巷道掘进机 安全要求.pdf

ICS 73.100.10 D 91 中华人民共和国国家标准 GB 巷道掘进机 安全要求 Tunneling machinerySafety requirements （报批稿） －－发布 －－实施 中 华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 中国国家标准化管理委员会 中 华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 中国国家标准化管理委员会 发布 GB 前 言 本标准全部技术内容为强制性。 本标准涉及的是全断面巷道掘进机和部分断面巷道掘进机的安全问题。 本标准未涉及到的危险与 GB/T 15706.1～GB/T 15706.2 一致。 本标准由机械工业联合会提出。 本标准由全国矿山机械标准化技术委员会（SAC/TC88）归口。 本标准主要起草单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司、中信重工机械股份有限公 司、凯盛重工有限公司。 本标准主要起草人杨现利、王亚东、张升奇、张勇杰、郭明。 本标准首次发布。 I GB 巷道掘进机 安全要求 1 范围 本标准是从物理性能及预定使用方面对巷道掘进机提出的限制。本标准所规定的安全要求适用 于 GB/T 15706.1 中规定的机器寿命期内各阶段所产生的危险。 本标准适用于各种地下矿山使用的全断面巷道掘进机和部分断面巷道掘进机，主要包括敞开式 全断面巷道掘进机、护盾式全断面巷道掘进机和悬臂式掘进机。 2 规范性引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所 有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的 各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分通用要求（GB 3836.1-2000,eqv IEC 60079-01998） GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分隔爆型“d” （GB 3836.2-2000，eqv IEC 60079-11990） GB 3836.3 爆炸性气体环境用电气设备 第 3 部分增安型“e” （GB 3836.3-2000，eqv IEC 60079-71990） GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备 第 4 部分本质安全型“i” （GB 3836.4-2000，eqv IEC 60079-111999） GB 5226.1 机械安全 机械电气设备 第 1 部分通用技术条件GB 5226.1-2002，IEC 60204-1， IDT GB 7247.1 激光产品的安全 第 1 部分设备分类、要求和用户指南（GB 7247.1-2001，idt IEC 60825-1l993） GB/T 8196 机械安全 防护装置 固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求GB/T 8196-2003, ISO 141202002,MOD GB 9969.1 工业产品使用说明书 总则 GB 12265.1 机械安全 防止上肢触及危险区的安全距离 （GB 12265.1-1997， eqv EN 249 1992） GB 12265.2 机械安全 防止上肢触及危险区的安全距离 （GB 12265.2-2000， eqv EN 811 1994） GB 12265.3 机械安全 避免人体各部位挤压的最小距离 （GB 12265.3-1997， eqv EN 349 1994） GB/T 