煤矿生产技术与安全常识探放水

煤矿生产技术与安全常识煤矿探放水工目录

煤与煤层矿井生产系统

井下电气与用电安全矿井开拓采煤方法一、煤与煤层煤矿地质煤的形成古代动植物遗体埋藏在地下，经过复杂漫长的地质变化形成煤炭植物泥炭或腐泥褐煤泥化阶段烟煤无烟煤成岩作用变质作用煤的形成压力煤化阶段地热煤的形成过程：植物→泥炭（腐泥）→褐煤→烟煤→无烟煤煤的分类煤的种类很多，性质差别很大。我国煤炭分类主要是以煤的挥发分、黏结性指数、胶质层厚度为依据，把煤分为14个大类29个小类。由低到高(1)动力煤。动力煤主要是通过煤直接燃烧来利用其热量。(2)化工用煤。化工用煤多是对煤进行气化和回收炼焦时的副

产品中就可以提取几十种化工原料，如医药、糖精、汽油、塑料、橡胶等，煤也是生产化肥的主要原料。(3)炼焦煤。炼焦煤主要是把煤炼成焦炭，用焦炭冶炼钢铁。按工业用途分类煤层埋藏特征(一)煤层埋藏深度煤层埋藏的深度深浅不一，最大埋藏深度可达2km。(二)煤层层数各煤田中的煤层层数不尽相同，少的只有一层或几层，多的可达十几层到几十层。(三)煤层的形态与结构

.煤层的形态

煤层形态，是指煤层赋存的空间几何形态。根据煤层在一定范围内连续成层的程度和可采情况，可将煤层分为层状、似层状和不规则状三种类型。

煤层埋藏特征(四)煤层厚度煤层顶底板之间的垂直距离，称为煤层的厚度。根据煤层厚度对开采技术的影响，将煤层分为三类：薄煤层(＜1.3m)中厚煤层(1.3-3.5m)厚煤层(＞3.5m)在煤矿生产中，习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。煤层埋藏特征(五)煤(岩)层产状煤(岩)层在空间的产出状态，称为煤(岩)层产状。倾斜煤层的产状，可以用煤层面的走向、倾向、倾角三个要素的数值表示，称为煤层的产状要素。（1）煤层与水平面的交线称为走向（线）；（2）煤层层面上与走向垂直的线叫倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线所指的煤层面倾斜方向称为倾向；（3）倾斜线与倾向线之间的夹角称为倾角。煤层埋藏特征煤层埋藏特征根据煤层倾角对开采技术的影响，煤层分为四类：近水平煤层(＜8°)缓倾斜煤层(8-25°)倾斜煤层(25-45°)急倾斜煤层(＞45°)

（六）煤层顶、底板煤层顶、底板是指煤系中位于煤层上、下一定距离的岩层。顶板分伪顶、直接顶和基本顶。伪顶，厚度0.5m以下，随采随落，极不稳定。直接顶，具有一定的稳定性,移架或回柱后能自行垮落（回柱放顶的对象）的岩层。基本顶，厚度和强度大，难于垮落的岩层。底板有直接底和基本。直接底——位于煤层之下。基本底——也称老地，位于直接底之。煤层埋藏特征二、矿井开拓矿井开拓《煤矿安全规程》规定：每个生产矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口间的距离不得小于30m。矿井开采前一般将一个煤田划归若干个煤矿进行开采。划归一个煤矿开采的范围称为井田，在一个井田内进行的开采的煤矿一般称为矿井。井田与矿区•常将邻近几个井田划归为一个机构管理，合起来称为矿区。•在井田范围内，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开拓工程，称为矿井开拓或井田开拓。1．按空间特征分类

垂直巷道立井暗立井溜井水平巷道平硐平巷石门煤门倾斜巷道斜井暗斜井上山下山巷道分类其中心线与水平面垂直其中心线与水平面大致平行其中心线与平面成一定角度立井：有出口直接通到地面的垂直巷道，又称为竖井。立井按用途分有担任提升煤炭的主立井；担负人员、材料设备等辅助提升的副立井；用来担任矿井通风任务的风井。暗立井：没有出口直接通到地面的垂直巷道。一般用来连接上下两水平，担任由下水平向上水平的提升任务。溜井：连接两个或几个阶段作为溜放矿岩的垂直或倾斜的井筒。巷道分类平硐：有出口直接通到地面的水平巷道。平巷：没有出口直接通到地面，沿煤层走向开掘的水平巷道。按用途分有运输平巷、行人平巷或回风平巷。石门：没有出口直接通到地面，与岩层走向垂直或斜交的水平岩层巷道。按用途分有运输石门、进风石门、回风石门。按服务范围分，有阶段石门、采区石门等。煤门：与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷。巷道分类斜井：有出口直接通到地面的倾斜巷道。暗斜井：没有出口直接通到地面，用来联系上、下两水平并担负提升任务的斜巷。上山：没有出口直接通到地面，位于开采水平之上，连接阶段运输平巷和回风平巷的倾斜巷道。按用途分有运煤的运输上山和运材料设备的轨道上山。下山：与上山相对应，位于开采水平以下，作用同于上山。巷道分类2．按用途来分类准备巷道开拓巷道采煤巷道井筒井底车场阶段(或水平)运输大巷回风大巷等采区上(下)山采区上(下)车场采区石门等开切眼工作面运输巷工作面回风巷等为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道为一个采区或数个采区段服务的巷道形成为采煤工作面及为其服务的巷道

