损耗。用电设备的功率越大，使用660V供电的经济效果越好。

三相输电线路上有功功率损耗：

式中：ΔPL——有功功率损耗；

In——线路额定电流，A；

R——线路每相的电阻，Ω。科技论文。

现设定输送功率不变，线路长度不变，则380V、660V时输送线路上的功率损耗分别为：

两种供电电压输送线路上的功率损耗相比：

可见，在输送功率和线路不变的情况下，660V供电电压线路上的功率损耗是380V时的1/3，即可减少输电线路上功率损耗的2/3。

3、节约金属、减少投资

一般0.4kV低压配电系统中配电电缆采用0.6/1kV耐压等级，在用于0.66kV低压配电系统时，无需增加电缆耐压等级。另一方面，由于采用0.66kV配电电压，提高了电压等级，对为相同容量的电动机配电，则可以减少配电电缆截面或增大输送距离。

660V供电时的导线截面积约为380V时的57.7%，而导线、电缆截面由标准分级所决定，故通常至少可降一级标准截面来选取导线、电缆。通过技术分析，升压改造后电缆、配电开关等方面节约的材料达40%~55%。同时补偿功率因数用的电容器，相同容量情况下，在660V电压下使用时要比380V输出无功功率提高2倍（Qc=U2ωc），而价格只差50%，故可降低电容器投资约一半。

4、供电安全可靠

380V供电系统为中性点直接接地的三相四线制系统，一般为动力照明混和供电。660V供电系统为提高运行安全，采用中性点经电阻接地系统。

变压器接地方式一般分为四种：即不接地方式（中性点绝缘）、直接接地方式；电阻接地方式（数十Ω为低电阻接地，数百Ω为高电阻接地）、消弧线圈接地方式。中性点接地与否，对供电系统设计、维护运转及安全都有重大关系。当发生一相接地时，随着接地方式不同，电压差别很大。科技论文。对于直接接地和低电阻接地的电网，一相接地时，接地短路电流较大，除能使继电保护迅速动作外，还有降低内部过电压的优点。对不接地、高电阻接地和消弧线圈接地方式的电网，单相接地电流很小，对提高系统的稳定性和供电可靠性有利。对地面660V配电系统，其中性点接地方式目前没有明确的规定，《煤矿安全规程》规定，煤矿井下采用中性点不接地系统。中性点不接地系统的优点是单相接地电流小，从而避免了人触电时大接地电流对生命造成的危害。但缺点是由于网络电容电流和系统漏电电流很小，不便于实现保护的选择性。科技论文。为避开这一缺点，又能提高供电系统的稳定性和可靠性，因此地面660V供电系统一般采用中性点经高阻接地方式，通过适当调整接地电阻值，从而实现既能保证保护装置的选择性又可抑制单相电弧接地时的过电压。

660V供电系统必须装设选择性漏电保护装置，否则不能投入运行，而380V供电系统一般不装设这种保护，适当选择中性点接地电阻，可以增加故障点的零序电流，提高选择性漏电保护的灵敏性，实现有选择性的切除故障回路。660V供电系统采用上述保护措施后，人身触电后得到了有选择性的保护，比现在广泛使用的无漏电保护的380V系统具有更高的安全可靠性。

四、结语

通过对660V供电技术探讨，若矿井地面生产系统用电负荷较大，则采用660V电压供电为最佳方案。

参考文献：

［1］ 顾永辉.工矿企业660V供电［M］.北京：煤炭工业出版社，1997

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论文摘要：华丰煤矿地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重威胁。近年来,通过改造矿井生产系统、建立健全灾害预测与防治体系,控制了重大灾害的发生,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。

新汶矿业集团华丰煤矿是一个具有百年开采历史的老矿,地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冒顶、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重影响。多年来,华丰煤矿通过开发和推广应用新技术,紧紧围绕矿井灾害综合治理,开展了技改挖潜和科学管理,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。