12718 矿用高强度圆环链（GB/T 12718-2001，neq ISO 6101990） GB/T 13306 标牌 GB/T 13441.1 机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价 第 1 部分 一般要求（GB/T 13441.1-2007，ISO 2631-11997，IDT） GB 14048所有部分 低压开关设备和控制设备 GB/T 15706.1 机械安全 基本概念与设计通则 第 1 部分基本术语和方法GB/T 15706.1-2007，ISO 12100-12003，IDT GB/T 15706.2 机械安全 基本概念与设计通则 第 2 部分技术原则GB/T 15706.2-2007，ISO 12100-22003，IDT GB 16423 金属非金属矿山安全规程 GB/T 16855.1 机械安全 控制系统有关安全部件 第 1 部分设计通则GB/T 16855.1-2008， 1 GB ISO 13849-12006，IDT GB 17299 土方机械 最小入口尺寸（GB 17299-1998，idt ISO 28601992） GB/T 18153 机械安全 可接触表面温度 确定热表面温度限值的工效学数据GB/T 18153-2000, eqv EN 5631994 GB 20178 土方机械 安全标志和危险图示 通则（GB 20178-2006，ISO 92441995，MOD） MT/T 862 悬臂式掘进机电控设备系列与参数 MT/T 971 悬臂式掘进机 电气控制设备 煤矿安全规程 （2006） 3 危险一览表 巷道掘进机在其寿命期内，在运输、安装、使用和维护过程中可能产生的危险见表 1。 表 1 危险一览表 序号 危险 1 挤压危险 2 摩擦或磨损危险 3 高压流体喷溅射危险 4 因稳定性降低而产生的危险 5 滑倒、倾倒和跌倒危险 6 直接或者间接电接触危险 7 因电气设备外部影响而产生的危险 8 热危险 9 噪声危险 10 振动危险 11 激光危险 12 粉尘和气体危险 13 火灾或者爆炸危险 14 跌落物体和涌水危险 15 忽视人类工效学造成的危险 16 忽视个人防护装置的使用造成的危险 17 不合适的局部照明造成的危险 18 能源失效危险 19 控制系统的失效危险 20 缺少或者错误安装装置造成的危险 21 设备和部件的安全处理不当导致的危险 22 用于安全调节和维护的基本设备和附件缺少或者错误安装造成的危险 23 排气设备缺少或者错误安装造成的危险 4 安全要求和/或措施 4.1 一般要求 4.1.1 巷道掘进机应符合本标准所有的安全措施和技术规定，另外还应符合 GB/T 15706.1 和 GB/T 15706.2 涉及的、本标准中未提及的有关危险的安全措施和技术规定。 4.1.2 巷道掘进机应根据使用条件不同分别符合煤矿安全规程或 GB 16423 的规定。 4.1.3 产品中经常接触的部件表面温度应符合 GB/T 18153 的有关规定。如有超过 GB/T 18153 规定 的热表面温度限值而导致接触危险的表面，这些表面应加防护栏或护盖。 4.1.4 产品零部件在设计和制造时，应避免人员无遮蔽地与那些可能导致伤害的尖锐的边缘、棱角 或者粗糙的表面直接接触，锐边、尖角和凸出部位的设计应符合 GB/T 15706.2 的要求。 2 GB 4.1.5 防止上肢触及危险区的安全距离应符合 GB 12265.1 的规定。 4.1.6 防止下肢触及危险区的安全距离应符合 GB 12265.2 的规定。 4.1.7 防止人体各部位挤压的最小间距应符合 GB 12265.3 的规定。 4.1.8 各检修部位的最小入口应符合 GB 17299 的规定。 4.2 液压系统、水系统和气动装置 4.2.1 金属管、软管和管接头应满足最大工作压力的要求，软管应标明许用的工作压力。 