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PAGEPAGE90第一章職業(yè)道德基本知識(shí)第一節(jié)職業(yè)道德概述職業(yè)是人們?cè)谏鐣?huì)中所從事的作為主要生活來源的工作。職業(yè)通常又稱為工作崗位。如技術(shù)員、工人、司機(jī)等。無論從事哪種職業(yè)都是社會(huì)的需要,無高低貴賤之分,只要愛崗敬業(yè),無私奉獻(xiàn),勇于創(chuàng)新,那么就一定能干出一番事業(yè)來。道德是調(diào)節(jié)個(gè)人與自我、他人、社會(huì)和自然之間關(guān)系行為規(guī)范的總和,是靠社會(huì)輿論、傳統(tǒng)習(xí)慣、教育和信心來維持的。要使社會(huì)安定,秩序正常,除法制手段以外還需要一定的規(guī)則和規(guī)范來約束人們的行為,調(diào)整人們的關(guān)系,這種規(guī)范就是道德。職業(yè)道德是人們?cè)诼殬I(yè)活動(dòng)中所遵守的行為規(guī)范的總和。它既是對(duì)從業(yè)人員職業(yè)活動(dòng)的行為要求,又是本行業(yè)對(duì)社會(huì)所承擔(dān)的道德責(zé)任和義務(wù)。第二節(jié)瓦斯抽放工應(yīng)具備的職業(yè)道德瓦斯抽放工是進(jìn)行瓦斯抽放鉆孔、封孔、抽放管路的施工和瓦斯抽放儀器儀表的安裝、檢查、測(cè)定、調(diào)節(jié)瓦斯抽放各種參數(shù),保養(yǎng)維護(hù)抽放設(shè)備的人員。職業(yè)環(huán)境差,從事地下作業(yè),光采條件差,工作空間狹窄并具動(dòng)態(tài)性,高溫,潮濕,空氣中含有瓦斯等有毒有害氣體和礦塵。不安全因素多,經(jīng)常受到瓦斯、水、火、頂板、煤塵等各類災(zāi)害的威脅。因此,瓦斯抽放工除應(yīng)遵守一般的道德規(guī)范外,還應(yīng)有自己特殊的職業(yè)道德規(guī)范。一、遵守法律法規(guī)和煤礦安全生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定煤炭生產(chǎn)有它的特殊性,從業(yè)人員除了遵守《煤炭法》、《安全生產(chǎn)法》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦安全監(jiān)察條例》外,還要遵守煤炭行業(yè)制訂的專門規(guī)章制度(詳見第四章)?!皼]有規(guī)矩,不成方圓”。只有遵法守紀(jì),才能確保安全生產(chǎn)。作為一名合格的瓦斯抽放工,應(yīng)該遵守煤礦的各項(xiàng)規(guī)章制度,遵守煤礦勞動(dòng)紀(jì)律,尤其是崗位責(zé)任制和操作規(guī)程,處理好安全與生產(chǎn)的關(guān)系,積極完成瓦斯抽放任務(wù)。二、愛崗敬業(yè),熱愛本職工作熱愛本職工作是一種職業(yè)情感。煤炭是工業(yè)的糧食,是我國當(dāng)前的主要能源,在國民經(jīng)濟(jì)中占舉足輕重的地位。作為一名瓦斯抽放工,應(yīng)該感到責(zé)任重大,感到光榮和自豪;應(yīng)該樹立熱愛礦山、熱愛本職工作的思想,認(rèn)真工作,培養(yǎng)職業(yè)興趣;干一行愛一行、專一行,既愛崗又敬業(yè),干好自己的本職工作,為我國的煤炭安全生產(chǎn)多做貢獻(xiàn)。三、安全為天,堅(jiān)持安全生產(chǎn)煤礦生產(chǎn)是人與自然的斗爭(zhēng),工作環(huán)境特殊,作業(yè)條件艱苦,情況復(fù)雜多變,不安全因素和事故隱患多,稍有疏忽或違章,就可能導(dǎo)致事故發(fā)生,輕者影響生產(chǎn),重則造成礦毀人亡。煤礦井下工作的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:(一)工作環(huán)境特殊井下作業(yè)和地面作業(yè)環(huán)境相比,井下生產(chǎn)的工作環(huán)境特殊得多。1、井下工作環(huán)境空間狹窄、活動(dòng)受限、陰暗潮濕,沒有陽光照射,工作人員時(shí)刻受到安全威脅。2、工作場(chǎng)所不固定,工作面不斷移動(dòng)和搬家,采、掘、機(jī)、運(yùn)也隨著移動(dòng)。且地質(zhì)構(gòu)造常有變化,條件復(fù)雜化和工作狀況的變化,都會(huì)威脅著安全生產(chǎn)。3、工作地點(diǎn)受地?zé)嶙饔?,加上人體和機(jī)電設(shè)備的散熱、水份蒸發(fā)等因素的影響,井下溫度、濕度、空氣質(zhì)量等氣候條件變差。(二)工作條件艱苦1、作業(yè)地點(diǎn)分散、線路長(zhǎng),井下作業(yè)人員上、下班需走很長(zhǎng)的路程。2、工作時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大。一般在井下包括走路、工作要10h左右,在地面還有洗澡、更衣、開班前會(huì)、領(lǐng)、還工具、礦燈等。這種情況使工作人員勞累疲乏,體能下降,反應(yīng)遲緩,極易產(chǎn)生煩躁情緒。(三)生產(chǎn)工藝復(fù)雜煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)由許多環(huán)節(jié)組成的復(fù)雜系統(tǒng),多工種、多方位、多系統(tǒng)的主體交叉連續(xù)作業(yè),是煤礦井下生產(chǎn)的又一特點(diǎn)。采、掘、通、運(yùn)、機(jī)、排無論那一環(huán)、那個(gè)工種出了問題,都可能釀成事故,影響安全生產(chǎn)。(四)自然災(zāi)害嚴(yán)重井下作業(yè),地質(zhì)條件復(fù)雜多變,經(jīng)常受到透水、火災(zāi)、瓦斯和煤塵爆炸、突出、頂板等多種自然災(zāi)害和威脅。四、鉆研職業(yè)技能職業(yè)技能,也可稱為職業(yè)能力,是人們進(jìn)行職業(yè)活動(dòng),完成職業(yè)責(zé)任的能力手段。它包括實(shí)際操作能力、處理業(yè)務(wù)能力、技術(shù)能力以及有關(guān)的理論知識(shí)等。經(jīng)過新中國成立以來幾十年的發(fā)展,我國的煤炭生產(chǎn)也由原來的手工作業(yè)逐步向綜合機(jī)械化作業(yè)轉(zhuǎn)變,建成了許多世界一流的現(xiàn)代化礦井,特別是國有大中型礦井,大都淘汰了原來的生產(chǎn)模式,轉(zhuǎn)變成為現(xiàn)代化礦井,高科技也應(yīng)用于煤炭生產(chǎn)、安全監(jiān)控之中。所有這些都要求瓦斯抽放工必須要有較高的技術(shù)能力,掌握扎實(shí)的科學(xué)知識(shí),只有這樣才能勝任自己的工作。五、加強(qiáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作,有團(tuán)隊(duì)精神一個(gè)企業(yè)、一個(gè)部門的發(fā)展離不開協(xié)作。團(tuán)結(jié)協(xié)作、互助友愛是處理企業(yè)團(tuán)體內(nèi)部人與人之間,以及協(xié)作單位之間關(guān)系的道德規(guī)范。煤礦事故不是靠某一個(gè)部門或個(gè)人就能夠消除的。所以,瓦斯抽放工必須抱著為煤礦安全負(fù)責(zé)、為現(xiàn)場(chǎng)工作人員的生命負(fù)責(zé)的態(tài)度,認(rèn)真地履行自己的職責(zé)。同時(shí),瓦斯抽放工還要和現(xiàn)場(chǎng)的工作人員團(tuán)結(jié)協(xié)作,齊抓共管,實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)。六、勇于搶險(xiǎn)救災(zāi)煤礦受多種自然災(zāi)的威脅,這就要求瓦斯抽放工要有克服困難、戰(zhàn)勝災(zāi)害的意識(shí)和信心。礦井一旦發(fā)生事故,就應(yīng)該充分發(fā)揮自己的主動(dòng)性,發(fā)揚(yáng)共產(chǎn)主義風(fēng)格,力爭(zhēng)消滅事故,搶救傷員;或要想法盡快脫離災(zāi)變現(xiàn)場(chǎng),運(yùn)用自己掌握的安全知識(shí),勇于自救,在力所能及的情況下,勇救他人,共同脫險(xiǎn),戰(zhàn)勝災(zāi)害。七、文明作業(yè)愛護(hù)材料、設(shè)備、工具、儀表,保持工作環(huán)境整潔有序,文明作業(yè);著裝符合井下作業(yè)要求。第二章專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)第一節(jié)煤礦地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)一、煤層賦存特征(一)煤層厚度煤層厚度是指煤層頂、底板之間垂直距離。煤層有簿有厚,簿的只有數(shù)厘米,厚的幾十米至百米。煤層厚度是決定礦井設(shè)計(jì)和開采方法的重要因素。煤層厚度劃分為三類:1、簿煤層:厚度小于1.3m。2、中厚煤層:厚度在1.3~3.5m。3、厚煤層:厚度大于3.5m。習(xí)慣將厚度大于6m的煤層稱為特厚煤層。(二)煤層頂?shù)装逦挥诿簩由厦娴膸r層稱頂板,煤層下面的巖層稱為底板。由于巖性和厚度不同,又將它們分為偽頂、直接頂、老頂及直接底和老底。如圖2-1所示。(三)煤層的產(chǎn)狀圖2-1煤層頂、底板結(jié)構(gòu)示意圖圖圖2-1煤層頂、底板結(jié)構(gòu)示意圖圖2-2煤(巖)層的產(chǎn)狀要素α-傾角ab-走向線cd-傾斜線ce-傾向線走向:在傾斜煤層層面上任意一條水平線稱為走向線,走向線兩端所指的方向就是走向。傾向:在傾斜層面上與走向垂直的向下延伸的直線叫傾斜線,傾斜線的水平投影所指的方向稱為傾向。傾角:傾斜層面與水平面的夾角叫傾角。煤層傾角的差異很大,從0°~90°之間,按傾角大小不同,將煤層分為三類:1、緩傾斜煤層傾角小于25°2、傾斜煤層傾角在25°~45°之間3、急傾斜煤層傾角大于45°一般將傾角在8°以下的煤層叫水平煤層。二、地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)瓦斯含量的影響(一)煤層地質(zhì)構(gòu)造煤層形成初期,一般都是水平或近似水平的,在一定范圍內(nèi)是連續(xù)完整的。由于受到地殼升降或擠壓運(yùn)動(dòng)的影響,使煤層彎曲起伏形成褶曲,發(fā)生斷裂形成斷層,使煤層產(chǎn)狀復(fù)雜化。1、褶皺構(gòu)造褶皺是煤層受力后,被擠得彎彎曲曲,但仍保留連續(xù)完整的構(gòu)造特征,如圖2-3所示。圖2-4褶皺各部分名稱圖圖2-4褶皺各部分名稱圖2-3褶皺構(gòu)造形成過程示意圖褶曲中向下彎曲稱為向斜,向上彎曲稱為背斜,如圖2-5所示。2、斷裂構(gòu)造煤層受力會(huì)發(fā)生斷裂,出現(xiàn)斷裂面,失去其原來的連續(xù)完整性,叫斷裂構(gòu)造。斷裂面兩側(cè)煤層如果沒有發(fā)生明顯的位移就叫裂隙,有明顯位移的叫做斷層。斷裂構(gòu)造對(duì)采掘工作面的布置,對(duì)鉆眼、爆破、頂板管理、支護(hù)方式、瓦斯涌出等都有較大影響。為描述斷層的性質(zhì)及其在空間的位置和形態(tài),可用斷層要素來表示,如圖2-6所示。斷層面:斷層面即斷塊發(fā)生相對(duì)位移的斷裂面。圖2-6斷層要素圖2-6斷層要素圖圖2-5背斜和向斜該面有直立的、傾斜的,可以是平面,也可能是曲面的。用走向、傾向和傾角來描述其在空間的位置。斷層線:是指斷層面與地面的交線。上盤和下盤:斷層面兩側(cè)的斷塊稱上、下盤。位于傾斜斷層面上邊的斷塊叫上盤,下邊的斷塊叫下盤。若斷層面直立,則無上下盤之分。斷距:是指斷層上、下盤沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)位移的距離,垂直斷距叫落差,如圖2-7所示。圖2圖2-7斷層落差示意圖圖2-8斷層的類型正斷層是上盤相對(duì)下降,下盤相對(duì)上升的斷層。