安全设计机电设备论文

2022-04-19

社会经济不断发展下，也推动了科学技术水平的提升，社会各界也逐渐更为关注安全。矿山开采中，机械设备是必不可少的，而其安全隐患也是难以有效清除的。因此，本文就矿山机械安全技术现状及存在问题展开分析，并提出针对性改进策略。下面是小编精心推荐的《安全设计机电设备论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

安全设计机电设备论文篇1：

探析煤矿运输中的无轨胶轮车应用及其安全设计

摘要：煤矿运输中的无轨胶轮车主要用于将人员、设备和材料等由地面运至井下，或者由井下运至地面。由于需要运输的机电设备体积、重量都比较大，而且有的机电设备形状还比较不规则。因此需要对其应用及其安全设计进行分析。基于此，本文阐述了煤矿运输中无轨胶轮车应用适用条件及其特征，对煤矿运输中无轨胶轮车的安全设计进行了探讨分析。

关键词：煤矿运输；无轨胶轮车；应用；适用条件；特征；安全设计

无轨胶轮车是现代煤矿井下常用的辅助运输工具，其正常运行有利于高产、高效、现代化矿区的构建。为了使这种无轨胶轮车辅助运输系统获得更好地推广与应用，以下就煤矿运输中的无轨胶轮车应用及其安全设计进行探讨。

一、煤矿运输中无轨胶轮车应用的适用条件

煤矿运输中的无轨胶轮车应用改善了矿井运输现状，提高了矿井生产率，但在应用无轨胶轮车时需要一定的条件，主要表现为：（1）无轨胶轮车的适用条件。基于无轨胶轮车具有一定的外形尺寸，并且大载重量，车轮要求地板应有足够的强度。因此应用无轨胶轮车的矿井巷道坡度、宽度以及地板强度都应符合要求。对于哪些倾角不大、浅贮存、煤层近水平的矿井比较适用无轨胶轮车，如12°左右的上下山与斜副井等。（2）巷道应有合适的坡度。无轨胶轮车连续在6°坡运行的长度应小于1200m，在小于6°坡运行时，应把局部纵向坡度控制在14°以下，若运行巷道是坚硬、光滑有水滴的地板还应降低运行坡度。当运行巷道地板较松软时，应把运行横向坡度控制在5°以下，巷道倾角控制在12°以下，并且应事先做好相应的行车标识。

二、煤矿运输中无轨胶轮车应用的主要特征

无轨胶轮车的特征主要表现为：（1）安全性高。矿井辅助运输系统也是矿井事故来源的一个重要方面，矿井使用无轨胶轮车做辅助运输系统后，可有效降低工人作业强度，可使工人作业精力更充沛。同时加之无轨胶轮车的一体化设计，可省去很多转载步骤，有效减少安全隐患，此外井下作业人员的减少，也会降低安全事故的发生率，提高矿井生产的安全性。（2）提高运输效率。由于无轨胶轮车不用轨道便可实现运输，现场装载完货物后，无须转载便可从地面到井下工作面点对点直达，这样实现了连续化辅助运输，提高了运输速度，与其他辅助运输相比，运输效率显著提高，降低工时，值得各矿井推广应用。（3）降低运输费用。据相关统计，无轨胶轮车运输每吨煤的成本一般为4元左右，使用其他煤矿辅助运输系统的运输成为大约为3倍～4倍的无轨胶轮车运输。无轨运输系统比其他辅助运输系统吨煤运输成本低很多，吨煤运输成本的降低，促进了矿井经济效益的大幅提升。（4）适应性强。无轨胶轮车可配置的工作机构较多，如铲斗、货箱、叉架等，可根据矿井实际需求，快速转换各种工作，达到一机多用。这种多功能运输在整体搬运矿井大型机械设备时特别适用，在实际生产中应用较为广泛。（5）机动、灵活。无轨胶轮车操作便捷，性能优良，车身通常采用铰接形式，可实现曲率半径3m～6m转弯，低机身，能很好地适應起伏巷道，并且轮胎耐用，制动系统良好。

