首页 >
论文范文 >
工程工业论文 >
工程综合论文 >
矿业工程论文 >
煤矿立井提升中的安全问题探究
摘要：通过对煤矿立井提升中各类安全事故的分析对比,结合泊江海子矿现场实际,分别从立井提升中物的不安全状态和人的不安全行为两方面入手,阐述了立井提升的安全防护、安装维修要求,说明了设备的安全管理要领,以及如何利用检修信号等技术手段,有效杜绝因不同水平作业而造成安全事故的发生,建设“本质安全型”提升系统。结果说明了,虽然立井提升中安全威胁大,发生事故造成的后果严重,但只要加强管理,保证设备完好,有效消除物的不安全状态和人的不安全行为,事故完全可以避免。
加入收藏
煤矿生产行业属高危行业，其中在煤矿立井中经常出现一些事故，直接威胁到工作人员的生命安全。在这些事故中由于提升系统而造成的事故屡见不鲜。本文对煤矿立井提升过程中出现的安全问题进行了总结，并给出了有效的解决方案。
随着科技不断进步，一些新技术不断应用到煤矿立井提升中，如“交-直-交”直接转矩控制变频技术(DTC)、矢量控制变频技术(VC)、PLC基础控制技术的应用，很大程度提高了系统运行的稳定性和安全性。但是，在凿井期间使用的临时提升机，出于成本的考量，仍旧使用比较落后的控制技术，安全闭锁少，人为因素较多，且基本采用单绳缠绕式提升机，安全性能低，提升事故时有发生。
1、立井提升理论中的安全问题
1.1 提升机及环境的不安全状态
1.1.1 安全保护
煤矿提升机的种类繁多，结构也不同。《煤矿安全规程》(2016)[1]对提升装置的安全保护有明确规定，俗称“十大保护”，即过卷和过放保护、超速保护、过负荷和欠电压保护、限速保护、提升容器位置指示保护、闸瓦间隙保护、松绳保护、仓位超限保护、减速功能保护、错向运行保护。这些保护是立井提升机的基本保护功能，是立井提升必备的保护，是安全防护的基础，保护失效可能会造成严重事故，所以保护必须每天进行检查、测试，确保齐全，保护动作灵敏可靠。
1.1.2 提升容器
提升容器有箕斗和罐笼，箕斗一般用于煤炭(矸石)的提升，罐笼一般用于人员提升和材料、车辆的打运。对罐笼提升的安全可靠性要求高于箕斗提升，严禁在罐笼的同一层内人员和物料混合打运，避免在打运过程中物料倾倒伤及乘罐人员。罐笼位置、摇台、安全门及开车信号之间闭锁必须按照《煤矿安全规程》(2016)第三百九十五条规定设置，并保证完好。罐笼位置、摇台、安全门及开车信号之间闭锁关系:(1)罐笼到位并发出停车信号后安全门才能打开;(2)安全门未关闭，只能发出调平和换层信号，但发不出开车信号;(3)安全门关闭后才能发出开车信号;(4)发出开车信号后安全门打不开;(5)罐不到位放不下摇台或锁罐装置，打不开阻车器;(6)摇台或锁罐装置未抬起，阻车器未关闭，发不出开车信号。
提升容器与井架、井壁、及井筒内设施的安全距离不得超过《煤矿安全规程》(2016)第三百九十六条规定。箕斗卸载一般有曲轨卸载和液压驱动卸载两种方式，箕斗容量会根据矿井设计生产能力选择。
罐笼与罐位、安全门、摇台及信号的闭锁尤其重要，闭锁失效可能因人为操作错误而造成人身伤害事故，其闭锁每天需要进行检查、测试，确保闭锁装置完好，闭锁功能有效。
1.1.3 钢丝绳及连接装置
钢丝绳有主提升绳和平衡用尾绳，平衡用尾绳分为扁尾绳和圆股尾绳。平衡用尾绳的作用是平衡主提升绳的重力，使提升容器在井筒内的任何位置两侧首尾绳都等重，增加提升能力。多绳摩擦式提升机的主提升绳连接一般采用楔形连接装置与油缸组合的形式连接，液压油缸相互串通，以保证每根钢丝绳均匀受力，并可以对罐位进行调节;单绳缠绕式提升机提升绳一般采用楔形连接装置把钢丝绳和提升容器连接在一起。当罐位过低，需要通过调绳的方式将钢丝绳截短至满足罐位要求的位置。