逆斷層是上盤相對(duì)上升,下盤相對(duì)下降的斷層。平移斷層是兩盤沿?cái)鄬用孀魉椒较蛳鄬?duì)位移的斷層。(二)煤層地質(zhì)構(gòu)造對(duì)瓦斯含量的影響煤層瓦斯含量的大小,與地質(zhì)構(gòu)造有密切關(guān)系,因而產(chǎn)生了瓦斯地質(zhì)的新興學(xué)科,這些影響主要是:1、煤的變質(zhì)程度煤在不斷提高變質(zhì)程度的過程中,不斷產(chǎn)生新的瓦斯(無煙煤例外),煤的吸附能力也提高,所以煤的變質(zhì)程度越高,生成的瓦斯量越大,瓦斯含量越高。2、煤層埋藏深度煤層埋藏深度是決定煤層瓦斯含量大小的主要因素。煤層埋藏越深,煤層瓦斯壓力越大,煤的吸附能力增加,從而瓦斯含量增大。3、煤層露頭煤層有、無露頭對(duì)瓦斯含量有一定影響,有露頭瓦斯含量低,因?yàn)槁额^是瓦斯向地面逸散的出口,反之,煤層無露頭,則瓦斯不易逸散,能較好保存,煤層瓦斯含量就大。4、煤層圍巖性質(zhì)煤層圍巖致密完整,透氣性差,就易于保存瓦斯,所以瓦斯含量高,反之,瓦斯易于逸散,瓦斯含量就低。5、水文地質(zhì)水文地質(zhì)條件是煤層瓦斯含量大小的影響因素之一。在地下水活躍地區(qū),水能溶解并帶走瓦斯,因而煤層瓦斯含量減少。6、地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層的瓦斯含量影響是復(fù)雜的。封閉性地質(zhì)構(gòu)造有利于保存瓦斯,開放性地質(zhì)構(gòu)造有利于瓦斯排放。在閉合和半閉合背斜轉(zhuǎn)折區(qū),煤層瓦斯運(yùn)移路線加長(zhǎng),而瓦斯排放口縮小,增大了瓦斯運(yùn)移的阻力,因而,構(gòu)造兩翼瓦斯含量大,在向斜轉(zhuǎn)折處,煤層瓦斯含量減小。斷層也一樣,開放性斷層面是煤層瓦斯排放的通道,封閉性斷層本身透氣性差,且割斷了煤層與地表的聯(lián)系,使封閉段的煤層瓦斯含量大。巖漿活動(dòng)對(duì)煤層瓦斯含量的影響也是復(fù)雜的,在巖漿接觸變質(zhì)和熱力變化的影響下,煤可二次生成瓦斯,煤的吸附能力增大,使瓦斯含量增大。但巖漿的高溫作用又可強(qiáng)化煤層排放瓦斯,使煤層瓦斯含量減小。第二節(jié)礦井通風(fēng)基礎(chǔ)知識(shí)一、礦井通風(fēng)的任務(wù)礦井開采是地下作業(yè),空間狹窄,空氣不如地面新鮮,溫度高、濕度大,且井下空氣中含有從煤巖中涌出的和生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的大量有毒有害氣體和粉塵。還經(jīng)常受到水、火和爆炸災(zāi)害的威脅。為保證井下作業(yè)人員的生命安全和身體健康,保證煤礦正常安全生產(chǎn),國家財(cái)產(chǎn)不受損害,必須做好礦井通風(fēng)工作。礦井通風(fēng)的任務(wù):就是向井下各地連續(xù)不斷地供給一定數(shù)量的新鮮空氣,沖淡有毒有害氣體和粉塵并排出地面,為井下工作人員創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境和氣候條件。提高生產(chǎn)效率,增強(qiáng)礦井的抗災(zāi)、救災(zāi)能力。二、地面空氣成分及含量正常情況下,地面空氣組成成分比較穩(wěn)定,按體積百分比計(jì)算為:氧氣(O2):20.96%氮?dú)猓∟2):79.00%二氧化碳(CO2):0.04%三、井下空氣成分的組成及允許濃度就一般礦井而言,井下空氣成分的組成有:氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氫、氨氣、氫氣、水蒸氣、粉塵等。上述成分中除氧氣和水蒸氣外,其它均為有毒有害成分?,F(xiàn)將其危害和《規(guī)程》規(guī)定列表2-1如下:表2-1井下空氣的作用(危害)及《規(guī)程》規(guī)定名稱化學(xué)符合作用(危害)允許濃度氧氣O2供人呼吸在采掘工作面進(jìn)風(fēng)中≮20%二氧化碳CO2含量很高,使人缺氧窒息采掘工作面進(jìn)風(fēng)中≯0.5%甲烷CH41、含量很高,使人缺氧窒息。2、遇火源能燃燒爆炸。1%停止電鉆打眼,停止放炮。1.5%停止作業(yè)一氧化碳CO劇毒使人血液中毒≯0.0024%二氧化氮NO2主要腐蝕呼吸器官≯0.00025%二氧化硫SO2劇毒主要破壞呼吸系統(tǒng)≯0.0005%硫化氫H2S劇毒使人血液中毒≯0.00066%氨氣NH3極毒破壞人體呼吸系統(tǒng)≯0.004%氫H24%~74%會(huì)爆炸≯0.5%四、礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)由礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)路三部分構(gòu)成。(一)礦井通風(fēng)方式礦井通風(fēng)方式是指礦井進(jìn)、回風(fēng)井筒的相對(duì)位置而言,可分為中央式、對(duì)角式和混合式三種。1、中央式是指進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井大致位于走向中央。沿傾斜方向相對(duì)位置不同又分為中央并列式和中央邊界式兩種。如圖2-9和2-10所示。圖2-9中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)示意圖圖2-10中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)示意圖中央并列式:進(jìn)、回風(fēng)井都布置在井田走向和傾斜方向的中央。中央邊界式:進(jìn)、回風(fēng)井雖布置在井田走向中央,但在傾斜方向有一定的距離?;仫L(fēng)井通常位于井田淺部邊界。2、對(duì)角式是指進(jìn)風(fēng)井位于井田走向中央,回風(fēng)井大致位于井田走向邊界,如圖2-11所示。圖2-11對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)示意圖3、混合式是指中央式和對(duì)角式或邊界式的混合布置。如圖2-12所示。圖2-12混合式通風(fēng)系統(tǒng)示意圖(二)礦井通風(fēng)方法礦井通風(fēng)方法是指礦井主扇對(duì)礦井的供風(fēng)方式,分抽出式、壓入式和混合式三種。由于壓入式通風(fēng)安全性差,風(fēng)機(jī)效率低,除建井初期外很少采用。抽出式通風(fēng)安全性能好,效率高得到廣泛應(yīng)用?;旌鲜酵L(fēng)因設(shè)備多、費(fèi)用高、管理困難,一般也很少采用。(三)通風(fēng)網(wǎng)路,為便于分析通風(fēng)系統(tǒng)中各井巷的連接關(guān)系和特點(diǎn),把井下風(fēng)流分岔、匯合的總體結(jié)構(gòu)形式,不按比例,不反映空間關(guān)系的單線條示意圖叫通風(fēng)網(wǎng)路圖。井下各風(fēng)路的自然聯(lián)接方式一般都較復(fù)雜,綜合起來大致分為串聯(lián)網(wǎng)路、并聯(lián)網(wǎng)路和角聯(lián)網(wǎng)路三種。1、串聯(lián)網(wǎng)路:若干條風(fēng)路按順序首尾相接。如圖2-13a。特點(diǎn)是通風(fēng)阻力大、空氣污染嚴(yán)重、風(fēng)量無法調(diào)節(jié),而且一個(gè)地點(diǎn)發(fā)生事故,被串聯(lián)的其它地點(diǎn)跟著受災(zāi)。瓦斯礦井不宜采用。2、并聯(lián)網(wǎng)路:一條風(fēng)路從某一點(diǎn)分開,又在另一點(diǎn)匯合稱并聯(lián)網(wǎng)路。特點(diǎn)是風(fēng)量大小可按需要進(jìn)行調(diào)節(jié);通風(fēng)阻力小,安全性能好,瓦斯礦井一般多采用。見圖2-13b。3、角聯(lián)網(wǎng)路:在并聯(lián)網(wǎng)路的兩條風(fēng)路中間又有一條或幾條風(fēng)路與其相聯(lián)稱角聯(lián)網(wǎng)路。其缺點(diǎn)是對(duì)角風(fēng)路中B-C的風(fēng)量大小和方向極不穩(wěn)定,瓦斯含量忽高忽低,很不安全,瓦斯礦井應(yīng)避免出現(xiàn)。見圖2-13c。圖2-14圖2-14軌道上山進(jìn)風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)1-運(yùn)輸大巷;2-采區(qū)進(jìn)風(fēng)石門;3-運(yùn)輸上山;4-軌道上山;5、7-進(jìn)風(fēng)平巷;6、6′-回風(fēng)平巷;8-軌道巷;9、9′-聯(lián)絡(luò)巷;10-區(qū)段溜煤巷;11-采區(qū)下部車場(chǎng);12-采區(qū)煤倉;13-絞車房;14-采區(qū)變電所;15-回風(fēng)石門圖2-13通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖a.串聯(lián)b.并聯(lián)c.角聯(lián)一個(gè)生產(chǎn)礦井,一般都是同時(shí)有幾個(gè)采區(qū)進(jìn)行回采和準(zhǔn)備,從通風(fēng)角度來說,每個(gè)采區(qū)既有回采,又有掘進(jìn)和峒室,它們有各自的進(jìn)、回風(fēng)巷與礦井總進(jìn)、總回風(fēng)巷相聯(lián)。所以它又是礦井通風(fēng)系統(tǒng)中的一個(gè)獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)一般有兩種不同形式:1、軌道上(下)山進(jìn)風(fēng),運(yùn)輸機(jī)上(下)山回風(fēng)。上(下)部車場(chǎng)到軌道上(下)山進(jìn)入順槽到回采工作面。此方式在下部車場(chǎng)不設(shè)風(fēng)門,不因進(jìn)料和提升撞爛風(fēng)門,且新鮮風(fēng)流不受上(下)煤流中的釋放瓦斯、煤塵、熱量的影響;上部絞車房易于得到新鮮風(fēng)量。但上部車場(chǎng)和中部車場(chǎng)需設(shè)置風(fēng)門。如圖2-14所示。2、運(yùn)輸機(jī)上(下)山進(jìn)風(fēng),軌道上(下)山回風(fēng)。圖2圖2-15運(yùn)輸上山進(jìn)風(fēng)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)1-運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)大巷;2-進(jìn)風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷;3-輸送機(jī)上山;4-運(yùn)輸平巷;5-軌道上山;6-采區(qū)變電所;8-回風(fēng)巷;9-回風(fēng)石門;10-總回風(fēng)巷(五)回采工作面通風(fēng)回采工作面的通風(fēng)方式主要是指采用上行風(fēng)還是下行風(fēng)?!兑?guī)程》規(guī)定:有煤和瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井,回采煤工作面不得采用下行風(fēng)。(六)掘進(jìn)通風(fēng)1、局部通風(fēng)在礦井的生產(chǎn)建設(shè)過程中,必須開掘大量的巷道,在掘進(jìn)巷道時(shí),為供給工作人員呼吸所需的新鮮空氣,并沖淡、排出有害氣體和礦塵,必須對(duì)掘進(jìn)工作面通風(fēng),這樣的通風(fēng)稱為掘進(jìn)通風(fēng)或局部通風(fēng)。局部通風(fēng)的特點(diǎn)是:在未形成通風(fēng)系統(tǒng)的獨(dú)頭巷道內(nèi)同時(shí)完成進(jìn)、回風(fēng)兩項(xiàng)任務(wù),因而供風(fēng)困難,是礦井事故的多發(fā)區(qū)。隨著機(jī)械化采煤的發(fā)展,回采工作面走向長(zhǎng)度、傾斜長(zhǎng)度,儲(chǔ)量都大大增加。