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文檔簡(jiǎn)介
1、向戰(zhàn)斗在煤礦一線的廣大干部職工表示崇高的敬意一通三防一、礦井空氣 利用機(jī)械或自然通風(fēng)動(dòng)力,使地面空氣進(jìn)入井下,并在井巷中作定向和定量地流動(dòng),最后排出礦井的全過程稱為礦井通風(fēng)。目的、主要任務(wù)保證礦井空氣的質(zhì)量符合要求。礦井空氣成份定義:地面空氣進(jìn)入礦井以后即稱為礦井空氣。(一)、地面空氣的組成地面空氣是由干空氣和水蒸汽組成的混合氣體,亦稱為濕空氣。 干空氣是指完全不含有水蒸汽的空氣,由氧、氮、二氧化碳、氬、氖和其他一些微量氣體所組成的混合氣體。干空氣的組成成分比較穩(wěn)定,其主要成分如下。 濕空氣中含有水蒸氣,但其含量的變化會(huì)引起濕空氣的物理性質(zhì)和狀態(tài)變化。 氣體成分 按體積計(jì) 按質(zhì)量計(jì) 備 注 氧
2、氣(O2) 20.96 23.32 惰性稀有氣體氦、 氮?dú)猓∟2) 79.0 76.71 氖、氬、氪、 二氧化碳(CO2) 0.04 0.06 氙等計(jì)在氮?dú)庵校ǘ⒌V井空氣的主要成分及基本性質(zhì) 新鮮空氣:井巷中用風(fēng)地點(diǎn)以前、受污染程度較輕的進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)的空氣, 污濁空氣:通過用風(fēng)地點(diǎn)以后、受污染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的空氣, 1氧氣(O2) 氧氣是維持人體正常生理機(jī)能所需要的氣體,人體維持正常生命過程所需的氧氣量,取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動(dòng)強(qiáng)度等。 人體輸氧量與勞動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系 勞動(dòng)強(qiáng)度 呼吸空氣量(L/min) 氧氣消耗量(L/min) 休 息 6-15 0.20.4 輕 勞 動(dòng) 20-25
3、 0.6-1.0 中度勞動(dòng) 30-40 1.2-2.6 重 勞 動(dòng) 40-60 1.8-2.4 極重勞動(dòng) 40-80 2.5-3.1 當(dāng)空氣中的氧濃度降低時(shí),人體就可能產(chǎn)生不良的生理反應(yīng),出現(xiàn)種種不舒適的癥狀,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致缺氧死亡。 礦井空氣中氧濃度降低的主要原因有:人員呼吸;煤巖和其他有機(jī)物的緩慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤塵爆炸;此外,煤巖和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體,也使空氣中的氧濃度相對(duì)降低。2二氧化碳(CO2) 二氧化碳不助燃,也不能供人呼吸,略帶酸臭味。二氧化碳比空氣重(其比重為1.52),在風(fēng)速較小的巷道中底板附近濃度較大;在風(fēng)速較大的巷道中,一般能與空氣均勻地混合。 礦井空氣中
4、二氧化碳的主要來源是:煤和有機(jī)物的氧化;人員呼吸;碳酸性巖石分解;炸藥爆破;煤炭自燃;瓦斯、煤塵爆炸等。3氮?dú)?N2) 氮?dú)馐且环N惰性氣體,是新鮮空氣中的主要成分,它本身無毒、不助燃,也不供呼吸。但空氣中含氮量升高,則勢(shì)必造成氧含量相對(duì)降低,從而也可能造成人員的窒息性傷害。正因?yàn)榈獨(dú)饩哂械亩栊裕虼丝蓪⑵溆糜诰路罍缁鸷头乐雇咚贡ā?礦井空氣中氮?dú)庵饕獊碓词牵壕卤坪蜕锏母癄€,有些煤巖層中也有氮?dú)庥砍?滅火人為注氮。 (三)、礦井空氣主要成分的質(zhì)量(濃度)標(biāo)準(zhǔn) 采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中的氧氣濃度不得低于20;二氧化碳濃度不得超過0.5;總回風(fēng)流中不得超過0.75;當(dāng)采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度
5、達(dá)到1.5或采區(qū)、采掘工作面回風(fēng)道風(fēng)流中二氧化碳濃度超過1.5時(shí),必須停工處理。二、 礦井空氣中的有害氣體空氣中常見有害氣體:CO、NO2、SO2 、NH3 、H2 。(一)、基本性性質(zhì)、一氧化碳(CO) 一氧化碳是一種無色、無味、無臭的氣體。相對(duì)密度為0.97,微溶于水,能與空氣均勻地混合。一氧化碳能燃燒,當(dāng)空氣中一氧化碳濃度在1375范圍內(nèi)時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)。 主要危害:血紅素是人體血液中攜帶氧氣和排出二氧化碳的細(xì)胞。一氧化碳與人體血液中血紅素的親合力比氧大250300倍。一旦一氧化碳進(jìn)入人體后,首先就與血液中的血紅素相結(jié)合,因而減少了血紅素與氧結(jié)合的機(jī)會(huì),使血紅素失去輸氧的功能,從而造成人體
6、血液“窒息”。0 .08%,40分鐘引起頭痛眩暈和惡心,0.32%,510分鐘引起頭痛、眩暈,30分鐘引起昏迷,死亡。 主要來源:爆破;礦井火災(zāi);煤炭自燃以及煤塵瓦斯爆炸事故等。、硫化氫(H2S)硫化氫無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味,當(dāng)空氣中濃度達(dá)到0.0001即可嗅到,但當(dāng)濃度較高時(shí),因嗅覺神經(jīng)中毒麻痹,反而嗅不到。硫化氫相對(duì)密度為1.19,易溶于水,在常溫、常壓下一個(gè)體積的水可溶解2.5個(gè)體積的硫化氫,所以它可能積存于舊巷的積水中。硫化氫能燃燒,空氣中硫化氫濃度為4.345.5時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。 主要危害:硫化氫劇毒,有強(qiáng)烈的刺激作用;能阻礙生物氧化過程,使人體缺氧。當(dāng)空氣中硫化氫濃度較低時(shí)主要
7、以腐蝕刺激作用為主,濃度較高時(shí)能引起人體迅速昏迷或死亡。0.0050.01%,12小時(shí)后出現(xiàn)眼及呼吸道刺激,0.0150.02% 主要來源:有機(jī)物腐爛;含硫礦物的水解;礦物氧化和燃燒;從老空區(qū)和舊巷積水中放出。、二氧化氮(NO2)二氧化氮是一種褐紅色的氣體,有強(qiáng)烈的刺激氣味,相對(duì)密度為1.59,易溶于水。 主要危害:二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸,對(duì)眼睛、呼吸道粘膜和肺部有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用,二氧化氮中毒有潛伏期,中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)。0.01%出現(xiàn)嚴(yán)重中毒。主要來源:井下爆破工作。4.二氧化硫(SO2)二氧化硫無色、有強(qiáng)烈的硫磺氣味及酸味,空氣中濃度達(dá)到0.0005即可嗅到。其相對(duì)
