煤矿常识培训教材.docx
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煤矿常识培训教材
煤矿基础常识
培训教材
系统版本：
A1
文档编号：
CHI-PT-NJBL-A3
南京北路自动化系统有限责任公司
文档修订记录
序号
修订人
修订内容简述
修订日期
修订后版本号
批准人
1
工程部
建立
2009/03/03
A0
内部使用文档
内容简介
《煤矿安全基础知识培训资料》为保障煤矿安全生产和职工人事安全，防止煤矿事故，根据煤炭法、矿山安全法和煤矿安全检察条例，特定本规程。
本手册共分八个章节，分别为：
第一章：
概述
第二章：
煤矿的开采
第三章：
入井须知
第四章：
相关仪器使用说明
第五章：
煤矿设备安装标准
第六章：
常用术语
第七章：
井下安全标志
第八章：
参考资料
本文档的读者范围：
公司员工
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南京北路自动化系统有限责任公司位于南京江宁经济技术开发区，是南京市高新技术企业，现有高级工程师、工程师及其他专业技术人员80余名。
是专业从事煤矿通信、自动化、信息化产品的研发、生产、销售及服务的高科技公司。
公司拥有ISO9001:
2000质量管理体系认证，坚持“质量第一、用户至上、至诚服务、持续改进”的质量方针，得到了广大客户的信赖和支持。
目前公司产品覆盖全国10多个省、自治区，并在多个煤炭主产区设有售后服务机构。
公司以满足客户需求为己任，不断生产高性价比的产品，为客户创造价值。
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1概述
《安全生产法》等法律法规，赋予了煤矿职工安全生产的权力；煤矿职工在依法享有安全生产权力的同时，也必须依法履行安全生产义务。
人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，它是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间,通常包括巷道,井峒和采掘面等等。
把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
煤矿生产属地下作业，具有苦脏累险的职业特点，经常受到水、火、瓦斯、煤尘等自然灾害和顶板事故的威胁，劳动场所空间小，而且不断移动，点多线长，作业场所分散，生产环节多而复杂，一处出现疏漏，就可能导致发生安全事故。
因此，安全是煤矿“天”字号的大事，是一切工作的重中之重。
为了保障矿山生产安全，防止矿山事故，保护矿山职工人身安全，促进采矿业的发展具有重要作用。
2术语介绍
2.1本安型
本安型是本质安全型的简称
本质安全源于按GB3836.1-2000标准生产，专供煤矿井下使用的防爆电器设备的分类，防爆电器分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类，本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。
也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆，而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ,即瓦斯浓度为8.5%（最易爆炸的浓度）最小点燃能量。
本质安全，就是通过追求企业生产流程中人、物、系统、制度等诸要素的安全可靠和谐统一，使各种危害因素始终处于受控制状态，进而逐步趋近本质型、恒久型安全目标。
本质安全是珍爱生命的实现形式，本质安全致力于系统追问，本质改进。
强调以系统为平台，透过繁复的现象，去把握影响安全目标实现的本质因素，找准可牵动全身的那“一发”所在，纲举目张，通过思想无懈怠、管理无空档、设备无隐患、系统无阻塞，实现质量零缺陷、安全零事故。
人的本质安全相对于物、系统、制度等三方面的本质安全而言，具有先决性、引导性、基础性地位。
人的本质安全包括两方面基础性含义。
一是人在本质上有着对安全的需要。
二是人通过教育引导和制度约束，可以实现系统及个人岗位的安全生产无事故。
人的本质安全是一个可以不断趋近的目标，同时又是有具体小目标组成的过程。
人的本质安全既是过程中的目标，也是诸多目标构成的过程。
本质安全行的员工可通俗的解释为：
想安全，会安全，能安全。
即具备自主安全理念，具备充分的安全技能，在可靠的安全环境系统保障之下，具有安全结果的生产管理者和作业者。
本质安全型企业指在存在安全隐患的环境条件下能够依靠内部系统和组织保证长效安全生产。
