金属非金属矿山安全管理

第八章矿山机电安全管理山东煤炭技师学院杜元彪本章学习重点：1、掌握矿山供电要求及电气作业安全技术措施2、掌握触电、漏电、电气火灾等事故的原因及预防措施3、掌握矿山常用机械的安全管理要求4、掌握矿山机械常见故障的原因及预防措施第一节矿山安全管理一、矿山供电及供电安全要求（一）电力负荷分类由于矿山环境的特殊性，尤其是井下，要求供电可靠，对矿山企业的重要负荷，如主排水，通风与主提升机，一旦中断供电，可能发生矿井淹没，有毒有害气体聚集或停罐甚至坠罐等事故，采掘、运输、压气及照明等中断供电，也会造成不同程度的经济损失或人身事故，根据对供电可靠性要求不同，矿山电力负荷可以分为以下三级：一级负荷。凡是突然中断供电危及人员生命安全，重要设备损坏报废，造成重大经济损失的均属一级负荷。二级负荷。凡突然停电会严重减产，造成重大经济损失的为二级负荷。三级负荷。凡不属于一级和二级负荷的为三级负荷。如：小型矿山设备（属于一级负荷的除外}，以及矿山的机修、仓库、车库等辅助设备的供电等，三紧负荷的供电采用一回路专线供电。（二）电压等级矿山供配电电压和各种电器设备的额定电压等级如下：（1）高压网络配电电压不应超过10KV。一般露天矿和地下矿，地面高压电力网的配电电压为6KV、10KV，井下为6KV。（2）低压网络的配电电压，应不超过1140V。一般露天矿场和地下矿山的地面低压配电采用380V或380/220V。井下低压网络采用380V或660V。（3）照明电压、运输巷道、井底车场，应不超过220V；采掘工作面、出矿巷道、天井和天井至回采工作面之间，应不超过36V，行灯或移动式电灯的电压不超过36V。（4）携带式电动工具的电压，应不大于127V。（5）电机车供电电压，采用交流电源应不超过400V；采用直流电源不超过600V。（6）在金属容器或潮湿地点作业，安全电压不得超过12V。（三）矿山供电电源应遵循的原则矿山供电遵循的原则：1、有一类用户的矿山，应由两回路电源供电，任何一回路电源的容量至少保证一类用户电气设备的需要。2、无一类用户的中、小型矿山‘一般由一个独立的电源供电，无二类用户的矿山应根据矿山用电负荷的大小和电源电压的等级选择供电线路的回路数。（四）矿山企业对供电的要求1、供电可靠。对矿山企业的供电如果突然中断，不仅会造成减产，而且有可能引起人身事故或设备事故，甚至可能毁坏矿井。因此矿山企业对供电的基本要求是：必须保证供电的连续性和可靠性。因此，可采用双回路电源，或环形供电的方法，即使在供电系统局部发生故障的情况下也可保证通风、排水设备的用电不间断（这部分电能叫保安用电）这就要求从变配电室双回路供电，以保证人身和设备不受危害。2、供电安全。由于井下条件复杂，容易发生人身触电事故，同时电火花又易引燃井下一些可燃性气体，所以必须采取一系列的安全措施和建立严格的安全用电制度，以保证供电安全。3、技术经济合理，矿山企业对于供电的要求，不但要在容量上满足生产的要求，而且电能质量要好，即电压（V）与频率（f）要稳定在允许值的范围内。同时还要求供电经济，即要求供电设备的建设投资要少、运行和维护费用要低。二、矿山电气安全技术措施1、直接触电防护措施。指防止人体各部位触及带电体的技术措施。主要包括绝缘、屏护、安全间距、设置障碍、安全电压、限制触电电流、电气连锁、漏电保护器等防护措施。其中限制触电电流是指人体直接触电时通过电路或装置，使流经人体的电流限制在安全电流值的范围以内，这样既保证人体的安全，又使通过人体的短路电流大大减少。2、间接触电防护措施。指防止人体各个部位触及正常情况下不带电，而在故障情况下才变为带电的电器金属部位的技术措施。主要包括保护接地或保护接零、绝缘督查、采用Ⅱ类绝缘电气设备、电气隔离、等电位连接、不导电环境、加强绝缘等防护措施。其中前三项是最常用的方法。3、电气作业安全措施。指人们在各类电气作业时保证安全的技术措施。