8、密度為2.22,易溶于水。主要危害:遇水后生成硫酸,對(duì)眼睛及呼吸系統(tǒng)粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用,可引起喉炎和肺水腫。當(dāng)濃度達(dá)到 0.002時(shí),眼及呼吸器官即感到有強(qiáng)烈的刺激;濃度達(dá)0.05時(shí),短時(shí)間內(nèi)即有致命危險(xiǎn)。主要來源:含硫礦物的氧化與自燃;在含硫礦物中爆破;以及從含硫礦層中涌出。5.氨氣(NH3) 無色、有濃烈臭味的氣體,相對(duì)密度為0.596,易溶于水,??諝鉂舛戎羞_(dá)30時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。主要危害:氨氣對(duì)皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用,可引起喉頭水腫。主要來源:爆破工作,注凝膠、水滅火等;部分巖層中也有氨氣涌出。 6.氫氣(H2)無色、無味、無毒,相對(duì)密度為0.07。氫氣能自燃,其點(diǎn)燃溫度比沼氣低10
9、0200,主要危害:當(dāng)空氣中氫氣濃度為474時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。主要來源:井下蓄電池充電時(shí)可放出氫氣;有些中等變質(zhì)的煤層中也有氫氣涌出、或煤氧化。(二)、礦井空氣中有害氣體的安全濃度標(biāo)準(zhǔn) 礦井空氣中有害氣體對(duì)井下作業(yè)人員的生命安全危害極大,因此,規(guī)程對(duì)常見有害氣體的安全標(biāo)準(zhǔn)做了明確的規(guī)定,礦井空氣中有害氣體的最高容許濃度有害氣體名稱 符號(hào) 最高容許濃度/%一氧化碳 CO 0.0024氧化氮(折算成二氧化氮) NO2 0.00025二氧化硫 SO2 0.0005硫化氫 H2S 0.00066氨 NH3 0.004三、礦井通風(fēng)的任務(wù)1、供給井下人員呼吸所需的足夠新鮮空氣;空氣的主要成分:按體積計(jì)算 氧氣
10、:20.96% 氮?dú)猓?9% 二氧化碳:0.04%氧氣與人有密切的關(guān)系,低于10-12%人在短時(shí)間就死亡。規(guī)程規(guī)定:采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中氧氣不得低于20%。二氧化碳不得超過0.5%2、把有毒有害氣體和礦塵稀釋到安全濃度以下并排出井外井下主要有害氣體:CO2 CO H2S SO2 NO2 NH3 H2 CH4 規(guī)程容許的最高濃度: CO:0.0024% H2S:0.00066% SO2:0.0005% NO2:0.00025%NH3:0.004%3、為井下各工作場(chǎng)所提供良好的氣候條件氣候條件:井下溫度、濕度、風(fēng)速的綜合作用。(1)溫度:適宜的溫度是1520; 規(guī)程規(guī)定:采掘工作面的溫度不得超過26
11、;機(jī)電硐室的溫度不得超過30。(2)濕度:適宜的濕度是5060%(3)風(fēng)速:適宜的風(fēng)速。 四、礦井通風(fēng)系統(tǒng)1、礦井通風(fēng)任務(wù)1)向井下各工作場(chǎng)所連續(xù)不斷地供給適宜的新鮮空氣2)把有毒有害氣體和礦塵稀釋到安全濃度以下,并排出礦井。3)提供適宜的氣候條件,創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境,以保障職工的身體健康和生命安全及機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)(1)礦井通風(fēng)方法:根據(jù)風(fēng)流獲得動(dòng)力源的不同:可分為:自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)根據(jù)礦井通風(fēng)壓力狀態(tài):正壓通風(fēng)和負(fù)壓通風(fēng)(2)礦井通風(fēng)方式:中央式、對(duì)角式和混合式(3)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò):礦井風(fēng)流按照生產(chǎn)要求在巷道流動(dòng)時(shí),風(fēng)流分岔、匯合線路的結(jié)構(gòu)形式稱為礦井通風(fēng)網(wǎng)
12、絡(luò)。串聯(lián)通風(fēng)、并聯(lián)通風(fēng)、角聯(lián)通風(fēng)五、礦井通風(fēng)設(shè)施設(shè)置通風(fēng)設(shè)施的意義:為使風(fēng)流按規(guī)定路線流動(dòng),保證采掘工作面及其他用風(fēng)地點(diǎn)的有效風(fēng)量和防止采空區(qū)、舊巷中有害氣體涌到礦井風(fēng)流中,就必須在井下修筑各種通風(fēng)構(gòu)筑物,這些構(gòu)筑物稱為通風(fēng)設(shè)施。1、擋風(fēng)墻(密閉)功能:是一種需要隔斷風(fēng)流,同時(shí)又不需要通車和行人的巷道內(nèi)的構(gòu)筑物分為臨時(shí)性風(fēng)墻和永久性風(fēng)墻五、礦井通風(fēng)設(shè)施2、風(fēng)門既能切斷風(fēng)流又能行人行車的通風(fēng)設(shè)施。要求在同一地點(diǎn)設(shè)兩道風(fēng)門,兩道風(fēng)門的距離,通車時(shí)不少于1列車長(zhǎng)度,行人時(shí)不少于5m。3、風(fēng)橋:用以隔開兩支相互交叉的進(jìn)、回風(fēng)流的通風(fēng)設(shè)施。分為鐵筒風(fēng)橋、混凝土風(fēng)橋、繞道式風(fēng)橋六、關(guān)于采掘工作面串聯(lián)通風(fēng)采
13、、掘工作面都應(yīng)獨(dú)立通風(fēng);同一采區(qū)、同一煤層上下相連的兩個(gè)回采面、回采面和與其連接的掘進(jìn)面,掘進(jìn)面和與其相鄰的掘進(jìn)面,在獨(dú)立通風(fēng)有困難時(shí),在制定措施后,可以串聯(lián)通風(fēng),但串聯(lián)次數(shù)不得超過一次。在進(jìn)人上述串聯(lián)工作面的風(fēng)流中,必須裝有瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置,瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過0.5其它有害氣體應(yīng)符合規(guī)程規(guī)定。在有瓦斯(二氧化碳)噴出或有煤與瓦斯(二氧化碳)突出的煤層中,嚴(yán)禁任何兩個(gè)工作面串聯(lián)通風(fēng)。七、反風(fēng)技術(shù)是指為防止災(zāi)害擴(kuò)大和搶救人員的需要而采取的迅速倒轉(zhuǎn)風(fēng)流方向的措施。在礦井進(jìn)風(fēng)口、井筒、井底車場(chǎng)附近一旦發(fā)生火災(zāi)就需要進(jìn)行反風(fēng)。規(guī)程規(guī)定:礦井主要通風(fēng)機(jī)必須有反風(fēng)裝置,必須在10分鐘內(nèi)改
14、變巷道中風(fēng)流方向,反風(fēng)后的風(fēng)量不小于正常風(fēng)量的40%。八、掘進(jìn)通風(fēng)(一)、局部通風(fēng)設(shè)備工作方式: 壓入式 抽出式 混合式(二)、局扇采用壓入式通風(fēng)的要求(1)要避免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng);(2)風(fēng)筒出口的風(fēng)量要大于工作面需要的風(fēng)量。(3)風(fēng)筒出口到工作面的距離要小于有效射程。(4)局扇要抬高,風(fēng)筒要吊掛。(三)、掘進(jìn)通風(fēng)的安全要求1不得采用擴(kuò)散通風(fēng)。一臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)不得同時(shí)向兩個(gè)掘進(jìn)工作面供風(fēng)。2局部通風(fēng)機(jī)必須由指定人員負(fù)責(zé)管理。3采用抗靜電、阻燃風(fēng)筒。4掘進(jìn)工作面附近100m范圍內(nèi)的壓入式局部通風(fēng)機(jī),其噪聲不應(yīng)超過85dB(A),并應(yīng)安設(shè)配套的消聲器。5.煤巷、半煤巖巷的掘進(jìn)通風(fēng)方式,都應(yīng)采用壓入式。6掘