巷道分类

矿井开拓巷道是从地面开掘通入煤层的一系列巷道，它在井田的总体布置方式称为矿井开拓方式。通常按井筒形式的不同，将矿井开拓方式分为四种类型。

斜井开拓

立井开拓

平硐开拓

综合开拓矿井开拓方式（1）平硐开拓：利用水平巷道由地面进入井下的一种开拓方式。适用范围：山岭、丘陵。优点：简单、运输环节少，建井速度快、投资低。

矿井开拓方式（2）斜井开拓：利用斜井巷道由地面进入井下的开拓方式。适用范围：煤层露头上冲积层不太厚、煤层埋藏不深。优点：掘井技术较简单，初期投资较少，建井期较短。缺点：维修费用较高、能力较低、事故较多；当表土层为富含水层时，施工技术较为复杂。（3）立井开拓(竖井)：利用垂直巷道由地面进入井下的方式。适用范围：煤层埋藏较深、表土层厚。优点：对地质条件的适应性强，井筒较短，管路、电缆、通风风路较短，提升速度快、提升能力大。缺点：技术要求较高，基本建设投资较大，掘进速度较慢，井筒装备较复杂。（4）综合开拓：由于自然条件的变化而出现技术上困难或经济效益不合理时，主、副井可以采用不同的井筒形式，称为综合开拓。

综合开拓主要有立井一斜井、平硐一立井和平硐一斜井三种形式。

矿井开拓方式三、采煤方法基本概念：

采场——用来直接大量采落煤炭的场所。采煤工作面——即在采场内进行回采的煤壁。实际工作中与采场是同义语。采高——采煤工作面煤层被采出的厚度。采煤工作面长度——采煤工作面的煤壁长度。采煤方法概述

在回采工作面内，为采出煤炭所进行的落煤、装煤、运煤、工作面支护和采空区处理等工序叫回采。（1）落煤：把煤从煤壁上破落下来。主要有打眼放炮落煤、机械割煤和水力落煤等方式。（2）装煤：把落下的煤装入输送机。主要有人工装煤、机械装煤和爆破装煤等方式。（3）运煤：把采下来的煤运出工作面，倾角小于25°时工作面铺设输送机，大于25°时可改用溜槽。（4）工作面支护：支护控顶区内的顶板，防止冒顶，减少顶板下沉量，以保证工作面安全回采。（5）采空区处理：为减少工作面压力而对采空区顶板进行的处理。采煤方法概述采煤工艺，是指采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间、空间上的相互配合。采煤系统，是指采区巷道的布置方式、掘进和采煤顺序的合理安排，以及由采区供电、通风、运输、排水等生产系统共同构成的、完整的煤炭开采系统。采煤方法是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合的总称。

采煤方法概述采煤方法分类

采煤方法分为壁式体系采煤法和柱式体系采煤法两大类。1、壁式体系采煤法壁式体系采煤法又称长壁体系采煤法，其主要特征是采煤工作面100－200米或更长。每个工作面两端必须有出口，一端出口为回风平巷，用来回风及运送材料；另一端出口为运输平巷，用于进风和运煤。在工作面内安设有采煤机械设备和支架。随着煤炭被采出，工作面不断向前移动，并始终保持成一条直线。采煤方法概述我国一般为120~180M,也有较短的80~120M或更长的180~240M。2．柱式体系采煤法柱式体系采煤法以房柱间隔进行采煤为主要标志。其主要特点是：采煤工作面长度较短，一般为10－30，但工作面数目较多，工作面内煤的运输方向往往垂直于煤壁。回采过程中一般没有处理采空区的工序，工作面内通风条件较差。采煤方法概述除少数小型矿井外，我国绝大多数煤矿采用壁式体系采煤法。我国目前普遍采用的采煤工艺有：

1、爆破采煤工艺（简称“炮采”）

2、普通机械采煤工艺（简称“机采”或“普采”）是指用滚筒式采煤机(或刨煤机)、可弯曲刮板输送机、单体液压支柱和铰接顶梁等配套进行生产。若以单体液压支柱代替金属支柱,则称为高档普采。除破煤和装煤由采煤机完成外，其余工序和炮采基本相同。采煤工艺打钻放炮崩落煤炭爆破及人工装煤刮板输送机运煤用单体支柱支护工作面顶板普采工艺刮板输送机单体液压支柱3、综合机械化采煤工艺（简称“综采”）

