教 案
任课教师：
课 题：
工 种： 井下电机车运输 电机车司机
井下电机车运输
任课教师：
工 种：电机车司机
课 题：井下电机车运输
一、教学目的：让学员们能够更加熟练的掌握电机车的操作和基本的检测和维修，并能对工作过程中遇到的突发事故做到积极的预防和有效的处理。
二、教学要求：1、了解电机车的分类和型号
2、熟悉电机车、矿车的完好标准
三、教学重点：电机车的安全标准化作业规范。
四、教学难点：矿井防爆电器设备安全
五、授课方法：讲授法 板书
六、教具：多媒体
七、课时分配
第七章 井下电机车运输 12学时
第一节 电机车 2学时
第二节 矿车 2学时
第三节 矿井轨道 2学时
第四节 电机车运输信号与通讯 2学时
第五节 井下用电安全 2学时
第六节 矿井防爆电器设备安全 2学时
第一节 电机车 2学时
按电能来源电机车分为矿用直流架线式电机车（ZK型）和矿用蓄电池式电机车（XK型）。
按电机车的粘着质量（能够产生牵引力的质量即作用于主动轮对上的质量）分类，分为轻型（5t以下）、中型（5—10t）、重型（10t以上），架线式电机车有：1.5、3、7、10、14、20吨几种；蓄电池式有2、2.5、8、12吨几种。小于7吨的电机车一般用作短距离调车用，或用于输送量不大的采区平巷。
按电机车的轨距分为600mm、762mm、900mm三种，其中762mm轨距主要用于较大的金属矿井中，中小型煤矿多采用600mm轨距，大型煤矿多采用900mm轨距。
按电压等级，架线式电机车有100（97）V、250V、550V三种，其中100（97）V用于3吨及以下吨位的电机车；蓄电池式电机车有40/48V与110/132V两个等级，同一台电机车，使用铁镍蓄电池时为斜线下边值，40/48V电压等级用于2.5吨以下吨位的机车。矿用电机车是由机械和电气两大部分组成。
电机车是将电能转化为机械能。电动机从电源获能量开始运转，经传动系统输出到机车动轮上产生转矩M，此转矩可用一力偶表示，对于机车作用来说，其中一力与摩擦力相抵消，另一个力没有被平衡，成为电机车的牵引力。牵引力形成的先决条件是粘着力（摩擦力）的存在，其大小受摩擦力的限制，因此牵引力 小于或等于摩擦力。
电机车的起动是通过逐步加大牵引电极的端电压，以提高电动机的转矩，增大电机车的牵引力。
电机车的调速靠改变电动机的端电压或频率来实现。
电机车的制动是采用电制动或机械制动。
一、电机车的型号
电机车型号的表示方法如下：
电机车的主要技术参数：
1、粘着重量：在电机车水平轮对下，水平轨面上所承受电机车质量的垂直压力。用“吨”表示。
2、额定电压：550V
3、牵引电动机台数：单机或双机。
4、小时制：电动机在固定装置上工作一小时，而不致使其任何部分的温度高于所允许的额定值。
5、长时制：电动机在固定装置上，长时间连续工作，不致使其任何部分的温度高于所允许的额定值。
三、电机车完好标准
1.车架
(1)车架无裂纹或明显变形，无严重锈蚀，侧板及端板凸凹深度不超过30mm。
(2)蓄电池机车托辊平整，托辊转动灵活。
(3)缓冲装置(碰头)固定牢靠。弹簧无断裂，伸缩长度不小于30mm。连接装置可靠，碰头销孔、连接销的磨损量不超过原尺寸的20％，刚性碰头不超过25％。
(4)均衡梁、弹簧、吊架等无裂纹或严重磨损。板弹簧各片厚度应一致，承载时应保持弓形。
2.轮对
(1)车轮踏面磨损余厚不小于原厚度的50％，踏面凹槽深度不超过5mm。
(2)轮缘高度不超过30mm，轮缘厚度磨损不超过原厚度的30％。
(3)同一轴两车轮直径差不超过2mm，前后轮对直径差不超过4mm。
(4)车轴不得有裂纹，划痕深度不超过2.5mm；轴颈磨损量不超过原直径的5％。
3.轴承箱、齿轮箱(罩)
(1)轴承箱与导向板的间隙，沿行车方向不大于5mm；沿车轴方向不大于7mm。
(2)齿轮箱(罩)固定牢固，无损坏，不漏油。
4.制动装置
(1)机械、电力制动装置齐全可靠。
(2)制动手轮转动灵活，螺杆、螺母配合不松旷。
(3)各连接销轴不松旷，不缺油。
(4)闸瓦磨损余厚不小于10mm，同一制动梁两闸瓦的厚度差不大于10mm。在完全松闸的状态下，闸瓦与车轮踏面的间隙为3～5mm。紧闸时，接触面积不小于60％。调整闸瓦间隙装置灵活可靠。制动梁两端高低差不大于5mm。
(5)抱闸式制动装置，闸带磨损余厚不小于3mm，闸带与闸轮的间隙为2～3mm，闸带无断裂，铜铆钉牢固，弹簧不失效。
(6)撒砂装置灵活可靠，砂管畅通，管口对准轨面中心，砂子干燥充足。
(7)制动距离应符合《煤矿安全规程》第三百五十一条的规定。
5.控制器
(1)换向手把灵活，位置准确，机械闭锁装置可靠。
(2)消弧罩完整齐全，不松脱。
(3)触头接触片、连接线应紧固，触头接触面积不小于60％，接触压力为15～30N。
(4)触头烧损修整后余厚不小于原厚度的50％，连接线断丝不超过25％。
6.电阻器
电阻器接线牢固无松动，电阻元件无变形及裂纹，绝缘管(板)无严重断裂，绝缘电阻不低于0.5MΩ。
7.集电器、自动开关、插销连接器
(1)集电器弹力合适，起落灵活，接触滑板无严重凹槽。
(2)电源引线截面符合规定，护套无破裂，无老化，线端采用接线端子(或卡爪)与接线螺栓连接牢固。
(3)自动开关零件齐全完整，电流脱扣器要与电动机容量相匹配，动作灵活可靠。
(4)插销连接器零件齐全，插接良好，闭锁可靠，无严重烧痕。隔爆型插销的隔爆面、接线符合规定。
8.蓄电池、蓄电池箱
(1)蓄电池的电解液液面要高出极板高度。
(2)单只蓄电池的端电压：酸性的不得低于1.75V；碱性的不得低于1.1V。
(3)蓄电池不渗漏电解液。碱性蓄电池壳体无严重腐蚀；酸性蓄电池槽和上盖无破损及明显变形，封口胶无裂纹。注液孔盖齐全完整，封盖紧密，排气良好。
(4)蓄电池橡胶套、绝缘隔板齐全完整，无烧焦老化或破损，连接线(片)截面符合要求，不得脱焊，无断裂，螺栓紧固。
(5)防爆特殊型电机车应使用防爆特殊型蓄电池。电池组绝缘良好，极柱带电体不许外露，特殊工作栓(透气帽)齐全，透气良好。蓄电池任一极柱对地漏电电流值不大于100mA；相邻两电池极柱之间漏电电流值不大于100mA；极柱间漏电距离不小于35mm。
(6)蓄电池箱固定稳妥，锁紧装置可靠。箱盖、箱体无严重变形及破损，覆盖良好。绝缘衬垫齐全完整。箱内不得有积水、电解液及其结晶。防爆特殊型电池箱内氢气浓度不得超过3％。
9.熔断器、照明灯、警铃(笛)
(1)熔断器熔体的材质及额定电流应符合要求。
(2)照明灯齐全明亮，照明有效光距离不得小于40m。
