井口安全设施.ppt

表6-3竖井内提升器具间的最小间隙/min,五、井口安全设施为保证提升作业的安全，防止发生人身或设备事故，在罐笼提升系统中井口必须装设必要的安全设施。（一）井口安全在地面及各中段井口必须装设安全门，以防止人员进入危险区域或者运输设备冲入井筒，发生人员或设备坠井事故。安全门应开启灵活，具有可靠的防护作用，其操作方式有手动、罐笼带动、气动、电动等多种。安全门只允许在上下罐作业时打开，其他时间都处于关闭状态。,（二）井口阻车器为了预防矿车落入井筒，在罐笼提升的井口车场进车侧，必须装设阻车器，并要保持其动作灵活、可靠。阻车器的操作方式有手动、气动、液压以及利用罐笼升降、矿车运行等为动力来进行传动的方式。按其结构有阻车轮、阻车轴等类型，阻车轮类是最常用的。各种阻车器通常均装有弹簧缓冲装置，以吸收矿车的撞击能量。为使矿车不致倾覆或掉道，矿车驶近阻车器的速度不能太快。井口阻车器要与罐笼停止位置相联锁，罐笼未到达停止位置，阻车器不能打开。（三）承接装置在罐笼提升的各井口，为了便于矿车出入罐笼，使用罐笼承接装置。承接装置可分为下列三种形式。（1）承接梁承接梁是一种最简单的承接装置。但仅用于井底水平，且易发生微罐事故，不宜用于升降人员。（2）托台（罐座）托台是一种利用其活动托爪承接罐宠的机构，平时靠平衡锤使托爪处于打开位置，操纵手柄（或气动、液动）可使托爪伸出。停罐时，要求罐笼先高于正常停罐位置，伸出托爪，再将罐笼下放至托爪上。当下放罐笼时，要求先将罐宠提至某一位置，收回托爪，然后继续下放。,使用托台，能使罐笼停车位置准确，便于矿车出入，推人矿车时产生的冲击负荷由托爪承受，钢丝绳不承受。但当操作失误或其他意外情况致使托爪伸出时，将会造成撤罐和撞罐事故，因此提升人员时不准使用托台。（3）摇台摇台是由能绕轴转动的两个钢臂组成。平时摇臂抬起，当罐笼到达停车位置时，用其两根活动摇臂的轨尖搭在罐笼的底板上，将罐笼内轨道与车场轨道连接起来，以便矿车进出罐笼。摇台可用手动、气动和液压操纵。使用摇台，可使停罐作业时间短、提升过程较简单，由于有活动的轨尖，一旦因意外原因摇台落下时，轨尖被打翻而不会影响罐笼安全通过，不会造成激罐事故。因此摇台应用范围广，井底、井口及中段车场都可使用。由于摇台的调节高度受摇臂长度的限制，因此，对停罐准确性要求较高，这是摇台的不足之处。无论使用摇台或托台，都应与提升机或提升信号闭锁，以免发生冲撞事故。六、钢丝绳矿井提升钢丝绳是连接提升容器和提升机，传递动力的重要部件。但,钢丝绳最容易损坏，是提升安全最薄弱的环节，应特别重视。（－）钢丝绳的结构与分类1．钢丝绳的结构提升钢丝绳是由一定数量的钢丝捻成绳股，再由若于绳股（一般为6股）沿着一个含油的纤维绳芯捻制而成。钢丝的材质为优质碳素结构钢，直径为0.4～4mm。其抗拉强度为（1.4～2）*109Pa。通常矿井提升钢丝绳选用（1.55～1.7）*103Pa为宜。为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面可镀锌加以保护。按韧性不同，钢丝分为特号、1号和Ⅱ号，升降人员的钢丝绳规定用特号钢丝制成。绳芯是用芒麻、线麻等捻制而成，其作用是贮存绳油，减少工作时钢丝之间的磨损，防止生锈，增加钢丝绳的柔性，起弹性垫层作用，并减少绳股的变形。2．钢丝绳的分类及应用范围钢丝绳按其钢丝的直径不同分为等直径钢丝和不等直径钢丝；按其绳股断面形状不同，可分为圆形股和异型股。小型矿山常用的是等直径钢丝圆形股的钢丝绳，即6股7丝（6*7）和6股19丝（6*19）两种。6*7钢丝绳,丝绳的钢丝粗，因而耐磨，但较硬，适用于斜井提升、架空索道运输等。6*19钢丝绳的钢丝细，因而柔软，但易磨损，适用于竖井提升以及斜巷小绞车的辅助提升等。钢丝绳的捻制方向，按绳的捻向可分为右捻和左捻两种；按股中丝的捻向与绳中股的捻向相互关系可分为同向捻（又称顺捻或平行捻）和交互捻（逆捻或异向捻）两种。同向捻的优点是比较柔软，易弯曲，内应力小，表面光滑，磨损也小，使用寿命长；缺点是容易松散、旋转，悬挂较困难，承载后伸长率较大。交互捻钢丝绳的优缺点与同向捻相反。实践认为，提升用绳以同向捻钢丝绳为好，但要注意钢丝绳打扭损坏。（二）钢丝绳的使用、维护及检查提升钢丝绳除了合理地选择结构、规格外，还应正确地使用、维护与检查，以使延长钢丝绳的寿命，及时掌握钢丝绳的状况，确保提升安全。1．钢丝绳的使用与维护（1）除用于倾角30以下的斜井提升物料的钢丝绳外，其他提升钢丝绳和平衡钢丝绳，使用前应进行试验，经过试验的钢丝绳，贮存期不得超过六个月。