三、煤矿运输中无轨胶轮车的安全设计分析

1、煤矿运输中的无轨胶轮车机械安全设计分析。煤矿运输中的无轨胶轮车机械安全设计从强度安全、维修安全、碰撞安全及功能安全四方面进行设计。（1）强度安全。第一、承载部件结构设计。针对车架、车厢等承载部件采用三维仿真计算，所有承载部件安全系数都要达到标准要求，其中人车车厢参照GB 17578-2013《客车上部结构强度要求及试验方法》进行计算，符合地面客车设计要求，保证乘客有效乘坐空间及人身安全。第二、传动及制动系统设计。设计中要针对传动及制动部件选用可靠性高、安全系数高、传递扭矩大的成熟结构部件部件，提高行车安全性，其中制动器试验依据《汽车制动系统结构、性能和试验方法》，通过要求型式试验及出厂试验来保证安全。（2）维修安全。在设计中充分进行维修安全、运输安全等设计，在机构布局上提高维修维护易操作性，变速箱、制动器、传动轴及电机等较重部件设计辅助吊装装置，不仅为维修维护提高易操作性，还为维修维护提供安全保障。（3）碰撞安全。在布局安全设计中，针对碰撞进行专项分析，考虑正撞、侧撞、追尾、翻滚等情况，对结构布局及强度进行计算。其中电源箱要布置在不易受碰撞、剐蹭的位置，并且被超大动能碰撞时，电池位移方向对人员不会造成伤害。并且车辆前后要设置碰撞吸能用保险杠，在充分保证碰撞时能量吸收的同时，前保险杠外部设置薄钢板外壳，具有行人保护功能。此外，人车车厢根据《客车上部结构强度要求及试验方法》进行计算，符合地面客车设计要求。每个座椅上设置安全带，并且要设计安装有扶手装置，充分对人员碰撞安全做出设计。（4）功能安全。第一、机械防爆离安全。针对机械防爆，除了对转动部件、发热部件进行专门设计及检测要求。第二、消防系统。针对电源箱、电机等易发热部件进行温度检测，超温报警，并且配置相应灭火装置，保障安全性。第三、制动安全设计。整车制动系统采用无火花、散热好、制动性能好的湿式制动器。其中行车制动器要设计成独立的双回路系统，如果其中一路发生故障，另外一路还可以正常工作；驻车制动器采用失效安全型，液压释放、弹簧制动，在系统没有动力源或油路发生故障的时候都可以实现整车制动。

2、煤矿运输中无轨胶轮车的电气安全设计。煤矿运输中的无轨胶轮车，由于动力电池的能量密度远远低于燃油的能量密度，加上各种防爆外壳，使得防爆蓄电池无轨胶轮车的质量大幅增加，碰撞中需要车辆耗散的动能明显增加，产生的事故后果也更为严重。同时由于集成了大量的高压电气设备和线束，所以防爆蓄电池无轨胶轮车在发生危险工况下的电安全设计非常重要。（1）高压线束走向要设计布置在车辆骨架内侧，以提高对高压线束和人员的保护作用。（2）单体电池与电源箱体应实现绝缘，电源箱底部和侧面铺设绝缘橡胶，电池管理系统要设置温度报警系统，以便能及时对事故作出正确处理，确保人身和财产安全。（3）胶轮车安装绝缘电阻检测装置。当车辆发生碰撞或绝缘电阻过低时，主动切断高压回路，实现电池组与外部电路的电隔离。（4）主回路和电池箱内安装快速熔断器。当发生短路事故时，主回路熔断器能迅速切断动力电池和电气设备的连接，并能最大限度地降代因电源箱内部的短路造成的危害。（5）在主回路和电池箱上安装手动断电装置。当发生事故时，可以手动切断各电池箱之间的电连接，将车辆整体电压降至安全电压范围内。（6）放电一致性检测。整车控制器要设计有实时检测功能，实时监测所有电源箱的放电电流，当某一电源箱放电电流和其他电源箱放电电流相差一定数值时，控制器发出故障信号，电机停止运行，发出报警信号，提示驾驶员检查故障。（7）故障报警。胶轮车在运行过程中，如出现异常情况，需要仪表或指示器以声或光报警的形式提醒驾驶员，让驾驶员注意车辆的异常情况，以便及时处理，避免发生安全事故。