(3)警铃(笛)完整，声音清晰洪亮，音响距离大于40m。
第二节 矿车 2学时
一、 矿车的分类
我国煤矿使用的矿车类型很多，一般可按其用途和装载量的大小分类
（一） 按用途分类
（1） 运货矿车。
（2） 乘人的矿车有平巷及斜井用人车。
（3） 专用矿车有炸药车、水车及其他专用车。
（二） 按装载量分类
（1） 装载量小于1t的为小型车。
（2） 装载量1～3t的为中型车。
（3） 装载量为3t以上的为大型矿车。
二、矿车的构造
矿车主要由车箱、车架、轮轴、缓冲器和连接器组成。
（一） 车箱
车箱是直接容纳矿料的部分。它是由两侧、两端和底部钢板组成。煤矿用量最大的固定式车箱多做成U型。
(二)车架
车架是由两个特殊 槽钢做成的纵梁，在它的上方安装车箱，下方安装轮轴，两端安装缓冲器和连接器。
（三）轮轴
轮轴是矿车的行走部件，有两个车轮和一根车轴组成，在车轮和车轴中间安装了滚动轴承。
第三节 矿井轨道 2学时
一、轨道机构及轨型选择
矿井轨道是由下部建筑和上部建筑组成。下部建筑就是巷道底板；上部建筑包括钢轨、轨枕、道床及接轨零件。
1. 钢轨
钢轨的用途是承受列车负荷并把负荷传给轨枕、道床和底板，形成平滑而坚固的轨道，以减小列车运行阻力。
钢轨断面一般是“工”字型，断面不大，但它具有足够的抗弯力矩。
钢轨的型号是以每米长度的质量（公斤∕米）表示。钢轨的质量越大，强度越大，稳定性越好。因此，运行的列车越重，速度越大，行车次数越多，就应采用重型钢轨。钢轨型号的选择与运输量、矿车质量和矿车容积有关。
2. 轨枕
轨枕有木质的、金属的和钢筋混凝土的。木轨枕的优点是：有弹性，加工容易，价格便宜，安装方便。缺点是：易腐烂，维修工作量大。但经防腐处理可延长它的使用年限。
为了节省木材，目前矿山已经推广使用钢筋混凝土轨枕。根据计算，以钢筋混凝土轨枕代替木轨枕，每铺一公里单轨线路就可节约木材30～40m³。这种轨枕的优点是：强度大，坚固耐磨，稳定性好；使用时间长，维修费用少；不怕矿坑水的腐蚀；取材和制造均方便。其缺点是弹性差。但在轨底与轨枕之间放置橡胶块，便可以克服缺点。
3. 道床
道床材料必须是坚固，不潮解，不存水的。最好的道床是碎石。碎石粒度为20～40㎜.
在水平及倾角10°以下的巷道内，轨枕下面的道床厚度不得小于150㎜；倾角大于10°的斜巷内，应在底板上挖轨枕沟，其深度约为轨枕厚的2∕3，轨枕下面的道床厚度不得小于50㎜。道床上部的宽度应超出轨枕50～100㎜。
4. 接轨零件
接轨零件的用途是在纵向把钢轨接在一起，并将钢轨固定在轨枕上。 钢轨之间的连接是用鱼尾板及螺栓。钢轨与轨枕的连接是通过道钉钉入轨枕后用钉头将轨底紧紧压在轨枕上面。
一． 轨距
直线轨道上两钢轨轨头内侧之间的距离称为轨距。我国矿山井下的标准轨距为600㎜、762㎜和900㎜。新设计的矿山必须采用标准轨距。采用标准轨距对于矿车的统一，提高矿车的制造质量以及巷道的标准化都有重大意义。
铺轨时允许实际轨距较标准轨距大5㎜或小2㎜。
二． 线路坡度
线路坡度是线路纵断面上两点的高差与其间距之比，通常以千分数表示。 井下运输线路的坡度一般为3～10‰ 。如果坡度小于3‰ ，巷道排水较困难；坡度过大，电机车将难以牵引车组上坡运行，而且制动困难，不安全，轨道车辆轮缘磨损严重。
最理想的井下线路坡度就是等阻坡度。所谓等阻坡度就是重列车下坡运行阻力等于空列车上坡运行阻力时的线路坡度。因为重列车与空列车运行阻力相等，所以所需牵引力也相等 。
三． 最小弯道半径
车辆在弯道上运行时，由于离心力作用和轮缘与轨道间的阻力作用增加了车辆运行的困难，离心力和弯道阻力的大小与车辆运行速度，弯道半径和车辆轴距等因素有关。因此，最小弯道半径应根据车辆运行速度和轴距大小来确定。
当转角小于90°时，两轴车辆的运行速度小于1.5 米∕秒，最小弯道半径不得小于轴距的7倍；运行速度大于1.5米∕秒，最小弯道半径不得小于轴距的
10倍；运行速度大于3.5米∕秒，最小弯道半径不得小于轴距的15倍。当转角大于90°时，最小弯道半径均按大于轴距的10～15倍考虑。
四． 外轨抬高
车辆在弯道上运行时，由于离心力作用，使车轮轮缘压向外轨，加剧了轮缘与钢轨的磨损，并使运行阻力增加，严重时将发生翻车事故。为了消除离心力的上述影响，应将弯道外轨抬高，使车辆在弯道上运行时，离心力与矿车重量的合力垂直轨面，这样就使车辆不在受横向力作用的影响而顺利通过弯道。
第四节 电机车运输信号与通讯 2学时
一、电机车运输信号
信号与通讯装置是电机车运输系统的重要组成部分。信号与通讯装置齐全可靠，是列车安全运行的必备条件。电机车司机只有熟悉所行驶线路的所有信号与通讯装置的作用，掌握信号与通讯装置的使用方法和要求，严格按调度命令和信号指令行车，才能保证电机车有序、高效、安全地运行。
1.电机车运输信号的种类
电机车运输信号分为固定信号和移动信号两类。固定信号用灯光显示，灯光有红、黄、绿(蓝)3种。地面信号机固定在杆子上，井下信号机固定在巷道内。
移动信号用旗语、鸣笛、响铃、口哨向司机、挂钩工或行人显示。地面运输，昼间用旗语，旗语可分为红、黄、蓝3种颜色，其显示方法与标准机车基本相同；夜间用灯光显示，灯光有红、黄、绿3种颜色。
2．电机车运输信号的规定
(1)灯光信号：
①专用色灯信号：红色——停车；黄色——注意或减低速度；绿(蓝)色——按规定速度行车。
②机车和列车尾部红灯是防止追尾信号。司机发现时要根据距离的大小采取减速行驶或紧急制动的方法，防止事故发生。
③矿灯代用的临时信号：左右摆动为开车；上下摆动为停车；急速的上下摆动为紧急停车。
(2)声响信号：
①司机开车前必须先鸣笛或响铃。
②两列车交会时，发现行车前方有行人或车辆时，司机应鸣笛或响铃。
③使用电铃或口哨时：一长声为停车，二短声为向前慢行，三短声为向后慢行，二长声为向前行，三长声为向后行。需要说明的是，各矿对灯光和音响信号使用方法的规定并不一定完全相同，所以在执行中仍要结合本单位的具体规定进行操作。
第五节 井下用电安全 2学时
一、井下供电系统中发生漏电的原因，大致有以下几个方面：
1、电缆或电气设备本身的原因
（1）敷设在井下巷道内的电缆，由于井下环境潮湿，且运行多年，其绝缘老化或潮气入侵，引起绝缘电阻下降，使正常运行时系统对地的绝缘阻抗偏低或发生漏电。在这种供电系统中，还会因偶然的过电压冲击，使绝缘水平较低处发生击穿，产生集中性漏电。
（2）开关设备长期使用，接线板潮湿可能造成漏电；其内部元件（主要使控制变压器、接触器、继电器、线圈等）或导线，因某种原因使绝缘恶化、导线