15、進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī),都應(yīng)裝設(shè)三專、兩閉鎖設(shè)施。(四)獨(dú)頭巷道停風(fēng)和恢復(fù)通風(fēng)、送電的措施1獨(dú)頭巷道的局部通風(fēng)機(jī)必須保持正常運(yùn)轉(zhuǎn),不得停風(fēng)。如果檢修或停電停風(fēng)時(shí),必須做到:切斷電源,撤出人員,設(shè)置柵欄,揭示警標(biāo)。2停風(fēng)的獨(dú)頭巷道,每天在柵欄處至少檢查一次瓦斯。如發(fā)現(xiàn)柵欄內(nèi)側(cè)1m處瓦斯?jié)舛瘸^3%,應(yīng)采用木板密閉予以封閉。3停風(fēng)區(qū)內(nèi)的瓦斯?jié)舛瘸^1或二氧化碳濃度超過1.5時(shí),必須采取專門的排瓦斯措施。4恢復(fù)正常通風(fēng)后,電工對(duì)獨(dú)頭巷道中的電氣設(shè)備進(jìn)行檢查,證實(shí)完好時(shí),方可人工恢復(fù)送電。(五)我國(guó)煤礦綜合治理措施(1)雙風(fēng)機(jī)、雙電源。(2)“三專兩閉鎖”裝置“三專”指:專用變壓器;專用開關(guān);專用電纜。
16、“兩閉鎖”指:風(fēng)電閉鎖;瓦斯電閉鎖。(3)壓抽混合式通風(fēng)除塵系統(tǒng)第二部分 礦井瓦斯以風(fēng)定產(chǎn) 監(jiān)測(cè)監(jiān)控 先抽后采一、瓦斯的性質(zhì)1、瓦斯是一種無色、無味、無臭的氣體。2、瓦斯的比重是0.554,比空氣輕近一半。3、瓦斯本身無毒,不能供人呼吸,與空氣混合能燃燒和爆炸。4、不易溶于水,擴(kuò)散性強(qiáng),滲透性強(qiáng),容易積聚。二、礦井瓦斯的危害(1)、能使人窒息;(2)、能發(fā)生煤與瓦斯突出事故;(3)、遇火燃燒;(4)、遇火爆炸。三、瓦斯爆炸及防治瓦斯爆炸的危害 爆炸溫度。瓦斯爆炸的溫度在1850-2650之間。這樣的高溫,不僅燒傷人員、燒壞設(shè)備,還可能引起井下火災(zāi),擴(kuò)大災(zāi)情。 爆炸壓力。瓦斯爆炸后的壓力約為爆炸
17、前的10倍。在高溫高壓作用下,爆源處的氣體以每秒幾百米的速度向外沖擊。伴隨有正向和反向沖擊,都具有極大的破壞性。 有毒有害氣體。爆炸后產(chǎn)生大量有害氣體。主要成分為:氧氣6-10%、氮?dú)?2-88%,二氧化碳4-8%、一氧化碳2-4%。爆炸后生成大量一氧化碳是造成人員大量死亡的主要原因。 引起煤塵爆炸。爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓作用下,沖擊波以極快速度向四周擴(kuò)散,揚(yáng)起大量煤塵并使之參與爆炸,產(chǎn)生更大的破壞、力和更多的有害氣體。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,很多爆炸事故不是單純的瓦斯爆炸事故,而是煤塵參與了 爆炸。(二)瓦斯爆炸的條件及其影響因素1、瓦斯爆炸的條件(1)、一定的濃度:濃度為5%16%;(2)、引爆火源:溫
18、度為650750;(3)、充足的氧氣:氧氣含量不低于12%。上述三個(gè)條件必須同時(shí)存在。2、影響瓦斯爆炸界限的因素可燃?xì)怏w的混入。如果有可燃?xì)怏w混入,不僅會(huì)增加爆炸氣體的總濃度,而且會(huì)使爆炸下限降低,擴(kuò)大了爆炸的界限。 爆炸性煤塵的混入。多數(shù)礦井煤塵具有爆炸性。當(dāng)混入煤塵時(shí),會(huì)使瓦斯爆炸下限降低。如空氣中煤塵含量為3g/m3時(shí),爆炸下限降到3%。因此,做好防塵工作十分重要。 惰性氣體的混入。混入氮?dú)狻⒍趸嫉榷栊詺怏w,可以縮小瓦斯爆炸界限,降低爆炸的危險(xiǎn)性。影響引火溫度的因素瓦斯?jié)舛?。一般來說,瓦斯?jié)舛仍?-8%時(shí)其引火溫度最低。 混合氣體壓力。壓力越大,引火溫度就越低。 火源性質(zhì)。在一定溫度
19、條件下,火源的表面積越大,存在時(shí)間越長(zhǎng),越容易引爆瓦斯。反之,即使火源溫度很高,而存在的時(shí)間較短,也不能引爆瓦斯。 這就是瓦斯爆炸的感應(yīng)期。對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有著重要意義。如煤礦現(xiàn)在使用的毫秒雷管和安全炸藥,就是應(yīng)用這一原理。 瓦斯爆炸發(fā)生的規(guī)律 據(jù)資料統(tǒng)計(jì),礦井內(nèi)任何地點(diǎn)都有發(fā)生瓦斯爆炸的可能性,但90%以上發(fā)生在采掘工作面 瓦斯聚集發(fā)生的原因及地點(diǎn) 局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這一現(xiàn)象導(dǎo)致瓦斯爆炸的比例最大。主要是管理混亂、任意停開,機(jī)電故障、無計(jì)劃停電停風(fēng)等 風(fēng)筒斷開或嚴(yán)重漏風(fēng); 采掘工作面風(fēng)量不足; 風(fēng)流短路; 通風(fēng)系統(tǒng)不合理、不完善 存有采空區(qū)或盲巷; 巷道支架后空間及高頂區(qū); 瓦斯涌出異常;
20、局部地點(diǎn)。 引爆火源發(fā)生的規(guī)律 電火花。電火花引起瓦斯爆炸的比重約為40%。其中,礦燈失爆、電纜明接頭及帶電作業(yè)所占比例較大。 放炮火花。放炮火花引起瓦斯爆炸的比重約為40%。主要是炮泥充填不滿、最小抵抗線不夠和放明炮、糊炮等。 撞擊摩擦火花。因摩擦火花引起的爆炸事故起數(shù)僅次于前兩位。 明火。 靜電火花和地面雷擊。 瓦斯爆炸的防治 瓦斯爆炸事故原因分析 引起瓦斯爆炸的主要原因。違章作業(yè)、違章指揮,安全技術(shù)措施不完善、不落實(shí),安全技術(shù)水平不高。 爆炸發(fā)生地點(diǎn)。絕大多數(shù)發(fā)生在采掘工作面。 引爆火源。以爆破火焰居多,其他依次為明燈、失爆、撞擊、吸煙和摩擦火花等。 建立健全瓦斯管理規(guī)章制度 主要包括:
21、健全專業(yè)機(jī)構(gòu),配齊檢查人員,定期開展培訓(xùn),不斷提專業(yè)人員技術(shù)素質(zhì);建立各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和檢查人員責(zé)任制,建立礦長(zhǎng)、總工程師審閱瓦斯日?qǐng)?bào)制度;建立盲巷和密閉啟封等瓦斯管理規(guī)定;健全放炮過程中的瓦斯管理制度;健全排放瓦斯的有關(guān)規(guī)定;安裝配備安全監(jiān)控系統(tǒng);健全礦井瓦斯抽放、防止煤與瓦斯突出的規(guī)定等。 預(yù)防瓦斯爆炸的技術(shù)措施 防止瓦斯積聚的技術(shù)措施 主要是保證工作面的供風(fēng)量 采煤工作面:注意上隅角的瓦斯超限,保證工作面的供風(fēng)量; 掘進(jìn)工作面:加強(qiáng)局部通風(fēng)管理,保證局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn);高瓦斯礦井要安裝三專兩閉鎖;避免局扇循環(huán)風(fēng)等。 及時(shí)處理積存的瓦斯 處理采煤工作面回風(fēng)隅角的瓦斯 掛風(fēng)障引流:在工作面支柱或支架