（2）对提升钢丝绳（用于摩擦轮式提升机的除外）的试验，升降人员,或升降人员和物料用的钢丝绳自悬挂时起，每隔六个月试验一次；有腐蚀气体的矿山，三个月试验一次。升降物料用的钢丝绳自悬挂时起，第一次试验的间隔时间为一年，以后每隔六个月试验一次。悬挂吊盘用的钢丝绳自悬挂时起，每隔一年试验一次。（3）钢丝绳应满足安全规程规定的卷筒直径与钢丝绳直径的比值要求，以控制其弯曲疲劳应力。（4）钢丝绳在卷筒上排列要整齐，运行时要保持平稳，不跳动，不咬绳。（5）钢丝绳在使用过程中应注意润滑，应定期对钢丝绳涂油。润滑钢丝绳用油要求黏稠性能好，振动、淋水甩冲不掉，最好采用专用的钢丝绳油。（6）对钢丝绳应定期进行斩头，因绳头部分的钢丝绳损坏较为严重。同时也要适时调头，增加钢丝绳的使用寿命。其斩头和调头的期限，应根据各单位不同使用条件和钢丝绳损坏情况而确定。（7）斜井提升中，井筒的地滚轮应齐全，转动灵活，道床堆积物要及时清除，以减少钢丝绳的磨损。,（8）井筒内应尽量减少淋水，保持干燥，以避免钢丝绳的锈蚀。（9）要仔细地运输、存放及悬挂钢丝绳，起动、停车、加减速要平稳，注意卷筒及天轮衬垫情况，加强对钢丝绳的维护。2．钢丝绳的检查（1）新钢丝绳到货后应检查有否厂家合格证书、验收证书等资料，有无锈蚀和损伤，不符合要求的不准使用。升降人员的钢丝绳要按安全规程的规定进行试验。（2）对提升钢丝绳应每日检查一次，每周进行一次详细检查，每月进行一次全面检查。检查时，采用慢速运行对钢丝绳进行外观检查，同时可用手将棉纱围在钢丝绳上，如有断丝，其断丝头就会把棉纱挂住。要特别注意检查绳头端和容易磨损段，还要注意不得有漏检。（3）钢丝绳在遭受卡罐或突然停罐猛烈拉伸时，应立即停车检查；如发现钢丝绳受到损伤，或钢丝绳延长0．5％或直径缩小10％，均须更换。（4）钢丝绳的检查工作要由专人负责，并要作好检查记录。,七、提升机提升机又称绞车或卷扬机，是矿井提升的主要设备，它的安全可靠运行是矿井提升安全的重要保证。（一）提升机类型和提升原理提升机按照卷筒的特点可分为单绳缠绕式和多绳摩擦式两大类。缠绕式提升机又分为单卷筒和双卷筒两种。双卷筒提升机，每个卷筒上固定一根钢丝绳，两根钢丝绳按相反方向缠绕于卷筒。因此卷筒往同一方向旋转时，两绳一缠一放，使两个绳端的容器上下运动。缠绕式提升机按其卷筒直径的不同可分为大型与小型两类。一般卷筒直径在2m以上包括2m）的称为矿井提升机或大绞车、大卷扬机。卷筒直径在2m以下的称为小型提升机或小绞车、小卷扬机。多绳摩擦提升机的工作原理与单绳缠绕提升机显著不同，它的钢丝绳不是缠绕在卷筒上，而是搭在主导轮上，钢丝绳（4根或6根）两端各挂一个提升容器（或一端悬挂容器，另一端悬挂平衡锤），借助于主导轮上的衬垫与钢丝绳之间的磨擦力来拖动钢丝绳，使容器移动，从而完成提升和下放重物的任务。多绳摩擦式提升机具有体积小、重量轻、提升能力大、安全性能好等优点，适用于深井提升。,（二）安全装置及有关安全要求1．卷筒缠绕的有关要求钢丝绳在卷筒上缠绕后，会对卷筒产生缠绕应力，缠绕应力过大会造成筒壳变形损坏。为了使筒壳应力分布均匀，在筒壳外面装设衬木，并在上面刻有绳槽，以使钢丝绳排列整齐。为了限制缠绕应力和避免跳绳、咬绳，规定缠绕层数在两层以上时，卷筒边视最外一层钢丝绳的高度不小于钢丝绳直径的2.5倍；钢丝绳由下层转到上层临界段（相当于四分之一绳圈长）必须经常加以检查，每季度应将钢丝绳移动四分之一绳圈的位置。钢丝绳的绳头必须牢固地固定在卷筒上，要有特备的卡绳装置，不得将钢丝绳系的筒轴上；穿绳孔不得有锐利的边缘和毛刺，曲折处的弯曲不得形成锐角，以防上钢丝融形；卷筒上必须留有三圈绳作为摩擦圈，以减轻钢丝绳与卷筒连接处的张力。2、制动装置制动装置是提升机的关键，必须非常可靠。（1）制动装置的型式制动装置按用途不同分为工作制动和安全制动（紧急制动、保险制动）。在提升机工作时，参与调整速度并在提升终了时使之正常停车，即为工作制动．当提升机工作异常时，使之迅速停车，以防止事故发生，即为安全制动。制动装置包括执行机构（即制动闸）和,传动机构两部分。执行机构根据型式不同分为带式、块式（又可分为角移式和平移式）、盘式。传动机构有手动式、液（油）压式和气动式。安全制动要求在紧急情况下能自动可靠地进行制动，因此必须借助电传动机构两部分。执行机构根据型式不同分为带式、块式（又可分为角移式和平移式）、盘式。传动机构有手动式、液（油）压式和气动式。