头碰壳也会造成漏电；自动馈电开关中的过流继电器，当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
2、因施工安装不当引起漏电
（1）电缆施工接线错误，如误将相线与地线相接，通电后就会发生漏电；橡套电缆接头违反施工工艺要求，如不用电缆线盒的连接和明接头等，这些接法都破坏了橡套的绝缘，在井下潮气的侵蚀下易发生漏电，此外，这些接法的机械强度都较低，容易被拉断而造成漏电。
（2）电缆与设备连接时，由于芯线接头不牢固，封堵不严、压板不紧，运行或移动时造成接头脱落或接头松动，使相线于金属外壳直接搭接而漏电，或者是因接头发热过度使绝缘损坏而漏电。
（3）橡套电缆悬挂方法违反规定，采用铁丝或铜丝悬挂，时间一长，就可能发生漏电。
（4）开关或其它电气设备的内部接线错误，或接线头送脱碰壳，当合闸通电时便发生漏电。
3、因管理不当引起漏电
（1）由于管理不当，电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中。电缆被埋压后其热量不易散发，时间一久将使绝缘老化而漏电；电缆浸泡于水中，由于受井下水的酸性侵蚀及渗透作用，也会使绝缘因受潮而漏电。
（2）电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。
（3）电动机因长期被煤石堵塞风道，造成通风不良而发热使绝缘老化受损而漏电。
（4）对已受潮或遭水淹的电气设备，未经严格的干燥处理和对地绝缘电阻、耐压试验，又投入运行，极有可能发生漏电或其它电气故障。
4、因维修操作不当引起漏电。
（1）工人工作时劳动工具（锹、镐、钎等）易将电缆割伤或碰伤，造成漏电。此外采机械移动时，由于司机人员照顾不到，使供电电缆受到拉、挤、压、绞等作用，也可能造成漏电。
（2）冷、热补的橡套和浇灌的电缆接头，由于芯线连接不牢固、绝缘胶浇灌不均匀，以及硫化热补或冷补质量低劣，故在运行期间芯线接头容易发热，使油和绝缘胶往外渗漏，严重时就会产生漏电。
（3）开关设备检修后，残留在开关内的线头、金属碎片等未能清理干净，或将小零件与电工工具等忘在开关内，如果这些东西碰到相线，送电后就会发生漏电。
（4）修理电气设备时，由于停送电操作失误、带电操作或施工不慎，可能造成人身接触及一相漏电。
（5）开关分、合闸时，由于灭弧机构有故障，造成电弧熄灭困难、电弧接触外壳而漏电。此外，当发生漏电而切断总电源后，为找漏电支路而分别强行送电也是造成重复漏电的原因。
5、因意外事故引起漏电
（1）井下电缆常因顶板失落、矿车出轨、支柱倾倒等意外机械事故所损伤而导致漏电。
（2）井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏，当处理短路故障后未经对地绝缘电阻测而恢复送电时，就会发生漏电。
（3）大气过电压沿下井电缆侵入，击穿其对地绝缘而发生漏电。
二、井下低压电网发生漏电的危害
煤矿井下低压电网大部分在采区，环境条件恶劣，又是工作人员和生产机械比较集中的地方，电网若发生漏电，将导致以下危险：
1、人身触电。当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电，而工作人员又接触此外壳时，就会导致人身触电事故。此时如地电流的一部分将要从人体流过，其数值大到一定程度就会造成工作人员的伤亡。工作人员触及刺破橡套电缆外护套而暴露在空气中的芯线时一种更加严重的人身触电，此时，入地电流绝大部分流经人体，因而对工作人员的危险性更大。
2、引起沼泽气及煤尘爆炸。我国大部分煤矿有沼气喝煤尘爆炸的危险，当井下空气中沼气活煤尘达到爆炸浓度且有能量达到0.28mj的点火源时，就会发生沼气活煤尘爆炸。井下的点火源绝大部分是电火花，而漏电所产生的电火花则占有相当的比例，当电网发生单相接地或设备发生单相碰壳时，在接地点就会产生电火花，若此电火花具有足够的能量，就可能点燃沼气和煤尘。
3、使电雷管无准备引爆。漏电电流在其通过的路径上会产生电位差，漏电电流的数值越大，所产生的电位差就越大，如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定差的两点相接，就可能发生电雷管无准备爆炸的事故。
4、烧损电气设备，引起火灾。长期存在的漏电电流，尤其是两相经过度电阻接地的漏电电流，在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热，使绝缘进一步损坏，甚至使可燃性材料（如非阻燃性橡套电缆）着火燃烧。
5、引起短路事故。据统计，约有30%的单相接地故障发展为短路。从而造成更大的电气故障。对矿井安全造成严重威胁。漏电故障发展为短路的原因是很简单的，长期存在的漏电电流及电火花使漏电处的绝缘进一步损坏，最后危及相间绝缘而造成短路。
6、严重影响生产。按规程要求，一旦电网发生漏电，就必须停电处理，因而严重影响生产，降低煤矿企业的经济效益。漏电故障的处理少则数小时，多则达几个班次，有的工作面几乎每班都发生漏电停电事故。另一方面，停电使局扇停转，通风恶化，沼气积聚，反过来又威胁了矿井的安全。
第六节 矿井防爆电气设备安全 2学时
一、 防爆电气设备的防爆型式
1.爆炸性混合物产生爆炸的条件
爆炸是指物质从一种状态，经过物理变化或化学变化，突然变成另一种状态并放出巨大的能量，而产生的光和热或机械功。在此仅谈及爆炸性混合物的爆炸，即所有的可燃性气体、蒸 气及粉尘与空气所形成的爆炸性混合物的爆炸。这类爆炸需要同时具备三个条件才可能发生 ：第一，必须存在爆炸性物质或可燃性物质；第二，要有助燃性物质，主要是空气中的氧气 ；第三，就是还要存在引燃源(如火花、电弧和危险温度等)，它提供点燃混合物所必需的能 量。只有这三个条件同时存在，才有发生爆炸的可能性，其中任何一个条件不具备，就不会 产生燃烧和爆炸。因此，采取适当的措施，使三个条件不同时具备即可达到防止爆炸的目的 。由于爆炸性混合物普遍存在于煤炭、石油、化工、纺织、粮食加工等行业的生产、加工、 储运等场所，如发生爆炸则危害极大。于是，人们采取了多种防爆技术方法，防止爆炸危险 性环境形成及其爆炸。
2.基本防爆型式
(1) 隔爆型“ｄ”
隔爆型防爆型式是把设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内，其外壳 能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙，渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃(参见GB 3836 2标准)。