22、上懸掛風(fēng)簾阻擋風(fēng)流,增大向回風(fēng)隅角的處供風(fēng)。 缺點(diǎn):引流風(fēng)量有限,且風(fēng)流不穩(wěn)定。僅作為臨時(shí)措施。 尾巷排放瓦斯法:是利用與工作面平行的專門排放瓦斯巷道經(jīng)過其與采空區(qū)相連的巷道排放瓦斯的方法。適用于高瓦斯工作面。 風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)法:是利用專門的排放管路引排上隅角的瓦斯。一般采用動(dòng)力為專用抽出式通風(fēng)機(jī)、水力引射器等。 處理掘進(jìn)工作面瓦斯積聚 充填法:將沙土等惰性物質(zhì)充填到冒落的空洞內(nèi),消除瓦斯積聚的空間。 引風(fēng)法:是利用安設(shè)在巷道頂部的檔風(fēng)板將風(fēng)流引入冒落的空洞中。 風(fēng)筒分支排放法:在風(fēng)筒上設(shè)一三通,將部分風(fēng)流直接送到冒落的空洞或通風(fēng)巷道。 黃泥抹縫法:將巷道棚頂用木版背嚴(yán),然后用黃泥抹縫將其封閉。主要
23、適用于頂板裂隙發(fā)育、瓦斯涌出量大而又難以排除使使用。 防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)(一) 加強(qiáng)管理,提高防火意識(shí) 加強(qiáng)安全教育,提高職工素質(zhì),加大管理安全力度 防止放炮火源 爆破工作符合規(guī)程規(guī)定,保證炸藥符合要求; 嚴(yán)格執(zhí)行一炮三檢、三人聯(lián)鎖制度; 炮眼深度、位置、裝藥量符合規(guī)定; 禁止放明炮、糊炮; 嚴(yán)格執(zhí)行炸藥、雷管存放、運(yùn)輸管理規(guī)定。 防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)(二) 防止電氣火源和靜電火源 井下嚴(yán)禁帶電檢修,井下供電做到無“雞爪子”、無“羊尾巴”和明接頭,有各類保護(hù),堅(jiān)持使用檢漏繼電保護(hù)器、煤電鉆綜合保護(hù)等。 防止摩擦和撞擊火花 在摩擦發(fā)熱的裝置上安設(shè)過熱裝置; 在摩擦部件金屬表面附著活性低的金屬,使火花難
24、以引燃瓦斯; 工作面遇堅(jiān)硬夾石或硫化鐵夾層時(shí),應(yīng)放炮處理; 定期檢查截齒和其后的噴水裝置,保證其工作正常; 嚴(yán)格執(zhí)行炸藥、雷管存放、運(yùn)輸管理規(guī)定。 防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)(三) 防止明火源點(diǎn)燃 嚴(yán)禁攜帶煙火、易燃品下井; 嚴(yán)禁在井口房、通風(fēng)機(jī)房周圍20m范圍內(nèi)使用明火、吸煙、用火爐取暖等; 加強(qiáng)井下火區(qū)管理; 井下嚴(yán)禁使用電爐或燈泡取暖; 井下燒焊必須制定安全措施; 防止其他火源 防止地面閃電、突發(fā)電流進(jìn)入井下。 防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴(kuò)大措施 分區(qū)通風(fēng) 要求通風(fēng)系統(tǒng)力求簡(jiǎn)單。井下各區(qū)域?qū)嵭蟹謪^(qū)通風(fēng)。每一水平、每一采區(qū)都必須布置單獨(dú)的回風(fēng)道,嚴(yán)格禁止各采區(qū)、水平之間串聯(lián)通風(fēng),盡量避免采區(qū)之間角聯(lián)風(fēng)路的存在
25、。 隔爆 、阻爆措施 用巖粉棚阻爆。定期將巖粉撒布于積存煤塵的采掘工作面和巷道中。 用水預(yù)防和阻隔爆炸。以用水槽或水袋棚代替巖粉棚。使用效果較好。 自動(dòng)式隔爆棚。使用壓力或溫度或傳感器,在爆炸時(shí)發(fā)生時(shí)探測(cè)爆炸波的傳播,及時(shí)將預(yù)先放置的水、巖粉等噴灑到巷道中,準(zhǔn)確、可靠地?fù)錅绫ɑ鹧妗?編制礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃 當(dāng)前安全、生產(chǎn)狀況。有反映時(shí)間情況的各類圖紙。 災(zāi)害處理計(jì)劃 爆炸發(fā)生后可能造成的影響區(qū)域; 如何恢復(fù)災(zāi)區(qū)的通風(fēng)和確定災(zāi)區(qū)人員的避災(zāi)路線; 災(zāi)害區(qū)域的斷電方法; 如何防止爆炸引起的火災(zāi)、二次爆炸等; 救災(zāi)人員的安全路線。14時(shí)55分盲斜下山瓦斯?jié)舛冗_(dá)4%。2%的積聚瓦斯于14時(shí)49分排
26、出。配電點(diǎn)處14時(shí)53分瓦斯?jié)舛冗_(dá)8%。15時(shí)01分發(fā)生瓦斯爆炸。爆炸前,瓦斯?jié)舛?.2%。爆炸前,瓦斯?jié)舛?.2%。瓦斯?jié)舛冗_(dá)2.7%。14時(shí)49分38秒沖擊地壓發(fā)生;14時(shí)50分至14時(shí)52分瓦斯?jié)舛扔?.29%升至4%以上。以陳家山煤礦“11.28”特大瓦斯爆炸事故為例 典型案例陳家山特大瓦斯爆炸事故2004年11月28日,陜西銅川礦務(wù)局陳家山煤礦發(fā)生特別重大瓦斯爆炸事故,死亡166人。陳家山煤礦位置 陜西省銅川礦務(wù)局的陳家山煤礦1993年至1998年經(jīng)鑒定為瓦斯突出礦井。2004年礦井瓦斯鑒定結(jié)果絕對(duì)瓦斯涌出量41立方米/min,相對(duì)涌出量為19.3立方米/min,礦井瓦斯等級(jí)定為高突
27、礦井。煤層有自燃發(fā)火危險(xiǎn),發(fā)火溫度為33.6,發(fā)火期為36個(gè)月,最短24天,煤塵爆炸指數(shù)為35.42,有爆炸危險(xiǎn)。 該礦系煤、油、氣共生,水、火、瓦斯并存的礦井,1993年被認(rèn)定為瓦斯突出礦井,同時(shí)具有煤炭易自燃、多煤塵的特點(diǎn)。是當(dāng)?shù)貦C(jī)械化程度較高的礦井銅川礦務(wù)局陳家山煤礦概況11月28日7時(shí)10分,陜西省銅川礦務(wù)局陳家山煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故,當(dāng)時(shí)井下有293人作業(yè),造成166人死亡其中131人被封閉在井下。陳家山煤礦隸屬于陜西省銅川礦務(wù)局,年設(shè)計(jì)能力150萬噸,經(jīng)技術(shù)改造,2003年核定生產(chǎn)能力230萬噸。 近年來,年產(chǎn)量長(zhǎng)期徘徊在百萬噸以下的陳家山煤礦年產(chǎn)量連續(xù)實(shí)現(xiàn)大幅度跨越,2003年生
28、產(chǎn)原煤165萬噸,今年截至事故發(fā)生時(shí)已產(chǎn)煤215萬噸,年計(jì)劃達(dá)到240萬噸。目前這家煤礦是當(dāng)?shù)貦C(jī)械化程度較高的礦井,采、掘機(jī)械化程度分別達(dá)到100和755。 陳家山煤礦是煤、油、氣共生,水、火、瓦斯并存的礦井,1993年被認(rèn)定為瓦斯突出礦井,同時(shí)具有煤炭易自燃、多煤塵的特點(diǎn)。陳家山煤礦2001年4月曾發(fā)生過一起死亡38人的瓦斯爆炸事故。 煤礦內(nèi)因火災(zāi)高濃度瓦斯自燃高溫爆炸時(shí)井下人員分布圖綜采隊(duì) 42人 死41人 綜掘一隊(duì) 18人 死18人 綜掘二隊(duì) 18人 死18人 綜掘三隊(duì) 19人 死18人 掘一隊(duì) 14人 死14人 掘二隊(duì) 9人 死0人 維修一隊(duì) 11人 死1人 維修二隊(duì) 10人 死0人