主要有电气值班安全措施、电气设备及线路巡视安全措施、倒闭操作安全措施、停电作业安全措施、带电作业安全措施、电气检修安全措施、电气设备及线路安装措施等。4、电气安全装置。主要包括熔断器、继电器、断路器、漏电开关，防止误操作的联锁装置、报警装置、信号装置等。5、电气安全操作规程。主要有高压、低压、弱电系统电气设备及线路操作规程、特殊场所电气设备及线路操作规程、电气装置安装工程施工及验收范围等。6、电气安全用具。主要有起绝缘作用的绝缘安全用具，起验电或测量作用的验电器或电流表、电压表，防止坠落的登高作业安全用具，保证检修安全的接地线、遮拦、标志牌和防止烧伤的护目镜等。7、电气火灾消防技术。指电气设备着火后必须采用的正确灭火方法、器具、程序及要求等。8、组织电气安全专业性监督检查，即使发现并消除隐患和不安因素。9、做好触电事故急救工作，及时处理电气事故，做好电气安全档案管理。10、做好电气作业人员（电工）的管理工作，如上岗培训、专业技术培训考核、安全技术考核、档案管理等。11、制定安全标志，做好安装、维护。三、电气安全保护（一）中性点接地方式供电系统的电源变压器中性点采用何种接地方式，对于电气保护方案的选择和电网的安全运行关系极大。低压供电系统一般有两种供电方式，一种是将配电变压器的中性点通过金属接地体与大地相接，称中性点直接接地方式（如图8-1所示）；另一种是中性点与大地绝缘，称中性点不接地方式（如图8-2所示）。这两种接地方式各有短长，适合于不同的使用场所，并要有相应的电器保护装置才能保证电网的安全运行。1、当人触及电网一相时，中性点接地系统危险性较大。2、当电网一相接地时，中性点接地系统即为单相短路，短路点将产生很大的电弧，在有瓦斯的矿井内，会引起瓦斯爆炸；短路电流在大地流通时，易引起电流爆炸事故。中性点不接地系统接地电流较小，相对较安全。3、中性点不接地系统不能限制低压电网由于某种原因而引起的对地高电压，例如低压线路直接受雷击，高、低压线路交叉跨越搭连等。当有这些情况出现时，将会造成严重的事故。而中性点接地系统能使窜入的高压得到限制。4、以架空线路为主，比较分散的低压电网，要维护很高的绝缘电阻是很困难的，尤其是雨雪天。当线路绝缘降低到一定程度后即失去中性点不接地的优点。由于矿山井下环境恶劣，对安全用电要求特别高，为此，安全规程规定井下配电变压器以及金属露天矿山的采场内不得采用中性点直接接地的供电系统；地面低压供电系统以及露天狂采场外地面的低压电气设备的供电系统，一般都是采用中性点直接接地的系统。许多小矿山，井上下共用一台变压器，为了能满足安全规程的要求，要采用中性点不接地的方式，并要保持网路的绝缘性能。为了避免和减轻高压窜入低压的危险，要将中性点通过击穿保险器同大地可靠地连接起来，或在三相线路上装设避雷器（如图8-3）（二）接地和接零运行中的电气设备可能由于绝缘损坏等原因，而使它的金属外壳以及与电气设备相接触的其他金属物上出现危险的对地电压。人体接触后，就有可能发生触电危险。为了避免触电事故的发生，最常用的保护措施是接地和接零。1、保护接地保护接地就是把正常情况下不带点的电器设备的金属外壳（电动机、变压器、电器及测量仪表的外壳)、配电装置的金属构件、电缆终端盒与接线盒外壳等与埋设在地下的接地装置用金属导线连接起来，使泄露的电流导入大地防止人员触电的措施。保护接地试用于中性点不接地系统，也可在安装电流动作型漏（触）电保护器的中性点接地的系统中使用。保护接地的保护作于原理如图8-4所示，当电气设备绝缘损坏而使一相带电体碰壳时，若没有保护接地，人接触此外壳，则电流经人体入地，再流经其他两相对地绝缘电阻（忽略电容）回到电源，当电网对地绝缘电阻较低时，通过人身的电流将达到危险值。若有保护接地，人触及外壳时，由于接地装置的分流作用，通过人体的电流就大大减少。矿井内部保护接地措施1、矿井内所有电气设备的金属外壳及电缆的配件、金属外皮等，都要接地。