4.2.2 当软管工作压力在 5MPa 以上、工作温度在 50℃以上且距司机操作位置在 1m 以内时，必须 加防护罩，防护罩应坚固，保护操作者免受软管突然爆破而产生的伤害。 4.2.3 液压系统和水系统的管件、 阀类应布置合理， 软管应与电线隔离开， 并避开热的表面和锐边。 移动的液压软管应配备导向装置。 4.2.4 液压系统应设有过滤装置，还应设压力、油温、油位显示和保护装置。 4.2.5 液压系统不能因为压力波动（压力上升、丧失、下降）而产生危险。 4.3 粉尘抑制 巷道掘进机应装有粉尘抑制系统或降尘喷雾系统，用于处理粉尘和防止粉尘继续增加。巷道掘 进机作业时司机操作位置处空气中的粉尘浓度，应符合表 2 的规定。 表 2 最高允许浓度mg/m 3 粉尘中游离SiO2 ％ 总粉尘 呼吸性粉尘 10 10 3.5 10～50 2 1 50～80 2 0.5 ≥80 2 0.2 4.4 噪声 巷道掘进机作业时，司机操作位置处的综合噪声值应不大于 90dBA。空载试验综合噪声值应 不大于 95dBA。 4.5 振动 司机全身振动暴露极限值不超过表 3 的规定，全身振动暴露的测量方法应符合 GB/T 13441.1 的 规定。 表 3 工作接触时间 h 卫生限值 m/s2 8 1.15 4 1.63 2 2.3 1.0 3.3 0.5 4.6 0.25 6.5 4.6 防火 4.6.1 材料 巷道掘进机应尽可能采用防火材料。如果装有司机室，则司机室内的装饰材料应采用燃烧时不 放出有毒气体的阻燃材料。 4.6.2 灭火器 4.6.2.1 应根据火灾危险的种类,选择合适的灭火器。 4.6.2.2 灭火器应予以适当固定，以防止其翻倒，取用灭火器不应需要任何工具。 3 GB 4.6.2.3 灭火器应使用经国家批准的定点厂生产的合格产品，其维护、检查、测试、更换的周期、 项目和方法及使用方法和注意事项应符相关的规定和要求。 4.7 防护和保护装置 4.7.1 对于人员可及范围内的旋转传动部件，应配置防护装置。 4.7.2 防护装置设计原则应符合 GB/T 8196 的规定。 4.7.3 全断面巷道掘进机的主操作位置应有一个用来防止岩石、工具、备件及其它物体坠落的司机 室或者保护性屋顶，司机室或保护性顶棚的任意位置应能至少承受 2000N 的集中载荷。 4.7.4 当巷道水平倾斜度在 25或更大时，全断面巷道掘进机主操作位置应能通过保护装置或分力 装置，保护在主操作位置的人员不受伤害。 4.7.5 电缆、变压器、液压软管、管道等敏感部件应有必要防护措施，保护其不受坠落物如岩石等 的伤害。 4.8 电气设备 4.8.1 电气设备的设计制造和使用应符合 GB 5226.1 的要求，动力电缆应具有阻燃、防水、防油和 防火的特性。 4.8.2 对于煤矿井下等有爆炸性气体的场合，其设计制造和使用应符合 GB 3836.1，GB 3836.2， GB 3836.3，GB 3836.4 和煤矿安全规程的规定。 4.8.3 悬臂式掘进机的电气控制设备的安全性能应符合 MT/T 682 和 MT/T 971 的规定。 4.8.4 装有变压器的全断面巷道掘进机，其变压器仅能使用空气冷却或不含聚苯冷却物的变压器。 4.8.5 所有的开关装置都要符合 GB 5226.1 和 GB 14048 的相关规定。 4.9 全断面巷道掘进机 4.9.1 刀盘及人孔通道 为了安全的对刀盘进行检查和维护工作（比如替换刀具） ，根据全断面巷道掘进机的大小和巷道 岩石条件，应满足以下设计要求 在不稳定的地质条件下，如果刀盘的大小允许，刀盘应设计为在替换刀具时人不需要进入 刀盘前面区域的型式，例如在刀盘背面装配刀具； 在不稳定的地质条件下，应有通向刀盘的通道，且通道应有保护措施，比如使用临时的支 护装置或预先处理刀盘前面区域的不稳定岩石； 当刀盘的人孔通道打开时，刀盘应不能正常旋转； 具备现场控制实现刀盘慢速点动控制的功能，以更换刀具； 刀盘应装配一个防止刀盘无意识旋转的刹车系统，该系统应在人孔通道打开之前启动。 