是指用滚筒式采煤机(或刨煤机)、可弯曲刮板输送机、自移式液压支架等配套进行生产，实现了破、装、运、支、处等工序的全部机械化。

采煤工艺综采工艺4、综采放顶煤采煤工艺（简称“放顶煤”）（1）采煤机采煤：同综采工艺一样，采煤机可以从工作面端部斜切进刀，采用双向割煤往返一次进一刀，下行割煤，上行装煤，距滚筒12～15m处推移刮板输送机，完成一个循环。根据顶板放落的难易程度，放顶煤工作在完成一个、两个或三个综采循环以后在检修班或放顶班进行。（2）放顶煤：

放顶煤采煤工艺采用具有特殊构造的放顶煤自移式液压支架，放顶煤工作多从下部向上部，也可以自上部向下部，逐架或隔一架或隔数架依次进行，一般放顶煤沿工作面全长一次进行完毕即一轮放完。如果顶煤较厚，也可两轮放完。采煤工艺后三种都属于机械化采煤工艺。四、矿井生产系统生产系统矿井运输系统矿井通风系统井下供电系统矿井供排水系统此外，还有压风系统、瓦斯监控系统、灌浆防灭火系统、通信系统等其他系统。矿井运输的作用（1）将井下煤炭、矸石等送到地面（2）将井下需要的器材、设备等运到井下工作地（3）运送工作人员进出井矿井运输系统的组成包括三个基本环节矿井运输系统井筒提升运输系统水平大巷运输系统采区运输系统井筒提升系统包括立井提升和斜井提升（1）立井提升系统是垂直井筒所使用的提升设备，提升容器多采用立井箕斗或普通罐笼。矿井运输系统(2)斜井提升多数采用绞车，提升容器有串车提升和箕斗提升等。大型矿井斜井原煤的提升采用斜井带式输送机提升。1——提升机卷筒；2——钢丝绳；３——天轮；4——井架；5——矿车；6——矿井；7—轨道矿井运输系统串车提升的规定（1）在倾斜井巷内安设能够防止运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置。（2）各车场安设能够防止带绳车辆误入非运行车场或区段的阻车器。（3）兼作行人的运输斜巷，要设红灯信号装置，行车时红灯亮。严格执行“行人不行车，行车不行人、不作业”的规定。此装置必须具有：识别功能和防护功能。矿井运输系统•水平大巷运输系统在水平运输大巷，可采用无极绳运输、胶带输送机运输以及电机车运输。目前普遍采用电机车运输，有些大型矿井使用皮带运输机运输，有些小型矿井仍有使用无极绳运输的。矿井运输系统•平巷运输信号灯光信号（1）专用色灯信号：黄色——注意或减速绿色——通行红色——停止（2）防追尾信号就是机列车尾部的红灯。（3）矿灯代用临时信号：左右摆动为开车上下摆动为停车急速上下摆动为紧急停车《煤矿安全规程》规定：必须有用矿灯发送紧急停车信号的规定。非危险情况，任何人不得使用紧急停车信号。矿井运输系统声响信号（1）鸣笛或响铃：

开车前必须先司机应鸣笛或响铃列车交汇、前方有行人或车辆，司机应鸣笛或响铃。（2）电铃或口笛：一长声——停车二长声——向前行三长声——向后行二短声——向前慢行三短声——向后慢行矿井运输系统采区运输

包括工作面运输、平巷运输及上下山运输。目前主要采用胶带运输机和刮板输送机运输。

工作面运输巷可采用刮板输送机或胶带输送机运输。目前普采和综采的工作面运输巷主要采用胶带输送机运输。平巷运输主要采用胶带输送机运输。采区上、下山运输，目前主要采用胶带输送机运输。有些产量不大的采区仍有采用刮板输送机运输的。矿井运输系统矿井通风——矿井不断输入新鲜空气和不断排出污浊空气的作业过程

矿井通风的目的和基本任务

（1）连续不断地供给井下足够的新鲜空气（2）冲淡稀释并排除各种有害气体和矿尘（3）创造适宜的井下气候条件，提供良好的生产环境（4）增强矿井的防灾、抗灾能力《煤矿安全规程》规定：矿井必须有完整的独立通风系统矿井通风系统通风机巷道网络通风设施矿井空气成分及基本性质

矿井空气与地面空气相比，在性质上存在许多差异，但在新鲜空气中其主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。在污浊空气中含有大量有毒有害气体：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）等。1、氧O2