该模型建立在对事故致因理论研究的基础上，建立科学的、系统的、主动的、超前的、全面的事故预防安全工程体系。
本质安全防爆方法是利用安全栅技术将提供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内，从而消除引爆源的防爆方法。
对于仪表检测和控制回路而言，限制能量首先意味着限制电压和电流。
又由于电容和电感能够储存和释放电能量，因此电容和电感也须限制。
实践中，人们利用火花实验装置，通过实验确定对不同危险类别气体的电能量限制参数。
国际标准和中国国家标准中给出的常用电能量引爆曲线有电压电流引爆曲线、电压电容引爆曲线和电流电感引爆曲线等。
根据这些曲线，再参考1.5倍的保险系数，人们便可以确定在涉及某类气体时，对指定回路的电能量限制参数。
例如，涉及IIC类气体（如氢气）时，对标准24VDC供电的回路（如变送气，电气转换器，电磁阀等）通常设定限压值为28V。
依此限压值查电压电流引爆曲线，并考虑1.5倍的保险系数，可确定此时的限流值，可确定此时的限流值应为119mA。
依28V限压值并考虑1.5倍的保险系数后查电压电容引爆曲线，可确定回路电容值应限制在0.13μF。
依119mA限流值并考虑1.5倍的保险系数后查电流电感引爆曲线，可确定回路电感值应限制在2.55mH。
为限制仪表的表面温度，除需限制回路的开路电压和短路电流外，还要限制回路的最大功率。
本质安全防爆回路，总是由一个本安现场仪表和作为回路限能关联设备的安全栅配合组成
2.2增安型
增安型，防爆电气设备结构里的一种，指在设备上采用一系列的安全措施，如使用高质量的绝缘材料、降低温升、增大电气间隙、提高导线连接质量等，使其在最大限度内不致产生电火花、电弧或危险温度，或者采用有效的保护元件使其产生的火花、电弧或温度不能引燃爆炸性混合物，以达到防爆的目的。
2.3隔爆型
隔爆型，防爆电气设备结构里的一种，指设备有一个足够牢固的外壳，能经受内部爆炸气体混合物产生最大爆炸压力的1.5倍，并不得小于3.5×10pa的冲击，确保不变形或损坏，不产生永久变形，并具有一定结构间隙以使喷射出来的燃烧生成物通过一定的法兰长度冷却到低于外部爆炸性混合物的自燃温度，达到防爆的目的，
2.4防爆等级
2.5防爆概念
∙爆炸必须具备的三个条件：
（1）爆炸性物质（flammableairflammabledust）：
能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。
（气体：
氢气，乙炔，甲烷等；液体：
酒精，汽油；固体：
粉尘，纤维粉尘等。
）
（2）空气或氧气（airoroxygen）。
（3）点燃源（sourceofignition）：
包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。
易爆物质：
很多生产场所都会产生某些可燃性物质。
煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。
氧气：
空气中的氧气是无处不在的。
点燃源：
在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花、机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。
客观上很多工业现场满足爆炸条件。
当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。
因此采取防爆就显得很必要了。
∙防爆：
防止爆炸的产生必从三个必要条件来考虑，限制了其中的一个必要条件，就限制了爆炸的产生。
在工业过程中，通常从下述三个方面着手对易燃易爆场合进行处理：
（1）预防或最大限度地降低易燃物质泄漏的可能性；
（2）不用或尽量少用易产生电火花的电所元件；
（3）采取充氮气之类的方法维持惰性状态。
2.6危险区域的等级分类
危险场所区域的含义，是对该地区实际存在危险可能性的量度，由此规定其可适用的防爆型式。
1、国际电工委员会/欧洲电工委员会划分的危险区域的等级分类
0区（Zone0）：
易爆气体始终或长时间存在；连续地存在危险性大于1000小时/每年的区域；
1区（Zone1）：
易燃气体在仪表的正当工作过程中有可能发生或存在；断续地存在危险性10~1000小时/每年的区域；
2区（Zone2）：
一般情形下，不存在易燃气体且即使偶尔发生，基存在时间亦很短；事故状态下存在的危险性0.1~10小时/每年的区域；
中国划分的有效区域和以上相同。
2、易爆区域等级划分，国际标准与美国标准的对照比较
I.E.C.N.E.C.