安全制动要求在紧急情况下能自动可靠地进行制动，因此必须借助电磁铁的失电，使机构动作，靠重力或弹簧力实行制动，同时要切断电机的电源，使提升机安全停车。（2）制动装置的检查和维修小型提升机制动装置检查、维修的内容及要求主要有①制动装置的动作必须灵活可靠；各传动杆件不变形、没有裂纹，紧固件不得松劲；各销轴不松旷、不缺油，开口销齐全。②闸瓦与闸轮接触良好；闸与闸轮的间隙应保持在2mm以内；闸把的工作行程不超过全行程的3/4。③闸带无断裂，磨损余厚不小于3mm；闸木磨损，由固定螺栓顶端距问木曲面的不小于5mm，否则必须更换。闸带与闸瓦联结必须用钢或铝铆钉，否则易磨坏闸轮。④闸轮表面应光滑，不椭圆；当渐轮表面沟深超过3mm，椭圆度大于1mm时，应采用车削等方法加以修理。3．过卷保护装置当提升容器升到井口而未停车，继续向上提升而造成的事故叫做过卷事故。这类科事故往往将井架拉坏，甚至将钢丝绳拉断而使提升容器,坠落。当提升容器下放到井底而未减速停车，与井底承接装置或井窝发生撞击而造成的事故叫礅罐事故，实际上也是下放过卷事故。双钩提升时，过卷与礅罐同时发生。过卷保护装置是将串联在保护回路内的过卷保护开关（行程开关）安装在井架和深度指示器上，当提升容器超过正常终端停止位置0.5m时，使过卷开关触点断开，保护购回路线圈失电，即将电动机和安全制动电磁铁的电源切断，安全制动器发生作用而制动。安装在井架上的过卷开关要防止因提升容器的碰撞而损坏，可采用重锤式等间接碰撞的结构型式，避免直接碰撞。为防止提升容器过卷后因惯性仍继续上升而冲撞井架，要设定合适的过卷高度，其要求如下（1）提升速度小于3m/s的罐笼，过卷高度不得小于4m；（2）提升速度等于或超过3m/s的罐宠，过卷高度不得小于6m；（3）凿井时期用吊桶提升，过卷高度不得小于4m。；（4）应按要求检验过卷保护装置动作是否可靠，位置是否准确。应分别对安装在井架和深度指示器上的过卷开关进行试验。4．限速保护装置限速保护装置起两个作用，一是防止提升机超速；二是限制提升容器到进井口时的速度，以防因速度太快使制动距离过大造成的事故。,为此，安全规程要求限速保护装置当提升速度超过正常最大速度的15％时，使提升机自动停止运转，实现安全制动；当最大提升速度超过4m/s时，能保证提升容器在到达井口时的速度不超过2m/s。限速保护装置一般可分为机械式和电磁式两种，机械式除少数老设备外己很少使用。电磁式限速装置主要由测速发电机和控制电器组成，当实际速度超过给定速度时装置就动作，从而实现限速保护。小型提升机因提升速度不高，结构较简单，一般都不配限速保护装置。5．紧急脚踏开关为了能在提升机的工作间或主令控制器失灵等紧急情况下，司机能够迅速地切断电源，实现紧急制动，防止事故发生，在司机台前装设紧急脚踏开关，只要司机一踩，就能切断电源，制动停车。提升机除了上述安全保护装置外，还有过电流、欠电压、松绳、闸瓦磨损等保护装置以及许多电气闭锁装置。一般来说提升能力大，速度高的大型提升机，其安全保护装置较齐全，要求较高。小型提升机的安全保护装置相对较简单，但对于已有的安全保护装置一定要使用好，并要尽可能提高安全保护性能。（三）提升机的安全要求1．提升机司机的安全要求（1）提升机司机是矿山的特种作业人员之一，须经过专门技术训练，,考试合格并取得操作证后才能上岗。（2）每班在提升前必须对设备进行检查，并进行试车，看紧急闸与工作闸是否灵活可靠，各部件是否正常，确认无误后方可开车。（3）在整个操作过程中必须精力集中，谨慎操作，发现异常应停车分析，查找原因，作出判断，并及时汇报和处理。（4）单钩下放，除井筒作业和检查设备外，要带电作业，防止超速飞车。（5）要做好运转记录，下班时把情况交待清楚，存在的问题要及时处理好。2．缠绕式提升机的安全要求（1）为了使筒壳应力分布均匀，在筒壳外面应装设衬木，并在上面刻有绳槽，以使钢丝绳排列整齐。（2）为了限制缠绕应力和避免跳绳、咬绳，规定缠绕层数在两层以上时，卷筒边缘距最外一层钢丝绳的高度应不小于钢丝绳直径的2．5倍；钢丝绳由下层转到上层临界段（相当于四分之一绳圈长）必须经常加以检查，每季度应将钢丝绳移动四分之一绳圈的位置。（3）钢丝绳的绳头必须牢固地固定在卷筒上，要有特备的卡绳装置，,不得将钢丝绳系在卷筒轴上；穿绳孔不得有锐利的边缘和毛刺，曲折处的弯曲不得形成锐角，以防止钢丝绳变形；卷筒上必须留有三圈绳作为摩擦圈，以减轻钢丝绳与卷筒连接处的张力。（4）制动装置的动作必须灵活可靠；各传动杆件不变形、没有裂纹，紧固件不得松劲；各销轴不松旷、不缺油，开口销齐全。