把可能产生火花、电弧和危险温度的零部件均放入隔爆外壳内，隔爆外壳使设备内部空间与 周围的环境隔开。隔爆外壳存在间隙，因电气设备呼吸作用和气体渗透作用，使内部可能存 在爆炸性气体混合物，当其发生爆炸时，外壳可以承受产生的爆炸压力而不损坏，同时外壳 结 构间隙可冷却火焰、降低火焰传播速度或终止加速链，使火焰或危险的火焰生成物不能穿越 隔爆间隙点燃外部爆炸性环境，从而达到隔爆目的。
隔爆型“ｄ”按其允许使用爆炸性气体环境的种类分为I类和IIA、IIB、IIC类。
该防爆型式设备适用于1、2区场所。
(2) 增安型“ｅ”
增安型防爆型式是一种对在正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备采取一些附加措施以提高其安全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、电弧和火花的可能性的防爆型式。它不包括在正常运行情况下产生火花或电弧的设备
(参见GB 3836 3标准)。
在正常运行时不会产生火花、电弧和危险温度的电气设备结构上，通过采取措施降低或控制工作温度、保证电气连接的可靠性、增加绝缘效果以及提高外壳防护等级，以减少由于污 垢引起污染的可能性和潮气进入等措施，减少出现可能引起点燃故障的可能性，提高设备 正常运行和规定故障(例如：电动机转子堵转)条件下的安全可靠性。〖JP〗 该类型设备主要用于2区危险场所，部分种类可以用于1区，例如具有合适保护装置的增安型 低压异步电动机、接线盒等。
(3) 本质安全型“ｉ”
本质安全型防爆型式是在设备内部的所有电路都是由在标准规定条件(包括正常工作和规定 的故障条件)下，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质安全电路。〖HTH〗“ｉɑ”等级电气设备〖HT〗是正常工作和施加一个故障和任意组合的两个故障条件下，均不能引起点燃的本质安全型电气设备；〖HTH〗“ｉｂ”等级电气设备 〖HT〗是正常工作和施加一个故障条件下，不能引起点燃的本质安全型电气设备(参见GB 38 36 4标准)。 本质安全型是从限制电路中的能量入手，通过可靠的控制电路参数将潜在的火花能量降低到 可点燃规定的气体混合物能量以下，导线及元件表面发热温度限制在规定的气体混合物的点 燃温度之下。
该防爆型式只能应用于弱电设备中，该类型设备适用于0、1、2区(Ｅｘ ｉɑ)或1、2区(Ｅｘ ｉｂ)。
(4) 正压型“ｐ”
电气设备的一种防爆型式。它是一种通过保持设备外壳内部保护气体的压力高于周围爆炸性 环境压力的措施来达到安全的电气设备(参见GB 3836 5标准)。 正压设备保护型式可利用不同方法。一种方法是在系统内部保护静态正压，而另一种方法是 保持持续的空气或惰性气体流动，以限制可燃性混合物进入外壳
内部。两种方法都需要在设 备起动前用保护气体对外壳进行冲洗，带走设备内部非正压状态时进入外壳内的可燃性气体 ，防止在外壳内形成可燃性混合物。这些方法的要点是监测系统，并且进行定时换气，以保 证系统的可靠性。 该类设备按照保护方法可以用于1区或2区危险场所。
(5) 油浸型“ｏ”
油浸型防爆型式是将整个设备或设备的部件浸在油内(保护液)，使之不能点燃油面以上或外 壳外面的爆炸性气体环境(参见GB 3836 6标准)。
这是一个主要用于开关设备的老的防爆技术方法。形成的电弧、火花浸在油下。
该类型设备适用于1区或2区危险场所。
(6) 充砂型“ｑ”
充砂型防爆型式是一种在外壳内充填砂粒或其他规定特性的粉末材料，使之在规定的使用 条件下，壳内产生的电弧或高温均不能点燃周围爆炸性气体环境的电气设备保护型式(参见G B 3836 7标准)。
该防爆型式将可点燃爆炸性气体环境的导电部件固定并且完全埋入充砂材料中，从而阻止了 火花、电弧和危险温度的传播，使之不能点燃外部爆炸性气体环境。通常它用于Ｅｘ“ｅ” 或Ｅｘ“ｎ”设备内的元件和重载牵引电池组。
该类型设备适用于1区或2区危险场所。
(7) “ｎ”型防爆电气设备
该类型电气设备在正常运行时，不能够点燃周围的爆炸性气体环境，也不大可能发生引起点 燃的故障(参见GB 3836 8标准)。
“ｎ”型电气设备正常运行时，即指设备在电气和机械上符合设计规范并在制造厂规定的范 围内使用，不可能产生火花、电弧和危险温度。
该类型电气设备仅适用于2区危险场所。
(8) 浇封型“ｍ”
浇封型防爆型式是将可能产生引起爆炸性混合物爆炸的火花、电弧或危险温度部分的电气部 件，浇封在浇封剂(复合物)中，使它不能点燃周围爆炸性混合物(参见GB 3836 9标准)。
采用浇封措施，可防止电气元件短路、固化电气绝缘，避免了电路上的火花以及电弧和危险 温度等引燃源的产生，防止了爆炸性混合物的侵入，控制正常和故障状况下的表面温度。
该类设备适用于1、2区危险场所。
(9) 气密型“ｈ”
该类防爆设备型式采用气密外壳。即环境中的爆炸性气体混合物不能进入设备外壳内部。气 密外壳采用熔化、挤压或胶粘的方法进行密封，这种外壳多半是不可拆卸的，以保证永久气 密性(参见GB 3836 11标准)。
该防爆措施属于“ｎ”型防爆措施范畴，GB 3836 11已被GB 3836 8—2003代替。
(10) 特殊型防爆电气设备“ｓ”
指国家标准未包括的防爆类型式，该型式可暂由主管部门制定暂行规定，并经指定的防爆检 验单位检验认可能够具有防爆性能的电气设备。
该类设备是根据实际使用开发研制，可适用于相应的危险场所。
(11) 可燃性粉尘环境用电设备
粉尘防爆电气设备是采用限制外壳最高表面温度和采用“尘密”或“防尘”外壳来限制粉尘 进入，以防止可燃性粉尘点燃(参见GB 12476 1标准)。 该类型设备按照等级适用于20、21或22区粉尘危险场所。
在平常实际使用中可能很容易的看到，许多防爆电气产品在一个产品中就采用了多种防爆保护方法。例如，照明装置可能采用了增安型保护(外壳和接线端盒)、隔爆型保护(开关)和浇 封型保护(镇流器)。这样能够使制造商采用最适用的复合防爆保护方法。有一点要注意的是 ，产品铭牌上列出采取的防爆方法的顺序将往往告诉用户产品的结构，如一个产品被标识为 Ｅｘ ｄｅ，则极可能为隔爆型而其中带有增安型部件。另一个产品被标识为Ｅｘ ｅｄ， 则极可能不是隔爆型外壳(例如不锈钢或强化聚脂玻璃)，而带有隔爆开关或部件安装其中。 两种产品可能均适用于1区，但他们是使用不同的防爆保护措施达到同样的目的。用户可根 据自己的实际需要和所了解信息，来选择可提供在费用、性能和安全方面达到最佳平衡的防爆型式的产品。