29、維修三隊(duì) 13人 死4人 救護(hù)隊(duì) 8人 死6人 滅火隊(duì)22人 死17人 爆炸傳播演示第三部分 礦塵防治一、礦塵的危害1、影響工作人員的視線,不利于礦工的工作條件。2、加速機(jī)械的磨損,減少精密儀表的使用時(shí)間。3、影響工人的身體健康。4、煤塵爆炸。礦工職業(yè)病-塵肺病1、矽肺病:從事巖巷掘進(jìn),發(fā)病工齡10-15年。2、煤肺?。簭氖虏擅汗ぷ?,發(fā)病工齡2030年。3、煤矽肺?。河忻簤m和巖塵共同作用引起的塵肺病。發(fā)病工齡介于兩者之間。職業(yè)病-塵肺病塵肺病讓百萬中國(guó)人跪著慘死礦難造成的“紅傷”已引起了上上下下的廣泛重視,但塵肺病引起的“白傷”仍然被忽視 必須經(jīng)過專門部門的試驗(yàn)鑒定,一般煤的揮發(fā)分Vr10%屬
30、有爆炸性的煤塵。除少數(shù)無煙煤外,其余各類煤均屬于爆炸性煤塵。濃度452000g/m3。直接產(chǎn)生很難40g/m3時(shí)25W的燈泡,2m內(nèi)人看不見燈光。間接產(chǎn)生容易積塵飛揚(yáng)。能量4.540mJ;溫度為6101050;足夠長(zhǎng)的時(shí)間爆炸感應(yīng)期。煤塵本身具有爆炸危險(xiǎn)性 ??諝庵忻簤m的濃度處于爆炸界限范圍內(nèi) 。有足夠能量的點(diǎn)火源 。煤塵爆炸條件二、煤塵爆炸的條件及影響因素三、煤塵爆炸事故的預(yù)防措施 (一)、防止煤塵沉積和飛揚(yáng)的技術(shù)措施 1、煤層注水:利用鉆孔將壓力水注入即將回采的煤層中,增加煤體內(nèi)部水分,減少開采時(shí)產(chǎn)生的浮塵,降塵率可達(dá)60-90%。 2、濕式打眼:在工作面使用電鉆或風(fēng)鉆打眼時(shí),將壓力水經(jīng)過
31、桿中央的水孔送到炮眼底部,將煤粉濕潤(rùn)后從炮眼中沖洗出來,從而達(dá)到降塵目的 3、水炮泥:采掘工作面放炮時(shí),炮眼中必須裝填特制的裝滿水的水炮泥。起降塵、降溫、凈化空氣的作用。降塵率可達(dá)80%,減少70%。 4、噴霧灑水:將壓力水通過特制的噴嘴噴出,霧化的水流使漂浮的塵粒濕潤(rùn)下降,防止煤塵飛揚(yáng) 5、通風(fēng)除塵:用清潔的風(fēng)流不斷稀釋和排出空氣中的煤塵。 6、沖洗煤塵:沿容易沉積煤塵的工作面進(jìn)、回風(fēng)巷,用水流沖洗巷道四周,使煤塵充分濕潤(rùn),無法揚(yáng)起制。(二)防止點(diǎn)火源出現(xiàn) 1、加強(qiáng)管理,提高防火意識(shí):嚴(yán)禁攜帶煙火、穿化纖衣服入井,嚴(yán)禁使用電爐和燈泡取暖等。新工人入井前,加強(qiáng)安全教育。 2、防止放炮火源:爆破
32、使用有產(chǎn)品許可證的火工用品,禁止放明炮、糊炮、連環(huán)炮和明電放炮。放炮前充填好水炮泥。 3、防止電氣火源和靜電火源:電氣設(shè)備符合規(guī)程要求,井下供電符合有關(guān)規(guī)定。 4、防止摩擦和撞擊點(diǎn)火:在摩擦發(fā)熱的裝置上安設(shè)過熱保護(hù)裝置和溫度檢測(cè)報(bào)警斷電裝置;定期檢查截齒和其后的噴水裝置等(三)、防止煤塵爆炸災(zāi)害范圍擴(kuò)大的措施限制煤塵爆炸范圍擴(kuò)大就是將已經(jīng)發(fā)生的煤塵爆炸局限于較小范圍內(nèi),防止其繼續(xù)蔓延擴(kuò)大的措施,稱為隔爆措施。隔爆裝置種類 :主要包括巖粉棚、水棚、自動(dòng)防爆棚。 目前,井下使用最多的是水袋棚,每個(gè)水袋棚的容量一般為25L、40L。主要隔爆棚的總水量不得低于400L/m2,輔助隔爆棚的總水量不得低于
33、200L/m2。 礦井火災(zāi)第四部分一、礦井火災(zāi)的基本概念定義:凡是發(fā)生在井下或地面但能威脅到井下的火災(zāi)。分類:外源火災(zāi)和自然火災(zāi)。發(fā)生火災(zāi)的條件:(1)具有一定溫度和足夠能量的熱源;(2)存在一定的可燃物;(3)具有新鮮空氣。二、自然火災(zāi)(1)視力感覺(2)溫度感覺(3)氣味感覺(4)疲勞感覺1、發(fā)生自然火災(zāi)人體感官的預(yù)兆煤的氧化過程分三個(gè)階段,即潛伏階段、自熱階段、燃燒階段燃燒溫度潛伏期自熱期燃燒期風(fēng)化T=70時(shí)間2、發(fā)生自然火災(zāi)過程3、煤的自燃傾向性 煤炭的自燃傾向性是煤炭自燃的固有特性,是煤炭自燃的內(nèi)在因素。煤礦安全規(guī)程規(guī)定,煤的自燃傾向性分為三類:類為容易自燃,類為自燃, 類為不易自燃
34、。新建礦井的所有煤層、生產(chǎn)礦井延深新水平時(shí),都必須取煤樣送國(guó)家授權(quán)單位進(jìn)行自燃傾向性鑒定。4、煤炭自燃的預(yù)防(一)防止煤炭自燃的開采技術(shù)措施(二)預(yù)防性灌漿(三)阻化劑防火(四)膠體防火技術(shù)(五)惰性氣體滅火(六)均壓防滅火技術(shù)三、井下滅火的方法1、滅火的方法分為:直接滅火、隔絕滅火、聯(lián)合滅火。2、用水滅火的注意事項(xiàng):(1)應(yīng)先從外圍逐漸向火源中心噴射。(2)滅火人員一般不準(zhǔn)在火源的回風(fēng)側(cè)。(3)用水撲滅電氣火災(zāi)時(shí),首先要切斷電源。(4)不宜用水撲滅油類火災(zāi)。(5)保持正常通風(fēng)。 礦井水災(zāi)第五部分 水害是煤礦五大自然災(zāi)害之一,其主要危害: 影響煤炭資源的開發(fā); 惡化礦井生產(chǎn)條件; 增加采礦的成
35、本; 造成淹井事故。 一、礦井涌水的幾種主要水源 礦井涌水必須有某種水源補(bǔ)給,這些水源可以通過一個(gè)或數(shù)個(gè)途徑而來,可以是巖石空隙中的地下水,或是老窯水、地表水,也可以是大氣降水直接滲入。 大氣降水 是很多礦井涌水的經(jīng)常補(bǔ)給水源之一。特別是開采地形低洼且埋藏深度較淺的煤層時(shí),大氣降水往往是礦井涌水的主要水源。 大氣降水與礦井充水強(qiáng)度及涌水量降水量大?。航邓看髮?duì)滲入有利降水性質(zhì):強(qiáng)度大,延續(xù)時(shí)間長(zhǎng),有利滲入地形:地形平緩,泄水條件差,入滲條件好井巷深度:滲入量隨開采深度的增加而減少季節(jié)變化:涌水量有明顯的季節(jié)變化,雨季大直接滲入經(jīng)含水層滲入覆蓋巖層的透水性:透水性好則入滲條件好季節(jié)變化:具有明顯
36、的季節(jié)性,但高峰遲后雨季開采深度:深度增加,降水的影響顯著減小 地表水 分布在井田范圍或附近的地表水(海、河、湖泊、水庫、池塘等),可能成為礦井充水水源;地下水滲入井下的主要途徑通過第四系松散砂礫層及基巖露頭,先滲入補(bǔ)給地下水后進(jìn)入井下通過構(gòu)造破碎帶或古井直接潰入井下洪水期通過地勢(shì)低洼處的井口或沖破圍堤,直接灌入。水體下采煤,通過采后頂板冒落帶貫通,地表塌陷裂縫滲入 地表水對(duì)礦井的影響:主要取決于井巷距離地表水體的遠(yuǎn)近以及水體下巖層巖性、厚度和構(gòu)造,開采方法等;地表水作為充水水源經(jīng)常構(gòu)成定水頭的供水邊界,因此動(dòng)水量穩(wěn)定,不易疏干;貫通巖溶斷裂帶時(shí),往往造成嚴(yán)重的淹井事故。 含水層水 是礦井的最