（5）闸瓦与闸轮应接触良好；闸与闸轮的间隙应保持在2mm以内；闸把的工作行程不超过全行程的四分之三。（6）闸带无断裂，磨损余厚应不小于3mm；由固定螺栓顶端距问木曲面应不小于1mm，否则必须更换。闸带与闸瓦联结必须用铜或铝铆钉，否则易磨坏闸轮。（7）闸轮表面应光滑，不椭圆；当渐轮表面沟深超过3mm，椭圆度大于1mm，时，应采用车削等方法加以修理。（8）提升速度小于3m/s的罐笼，过卷高度不得小于4m；提升速度等于或超过3m/s的罐笼，过卷高度不得小于6m；凿井时期用吊桶提升，过卷高度不得小于4m。（9）应按要求检验过卷保护装置动作是否可靠，位置是否准确。应分别对安装在井架和深度指示器上的过卷开关进行试验。,（l0）当提升速度超过正常最大速度的15％时，应使提升机自动停止运转，实现安全制动；当最大提升速度超过4m/s时，应保证提升容器在到达井口时的速度不超过2m／s。（11）为了能在提升机的工作时或主令控制器失灵等紧急情况下，司机能够迅速地切断电源，实现紧急制动，防止事故发生，应在司机台前装设紧急脚踏开关。3．多绳摩擦提升机的安全要求（1）多绳摩擦提升用的钢丝绳，安全系数在升降人员或升降人员和物料时不低于8，升降物料时不低于7.5，专用升降物料的不低于7，作罐道或防撞绳用的不低于6。（2）多绳摩擦提升机的首绳，使用中有一根不合格的，应全部更换。（3）多绳提升机的钢丝绳用专用桃形绳夹时，回绳头须用2个以上绳卡与首绳卡紧。（4）采用扭转钢丝绳作多绳摩擦提升机的首绳时，必须按左右捻相间的顺序悬挂，悬挂前，钢丝绳须除油。若用扭转钢丝绳作尾绳，提升容器底部须设尾绳旋转装置，挂绳前，尾绳必须破劲。（5）运转中的多绳摩擦提升机，应每周检查一次首绳的张力，如各绳,张力反弹波时间差超过10％，应进行调绳。（6）对主导轮和导向轮的摩擦衬垫，应视其磨损情况及时车削绳槽。绳槽直径差应不大于0.8mm，衬垫磨损达2/3，应及时更换。（7）采用多绳摩擦提升机时，粉矿仓要设在尾绳之下，粉矿仓顶面距离尾绳最低位置应不小于5m。穿过粉矿仓底的罐道钢丝绳应用隔离套筒予以保护。（8）多绳摩擦提升系统两提升容器的中心距小于主导轮直径时，应装设导向轮；主导轮上钢丝绳包角应不大于200。（9）多绳摩擦提升机采用弹簧支承的减速器时，各支承弹簧应受力均匀；弹簧的疲劳和永久变形每年应至少检查一次，其中有一根不合格，都应按性能要求予以更换。八、提升信号和人员提升的安全要求（一）提升信号在提升中，为了统一指挥提升作业，保障人员、设施的安全和生产的正常进行，必须安装信号系统，包括声光信号、辅助信号、电话等。信号要求清晰、明了、容易识别。为了避免提升机的误操作，井底和各中段发出的信号须经井口信号,工转发给提升机房，不准越过井口信号工直接向提升机房发开车信号，但可以发紧急停车信号。井口信号应同提升机的控制回路闭锁，只有当信号发出后，提升机才能起动。（二）人员提升的安全要求（1）井筒是人员进出的必由之路，为了避免人员提升时发生事故，必须经常对入井人员进行安全教育，建立严格的信号管理、乘罐等规章制度，加强对井口（中段、井底）的安全管理。井口的安全设施必须齐备、可靠。井筒和水平大巷的连接处，必须设人行绕道。（2）信号工既是井口提升作业的操作者，又是井口安全的管理者。信号工发出信号之前，必须看清楚罐笼内和井口附近人员情况，关好罐笼门和井口安全门，防止人员进入危险位置。（3）乘罐人员一定要严格遵守乘罐制度，服从管理人员和信号工的指挥，遵守秩序，不要拥挤。发出升降信号后，或者罐笼没有停稳和没有发出停车信号以前，不许上下，以防失足坠落或者挤伤碰伤。当罐笼升降时，要站稳，抓住扶手，保持罐内安静，不要将头和手脚或工具伸到罐笼外面去。（4）罐笼每次所载的人数要有明确规定，不许超载，不许强行搭乘。,（5）罐内装有物料时，不准搭乘人员。（6）井口附近应有良好的照明；应设有明显的提升声光信号，其安装位置应尽量接近井口，使乘罐人员能清晰地看到、听到。九、斜井提升的安全要求小型矿山常用的提升方式之一是斜井（斜坡）单钩串车提升，它具有设备简单，投资少，见效快的优点，但如果在操作、管理等方面不当，就容易发生事故、造成危害，因此要引起重视，采取有效的措施，搞好斜井提升安全。（一）跑车事故及预防1．跑车事故的原因斜井串车提升由于换钩频繁，钢丝绳容易磨损和断裂等因素，常常发生跑车事故，造成设备损坏和人员伤亡，影响生产。根据引起事故的不同原因，大致可分为以下几种（1）挂钩工疏忽而未挂钩就将空车下推引起的跑车。