教 案
任课教师：
课 题：
工 种： 井下电机车运输 电机车司机
井下电机车运输
任课教师：
工 种：电机车司机
课 题：井下电机车运输
一、教学目的：让学员们能够更加熟练的掌握电机车的操作和基本的检测和维修，并能对工作过程中遇到的突发事故做到积极的预防和有效的处理。
二、教学要求：1、了解电机车的分类和型号
2、熟悉电机车、矿车的完好标准
三、教学重点：电机车的安全标准化作业规范。
四、教学难点：矿井防爆电器设备安全
五、授课方法：讲授法 板书
六、教具：多媒体
七、课时分配
第七章 井下电机车运输 12学时
第一节 电机车 2学时
第二节 矿车 2学时
第三节 矿井轨道 2学时
第四节 电机车运输信号与通讯 2学时
第五节 井下用电安全 2学时
第六节 矿井防爆电器设备安全 2学时
第一节 电机车 2学时
按电能来源电机车分为矿用直流架线式电机车（ZK型）和矿用蓄电池式电机车（XK型）。
按电机车的粘着质量（能够产生牵引力的质量即作用于主动轮对上的质量）分类，分为轻型（5t以下）、中型（5—10t）、重型（10t以上），架线式电机车有：1.5、3、7、10、14、20吨几种；蓄电池式有2、2.5、8、12吨几种。小于7吨的电机车一般用作短距离调车用，或用于输送量不大的采区平巷。
按电机车的轨距分为600mm、762mm、900mm三种，其中762mm轨距主要用于较大的金属矿井中，中小型煤矿多采用600mm轨距，大型煤矿多采用900mm轨距。
按电压等级，架线式电机车有100（97）V、250V、550V三种，其中100（97）V用于3吨及以下吨位的电机车；蓄电池式电机车有40/48V与110/132V两个等级，同一台电机车，使用铁镍蓄电池时为斜线下边值，40/48V电压等级用于2.5吨以下吨位的机车。矿用电机车是由机械和电气两大部分组成。
电机车是将电能转化为机械能。电动机从电源获能量开始运转，经传动系统输出到机车动轮上产生转矩M，此转矩可用一力偶表示，对于机车作用来说，其中一力与摩擦力相抵消，另一个力没有被平衡，成为电机车的牵引力。牵引力形成的先决条件是粘着力（摩擦力）的存在，其大小受摩擦力的限制，因此牵引力 小于或等于摩擦力。
电机车的起动是通过逐步加大牵引电极的端电压，以提高电动机的转矩，增大电机车的牵引力。
电机车的调速靠改变电动机的端电压或频率来实现。
电机车的制动是采用电制动或机械制动。
一、电机车的型号
电机车型号的表示方法如下：
电机车的主要技术参数：
1、粘着重量：在电机车水平轮对下，水平轨面上所承受电机车质量的垂直压力。用“吨”表示。
2、额定电压：550V
3、牵引电动机台数：单机或双机。
4、小时制：电动机在固定装置上工作一小时，而不致使其任何部分的温度高于所允许的额定值。
5、长时制：电动机在固定装置上，长时间连续工作，不致使其任何部分的温度高于所允许的额定值。
三、电机车完好标准
1.车架
(1)车架无裂纹或明显变形，无严重锈蚀，侧板及端板凸凹深度不超过30mm。
(2)蓄电池机车托辊平整，托辊转动灵活。
(3)缓冲装置(碰头)固定牢靠。弹簧无断裂，伸缩长度不小于30mm。连接装置可靠，碰头销孔、连接销的磨损量不超过原尺寸的20％，刚性碰头不超过25％。
(4)均衡梁、弹簧、吊架等无裂纹或严重磨损。板弹簧各片厚度应一致，承载时应保持弓形。
2.轮对
(1)车轮踏面磨损余厚不小于原厚度的50％，踏面凹槽深度不超过5mm。
(2)轮缘高度不超过30mm，轮缘厚度磨损不超过原厚度的30％。
(3)同一轴两车轮直径差不超过2mm，前后轮对直径差不超过4mm。
(4)车轴不得有裂纹，划痕深度不超过2.5mm；轴颈磨损量不超过原直径的5％。
3.轴承箱、齿轮箱(罩)
(1)轴承箱与导向板的间隙，沿行车方向不大于5mm；沿车轴方向不大于7mm。
(2)齿轮箱(罩)固定牢固，无损坏，不漏油。
4.制动装置
(1)机械、电力制动装置齐全可靠。
(2)制动手轮转动灵活，螺杆、螺母配合不松旷。
(3)各连接销轴不松旷，不缺油。
(4)闸瓦磨损余厚不小于10mm，同一制动梁两闸瓦的厚度差不大于10mm。在完全松闸的状态下，闸瓦与车轮踏面的间隙为3～5mm。紧闸时，接触面积不小于60％。调整闸瓦间隙装置灵活可靠。制动梁两端高低差不大于5mm。
(5)抱闸式制动装置，闸带磨损余厚不小于3mm，闸带与闸轮的间隙为2～3mm，闸带无断裂，铜铆钉牢固，弹簧不失效。
(6)撒砂装置灵活可靠，砂管畅通，管口对准轨面中心，砂子干燥充足。
(7)制动距离应符合《煤矿安全规程》第三百五十一条的规定。
5.控制器
(1)换向手把灵活，位置准确，机械闭锁装置可靠。
(2)消弧罩完整齐全，不松脱。
(3)触头接触片、连接线应紧固，触头接触面积不小于60％，接触压力为15～30N。
(4)触头烧损修整后余厚不小于原厚度的50％，连接线断丝不超过25％。
6.电阻器
电阻器接线牢固无松动，电阻元件无变形及裂纹，绝缘管(板)无严重断裂，绝缘电阻不低于0.5MΩ。
7.集电器、自动开关、插销连接器
(1)集电器弹力合适，起落灵活，接触滑板无严重凹槽。
(2)电源引线截面符合规定，护套无破裂，无老化，线端采用接线端子(或卡爪)与接线螺栓连接牢固。
(3)自动开关零件齐全完整，电流脱扣器要与电动机容量相匹配，动作灵活可靠。
(4)插销连接器零件齐全，插接良好，闭锁可靠，无严重烧痕。隔爆型插销的隔爆面、接线符合规定。
8.蓄电池、蓄电池箱
(1)蓄电池的电解液液面要高出极板高度。
(2)单只蓄电池的端电压：酸性的不得低于1.75V；碱性的不得低于1.1V。
(3)蓄电池不渗漏电解液。碱性蓄电池壳体无严重腐蚀；酸性蓄电池槽和上盖无破损及明显变形，封口胶无裂纹。注液孔盖齐全完整，封盖紧密，排气良好。
(4)蓄电池橡胶套、绝缘隔板齐全完整，无烧焦老化或破损，连接线(片)截面符合要求，不得脱焊，无断裂，螺栓紧固。
(5)防爆特殊型电机车应使用防爆特殊型蓄电池。电池组绝缘良好，极柱带电体不许外露，特殊工作栓(透气帽)齐全，透气良好。蓄电池任一极柱对地漏电电流值不大于100mA；相邻两电池极柱之间漏电电流值不大于100mA；极柱间漏电距离不小于35mm。
(6)蓄电池箱固定稳妥，锁紧装置可靠。箱盖、箱体无严重变形及破损，覆盖良好。绝缘衬垫齐全完整。箱内不得有积水、电解液及其结晶。防爆特殊型电池箱内氢气浓度不得超过3％。
9.熔断器、照明灯、警铃(笛)