四.结束语

综上所述，无轨胶轮车在当前很多矿井中已得到有效应用，担负起了运送矿井人员、设备以及物料等重任，其应用大幅提高了我国矿井运输效率，促进了我国煤矿开采的现代化。

参考文献：

[1]谢帅，张海斌.浅谈井下无轨胶轮车的管理与维护[J].科技风，2015（22）

[2]邵兵.煤矿井下无轨胶轮车的安全管理[J].中国机械，2013（24）

作者：殷鹏

安全设计机电设备论文篇2：

矿山机械安全技术现状及对策探析

社会经济不断发展下，也推动了科学技术水平的提升，社会各界也逐渐更为关注安全。矿山开采中，机械设备是必不可少的，而其安全隐患也是难以有效清除的。因此，本文就矿山机械安全技术现状及存在问题展开分析，并提出针对性改进策略。

采矿作业中逐渐运用了大量大型采矿机械，而潜在的安全隐患对采矿工人生命安全构成了严重威胁，国家及人们也逐渐加强了对矿山作业安全的重视程度。如煤矿中煤尘突出、瓦斯等问题倘若处理不及时，一旦接触明火就会有爆炸事故产生，使得作业人员生命受到威胁，并引发经济损失。故而，必须高度重视矿山机械安全。

一、矿山机械安全技术现状

经过数十年的努力，我国已逐渐加大了交流电牵引采煤机的应用，原本轻型的采煤掘进机也朝着中、重型快速发展。原本仅能切割煤矿的切割机也能在岩石作业中得到应用，长距离带式输送机技术实现了质的提升。此外，我国机械设备也拥有了在线检测、实时监控功能，安全性更为显著。

采矿效率得到提升的同时，我国对安全标准也予以了高度关注，制定了各类安全标准，要想为我国矿山机械设备安全生产提供更可靠的保障，我国也制定了一系列安全标准措施，针对部分较高要求的矿井设备而言，工程设计研究院也制定了相应的安全标准措施，并提出了较高的安全性能要求。

二、矿山机械技术安全存在问题

（一）机械安全设计方法不成熟

现下，尽管大部分机械已有了成熟的安全设计理论和方法，然而在大型、复杂的关键矿山机械设备方面，仅存在理论层次的安全设计，在安全设计方法方面仍不够成熟、缺乏理想。如我国仍处于理论分析阶段的输送机动特性研究，相关实验研究、验证十分迫切;掘进机设计与我国地质条件相适应的完整截割、装运及行走的载荷谱尚未拥有，在一定程度上限制了安全设计，与国外机械安全设计之间仍有一定距离存在。

（二）人员培训活动开展不合理

要想发挥机器的价值，与人为操作无法脱离。大部分煤炭企业尽管针对管理人员成立了专门的安全培训机构，且每月都会开展数次，从表面上来看企业予以了高度重视，所投入的经费也十分庞大。然而，却无法显著提升管理人员的业务水平。此外，个别企业所设定的培训方式过于落后，缺乏新颖的内容，甚至完全脱离了现实，仅将理论作为重点内容，理论与实践的结合无法实现，无法发挥使用价值，以致于培训人员的积极性受到影响，在培训参与过程中无法集中注意力，尽管在培训完成后能够获取培训合格证，然而其实际能力、业务水平却未产生变化。

（三）机電设备更新欠缺及时性

个别企业领导者仅对产出予以了关注，而在装备更新方面缺乏重视，不愿将经费耗用在设备维修和改进上，以致于设备过于陈旧、老化，缺乏安全系数，有大量安全隐患存在。而缺乏安全性的系统设备、不到位的安全设施，使得矿难事件频频爆发。相关资料显示，个别矿井中仍有大量无“MA”标志的设备存在，甚至还有部分是国家一再强调必须淘汰的设备，低劣的供电设备、落后的安全监测监控系统和采掘设备，尽管不会耗费较大的成本，但也导致生产力受限，更是对矿工的生命安全造成了严重威胁。