（2）挂钩工操作不当而引起跑车事故。如在车辆未全部提上来就提前摘钩，结果后面未上来的车辆倒滑下斜坡而发生跑车。（3）断绳引起跑车。,（4）车辆运行中由于挂钩插销跳出而发生跑车。这种事故往往在轨道质量不好，车辆运行时跳动，加上插销不合规格或未全部插进的情况下发生。（5）连接装置断裂引起跑车。如三链环不合要求，矿车底盘槽钢断裂等情况。（6）提升机制动器失灵引起飞车，是一种带绳的跑车。2．防止跑车事故的措施防止跑车事故的措施一是防止发生跑车，二是一旦发生跑车时要避免事故扩大，尤其是避免人员伤害。主要措施有（1）严格执行井筒行车不行人，行人不行车制度，严禁蹬钩。（2）应设常闭式防跑车装置，并经常保持完好。上部和中间车场，须设阻车器或档车拦，在车辆通过时打开，通过后关闭。下部及中间车场须设躲避硐。（3）在条件允许的情况下井口尽量使用甩车场，以避免平车场容易跑车的缺点。（4）把钩工要经过培训、考试合格后才能上岗。要严格按操作规程进行操作，每次开车前必须检查牵引车数、钩头及各车的连接和装载等情况,确认无误后，方可发出开车信号。（5）钢丝绳与矿车的连接和矿车之间的连接都要使用不能自行脱落的连接装置。常用的有保险插销、自锁插销及带锁口圈的矿车连接器等。井筒倾角超过12时，还应装保险绳。（6）轨道要符合质量标准，并要及时清理，以防矿车掉道或运行时跳动。（7）要加强矿车的检查和维修。发现底盘在开焊和裂纹的矿车，要停止使用、三链环与插销等连接装置要符合要求，不合格的不得使用。（8）提升机制动装置要可靠，防止飞车。3．斜井防跑车装置是斜井发生跑车后能将跑下的车辆阻止，从而避免事故扩大，造成严重后果的装置。使用较多的防跑车装置有（1）自动抓捕装置这种装置是利用发生跑车时，矿车速度较正常速度快的特征使抓捕机构动作而抓住矿车的，其型式有底部爪钩式、旁侧式和顶部撞杆式等多种。（2）电动式自动挡车门这种装置利用跑车后，矿车在轨道上的位置,与深度指示器上所反映位置不一致的特征来实现防跑车。它主要由电动挡车门和电控系统两部分组成。（3）闭锁式防跑车装置这种装置是在正常下放时靠把钩工的操作使矿车不与装置的冲击杆碰撞，而在发生跑车时靠矿车的冲击能量使装置的挡车门落下挡住下跑的矿车，从而实现防止跑车事故的。（二）斜井运送人员的安全要求为了减轻矿工的体力消耗，缩短行走的时间，在斜井距离较长，垂直高度较大时，应采用机械来运送人员。（1）斜井人车斜井人车是专供运送人员上下之用的，其本身不带动力，用提升机钢丝绳牵引，由跟车的司机发送信号指挥提升机司机开车。人车上装有断绳防坠器，当发生断绳或联接器脱钩等事故时，能自动将人车平稳地停车。断绳防坠器也可以用手操纵。人车断绳防坠器主要有插爪式和抱轨式两种。人车的防坠器要按有关规定进行检查和试验，定期进行维修、调整，使其动作灵活可靠。（2）人车信号为了保证乘车人员能随时与提升机司机取得联系，必须安装在运行途中任何地点都能发出紧急信号的声、光信号装置。多水平,提升时，各水平的信号必须有所区别，以便提升司机辨认。所有收发信号的地点都要悬挂明显的信号牌。人车信号装置主要是有线式和感应式两种。（3）乘车安全乘车人员要遵守人车管理制度，听从人车司机和管理人员的指挥，不得拥挤，不得超员乘坐，在指定地点上下车；井口和各车场要设立候车室，候车人员要待车上人员下完后才能上车，上车后应关好车门，挂好车链；人车司机要由责任心强，经过培训考试合格的人员担任。,第七章矿井通风安全,矿井通风是保证非金属矿山安全生产的重要条件。矿井通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法，供给井下足够的新鲜空气，稀释和排除有毒有害气体和粉尘，调节井下气候条件，以保证井下职工的安全和健康，提高劳动生产的效率。,一、井下空气矿井空气来源于地面空气，地面空气主要由氧、氮、二氧化碳等气体所组成，其中氧气占20.96％，氮气占79.00％，二氧化碳占0.04％，此外还有微量稀有气体、水蒸气、灰尘和微生物等。地面空气进入矿井后，当其成分与地面空气成分相同或近似，符合安全卫生标准时，称为矿内新鲜空气。由于井下生产过程产生了各种有毒有害的物质，使矿内空气成分发生一系列变化。其表现为含氧量降低，二氧化碳含量增高，并混入了矿尘和有毒有害气体（如CO、NO2、H2S、SO2等），空气的温度、湿度和压力也发生了变化等。这种充满在矿内巷道中的各种气体、矿尘和杂质的混合物，统称为矿内污浊空气。