(1)熔断器熔体的材质及额定电流应符合要求。
(2)照明灯齐全明亮，照明有效光距离不得小于40m。
(3)警铃(笛)完整，声音清晰洪亮，音响距离大于40m。
第二节 矿车 2学时
一、 矿车的分类
我国煤矿使用的矿车类型很多，一般可按其用途和装载量的大小分类
（一） 按用途分类
（1） 运货矿车。
（2） 乘人的矿车有平巷及斜井用人车。
（3） 专用矿车有炸药车、水车及其他专用车。
（二） 按装载量分类
（1） 装载量小于1t的为小型车。
（2） 装载量1～3t的为中型车。
（3） 装载量为3t以上的为大型矿车。
二、矿车的构造
矿车主要由车箱、车架、轮轴、缓冲器和连接器组成。
（一） 车箱
车箱是直接容纳矿料的部分。它是由两侧、两端和底部钢板组成。煤矿用量最大的固定式车箱多做成U型。
(二)车架
车架是由两个特殊 槽钢做成的纵梁，在它的上方安装车箱，下方安装轮轴，两端安装缓冲器和连接器。
（三）轮轴
轮轴是矿车的行走部件，有两个车轮和一根车轴组成，在车轮和车轴中间安装了滚动轴承。
第三节 矿井轨道 2学时
一、轨道机构及轨型选择
矿井轨道是由下部建筑和上部建筑组成。下部建筑就是巷道底板；上部建筑包括钢轨、轨枕、道床及接轨零件。
1. 钢轨
钢轨的用途是承受列车负荷并把负荷传给轨枕、道床和底板，形成平滑而坚固的轨道，以减小列车运行阻力。
钢轨断面一般是“工”字型，断面不大，但它具有足够的抗弯力矩。
钢轨的型号是以每米长度的质量（公斤∕米）表示。钢轨的质量越大，强度越大，稳定性越好。因此，运行的列车越重，速度越大，行车次数越多，就应采用重型钢轨。钢轨型号的选择与运输量、矿车质量和矿车容积有关。
2. 轨枕
轨枕有木质的、金属的和钢筋混凝土的。木轨枕的优点是：有弹性，加工容易，价格便宜，安装方便。缺点是：易腐烂，维修工作量大。但经防腐处理可延长它的使用年限。
为了节省木材，目前矿山已经推广使用钢筋混凝土轨枕。根据计算，以钢筋混凝土轨枕代替木轨枕，每铺一公里单轨线路就可节约木材30～40m³。这种轨枕的优点是：强度大，坚固耐磨，稳定性好；使用时间长，维修费用少；不怕矿坑水的腐蚀；取材和制造均方便。其缺点是弹性差。但在轨底与轨枕之间放置橡胶块，便可以克服缺点。
3. 道床
道床材料必须是坚固，不潮解，不存水的。最好的道床是碎石。碎石粒度为20～40㎜.
在水平及倾角10°以下的巷道内，轨枕下面的道床厚度不得小于150㎜；倾角大于10°的斜巷内，应在底板上挖轨枕沟，其深度约为轨枕厚的2∕3，轨枕下面的道床厚度不得小于50㎜。道床上部的宽度应超出轨枕50～100㎜。
4. 接轨零件
接轨零件的用途是在纵向把钢轨接在一起，并将钢轨固定在轨枕上。 钢轨之间的连接是用鱼尾板及螺栓。钢轨与轨枕的连接是通过道钉钉入轨枕后用钉头将轨底紧紧压在轨枕上面。
一． 轨距
直线轨道上两钢轨轨头内侧之间的距离称为轨距。我国矿山井下的标准轨距为600㎜、762㎜和900㎜。新设计的矿山必须采用标准轨距。采用标准轨距对于矿车的统一，提高矿车的制造质量以及巷道的标准化都有重大意义。
铺轨时允许实际轨距较标准轨距大5㎜或小2㎜。
二． 线路坡度
线路坡度是线路纵断面上两点的高差与其间距之比，通常以千分数表示。 井下运输线路的坡度一般为3～10‰ 。如果坡度小于3‰ ，巷道排水较困难；坡度过大，电机车将难以牵引车组上坡运行，而且制动困难，不安全，轨道车辆轮缘磨损严重。
最理想的井下线路坡度就是等阻坡度。所谓等阻坡度就是重列车下坡运行阻力等于空列车上坡运行阻力时的线路坡度。因为重列车与空列车运行阻力相等，所以所需牵引力也相等 。
三． 最小弯道半径
车辆在弯道上运行时，由于离心力作用和轮缘与轨道间的阻力作用增加了车辆运行的困难，离心力和弯道阻力的大小与车辆运行速度，弯道半径和车辆轴距等因素有关。因此，最小弯道半径应根据车辆运行速度和轴距大小来确定。
当转角小于90°时，两轴车辆的运行速度小于1.5 米∕秒，最小弯道半径不得小于轴距的7倍；运行速度大于1.5米∕秒，最小弯道半径不得小于轴距的
10倍；运行速度大于3.5米∕秒，最小弯道半径不得小于轴距的15倍。当转角大于90°时，最小弯道半径均按大于轴距的10～15倍考虑。
四． 外轨抬高
车辆在弯道上运行时，由于离心力作用，使车轮轮缘压向外轨，加剧了轮缘与钢轨的磨损，并使运行阻力增加，严重时将发生翻车事故。为了消除离心力的上述影响，应将弯道外轨抬高，使车辆在弯道上运行时，离心力与矿车重量的合力垂直轨面，这样就使车辆不在受横向力作用的影响而顺利通过弯道。
第四节 电机车运输信号与通讯 2学时
一、电机车运输信号
信号与通讯装置是电机车运输系统的重要组成部分。信号与通讯装置齐全可靠，是列车安全运行的必备条件。电机车司机只有熟悉所行驶线路的所有信号与通讯装置的作用，掌握信号与通讯装置的使用方法和要求，严格按调度命令和信号指令行车，才能保证电机车有序、高效、安全地运行。
1.电机车运输信号的种类
电机车运输信号分为固定信号和移动信号两类。固定信号用灯光显示，灯光有红、黄、绿(蓝)3种。地面信号机固定在杆子上，井下信号机固定在巷道内。
移动信号用旗语、鸣笛、响铃、口哨向司机、挂钩工或行人显示。地面运输，昼间用旗语，旗语可分为红、黄、蓝3种颜色，其显示方法与标准机车基本相同；夜间用灯光显示，灯光有红、黄、绿3种颜色。
2．电机车运输信号的规定
(1)灯光信号：
①专用色灯信号：红色——停车；黄色——注意或减低速度；绿(蓝)色——按规定速度行车。
②机车和列车尾部红灯是防止追尾信号。司机发现时要根据距离的大小采取减速行驶或紧急制动的方法，防止事故发生。
③矿灯代用的临时信号：左右摆动为开车；上下摆动为停车；急速的上下摆动为紧急停车。
(2)声响信号：
①司机开车前必须先鸣笛或响铃。
②两列车交会时，发现行车前方有行人或车辆时，司机应鸣笛或响铃。
③使用电铃或口哨时：一长声为停车，二短声为向前慢行，三短声为向后慢行，二长声为向前行，三长声为向后行。需要说明的是，各矿对灯光和音响信号使用方法的规定并不一定完全相同，所以在执行中仍要结合本单位的具体规定进行操作。
第五节 井下用电安全 2学时
一、井下供电系统中发生漏电的原因，大致有以下几个方面：
1、电缆或电气设备本身的原因
（1）敷设在井下巷道内的电缆，由于井下环境潮湿，且运行多年，其绝缘老化或潮气入侵，引起绝缘电阻下降，使正常运行时系统对地的绝缘阻抗偏低或发生漏电。在这种供电系统中，还会因偶然的过电压冲击，使绝缘水平较低处发生击穿，产生集中性漏电。