4.9.2 操作位置 4.9.2.1 人类工效学 全断面巷道掘进机的操作装置应按人类工效学原理设计，从而减轻劳动强度，避免操作者的疲 劳。操作者工作时应尽可能的佩戴防护装置。 4.9.2.2 能见度 主操作位置的能见度应达到让司机在自己和其它人员都安全的条件下操作全断面巷道掘进机。 在必要时，应提供包括闭路电视在内的视觉辅助系统来弥补不能直视的缺点。 如果在主操作位置上不能看到所有全断面巷道掘进机设备的工作情况时，应在控制器上安装光 信号显示器或相似的装置来显示下列情况 巷道掘进设备处在待机状态； 所有操作时需要的辅助设备都准备好或者已经启动； 4 GB 监视系统正常； 没有需要紧急制动的情况； 刀盘前有人时的警告状态。 4.9.2.3 驾驶室 当主操作位置配置驾驶室时，驾驶室应符合下列要求 在有加热和/或冷却装置时，应保证空气流通； 驾驶室内噪声不超过 85dBA； 应具备隔振功能； 除非司机必须站着工作，否则应配置座椅，座椅应符合4.9.2.1 的要求。 4.9.3 部件装卸 4.9.3.1 运输和吊运 全断面巷道掘进机的重载运输、吊运系统和辅助作业应将需要人工处理的地方降到最少。需要 经常更换的零部件（如刀具等）应配置起吊装置，且在动力源失效时不应产生危险。 4.9.3.2 机械部件的装卸 重量超过 25kg 的零部件装卸时提升机构应符合下列要求 提升机构应安装有附加装置； 或者设计成可以装配附加装置的型式； 或者将标准的提升机构设计成能很容易附加其它装置的类型。 4.9.3.3 支护设备的装卸 支护设备有超过 50kg 的部件需要提升时，应建造或安装提升装置。提升装置可以是通过绞盘钢 索和推动杆来移动部件的固定型式，也可以是直接提升隧道周围的部件到任意位置的旋转型式。 4.9.4 操作位置和维修点的出入口 4.9.4.1 一般要求 4.9.4.1.1 全断面巷道掘进机应配有楼梯、 阶梯和人行道， 提供可从任何工作区安全进出的出入口。 4.9.4.1.2 全断面巷道掘进机中人员经常来往或站立的部分在设计和制造时， 应将其所受跌落和挤 压的危险降到最低。 4.9.4.1.3 全断面巷道掘进机及其辅助装置从隧道传输系统中运送材料的区域在设计和建造时应 确保人员安全进出。 4.9.4.2 人行通道 全断面巷道掘进机的人行道的宽度应不小于 300 ㎜，如果小于 300 ㎜应设置防护栏杆或防护侧 板。 4.9.4.3 刀盘通道开口 刀盘上应有一个最小面积是 0.2 ㎡，最小边尺寸是 400mm 的完整人体出入口。 4.9.4.4 拖拽连接件 全断面巷道掘进机与其辅助的装置之间的连接件应满足以下要求 链型连接件，断裂载荷的安全系数不应小于 4 倍； 销类和其它连接件，屈服应力的安全系数不应小于 2 倍。 在计算牵引力大小的时候，应将下列摩擦因数计算在内 行驶在铁轨上的拖车的轮子，μ0.2； 行驶在其它表面的拖车的轮子，μ0.3； 安装在拖车任何位置的滑车，μ0.8。 5 GB 4.9.5 激光控制 如果全断面巷道掘进机由激光控制， 那么激光窗口应设在能让眼睛最少暴露在激光射线的地方， 还要提供激光射线的标志和警告。低能量激光应符合 GB 7247.1 的要求。 4.9.6 控制系统和控制装置 4.9.6.1 概述 控制系统应符合 GB/T 16855.1 第二类的要求。系统应该被设计和制造为可在地下环境使用，并 应具有容易拆卸、承受应力、承受打击和振动的能力。 4.9.6.2 控制系统 4.9.6.2.1 全断面巷道掘进机应有一个控制刀盘和推进的主操作位置， 另外某些功能可采用现场控 制，可现场控制的功能必须有主操作位置激活。 4.9.6.2.2 控制系统安全部分应符合 GB/T 16855.1 的要求。 