1矿井生产系统改造

1.1矿井运输系统改造

为了适应煤层倾角变化大、地压高、巷道易底臌变形的情况,自行研制应用了3条钢丝绳吊挂下运带式输送机和水平弯曲线摩擦多点驱动带式输送机;将原顺槽刮板输送机或多部带式输送机串联运输方式改造为1部可弯曲带式输送机,顺槽和集中巷带式输送机采用小角度多次转弯技术,减少了设备投入。

根据薄煤层实际情况,将原使用的SGW-150C刮板输送机改造为SGW-430/55型刮板输送机,槽宽由630mm改为430mm,适应了薄煤层工作面特殊条件,减少了机电事故。

1.2通风系统改造

通风系统由原5个风井分区式通风改为集中通风。为保证五水平通风系统稳定、合理,采掘工作面风量充足,在-210回风巷建挡风墙,形成两翼回风的通风系统;采用串联通风,降低采区的总用风量;采煤面采用下行通风方式,构建3道密闭墙,封闭闲置巷道,提高五水平风量,保证安全生产。

1.3排水系统改造

为提高矿井排水能力,由原来的-90、-270、-450、-750多级排水改为-450、-750两级排水,对主排水泵进行扩排改造,推广PJ节能泵,淘汰低效水泵,增装Φ325mm排水管路2210m,排水能力提高2倍,年节电耗168万kWh。

1.4构建Webmrt集成化信息体系

建立了华丰煤矿集成化信息体系,使矿井安全监测数据处理系统、营销管理系统、人力资源管理系统、物资超市系统、企业预算系统、办公系统、设备管理等系统形成信息资源共享,提高了现代化管理水平。

2矿井集中化生产与单产单进的提高

华丰煤矿原为多井口、多水平、多采区、多工作面生产,为了实现矿井和生产水平的集中,将采煤队个数由7个减为4个,生产采区由4个减为2个,实现了采区的集中生产。矿井效益的提高很大程度上取决于单产单进水平的提高。近年来,通过改造生产环节,推广先进技术,涌现出了年产45万t的炮采队和月掘318m的炮掘队。

在回采工艺上,大力推广毫秒爆破技术,自行研制窄型刮板输送机,下顺槽采用自移式转载机,配SPJ-800吊挂式皮带机运输。采用“1.1m顶梁、见三回一”支护,双抗带网护顶,推行正规循环作业,使毫秒爆破、单体支柱支护和大功率运输机三者得到最优配合,工作面单产提高1倍以上。

在掘进方面,改善钻、装、运环节,采用YT强力风动钻机,毫秒延期电雷管起爆,水胶炸药爆破进行钻爆法掘进,光面中深孔爆破,优化爆破参数,提高爆破效果;采用P-60B大功率扒装机,配合电瓶车运输,完善排矸系统,实现全岩、半煤岩巷道优质快掘。

疏通生产环节,采区上山自溜运输改为大倾角皮带运输,推广可弯曲皮带、长距离多点驱动皮带等技术,使单台设备运输长度由200m增加到1000m。

3深部开采顶板管理和煤巷锚杆支护

在回采工作面顶板管理方面,完成了回采面顶底板分类及支护形式研究,厚煤层、倾斜分层试验金属菱形网假顶采煤法,解决了网下高档普采工艺问题,实现了分层开采顶板的安全管理;在破碎顶板试验应用双抗塑料网假顶采煤法和双抗带网护顶技术。

在掘进顶板管理方面,先后完成了4层煤顺槽锚背网支护,粘土岩巷道锚喷组合支护、高地压巷道锚喷网组合支护、破碎围岩锚钢带支护、六岔门立体交岔点支护等方法试验。针对深部开采、冲击地压条件下巷道维护困难的实际,开展了“冲击地压煤巷锚杆支护技术研究”,研制的全长锚固快硬水泥药卷锚杆支护效果良好,为冲击地压煤巷的煤帮支护及软岩巷道支护提供了一种锚固性能好、成本低的支护材料。