（2）开关设备长期使用，接线板潮湿可能造成漏电；其内部元件（主要使控制变压器、接触器、继电器、线圈等）或导线，因某种原因使绝缘恶化、导线
头碰壳也会造成漏电；自动馈电开关中的过流继电器，当调整螺杆拧得过低时也会因相对地放电而造成漏电。
2、因施工安装不当引起漏电
（1）电缆施工接线错误，如误将相线与地线相接，通电后就会发生漏电；橡套电缆接头违反施工工艺要求，如不用电缆线盒的连接和明接头等，这些接法都破坏了橡套的绝缘，在井下潮气的侵蚀下易发生漏电，此外，这些接法的机械强度都较低，容易被拉断而造成漏电。
（2）电缆与设备连接时，由于芯线接头不牢固，封堵不严、压板不紧，运行或移动时造成接头脱落或接头松动，使相线于金属外壳直接搭接而漏电，或者是因接头发热过度使绝缘损坏而漏电。
（3）橡套电缆悬挂方法违反规定，采用铁丝或铜丝悬挂，时间一长，就可能发生漏电。
（4）开关或其它电气设备的内部接线错误，或接线头送脱碰壳，当合闸通电时便发生漏电。
3、因管理不当引起漏电
（1）由于管理不当，电缆被埋压或脱落浸泡于水沟中。电缆被埋压后其热量不易散发，时间一久将使绝缘老化而漏电；电缆浸泡于水中，由于受井下水的酸性侵蚀及渗透作用，也会使绝缘因受潮而漏电。
（2）电气设备长期过负荷运行造成绝缘老化损坏而漏电。
（3）电动机因长期被煤石堵塞风道，造成通风不良而发热使绝缘老化受损而漏电。
（4）对已受潮或遭水淹的电气设备，未经严格的干燥处理和对地绝缘电阻、耐压试验，又投入运行，极有可能发生漏电或其它电气故障。
4、因维修操作不当引起漏电。
（1）工人工作时劳动工具（锹、镐、钎等）易将电缆割伤或碰伤，造成漏电。此外采机械移动时，由于司机人员照顾不到，使供电电缆受到拉、挤、压、绞等作用，也可能造成漏电。
（2）冷、热补的橡套和浇灌的电缆接头，由于芯线连接不牢固、绝缘胶浇灌不均匀，以及硫化热补或冷补质量低劣，故在运行期间芯线接头容易发热，使油和绝缘胶往外渗漏，严重时就会产生漏电。
（3）开关设备检修后，残留在开关内的线头、金属碎片等未能清理干净，或将小零件与电工工具等忘在开关内，如果这些东西碰到相线，送电后就会发生漏电。
（4）修理电气设备时，由于停送电操作失误、带电操作或施工不慎，可能造成人身接触及一相漏电。
（5）开关分、合闸时，由于灭弧机构有故障，造成电弧熄灭困难、电弧接触外壳而漏电。此外，当发生漏电而切断总电源后，为找漏电支路而分别强行送电也是造成重复漏电的原因。
5、因意外事故引起漏电
（1）井下电缆常因顶板失落、矿车出轨、支柱倾倒等意外机械事故所损伤而导致漏电。
（2）井下电缆因短路故障造成局部对地绝缘损坏，当处理短路故障后未经对地绝缘电阻测而恢复送电时，就会发生漏电。
（3）大气过电压沿下井电缆侵入，击穿其对地绝缘而发生漏电。
二、井下低压电网发生漏电的危害
煤矿井下低压电网大部分在采区，环境条件恶劣，又是工作人员和生产机械比较集中的地方，电网若发生漏电，将导致以下危险：
1、人身触电。当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电，而工作人员又接触此外壳时，就会导致人身触电事故。此时如地电流的一部分将要从人体流过，其数值大到一定程度就会造成工作人员的伤亡。工作人员触及刺破橡套电缆外护套而暴露在空气中的芯线时一种更加严重的人身触电，此时，入地电流绝大部分流经人体，因而对工作人员的危险性更大。
2、引起沼泽气及煤尘爆炸。我国大部分煤矿有沼气喝煤尘爆炸的危险，当井下空气中沼气活煤尘达到爆炸浓度且有能量达到0.28mj的点火源时，就会发生沼气活煤尘爆炸。井下的点火源绝大部分是电火花，而漏电所产生的电火花则占有相当的比例，当电网发生单相接地或设备发生单相碰壳时，在接地点就会产生电火花，若此电火花具有足够的能量，就可能点燃沼气和煤尘。
3、使电雷管无准备引爆。漏电电流在其通过的路径上会产生电位差，漏电电流的数值越大，所产生的电位差就越大，如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定差的两点相接，就可能发生电雷管无准备爆炸的事故。
4、烧损电气设备，引起火灾。长期存在的漏电电流，尤其是两相经过度电阻接地的漏电电流，在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热，使绝缘进一步损坏，甚至使可燃性材料（如非阻燃性橡套电缆）着火燃烧。
5、引起短路事故。据统计，约有30%的单相接地故障发展为短路。从而造成更大的电气故障。对矿井安全造成严重威胁。漏电故障发展为短路的原因是很简单的，长期存在的漏电电流及电火花使漏电处的绝缘进一步损坏，最后危及相间绝缘而造成短路。
6、严重影响生产。按规程要求，一旦电网发生漏电，就必须停电处理，因而严重影响生产，降低煤矿企业的经济效益。漏电故障的处理少则数小时，多则达几个班次，有的工作面几乎每班都发生漏电停电事故。另一方面，停电使局扇停转，通风恶化，沼气积聚，反过来又威胁了矿井的安全。
第六节 矿井防爆电气设备安全 2学时
一、 防爆电气设备的防爆型式
1.爆炸性混合物产生爆炸的条件
爆炸是指物质从一种状态，经过物理变化或化学变化，突然变成另一种状态并放出巨大的能量，而产生的光和热或机械功。在此仅谈及爆炸性混合物的爆炸，即所有的可燃性气体、蒸 气及粉尘与空气所形成的爆炸性混合物的爆炸。这类爆炸需要同时具备三个条件才可能发生 ：第一，必须存在爆炸性物质或可燃性物质；第二，要有助燃性物质，主要是空气中的氧气 ；第三，就是还要存在引燃源(如火花、电弧和危险温度等)，它提供点燃混合物所必需的能 量。只有这三个条件同时存在，才有发生爆炸的可能性，其中任何一个条件不具备，就不会 产生燃烧和爆炸。因此，采取适当的措施，使三个条件不同时具备即可达到防止爆炸的目的 。由于爆炸性混合物普遍存在于煤炭、石油、化工、纺织、粮食加工等行业的生产、加工、 储运等场所，如发生爆炸则危害极大。于是，人们采取了多种防爆技术方法，防止爆炸危险 性环境形成及其爆炸。
2.基本防爆型式
(1) 隔爆型“ｄ”
隔爆型防爆型式是把设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内，其外壳 能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙，渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃(参见GB 3836 2标准)。