巷道中接地电缆线路的金属构筑物等也要接地。2、下列地点，应设置局部接地极：①装有固定电气设备的同室和单独的高压配电装置;②采区变电所和工作面配电点；③铠装电缆每隔100m左右应就地接地一次，遇到接线盒时应接地。3、矿井电气设备保护接地系统的一般规定：①所有需要接地的设备和局部接地极，都应与接地干线连接;接地干线应与主接地地极连接，形成接地网；②移动和携带式电气设备，应采用橡套电缆的接地芯线接地，并与接地干线连接；③所有接地的设备，要有单独的接地连接线，禁止将几台设备的接地连接线串联连接；④所有电缆的金属外皮（不论使用电压高低）、都应有可靠的电气连接，以构成接地干线；无电缆金属外皮可利用时，应另敷设接地干线。4）、各中段的接地干线，都应与主接地极相接。敷设在钻孔中的电缆，如不能与矿井接地干线连接，应将主接地极设在地面。钻孔管可以用作接地极。5）、主接地极应设在矿井水仓或积水坑中，且不应少于两组。局部接地极可设于积水坑、排水沟或其他适当地点。2保护接零在380/220V的三相四线制中性点接地的供电系统中，把设备正常不带电的外壳与中性点接地的零线连接，称为保护接零。保护接零的原理如图8-5所示。当某相带电部分碰上金属设备的外壳时，通过设备的外壳形成该相线对零线的单相短路，短路电流能使路上的过流保护装置（如熔断器等）迅速工作，从而将故障部分切断电源，消除触电危险。在中性点接地的系统中，如果仅仅采取保护接地装置，如图8-6所示，当某相发生碰壳短路时，短路电流往往不能使过流保护装置动作长期存在，人体处在与保护接地装置并联的状态，这对人体也是很危险的。因此，中性点接地系统要采用保护接零。如果装设电流动作型漏电保护器，能将一定数值的漏电流可靠地切除，则在中性点接地系统中采用保护接地还是能够保障安全的。（三）继电保护电力系统发生故障或出现异常现象时，为了将故障部位切除，或者防止故障范围扩大，减少故障损失，保证系统安全运行，需要利用一些电气自动装置来保护，自动装置的主要器件是继电器，装有继电器的保护装置称为继电保护装置。继电保护的作用是：①当电力系统发生足以损坏设备或危及安全运行的故障时，使被保护设备快速脱离系统。②当电力系统或某些设备出现非正常情况时，及时发出报警信号，以使工作人员迅速进行处理，使之恢复正常工作状态。③在电力系统的自动化，以及工业生产的自动控制（如自动重合闸，备用电源自动投入，遥控、遥测、遥讯等）中，作为重要的控制元素。（四）漏电保护当电路或电气装置绝缘不良，使带电部分与地接触，引起人身伤害、损坏设备以及发生火灾危险时，可将电源切断的保护称漏电保护。漏电保护装置主要有电压型与电流型两种。漏电保护的使用范围有：①防触电、防火要求较高的场所和新、改、扩建工程使用各类低压用电设备、插座。②对新制造的低压配电柜（箱、屏）、动力柜（箱）、开关箱（柜），操作台、实验台、以及机床、起重机械、各种传动机械等几点设备的动力配电箱，在考虑设备的过载、短路、失压、断相等保护的同时，必须考虑漏电保护。③建筑施工场所、临时线路的用电设备。④手持式电动工具（除Ⅲ类外）、其他移动式机电设备，以及触电危险性大的用电设备。⑤潮湿、高温、金属占有系数大的场所及其他导电良好的场所。⑥应采用安全电压的场所，不得用漏电保护器代替。如果用安全电压确有困难，须经企业安全管理部门批准，方可用漏电保护器作为补充保护。⑦额定漏电动作电流不超过30mA的漏电保护器，在其他保护措施失效时，可作为直接接触的补充保护，但不能作为唯一的直接接触保护。⑧选用漏电保护器，应根据保护范围、人身设备安全和环境要求确定。一般应选用电流型漏电保护器。⑨当漏电保护器做分级保护时，应满足上下级动作的选择性。一般上一级漏电保护器的额定漏电动作电流应不小于下一级漏电保护器的额定漏电动作电流、或是所保护线路设备正常漏电电流的2倍。⑩在不影响线路、设备正常运行（即不误动作）的条件下，应选用漏电动作电流和动作时间较小的漏电保