无色、无味和无臭的气体，对空气的相对密度1.105；能助燃。氧气是人、动物呼吸和物质燃烧不可缺少的气体。低于17%——工作时呼吸困难低于15%——心跳呼吸加速，失去劳动能力低于12%——昏迷或有生命危险低于9%——失去知觉，呼吸停止或死亡低于3%——立即死亡《煤矿安全规程》规定，矿内采掘工作面的进风流中氧含量不得低于20%。矿井通风系统2、氮气（N2）

无色、无味、无臭，相对密度为0.97，微溶于水，不助燃，无毒。当氮气浓度增加时，会相应降低氧气浓度，人会因缺氧而窒息。

主要来源：煤中固有，有机物腐烂，井下大小便。3、二氧化碳（CO2）无色，略带酸臭味的气体，比重为1.52，常积存在巷道的底部。二氧化碳不助然，易溶于水，对人的呼吸有刺激作用。二氧化碳对人的作用浓度：1%————呼吸急促5-8%———呼吸加快1倍以上

高于10%——有窒息危险

主要来源：呼吸，煤中固有，煤氧化、坑木腐烂，爆炸、火灾，井下大小便

《煤矿安全规程》规定：进风流中二氧化碳不超过0.5%。总回风流中，二氧化碳不超过1%。

采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5%时，都必须停止工作，撤出人员，进行处理。

矿井通风系统4、一氧化碳（CO）

无色、无味、无臭，相对密度0·97，微溶于水，可燃可爆（爆炸浓度13～75%），剧毒（与血亲和力比氧气大250～300倍，人体一旦吸入，将使血液缺氧“窒息”和中毒）。中毒特征——中毒者粘膜和皮肤呈樱桃红色

中毒浓度：

0.02%——2～3数小时后有头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状0.08%——40分钟引起头痛眩晕和恶心0·128%——0·5～1h，反映迟钝，丧失行走能力0.40%——短时间失去知觉、抽筋、假死，30min内即可死亡主要来源：爆破工作、矿井火灾、瓦斯及煤尘爆炸等。《煤矿安全规程》规定井下二氧化碳浓度不允许超过0·0024%矿井通风系统5、硫化氢（H2S）

无色、微甜、有臭鸡蛋味，相对密度为1.19，易溶于水，可燃可爆（爆炸浓度4.3%~46%），剧毒（低浓度仅有呼吸道及眼的局部刺激作用，高浓度为中枢神经系统和窒息症状）。中毒浓度：

0.0001%——臭鸡蛋味

0.01%———流唾液和清鼻涕、呕吐、头痛、乏力、呼吸困难

0.05%———

0.5~1h，失去知觉、抽筋、瞳孔变大，甚至死亡

0.1%———短时间死亡

主要来源有：坑木腐烂，含硫矿水解，井下大小便，老窑水，煤中涌出。《煤矿安全规程》规定井下硫化氢浓度不允许超过0·00066%矿井通风系统6、二氧化硫（SO2）

无色、有强烈硫磺气味及酸味，易溶于水，相对密度为2.32（常常积聚在井下巷道的底部），剧毒。对眼睛有刺激作用——“瞎眼气体”。对呼吸道的粘膜也产生强烈的刺激作用，引起喉炎和肺水肿，呼吸麻痹。

中毒浓度

0.0005%——嗅到刺激性气味0.002%——头痛、眼睛红肿、流泪、喉痛0.05%———引起急性支气管炎和肺水肿，短时间内即有致命危险

主要来源有：含硫矿物的氧化、燃烧与爆破，从含硫煤体中涌出。《煤矿安全规程》规定井下二氧化硫浓度不允许超过0·0005%

矿井通风系统7、二氧化氮（NO2）

红褐色气体，有强烈的刺激性气味，相对密度1.59，易溶于水。对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。

二氧化氮中毒有潜伏期，经过4～6小时以后发作，中毒者指头出现黄色斑点，并出现严重的咳嗽、头痛、呕吐甚至死亡。

中毒浓度：

0.004%——4～6小时以后出现中毒症状，咳嗽

0.01%——强烈刺激呼吸器官，严重咳嗽，呕吐、腹泻，神经麻木

0.025%——短时间即可致死

主要来源：井下爆破。《煤矿安全规程》规定井下二氧化氮浓度不允许超过0·00025%

矿井通风系统8、甲烷（CH4）

“三无”气体，对空气的密度0.554，微溶于水，渗透性和扩散性很强。本身无毒，但浓度过高时，会使人缺氧窒息。具有燃烧性和爆炸性。当浓度达到5—16%时，遇火源能发生剧烈爆炸。主要来源：煤层中放出。矿井通风系统8、氢气（H2）

无色、无味、无臭、无毒，相对密度为0.07，是井下最轻的有害气体。空气中氢气浓度达到4%~74%时具有爆炸危险。主要来源：火灾、爆炸、井下充电。主要危害：井下发生火灾，抢险救灾中用水灭火时，极易造成烧伤、灼伤事故。《煤矿安全规程》规定