4.9.6.3 控制装置 控制装置应符合以下要求 在必要的地方有清晰可见的标示； 具有安全的操作间隙，例如避免附近控制器被意外激活； 单独启动或者停止功能要位于彼此接近的位置； 当无意激活设备可能导致有危险发生时，要提供相应的防护装置； 装置的布局和运动要和执行的动作一致，并很好地符合人类工效学原理； 全断面巷道掘进机刀盘的慢速点动操作是止-动类型的； 掘进机应安装指示装置、刻度盘和其它信号装置，并使操作人员应能从控制位置上清晰地阅读 这些刻度信号。 4.9.6.4 启动、警告系统，停机和急停 4.9.6.4.1 启动 全断面巷道掘进机在主操作位置应有且仅有一个启动控制按钮，该按钮应具有防止全断面巷道 掘进机被意外启动的功能，任何原因导致的停机，都必须通过这个按钮才能重新启动。 4.9.6.4.2 警告系统 每个警告系统都应该是可清晰辨认的，例如，提供连续的信号或者间歇的信号。警告系统与运 行功能应自动互锁。 全断面巷道掘进机应为司机及其辅助装置工作的人员设置有清晰标志的涌水逃生通道及声音报 警装置。 4.9.6.4.3 停机 每个操作位置都应当安装停机控制装置，按不同的危险类型来部分或全部的停止全断面巷道掘 进机或其部件。停机操作在设备的整个运行过程中都是优先执行的。 4.9.6.4.4 急停 为避免紧急危险而引发事故，每台全断面巷道掘进机都应当安装急停制动装置，在主操作位置 和现场控制应设置急停装置，使用急停装置时不应当引发其它危险。 4.9.6.4.5 能源供应失效 无论什么原因，全断面巷道掘进机的电源中断或者变动后，导致的电力中断或者电力重新连接 都不应导致危险情形发生。并应符合以下要求 在电力重新建立连接后，只有在人为激活启动按钮后设备才能启动； 如果停机命令已经下达，应无障碍停机； 6 GB 控制刀盘通路的互锁要保持完全的有效性。 4.9.7 照明 4.9.7.1 所有灯具应安装牢固，完好有效，不允许由于振动而松脱、损坏、失去作用或自行开关或 改变光照方向。 4.9.7.2 司机室或操作台应设置顶灯、工作灯和仪表灯。 4.9.7.3 照明设备的设置应避免受到机械伤害。 4.9.7.4 操作人员工作区域内的光照度至少要达到 100lx。 4.10 部分断面巷道掘进机 4.10.1 部分断面巷道掘进机应设有支护用的托梁装置。 4.10.2 部分断面巷道掘进机切割机构、装运机构、行走机构齿轮箱的传动机械强度安全系数应不 小于 2.5。刮板链的静强度安全系数的选择应不小于 4.0。若使用矿用圆环链，应符合 GB/T 12718 的规定。 4.10.3 受动载荷振动较强的元、部件重要联接螺栓，应有可靠的防松装置，锁紧扭矩值应有安全 裕度，符合设计要求。 4.10.4 部分断面巷道掘进机必须装有只准以专用工具开、闭的电气控制回路开关，专用工具必须 由专职司机保管，司机离开操纵台时必须断开部分断面巷道掘进机上的电源开关。 4.10.5 部分断面巷道掘进机非操作侧，必须装有能紧急停止运转的按钮。 4.10.6 部分断面巷道掘进机应设有启动报警装置，启动前应发出启动警报，只有在铲板前方和截 割臂附近无人时方可开动掘进机。 4.10.7 部分断面巷道掘进机行走机构应设有制动系统及必要的防滑保护装置。 4.10.8 切割机构和装运机构的传动系统应设有过载保护装置。在铲板处于正常工作位置时，在它 们之间不应干涉。 4.10.9 油泵和切割机构之间、转载机和装运机构之间的启、停顺序，在电控系统中应设有紧急断 电和联锁装置。 4.10.10 部分断面巷道掘进机作业时，各齿轮箱的最高温度不得超过 95℃，液压油箱中的油温一 般不应超过 70℃。 4.10.11 部分断面巷道掘进机应设有内、外降尘喷雾系统，并装有过滤装置。内喷雾装置的使用水 压不得小于 3 MPa，外喷雾装置的使用水压不得小于 1.5 MPa。如果内喷雾装置的使用水压小于 3 MPa 或无内喷雾装置应使用外喷雾装置和除尘器。 