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    依靠科技進步保障煤礦安全生產

    2017-05-10  來自: 鶴壁市雅麗安全儀器有限公司 瀏覽次數:592

    近幾年來,兗州礦業(集團)有限責任公司及其下屬各礦針對以前在礦井安全生產方面存在的問題進行了認真分析,并且與有關單位共同開展了科技攻關,有效地保障了礦井的安全生產。

        1 依靠科技進步完善運輸安全技術裝備

        兗州礦業(集團)公司北宿煤礦在抓好運輸安全質量標準化建設的同時,不斷更新不適應運輸安全的設施和裝置,積極依靠科技進步推動運輸安全工作的全面發展。

        ⑴杜絕跑車事故發生。在副暗斜井下山及采區上下山安全設施技術改造中,他們堅持“以防為主、防擋并重”的原則,突出“防”字,重點抓了斜巷上部平車場及防跑車裝置,在副暗斜井上部平車場安裝了5套自行研制的氣控阻車器,空車道各2套、重車道1套??哲嚨雷柢嚻鏖g相互閉鎖,放車時只能打開1套,正常情況下處于阻車狀態,下放礦車用自制繩式推車機。變坡點以下20m處設置雙鉤常閉擋車攔,并與絞車聯動,實現了安全設施自動化。在單雙軌分離處裝有1套自行研制的雙勾提升錯碼信號報警器、岔位顯示器和遠控氣動道岔。底車場以上30m安裝自行研制的常閉氣動擋車攔,有效保護了下山把鉤人員的安全。

        ⑵確保電機車運行安全。①電機車是該礦井下的主要運輸工具。撒沙裝置是電機車起動、制動和停車不可缺少的設施。原有的固定式沙桶為人工操作,易堵塞撒不出沙。他們將其改造為移動式并把沙嘴加長30mm,在導向槽內運行即可完成撒沙,由導向鐵板撒在鐵路上成一條約100mm的直線段;在沙桶上增設孔徑Φ16mm的鐵篦子,解決了大粒沙和臟雜物進入沙桶堵塞沙桶嘴的問題;操作機構改為便于司機操作的腳踏式,可有效控制撒沙量,確保電機車安全運行。②電機車經過架線牽引網絡的架線分岔處易拉壞受電弓,經研究發現是受電弓和架線接觸點偏離中心線造成受電弓受力不均所致。為此,他們選用3mm厚的鋁板作為封閉式護弓器,在架線岔子處把鋁板用三面夾子上緊,使電機車受電弓運行到該處時為面接觸,受電弓受力穩定,滾動不受阻,杜絕了原先存在的不安全現象。

        2 摩擦輪提升機防滑安全系數研究

        兗州礦業(集團)公司南屯煤礦通過對摩擦輪提升機防滑安全系數的研究,及時地調整了運行的參數,為提升機的安全經濟運行創造了條件。

        對于各種可能的提升機工作情況研究結果表明:重載提升的時候,當提升機處于加速的過程中,為了防止鋼絲繩在摩擦襯墊上產生滑動,最重要的問題是在提升鋼絲繩和摩擦襯墊間得到足夠的摩擦力,即必須使實際的加速度小于極限加速度。當重載下放的時候,在加速的過程中,下放側鋼絲繩的張力等于靜張力減去慣性力,而上升側鋼絲繩的張力等于靜張力加上慣性力,所以,摩擦輪兩側鋼絲繩的張力差趨于減小。在一定的范圍內,加速度越大則張力差越小,滑動的可能性也就越小。

        由此可見:重載提升加速的時候動防滑安全系數最小,尤其是輕平衡鋼絲繩時更??;而在重載下放減速的時候動防滑安全系數最小,尤其是重平衡鋼絲繩時更小。因此,在摩擦輪提升機的運行過程中,必須注意重載提升加速度段和重載下放減速度段的防滑問題。