其中，主提升绳的选用必须符合《重要用途钢丝绳》(GB8918—2006)[2]规范要求，平衡用扁尾绳的选用必须符合《平衡用扁钢丝绳》(GB20119-2006)[3]规范要求。钢丝绳及连接装置使提升系统中最为重要的环节，必须加强检修，主提升绳及连接装置必须每天进行细致的检查，对钢丝绳直径进行全绳量取并记录。连接装置的内部损伤每年必须经有资质的检测检验机构进行内部无损探伤检测，包括连接装置、销轴等承重部件，有不合格需及时更换。
钢丝绳的安全系数必须满足以下要求:
1)单绳缠绕式提升机:(1)升降人员、升降人员及物料时，安全系数为9;(2)专为升降物料时，安全系数为7.5。
2)多绳摩擦式提升机:(1)升降人员、混合提升时，安全系数为9.2-0.0005H;(2)升降物料时，安全系数为8.2-0.0005H;(3)专为升降物料时，安全系数为7.2-0.0005H，其中，H为钢丝绳悬挂长度m。
1.1.4 井筒装备
井筒装备主要包括罐道及固定托架、罐道梁、上井口套架、尾绳挡梁、托罐装置、防撞梁、缓冲装置、井筒开关等。罐道有钢罐道、木质罐道、钢丝绳罐道，基建期的临时提升机一般采用钢丝绳罐道，安装拆除较为简易，成本低;永久提升机一般采用钢罐道，安装成本高，施工复杂，但安全性和稳定性高，经久耐用;木质罐道部分老矿井有使用，由于维护量大，安全性低，在新建矿井中已经很少使用。罐道要每月全面检查一次，检查罐道紧固情况和错茬情况，钢罐道要求罐道错茬在1mm以内，罐道接头在2～4mm之间。
安全保护装置半年检查一次，重点对锈蚀情况和紧固情况进行检查。
1.1.5 提升机及电控
提升机有单绳缠绕式和多绳摩擦式两类[4]，按照安装形式又可以分为井塔式和落地式。提升机主要由滚筒、主轴、轴承及轴承座、闸盘、摩擦衬垫、导向轮(天轮)等组成，是驱动执行机构，拖动钢丝绳在滚筒上移动，进而带着提升容器上下。电控种类繁多，有变频控制和切电阻等[5]，实现对速度、力矩、加减速度的控制。
立井提升中，提人时的加减速度不得超过0.75m/s2，提升速度不得超过0.5槡H，且最大不能超过12m/s;提物时的加减速度没有要求，提升速度不得超过0.6槡H。
1.1.6 闸控制动系统
闸控制动系统是立井提升的关键核心设备，闸控故障而造成的事故提升事故时有发生，所以必须保证完好。液压制动系统的液压油每年更换至少一次，闸间隙每天测量并记录，闸间隙在不得大于2mm，系统残压不得大于0.5MPa[6]。
提升系统的安全制动减速度要求，上提时减速度不得大于5m/s2，下放时减速度不得小于1.5m/s2[7]，同时要考虑综合情况，如滑绳、钢丝绳承受力、摩擦衬垫的承受力等诸多因素，把闸调整至合适值。
1.2 人的不安全行为
在立井提升的所有事故中，人为因素造成的事故占到总事故的80%以上，可见人的不安全行为在立井提升安全中的重要性。下面通过引用典型事故案例，说明如何加强设备闭锁，切实做到“本质安全型”，避免因为人为操作失误而造成事故的发生。
案例一:2015年3月31日，国投新集公司主井井塔检修提升设备时，发生一起机电事故，造成1人死亡。主要原因是有两组施工人员，其中一组施工结束后和司机沟通可以开车，造成另一组一名施工人员坠井身亡。
案例二:2010年2月，某矿风井建井期间，溜罐跑车，造成一名职工严重重伤。原因是司机在停罐期间去关车司机室门，大衣碰到闸手柄，造成吊桶下落，砸到井底人员。