因此千米獨(dú)頭巷道送風(fēng)給局部通風(fēng)提出了更高要求。局部通風(fēng)的主要方法有:全風(fēng)壓通風(fēng)、引射器通風(fēng)和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。但前兩種方法現(xiàn)已基本淘汰。《規(guī)程》規(guī)定,安裝和使用局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒應(yīng)遵守下列規(guī)定:1)局部通風(fēng)機(jī)必須由指定人員負(fù)責(zé)管理,保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2)壓入式局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置,必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中,距離掘進(jìn)巷道回風(fēng)口不得小于10m;全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量,局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間的巷道中的最低風(fēng)速必須符合本規(guī)程第101條的有關(guān)規(guī)定。3)必須采用抗靜電、阻燃風(fēng)筒。風(fēng)筒口到掘進(jìn)工作面的距離,應(yīng)在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。4)瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中,掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)采用三專(專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路)供電;也可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電,但每天應(yīng)有專人檢查1次,保證局部通風(fēng)機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。5)使用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)的地點(diǎn)必須實(shí)行風(fēng)電閉鎖,保證停風(fēng)后切斷停風(fēng)區(qū)內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源。使用2臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)的,2臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)都必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電閉鎖。并設(shè)置風(fēng)速、瓦斯?jié)舛群惋L(fēng)機(jī)開、停狀況等傳感器,進(jìn)行每天24小時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。2、通風(fēng)設(shè)施在礦井正常生產(chǎn)中,為了保證風(fēng)流按設(shè)計(jì)的路線流動(dòng)和便于風(fēng)流的調(diào)節(jié),在通風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)置了一系列構(gòu)筑物,這些構(gòu)筑物通稱通風(fēng)設(shè)施。通風(fēng)設(shè)施按其作用可分為三類:隔斷風(fēng)流的設(shè)施、引導(dǎo)風(fēng)流的設(shè)施、調(diào)節(jié)控制風(fēng)量的設(shè)施。煤礦井下常用的通風(fēng)設(shè)施有:風(fēng)門、風(fēng)橋、擋風(fēng)墻和調(diào)節(jié)風(fēng)窗。1)風(fēng)門:在不允許風(fēng)流通過,但需要人員或車輛通過的巷道內(nèi),必須設(shè)置風(fēng)門。2)風(fēng)橋:在進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)平面的相遇地點(diǎn),必須設(shè)置風(fēng)橋,構(gòu)成立體交叉風(fēng)路,使進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)分開,互不相混。3)擋風(fēng)墻:也稱密閉墻,設(shè)在既不允許風(fēng)流通過,也不允許行人、行車的井巷內(nèi)。4)調(diào)節(jié)風(fēng)窗:就是在風(fēng)門或風(fēng)墻上方,開一個(gè)面積可調(diào)的窗口,利用這個(gè)窗口面積的調(diào)整來調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)施。第三節(jié)礦井瓦斯、煤塵、水、火、頂板和機(jī)電運(yùn)輸災(zāi)害的防治一、礦井瓦斯(一)概述礦井在開采過程中,從煤巖中涌入到采掘空間的所有有毒有害氣體統(tǒng)稱瓦斯,因其主要成分為甲烷,所以平常俗說的瓦斯即沼氣,學(xué)名甲烷。甲烷的分子式是CH4。它是一種無色、無味、無臭的氣體,比空氣輕,與空氣的相對(duì)密度為0.554,因而常聚在巷道頂部;它不供人呼吸,但空氣中沼氣濃度大時(shí)使人窒息;達(dá)一定濃度遇火能燃燒爆炸。(二)瓦斯含量和瓦斯涌出量1、瓦斯含量一公斤植物纖維質(zhì)可生成0.257m3沼氣煤層瓦斯含量的多少一般用m3/m3或m3/t表示,即每m3煤或每噸煤的瓦斯含量多少立方米。2、瓦斯涌出的形式和涌出量礦井在生產(chǎn)過程中,煤體被破壞、貯存在煤體內(nèi)的大部分瓦斯就離開煤體而涌到采掘空間,這種現(xiàn)象叫瓦斯涌出,這種瓦斯涌的數(shù)量叫瓦斯涌出量。瓦斯含量與瓦斯涌出量的關(guān)系永遠(yuǎn)是瓦斯涌出量小于瓦斯含量。1)瓦斯涌出形式礦井瓦斯涌出形式根據(jù)其特點(diǎn)可分為:(1)涌出:由受采動(dòng)影響的煤層、巖層以及由采落的煤、矸石向井下空間均勻地放出瓦斯的現(xiàn)象。(2)噴出:從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯(二氧化碳)異常涌出的現(xiàn)象。在20m巷道范圍內(nèi),涌出瓦斯量大于或等于1.0m3(3)煤(巖)與瓦斯突出:在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下、破碎的煤、巖和瓦斯由煤體或巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動(dòng)力現(xiàn)象。2)瓦斯涌出量礦井瓦斯涌出量是指礦井在生產(chǎn)過程中,實(shí)際涌入巷道的瓦斯數(shù)量。表示方法有兩種:(1)絕對(duì)瓦斯涌出量:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)涌出的瓦斯量叫絕對(duì)瓦斯涌出量。用下式表示:=.(公式2-1)式中:——礦井(或采、掘工作面)絕對(duì)瓦斯涌出量m3/min。——礦井(或采、掘工作面)風(fēng)量m3/min?!V井(或采、掘工作面)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?。?)相對(duì)瓦斯涌出在正常生產(chǎn)條件下月平均日產(chǎn)-噸煤所涌出的瓦斯量,叫相對(duì)瓦斯涌出量。用下式表示:(公式2-2)式中:——相對(duì)瓦斯涌出量m3/T——絕對(duì)瓦斯涌出m3/min1440——每天有1440分鐘——月產(chǎn)煤量T——月生產(chǎn)天數(shù) 3、礦井瓦斯等級(jí)的劃分:根據(jù)礦井相對(duì)瓦斯涌出量、絕對(duì)瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分:低瓦斯礦井:礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3/t,且礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等40m高瓦斯礦井:礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m煤與瓦斯突出礦井。4、影響瓦斯涌出量的因素:1)煤層瓦斯含量:煤層瓦斯含量越大,瓦斯涌出量就越大。2)開采規(guī)模:開采規(guī)模大,范圍廣,瓦斯涌出量就大。3)地面大氣壓力變化:大氣壓力增大,礦井瓦斯涌出量就減少;反之,大氣壓力突然降低時(shí),瓦斯涌出量就會(huì)增加。4)生產(chǎn)工序:采掘工作面進(jìn)行打眼、放炮、機(jī)械割煤等震動(dòng)性工藝時(shí),瓦斯涌出量會(huì)增加。5)開采順序,采煤方法,頂板管理以及開采層的地質(zhì)構(gòu)造等都對(duì)瓦斯涌出有較大影響。(三)瓦斯爆炸及防治瓦斯爆炸就是一定濃度的瓦斯和空氣中的氧在高溫火源的作用產(chǎn)生劇烈的氧化反應(yīng)的結(jié)果,其化學(xué)反應(yīng)式為:高溫高溫CH4+2O2CO2+2H2O+882.6KJ/mol從式中看出:瓦斯在高溫火源作用下,與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成二氧化碳和水,并放出大量的熱,這些熱量能夠使反應(yīng)中生成的二氧化碳和水蒸氣迅速膨脹,形成高溫、高壓并以極高的速度向外沖擊,這就是瓦斯爆炸。1、瓦斯爆炸的基本條件1)要有一定的瓦斯?jié)舛龋?~16%。一般認(rèn)為,這個(gè)濃度范圍稱為瓦斯爆炸的界限。最低爆炸濃度稱為下限(5%),最高爆炸濃度稱為上限(16%)。2)空氣中氧濃度必須大于12%。3)要有火源,試驗(yàn)證明:點(diǎn)燃瓦斯爆炸的溫度要達(dá)到650℃~750以上三個(gè)條件,必須同時(shí)滿足,缺一不可。2、瓦斯爆炸的危害1)產(chǎn)生高溫試驗(yàn)表明,當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí),爆炸產(chǎn)生的瞬間溫度在自由空間內(nèi)可達(dá)1850℃,在封閉的空間內(nèi)高達(dá)2650℃。井下巷道是半封閉空間,爆炸溫度在1850℃~2)產(chǎn)生高壓瓦斯爆炸的高溫會(huì)使氣體突然膨脹而引起氣體壓力驟然增大,加上爆炸波的疊加作用,爆炸產(chǎn)生的壓力就越高,據(jù)測(cè)定,爆炸后的壓力為爆炸前的10倍。在高溫高壓的作用下,爆源處的氣體以每秒幾百米的速度向外沖擊。瓦斯爆炸時(shí),常常伴生兩種沖擊,即正向沖擊和反向沖擊,反向沖擊還可能造成第二次爆炸。3)產(chǎn)生有毒有害氣體瓦斯爆炸后,由于井下風(fēng)量受到限制,所以會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害氣體。據(jù)分析,瓦斯爆炸后的氣體成分為:O2為6%~10%,N2為82%~88%,CO2為4%~8%,CO為2%~4%。如果有煤塵參與爆炸,一氧化碳含量更高,在爆炸事故中因一氧化碳中毒死亡人數(shù)要占總死人數(shù)70%以上。3、防治瓦斯爆炸的措施1)嚴(yán)格管理認(rèn)真貫徹黨的“安全第一,預(yù)防為主”的方針,杜絕有章不循,違章指揮,違章作業(yè)現(xiàn)象。2)防止瓦斯超限和積聚瓦斯積聚是指容積超過0.5m3的空間,瓦斯?jié)舛瘸^2%的現(xiàn)象(1)搞好通風(fēng)管理工作。