        3 轉載機人員安全探測系統

        由兗州礦業(集團)公司鮑店煤礦研制轉載機人員安全探測系統,可以有效地防止煤礦工作人員誤入轉載機而產生的事故。該系統的硬件結構主要是由熱釋電傳感器、信號調理電路、A/D轉換、數字式增益調整、紅外無線通信電路、電源、看門狗監視與聲光報警及與TK200通訊等電路組成的。其中,熱釋電傳感器、信號調理電路、A/D轉換等電路組成輸入通道,完成信號的采集與放大,并且將模擬信號轉換成數字信號;繼電器、光電隔離及聲光報警等電路組成輸出通道,完成聲光報警和TK200通信的功能。

        該系統的功能如下:實現工作人員進入轉載機危險區域之前的預報警(包括語音報警和發光二極管的光報警);實現工作人員進入到轉載機工作的危險區域時報警,同時輸出閉鎖控制信號,立即停止轉載機的運轉;具有手動強制性閉鎖設置的功能;具有人員定位的功能;能夠進行紅外無線通信,實現數字增益調整;具有與TK200系統的通訊閉鎖接口,在報警的時候通過智能輸入輸出接口向工作面的控制器發送開關信號。使得控制器發出停車指令,轉載機停車。軟硬件采取了抗干擾的措施,可以消除環境中來自其它設備的電磁干擾。供電采用+18V電源和備用電池兩種方式,當+18V變得很低的時候自動切換到備用電池供電。

        行家們指出:在轉載機上應用人員安全探測系統,是煤礦開采日益嚴峻的安全形勢所要求的,極大地提高了煤礦生產的安全性;被動紅外探測器件——熱釋電傳感器的運用使得此項成果具有較高的先進性,不僅可以應用于煤礦的轉載機等大型機械,而且也能夠用在其它場合的類似設備上,具有廣泛的應用前景。

        4 沖擊地壓工作面實現轉載機崗點無人操作

        兗州礦業(集團)公司濟寧二號煤礦在11302工作面采用沖擊地壓工作面本安型集控化技術,從根本上解決了沖擊地壓類型煤礦綜采工作面生產期間人員躲避問題,實現了轉載機崗點的無人操作,具有本質安全和便于實施監控、遠距離操作的特點,產生了巨大的技術、經濟和社會效益。

        ①沖擊地壓工作面本安型集控化技術。根據相鄰工作面的礦壓觀測資料和該面兩順槽礦壓實測資料,他們在軌道順槽安裝移動電站的時候,電站尾車距離工作面煤壁不小于200m,從而保證在生產期間軌道順槽沖擊地壓危險區域內無人工作。中間巷作為超前壓力釋放區,不進行支護,不布置設備,禁止人員入內。運輸順槽采用可視集控系統。在轉載機頭和前后部輸送機頭安設了攝像頭和照明,通過可視控制系統可以進行地面集中控制,實現沖擊地壓危險區域轉載機崗點位置的無人化操作。集控系統可實現以下主要功能:井上井下語音通話;由地面監控軟件來顯示工作面三機狀態、記錄膠帶數據及對三機進行控制;井下閉鎖井上的啟??刂?,可實現井上遠程操作井下工作面設備;在轉載機及兩個刮板輸送機頭前面安裝堆煤報警裝置,實現工作面上的落煤點堆煤保護,不再設置轉載機司機,由井上遠程控制。

        ②有效的工作面超前支護方式。他們通過對該面兩順槽和中間巷礦壓觀測數據的分析、計算,確定了軌道順槽、運輸順槽和中間巷的朝前支護以及“孤島”沖擊地壓工作面的安全保障措施。該技術對工作面無人化工作進行了有益的探索和嘗試,為以后在適宜地質條件下布置無人工作面積累了經驗;同時,對于中間巷作為沖擊地壓工作面超前應力釋放區,改變工作面超前應力集中狀況,減緩兩順槽沖擊地壓危險區域的應力分布強度,也有了初步結論;在沖擊地壓工作面施工中間巷,也是對沖擊地壓解危手段的一種補充。