三、矿山机械安全问题的解决对策

（一）建立健全安全设计体系

现下，高速化、大型化、复杂化及重载是矿山机械的主要发展方向，而因有大量因素皆能对矿山机械安全造成影响的缘故，仅在单一理论、方法的运用下无法将现代安全生产要求满足。对此，需参考国外先进的矿山机械安全设计理论、方法，在与我国实际情况相结合的基础上，构建可将我国采矿业发展要求满足的安全设计体系，以此推动我国矿山机械安全水平的提升。

（二）不断提升员工综合素质

要想实现矿山机械安全现状的改善，就必须提升员工综合素质。趋于大型化、复杂化的采矿机械，将更高的专业技术要求带给了员工，故而采矿企业需优化培训机制，鼓励员工掌握新技能，提高专业水平。同时，需合理构建奖惩制度，以公平、公正、公开原则对员工工作业绩进行考核，以员工具体表现情况为根据予以适当的奖励或惩罚，以此将其工作热情和积极性有效激发。

（三）加大设备资金投入力度

资金缺乏是导致我国矿山机械设备水平落后的主要原因之一，要想将该问题解决，国家政策需予以大力支持，企业自身也要加大投入力度。国家可将政策引导、法规控制加强，将一定的资金供于重点煤矿安全技术改造使用。同时，企业需在国家政策的充分运用下，并积极拓展资金来源渠道，将过期或故障设备及时更换，通过先进安全技术的引进，实现企业机械安全状况的改善。

四、结语

矿山机械是开发利用矿产资源的主要工具，其安全运行与采矿企业安全生产状况有着直接联系。相关数据表明，因矿山机械故障而引发的矿山事故在所有事故中有着极高的比例。因此，人们也逐渐对矿山机械安全予以了高度重视。本文在分析矿山机械安全现状及存在问题的基础上，指出针对性改进策略，以期矿山机械安全水平得以实现提升。（作者单位：中国矿业大学徐海学院）

作者：王诚高媛薛荣琪

安全设计机电设备论文篇3：

关于高层建筑消防安全设计问题的探讨

【摘要】针对高层建筑火灾风险点多、人员密度大、安全疏散和应急救援难度大、装修改造频繁等特点，从消防设计角度对消防安全控制进行分析，并提出相应的消防设计建议，以供相关专业人员进行参考和借鉴。

【关键词】高层建筑;消防安全;消防设计

由于国民经济飞速发展，高层建筑日趋多元化，建筑物内部的用电设备、易燃易爆物品不断增多，大幅增加火灾事故发生的概率。然而，高层建筑火灾因扑救难度大，往往伴随着较大的人员及财产损失。为了进一步提升高层建筑消防安全水平，本文深入探讨高层建筑消防安全设计要点，具体内容如下。

1、高层建筑消防安全疏散特点

近年来，高层建筑消防事故频发，造成了重大人员财产损失，消防安全疏散问题已经成为社会的焦点问题。整体而言，我国高层建筑消防安全疏散特点如下，具体见表1。

2、消防安全设计要点分析

2.1高层建筑消防安全疏散体系

2.1.1科学布置疏散走道

结合大量的实践数据可以得知，由于高层建筑工程的功能不同，在消防安全疏散体系也存在较大差异。因此，在消防安全设计环节，要求设计人员结合建筑物的各项功能，对既有的设计方案进行优化，确保人员疏散过程更加安全。在布置廊道的过程当中，消防安全设计人员需要结合居民的日常生活情况，为其创造良好的条件。如果出现火灾，建筑物内部的人员能够快速逃离，例如，在高层建筑工程当中，走道一般采用无尽端房间外廊式或者内廊式，但是，在办公建筑物当中，走道一般采用环形走道形式[1]。

2.1.2优化安全疏散路线

在高层建筑物当中，合理设计安全疏散路线特别重要，该路线也是火灾应急疏散的主要途径，通常而言，疏散路线长度越短，其安全性越高，因此，在设计安全疏散路线的过程当中，设计人员需要加强安全预警，加强安全火灾宣传力度，并合理设计安全撤离路线。同时，安全疏散方向需要在疏散平面图上部进行标注，明确被困人员的安全逃离方向，能够帮助被困人员快速找到安全出口。