气体Zone0ClassI,DivisionI
Zone1ClassI,DivisionI
Zone2ClassI,DivisionII
粉尘Zone10ClassII,DivisionI
Zone11ClassII,DivisionII
I.E.C.：
国际电工技术委员会（InternaionalElectrotechnicalCommission）
N.E.C.：
美国电气规程（NationalElectricalCode,U.S.A.）
2.7防爆标志解析
1、气体组别
典型的危险性气体
欧洲电工标准化委员EN50014EC
北美NEC500条款CLASS1表气
中国GB-3836-1
最小点燃能量（微焦）
乙炔
ⅡC
A
ⅡC
20
氢气
ⅡC
A
ⅡC
20
乙烯
ⅡB
C
ⅡB
60
丙烷
ⅡA
D
ⅡA
180
注:
中国GB3836标准规定ⅡC级最小点燃能量为19微焦耳,ⅡA级最小点燃能量为200微焦耳。
气体分组和点燃温度,在一定环境温度和压力下与可燃性气体和空气的混合浓度有关。
根据可能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区采用的国际电工委员会（IEC）标准将爆炸性气体分为四个危险等级:
温度组别级别
T1
T2
T3
T4
T5
T6
ⅡA
甲烷、甲苯、甲酯、乙烷、丙烷、丙酮、丙烯酸、苯、苯乙烯、一氧化碳、醋酸乙酯、醋酸、氯苯、醋酸甲酯、氨
甲醇、乙醇、乙苯、丙醇、丙烯、丁醇、丁烷、醋酸丁酯、醋酸戊酯、环戊烷、
戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、环乙醇、松节油、石脑油、石油（包括汽油）、燃料油、戊醇四氯
乙醛、三甲胺
亚硝酸乙酯
ⅡB
丙烯酯、二甲醚、市用煤气
丁二烯、环氧丙烷、乙烯
二甲醚、丙烯醛、碳化氢
乙醚、二乙醚
ⅡC
氢、水煤气
乙炔
二硫化碳
硝酸乙酯
美国和加拿大首先将散布在空气中的爆炸性物体分成：
三个CLASS（类别）：
CLASSⅠ气体和蒸气；CLASSⅡ尘埃；CLASSⅢ纤维。
然后再将气体和尘埃分成Group（组）：
组名代表性气体或尘埃
A乙炔
B氢气
C乙烯
D丙烷
E金属尘埃
F煤炭尘埃
G谷物尘埃
2、温度组别（T组）
这是与气体点燃温度有关的电气设备（假定环境温度为40℃时）的最高表面温度，点燃能量与点燃温度无关。
在标准BS5345第一部分中列出了所有可燃性气体和其组别。
最高表面温度（℃）
温度组别
常见爆炸性气体
IEC79-8
GB3836-1
450℃
T1
T1
氢气、丙烯腈等46种
300℃
T2
T2
乙炔、乙烯等47种
200℃
T3
T3
汽油、丁烯醛等36种
135℃
T4
T4
乙醛、四氟乙烯等6种
100℃
T5
T5
二硫化碳
85℃
T6
T6
硝酸乙酯和亚硝酸乙酯
3、防爆标志
IEC防爆等级标准格式:
Ex（ia）ⅡCT4
E：
按CENELEC标志认可
Ex：
防爆公用标志
ia：
防爆型式（本质安全）
Ⅱ：
设备组别
C：
气体组别
T4：
温度组别
2.8防爆标准及选型
1、各种防爆型式的对应标准
防爆型式
在英国允许使用的场所
中国标准GB3836
防爆型式符号
IEC标准79-
CENELEC标准EN50
增安型
1或2
3
e
7
019
本质安全型
0，1或2
4
ia或ib
11
020（设备）
隔爆型
d
2
d
1
018
特殊型
s
无
s
无
无
2、气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表
爆炸危险区域
适用的防护型式电气设备类型
符号
0区
1、本质安全型（ia级）
ia
2、其他特别为0区设计的电气设备（特殊型）
s
1区
1、适用于0区的防护类型
2、隔爆型
d
3、增安型
e
4、本质安全型
ib
5、充油型
o
6、正压型
p
7、充砂型
q
2区
1、适用于0区或1区的防护类型
2、无火花型
n
防爆方法对危险场所的适用性：
序号防爆型式代号国家标准防爆措施适用区域
1隔爆型dGB3836.2隔离存在的点火源Zone1,Zone2
2增安型eGB3836.3设法防止产生点火源Zone1,Zone2
3本安型iaGB3836.4限制点火源的能量Zone0-2
本安型ibGB3836.4限制点火源的能量Zone1,Zone2
4正压型pGB3836.5危险物质与点火源隔开Zone1,Zone2
5充油型oGB3836.6危险物质与点火源隔开Zone1,Zone2
6充砂型qGB3836.7危险物质与点火源隔开Zone1,Zone2
7无火花型nGB3836.8设法防止产生点火源Zone2
8浇封型mGB3836.9设法防止产生点火源Zone1,Zone2
9气密型hGB3836.10设法防止产生点火源Zone1,Zone2
2.9外壳防护等级（IP）代码
BSEN60529；1992）
作为应用于易爆危险区的仪表，对其外壳的保护等级亦应作出规定，赋予一定的代码，即IP等级号。
IEC144规定的壳体保护等级由一个对应其抗外界物体冲击与穿刺能力及防水能力的代码表示。
例如：
本安型仪表测量电路板不应从其壳体中取出，否则会违反IP40所提出的最低要求。
保护等级由两位数字组成，在其前加上IP字样。
第一位特征数字防止固定导体异物进入
0
无防护
1
固定异物直径大于50mm
2
固定异物直径大于12mm
3
固定异物直径大于2.5mm
4
固定异物直径大于1.0mm
5
防尘
6
尘密
第二位特征数字防止进水造成有害影响
0
无防护
1
垂直滴水
2
倾角75-90°滴水
3
淋水
4
溅水
5
喷水
6
猛烈喷水
7
短时间侵水
8
连续侵水
说明：
IP12
第一位数字第二位数字
抗外界物体冲刺能力防水能力
0无抗冲穿能力0无防水穿能力
1外界物体尺寸大于50mm（特大）1水自落下滴
2外界物体尺寸大于120mm（中）2水滴入角度为-15°
3外界物体尺寸大于2.5mm（小）3水以60°角度喷射
4颗粒状外界物体，粒度大于1mm4从各方面喷射