        5 本質安全型準無人化工作面集控一體化系統

        兗州礦業(集團)公司濟寧二號煤礦與天津華寧電子有限公司在原工作面控制系統的基礎上,研制出一套本質安全型準無人化工作面集控一體化系統,確保工作面生產期間除采煤機司機和支架工外其他人員全部撤到沖擊地壓危險區域外,所有設備的開停、控制和由地面操作,待停止生產后人員方可進入工作面,確保綜采工作面生產期間出現沖擊地壓不會造成人身傷害。

        該系統利用光纖傳輸,可實現地面監控軟件與井下控制器通訊;利用地面工控機編制專用監控軟件來顯示工作面三機狀態、記錄膠帶數據及對三機控制;可由地面監控軟件來顯示膠帶狀態、記錄膠帶數據及對膠帶控制;地面監控軟件具有自動、手動多種控制方式;被控設備運行狀態圖形、動畫、運行狀態漢字顯示,工作面及膠帶沿線急停閉鎖位置顯示,工作面及膠帶沿線電纜斷路檢測及斷路位置顯示;可實現井下閉鎖井上啟??刂坪途暇抡Z音通話功能;在轉載機及兩個刮板機頭前安裝堆煤檢測裝置,實現工作面落煤點堆煤保護;可檢測泵站壓力,并傳到地面計算機顯示;可檢測每臺設備電機電流,并實現兩級保護,當設備一級保護時只進行語音報警,到二級保護時該設備后方的設備停運煤炭;在膠帶機頭的煤倉加裝一個煤位傳感器,可檢測出煤倉內煤量,并傳到地面,還可實現煤倉內大于設定值時順煤流延時停車,做到工作面煤放光后再停運但又不會造成煤倉堆煤;通過軟件編程實現地面計算機對井下控制器的數據采集及動畫顯示;利用通訊語音光端機與井下擴音電話聯網,實現井上與井下直接通話;為便于地面人員操作,在兩部膠帶輸送機頭和轉載機頭安裝攝像儀,通過視頻光端機傳輸,確保地面實時觀看井下現場生產情況。

        6 礦區鐵路車站行車安全綜合預警防控系統

        兗州礦業(集團)公司鐵路運輸處利用計算機技術及相關的無線電通信等技術開發的車站行車安全綜合預警防控系統,將車站的行車命令發收、接發列車作業、調車作業、裝卸車作業、防溜作業、列車編組作業、施工作業、事故處理和結合部安全等主要行車作業作為一個系統進行整合研究,借助電務微機監測系統、車站微機聯鎖設備及TMIS、DMIS等接口條件建立一個綜合性、實時性、智能化的安全預警防控系統,對車站的各主要行車作業過程進行動態監測、信息傳輸、自動處理,以實現一機多用、資源共享、實時監測、超前報警、縱橫防控、確保安全的目的,并為決策提供可靠的技術支持。

        其硬件結構如下:

        ①中心處理器。在行車室設中心處理器(總控制臺),與車站微機聯鎖設備及調度指揮系統、現車管理系統等進行有線聯接,采集、處理有關數據和安全信息,并向各作業終端用戶及時反饋有關處理信息。鑒于系統監控內容較多,可采取多臺顯示器同步顯示或大屏幕分區顯示的方式。

        ②安全監測及數據采集傳感器。根據需要在車站的不同地點進行安裝(固定型)或設置(移動型),實時監測和采集有關作業數據及安全信息,并向中心處理器傳輸。例如,為實現對現場施工作業人員的安全防護,可在施工地點的外側安裝或設置安全監測及數據采集傳感器,當有車輛經過時立即向中心處理器發送安全信息,中心處理器經處理后再根據生產需求向有關作業終端用戶發出報警及防控指令。

        ③作業終端用戶。在車站內財經作業的調車機、調車人員、助理值班員等配置移動終端手持器或固定終端裝置,接收中心處理器發來的調度命令、調車作業通知單等各種命令和各種進路、信號、道岔狀態及報警等信息,并對非正常情況下的接發列車等作業過程進行關鍵作業提示,確保車站行車和人身安全。