37、經(jīng)常和最主要的充水水源。 多數(shù)情況下:大氣降水、地表水 含水層 礦井 靜儲(chǔ)量:就是巷道未揭露含水層前,實(shí)際賦存于含水層中的地下水(不包括其他補(bǔ)給水源)。其大小主要決定于含水層的厚度、巖石的孔隙大小及多少??稍诘V井長(zhǎng)時(shí)間排水中逐漸減少以至疏干。 動(dòng)儲(chǔ)量:降水、地表水或其他水源不斷流入含水層中,使含水層中的水得到新的補(bǔ)充,雖長(zhǎng)期排水,但含水層中的水仍源源而來,不會(huì)中斷。這些補(bǔ)給含水層的水流稱為動(dòng)儲(chǔ)量。 老窯及淹沒井巷水 古代小窯和近期的采空區(qū)及廢棄巷道,長(zhǎng)期停止排水而積存的地下水。采掘工作面接近時(shí),小窯和舊巷的積水便成為礦井涌水水源。其特點(diǎn): 以靜儲(chǔ)量為主;一旦巷道揭露或巷道與老窯之間的煤巖柱強(qiáng)度
38、小于它的靜水壓力時(shí),積水傾出,瞬時(shí)涌水量大,來勢(shì)兇猛,具有很大的破壞性,可造成嚴(yán)重的水害事故; 老窯積水補(bǔ)給水源多。與其它水源無聯(lián)系時(shí),短期突出易于疏干;老窯一般位于淺部,若與地表水有水力聯(lián)系,則造成穩(wěn)定的充水水源危害較大; 老窯一般深度不大,但真實(shí)資料少,查清位置較困難,準(zhǔn)確位置無法查考; 老窯積水長(zhǎng)期處于停滯狀態(tài),一般酸性大,腐蝕性強(qiáng),特別是高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的水泵葉輪,由于水的沖擊和摩擦,腐蝕損壞得更快。 斷層水對(duì)礦井的影響:主要是由于巷道揭露或由采掘活動(dòng)破壞了圍巖的隔水性能造成斷層帶的水涌入井下。 斷層水主要特點(diǎn):其本身的靜儲(chǔ)量不大,但往往與地表水、高壓強(qiáng)含水層溝通,對(duì)礦井生產(chǎn)造成巨大威脅;
39、斷層有時(shí)使煤層與富水性很強(qiáng)的巖溶水對(duì)口相接;或者由于斷層的存在破壞了巖層的完整性,因而降低了巖層的強(qiáng)度,這些常是礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜化的因素; 也有的斷層破碎帶內(nèi)充填了許多破碎的柔性巖石(如粘土巖)、煤粉、斷層泥等,也可能起隔水作用。因此對(duì)斷層的透水性質(zhì)應(yīng)作具體分析。如果在礦井中有許多條斷層,斷層的交叉處是最容易發(fā)生透水事故的位置,應(yīng)特別注意。 斷層水 斷層面附近的斷層破碎帶,常是地下水良好聚集場(chǎng)所和通道。二、礦井涌水通道 水源只是可能構(gòu)成礦井涌水的一個(gè)方面,礦井是否涌水主要取決于涌水通道。 自然通道 巖層的孔隙:通常多存在于疏松未膠結(jié)面巖的巖石中。單純的孔隙水,只有在煤層圍巖是大顆粒的松散巖
40、層并有固定的強(qiáng)大補(bǔ)給水源,或圍巖本身是飽水的流砂層時(shí),才能造成災(zāi)害性的突水。 巖層的裂隙:巖層的風(fēng)化裂隙、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙都能構(gòu)成礦井涌水的通道。其中威脅嚴(yán)重的是構(gòu)造裂隙。構(gòu)造裂隙對(duì)礦井涌水的影響隔水的斷裂帶(水平和垂直剖面上經(jīng)常不一樣)天然隔水,開采后仍隔水天然隔水,開采后透水(活化或充填物沖蝕),易發(fā)生遲到突水透水的斷裂帶與其它水源無聯(lián)系與其它水源有聯(lián)系(對(duì)礦井危害大)有垂直水力聯(lián)系有水平水力聯(lián)系垂直、水平聯(lián)系皆有 巖溶通道:主要由碳酸鹽類巖石溶蝕而成,其中可賦存大量的水或溝通其他水源。易造成災(zāi)害性突水,對(duì)礦井危害最嚴(yán)重。 巖溶多分布于含水層的淺部及頂部,隨深度增加而逐漸減弱。 人為造成
41、的通道 未封閉或封閉不良鉆孔:包括礦井各勘探階段施工的地質(zhì)鉆孔,水文鉆孔,以及礦區(qū)內(nèi)的供水水源孔等等。未封閉或封閉不良鉆孔溝通煤層上、下含水層和地表水;回采揭露時(shí)水通過鉆孔涌入井下,水量、水壓與貫通含水層或地表水及孔徑有關(guān);對(duì)于排水能力較小的礦井可能造成淹井事故。 采礦活動(dòng):回采后頂板冒落裂隙溝通地表,導(dǎo)致地表水體或雨季降水涌入井下;開采對(duì)底板的擾動(dòng)破壞裂隙易溝通強(qiáng)承壓含水層或隔水層不能抵抗較高的水壓而發(fā)生底板突水,易造成淹井事故。 礦井長(zhǎng)期排水:使巖溶通道疏通,增加聯(lián)通性,引起大量涌水;巖溶含水層大量排水,引起覆蓋巖溶區(qū)地面嚴(yán)重塌陷,大量地表水潰入礦井。三、影響礦井充水的因素 地形 地形直接
42、控制了含水層的出露部位和出露程度,控制著降水和地表水的匯集,因此礦區(qū)地形間接影響礦井涌水程度。 當(dāng)?shù)V區(qū)位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面(水流停止下切作用的水準(zhǔn)面)以上時(shí),涌水量通常較小,而且易排除;開采深度低于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面時(shí),一般水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜,涌水量也大。 煤層圍巖透水性及出露條件 地表水和大氣降水能否滲入地下,其滲入地下的數(shù)量多少,與煤層上覆巖層的透水性及圍巖的出露條件有著直接關(guān)系。 圍巖透水性好,出露地表的面積大,則補(bǔ)給量和井下涌水量也大。 地質(zhì)構(gòu)造同一個(gè)斷裂帶內(nèi)的主干斷裂與分支斷裂的交叉處或兩個(gè)斷裂帶交接和幾個(gè)斷層的收斂部位,由于應(yīng)力集中,巖體承受壓力變形也相對(duì)強(qiáng)烈,巖石破裂,充填膠結(jié)差,導(dǎo)
43、水性好。在礦山壓力作用下,該部位容易突水。富水構(gòu)造部 位斷裂交叉處斷層密度大的塊段斷 層 的端點(diǎn)部位褶曲軸部撓曲轉(zhuǎn)折部位為應(yīng)力集中或有多次構(gòu)造應(yīng)力疊加的塊段。表現(xiàn)為較大斷裂伴生一系列小斷裂,裂隙發(fā)育。該地段富水性相對(duì)較強(qiáng)。是以密集破裂變形釋放應(yīng)力的地段,裂隙較發(fā)育,導(dǎo)水性較好。背斜軸部巖層因彎曲破裂,產(chǎn)生X型節(jié)理以及縱節(jié)理等,構(gòu)成富水地段。處于弧形構(gòu)造之弧頂部位的礦井張性斷裂發(fā)育,也相對(duì)富水。巖層沿走向、傾向產(chǎn)狀急劇變化的地段,裂隙發(fā)育,相對(duì)富水。 構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)與礦井充水關(guān)系壓性斷裂張性斷裂扭性斷裂壓性斷裂面承受壓力最大,斷裂面被緊密擠壓.充填膠結(jié)較好,井巷揭露一般不突水,能起隔水作用。其兩側(cè)
44、有低序次羽狀斷裂發(fā)育時(shí),可形成局部富水帶。主要由張力作用產(chǎn)生。斷裂面的張裂程度大,充填物松散、膠結(jié)差。當(dāng)與兩側(cè)伴生的低序次斷裂連為一體時(shí),斷層帶既是富水帶,又是水源進(jìn)入礦井的良好通道。主要在剪切作用下產(chǎn)生。當(dāng)扭裂面及其兩側(cè)伴生的低序次張斷裂較發(fā)育時(shí),導(dǎo)水性較強(qiáng),也可成為水源進(jìn)入井巷之通道。一般純屬扭性的斷裂面不多,常見為張扭和壓扭性斷裂。其特征對(duì)礦井充水的影響介于兩者之間。人為因素開拓方式:與揭露含水層程度有關(guān)采煤方法:采煤方法不同,使上覆巖層裂隙的發(fā)育程度不同,礦井充水程度也隨之而不同。壁采、條采、穿采。疏干方法:合理的疏干能有效減少水量,降低水壓,保證安全生產(chǎn)。反之,可以改變地下水水動(dòng)力條