4灾害治理

(1)加大安全投入,保证资金到位,保证安全治理措施的落实施工。

(2)近几年华丰煤矿根据自然灾害的情况与各科研单位共同开展了大倾角厚覆盖层采煤后地表斑裂研究与控制、冲击地压综合防治、综合防灭火、顶底板承压水上开采、深部地压研究等10多项技术,有效地推动了矿井自然灾害的治理,节约资金达亿元以上。

(3)研究、推广应用先进的科学监测仪器和先进技术,完善监测手段,提高监测水平和质量。建成了冲击地压预测预报及定位系统、束管监测系统、微震监测系统、地面高压注浆减沉系统等,提高了灾害的防治能力。

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关键词：跑车分析，跑车防护，应对措施

 

通过对某矿区斜巷跑车事故的统计，特别是对近三年来斜巷跑车事故的分析发现斜巷跑车事故的原因有两大类：第一大类是斜巷上口阻车器、挡车栏等安全设施不完好，或人为不投入使用，造成矿车误入斜巷。该类事故占斜巷跑车事故的70％以上。第二大类是由于矿车超载、超挂或钢丝绳、矿车连接装置等没有及时检查、更换，安全系数小于规定值，矿车在提升过程中发生断绳、断链等跑车事故，此类事故占斜巷跑车事故的20％～25%左右。其它原因造成的斜巷跑车事故大约占到10％左右。

1.斜井跑车事故原因

造成斜井串车提升跑车事故的主要原因具体有:

1)把钩工作人员违章操作

在斜井串车提升运输中，摘挂工作人员起着非常重要的作用，但往往山于其违章而引起跑车。主要表现在:没有挂钩或没有挂好钩就将矿车从平巷推下斜巷，人为地造成跑车;提升时，车辆还没有全部拉过变坡点就慌忙提前摘钩，使后而没有过变坡点的矿车借自重下滑的力量将已经进入平巷的车辆拉下变坡点，造成跑车事故;在未关闭阻挡车装置的情况下，推车人盲目推车，使矿车过变坡点后跑车。

2)绞车司机误操作或业务不熟练

绞车司机误操作或业务不熟练造成斜井串车提升跑车事故有:绞车操作工在操作时，制动时制动力矩太大，容易造成钢丝绳松弛而引起断绳跑车;有时矿车掉道而绞车操作工不能及时发现还硬拉，把钢丝绳拉断跑车;在下放重物时，绞车司机违反操作规程，在电动机不给电的情况下放飞车，造成带绳跑车。

3)丝绳断裂造成跑车

由于提升钢丝绳使用中出现打扣、折绳等严重损伤以及在运行时受到过人的冲击力作用而发生断绳跑车事故;钢丝绳外层钢丝上厚度磨损超限，强度降低;钢丝绳张力过人，如矿车超载或矿车数量超限，在运行中刮卡车辆。

4)绞车制动装置不良引起跑车

由于制动装置故障引起制动力矩不足，闸不住车而跑车;山于对保险制动力矩调定不当引起保险闸制动减速度或力矩过大，造成冲击断绳跑车。

5)防跑车装置失效

有些矿井根本就没有设置防跑车装置;有此矿井虽设置了一坡三挡，但平时没有专人维护、定期试验而失去作用，结果使车辆跑车时起小到防护作用，使串车一跑到底。

6)矿车的连接插销跳出造成跑车

矿车连接销没有防脱装置或防脱装置失效，插销没有放置到位(没有全部放进去)等造成跑车;由于轨道铺设质量差，当矿车行驶通过轨道接头处时，发生跳动，使连接矿车的插销跳出，发生跑车事故;轨道有杂物或结冰等造成车辆顿簸，导致脱销跑车。