案例三:2016年6月25日，刘庄矿西区副井发生一起井筒坠入矿车事故。原因是电车司机违章操作，造成矿车撞坏阻车器，并越过摇台，坠入井筒，撞坏罐帽和调绳油缸，所幸罐内人员未受伤。
1.2.1 井口操作闭锁
在井口装设闭锁操作箱，在起落摇台、安全门以及发点走钩前，必须经把钩工确认。把钩工在井口直接能观察到摇台、安全门的状态，且把钩工需要进出罐笼进行作业，由把钩工确认后才可以起落安全门、摇台以及打点走钩，可以避免由于信号工操作失误，在不具备条件的情况下起落安全门、摇台和发点走钩，能起到很好的安全保护作用，在立井井口装设非常有必要，能有效杜绝因误操作或错误信号可能导致的事故发生[8,9,10,11]。井口就地闭锁操作箱如图1所示。
图1井口就地闭锁操作箱
1.2.2 不同水平作业安全管理
1)检修闭锁控制箱。首绳、尾绳验绳平台装设检修闭锁控制箱，按下闭锁按钮后，提升系统不能打点走钩，需要动车时由检修人员解除闭锁，并发出动车信号后才能发点走钩，避免误动车伤及检修作业人员。同时井口的闭锁可以由井口检修人员操作，这样只要有人在验绳平台或上下井口作业，提升机就不能发点走钩，确保了不同水平作业人员的安全。
2)填写检修牌板。每组作业人员，除控制检修闭锁信号外，在司机室填写检修牌板，检修前填写，并告知绞车司机安全注意事项，检修结束后及时擦除，在检修作业期间严禁动罐。该方法对于在井筒内作业人员尤为重要，可以有效保护不同水平作业人员作业期间的安全。
当所有检修项目结束，并经检修责任人确认后提升机才能正常运行，确保检修作业安全。
1.2.3 井筒作业安全管理
井筒内检修作业时，上下井口设警戒线，并专人看护，严禁无关人员进入，严禁抛掷物件，严禁不同水平交叉作业，工器具等留好保险绳，并生根可靠，防止工器具脱落形成井筒坠物。井口1m范围内作业人员必须佩戴保险带，生根合理、可靠。根据井筒实际情况，对检修人员保险带的生根位置做出明显规定，现场做好标记，标有“保险带生根点”字样，并定期对生根点进行检查，确保牢靠，满足安全使用要求。
上述安全管理内容应作为规章制度，必须使每位检修人员熟知，严格执行到位。在井口制作牌板张挂，提醒和警示每位检修工按规范流程操作。
2、井安装过程中的安全问题
立井提升系统的安装工序较为复杂，施工空间有限，安全威胁大。安装内容主要包括井筒内托架、罐道、罐道梁安装，上下井口井架安装，管路及电缆安装敷设，提升机及电控设备安装，缠绳挂罐等。
1)井筒装备安装一般遵循自上到下的安装顺序，作业人员根据井筒情况和现场施工实际，制作专用作业平台，俗称吊盘。吊盘的制作很重要，设计合理会给施工带来极大方便，设计不合理将增大施工难度，加大施工安全威胁。
2)托架、罐道和罐道梁等材料需要通过临时提升机打运至井筒内作业平台，人员上下通过吊桶提升。在打运和人员上下时，作业平台和上口信号工的联系极为关键，如何确保信号联系准确无误尤为重要。否则，信号联系不清，配合不好的情况下，很容易发生事故。
3)施工期间，吊盘会根据需要上下移动，作业人员必须系好保险带，并生根可靠，移动吊盘时做好防护，防止吊盘倾斜伤及作业人员。不同稳车收放尽量做到同步，减少吊盘的倾斜和刮碰井筒。
4)施工期间的防坠必须贯穿施工始终，一刻不能放松。井口必须全面封死、堵实，不留死角，在井盖门开启时严禁人员靠近。打运使用的钢丝绳和绳扣，要定期检查，并做好二次防护，避免脱落。