45、件,引進(jìn)新水源,增加礦井涌水量。 突水預(yù)兆觀測(cè) 采掘工作面或其它地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等均預(yù)兆有突水的可能。此外,煤層或巖石在透水之前,一般還會(huì)有些預(yù)兆:煤層里面有“吱吱”的水叫聲。煤層本身一般是不含水的,在工作面的周圍,如果有壓力大的含水層或積水區(qū)存在,水就要從裂縫向外擠出。只要靠近煤壁一聽,就會(huì)聽到“吱吱”的聲音,甚至有向外滲水的現(xiàn)象。煤本身是有光澤的,遇到地下水,就會(huì)變成灰色而無光。在這種情況下,可以挖去表面一層煤,如果里面的煤是光亮的話,證明水不是由煤里面透出來的,而是前面不遠(yuǎn)有地下水。 煤本
46、身是不透水的,如遇到煤層“發(fā)汗”,可以挖去表面一薄層煤,用手摸摸新煤面,如果感到潮濕,并慢慢結(jié)成水珠,這說明前面不遠(yuǎn)會(huì)遇到地下水。煤是不傳熱的,如發(fā)現(xiàn)煤面發(fā)潮“出汗”,可用手掌貼在潮濕的煤面上,等一段時(shí)間,如果感到手變暖,說明離地下水還很遠(yuǎn);如果一直是冰冷的,好像放在鐵板上一樣,就說明前方不遠(yuǎn)有地下水??拷叵滤墓ぷ髅妫贿M(jìn)去有陰涼的感覺,時(shí)間越長(zhǎng)就越陰涼。老窯水一般有臭雞蛋氣味。在工作面聞到這種氣味時(shí),就應(yīng)當(dāng)肯定前面有老窯水。也可以用嘴來嘗嘗從工作面滲出來的水,老窯水發(fā)澀味,而含水層中的水一般發(fā)甜味。把工作面出現(xiàn)的水珠,放在手指間互相摩擦,如果是老窯水,手指間有發(fā)滑的感覺。辯別水的顏色,一
47、般發(fā)現(xiàn)淌“鐵銹水”(水發(fā)紅),是老空水和老峒水的象征;水色清、水味甜、水溫低,是石灰?guī)r水的象征;水色黃混、水味甜,是沖積層水的象征;水味發(fā)澀帶咸,有時(shí)水色呈灰白,是二迭系煤系地層水的象征。上述這些征兆,并不是說每個(gè)工作面在透水之前都必定出現(xiàn),有可能發(fā)現(xiàn)一個(gè)、兩個(gè),有時(shí)甚至沒有出現(xiàn)。如果一旦發(fā)現(xiàn)這些征兆,就必須停止生產(chǎn)作業(yè),采取措施,并立即報(bào)告礦井值班室,發(fā)出警報(bào),撤出所有受水威脅地點(diǎn)的人員。 發(fā)現(xiàn)預(yù)兆后應(yīng)采取的措施立即停止工作,報(bào)告礦井調(diào)度室,采取措施進(jìn)行處理,情況緊急時(shí)通知所有的受危險(xiǎn)地區(qū)的人員撤離。采掘工作面透水時(shí)的應(yīng)對(duì)措施1、現(xiàn)場(chǎng)工作人員的應(yīng)對(duì)措施(1)透水水勢(shì)較小時(shí),應(yīng)立即向礦調(diào)度室匯
48、報(bào),迅速組織搶救。(2)透水水勢(shì)較大時(shí),應(yīng)有組織、按照規(guī)定的避災(zāi)路線迅速撤離險(xiǎn)區(qū)。(3)避開出水口和泄水流,進(jìn)行躲避和抓牢支架。(4)暫時(shí)避難人員應(yīng)保持鎮(zhèn)靜,積極實(shí)施自救或等待救援。礦領(lǐng)導(dǎo)的應(yīng)對(duì)措施(1)盡快掌握透水事故的地點(diǎn)、水量和其他情況通知井下可能受威脅的一切人員撤到安全地點(diǎn)。(2)組織所有力量,采取一切措施搶救遇險(xiǎn)人員。(3)加強(qiáng)通風(fēng),排除透水帶來的有害氣體,必要時(shí)先通風(fēng)后組織救人。(4)排水期間,要經(jīng)常檢查有害氣體的變化情況,并應(yīng)時(shí)刻警惕再次透水。(5)對(duì)被堵在獨(dú)頭上山的人員,要采取正確的方法積極搶救。人員救出后,必須采取相應(yīng)措施,避免對(duì)被救人員造成傷害。礦井水害及防治一、礦井水害類
49、型 常發(fā)生的礦井水害基本上有以下幾種類型: 地表水水害 位于礦區(qū)地表的江河、湖泊、水庫、溝渠坑塘等地表水體,或著遇降暴雨造成山洪,一旦有通道滲漏補(bǔ)給煤層頂、底板含水層或直接潰入井下,都會(huì)造成危害安全生產(chǎn)的重大水害事故。此類事故無論是大礦還是小煤礦均發(fā)生過多例。歷史上1932年,悅升公司后倉地井,山洪暴發(fā)古井突然塌陷倒灌,一次死亡30人;1945年6月博山大雨,山頭岑南溝古井筒和采動(dòng)裂縫同時(shí)灌水,河灘內(nèi)的幾十個(gè)煤井同時(shí)被淹,遇難人數(shù)多達(dá)119人。寨里礦一井徐家莊東溝中游有一片洼地,平時(shí)一直無水,1962年和1964年礦區(qū)降雨814.0mm和1201mm,溝內(nèi)山洪匯聚先后兩次突然塌出五眼古井,造成
50、井下涌水突然加大,險(xiǎn)些淹井。因此,決定在該片洼地上游基巖區(qū)筑一攔洪壩(僅長(zhǎng)35m),挖排洪溝130m將水改向徐家莊西溝。該工程按30年一遇的洪峰標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),但12年后的1978年卻出現(xiàn)了日降雨強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的暴雨,攔洪壩漫流滾壩,山洪仍然襲擊了這片洼地,在“一片汪洋”的條件下又突然塌出三眼古井強(qiáng)烈灌水,寨里一井泵房四周巷道早已廢棄垮落,來水流泄不暢,地表水迅速在老空區(qū)積聚,水位升高。幾萬方積水突然沖開垮落的巷道瞬時(shí)向井底大門和泵房襲來,井底迅即被封堵淹沒,井下有450余名職工頓時(shí)被困。幸有多條下山采區(qū)可供儲(chǔ)水,贏得了在洪一老井筒搶安提升設(shè)備的時(shí)間,救出了全部被困人員,避免了一場(chǎng)災(zāi)難,但也造成了
51、直接經(jīng)濟(jì)損失170余萬元。1995年9月,夏莊礦一井地面倒流河堵塞,山洪沿古井潰入,并在老空區(qū)積聚升壓后突然鼓破,-224m水平被淹,幸未造成人員傷亡,但導(dǎo)致全井停產(chǎn)。棗莊滕州木石煤礦地表水患淹井一次死亡35人;2003年9月,暴雨后洪水匯集,沿匯龍河道內(nèi)的古井及近年淺部私開礦井的采空區(qū)潰入淄川區(qū)的磁村煤井,強(qiáng)排能力400m3/h勉強(qiáng)維持水位不再上漲。10月又降暴雨,終因礦井排水能力有限,主泵房被淹,被迫停止排水。之后由東向西,河洼煤井、趙家煤井、嶺子鎮(zhèn)一號(hào)煤井、果園煤井、濱嶺礦業(yè)公司礦井的東翼相繼被淹停產(chǎn)。瓜漏河嚴(yán)重漏水,雨季造成礦井涌水量急劇增長(zhǎng),也可帶來淹井危險(xiǎn) 沖積層水水害 煤層被含水
52、的流砂層、砂層、礫礫層、卵石層、粘土砂姜層等第四系松散層所覆水,如果留設(shè)的隔水煤(巖)柱不足,不可靠,開采后造成第四系松散層水潰入井下,沖垮工作面、淤塞巷道,嚴(yán)重時(shí)甚至淹井。 巖溶水水害 主要是太原群石灰?guī)r,徐灰及煤系基底奧陶系石灰?guī)r。往往巖溶發(fā)育含水豐富,一旦突水,都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的礦井水害,突水量可達(dá)幾百幾萬m3/h不等,極易淹井。 淄博礦區(qū)在開采9、10煤的過程中多次發(fā)生底板徐、奧灰突水,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止2006年7月,共發(fā)生徐、奧灰突水225次,其中奧灰突水57次,涌水量小于300m3/h的有32次,涌水量在300m3/h以上的有25次(最大達(dá)25980m3/h),多次造成淹井、淹水平或