7)矿车连接装置不合要求

矿车连接器制造质量不合格或检修处理不好，使用中已发生裂缝或突然断裂而造成跑车事故;刮卡车辆、张力过大或使用不合格的连接件发生跑车事故;两矿车连接时，使用的三环链小牢固，有的用钢丝代替三环链，有的用钢针、木棍代替插销，结果在运行中发生脱落断裂而发生跑车事故。

8)安全管理混乱

有些矿井对提升运输缺乏安全管理意识，不制定规章制度;有的矿井虽制定了规章制度但不落实，造成操作人员思想麻痹，安全意识淡薄。

2.跑车防护装置的应对措施

针对不同原因的斜巷跑车事故及其发生的概率，对研制新型斜巷防跑车和跑车防护装置提出了如下几点要求：

1)能够简单可靠的实现斜巷上口阻车器、挡车栏的电气闭锁，并同绞车实现联动，防止工人违章将该安全设施弃之不用，并配有语音报警系统，发出警报，提醒绞车司机和把钩工。

2)跑车事故发生在斜巷中的任何位置，跑车防护装置都能迅速探测到，挡车器立即动作，放下挡车拦，拦住矿车。论文格式。

3)挡车器必须有足够的缓冲距离，防止挡车器动作时撞坏高速下放的矿车及斜巷中的其它设施。

4)人、物混合提升的斜巷，必须能方便的将跑车防护装置置于“使用”、“闭锁”等状态，防止人行车运行时，跑车防护装置投入使用。

5)斜巷提升车辆超过绞车规定的载荷时，斜巷语音报警系统发出警报，提醒绞车司机和把钩工。

6)可靠的系统自检功能，任何一个元器件发生故障时，该系统能够及时检测出来，同时发出语音报警，提醒维护人员，以便能够及时排除故障。

7)系统故障记录功能，查询功能。

结合以上几种斜巷防跑车和跑车防护装置的比较和根据设计方案的要求，设计了故障安全型斜巷防跑车和跑车防护装置。

3. 新型防跑车系统设计总体方案

本课题利用现代化的PLC装置，实现斜巷提升运输的常闭式挡车装置的自动化操作和监控，实现了矿车脱钩在线检测，斜巷运输的人车识别闭锁，矿车超载自锁及其相应的报警、显示、统计等功能。论文格式。系统主要将几个各自独立子系统兼容起来，解决了斜井提升系统功能单一造成误动作的问题，解决了重复性投入，较大的资源和资金的浪费问题，给安装、维护工作带来一定便利。系统总体方案如图所示。

矿山斜井提升防跑车系统的主要装置简述如下:

常闭式挡网装置:挡网采用的是平行栅网状挡车栏，具有缓冲性能。当矿车未进入斜巷之前得到一组牵引矿车的钢丝绳对地面上的压力传感器的基准压力值；当矿车进入斜巷后随着位置的下移，钢丝绳对压力传感器的压力会增加，当矿车接近挡车装置前，如果压力值正常，则挡车拦自动放下让矿车通过。一旦发生断绳或脱钩事故，钢丝绳对地面托辊的压力值会迅速降低，传感器测出跑车后PLC控制器控制挡车栏比索，挡网不动，将下冲的矿车挡住，不会下冲到井口，避免恶性事故发生。

1-压力传感器

2-轴编码器

3-脱扣器

4-阻车器传感器

5-挡车栏传感器

6-位置传感器

7-挡车绳

8-缓冲装置

9-阻、栏连锁绳

10-传感器联动绳11-PLC控制箱

12-绞车轴编码器

图2.1斜巷跑车防护装置原理图

超载、掉道和卡道装置:斜井变坡点托辊传感器对提升钢丝绳受力进行计算分析，当钢丝绳受力超过上限时表明矿车掉道或卡道，并对绞车闭锁同时声光报警，一旦钢丝绳的力在正常范围内则解除闭锁和声光报警;当钢丝绳受力低于下限时分析矿车是否跑车，如确实是跑车对绞车闭锁同时声光报警，同样一旦钢丝绳的力在正常范围内则解除闭锁和声光报警[8]。