各采、掘工作面實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)、配足風(fēng)量,保證有足夠的風(fēng)量能有效地稀釋和排除瓦斯,使瓦斯?jié)舛仍凇睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以下;高瓦斯礦井和有煤與瓦斯突出的礦井,嚴(yán)禁串聯(lián)通風(fēng)和回采工作面的下行風(fēng);同時(shí)要加強(qiáng)局部通風(fēng)管理。(2)積極處理瓦斯積聚。凡發(fā)現(xiàn)有局部瓦斯積聚,都應(yīng)及時(shí)采取有效措施積極處理,消除井下瓦斯積聚。(3)加強(qiáng)瓦斯檢查和監(jiān)測(cè),高瓦斯礦井采掘工作面要配專職瓦斯檢查員,堅(jiān)持“一炮三檢”和巡回檢查,堅(jiān)持現(xiàn)場(chǎng)交接班等安全責(zé)任制。高瓦斯礦井、有煤與瓦斯突出礦井必須裝備礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。按規(guī)定設(shè)置沼氣、二氧化碳、一氧化碳、溫度、風(fēng)速、風(fēng)門和局扇的開關(guān)等探頭,進(jìn)行24小時(shí)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控。(4)瓦斯涌出量大和有煤與瓦斯突出的礦井要采取瓦斯抽放措施。并貫徹落實(shí)瓦斯防治的“十二字方針”,即“先抽后采、以風(fēng)定產(chǎn)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控”。3)消滅引爆火源(1)杜絕明火和靜電火花。(2)加強(qiáng)電氣管理,消滅失爆,杜絕電氣火花。(3)加強(qiáng)放炮管理,嚴(yán)防爆破火花。(4)防止內(nèi)因火災(zāi)及撞擊火花的發(fā)生。二、礦塵的防治礦井在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種巖礦微粒統(tǒng)稱礦塵,根據(jù)性質(zhì)不同分為巖塵和煤塵,按存在狀態(tài)不同分為浮塵和落塵。能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中的叫浮塵,從空氣中沉落下來的粉塵叫落塵。礦塵具有很大危害性,礦塵中含有二氧化硅,工人長(zhǎng)期吸入會(huì)引起肺部病變(矽肺病);煤塵具有燃燒爆炸性,在一定條件下會(huì)爆炸。(一)煤塵爆炸1、煤塵爆炸的概念煤粉碎后,增大了表面積,加速氧化,使溫度升高,又進(jìn)一步氧化,受熱的煤塵放出可燃?xì)怏w引起燃燒,這些熱量又傳給其它浮塵,這種快速反應(yīng)稱為爆炸。2、煤塵爆炸的條件1)煤塵自身具有爆炸性有的煤塵在熱源作用下只能燃燒,不會(huì)爆炸,而有的煤塵在熱源作用下,不僅會(huì)燃燒,而且會(huì)爆炸,這種煤塵稱具有爆炸性煤塵。它是發(fā)生煤塵爆炸的基本條件。煤塵是否具有爆炸性,主要決定于它所含揮發(fā)分,揮發(fā)分含量大于10%的煤塵,具有爆炸性。2)煤塵在空氣中要達(dá)到一定濃度。一般爆炸下限為45g/m3,上限為2000g/m3,爆炸力最強(qiáng)濃度為300~400g/m3。3)點(diǎn)燃煤塵的熱源。煤塵爆炸的引燃溫度為610~1015℃,一般為700~9004)氧濃度。空氣中氧濃度低于18%,煤塵不具爆炸性。3、影響煤塵爆炸的因素1)煤塵濃度:45g/m3(弱)——300~400g/m3(最強(qiáng))——2000g/m3(弱)2)煤塵粒度。粒度對(duì)爆炸影響極大,粒度小于1mm的煤塵都能滲與爆炸,粒度越小,爆炸性越強(qiáng)。粒度在10~75μm的煤塵爆炸性最強(qiáng),是煤塵爆炸的主體。3)煤的揮發(fā)分、灰分和水分煤的揮發(fā)分含量是影響煤塵爆炸重要因素之一,一般來說,煤的變質(zhì)程度低,揮發(fā)含量高,煤塵的爆炸危險(xiǎn)性就強(qiáng)?;曳质遣蝗嘉铮椅諢崃?,因此灰分越高,越能降低煤塵爆炸性能。水分既吸熱又有粘性,使煤粒度變大,減少其表面積,所以它起了降溫和阻燃的作用。4)瓦斯?jié)舛瓤諝庵型咚沟拇嬖冢姑簤m爆炸下限下降。瓦斯?jié)舛仍礁?,煤塵爆炸下限越低。試驗(yàn)證明見下表2-2:表2-2瓦斯?jié)舛扰c煤塵爆炸下限的關(guān)系表瓦斯?jié)舛龋?)0.51.42.53.5煤塵爆炸下限(g/m3)34.526.415.56.15)引爆熱源指引爆熱源溫度高低,熱源溫度越高,越容易點(diǎn)燃煤塵,否則則相反。4、煤塵爆炸的特點(diǎn)1)產(chǎn)生高溫高壓煤塵爆炸和瓦斯爆炸一樣會(huì)產(chǎn)生高溫高壓?;鹧鏈囟瓤蛇_(dá)到1600~2000℃,爆炸壓力可達(dá)到700KPa以上,這種高溫壓力波傳播速度可達(dá)到1120m/s。2)產(chǎn)生連續(xù)爆炸產(chǎn)生連續(xù)爆炸是煤塵爆炸與瓦斯爆炸不同的一個(gè)特點(diǎn)。瓦斯爆炸一般不會(huì)到處有瓦斯參與爆炸,而煤塵爆炸的沖擊波沿途會(huì)引起巷道中的落塵飛揚(yáng)參與爆炸。所以它成跳躍式向前發(fā)展,直至巷道中沒有煤塵為止。3)產(chǎn)生大量的一氧化碳前面已說過一氧化碳有劇毒,《規(guī)程》規(guī)定井下空氣中不允許超過0.0024%,而煤塵爆炸產(chǎn)生的一氧化碳可達(dá)到2%~3%,甚至高達(dá)8%。4)形成“粘焦”。煤塵爆炸有部分煤塵被焦化,粘貼在支架的背風(fēng)側(cè)和巷道壁上,形成煤塵爆炸特有的產(chǎn)物。是區(qū)別煤塵是否參與爆炸的主要根據(jù)。(二)預(yù)防煤塵爆炸的措施1、一般措施1)濕式打眼。在用電鉆打眼時(shí),將壓力水通過電煤鉆的空心麻花鉆桿輸送到孔底,以濕潤(rùn)煤體而降塵。2)水炮泥爆破。用裝水的塑袋當(dāng)炮泥使用放炮時(shí),水袋破裂并借助沖擊波使水散成霧狀而降塵。3)噴霧灑水。放炮前對(duì)采掘工作面進(jìn)行灑水。裝運(yùn)煤之前灑水濕潤(rùn)煤體以及在采掘回風(fēng)中進(jìn)行噴霧灑水,有效捕獲浮塵和濕潤(rùn)落塵。4)清掃積塵。巷道中的積塵定期清掃運(yùn)出,對(duì)井下所有巷道要有防塵管路系統(tǒng),專人沖洗。2、特殊措施1)煤層注水,即在采煤之前向煤層打鉆孔,用專用設(shè)備將壓力水注入煤層,使壓力水沿煤層層理、節(jié)理和裂隙滲入而將煤體預(yù)先濕潤(rùn)以減少采煤時(shí)的煤塵產(chǎn)生。具體方式有:(1)深孔注水:指在采煤工作面的進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷沿傾向向工作面打長(zhǎng)孔向煤體注水。(2)淺孔注水,作為一道工序沿工作面全長(zhǎng)打走向短孔,進(jìn)行注水。2)預(yù)防煤塵引燃的措施煤塵的引燃溫度為650~1050℃,違章放炮作業(yè)、瓦斯爆炸是主要火源,其次是電氣火源和其它明火,井下火災(zāi)和機(jī)械摩擦火花都可引起煤塵引燃。所以要嚴(yán)格執(zhí)行爆破和電氣管理有關(guān)規(guī)定和制度。三、礦井防滅火發(fā)生在礦井進(jìn)風(fēng)井口和井下的火災(zāi)叫礦井火災(zāi)。因井下可燃物多,空氣有限,一旦發(fā)生火災(zāi),范圍越來越大,甚至引起瓦斯、煤塵爆炸,釀成更大災(zāi)害。(一)礦井火災(zāi)的發(fā)生和分類1、礦井火災(zāi)發(fā)生的條件1)有可燃物。井下的可燃物有大量的煤、坑木、竹制品、油類等。2)有充足的氧。氧含量只要大于14%即可。3)熱源。高溫?zé)嵩从型鈦淼暮涂扇嘉锉旧淼幕瘜W(xué)、物理反應(yīng),如煤的氧化。2、礦井火災(zāi)的分類及特點(diǎn)1)外因火災(zāi):外來熱源引起的火災(zāi)。主要來自電氣設(shè)備的失爆和違章作業(yè)引起的電火花,違章放炮引起的火花,機(jī)械不良運(yùn)轉(zhuǎn)和井下吸煙等明火。外因火災(zāi)的特點(diǎn)是,容易發(fā)現(xiàn),火小易于撲滅,但一旦起火,來熱突然,如不及時(shí)撲滅,往往措手不及而釀成重大災(zāi)害。2)內(nèi)因火災(zāi):也叫自燃火災(zāi)。一般指煤在一定條件下煤自身發(fā)生的緩慢氧化,通風(fēng)不良、不易散熱,積蓄熱量而導(dǎo)致煤炭著火。內(nèi)因火災(zāi)的特點(diǎn)是,它的發(fā)生和發(fā)展緩慢,有溫度升高和產(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體的早期預(yù)兆。雖可早期發(fā)現(xiàn),但因它多發(fā)生在難以接近的地點(diǎn),無法直接撲滅。3、礦井火災(zāi)的危害1)產(chǎn)生大量有毒有害氣體和高溫火煙:高溫火源附近溫度超過1000℃2)燒毀設(shè)備和資源。有的設(shè)備是因火大直接被燒毀,有的是未能及時(shí)滅火造成封閉而封死大量設(shè)備和煤炭資源。有的礦井的自燃火災(zāi)燒幾十年至幾百年。如我國山西大同從明朝開始至解放,燒毀優(yōu)質(zhì)煤炭難以統(tǒng)計(jì)。3)引起瓦斯、煤塵爆炸。4)產(chǎn)生火風(fēng)壓,影響礦井正常通風(fēng)。(二)煤炭自燃及預(yù)防1、煤炭自燃的條件。1)要具有自燃傾向性的煤炭。2)有氧供給能維持煤的氧化的發(fā)生和發(fā)展。3)氧化而產(chǎn)生的熱量能大量積蓄不被擴(kuò)散至使煤溫升高而燃燒。2、煤自燃的預(yù)兆1)附近巷道出現(xiàn)霧氣,巷道頂板和煤壁有水珠,俗稱“出汗”。2)路過附近有煤油味、汽油味、松節(jié)油、煤焦油味等火災(zāi)氣味。3)煤壁和附近空氣溫度升高,人可感到悶熱和皮膚燒灼感。從火區(qū)流出的水溫度增高。4)取樣化驗(yàn),有CO和CO2含量增加。3、自燃發(fā)火的預(yù)防措施1)采用合理的開采方法,不丟煤或少丟煤;保持分層順序,杜絕或減少層間漏風(fēng);做到在煤層在自然發(fā)火期內(nèi)完成回采任務(wù)并及時(shí)封閉;采煤工作面采用后退式開采;開采過程中,不得任意留設(shè)計(jì)外的煤柱和頂煤,采到終采線時(shí),必須采取措施使頂板冒落嚴(yán)實(shí)。2)采用合理的通風(fēng)方法,進(jìn)行科學(xué)管理,減少漏風(fēng)。3)實(shí)施預(yù)防性灌漿。其作用一是堵塞漏風(fēng)隔絕氧氣,二是使發(fā)熱的煤炭冷卻散熱。4)采用阻化劑防火。阻化劑起阻止和延緩煤炭氧化而自燃的一項(xiàng)新技術(shù)。(三)外因火災(zāi)的預(yù)防外因火災(zāi)主要來自外來熱源直接引起,所以外因火災(zāi)的預(yù)防主要是加強(qiáng)外來高溫?zé)嵩吹墓芾砗涂扇嘉锏墓芾怼?、外來熱源的管理1)禁止一切人員攜帶煙草及點(diǎn)火工具入井;井下嚴(yán)禁使用電氣取暖;井下和井口房?jī)?nèi)不得從事電焊、氣焊和噴燈焊接工作,特殊情況進(jìn)行上述焊接工作要有安全措施并遵照?qǐng)?zhí)行。2)井下爆破要用煤礦許用炸藥,裝藥量和封泥量要符合規(guī)定,嚴(yán)禁明火爆破,裸露爆破。3)進(jìn)風(fēng)井口應(yīng)裝設(shè)防火鐵門,保持定期維修,易于關(guān)閉。4)井口房和風(fēng)機(jī)房20m內(nèi)不得有煙火及其它明火。2、易燃物、可燃物的管理1)井下使用的油類必須裝入蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi),由專人押運(yùn)送風(fēng)至使用地點(diǎn),剩余的油必須運(yùn)回地面,嚴(yán)禁在井下存放。井下使用的潤(rùn)滑油、棉紗、布頭和紙等,必須存放在蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi),由專人定期送到地面處理,嚴(yán)禁將剩余的油、紗布、紙?jiān)诰聛y灑、亂扔。井下清洗風(fēng)動(dòng)工具必須在專用硐室進(jìn)行。