        7 較薄煤層高效綜采面安全管理有措施

        兗州礦業(集團)公司濟寧二號煤礦93上05綜采工作面的煤層平均厚度為1.44m,采用大功率電牽引滾筒式采煤機與高強度中雙鏈刮板輸送機,配套自移式液壓支架及電液控制系統,可以實現工作面操作自動化,為較薄煤層安全高效開采創造了良好的外部條件。此外,他們還針對現場生產過程中設備與安全管理的薄弱環節采取了一些有效的措施。

        由于該工作面的采高比較低,加之煤塵大,很容易使作業人員產生急躁的情緒。因此,他們在液壓支架的前梁處設有噴霧頭,加上采煤機本身安裝有內外噴霧,割煤的時候所有噴頭都正常開啟;各個轉載點均設置有自動噴霧裝置,減少了煤塵飛揚;嚴格執行“停機作業”的制度;在運輸機的機頭及轉載機的進料口處安裝有安全防護裝置,作為人身安全的有效防線;此外,還加強了新設備的安全教育培訓,并且邀請廠家技術人員來進行理論知識培訓和井下現場操作實踐等技能培訓,考核合格以后方可準許上崗操作。

        8 構現功能齊備的煤礦安全生產綜合信息系統

        兗州礦業(集團)公司濟寧二號煤礦通過對本質安全化生產調度管理方法的研究,提出了構現功能齊備的煤礦安全生產綜合信息系統,以將事故損失降到最低。

        ①建立可靠的人員定位系統。煤礦對安全生產的特殊要求主要是加強對人和設備的管理,及時發現各種違章或違規的苗頭并能有效制止,因此需要及時監視到井下的生產情況,并能直接呼叫現場相關人員。為保證井上、井下信息的溝通與傳達,應建立井下人員跟蹤定位的自動化管理系統,使調度人員能實時觀察到井下人員的即時位置,實現井下人員定位,并能區分人員等級。調度人員要找人,可向目標發出呼叫信息,可呼叫單個目標也可群呼。若發生事故而被困人員所在位置的通信網絡還可工作,監控中心就可實時了解被困人員的大致位置,被困人員也可與外界通信。萬一通信系統被破壞,雖然被困人員無法與外界通信,但監控中心還保留著被困人員在事故前一刻的位置。通過這一功能,搶險指揮部可及時了解哪些人員已安全撤離、哪些人員被困及其位置,可快速制定高效合理的搶險方案。

        ②建立完善的煤礦生產監測監控系統。煤礦既要解決生產過程中的安全問題,全面掌握井上、井下各種安全信息,有效預防和及時處理各種突發事故與自然災害,又要掌握生產狀況,實現信息靈、調度準,依靠科學信息有效指揮生產。煤礦調度中心采用現代化的信息處理手段和裝備來提高調度指揮的速度和準確性,是實現安全、高效生產的重要保障。因此,生產調度指揮信息系統要將安全監測、生產調度的實時數據信息、工業電視的視頻圖象信息和采煤、掘進、提升、運輸、通風生產系統的數據圖象信息準確地顯示出來。

        ③建立事故分析專家系統。在調度指揮中心,專家系統根據各種傳感器發來的信息,結合礦井自身特點和以往的經驗進行實時事故分析。一旦發現事故的可能性就根據可能性的大小及時發出不同級別的預警,使安全人員采取不同的措施進行處理。與傳統方法相比,可極大降低誤報率,減小對生產的影響。