矿内空气的主要成分是氧、氮和二氧化碳。而氮为惰性气体，在井下变化很小。1．氧（）氧为无色、无味、无臭的气体，相对密度为且1.11。氧能与很多元素起氧化反应，能帮助物质燃烧和供人和动物呼吸，是空气中不可缺少的气体。当氧与其他元素化合时，一般是发生放热反应，放热量决定于,第一节矿井空气及气候条件,参与反应物质的量和成分，而与反应速度无关。当反应速度缓慢时，所放出的热量往往被周围物质所吸收，而无显著的热力变化现象。人体维持正常的生命过程所需的氧量，取决于人的体质、神经与肌肉的紧张程度。休息时需氧量为0．25L／min，工作和行走时为l～31L／min。空气中的氧减少了，人们的呼吸就会感到困难，严重时会因缺氧而死亡。当空气中的氧减少到17％时，人们从事紧张的工作会感到心跳和呼吸困难；氧减少到15％时，会失去劳动能力；减少到10％～12时，会失去理智，时间稍长对生命就有严重威胁；到6％～9％时，会失去知觉，若不急救就会死亡。我国金属非金属矿山安全规程规定，矿内空气中含氧量不得低于20％。2．二氧化碳（CO2）二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，相对密度为1.52，是一种较重的气体，很难与空气均匀混合，故常积存在巷道的底部，在静止的空气中有明显的分界。二氧化碳不助燃也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，对眼鼻、喉黏膜有刺激作用。二氧化碳对人的呼吸起刺激作用。当肺气泡中二氧化碳增加2％时，,人的呼吸量就增加一倍，人在快步行走和紧张工作时感到喘气和呼吸频率增加，就是因为人体内氧化过程加快后二氧化碳生成量增加,使血液酸度加大刺激神经中枢，因而引起频繁呼吸。在有毒气体（譬如CO、H2S）中毒人员急救时，最好首先使其吸人含5％CO2的氧气，以增强肺部的呼吸。当空气中二氧化碳浓度过大，造成氧浓度降低时，可以引起缺氧窒息。当空气中CO2；浓度达5％时，人就出现耳鸣，无力，呼吸困难等现象；达到10％～20％时，人的呼吸处于停顿状态，失去知觉，时间稍长有生命危险。我国金属非金属矿山安全规程规定，有人工作或可能有人到达的井巷，二氧化碳不得大于0．5％；总回风流中，二氧化碳不超过l％。二、矿内气候条件1．概述矿工在生产劳动中，因体内不断地进行着新陈代谢作用而产生大量的热。所产生的热除一部分供给肌肉做功，另一部分消耗于人体内部外，其余大部分通过辐射、对流和蒸发等方式向空气散发。当人体产生和散发的热量保持平衡，即体温保持36.5～37.C时，人体就感到舒适。,为了保证工人的身体健康和提高劳动生产率，就需要给工人创造热平衡条件。为保持人体的热平衡条件，需要从人体的生热和散热两方面来考虑。影响人体发热率的大小被取决于劳动强度，而影响人体散热的条件是空气的温度、湿度、风速三者的综合状态。现就后三个条件分别讨论。2．矿内空气的湿度、含湿量矿内空气与地面空气一样，都是由于空气和水蒸气混合而成的湿空气，衡量矿内空气所含水蒸气量的参数有湿度和含湿量。影响湿度的因素有以下几种。（1）地面湿度季节的变化。阴雨季节湿度较大；夏季相对湿度较低，但气温较高，绝对湿度较大；冬季相对湿度较大，但气温较低，绝对湿度并不太高。地面湿度除受季节影响外，还与地理位置有关。我国湿度分布，沿海地区较高（平均70％～80％），向内陆逐渐降低，西北地区最低值（平均30％～40％）。（2）当矿井涌水量较大或滴水较多，由于水珠易于蒸发，则井下比较潮湿。一般用金属矿山井下湿度在80％～90％左右；盐矿的涌水较少，且盐类吸湿性较强，相对湿度一般为15％～25％。,矿井湿度变化规律为冬天地面空气温度较低，相对湿度高，进入矿井后，温度不断升高，相对湿度不断下降，沿途不断吸收井壁水分，于是出现在进风段空气干燥现象。夏天则相反，地面空气温度高，相对湿度低，进入矿井后，温度逐渐降低，相对湿度不断升高，可能出现过饱和状态，致使其中部分水蒸气凝结成水珠，进风段显得很潮湿。这就是人们所见进风段冬干夏湿的现象。当然，在进风段有滴水时，即使是冬天仍是潮湿的。回采工作面，由于湿式作业，喷雾洒水，一般湿度比较大，特别是总回风道和出风井中，相对湿度都在95％以上。如果开采深度比较大，进风线路比较长，回采工作面和回风道的空气温度常年变化不大，则其湿度常年变化也不大。，湿度测量所用的仪器有毛发湿度计和干湿球湿度计（分为固定式、手摇式和风扇式），矿山多采用干湿球湿度计。风扇式湿度计由两支温度计组成，有一支温度计的液球上包一层纱布。