2)消防器材的管理井口附近必須設(shè)置消防材料庫,并有軌道直達(dá)井口;井下消防材料庫應(yīng)設(shè)在每一生產(chǎn)水平的井底車場(chǎng)附近,并裝備消防列車;消防材料的儲(chǔ)存庫材料、工具的品種和數(shù)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定,并定期檢查、更換和補(bǔ)充。3)井下炸藥庫、機(jī)電硐室、檢修硐室、材料庫、皮帶運(yùn)輸機(jī)和液力偶合器的巷道都應(yīng)備有足夠數(shù)量的滅火器材。所有井下人員都必須熟悉滅火器材的使用方法。(四)井下滅火由于井下地點(diǎn)窄小,易燃物多,火災(zāi)發(fā)生后,來勢(shì)兇猛,因此在滅火時(shí)應(yīng)注意自身安全,講究方法。1、發(fā)現(xiàn)井下火災(zāi)時(shí),一方面迅速報(bào)告礦調(diào)度室,另一方面積極采取直接滅火,將火消滅在萌芽狀態(tài)。2、直接滅火過程中,隨時(shí)注意通風(fēng)瓦斯情況,要有人檢查瓦斯并注意風(fēng)向、風(fēng)量變化,防止引起瓦斯煤塵爆炸。3、火災(zāi)不大時(shí),要防止火災(zāi)擴(kuò)大,控制煙霧危及人員,并通知回風(fēng)側(cè)人員撤離。4、直接滅火一般都是用水去滅,但火勢(shì)大不能用水直射火的中心,應(yīng)從外向里,先四周后中心,逐漸向內(nèi)推,最后推向中心,并滅透著火殘物待完全冷卻后清除,防止死灰復(fù)燃?;鸫髸r(shí),人要站在進(jìn)風(fēng)側(cè),以防水蒸氣傷人。5、電氣設(shè)備著火時(shí),先要切斷電源,再用不導(dǎo)電的滅火器材滅火,不能用水去滅。6、油類起火不能用水滅,只能用河沙、巖粉和干粉滅火器滅火。7、撲滅上下山的火災(zāi)時(shí),要注意出現(xiàn)火風(fēng)壓,引起風(fēng)流逆轉(zhuǎn)造成人員傷亡。8、火災(zāi)發(fā)生在進(jìn)風(fēng)井筒、大巷、車場(chǎng),為防止采區(qū)人員(此地人員多)傷亡,可以反風(fēng),但必須待起火地點(diǎn)及附近人員撤離到安全地點(diǎn)后才可返風(fēng)。四、礦井水災(zāi)的防治礦井水災(zāi)是煤礦重大災(zāi)害之一,特別是突然大量突水,可能造成嚴(yán)重傷亡事故。(一)礦井水災(zāi)事故的原因及危害礦井一旦發(fā)生水災(zāi),視其水量大小,可以淹沒采掘工作面,采區(qū)、水平,甚至整個(gè)礦井,不僅損壞巷道和設(shè)備,造成重大經(jīng)濟(jì)損失,甚至人員傷亡。造成礦井水災(zāi)的原因是多方面的,主要是:1、井田內(nèi)水文地質(zhì)等資料不清,就盲目開采。2、井筒位置不適當(dāng)。3、麻痹大意。4、地面防洪、防水措施不當(dāng),或因?qū)Ψ篮樵O(shè)施管理不善。暴雨山洪沖毀防洪工程,使地面水涌入井下,造成災(zāi)害。5、亂采、亂掘,破壞了防水煤柱、巖柱,造成突水。6、工程質(zhì)量低劣,井巷嚴(yán)重塌落冒頂,溝通強(qiáng)含水層突水。7、測(cè)量錯(cuò)誤,導(dǎo)致巷道揭露積水老巷或含水層突水而淹井。(二)礦井水災(zāi)的防治1、地面水的防治地面水的防治包括河流改道,季節(jié)性小河的河床鋪墊,地表沉降、裂縫、塌隙區(qū)段的堵填以及防止山洪來時(shí)的挖溝排洪等措施。2、井下水的防治1)掌握水情?!睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定:“水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井,必須針對(duì)主要含水層(段)建立地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)、水害預(yù)報(bào),并制定相應(yīng)的探、防、堵、截、排綜合防治措施”。2)留設(shè)防水煤(巖)柱?!睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定:“相鄰礦井分界處,必須留防水煤柱”。采掘時(shí)必須保證互不超過煤柱線。3)注漿堵水。就是將水泥沙漿等堵水材料,通過鉆孔注入滲水地層的裂隙、溶洞、斷層破碎帶,待其固化堵塞涌水通道,起到防水作用。4)疏干水源。這是防止礦井水災(zāi)最積極,最有效的措施。5)設(shè)置防水閘門。6)井下探水?!睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定:“礦井必須做好水害分析預(yù)報(bào),堅(jiān)持有疑必探、先探后掘的探放水原則”。凡有井下水患的礦井都必須制定探放水操作規(guī)程。打鉆工要嚴(yán)格按操作規(guī)程和專門措施作業(yè),禁止在打探水鉆孔過程中違章作業(yè)而造成透水。3、井下透水預(yù)兆井下采掘工作面透水之前,一般都會(huì)出現(xiàn)某些預(yù)兆。熟悉并掌握這些預(yù)兆,采取對(duì)策,對(duì)保證人身安全有重要意義。主要預(yù)兆有:1)煤層發(fā)潮、發(fā)暗。如果挖去表面一層,里面的煤仍然發(fā)潮發(fā)暗而無光亮,就說明里面有積水。2)煤層和巷道空氣變冷,煤層含水量增大用手觸摸,感覺發(fā)涼,氣溫下降。3)煤壁“掛汗”。這是由于壓力水滲過裂縫凝結(jié)在煤壁的表面。4)頂板來壓,淋水增大,底板鼓起往外滲水。5)出現(xiàn)壓力水流且水質(zhì)渾濁,說明是離水源很近了。6)有水聲。這是水受擠壓發(fā)現(xiàn)的“嘶嘶聲”,另一種是空洞泄水聲,這都是危險(xiǎn)預(yù)兆。7)巷道空氣中有害氣體增多,如瓦斯、二氧化碳、硫化氫等。8)煤壁掛紅,有酸氣味、臭雞蛋,水味發(fā)澀,說明近老窿水。值得注意的是,這些預(yù)兆并不是都會(huì)同時(shí)出現(xiàn),而只是出現(xiàn)某一種或幾種。4、發(fā)生透水時(shí)應(yīng)急措施我們打鉆人員要迅速判斷透水地點(diǎn)、水量多少、影響范圍、突水水源等情況,并按規(guī)定的避災(zāi)路線迅速撤到上一水平的進(jìn)風(fēng)巷出地面,千萬不要驚慌進(jìn)入獨(dú)頭下山,如果獨(dú)頭上山下部唯一出口已被淹沒,無法撤退時(shí),則可在獨(dú)頭巷道打開壓風(fēng)等待救援。如果是打鉆地點(diǎn)透水,千萬不能退鉆,在保證人身安全的前提下,就地取材,設(shè)法堵住出水點(diǎn),防止災(zāi)害擴(kuò)大。五、頂板災(zāi)害的防治頂板事故是指在采掘等生產(chǎn)過程中發(fā)生的意外冒落造成人員傷亡、設(shè)備損壞、阻斷正常通風(fēng)、運(yùn)輸而被迫中止部分生產(chǎn)的事故。在改革開放之前,煤礦生產(chǎn)技術(shù)較為落后,冒頂事故時(shí)有發(fā)生,在事故比例中有時(shí)高達(dá)70%以上。隨著推行綜采,液壓支架的使用,巷道支護(hù)的改進(jìn),頂板災(zāi)害事故減少。但隨礦井開采深度的增加,地壓大,巷道斷面的加大,預(yù)防冒頂就更加重要。(一)采煤工作面頂板事故的防治采煤工作面冒頂根據(jù)其不同頂板性質(zhì)有不同預(yù)兆和防治方法,與瓦斯抽放無關(guān),故省略。(二)巷道冒頂事故的防治巷道冒頂多發(fā)生掘進(jìn)工作面迎頭、巷道交岔口和維修更換支架時(shí)。往往是因操作失誤和違章作業(yè)所造成。因此應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1、掘進(jìn)時(shí)根據(jù)頂板巖石性質(zhì),按作業(yè)規(guī)程要求,嚴(yán)格控制控頂距;遇斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造時(shí)的破碎頂板,嚴(yán)禁空頂作業(yè),支架要緊跟迎頭;放炮前,靠迎頭10m內(nèi)的支架要加固,放炮崩壞的支架先修復(fù);后進(jìn)入工作面作業(yè);遇松軟巖層和淋水地段要加密支架,縮小棚距;遇流砂地段,必須采取前探支護(hù)措施;在堅(jiān)硬穩(wěn)定的頂板中不架設(shè)支架時(shí)要有安全措施。2、搞好支架質(zhì)量,支架與支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉桿。可縮性金屬支架要用金屬拉桿,支架與頂、幫之間的空隙,必須用付料塞緊、背實(shí)。空頂部分要接頂,碹拱上部要用不燃材料充實(shí)。3、采用錨、噴等支架形式時(shí),應(yīng)遵守下列規(guī)定:1)錨桿、錨噴等支護(hù)的端頭與工作面距離、錨桿形式、規(guī)格、安裝角度、混凝土標(biāo)號(hào)、噴體厚度、金屬的規(guī)格等都必須按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行。2)采用錨噴支護(hù)的巖巷,必須采用光面爆破。3)打錨桿眼前,必須先敲幫問頂,將松動(dòng)巖石處理好。4)使用錨固劑固定錨桿時(shí),應(yīng)沖洗孔壁,砂漿錨桿必須灌滿充實(shí)。5)噴射的混凝土、砂漿,必須采用潮料,噴射前沖洗巖幫,噴射后應(yīng)有養(yǎng)護(hù)措施。6)錨桿必須用工具擰緊,確保托板緊貼巷壁。7)服務(wù)期較長(zhǎng)的巷道盡量布置在穩(wěn)定的巖體中,盡量避免采動(dòng)影響。4、巷道維修及冒頂處理方法巷道圍巖壓力大時(shí),巷道變形,斷面變小,支架折損,甚至發(fā)生片幫冒頂,此時(shí)必須及時(shí)修理。修理時(shí)應(yīng)注意:1)一般原則(1)先外后里。維修前,先檢查該處前后5m范圍內(nèi)支架的完整情況,有問題先處理,確保退路暢通。對(duì)一段巷道維修和冒頂處理時(shí),必須堅(jiān)持先處理靠外一頭,逐架向前處理,直至全段處理完。禁止只有一個(gè)安全出口的情況下兩頭處理,避免冒頂堵人。(2)先支后拆。更換支架時(shí),在拆除原有支架前,應(yīng)先加固鄰近支架。拆除原支架后,及時(shí)架設(shè)永久支架,背好頂幫。只更換柱腿時(shí),先要補(bǔ)上臨時(shí)頂柱,再拆舊柱。(3)先上后下。傾斜巷道維修支架和處理冒頂時(shí)應(yīng)由上至下進(jìn)行。(4)先近后遠(yuǎn)。在一條巷道有幾處地方需要維修時(shí),應(yīng)先處理距安全退路較近的那段,再向前處理較遠(yuǎn)的那一段。(5)先頂后幫。為保證維修人員的人身安全,在處理程序上必須先支撐住頂板,再維修好兩幫。2)巷道冒頂處理巷道冒頂?shù)奶幚矸椒ㄒ话阌校海?)直接支架法。如果圍巖已穩(wěn)定,冒頂范圍只2~3架時(shí),可采用直接支架法。即先扒掉礙事的矸石,在兩幫掏出梁窩,架設(shè)頂梁,當(dāng)架到2根以上梁后,便可用木料接頂。然后出碴立柱腿。(2)撞楔法。如果冒落矸石多而碎,可先用撞楔(小而長(zhǎng)的木料)法處理。在冒頂?shù)牡胤较葘⒛玖弦桓桓蛩轫飞钐幋蛉?,在木料支護(hù)保護(hù)下去清理冒落的煤矸,再重新架設(shè)支架。3)錨噴法。如果冒落范圍大、又高,具備錨噴支護(hù)的巖石,可以采用錨噴法處理。在處理完頂、幫活矸后,人員站在安全側(cè),向頂部噴射一層30mm~50mm厚的混凝土封固頂板,再封兩幫,待凝固后再打錨桿,并及時(shí)掛網(wǎng)和復(fù)噴,厚度<200mm。如有必要再設(shè)金屬支架或砌碹。4)木垛法。冒頂范圍大而高,且空峒上面頂板基本穩(wěn)定,可以采用木垛法。六、機(jī)電運(yùn)輸事故的防治(一)電氣事故的防治1、電氣設(shè)備的操作、管理1)井下電氣設(shè)備檢修、搬遷及停送電操作必須按《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。2)電氣設(shè)備的檢查、維修和調(diào)試等工作,必須由專職電工進(jìn)行,并執(zhí)行一人操作,一人監(jiān)護(hù)的制度。