        掘進巷修作業規程自動生成系統誕生

        兗州礦業(集團)公司鮑店煤礦利用計算機語言成功地開發了掘進巷修作業規程的自動生成軟件,為其它作業規程軟件的開發經驗??焖僬_地編制掘進巷修作業規程是保證工作面安全生產和提高經濟效益的前提,因此開發一套功能全面、使用方便的掘進巷修作業規程計算機處理系統,提高掘進巷修作業規程的編制效率和文檔質量,保證作業規程格式與內容的標準化、實用化和準確性,實現作業規程檔案管理的微機化是完全必要的。此項成果可以根據用戶輸入的參數自動生成幾何規律較強的圖形,對于其它圖形則開發了豐富實用的圖形庫,極大地提高了交互式繪圖的效率;作業規程內容全面、客觀準確、針對性強,避免了由于個人或者局部(區隊)經驗造成規程不完善的情況;作業規程文檔質量高、圖文并茂、字體豐富、圖形美觀,消除了手工繪圖時圖形質量差的狀況;系統運行在Word97和AutoCADR14環境中,操作界面熟悉,易于用戶接受;系統具有高度智能化,能夠自動計算作業規程的各種公式、插入目錄和增加安全技術措施序號等;系統生成的作業規程格式與內容符合《煤礦安全規程》、《煤礦工種操作規程》、《質量標準化標準》和上級有關技術要求及本礦的具體條件;作業規程編制效率高、速度快,避免了不必要的重復手工作業;熟練的用戶可以將一份作業規程的編制時間由7天縮短為2天,省工省時;作業規程的檔案管理實現了微機化,用戶可以隨時查閱、調用和永久保存;系統采用開放式結構,用戶可以隨時對作業規程的形式和內容進行更新,以適應不斷發展的技術要求。

        9 煤礦頂板安全儀器檢測合格率低的原因

        兗州礦業(集團)公司機械制修廠通過對煤礦頂板安全儀器儀表檢測合格率低的要因研究,并且采取了相應的治理措施,使得煤礦頂板安全儀器儀表檢測合格率明顯提高。煤礦頂板安全儀器儀表是指用于回采工作面壓力和位移監測儀表、巷道圍巖位移儀表、聲發射監測儀表、礦壓監測儀表、錨桿支護質量監測儀表與頂板安全相關的監測儀器儀表等。

        他們根據檢測合格率低的不同因素制定出相應的對策。

        ①針對不按期送檢、運輸過程中損壞和使用中責任心不強造成損壞等人為因素的影響,通過制定和完善儀器儀表周期檢定及相關的管理制度,并狠抓制度的落實與提高監督檢查的力度,保證儀器儀表周期檢測的正常進行;制定和完善儀器儀表使用、維護及保養制度,確保儀器儀表在使用和運輸過程中不出現人為的損壞。

        ②針對粉塵煤塵較多、矸石煤塊撞擊及淋水大等使用環境因素的影響,通過采取防塵、防水和防碰撞等措施,如給儀器儀表制作較封閉的外殼及對儀器儀表作防水處理等,以保證其使用環境符合要求。

        ③針對產品外殼不堅硬、選用材質不適宜、產品設計缺陷、配件購置難、焊縫漏油和注油量過多或不足等儀器儀表自身設計及使用材料因素的影響,采取及時向生產廠家反饋產品質量信息,定期向用戶通報各生產廠家的產品質量情況等措施,促使生產廠家及時改進產品設計及加工工藝、選用合適的材料來提高產品質量。

        ④針對檢測人員視差影響、試驗臺性能不穩定和檢測方法不正確等儀器儀表檢測方面因素的影響,采取加強對檢測人員的技術業務培訓,不斷提高其檢測技術水平,消除由檢測人員視差等造成的影響;加強對試驗臺的維護和保養,使其始終保持良好的性能。對于一些當前國家計量檢定規程尚未覆蓋的儀器儀表編制相應的校準規范,經有關質量技術監督部門備案、批準后發布實施,以消除由于檢測方法不正確等帶來的影響。

        10 濟三煤礦安全教育培訓的實踐

        兗州礦業(集團)公司濟寧三號煤礦的安全教育培訓工作不斷創新發展。

        ①加強培訓基地設施建設,優化培訓環境。該礦建成了普掘工作面、綜掘工作面、通風防塵、機械電氣和運輸5個實訓場所。通防實訓室配有瓦斯、煤塵爆炸綜合演示儀和爆破器具、“一通三防”配套設備。機電實訓室配有移動變電站、高壓防爆開關和其它井下常見電氣開關。運輸實訓場配有刮板輸送機、斜巷運輸絞車、信號照明、語音報警裝置、防跑車裝置及配套設施。通過實訓基地對放炮員、綜掘機司機、膠帶機司機、絞車工、井下電氣維修工等20多個工種進行實訓考核,實現了井下作業在地面的實踐操作。