53、采區(qū)事故。 1935年,北大井-117m水平北大巷80號(hào)上山開采10煤層時(shí),遇走向東西的周瓦莊正斷層(傾向南,落差30m),在斷層上盤掘進(jìn)過程中三次揭露斷層,兩次有出水象征,而后又在斷層附近回采了約900m2的10煤層,奧灰水沿?cái)鄬訋怀?,突水量達(dá)26580m3/min,礦井全部被淹的特大突水事故,死亡538人。 1985年,夏莊礦井二井100采區(qū)1007面上出口有一條與105順槽斜交的、落差為57m的正斷層。該斷層破碎帶寬度為1.7m、其中斷層1.0m,掘進(jìn)時(shí)曾11次穿過或揭露,斷層帶均無水。因而沿?cái)鄬娱_切眼時(shí)僅留6.0m煤柱,局部地段因斷層走向變化直接揭露了斷層面。由于采動(dòng)礦壓影響,底板進(jìn)
54、一步破壞,奧灰水乘虛而入。因此,產(chǎn)生了斷裂擴(kuò)大型突水。突水量最大達(dá)4006m3/h,淹沒了-430m水平,強(qiáng)安水泵將水位控制在-240m水平,使險(xiǎn)情得到了有效的控制。突水淹沒了-240 m水平以下的所有采區(qū)和工作面,直接減產(chǎn)10萬t,加上治水費(fèi)用,總經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1500萬元。 2004年7月,埠村礦9110面推采奧灰突水,突水量最大334.8 m3/h,后涌水量穩(wěn)定在300 m3/h,造成工作面停產(chǎn),影響整個(gè)911采區(qū)生產(chǎn) 。2005年3月,嶺子礦10410面奧灰突水,最大568m3/h,后突水量一直在420467.4m3/h之間波動(dòng),造成工作面停產(chǎn)。 2005年7月,光正公司990采區(qū)北六工作
55、面,切眼沿落差約15m、傾角55的F990正斷層布置,工作面位于斷層的上盤,斷層揭露時(shí)無水,未留設(shè)防水煤柱。工作面直接頂石灰?guī)r(厚度1.9m)大面積懸頂,礦壓集中,造成斷層活化,奧灰水沿?cái)鄬訋怀?,按采區(qū)淹沒體積估算的最大突水量1722m3/h,33小時(shí)后全采區(qū)被淹。 煤層頂板砂巖水水害 主要是砂巖層厚度較大,裂隙發(fā)育,采后因頂板冒落突然涌水,極易沖垮采煤工作面,但一般補(bǔ)給水源缺乏,涌水量變化快,可在短期內(nèi)疏干。 老塘和古空水水害 這種水害在生產(chǎn)礦井中普遍存在,其突水規(guī)律因老塘及古空位置及積水量不易掌握而很難把握,常常造成惡性事故。1958年月日2月,夏莊礦二井128順槽在掘進(jìn)中沒有執(zhí)行“有疑
56、必探,先探后掘”的探放水原則,在老空積水不明的情況下(128順槽距老空積水只有2.5m至3.0m,迎頭掘進(jìn)中應(yīng)有出水征兆,但都未引起重視 ),盲目安排生產(chǎn),造成了重大透水事故,死亡15人。2003年,奎一煤井越界開采西河煤礦工業(yè)廣場(chǎng)煤柱,但對(duì)周圍小礦井已越界開采過該區(qū)域的煤層并形成老空積水的情況,未作詳細(xì)了解,長(zhǎng)距離越界獨(dú)頭開采透老空水,有22人遇險(xiǎn),由于救援及時(shí),措施得當(dāng),僥幸未造成重大傷亡事故。 2004年,昆侖煤井透老空水事故,死亡4人; 2006年7月青野二號(hào)煤礦,長(zhǎng)距離越界開采,對(duì)周邊古空區(qū)調(diào)查研究不深不透,對(duì)老空范圍估計(jì)不足,探放水措施不落實(shí),最終導(dǎo)致透水事故,死亡3人。2007年
57、3月,淄川蘆家洼煤井2#古井5煤古空區(qū),經(jīng)在5021上山三南平巷未嚴(yán)格按規(guī)定超前探水,透古空水后沖垮下山巷道及風(fēng)橋,造成風(fēng)流紊亂,有害氣體大量積聚,導(dǎo)致2人窒息死亡事故。 斷層水水害 一般的斷層帶含水所造成的水害事故較小,但當(dāng)其同地表水體或奧灰等強(qiáng)承壓含水體聯(lián)通時(shí),采掘工作面臨近或接觸這種斷層破碎帶,往往造成淹井事故。尤其是斷層水的遲后突出對(duì)礦井安全生產(chǎn)的威害性更大。斷層突水的例子更多。 鉆孔水水害 鉆孔未封或封閉不良,串通煤層頂?shù)装鍙?qiáng)含水層,采掘工作面揭露時(shí)發(fā)生突水,往往沖垮工作面造成停產(chǎn)或局部淹井事故。如鉆孔串通煤層底板強(qiáng)含水層,所造成的危害更為嚴(yán)重。1962年7月,新汶良莊礦0m水平三采
58、區(qū)十一煤層下山掘進(jìn)中,遇35號(hào)鉆孔 ,初揭露時(shí),發(fā)現(xiàn)頂板鉆孔中往下漏沙,沒有引起重視。稍后便出現(xiàn)滴水,隨即突水。水帶著泥沙從鉆孔中涌出,發(fā)出響聲。1h后淹沒整個(gè)下山。水沿大巷泄出,致使大巷水深過膝,無法運(yùn)輸,礦井局部停產(chǎn)。突水的主要原因是35號(hào)鉆孔(井田勘探階段于1952年施工)終孔層位在四灰以下,穿透了流沙層、一灰和四灰三個(gè)主要含水層,特別是一灰,厚34m,巖溶發(fā)育,補(bǔ)給條件良好,為強(qiáng)含水層。而35號(hào)鉆孔封孔材料為沙子和黃泥,根本起不到封堵含水層的作用,采掘中揭露該孔,突水是必然的。1999年,夏莊礦二井102采區(qū)1029工作面推采揭露鍛壓廠施工的奧灰供水孔,僅是采煤機(jī)局部割透供水孔套管,及
59、時(shí)采取處理措施,才未造成大的水害事故。2002年,西河礦疏干井奧灰觀測(cè)孔被附近小煤礦開采破壞,套管在239.77m處折裂錯(cuò)位,360m3/h的涌水直接泄入西河礦井下,造成極大的排水負(fù)擔(dān)。2005年2月宇峰公司礦井-250m水平東大巷發(fā)現(xiàn)涌水量增加,僅一天的時(shí)間,涌水量由原來的34m3/h增加到360m3/h,出水原因是興輝化工廠施工的水源孔徐、奧灰水,通過華塢二號(hào)煤井和宇峰公司10煤層采空區(qū)泄漏過來(該水源孔位于宇峰公司風(fēng)井東南300m處,于2005年1月30日竣工)。 煤層底板水水害 煤層底板以下埋藏有高壓強(qiáng)含水層,煤層與含水層間的隔水層較破碎,受采動(dòng)破壞影響或構(gòu)造影響均會(huì)引發(fā)突水事故。這類
60、突水,淹井事故最多。二、礦井水害防治礦井水的防治工作是在礦井涌水條件分析和礦井涌水量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,根據(jù)涌水水源、通道和水量大小的不同,分別采取不同的防治措施。礦井水的防治一般分地表防水和井下防治水兩個(gè)方面,其總體要求:應(yīng)在查明礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,因地制宜地采取措施加以防治;應(yīng)堅(jiān)持預(yù)防為主,隔、查、疏、注、堵、排相結(jié)合綜合治理,做到既經(jīng)濟(jì)合理,又確保安全;應(yīng)堅(jiān)持先易后難,先近后遠(yuǎn),先地面后井下,先重點(diǎn)后一般,地面與井下相結(jié)合,重點(diǎn)與一般相結(jié)合;應(yīng)注意礦井水的綜合利用,除弊興利,實(shí)現(xiàn)排供結(jié)合,保護(hù)礦區(qū)地下水資源和環(huán)境。第四節(jié) 采掘工作面頂板事故的防治 礦山壓力基礎(chǔ)知識(shí)影響礦山壓力的因素
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