3)嚴(yán)格執(zhí)行誰停電,誰送電制度。4)高壓線路倒閘操作時(shí),必須實(shí)行操作制度和監(jiān)護(hù)制度,嚴(yán)禁帶負(fù)荷作業(yè)。5)井下防爆電氣設(shè)備必須符合防爆性能的各項(xiàng)技術(shù)要求,消滅失爆。6)井下供電應(yīng)做到:“三無四有”(無雞爪子、無明接頭、無羊尾巴;有過電流和漏保護(hù)裝置、有螺釘和彈簧墊、有密封圈和擋板、有接地裝置)?!皟升R三全一堅(jiān)持”(電纜懸掛整齊、設(shè)備硐室清潔整齊;防護(hù)裝置全,絕緣用具全,圖紙全;堅(jiān)持使用漏電繼電器)。電煤鉆照明和信號(hào)要使用綜合保護(hù)裝置。掘進(jìn)送風(fēng)和用電要使用“三專兩閉鎖”:(專用變壓器、專用開采、專用電纜;風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖)。2、礦燈的使用1)礦燈應(yīng)集中管理,統(tǒng)一編號(hào),做到專人專燈。2)保持礦燈完好,發(fā)現(xiàn)漏液、亮度不夠、電線破損、燈鎖失效、燈頭密封不嚴(yán)厲、燈頭圈松動(dòng)、玻璃破裂等,嚴(yán)禁發(fā)放。3)礦燈必須裝有可靠的短路保護(hù)裝置。4)使用礦燈嚴(yán)禁在井下拆開、敲打和撞擊礦燈,發(fā)現(xiàn)燈光熄滅和亮度不夠等應(yīng)電話通知地面派人送礦燈下井更換。(二)運(yùn)輸事故的防治運(yùn)輸事故指斜井軌道運(yùn)輸事故與刮板運(yùn)輸機(jī)常見的事故兩種。1、斜巷軌道運(yùn)輸事故的防治1)絞車司機(jī)要經(jīng)安全技術(shù)培訓(xùn),考試合格,持證上崗。其它人員不得隨便操作。2)對(duì)鋼絲繩、保險(xiǎn)繩、連接裝置,防跑車裝置等安全裝置,每班都要認(rèn)真檢查,發(fā)現(xiàn)斷絲超過規(guī)定,安全裝置失靈等情況要及時(shí)匯報(bào)處理。未處理好,不得開車。3)保持絞車完好,制動(dòng)裝置靈活可靠,在開車、停車和放車時(shí),防止發(fā)生松繩沖擊和不能剎車而造成事故。4)斜井提升,必須做到“行人不開車,開車不行人”。防止跑車、掉道傷人。5)傾斜井巷必須設(shè)有靈活可靠的防跑車裝置、阻車器擋車裝置、保險(xiǎn)繩(套)等安全裝置。6)絞車司機(jī)和信號(hào)把鉤工必須密切配合。發(fā)現(xiàn)串車數(shù)超過規(guī)定,連接不良、超重、超高、超寬、偏載嚴(yán)重有翻車危險(xiǎn)等情況不得發(fā)信號(hào)開車。2、運(yùn)輸機(jī)傷人事故的預(yù)防1)嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)定》有關(guān)規(guī)定,采煤工作面的刮板運(yùn)輸機(jī)必須安設(shè)停止和啟動(dòng)的裝置,裝置間距不得超過15m,遇情況能隨時(shí)發(fā)現(xiàn)停止信號(hào)。2)刮板運(yùn)輸?shù)囊毫ε己掀?,要注入合?biāo)準(zhǔn)的冷卻液。3)在刮板機(jī)內(nèi)運(yùn)送材料時(shí),要放好,防止頂人和頂?shù)怪Ъ堋T谶\(yùn)輸機(jī)內(nèi)放木料時(shí),先放前方一頭,取木料時(shí),要先拿尾端一頭。4)移動(dòng)刮板運(yùn)輸機(jī)時(shí),必須有防止冒頂、傷人的措施。移好后,必須打牢機(jī)頭機(jī)尾的撐壓支柱,電纜按規(guī)定地方放好扎牢。5)頭尾傳動(dòng)部位要設(shè)保護(hù)罩或保護(hù)欄桿,需橫跨運(yùn)輸機(jī)的地方要設(shè)置過橋。6)不準(zhǔn)在運(yùn)輸機(jī)上行走。7)如發(fā)生故障要停機(jī)處理,并在開關(guān)處掛上“有人工作,禁止開機(jī)”的警示牌。8)嚴(yán)格設(shè)備保養(yǎng)制度,下班時(shí)打掃好設(shè)備清潔衛(wèi)生、電纜懸掛好,保證設(shè)備完好。9)定期檢修,更換磨損過限和嚴(yán)重銹蝕的元件。第四節(jié)瓦斯在煤巖中的運(yùn)移規(guī)律和煤與瓦斯突出一、瓦斯在開采煤層中的運(yùn)移規(guī)律(一)煤層瓦斯流動(dòng)的基本參數(shù)影響煤層瓦斯流動(dòng)的參數(shù)很多,對(duì)煤層而言,瓦斯壓力、透氣性、煤的吸附能力和孔隙率是影響瓦斯涌出的基本參數(shù)。1、煤層瓦斯壓力瓦斯在煤層中是以具有壓力的氣體存在著的。瓦斯壓力是瓦斯流動(dòng)的動(dòng)力。瓦斯壓力是指煤層中瓦斯所具有的氣體壓力而言,表示符號(hào)用P,計(jì)算單位為kg/cm2或大氣壓(1kg/cm2=1大氣壓)。在甲烷帶的上部邊界,瓦斯壓力約為1.5~2.0大氣壓,隨深度的增加而增加。2、煤層的滲透率和透氣系數(shù)煤層的透氣系數(shù)是指煤層對(duì)于瓦斯流動(dòng)的難易程度而言,用K表示;煤層的透氣率是表示煤結(jié)構(gòu)滲透性能,用λ表示。它們的關(guān)系是成正比。構(gòu)成煤層的滲透率的成分,第一是由于煤體內(nèi)部作用而形成的裂隙,即煤的層理和煤的膠粒結(jié)構(gòu);第二是由于煤體受到外部作用而形成的裂隙,即地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力作用和采掘工作引起的裂隙。在軟煤帶中進(jìn)行采掘工作時(shí),由于在采動(dòng)地壓作用下,煤壁附近的軟煤產(chǎn)生卸壓,透氣系數(shù)增大,煤壁附近卸壓帶寬,因此瓦斯涌出量大。在這些地點(diǎn)打煤孔鉆時(shí),也就常發(fā)生噴瓦斯現(xiàn)象。透氣系數(shù)大的煤體中不能聚集高壓瓦斯,有益于防止突出。當(dāng)然對(duì)于瓦斯抽放是十分有利的。而突出煤層透氣系數(shù)都較低。采掘工作引起的地應(yīng)力活動(dòng)能使煤層的透氣系數(shù)產(chǎn)生很大變化。例如,在集中應(yīng)力帶煤體的透氣系數(shù)可降低50%以上,而在卸壓帶范圍的可增大數(shù)千倍。在天府煤礦距突出危險(xiǎn)煤層(9號(hào)層)頂板24米處,開采了解放層(7號(hào)層)以后,能使9號(hào)煤層的透氣系數(shù)增大25000倍左右。由于卸壓,增大了煤層透氣系數(shù),加速了瓦斯的流動(dòng),稱為“卸壓流動(dòng)效應(yīng)”。這一效應(yīng)被廣泛應(yīng)用于鄰近煤層和本煤層的瓦斯抽放以及預(yù)防瓦斯突出的措施中。3、煤層的瓦斯含量系數(shù)在一定的煤層和溫度條件下,瓦斯含量決定于瓦斯壓力。瓦斯含量和瓦斯壓力的關(guān)系,基本是一指數(shù)方程式,可用下式表示。WM=α(公式2-3)式中WM——每立方米煤的總瓦斯含量,m3/m3(760mmHg,t℃)α——瓦斯含量系數(shù),m3/m3·PaP——瓦斯壓力(絕對(duì)壓力),Pa采用上式計(jì)算大大簡(jiǎn)化了計(jì)算方法,便于在工程中應(yīng)用,同時(shí)也簡(jiǎn)化了瓦斯含量系數(shù)的測(cè)定工作。幾個(gè)突出煤層的瓦斯含量系數(shù),如表2-3可供參考。從表2-3中可以看出,煤層瓦斯含量系數(shù)α主要決定于煤質(zhì)。揮發(fā)分越少,α值越大。瓦斯含量系數(shù)的大小與突出基本上沒有關(guān)系,α值從3~9都可發(fā)生突出。表2-3煤層瓦斯含量系數(shù)礦井煤層揮發(fā)分(%)水分(%)灰分(%)瓦斯含量系數(shù)(米3/米3·大氣壓)撫順龍鳳礦本層43.410.859.453.6北票臺(tái)吉一井4號(hào)42.362.7020.503.6包頭白狐溝礦Ju23.870.2312.695.0天府南井9號(hào)19.551.4922.164.2陽泉一礦3號(hào)7.382.4310.229.1焦作李封礦大煤7.5015.408.0(二)煤層瓦斯流動(dòng)的狀態(tài)1、流動(dòng)場(chǎng)的分類瓦斯在煤層中由高壓流向低壓,在煤層中形成一定的流動(dòng)范圍,這一范圍稱之為流動(dòng)場(chǎng),即在流動(dòng)場(chǎng)的范圍內(nèi),瓦斯才有流動(dòng)。在流動(dòng)場(chǎng)內(nèi)瓦斯流動(dòng)的類型,從空間幾何形狀來劃分,基本上可分為三種,即單向流動(dòng),徑向流動(dòng)和球向流動(dòng)。若從時(shí)間關(guān)系上劃分,則可以分為穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)和不穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)兩種。1)單向流動(dòng):在礦井中如沿煤層開掘平巷,且煤層的厚度小于或等于巷道高度,巷道全部開切煤層,則巷道兩側(cè)瓦斯的流動(dòng)都沿著垂直于巷道的方向前進(jìn),形成彼此平行,而方向相同的流網(wǎng),這就叫單向流動(dòng),見圖2-16。圖2圖2-17徑向流動(dòng)1-流向;2-等壓線圖2-16單向流動(dòng)1-流線;2-等瓦斯壓力線2)徑向流動(dòng):石門或鉆孔垂直貫穿煤層,在煤中形成同心圓狀的瓦斯壓力等壓線,這種流態(tài)就叫做徑向流動(dòng),徑向流動(dòng)是平面流動(dòng),見圖2-17。3)球向流動(dòng):特厚煤層巷道掘進(jìn)工作面的迎頭和鉆孔孔底以及煤塊的瓦斯放散都屬于這一類,在煤體中形成同心球狀的等壓線分布,而流線則呈放射網(wǎng)狀,見圖2-18。流動(dòng)場(chǎng)從時(shí)間上來說,分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩種。穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng)就是有固定的瓦斯源,在流動(dòng)場(chǎng)中任何一點(diǎn)的流速和壓力不隨時(shí)間而變。相反地,不穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng)沒有外來的瓦斯來源,而是由流動(dòng)場(chǎng)內(nèi)本身供給的,因此流動(dòng)場(chǎng)隨流動(dòng)時(shí)間而變化。見圖2-19。圖2-19穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng)和不穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng)a-穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng);b-不穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng)圖2-19穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng)和不穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng)a-穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng);b-不穩(wěn)定流動(dòng)場(chǎng)1-流線;2-等瓦斯壓力線1-揭開煤層巷道的迎頭;2-流線嚴(yán)格說來,煤層中的瓦斯流動(dòng)都是不穩(wěn)定的,因?yàn)橥咚沟膩碓磥碜粤鲃?dòng)場(chǎng)本身所含有的瓦斯,所以瓦斯涌出量也是隨時(shí)間不斷衰減的。2、煤層中瓦斯壓力的分布和對(duì)突出的影響瓦斯壓力是造成瓦斯突出的重要能源,如10大氣壓的壓力作用在1平方米的面積上就能產(chǎn)生100噸的推力。這樣大的力量足以將幾十噸的煤炭拋出,所以在暴露煤面附近瓦斯壓力的大小對(duì)突出的發(fā)生具有重大的意義。巷道前方煤體中瓦斯壓力的分布,見圖2-20。