        ②培訓形式不斷創新,符合客觀需求。該礦堅持“管理、裝備、培訓并重”的方針,按照“建設濟三煤礦教育培訓園,爭創行業一流教育培訓基地”的工作目標,在充實師資理論、完善硬件、提高軟件、優化環境方面做了大量細致工作,建成了集理論教學、模擬實驗、實訓操作、文體活動、餐飲住宿和醫療衛生“六位一體”的“三級煤礦安全教育培訓基地”。

        ③優化培訓流程,增強學員實踐能力。安全培訓實施“三位一體”教學模式,即“理論考試+實踐操作+學員管理”,強化實踐教學,提高培訓實效。嚴格按照“教考分離、統一標準、分級負責”的原則,做好結業考試、考核和發證工作,特種作業人員考試全部實行機考,通過實踐考試的環節實行雙證上崗。上崗前由老師帶領實習,以保證上崗前的安全。同時,及時向學員所在單位反饋信息和跟蹤調查、培訓效果評價,不斷提高教學質量。

        ④注重培訓效果,加強四五級聯動教育。培訓工作的任務是提高職工安全意識和業務素質,使職工了解設備的性能和原理,掌握操作規程和常見故障的處理,做到按章作業、杜絕三違。他們不斷強化基層去隊教育培訓的手段和能力,為每個區隊配備專用電腦和投影儀,指定專人負責區隊教育培訓。實行區隊倒查責任追究制度,增強每一級培訓的責任。

        11 趙樓礦本質化安全生產管理的實踐

        兗州礦業(集團)公司趙樓煤礦引入本質化安全生產管理的現代科學理論,提高了煤礦安全生產的管理水平。

        ①依照國家方針政策和法律法規建立本質安全型礦井長效機制。該礦初步了設立安全質量一體化的管理體系,注重“自覺行為”的培養,大力加強安全文化建設,進一步完善班組管理體系,促進了本質安全型礦井建設的發展。

        ②加快技術創新是建設本質安全型礦井的重要條件。他們從解決礦井安全生產的實際問題入手,將科技進步放在首位,圍繞礦井深部難采煤層實現機械化、集約化開采的技術難題,強調產學研結合,積極組織力量進行技術創新與集成,有效地解決了一批制約礦井跨越式發展的關鍵技術難題。先后攻克了不同煤層賦存條件下的綜合機械化放頂煤開采技術,形成了巨野煤田獨具特色的以綜合機械化放頂煤開采為主的多層次、多類型的深井綜合機械化放頂煤開采體系;全面推廣應用了煤巷錨網支護新技術,先后研究和試驗成功了“復雜應力松軟煤層中綜合機械化放頂煤開采工作面大跨度開切眼錨網支護等技術”等項目,形成了以錨桿支護為主的錨網、錨網帶、錨網梁和小孔徑樹脂錨索支護技術體系,為礦井建設奠定了堅實的科學技術基礎。除此之外,他們還針對不同的自然條件和生產建設中出現的新情況、新問題,廣泛采用先進的安全裝備和技術集成,改善了綜合機械化掘進工作面高溫熱害、頂底板涌水、沖擊地壓以及斷層落差大且多的生產條件。強化井下環境安全監測技術等系統性集成技術的的使用和完善,大幅度提高了礦井安全保障能力,初步形成了比較完善的礦井災害綜合治理體系。

        ③重視和發揮信息網絡在安全生產中的重要作用。該礦先后建成了具有現代企業鮮明特征的計算機網絡系統、工業電視檢測與監控系統、安全信息管理系統等,積極研究本質安全型礦井建設的安全信息技術,搭建本質安全信息支撐平臺,確保監測監控數據正確、安全信息的快捷傳送與安全指令的快速下達執行。

    關鍵詞: 依靠科技進步保障煤礦安全生產           

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