4.10.12 部分断面巷道掘进机应设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。 4.10.13 液压系统和内、外降尘喷雾系统应按要求进行耐压试验。 4.10.14 部分断面巷道掘进机停止工作时和检修以及交接班时必须将部分断面巷道掘进机切割头 落地，并断开部分断面巷道掘进机上的电源开关和磁力启动器隔离开关。 4.10.15 检修部分断面巷道掘进机时严禁其他人员在截割臂和转载桥下停留或作业。 4.10.16 部分断面巷道掘进机必须装有前、后照明灯。 5 使用信息 5.1 标牌 每台巷道掘进机均应在明显位置固定标牌，标牌的标记、型式和尺寸均应符合 GB/T 13306 的规 定，并且至少包括以下主要内容 制造商名称及地址； 7 GB 巷道掘进机型号及名称； 出厂日期及编号； 巷道掘进机主要技术参数。 5.2 使用说明书 5.2.1 使用说明书应符合 GB/T 15706.2 和 GB 9969.1 的要求。 5.2.2 使用说明书的内容应包括 操作人员手册； 维护手册； 备件清单； 运输和安装说明。 使用说明书的用语应采用巷道掘进机使用国的官方语言，并应适合操作者阅读。 5.2.3 操作人员手册的内容应包括 操作人员手册应将巷道掘进机使用信息传递给操作者，所有关于设备安全运行的重要内容都应 包括在内。 操作人员手册应提供或者规定以下内容 与标牌上相同的内容； 使用巷道掘进机的详细说明，包括详细说明巷道掘进机预定的岩石条件。 正确操作巷道掘进机的完整说明； 操作人员应有实践培训，操作巷道掘进机的时候要特别注意安全防范问题，包括引起火灾； 图纸、照片与电气、液压、降尘和气压系统的线路图构成了对巷道掘进机械的整体印象。 这样的插图要足够大，以便清楚地显示内容； 要列出主要部件的名称、部件功能和在整个巷道掘进机的安装位置； 在刀具、发动机、液压活塞和液压部件的热表面上要有警告标示； 向操作人员和其他人员给出有关可能发生其余危险的警告，例如移动的部件、拥挤、高压、 人行道堵塞、物体坠落、表面倒塌、涌水和着火； 给出如果没有保护系统，确定可以发生的危险的信息； 关于巷道掘进机设计的陡峭斜面的说明； 刀盘或截割头工作的说明； 为避免人员由于岩石掉落而发生危险，要提供的合适岩石支架； 在使用全断面巷道掘进机刀盘的慢速点动功能时，为防止无意识的重新转动，刀盘驱动设 备的旋转应该停止和锁上； 全断面巷道掘进机在刀盘工作期间，规定在刀盘前工作的人员与操作刀盘慢速点动功能的 人员之间应该建立通讯并维持这种通讯连接； 有关灭火器的位置、使用、保养和检查的信息。 5.2.4 维护手册的内容应包括 维护手册的内容包括 有关安全地安装和拆卸较重或难处理部件的说明。 经常需要更换的部件的重量应预以说明， 例如，刀具； 一个制造商提供的按特殊重要性分类的有关安全的建议、 检查频率和更换频率的部件列表； 有关会导致维护人员或者其他人员受到伤害的行为的警告； 建议对停机控制、急停装置、危险气体监控系统、制动系统、视觉和听觉警告系统作定期 8 GB 的重复监测； 如何定期清理粉尘过滤器和其它设备的详细说明，例如，变压器。 5.2.5 备件清单的内容应包括 备件清单应包括所有相关备件的详细说明，清单的资料包括部件的辨别和部件在掘进设备上的 安装位置。 5.3 维护 巷道掘进机在设计和安装时要保证，人员在调整、润滑和维护设备的时候没有危险。巷道掘进 机应尽可能地设计成在巷道掘进机停机的时候，进行调整、维护、维修、清洗和保养操作。 5.4 安全标志 在巷道掘进机及其辅助装置的入口以及其它有可能发生危险的地方应设置相应的安全标志，例 如下列地点 移动部件； 高压地点； 有拥挤危险的地方； 噪声。 任何操作巷道掘进机及其单独的工作部件的人员，都应完全熟悉操作人员手册中的内容，并且 经过培训合格后才能上岗。 安全标志上面的文字要用第一次使用设备的国家或地区的官方语言写成，并符合 GB 20178 的 规定。 9