5危险性尘埃550升/分的水束
6穿透性尘埃（仅适用于特殊壳体）6100升/分的水束
7以1米/分的速度浸入水中
8以预先商定的方式浸入水中
2.10几种常见物质的爆炸特性
名称燃点（°C）温度等级爆炸等级组号名称燃点（°C）温度等级爆炸等级组号
丙酮540T1IIA乙炔305T2IIC
醋酸酐330T2IIA苯555T1IIA
丁烷365T2IIAn-丁醇340T2IIA
苯氯酸590T1IIA乙醇425T2IIA
乙醋酸460T1IIA甲醇455T1IIA
硝基苯430T1IIAn-戊烷285T3IIA
丙烷470T1IIA甲苯535T1IIA
氢气560T1IIC硫化氢270T3IIB
二硫化碳102T5IIC
2.11本安型传感电路的供电限制
供电限制主要体现在以下三个方面：
1、将动力电与电子元件隔离。
2、采取措施杜绝外界干扰电磁场通过继电或电流输出端偶合至电子元件中。
3、限制传感电路的工作电源及电压
本安型电路可分为两类：
ia及ib。
Ib本安电路必须保证政党工作状态下以及系统中存在一起故障时，电路元件不发生燃爆。
Ia本安电路则要求正常工作状况下及存在两起故障时，元器件不发生燃爆。
2.12EH仪表所遵循的主要防爆标准
1、IEC/CENELEC/EUrOPE及NORTHAMERICA/FM标准为经常选用，而CANADA/CSA标准几乎在中国不使用。
例：
CENELEC:
Eexde/EexdibIICT2-T6
FM:
NI/I/Z/ABCDDIP/II,III/1/EFG
XP/I/1/ABCDDIP/II,III/1/EFG
CSA:
ClassI,Div2,ABCD
2、新的欧洲防爆标准ATEX100a将取代原CENELEC标准（截止2003年）
ATEX100a：
IIIGEexiaIIBT6
III1GZone01D,2D,3Ddustexplosion
Miningother2GZone1
Industryindustry3GZone2
2.13防爆等级标准术语
安全栅安全参数定义：
*8226;安全栅最高允许电压：
Um
保证安全栅本安端的本安性能，允许非本安端可能输入的最高电压
*8226;安全栅最高开路电压：
Uoc
在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值
*8226;安全栅最大短路电流：
Isc
在最高允许电压范围内本安端短路时的电流最大值
*8226;安全栅允许分布电容：
Ca
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容
*8226;安全栅允许分布电感：
La
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感
防爆标志格式说明：
将工厂或矿区的爆炸危险介质，按其引燃能量，最小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级，以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。
名词解释：
ia等级：
在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
正常工作时，安全系数为2.0；一个故障时，安全系数为1.5；二个故障时，安全系数为1.0。
注：
有火花的触点须加隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。
ib等级：
在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
正常工作时，安全系数为2.0；一个故障时，安全系数为1.5。
正常工作时，有火花的触点须加隔爆外壳或气密外壳保护，并且有故障自显示的措施，一个故障时安全系数为1.0。
EExd：
是指将爆炸包起来的意思；
IIC：
是指点燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:
是指温度组别，即电气设备按其最大表面温度被分在不同的温度组别。
气体的温度组别按不同的点燃温度划分。
T6是85度。
隔爆型电气设备（d）：
是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围的爆炸性混合物传爆的电气设备。
增安型电气设备（e）：
正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。
本质安全型电气设备（i）：
在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
无火花型电气设备（n）：
在正常运行条件下不产生电弧或火花，也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。
防爆特殊型（s）：
电气设备或部件采用GB3836-83未包括的防爆型式时，由主管部门制订暂行规定。
送劳动人事部备案，并经指定的鉴定单位检验后，按特殊电气设备"s"型处置。
3IP防护等级
IP（INGRESSPROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION）所起草。
将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。
这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。
IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级如表一及表二所示：
表一：
第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度
0没有防护对外界的人或物无特殊
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