行程计算装置：该装置采用轴编码器的两个输出信号，可以分别计算矿车的行程及矿车的行进方向。论文格式。首先利用编码器得到的脉冲数计算出托辊旋转的圈数，根据托辊周长可以得到钢丝绳变化的长度即矿车在巷道中行进的距离。其次利用两输出端之间脉冲的相位差正负判断托辊的正转或反转，进而判断出矿车在斜巷中是上行还是下行，以指示挡车装置做出不同的动作。

4.总结

该斜巷跑车防护装置具有价格低、可靠性高等优点，将适应各类型煤矿，具有广阔的推广前景。

篇9

关键词：煤矿安全；瓦斯事故；瓦斯地质影响因素；事故防治

1、矿井瓦斯事故防治措施

1.1建立瓦斯安全管理机制瓦斯是导致瓦斯爆炸事故发生的物质源，作为引发事故的主要物质因素而存在，为了预防和控制瓦斯爆炸事故的发生，实现安全系统工程中的本质安全，做好瓦斯安全管理工作是控制瓦斯爆炸事故的重要前提。首先，消除瓦斯爆炸的物质危险源。最大限度地抽放瓦斯，抽出开采煤层、邻近煤层和采空区等瓦斯源中的瓦斯，减少井下瓦斯涌出量，是提前预防和控制瓦斯事故的根本措施，可实现瓦斯环境中采煤本质上的安全。对于局部聚集的瓦斯，可采用隔离法、分支通风法、引风法等措施来隔离或者吹散巷道内聚集的瓦斯，保障生产安全。其次，建立健全可靠的通风系统。强化通风的安全管理，保证整个矿井和井下各个工作面上都有足够的风量，有效、稳定和连续不断，保持足够的风速，足以用来稀释工作面的瓦斯和驱散涌出的瓦斯，这是防止瓦斯聚积含量超限，避免瓦斯爆炸事故发生最根本和最有效的措施。因此，要求矿井必须拥有完善的通风系统，按要求为井下提供足够的风量。最后，建立矿井瓦斯监测系统。配置安全技术装备供瓦斯检测人员对整个矿井井下的瓦斯含量进行监测，每次监测都要如实地反映出现场的瓦斯变化情况，并将监测结果及时填写在记录本和瓦斯日报表上，通知现场工作人员。如果有瓦斯积聚超限的异常状况，应及时采取措施，使之达到安全要求，真正做到及时发现及时改变，杜绝瓦斯事故的发生。

1.2建立火源安全管理机制

引爆火源的特征源主要有电气火花、放炮火源、摩擦撞击、吸烟明火等，火源安全管理应包括明火、电火花、放炮火花等的管理。因此，应从以下四方面加强管理：

（1）加强矿井用电安全管理。用于井下的电气设备必须进行防爆检测，合格后才能使用；井下电缆接头不准留有明接头，对电缆经常检查，防止漏电，设置漏电保护器；矿灯必须经检验合格后方可使用，如在井下发生损坏，严禁在井下打开电池盒或自行修理。

（2）加强矿井用火安全管理。严禁在井下吸烟和生火取暖。瓦斯泵房及附近20 m以内不许存在明火。在井下不准进行电焊和气焊等焊接作业，如确实需要则必须严格执行报批手续。

（3）加强井下放炮的安全管理。井下作业时要对火药和雷管进行严格管理，实行审批使用程序。严禁简化放炮程序、放明炮及明电放炮、多母线放炮、违规填充炮泥、反向爆破、一次装药多次爆破、使用岩石炸药爆破等。

（4）加强摩擦撞击的安全管理。

2、建立瓦斯预防制度

2.1 加强通风、监控装备投入，确保通风、监控装备完好运行，积极引进新的通风、瓦斯防治技术和瓦斯抽放设备，进行矿井通风技术创新，从源头上防止瓦斯超限。

篇10

Abstract： The water damage of coal slab is becoming serious. In this paper， we studied various simulation methods. In view of the outstanding performance of FLAC simulation software in the three-dimensional structural analysis of rock mass strength characteristics， we decided to use FLAC simulation software to simulate the changes of the rock samples in the infiltration experiments. And in the early stage， by doing general mechanics experiments on rock samples， we can ensure a variety of physical and mechanical parameters with which FLAC software simulation can go on. Comparing simulation results with actual experimental results， we can find that simulation results are basically consistent with the experimental results and the stress-strain changes are basically identical. All above these can be able to reflect the relationship between coalfields rock fractures and stress change.