井下氢气浓度不允许超过0·5%。

矿井通风系统矿内有毒有害气体防治主要措施：1、进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方。

2、加强通风，向矿内连续供给新鲜风流，使之达到安全浓度。3、抽放瓦斯（采煤工作面瓦斯大于5m³/min、掘进工作面大于3m³/min，必须抽放）。4、煤体注入石灰水以减少H2S和SO25、放炮使用水炮泥、放炮前后必须喷雾洒水；必须等炮烟吹散后方可进入采掘进工作面。6、防止煤炭自燃。7、采取综合防尘措施。8、发生爆炸、火灾、煤与瓦斯突出等事故时，及时佩带自救器。矿井通风系统矿井气候——矿井空气的温度、湿度和风速三个参数的综合作用。井下工作地点人体最适宜的气候条件

空气温度为15～20℃

空气相对湿度为50％～60％风速应根据气温、湿度等而定矿井通风系统矿井气候条件的三要素矿井通风设施（通风构筑物）1、风门——可使人车通过又能阻断风流的通风设施。有风门的巷道，至少要有两道风门：行人，间距≥5m

行车，间距＞一列车长度

防止两道风门同时打开而造成风流短路。2、挡风墙——设置在需要隔断风流且不需通车行人的巷道构筑物。

矿井通风系统3、风桥——设在进、回风交叉处而又使进、回风互不混合的设施。

矿井通风系统绕道风桥混凝土风桥铁筒风桥•4、调节风窗——在风门或风墙上方开一个面积可调的窗口。采区通风的基本要求生产水平和采区必须实行分区通风。

准备采区，必须在采区构成通风系统后，方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。采区进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。采、掘工作面应实行独立通风。布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过1次。

开采有瓦斯喷出或有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时，严禁任何2个工作面之间串联通风。

矿井通风系统掘进通风的要求掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式。瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距掘进巷道回风口不得小于10m；全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量。高瓦斯矿井、突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电。每10天至少进行一次甲烷风电闭锁试验。矿井通风系统防止循环风甲烷（瓦斯）电闭锁：瓦斯浓度超过规定，系统自动切断传感器控制范围内或供风区域内的非本质安全型电源，而局部通风机仍照常运转，系统解锁前不能实现人工送电。

风电闭锁：若局部通风机停止运转或工作面风量达不到规定值时，系统能自动切断瓦斯传感器控制范围内或供风区域内的非本质安全型电源，必须采取专门措施，解除闭锁，开动局部通风机，排除瓦斯，恢复供风、方可恢复供电。

•电力负荷的分级一级负荷

如主排水泵及下山采区排水泵、矿井主通风机、经常升降人员的立井提升机、掘进工作面局部通风机等。供电要求：双电源两回路。二级负荷如采区变电站、主提升机、空气压缩机、无事故排出口的污水泵、主井装卸设备、大巷带式运输机等。供电要求：两回路或专用线。三级负荷如办公楼供电、机修房供电等。供电要求：单一回路供电。井下供电系统人员死亡重大经济损失经济上较大损失没什么经济损失地面变电所井下中央变电所采区变电所工作面配电点井下供电系统井下供电要求《煤矿安全规程》规定：

矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性和可靠性。

井下供电系统井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：（一）高压，不超过10000V。（二）低压，不超过1140V。（三）照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压，不超过127V。（四）远距离控制线路的额定电压，不超过36V。（五）架线电机车使用的直流电压，不得超过600v。

采区电气设备使用3300V供电时，必须制定专门的安全措施。井下供电系统必要性（1）供水综连采生产用水，喷雾、灭尘、消防洒水、机车加水以及设备冷却等等。（2）排水矿井涌水包括自然涌水和开采工程涌水，必须排出地面才不致于影响生产。矿井供排水系统供水系统包括：（1）地面供水水源－－地面生活用水管网或打井取水方式－－高位水池供水或地面加压泵房供水

（2）井下供水水源－－井下探放水清水，采空区清水涌水或地面管网水方式－－井下加压泵房或井下管道加压泵《煤矿安全规程》规定

矿井必须建立完善的防尘供水系统。没有防尘供水管路的采掘工作面不得生产。

矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m设置支管和阀门。

地面的消防水池必须经常保持不少于200m3的水量。矿井供排水系统•排水系统概念矿水——涌入矿井的水统称为矿水，分为自然涌水和开采工程涌水。自然水——自然存在的地面水和地下水。开采工程涌水——与采掘方法或工艺有关的涌水，如矿井充填废水，水力采煤的动力废水等。矿井涌水量——单位时间内涌入矿井水仓的矿水总量。最大涌水量——通常在雨季和融雪期出现涌水高峰，此期间的涌水量称为最大涌水量。正常涌水量——除最大涌水期外其他时期的涌水量变化不大，一年内持续时间较长，此期间的涌水量称为正常涌水量。矿井供排水系统排水系统可分为三类直接排水系统