從圖中可以看出,在巷道揭露煤層引起瓦斯流動(dòng)后,在暴露時(shí)間為t1時(shí),流動(dòng)場(chǎng)長(zhǎng)度為l1,在t2時(shí)為l2,在t3時(shí)為l3??梢钥闯鲭S著煤壁暴露時(shí)間t的不斷增長(zhǎng),流動(dòng)場(chǎng)范圍不斷擴(kuò)大,工作面附近瓦斯壓力梯度不斷下降變緩。最危險(xiǎn)的是在t→0時(shí),例如,在爆破見煤的瞬時(shí),瓦斯壓力梯度最大,此時(shí)最容易發(fā)生突出,這就是石門揭穿煤層和煤巷震動(dòng)放炮時(shí),最易發(fā)生突出的重要原因。在徑向流動(dòng)場(chǎng)中,瓦斯從四面八方匯集于鉆孔中,因此在鉆孔周圍形成很高的瓦斯壓力梯度,這就是在排瓦斯鉆孔周圍不遠(yuǎn)處,即能測(cè)到很高的瓦斯壓力。在石門用小斷面揭穿煤層后,瓦斯向煤門的流動(dòng)屬于徑向流動(dòng),所以,雖然停了較長(zhǎng)的時(shí)間,但在進(jìn)行刷大時(shí),因瓦斯壓力梯度較高仍然有發(fā)生瓦斯突出的危險(xiǎn)。掘進(jìn)巷道的前方,在地應(yīng)力作用下,能產(chǎn)生卸壓帶、集中應(yīng)力帶和常壓帶,在卸壓帶中煤體透氣系數(shù)增大,集中壓力帶中透氣系數(shù)降低,這對(duì)于巷道前方瓦斯壓力的分布產(chǎn)生了重要的影響,見圖2-21。圖2-20巷道前方煤體中瓦斯壓力分布1-煤層;2-巷道P0-原始瓦斯壓力;p1-巷道大氣壓力;t1、t2、t3-煤壁暴露時(shí)間;圖2-21巷道前方煤體中應(yīng)力和透氣系數(shù)分布l1、l2、l3-流動(dòng)場(chǎng)長(zhǎng)度1-卸壓帶;2-集中應(yīng)力帶;3-常壓帶從圖中可以看出,在卸壓帶瓦斯壓力梯度是平緩的,在集中應(yīng)力帶瓦斯壓力梯度顯著增大,在工作面前方,卸壓帶的作用相當(dāng)于預(yù)防突出的緩沖區(qū)域,因此卸壓帶的寬度對(duì)是否能發(fā)生突出具有重要意義。對(duì)于突出是否能發(fā)生,除了瓦斯壓力梯度是一個(gè)重要因素外,煤層的抗剪強(qiáng)度是抵抗突出的阻力。在煤層未受地壓破壞之前,煤層中的自由面是很小的,與煤層的孔隙率成正比,只有暴露煤面的5~10%左右,所以瓦斯壓力差不能造成煤體的拋出,但是在地壓的沖擊作用下,煤體突然破裂推出,在煤層中形成大的自由面,使瓦斯推力得到了發(fā)揮,因而能突然拋出煤體,所以預(yù)防煤體的突然破裂位移,對(duì)防止突出也是很重要的。此外,當(dāng)煤層結(jié)構(gòu)軟硬不勻和地壓活動(dòng)不均衡時(shí),能使煤層透氣系數(shù)和瓦斯壓力梯度發(fā)生突然的變化,這也是易于引起突出的因素。從此可以看出,在透氣系數(shù)大而均勻的煤層中,由于瓦斯壓力梯度小而且平穩(wěn),因而突出危險(xiǎn)性小。越是透氣系數(shù)小,煤質(zhì)不均勻,煤軟而抗剪強(qiáng)度低的煤層,越容易發(fā)生突出。在突出煤層中掘進(jìn)巷道中,當(dāng)巷道瓦斯涌出量突然變化,以及由于瓦斯涌出引起煤層溫度的變化,往往是突出的預(yù)兆。從瓦斯流動(dòng)的觀點(diǎn)分析煤面前方瓦斯梯度的變化,以及尋找降低工作面前方瓦斯壓力梯度的措施,對(duì)防止煤和瓦斯突出的發(fā)生是有重要意義的。二、煤與瓦斯突出煤礦在生產(chǎn)過程中,在地應(yīng)力和瓦斯壓力的作用下,大量的煤與瓦斯突然拋向采掘空間且伴有強(qiáng)烈的動(dòng)力和聲響的現(xiàn)象,稱為煤與瓦斯突出。1、煤與瓦斯突出的危害。1)井下發(fā)生突出時(shí),大量煤流埋人,造成人員窒息死亡。2)突出的動(dòng)力現(xiàn)象能摧毀巷道設(shè)施、機(jī)械設(shè)備,破壞通風(fēng)設(shè)施,使災(zāi)害擴(kuò)大。3)大量瓦斯遇火源能引起瓦斯燃燒和爆炸。2、煤與瓦斯突出發(fā)生的一般規(guī)律1)突出多發(fā)生在一定深度。把發(fā)生第一次突出的深度稱為始突深度。以后隨著開采深度的增加,突出次數(shù)和強(qiáng)度隨之增加。2)突出的次數(shù)和強(qiáng)度隨瓦斯含量和壓力的升高而升高。3)有構(gòu)造殘余應(yīng)力的地方,煤體強(qiáng)度小,容易發(fā)生突出,如斷層帶、破碎帶、煤層厚度和軟分層厚度變化帶、褶曲地點(diǎn)、傾角變化地點(diǎn)都容易發(fā)生突出。4)有外力激發(fā)時(shí)容易發(fā)生突出。如打眼、放炮、沖孔、風(fēng)鎬作業(yè)和機(jī)掘等容易發(fā)生突出。5)在采、掘應(yīng)力集中地方容易發(fā)生突出。6)突出危險(xiǎn)性隨著硬而厚的圍巖存在而增加。7)突出之前大多伴有有聲預(yù)兆和無聲預(yù)兆。3、煤與瓦斯突出分類煤與瓦斯突出分類較復(fù)雜,我國現(xiàn)有突出礦井250多對(duì),有的幾年才發(fā)生一次,有的一年幾十次,突出的煤炭和瓦斯量相差也很大,瓦斯突出按危險(xiǎn)程度劃分為較弱、中等和嚴(yán)重三類。參考指標(biāo)見表2-4。表2-4煤與瓦斯突出危險(xiǎn)程度分類指標(biāo)礦井危險(xiǎn)程度分類較弱中等嚴(yán)重最大突出強(qiáng)度(t/次)<100100~500>500百萬噸突出次數(shù)(次)<2020~50>50百萬噸突出煤量(t)<10001000~5000>5000平均突出強(qiáng)度(t)<5050~100≥100突出最大噸煤瓦斯量(m3/t)<3030~60≥60打鉆時(shí)動(dòng)力現(xiàn)象正常夾鉆噴孔最大瓦斯壓力(MPa)<1.11.1~3.0≥3.0最大瓦斯涌出初速度L/min<55~10>10煤的最小堅(jiān)固性系數(shù)>0.30.2~0.3≤0.24、煤與瓦斯突出的機(jī)理煤與瓦斯突出的機(jī)理非常復(fù)雜,國內(nèi)外尚未完全破解。目前,一般認(rèn)為,有以下幾點(diǎn)(即綜合作用說):1)地應(yīng)力起發(fā)動(dòng)作用。地應(yīng)力又分三種,一是自重應(yīng)力(即煤層上面覆蓋的巖層厚度×比重總和);二是構(gòu)造應(yīng)力,煤層受強(qiáng)大的地質(zhì)構(gòu)造力的作用而積蓄大量的能量;三是采動(dòng)應(yīng)力。煤層受采、掘活動(dòng),破壞了原有力的平衡,造成采掘面前方應(yīng)力集中段。這三種應(yīng)力合起來起發(fā)動(dòng)作用。2)瓦斯是個(gè)能源起拋扔作用。煤層受地質(zhì)構(gòu)造破壞的同時(shí),形成了裂隙積聚了大量游離瓦斯能。這些能量在地應(yīng)力的發(fā)動(dòng)參與下,突然釋放,瓦斯和煤突然涌出就造成突出。3)煤的強(qiáng)度起阻止突出作用。地質(zhì)構(gòu)造破壞煤的強(qiáng)度。減小了阻止作用,幫助了突出。5、預(yù)防煤與瓦斯突出的措施1)開采保護(hù)層。在突出煤層中,在煤層群中首先開采的,并能使相鄰?fù)怀雒簩酉怀鑫kU(xiǎn)的方法叫開采保護(hù)層。先開采的煤層叫保護(hù)層,后開采的煤層叫被保護(hù)層。位于被保護(hù)層上部的保護(hù)層叫上保護(hù)層,位于被保護(hù)層下部的保護(hù)層叫下保護(hù)層,開采保護(hù)層是防治突出最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施。如技術(shù)上可行,應(yīng)首選。保護(hù)層開采后,被保護(hù)層內(nèi)的煤體被充分卸壓,積蓄的彈性被釋放,減弱了發(fā)動(dòng)突出的動(dòng)力。同時(shí)煤體卸壓后產(chǎn)生大量裂隙,增加了透氣性,造成瓦斯?jié)撃茚尫牛牧藪伻恿α?。瓦斯的釋放,又使煤體強(qiáng)度增加,這就增大了突出的阻力。2)預(yù)抽煤層瓦斯(詳見鉆孔施工章節(jié))3)煤體注水。在煤層中打深孔,用動(dòng)力設(shè)備將壓力水從鉆孔中注入煤體的方法叫煤體注水。壓力水進(jìn)入煤體可以破碎煤體,水進(jìn)入孔隙后濕潤(rùn)煤體改變煤的力學(xué)性質(zhì)、增加煤的可塑性、降低彈性,減弱煤內(nèi)瓦斯擴(kuò)散速度。水的滲出又帶走部分游離瓦斯。水的張力作用,可包裸煤分子而減少瓦斯的解析。煤體注水不僅可以防突,還可以減少采煤過程中的瓦斯涌出量和產(chǎn)生的煤塵量。4)水力沖孔。石門揭煤打鉆出現(xiàn)噴煤和噴瓦斯時(shí),可采用水力沖孔措施進(jìn)行揭煤,以巖柱作屏障,向煤體打鉆穿透全煤厚,然后送入壓力大于3MPa的壓力水,以破壞煤體,導(dǎo)致噴孔的發(fā)生和發(fā)展。噴出的煤、水和瓦斯可通過管道輸送到安全地點(diǎn)分離。5)掘進(jìn)工作面采用“長(zhǎng)抽短排”法。如豐城局在掘進(jìn)工作面兩幫每隔25m~30m掘一鉆場(chǎng),在鉆場(chǎng)內(nèi)打3~4個(gè)抽放鉆孔,孔深45m~50m,終孔位置落在巷道輪廓線外8m。聯(lián)管進(jìn)行抽放。并在工作面布18~24個(gè)淺孔,孔深8m~12m??讖?0mm,孔距0.4~0.5m,使之排放瓦斯和卸壓。見圖2-22。6)震動(dòng)放炮此法是誘導(dǎo)突出,做到有準(zhǔn)備而不傷人。做法是多打眼、多裝藥,一次起炮放炮時(shí),人員撤到新鮮風(fēng)流中的專門放炮峒室或全井統(tǒng)一撤人到地面放交班炮。井下放炮峒室如圖2-23。7)深孔松動(dòng)爆破采用孔徑42mm,孔深不小于8m,超前距不小于5m的爆破方式。它通過爆破使周圍煤體破碎,將工作面前方的集中應(yīng)力帶向工作面前方推移,達(dá)到卸壓和排放瓦斯能,使它暫時(shí)不會(huì)突出。當(dāng)進(jìn)尺到前方超前距離小于5m時(shí),再進(jìn)行深孔爆破。圖2-22豐城局煤巷掘進(jìn)工作面密集卸壓淺孔布置參考圖圖圖2-23放炮峒室示意圖8)底板巖巷抽放瓦斯法在準(zhǔn)備工作面時(shí),順槽因突出嚴(yán)重?zé)o法進(jìn)尺時(shí)采用。在未掘順槽之前先在順槽上方掘一條底板巷道。在巖巷頂板布置穿層鉆孔對(duì)上部煤層進(jìn)行瓦斯預(yù)抽,使煤體卸壓。此法防突效果很好,只是增掘一條巖巷,成本高(詳見鉆孔施工章節(jié))。9)綜合防突綜合防突是指突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、防治突出措施、防治突出措施效果檢驗(yàn)、安全防護(hù)措施四個(gè)方面。把這個(gè)四面歸結(jié)在一起,叫“四位一體”綜合防突措施。(1)突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)是綜合防突的第一個(gè)環(huán)節(jié)。預(yù)測(cè)的目的是確定突出危險(xiǎn)區(qū)域和地點(diǎn),預(yù)測(cè)危險(xiǎn)性、預(yù)報(bào)危害性,以便有的放矢執(zhí)行防突措施。突出危險(xiǎn)性指標(biāo)有很多,各礦(各煤層)不同,一般可用瓦斯壓力、煤的最小堅(jiān)固性系數(shù)、瓦斯放散初速度、煤層鉆屑量及綜合性指標(biāo)K地質(zhì)構(gòu)造程度及軟分層厚度比等。各礦要進(jìn)行一系列測(cè)定和研究確定出適合于自己的指標(biāo)臨界值。(2)防突措施是綜合防突的第二個(gè)環(huán)節(jié),它是防止突出或有意誘導(dǎo)突出(但不發(fā)生傷亡)的第一防線,防突具體措施前面已講過。(3)防突措施效果檢驗(yàn)是綜合防突的第三個(gè)環(huán)節(jié)。采取了防突措施后,進(jìn)尺前打檢驗(yàn)孔,用儀器進(jìn)行效果檢驗(yàn),目的是在防突措施執(zhí)行后,檢驗(yàn)預(yù)測(cè)指標(biāo)是否降到臨界值以下,如果檢驗(yàn)結(jié)果是措施仍無效時(shí),應(yīng)進(jìn)一步采取更具體有效措施,直至突出危險(xiǎn)消除為止。(4)安全防護(hù)措施。安全防護(hù)措施是綜合防突的第四個(gè)環(huán)節(jié),它是防止預(yù)測(cè)失誤,防突措施失效而發(fā)生突出時(shí),避免人員傷亡。