关键词： 裂隙岩体；渗流应力耦合；渗透试验；数字模拟

Key words： fractured rock mass；seepage-stress coupling；penetration test；numerical simulation

中图分类号：TU452 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0185-02

0 引言

本论文是在国家自然科学基金项目“矿井底板裂隙岩体充水致灾机理研究”（项目编号：40802062）课题的支持下选定的。本论文的主要目标是通过裂隙岩体应力—渗流非线性耦合试验和FLAC3D模拟，对裂隙岩体渗流与应力的耦合关系进行分析。

煤田底板水害威胁十分严峻，由裂隙岩体充水破坏而引发的矿井底板突水事件已经造成生命和财产的巨大损失，并且，今后仍将是煤矿安全生产的重大隐患。本课题拟在前期煤田裂隙岩体充填特征及岩石力学试验等的基础上，开展应力—渗流非线性耦合试验，并利用连续体快速拉格朗日分析的三维软件（FLAC3D）进行数值模拟，形成对于矿井底板裂隙岩体渗流与应力耦合的认识。

1 取样简介

本次论文在安徽省淮南市淮南矿区采集了实验的样品，分地面部分、井下部分及钻孔部分。地面部分样品位于孔集矿区孙家山一带的裂隙岩体内，主要采集方解石充填裂隙岩体及方解石岩样，井下岩样采集于谢桥矿8煤13118工作面附近，钻孔部分岩样采集于张集矿北区陷落柱影响带钻孔及顾桥异常带钻孔岩芯。

2 FLAC3D简介

在前期所做的岩石基本力学实验和岩石渗流实验的基础上，借助于FLAC3D软件，对裂隙岩体应力与水压力作用下的耦合情况进行了模拟。进一步完善裂隙岩体破坏与充水机制。

FLAC3D有以下几个优点：①对模拟塑性破坏和塑性流动采用的是“混合离散法”。这种方法比有限元法中通常采用的“离散集成法”更为准确、合理。②即使模拟的系统是静态的，仍采用了动态运动方程，这使得FLAC3D在模拟物理上的不稳定过程不存在数值上的障碍。③采用了一个“显式解”方案。

3 FLAC3D模拟及成果

与大多数程序采用数据输入方式不同，FLAC采用的是命令驱动方式。命令字控制着程序的运行。在必要时，尤其是绘图，还可以启动FLAC用户交互式图形界面。

进行工程开挖或改变边界条件来进行工程的响应分析，类似于FLAC的显式有限差分程序的问题求解。与传统的隐式求解程序不同，FLAC采用一种显式的时间步来求解代数方程。进行一系列计算步后达到问题的解。

4 结论与展望

①本文介绍了FLAC3D软件的特点和软件的基本

情况。

②针对方解石充填的灰岩在围压、水压作用下的应力应变变化，进行了模拟工作。在模拟数据的分析中，将整个模拟过程分为三个阶段，与实验数据分析中的三个实验阶段相对应。

③笔者认为，进一步的改进实验条件、实验设计，在实验过程中，更加严谨，是我们下一步工作中，是应该注

意的。

④如果压力进一步增强灰岩也被破坏，那情况将会更加复杂。

参考文献：

[1]陈平，张有天.裂隙岩体渗流与应力耦合分析[J].岩石力学与工程学报，1994年12月.

[2]杨天鸿.岩石破裂过程渗透性质及其与应力耦合作用研