如各水平涌水量都很大，各水平可分别设置水仓、泵房和排水装置，将各水平的水直接排至地面。特点是各水平互不干扰，井筒内管路较多。集中排水系统

当上水平的涌水量较小时，可将上水平的水下放到下水平，而后由下水平的排水装置直接排至地面。特点是只需一套排水设备，电耗增加。分段排水系统若下水平的水量较小或井过深，则可将下水平的水排至上水平的水仓内，然后集中一起排至地面。矿井供排水系统排水系统组成

水仓、水泵房和主排水设备。（1）水仓

——用来专门储存矿水的巷道。

－－储存、集中矿水，并由泵将水排至地面。

－－沉淀矿水，防止悬浮物和固体颗粒堵塞排水系统和减轻设备磨损。

根据沉降理论，为保证沉淀效果，水仓中不的流动要求：流速≤0.005m/s流动时间≥6h故水仓巷道长不得小于100m。矿井供排水系统作用（2）水泵房——专为安装水泵、电机等设备而设置的硐室。矿井供排水系统《煤矿安全规程》规定主要泵房至少有2个出口，一个出口斜巷通到井筒，并应高出泵房7m以上；另一个出口通到井底车场，在此出口通路内，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。（3）主排水设备一般由水泵、电动机、启动设备、管路、管路附件和仪表等组成。矿井供排水系统五、井下电气设备与用电安全《煤矿安全规程》规定：煤矿使用的涉及安全生产的产品，必须取得煤矿矿用产品安全标志。未取得煤矿矿用产品安全标志的，不得使用。国经贸安全[1999]863号《通知》要求：

企业严禁采购和使用无安全标志的产品。凡因使用无安全标志产品而造成重大事故的，要依法追究有关责任者和使用者的责任。煤矿矿用产品安全标志煤矿矿用产品安全标志标识基本图案安全标志标识组成安全标志图案安全标志编号编号由字母和数字组成图案在上，编号在下煤矿矿用产品安全标志煤矿矿用产品安全标志的识别要点（1）看安全标志的尺寸标准规格有五种，第一种规格尺寸如前图，后一种前一种规格尺寸的0.66倍。非标规格应与标准规格的尺寸成线形比例。（2）看安全标志标识的颜色标准规格为黄色底版，边框及“MA”为黑色并凸出0.25mm。非标底版和图案颜色可根据总体设计情况合理选用。

煤矿矿用产品安全标志（3）看安全标志标识的加施位置必须加施在产品外体明显的位置，选用规格与产品外形尺寸相适应。（4）电缆、输送带、管材、风筒（布）等产品，加施安全标志标识的间隔距离不大于5m，并保证在最小使用单元内具有不少于一处的安全标志标识。（5）在产品本体上不能加施安全标志标识的，其安全标志标识必须加施在产品最小包装上。煤矿矿用产品安全标志矿用电气设备的要求（1）井下有瓦斯、煤尘，在一定条件下可以点燃和爆炸，要求电气设备具有防爆性能。（2）井下有腐蚀性气体，矿尘大，潮湿、有淋水，时会有冒顶和片帮等碰撞、挤压设备，因此，要求电气设备的较好的防护性能，外壳必须坚固并具有防尘、防潮、防腐、防霉等防护措施。（3）由于煤矿大型电气设备多，启动频繁，电网电压波动大，要求矿用电气设备对电压波动适应性要强。（4）采、掘、运等电气设备启动频繁，温度高，散热差，负荷变化较大，容易过载。因此，矿用电气设备要有足够的过载能力。（5）井下空间狭小，设备移动频繁，要求尺寸小，重量轻。除采用橡胶软电缆和专用的电缆插销装置向移动机械供电外，在设备的底部还装小轮或撬板以便于移动。（6）电气设备使用的环境触电的危险性大，故矿用电气设备保护功能要强，供电系统装设漏电保护和保护接地，人体经常接触的电气应采用低电压。矿用电气设备矿用电气设备类型煤矿井下使用的电气设备分为矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备。1.矿用一般型电气设备具有坚固的外壳，能够防止任何人员从外部直接接触带电体；有良好的封闭性，能防止来自不同方向水滴的飞溅，有防潮、防止外物的性能；有电缆引入装置，并能防止电缆扭转，拔脱和损伤；开关手柄和门盖之间有机械闭锁，外壳有明显的接地装置，并标有接地符号。这是非防爆电气设备，它只能用于井下无瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。这类电气设备，在其外壳明显处，均有清晰的永久性凸纹红色标志。矿用电气设备〨KY2.矿用防爆型电气设备