测定时，用水浸湿，上紧发条，风叶旋转l～2min，使水蒸发，温度下降，读出干球和湿球温度，再根据两者温度差，由仪器所附的表格直接查出相对湿度。,3．矿内空气温度矿内空气温度是构成矿内气候条件的重要因素，矿内空气温度过高或过低对人体都有不良影响。矿内空气最适宜人劳动的温度是15～20摄氏度。空气在矿井中流动时由于各种原因温度升高。温升可分为对流温升和换热温升。所谓对流温升是指空气由于绝热压缩和水分蒸发时出现的温度变化。所谓换热温升，是指由于岩石和空气的热交换，而出现的温度的变化。影响矿内空气温度的主要因素如下。（1）地面空气温度地面气温对矿内气温有直接影响，对于浅井影响更为显著。地面气温一年四季有周期性变化，甚至一日之内也发生周期性变化。这种变化近似为正弦曲线。矿内气温受地面气温影响，也存在这种周期性变化，不过，随着距进风口距离的增加而逐渐减弱，达到某一定距离后，气温趋于稳定。我国北方，冬季地面气温低，冷空气进入矿井后使入风段气温降低，如不预热，进风段回游冻结。而南方夏季热空气进入矿井后，会使井下气温升高，恶化作业环境。,（2）空气受压缩和膨胀当空气沿井筒向下流动时，由于井筒加深，空气受压缩，气温升高。（3）岩石温度地面以下岩层温度的变化可分为三带①变温带地温随地表气温而变化，夏季岩层从空气中吸热而使地温升高，冬季则相反；②恒温带地温不受地面空气温度的影响，而保持恒定不变。恒温带的地温近似等于当地年平均气温，其深度距地面约20～30m；③增温带恒温带以下岩石的温度随深度而增加。（4）井下气候条件的舒适性人体由食物取得营养物质不断产生热量。所产生的热量中耗费于体力所做的机械功是很小一部分，其余部分则以热的方式散发到体外。人体所产生的热流量与劳动强度有关。根据观测，休息时为90～115W；轻微劳动时为150～200W；中等劳动时为200～250w；重体力劳动时为250～300w；繁重体力劳动时（间断地）为300～450w。人体的散热方式分为对流、辐射和蒸发。温度低时，对流与辐射散热强，人易感冒；温度适中，人感到舒适；如超过25摄氏度时，对流与辐射大为减弱，汗蒸发散热加强。气温达37摄氏度时，对流辐射完全停止，惟一的散热方式是汗液蒸发。温度超过37摄氏度回时，人将从空气,中吸热，而感到烦闷，有时会引起“中暑”。因此井下气温不宜过高或过低。中国矿山安全条例规定，采掘作业面空气干球温度不得超过28摄氏度。散热条件的好坏，不仅取决于空气温度，还与相对湿度和风速有关。相对湿度大于80％时，人体出汗不易蒸发；相对湿度低于30％时，感到干燥，会引起黏膜于裂。最适宜的相对湿度为50％～60％，矿井相对湿度较高，多为80％～90％，并且不易调节。井下气候的调节多从温度和风速来考虑。随着气温增高，适当地增加风速，可提高散热效果。综上所述，气候条件是温度、湿度和风速三者的综合作用，单独用某一因素来评价气候条件的好坏是不够的。评价劳动条件舒适程度的综合指标有多种，卡他度是采用较多的一种。卡他度是采用模拟的方法，度量环境对人体散热速率影响的综合指标。测量卡他度的仪器叫卡他度温度计，由英国人希尔于1916年研制。卡他温度计全200mm，下端为一长圆形空间，用于容纳加热时上升的究竟。在卡他计的长杆上刻有38摄氏度和35摄氏度两个刻度，见图7-1。每个卡他计有不同的卡他常数F，它表示储液球在温度由38摄氏度降到35摄氏度时每平方厘米表面的散热量。测定前，将卡他计放人60～80摄氏度的热水中，使酒精上升到上部空间1／3。取出擦干后即可测定。测定时，将卡他计悬挂在测定空间，酒精液,面开始下降，记录38摄氏度降到35摄氏度所需的时间t，单位为S。按以下公式计算Hf/t计算出卡他度H，它表示储液球单位表面积、单位时间的散热量。因散热方式不同，卡他度有干、湿两种。干卡他度仅表示以对流和辐射方式的散热效果。湿卡他度则表示对流、辐射和蒸发三者的综合散热效果。测定湿卡他度时，需在卡他计的贮液球上包一层浸湿的纱布，测定方法与干卡他度相同。散热条件越好，卡他度的值越高。不同劳动强度所要求的卡他度可参考表7－1数值。表7-1不同劳动强度所要求的卡他度,表7-1不同劳动强度所要求的卡他度,第二节矿井自然通风为了将地面新鲜空气不断输送到井下，并克服井巷阻力而流动，使工作面获得所需风量，矿井通风系统中必须有足够的通风动力。矿井通风的动力有两种自然风压（称自然通风）和扇风机风压（即机械通风）。一、矿井自然通风的基本概念在非机械通风的矿井里常常观测到，风流从气温较低的井筒经工作面流到气温较高的井筒。