除此之外，在各个楼层当中，设计人员还要制定完善的安全疏散布局，确保各个安全出口布局更加均匀，避免出现“逆流”现象，一旦出现火灾现象，被困人员可以快速找到安全疏散通道。结合安全疏散路线可以得知，设计人员还要明确疏散楼梯的具体位置，在大部分高层建筑项目中，疏散楼梯主要设置在电梯周围，如果出现火灾，被困人员可以利用疏散楼梯进行逃生。同时，将应急通道有效整合，能够实现快速疏散。当然，在具体设计环节，尽可能减少疏散楼梯和消防电梯共同使用一个凹廊作为前室的现象。采用此种设计方法，能够显著提升安全疏散效率[2]。

2.1.3合理设计建筑楼梯与安全出口

在建筑物楼梯间当中，通过设计应急安全出口，一旦出现火灾，该出口能够作为核心逃生通道，若设计不合理，也会影响人员的正常疏散。所以，设计人员需要采用科学的设计方法，认真按照相应的设计规范要求进行设计，并合理控制安全出口数量，确保安全出口的宽度符合规定要求。具体的设计要求见表2。

2.2优化消防配电线路设计

第一，合理确定消火栓泵和喷淋泵配水管线的具体位置。在消火栓体系当中，水喷淋系统和水幕系统是核心设备，如果消防泵运行稳定性较差，会严重影响到后续的消防效果。所以，在设计高层建筑物配电线路的过程当中，设计人员要遵守安全性设计原则，并结合高层建筑物的建设规模，将消防泵设置在泵房内部[3]。通常来讲，消防配电线路主要分成两部分，分别是双电源和双回路电源。

第二，优化设计排烟装置与配电线路。在高层建筑工程项目当中，防排烟装置特别重要，主要包含风机与排烟机，以及不同类型的阀门，各类设备在实际运行的过程当中，如果出现较大的运行故障，会严重影响疏散效果。同时，因为高层建筑物内部的防排烟装置较为集中，在具体设计工作当中，设计人员要将主电源电路与联动控制电路有效连接。一般来讲，若将阻燃电缆完全暴露在明火当中，设备的电气绝缘会明显下降。

另外，在设置防排烟装置线路的过程当中，需要采取耐火性能较好的低压电缆或者耐火电缆，如果采取暗敷方式，通常需要采取耐火电缆，而且其周围的联动控制线路，也需要采取耐火型电缆[4]。

2.3完善火灾自动报警体系

2.3.1探测器

对于高层建筑物火灾自动报警器来讲，探测器相当于其眼睛，可以快速将火警信号传输给报警控制装置，探测器主要分为四种类型，分别是温度类型、烟雾类型、光线类型与可燃气体类型等。在选择探测器的过程当中，要求设计人员结合火灾的特点，包括建筑物内部房间的实际温度，以及建筑物屋顶形状等，有针对性地进行设计。

2.3.2消防联动控制装置

常见的高层建筑物消防联动控制装置主要包含以下几种：

第一，防排烟装置。例如空调装置和风机，通过合理设置空调设备与风机，能够有效提升高层建筑安全消防疏散效率。

第二，各类机电装置。常见的机电设备主要包含电梯和风机。

第三，安全消防系统。例如自动喷水灭火系统与气体灭火系统等。

通过采用联合控制技术，能够将火灾报警信号，在短时间内，快速传递给消防控制装置，该装置能够发出正确的指令，为高层建筑火灾消防疏散提供有利条件[5]。

2.4装修改造设计中统筹局部和整体的关系

高层建筑装修改造设计，各部分消防设计一般独立进行，导致时常出现局部满足消防设计规范要求而忽视了整体消防设计要求的情况。如局部减少疏散通道宽度、将公共疏散楼梯纳入门店内部、局部调整防火防烟分区等。因未达到规模以上不属于消费设计审批范围，容易导致局部改造影响整体消防安全。