5)大件起吊是安全管理的重点之一。首先，起吊索具必须满足起吊重物要求，并检查完好。其次，起吊作业操作必须规范，起吊前进行试吊，无问题后方可正式起吊。最后，起吊过程中，信号联系要清楚，统一指挥，不得出现混乱现象。
6)安装过程中使用的提升绞车安全保护齐全，提升绳检验合格，并定期送检，吊盘绳使用前必须送检，检验合格后方可使用。提升绞车的安全保护每天进行试验，留好记录。
3、矿立井提升的安全问题总结
煤炭是中国主要的能源之一，随着开采的持续，浅层易开采煤层已逐渐开采完，目前已经开始向纵深发展，煤层开采的深度逐年加大，立井提升在未来煤炭开采提升中会占主要位置，立井提升的安全问题不容小觑，要加大投入力度，完善技术，使立井提升更加稳定，更加安全。
无论是立井装备的安装，还是永久提升系统的维护，安全保护和防坠管理都至关重要，要从安全保护的冗余设计[10]和安全管理、安全防护方面重点投入，减少人为因素等不确定因素的影响，做到“本质安全型”系统。
参考文献：
[1]国家安全监察管理总局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2016.
[2]GB8918—2006,重要用途钢丝绳[S].
[3]GB20119—2006,平衡用扁钢丝绳[S].
[4]崔云龙.简明建井工程手册[M].北京:煤炭工业出版社,2014.
[5]王公华.数控提升机的故障安全性设计[J].工矿自动化,2011(10):19-35.
[6]MT/T1097—2008,煤矿机电设备检修技术规范[S].
[7]GB50215—2015,煤炭工业设计规范[S].
[8]王峰,何凤有,谭国俊.矿井提升机自适应神经模糊故障诊断策略研究[J].煤炭科学技术,2014,42(2):78-81.
[9]赵岗.多绳摩擦式提升机制动系统常见事故原因与对策[J].现代矿业,2017,33(7):242-243,246.
[10]刘涛,赵慧明.基于决策树的矿用提升机故障预警系统设计[J].计算机仿真,2012,29(9):228-231,282.
[11]乔国厚.基于振动信号分析的矿井提升机主轴装置在线监测与故障诊断系统设计应用[J].矿山机械,2013,41(12):51-55.
李明利.煤矿立井提升中安全问题探讨[J].煤炭工程,2020,52(S1):88-91.
分享：
目前的地质应用中只是简单使用了北斗系统的定位功能，一是精度略低于应用需求，二是没有形成面向行业应用的北斗产品。为了推广北斗高精度服务在地质调查与监测领域的应用，本文从地质调查与监测三大主体业务的应用需求出发，分析了各项业务的具体应用需求，并根据不同的应用场景设计了各类增强产品，为提高内外业一体化程度提供了可能性，为保障野外作业安全、实现地质调查领域的导航系统国产化奠定了基础。
2024-03-05
随着国家环保形势的变化，目前环保工作呈现高压严管态势，各项制度制定修订频率更加频繁、环保监督要素不断增加、环保执法尺度越发严格，这对企业的生态环保管理工作提出了更高的要求。相对于一般工业固体废物，煤矿企业产生危险废物的生产工艺较为分散，各个生产过程都可能产生一定的危险废物且部分危废产生量较少，点多面广。
2024-03-03
近些年，我国水资源短缺日趋严重，陕北地区受到地理位置、气候和地形等因素影响水资源时空分布不均，更加剧了该地区水资源匮乏问题。随着水再生利用技术的发展，膜法处理技术以其操作方便、模块化集成度高、自动化程度高、能耗低等特点成为核心水处理工艺。利用膜法处理工艺实现矿井水的深度处理和循环利用，可有效避免井水外排造成的水资源浪费和环境污染，大幅降低煤化工等企业的生产成本。