按照国家标准GB3836制造的，设备外壳具有一定的机械强度和经过特殊的工艺加工，以帮助外壳内部瓦斯爆炸时不被破坏，并不能引起外部气体的爆炸。该类型电气设备适用于煤矿瓦斯和煤与瓦斯突出、喷出的区域。矿用隔爆型电气设备在其外壳的明显处均有清晰的永久性金属凸纹标志矿用电气设备EX防爆电气设备的分类防爆型电气设备的类型很多，性能差异也很大。按其使用环境的不同分为两类。

Ⅰ类煤矿井下用防爆电气设备。适用于含甲烷（CH4）混合物的爆炸性环境。矿用电气设备防爆原理（1）隔绝内向外产生可引爆的可能性；（2）隔绝外部可爆物进入设备内部；（3）降低或杜绝内部产生可引爆的可能性。电气设备失去了耐爆性，或不传爆性，或不引爆性，称为失爆。使用失爆设备会引起火灾和瓦斯、煤尘爆炸。煤矿安全规程》规定:防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检查合格并签发合格证后，方准入井。防爆电气按其防爆原理又分为十种设备类型。矿用电气设备矿用防爆型电气设备的类型1）隔爆型

是一种具有隔爆外壳的电气设备。

隔爆原理：

a、设备外壳内发生爆炸，其隔爆外壳能防止爆炸物通过间隙引起设备外爆炸性混合物的爆炸，即隔爆性。

b、隔爆外壳能承受其内部爆炸性气体混合物的爆炸压力波，即耐爆性。矿用电气设备标志ExdI2)增安型

对在正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备采取一些附加措施以提高其安全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、电弧和火花的可能性的防爆型式。采取的措施：提高外壳保护等级保证电路的可靠连接保证电气间隙与爬电距离提高绝缘材料的等级加强温度的限制矿用电气设备标志ExeI3）本质安全型

在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，这种电路本身就具有防爆性能，故称为本质安全型电路。采用本质安全型电路的电气设备称为本质安全型电气设备。

电路原理:通过合理选择电气参数，使系统在正常或故障状态下，产生电火花能量相当小，不能点燃爆炸混合物的爆炸。具体方法：

合理选择电气元件，降低供电电压。通过增大电路电阻或利用导线电阻来限制电路的短路故障电流。采取消能措施来消耗能量元件的能量。

矿用电气设备标志ExiI4）正压型（标志ExpI）具有正压外壳的电气设备，其外壳内充有保护性气体，并保持其压力高于周围爆炸性环境的压力，以防止外部爆炸性混合物进入壳内。

5）充油型（标志ExoI）全部或部分器件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或壳外的爆炸性混合物的电气设备。6）充砂型（标志ExqI）外壳内充填砂粒材料，使之在规定的使用条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热，均不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。矿用电气设备7）浇封型（标志ExmI）将电气设备或其部件浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。8）无火花型（标志ExnI）在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。9）气密型（标志ExhI）具有气密封外壳的电气设备。气密封外壳是用熔化挤压或胶粘的方法进行密封的外壳,这种外壳能防止壳外气体进入壳内。矿用电气设备10）特殊型不同于上述9种防爆形式，由主管部门制定暂行规定，经国家认可的检验机构证明，具有防爆性能的电气设备。这种特殊的防爆电气设备，是使点火源与爆炸性气体混合物进行了隔离，即正常或故障时产生的危险因素，不与爆炸性混合物直接接触。按国外的要求，特殊型电气设备的防爆水平应达到本质安全型。矿用电气设备标志ExsI井下电气保护类型1）过电流保护，包括短路保护、过流（过负荷）保护。2）漏电保护，包括选择性和非选择性漏电保护、漏电闭锁。3）接地保护，包括局部接地保护、保护接地系统。4）电压保护，包括欠电压保护、过电压保护。5）单相断线（断相）保护。6）风电闭锁、瓦斯电闭锁。7）综合保护，如电动机综保和煤电钻（照明）综保等。井下电气保护“三大保护”过电流保护（1）过电流电气设备发生短路、过载、断线等故障时，流过电气设备或电缆线路的电流值超过其额定值，即为过电流，简称过流。（2）过电流危害