这主要是由于风流经过井巷时与岩石发生了热量交换，进、回风井里的气温出现差异，回风井里的空气密度小，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差就是所谓的自然风压H。在自然风压的作用下风流不断流过矿井，形成自然通风过程。如果在夏天，地面气温较高，在山区用平调开拓的矿井，未安主扇通风时，经常可以见到自然通风风向的变化，有时风流停滞。这就表明，完全依靠自然通风，不能满足安全生产的要求。,对于一个有主扇通风的矿井，由于自然因素的作用，自然通风压依然存在。设若主扇在回风井抽出式或在进风井压人式工作，当炎热季节温度颇高的地面空气流入进风井巷后，其热量虽然已经不断传给岩石，但通常仍然形成进风井里的空气密度还低于回风井里的空气密度，这时自然风压的方向就与扇风机通风的方向相反，扇风机风压不仅要用来克服井巷通风阻力，而且还要克服反向的自然风压。冬季情况正好相反，自然风压能够帮助扇风机去克服井巷通风阻力。从上述自然通风形成的原因也可以说明，即使只有一个出口的井筒或平硐，也可能形成自然通风。冬天，当井筒周壁不淋水，就可能出现井筒中心部下风而周围上风的现象；夏天，却可能出现相反的通风方向。大爆破后产生大量温度稍高的有毒有害气体以后，特别是当井下发生火灾产生大量温度较高的烟气时，就会出现局部的自然风压（称为“火风压”），扰乱原来的通风系统风流状况。我国的一些山区平硐开拓的矿井，冬季自然通风的作用较强，但到了夏天，经顶部采空区和通道下灌的自然通风量也相当大，往往扰乱原来拟定的通风系统。因此，从全年着眼如何有效地控制和利用自然通风，是一些矿井值得研究解决的问题。,二、矿井自然通风的特性实践表明，自然通风对矿井有效通风的作用，有时表现为积极的一面，有时却表现为消极的一面。因此，要深入认识矿井自然通风的特点和规律，以便能够更好的利用和控制自然通风。这一课题不仅对于现时许多山区平硐开拓的或深部露天转地下开采的矿井通风有现实意义，而且对于今后的深、热矿井通风也有长远意义。但是，迄今对于自然通风规律的尚未彻底认识，甚至常常对于通风系统中某些自然风流方向“异常”的现象，一时还难以解释清楚，这就必然会给规划和管理矿井通风系统带来一些盲目性。根据现有的研究和认识，自然通风的规律和特点分为以下几点。（1）影响自然风压的因素影响自然风压大小和方向的因素很多，可归纳为以下几个①地表气温的变化由于矿区地形、开拓方式和矿井深度的不同，以及是否采用主扇通风，地表气温变化对自然风压的影响程度也有所不同。对于山区平硐开拓的矿井，或者井筒开拓的浅矿井，自然风压受地表气温变化的影响较大，因而自然风压的变化较大，一年之间自然风压的大小和方向一般表现为如图7－3所示的变化；特别是平硐开拓的矿井，在夏秋季节有时一日数变，甚至还受天气变化的影响。,图7-3自然风压的变化,在侵蚀基准面以下竖井开拓的深矿井，由于地温随深度而增加，地面空气进入矿井后与岩体发生热交换，地表气温的影响就比较小了，从而自然风压大小一年内虽有变化，大体方向一般不太可能变化，特别是有主扇通风的情况下。②矿井深度可以近似的认为，自然风压的大小与矿井深度成正比。深达一千余米的矿井，“自然通风能”约占总通风能的30％。有一个1000m深的矿井，主扇运转时风量为90立方米每秒，而当主扇停止运转时自然通风量仍达20～65立方米每秒。③地面大气压虽然从计算自然风压的概念可见，Hn与大气压成正比；但是，地面大气压变化不大，从而它的影响也很小。④矿井内空气的成分和湿度我们知道，各种气体的气体常数是不同的。按照道尔顿定律，可以算出含有不同气体成分的空气气体常数，由此可以算出它对空气密度的影响。但在一般情况下，这种影响很小，在计算Hn时可不予考虑。空气湿度的影响，也一般不予考虑。但是，在深矿井中，从回风井排出空气时，空气常呈过饱和状态，空气中含有不少液态水分，排走这些水分必然要消耗附加的能量。如果矿井没有主扇，这份能量消耗就有赖于空气做的功（即自然通风能），从而削弱,了原可用于全矿通风的风压。⑤扇风机工作的影响主扇工作对自然风压大小的影响甚小，一般予以忽略。但是，在主扇反风时，人为地形成了新的风流方向，原来的进风井为回风井；若在冬季，由于岩体热量传给空气，使原进风井内气温增高，这种温差关系（两井筒内）既经形成，即使主扇停止运转，自然风流仍能保持主扇反风时的方向。也就是说，主扇反风能形成一个与原来自然风压方向相反的新的自然风压。③风量的影响冬季，