2024-03-03
煤矿掘进设备的调试是确保设备运行正常和高效的重要环节。如图1所示，在调试过程中常会遇到各种常见问题，这些问题可能会导致调试工作的延迟和设备使用的不顺利。因此，研究和应用相应的对策解决这些问题变得尤为重要。煤矿掘进设备调试中，常见问题主要包括设备配件安装不正确、设备故障和操作人员的技术水平等。
2024-03-03
煤矿掘进机液压系统泄漏重点表现为内泄漏和外泄漏，其中，内泄漏即油液由液压元件高压腔往低压腔流动，而外泄漏即油液由系统内部向外部流动。在具体生产中通过对液压系统泄漏原因的分析，能够明确通常都在系统运行一段时间之后才出现泄漏问题，油液受到污染、系统温度提升太高、系统振动或冲击、密封件设计以及装配等因素都会导致泄漏问题。
2024-03-03
煤矿井下辅助运输担负着全矿井生产所需人员、物资及设备的中转和运输工作，是保证煤矿安全生产和提高生产效率的重要一环[1]。矿用无轨胶轮车以其机动灵活、运输效率高、应用范围广的特点，是煤矿井下辅助运输的主要设备。
2024-02-20
锚杆支护技术是1种简单有效的巷道围岩加固技术，至今有60多年的发展历程，经历了低强度向高强度、高预应力、强力支护的跨越式发展[1]。锚杆支护是煤矿巷道的主要支护方式，对煤矿安全、高效建设与生产有着十分重要的积极作用。
2024-02-20
煤矿井下空间狭窄、环境复杂，易发生自然灾害与事故灾难[1]。灾后断网、断电、通信系统瘫痪，导致救援队无法统一指挥，影响了救援效率和反应速度。目前矿井下应急通信设备存在传输距离短、无后备电池或电池工作时间短、传输带宽窄等问题，而井下设备必须满足防爆要求，通常采用厚重的隔爆外壳，设备体积较大，质量较重，不够轻量化[2]。
2024-02-19
研究发现，AWJ的切割能力不仅受射流工艺参数影响[5],还与岩石性质密切相关[6,7]。对于非均质脆性材料，磨料水射流的冲击力首先作用于基质，能量被基质吸收后，消弱了磨料对骨料的冲击作用[8]。PAOLA等[9]针对3种岩石开展了磨料水射流切割试验，发现磨料水射流对岩石的冲击机制取决于岩石的矿物成分及结构构造。
2024-01-25
近年来，随着对煤炭的高强度开采，浅部煤炭资源已不能满足社会需求，深部可利用煤层资源亟待开发，重复开采问题日益增多。而开采沉陷作为矿区煤炭开采过程中形成的地质灾害问题，严重破坏矿区生态地质环境，影响矿区及周边居民正常生产生活。且重复开采对煤层上部应力场造成二次干扰，在应力重新平衡的过程中，使得上覆岩层再次发生变形破坏，引起更加强烈的开采沉陷。
2024-01-25
人气：1926
人气：1763
人气：1527
人气：1523
人气：1164
我要评论
期刊名称：煤矿现代化
期刊人气：785
主管单位：兖矿集团有限公司
主办单位：兖矿集团有限公司
出版地方：山东
专业分类：煤矿
国际刊号：1009-0797
国内刊号：37-1205/TD
邮发代号：24-232
创刊时间：1992年
发行周期：双月刊
期刊开本：大16开
见刊时间：1-3个月
影响因子：0.463
影响因子：0.673
影响因子：0.642
影响因子：1.307
影响因子：0.480
学术期刊咨询、科普杂志阅读、专利申请方案、课题研究设计、专著挂名咨询、论文下载、文献查询、原创文章检测、SCI实验设计方案等多项服务。
服务热线
您的论文已提交，我们会尽快联系您，请耐心等待！
你的密码已发送到您的邮箱，请查看！
2020-11-23
160
上传者：管理员