过电流不及时得到控制，不仅烧坏电气设备，还可能引起电气火灾及瓦斯、煤尘爆炸事故。（3）过流保护的作用当电气设备及电缆中电流超过规定额定电流时，保护装置能在规定时间内快速切断故障处电源，防止事故扩大，避免造成灾害。井下电气保护（4）过电流保护装置a、熔断器b、电磁式过流继电器

c、感应式过热继电器d、电子保护器《煤矿安全规程》规定：井下配电网路（变压器馈出线路、电动机等）均应装设过流、短路保护装置。必须正确选择熔断器的熔体。

井下电气保护漏电保护

漏电－－因绝缘下降或局部绝缘损坏，使电流经绝缘损坏处流入大地或经外壳流入大地的现象。（1）漏电故障的类型集中性漏电：供电系统中某一处或某一点的绝缘受到破坏，其绝缘阻值低于规定值，而供电系统中其余部分的对地绝缘仍保持正常。分散性漏电：供电系统网络或某条线路的对地绝缘阻值均匀下降到规定值以下。（2）漏电故障的危害当漏电电流的电火花能量达到瓦斯、煤尘最小点燃能量时，能引起瓦斯、煤尘燃烧或爆炸；当漏电电流超过50mA时，可能引起电雷管的超前起爆；当漏电故障不能及时发现和排除时，就可能扩大为相间短路事故；若人身触及一相带电导体或漏电设备外壳时，流经人身电流超过30mA的极限电流时，就有伤亡的危险。井下电气保护井下漏电大多数是集中性漏电故障井下电气保护（3）漏电保护装置的作用•连续监视电网对地的绝缘电阻•可补偿电网对地分布电容的电容电流，减少接地或触电电流，减轻触电危险，接地电流的危害。•当电网绝缘水平下降到危险值或发生人触电时，能迅速自动切断供电电源。（4）漏电保护方式•

（附加或无附加电源）直流检测式•零序参数（电流、电压、功率方向）式•旁路接地式•漏电闭锁《煤矿安全规程》规定：井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的漏电保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。每天必须对低压检漏装置的运行情况进行1次跳闸试验。接地保护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。保护接地的作用：（1）接地装置的分流作用，降低了人体触电的危险；（2）避免了设备外壳与大地接触不良而产生的火花，从而避免了引爆煤尘、瓦斯的危险。《煤矿安全规程》规定：电压在36V以上的电气设备的金属外壳、构架等必须有保护接地。接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。移动式和手持式电气设备至接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。所有电气设备的保护接地装置和局部接地装置，应与主接地极连接成1个总接地网。主接地极应在主、副水仓各埋设1块。

井下电气保护电压保护欠电压保护

当线路电压降低到临界电压时，保护电器的动作，称为欠电压保护，其任务主要是防止设备因过载而烧毁。过电压保护

当电压超过预定最大值时，使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式，是防止电压过高时损坏用电器而采取的保护措施。

（1）雷击过电压保护主要采用避雷针、避雷器、接地等措施进行防护。（2）内部过电压保护主要采用压敏电阻（高压隔爆配电箱）、阻容吸收装置（馈电开关、磁力起动器）进行防护。《煤矿安全规程》规定：井上、下必须装设防雷装置。井下电气保护单相断线保护（断相保护）

依靠多相电路的一相导线中电流的消失而断开被保护设备或依靠多相系统的一相或几相失压来防止将电源施加到被保护设备上的一种保护方式。风电闭锁

若局部通风机停止运转时，能自动切断区域内的非本质安全型电源，并且在局部通风机未开动时，不能恢复供电。瓦斯电闭锁当瓦斯浓度超过规定，系统自动切断传感器控制范围内或供风区域内的非本质安全型电源，而局部通风机仍照常运转，系统解锁前不能实现人工送电。综合保护

对电气设备进行的（漏电、短路、过负荷、断相等）多项保护。

井下电气保护管理措施★工作票制度一切运行中的电气设备上的工作，均应按《电业安全工作规程》的规定使用工作票。工作票须填写的主要内容：工作地点，工作内容，工作起、止时间，工作负责人（监护人），工作许可人和工作人员的姓名，注意事项和安全措施。★高压停、送电制度电气检修、搬运等作业时，必须遵守停电、验电、放电、装设接地线、设置遮栏和悬挂警示牌等规定程序，严禁带电作业。严格执行工作许可制度，工作监护制度，工作间断、转移和终结制度等保证作业人员安全的组织措施。用电安全措施技术措施与规定（1）严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点接地的变压器或发电机直接向井下供电。（2）直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。手动合闸时，必须事先同井下联系。（3）煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。（4）井上、下必须装设防雷装置。经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架空线，必须在入井处装设防雷装置。地面直接入井的轨道、露天架空的管道，必须在井口附近将金属体进行不少于两处的良好集中接地。通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。（5）完善井下配电网“三大保护”。用电安全措施技术措施与规定（6）严禁带电检修和搬迁电气设备、电缆、电线，检修或搬迁前，必须先切断电源。（7）非专职人员或非电气人员不得擅自操作电气设备。

（8）手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好绝缘。（9）容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或遮栏等防护设施。（10）严格电工操作规程，要求做到：三无－－无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头。四有－－有过流和漏电保护、有密封圈和挡板、有螺丝和弹簧垫、有接地装置。两齐－－电缆悬挂整齐、设备硐室清洁整齐。