主要包括完善通風(fēng)系統(tǒng),采、掘工作面有完整可靠的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng),互不串聯(lián),發(fā)生事故,互不波及;建立壓風(fēng)自救系統(tǒng),配備足夠的化學(xué)氧自救器等安全系列化裝備,搞好自救互救工作;掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)側(cè)設(shè)置兩道牢固可靠的正反風(fēng)門;在規(guī)定地點(diǎn)設(shè)置放炮峒室,區(qū)域性遠(yuǎn)距離停電撤人放炮等。第五節(jié)瓦斯抽放基礎(chǔ)知識(shí)一、概述利用專門機(jī)械設(shè)備和專用管道造成負(fù)壓,通過鉆孔或施工巷道將煤層中的瓦斯抽出來,輸送到地面或其它安全地點(diǎn)的方法叫瓦斯抽放。凡進(jìn)行瓦斯抽放相關(guān)工作的打鉆、封孔、管路鋪設(shè)、抽放泵與安全設(shè)施的安裝、調(diào)試、維修有關(guān)參數(shù)測(cè)量調(diào)節(jié)等工作的工種,統(tǒng)稱為瓦斯抽放工。(一)瓦斯抽放的條件根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第145條規(guī)定:有下列情況之一的礦井,必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽放瓦斯系統(tǒng)。1、一個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/mim或一個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m2、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的:1)大于或等于40m32)年產(chǎn)量100~150萬t的礦井,大于30m33)年產(chǎn)量60~100萬t的礦井,大于25m34)年產(chǎn)量40~60萬t的礦井,大于20m35)年產(chǎn)量小于或等于40萬t的礦井,大于15m33、開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層。(二)瓦斯抽放的目的意義1、預(yù)防礦井、采、掘回風(fēng)瓦斯超限,確保礦井安全生產(chǎn)。由于煤層瓦斯含量高,礦井、采區(qū)或工作面經(jīng)常因瓦斯超限而被迫暫停生產(chǎn)。將瓦斯抽掉一部分,上面的問題,便可得到合理解決。2、單一煤層的雙突礦井,無保護(hù)層可采,預(yù)抽瓦斯可以作為防突的有效措施。3、瓦斯抽放可以降低通風(fēng)成本。4、瓦斯是一種寶貴資源,瓦斯抽放能變害為利,變廢為寶。豐城局的瓦斯利用不僅供礦區(qū)職工家屬、豐城市居民作生活燃料使用,還為瓦斯電廠和陶瓷廠提供生產(chǎn)燃料,大大減少了對(duì)大氣環(huán)境的污染。(三)瓦斯抽放參數(shù)1、瓦斯儲(chǔ)量礦井瓦斯儲(chǔ)量是指煤田開采過程中,所有煤(巖)層儲(chǔ)存的瓦斯量。計(jì)算礦井瓦斯總儲(chǔ)量時(shí),首先分別標(biāo)出各層煤的瓦斯儲(chǔ)量相加而成。各煤(巖)層的瓦斯儲(chǔ)量按下式計(jì)算:Wi=A·Xi(公式2-4)式中Wi——瓦斯煤層i或圍巖i的瓦斯儲(chǔ)量,m3。Ai——瓦斯煤層i或圍巖i的地質(zhì)儲(chǔ)量,m3。Xi——煤層i或圍巖i的瓦斯含量,m3/m32、可抽瓦斯量可抽瓦斯量是指瓦斯儲(chǔ)量中可能被抽來的瓦斯量。按下式概算:Wk=W·dk(公式2-5)式中Wk——礦井可抽瓦斯量,m3。W——礦井總瓦斯儲(chǔ)量,m3。W=W1+W2+………+Widk——礦井抽放率,%。3、礦井抽放率礦井抽放率是指礦井抽出的瓦斯量占其風(fēng)排瓦斯量和抽出瓦斯量之和的百分比。即:dk=100Qkc/(Qky+Qkc)(公式2-6)式中dk——礦井瓦斯抽放率,%Qky——礦井風(fēng)排瓦斯量,m3/minQkc——礦井瓦斯抽放量,m3/min礦井抽放率有礦井總抽放率、采區(qū)、采面等不同的抽放率,采用相對(duì)應(yīng)的瓦斯量用上述公式分別計(jì)算。4、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)不受采動(dòng)影響的鉆孔瓦斯流量隨時(shí)間雖衰減變化的特性系數(shù)稱鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。它是反映煤層預(yù)抽瓦斯難易程度的一個(gè)重要指標(biāo),可按下式計(jì)算:β=(lnq0-lnqt)/t(公式2-7)式中β——鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)系數(shù),d-1q0——百米鉆孔成孔初始的瓦斯流量m3/(min·100m)qt——百米鉆孔徑t日排放時(shí)的瓦斯量m3/(min·100m)t——鉆孔涌出瓦斯時(shí)間,d。在煤層穩(wěn)定具有代表性地點(diǎn),打鉆孔、封孔測(cè)定q0,經(jīng)t日(一般超過10日)再測(cè)qt代入公式,計(jì)算β值。為了準(zhǔn)確,多選兩個(gè)地點(diǎn)測(cè)定。封孔一定要嚴(yán)密。5、煤層透氣性系數(shù)煤層透氣性系數(shù)是在1m長(zhǎng)的煤體上,當(dāng)通過1m2煤體斷面的瓦斯壓力平方差為1MPa2表2-5煤層瓦斯抽放難易程度表類別鉆孔流量衰減系數(shù)(d-1)煤層透氣性系數(shù)(m2/MPa2·d)容易抽放<0.003>10可以抽放0.003~0.0510~0.1較難抽放>0.05<0.16、瓦斯壓力瓦斯壓力實(shí)際上是一個(gè)反映煤層瓦斯含量、煤層透氣性好壞、瓦斯可能的涌出形式等多方面綜合因素的一個(gè)參數(shù)。瓦斯壓力在各礦、各煤層及各地點(diǎn)其大小都不同,靠實(shí)測(cè)取得數(shù)據(jù)。一般是在巖石巷道中向煤層打測(cè)壓鉆孔、封孔并安裝壓力表直接測(cè)定。但應(yīng)注意:1)測(cè)點(diǎn)要選擇在無斷層、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造處,瓦斯賦存要有代表性。2)測(cè)定巷道距煤層的巖柱距離不應(yīng)小于10m。3)測(cè)壓孔的孔徑以75mm為宜,鉆孔要貫穿整個(gè)煤層,鉆孔施工完畢后,及時(shí)封孔,做到嚴(yán)密不漏氣,確保測(cè)得的壓力精確。7、瓦斯?jié)舛韧咚钩榉攀抢秘?fù)壓原理,從工作面到地面泵房,因管路長(zhǎng),所以在地面測(cè)得的瓦斯?jié)舛扰c孔口和管路中的各點(diǎn)的濃度都不同。瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)是計(jì)算礦井抽放量的依據(jù)和瓦斯利用是否安全的重要保證。二、瓦斯抽放系統(tǒng)(見瓦斯抽放系統(tǒng)運(yùn)行與安裝章節(jié))三、瓦斯抽放的基本方法(一)本煤層瓦斯抽放本煤層瓦斯抽放按機(jī)理分為未卸壓抽放和卸壓抽放。按匯集瓦斯的方法分為鉆孔抽放、巷道抽放以及巷道和鉆孔的綜合抽放。按抽放地點(diǎn)分掘進(jìn)抽放、回采工作面抽放和采空區(qū)抽放。1、掘進(jìn)時(shí)的瓦斯抽放本煤層預(yù)抽瓦斯是鉆孔打入未卸壓煤層進(jìn)行抽放瓦斯。按鉆孔與煤層的關(guān)系分為穿層鉆孔和順層鉆孔。1)巖巷揭煤時(shí)由巖巷向煤層施工穿層鉆孔進(jìn)行預(yù)抽。穿層鉆孔抽放在開采煤層的頂板或底板巖巷內(nèi)每隔一段距離掘一鉆場(chǎng),從鉆場(chǎng)向煤層施工3~8個(gè)穿透煤層全厚的鉆孔,封孔或?qū)⒄麄€(gè)鉆場(chǎng)封閉起來,安裝抽放管路并與抽放系統(tǒng)連接進(jìn)行預(yù)抽。具體做法見瓦斯抽放系統(tǒng)安裝與運(yùn)行章節(jié)。此種抽放施工方便,預(yù)抽時(shí)間長(zhǎng),還可以起到今后在上部掘煤巷的防突效果。2)煤巷邊掘邊抽煤巷掘進(jìn)時(shí),因瓦斯涌出量大,回風(fēng)瓦斯?jié)舛瘸3R虺薅鴷和W鳂I(yè)。因而采用邊掘進(jìn)邊打鉆孔預(yù)抽(詳見鉆孔施工章節(jié))。2、回采工作面瓦斯抽放回采工作面的瓦斯抽放是在回采工作面的運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷每隔一段距離開掘一個(gè)鉆場(chǎng)或一個(gè)鉆孔,在各個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)沿煤層傾斜方向施工3~5個(gè)鉆孔、封孔,安裝管路與抽放系統(tǒng)連接進(jìn)行抽放。鉆孔布置見鉆孔施工章節(jié)。(二)鄰近煤層瓦斯抽放1、鄰近層瓦斯抽放的機(jī)理在多煤層的礦井中,有的煤層含瓦斯多,有的煤層可能就瓦斯含量少,在開采程序上,如條件許可,就先開采瓦斯含量少的煤層,此煤層叫解放層,上(下)鄰近煤層叫被解放層。開采煤層群時(shí),解放層的頂、底板視其厚度和傾角大小將發(fā)生冒落、移動(dòng)和產(chǎn)生裂縫,對(duì)被解放層產(chǎn)生卸壓,煤層透氣性系數(shù)增加。被解放層中的瓦斯就會(huì)涌向采空區(qū)。根據(jù)這一機(jī)理,預(yù)先在鄰近層(被解放層)內(nèi)開掘抽放瓦斯的巷道或開采層圍巖大巷內(nèi)向鄰近層布置鉆孔,來抽放瓦斯(詳見鉆孔施工章節(jié))。2、鄰近層瓦斯抽放的方法鄰近層瓦斯抽放按其相互位置分為上鄰近層抽放和下鄰近層抽放。(三)采空區(qū)瓦斯抽放1、采空區(qū)瓦斯抽放的含義開采中厚煤層,厚煤層和鄰近層處于冒落帶(含瓦斯煤層距開采層距離小于10倍采高)時(shí),大量瓦斯會(huì)直接進(jìn)入開采層的采空區(qū)。采空區(qū)容積有限,溫度升高,加上工作面上隅角負(fù)壓大,由于采空區(qū)是和通風(fēng)網(wǎng)路聯(lián)通的,來源于各個(gè)方面的瓦斯都涌入采空區(qū),并涌向工作面經(jīng)回風(fēng)巷排出。造成上隅角瓦斯積聚和回風(fēng)巷風(fēng)流瓦斯?jié)舛瘸薅绊懻5陌踩a(chǎn)。在很多有瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井采用多種形式的采空區(qū)抽放瓦斯以后,問題迎刃而解。2、采空區(qū)瓦斯抽放的分類和特點(diǎn)1)鉆孔抽放法(詳見鉆孔施工章節(jié))2)巷道抽放法(1)在回風(fēng)巷煤柱中掘一條瓦斯尾巷、鋪管路進(jìn)行抽放。豐城局在距工作面回風(fēng)巷上幫6~8m的煤層中與回風(fēng)巷平行施工一條與回風(fēng)巷長(zhǎng)度相同,斷面2.6×2.6m的專用瓦斯抽放巷,在其下幫每隔5m施工一個(gè)鉆場(chǎng),每個(gè)鉆場(chǎng)沿煤層傾斜方向,向煤層頂板上施工3~5個(gè),仰角20~30°,孔徑90mm,孔深20~30m的傾向高冒抽放孔,鉆孔封孔深度不小于5m,巷道內(nèi)鋪設(shè)一趟Φ6~8″的專用抽放管路,連接抽放大系統(tǒng)或井下移動(dòng)抽放站進(jìn)行強(qiáng)抽,抽放負(fù)壓不小于13KPa。專用抽放巷內(nèi)不得有電器設(shè)備,保證正常送風(fēng),巷口打欄桿,揭示警牌,非專職人員不得入內(nèi)。見圖2-24所示。AA煤層回風(fēng)巷抽放巷AA進(jìn)風(fēng)巷回風(fēng)巷A圖2-24煤柱專用巷抽放(2)高抽巷抽瓦斯法在工作面頂板距煤層厚度6~8倍的距離,距回風(fēng)巷25~30m掘一條與回風(fēng)巷平行的頂板巖石巷道。斷面可以小點(diǎn),
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