把可能产生火花、电弧和危险温度的零部件均放入隔爆外壳内，隔爆外壳使设备内部空间与 周围的环境隔开。隔爆外壳存在间隙，因电气设备呼吸作用和气体渗透作用，使内部可能存 在爆炸性气体混合物，当其发生爆炸时，外壳可以承受产生的爆炸压力而不损坏，同时外壳 结 构间隙可冷却火焰、降低火焰传播速度或终止加速链，使火焰或危险的火焰生成物不能穿越 隔爆间隙点燃外部爆炸性环境，从而达到隔爆目的。
隔爆型“ｄ”按其允许使用爆炸性气体环境的种类分为I类和IIA、IIB、IIC类。
该防爆型式设备适用于1、2区场所。
(2) 增安型“ｅ”
增安型防爆型式是一种对在正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备采取一些附加措施以提高其安全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、电弧和火花的可能性的防爆型式。它不包括在正常运行情况下产生火花或电弧的设备
(参见GB 3836 3标准)。
在正常运行时不会产生火花、电弧和危险温度的电气设备结构上，通过采取措施降低或控制工作温度、保证电气连接的可靠性、增加绝缘效果以及提高外壳防护等级，以减少由于污 垢引起污染的可能性和潮气进入等措施，减少出现可能引起点燃故障的可能性，提高设备 正常运行和规定故障(例如：电动机转子堵转)条件下的安全可靠性。〖JP〗 该类型设备主要用于2区危险场所，部分种类可以用于1区，例如具有合适保护装置的增安型 低压异步电动机、接线盒等。
(3) 本质安全型“ｉ”
本质安全型防爆型式是在设备内部的所有电路都是由在标准规定条件(包括正常工作和规定 的故障条件)下，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质安全电路。〖HTH〗“ｉɑ”等级电气设备〖HT〗是正常工作和施加一个故障和任意组合的两个故障条件下，均不能引起点燃的本质安全型电气设备；〖HTH〗“ｉｂ”等级电气设备 〖HT〗是正常工作和施加一个故障条件下，不能引起点燃的本质安全型电气设备(参见GB 38 36 4标准)。 本质安全型是从限制电路中的能量入手，通过可靠的控制电路参数将潜在的火花能量降低到 可点燃规定的气体混合物能量以下，导线及元件表面发热温度限制在规定的气体混合物的点 燃温度之下。
该防爆型式只能应用于弱电设备中，该类型设备适用于0、1、2区(Ｅｘ ｉɑ)或1、2区(Ｅｘ ｉｂ)。
(4) 正压型“ｐ”
电气设备的一种防爆型式。它是一种通过保持设备外壳内部保护气体的压力高于周围爆炸性 环境压力的措施来达到安全的电气设备(参见GB 3836 5标准)。 正压设备保护型式可利用不同方法。一种方法是在系统内部保护静态正压，而另一种方法是 保持持续的空气或惰性气体流动，以限制可燃性混合物进入外壳
内部。两种方法都需要在设 备起动前用保护气体对外壳进行冲洗，带走设备内部非正压状态时进入外壳内的可燃性气体 ，防止在外壳内形成可燃性混合物。这些方法的要点是监测系统，并且进行定时换气，以保 证系统的可靠性。 该类设备按照保护方法可以用于1区或2区危险场所。
(5) 油浸型“ｏ”
油浸型防爆型式是将整个设备或设备的部件浸在油内(保护液)，使之不能点燃油面以上或外 壳外面的爆炸性气体环境(参见GB 3836 6标准)。
这是一个主要用于开关设备的老的防爆技术方法。形成的电弧、火花浸在油下。
该类型设备适用于1区或2区危险场所。
(6) 充砂型“ｑ”
充砂型防爆型式是一种在外壳内充填砂粒或其他规定特性的粉末材料，使之在规定的使用 条件下，壳内产生的电弧或高温均不能点燃周围爆炸性气体环境的电气设备保护型式(参见G B 3836 7标准)。
该防爆型式将可点燃爆炸性气体环境的导电部件固定并且完全埋入充砂材料中，从而阻止了 火花、电弧和危险温度的传播，使之不能点燃外部爆炸性气体环境。通常它用于Ｅｘ“ｅ” 或Ｅｘ“ｎ”设备内的元件和重载牵引电池组。
该类型设备适用于1区或2区危险场所。
(7) “ｎ”型防爆电气设备
该类型电气设备在正常运行时，不能够点燃周围的爆炸性气体环境，也不大可能发生引起点 燃的故障(参见GB 3836 8标准)。
“ｎ”型电气设备正常运行时，即指设备在电气和机械上符合设计规范并在制造厂规定的范 围内使用，不可能产生火花、电弧和危险温度。
该类型电气设备仅适用于2区危险场所。
(8) 浇封型“ｍ”
浇封型防爆型式是将可能产生引起爆炸性混合物爆炸的火花、电弧或危险温度部分的电气部 件，浇封在浇封剂(复合物)中，使它不能点燃周围爆炸性混合物(参见GB 3836 9标准)。
采用浇封措施，可防止电气元件短路、固化电气绝缘，避免了电路上的火花以及电弧和危险 温度等引燃源的产生，防止了爆炸性混合物的侵入，控制正常和故障状况下的表面温度。
该类设备适用于1、2区危险场所。
(9) 气密型“ｈ”
该类防爆设备型式采用气密外壳。即环境中的爆炸性气体混合物不能进入设备外壳内部。气 密外壳采用熔化、挤压或胶粘的方法进行密封，这种外壳多半是不可拆卸的，以保证永久气 密性(参见GB 3836 11标准)。
该防爆措施属于“ｎ”型防爆措施范畴，GB 3836 11已被GB 3836 8—2003代替。
(10) 特殊型防爆电气设备“ｓ”
指国家标准未包括的防爆类型式，该型式可暂由主管部门制定暂行规定，并经指定的防爆检 验单位检验认可能够具有防爆性能的电气设备。
该类设备是根据实际使用开发研制，可适用于相应的危险场所。
(11) 可燃性粉尘环境用电设备
粉尘防爆电气设备是采用限制外壳最高表面温度和采用“尘密”或“防尘”外壳来限制粉尘 进入，以防止可燃性粉尘点燃(参见GB 12476 1标准)。 该类型设备按照等级适用于20、21或22区粉尘危险场所。
在平常实际使用中可能很容易的看到，许多防爆电气产品在一个产品中就采用了多种防爆保护方法。例如，照明装置可能采用了增安型保护(外壳和接线端盒)、隔爆型保护(开关)和浇 封型保护(镇流器)。这样能够使制造商采用最适用的复合防爆保护方法。有一点要注意的是 ，产品铭牌上列出采取的防爆方法的顺序将往往告诉用户产品的结构，如一个产品被标识为 Ｅｘ ｄｅ，则极可能为隔爆型而其中带有增安型部件。另一个产品被标识为Ｅｘ ｅｄ， 则极可能不是隔爆型外壳(例如不锈钢或强化聚脂玻璃)，而带有隔爆开关或部件安装其中。 两种产品可能均适用于1区，但他们是使用不同的防爆保护措施达到同样的目的。用户可根 据自己的实际需要和所了解信息，来选择可提供在费用、性能和安全方面达到最佳平衡的防爆型式的产品。