煤礦災害預防專題

煤礦災害預防專題第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一1.集中應力對突出的影響2.“四位一體”綜合防突體系3.金屬骨架4.回風隅角瓦斯積聚的處理方法5.巷道冒落空間瓦斯積聚的處理方法6.煤層瓦斯的賦存形態(tài)7.保護層開采的防突原理8.火風壓的原理及特性9.礦井火災對風流的影響10.采煤工作面頂板事故按力源分類11.煤礦常見重大危險源12.有爆炸危險性火區(qū)封閉專題提綱第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一1、集中應力對突出的影響《規(guī)程》180條規(guī)定：“在同一突出煤層同一區(qū)段集中應力集中范圍內，嚴禁兩個工作面相向回采或掘進”。卸壓區(qū)原巖應力區(qū)集中應力區(qū)《防止煤與瓦斯突出規(guī)定》第十六條（四）突出煤層的巷道優(yōu)先布置在被保護區(qū)域或其他卸壓區(qū)域。

第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一“四位一體”綜合防突體系區(qū)域預測煤層突出煤層非突出煤層突出危險區(qū)突出威脅區(qū)無突出危險區(qū)區(qū)域預測采掘作業(yè)可不采取防突措施30-100m不少于2次區(qū)域預測驗證超標不超標安全防護措施采掘作業(yè)突出危險工作面無突出危險工作面工作面預測安全防護措施采掘作業(yè)局部防突措施無效有效措施效果檢驗第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一綜合防突措施區(qū)域預測煤層突出煤層非突出煤層突出危險區(qū)突出威脅區(qū)無突出危險區(qū)區(qū)域預測可不采取防突措施30-100m不少于2次區(qū)域預測驗證超標不超標安全防護措施采掘作業(yè)突出危險工作面無突出危險工作面工作面預測安全防護措施采掘作業(yè)局部防突措施無效有效措施效果檢驗安全防護措施采掘作業(yè)區(qū)域驗證第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一2個“四位一體”綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施（一）區(qū)域突出危險性預測（二）區(qū)域防突措施（三）區(qū)域措施效果檢驗（四）區(qū)域驗證局部綜合防突措施（一）工作面突出危險性預測（二）工作面防突措施（三）工作面措施效果檢驗（四）安全防護措施第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一3、金屬骨架(2~3)m石門被揭煤層石門煤層金屬骨架第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一1、工藝巷道頂、兩幫上部打φ75~100mm鉆孔，進入巖層0.5m，孔距≥0.2m，插入鋼管或鋼軌。2、防突機理預先加固煤體，增加煤的穩(wěn)定性；骨架孔排放一定量的瓦斯，鉆取煤炭。從而降低了煤層的應力狀態(tài)，增加了煤的堅固性，揭煤過程中金屬骨架支承上方煤體重量，阻止煤體突然破壞與離層，抑制突出的發(fā)動。3、要求

巖柱厚度：≥2.0m（硬巖），＞3.0m（松軟巖層）

范圍：巷道上部和兩側外0.5~1.0m

孔距：≯2.0m（單排）0.3m（雙排）4、適用條件＞45°的薄及中厚煤層。3、金屬骨架第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一一、通風1、增大回采工作面風量

2、設置采面上隅角導風障

3、設置采空區(qū)縱向風障

4、安設風、水引射器

5、改變工作面風流方向4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法二、抽放瓦斯1、上隅角插、埋管抽放2、采空區(qū)抽放3、高位抽瓦斯4、瓦斯尾巷5、建立采面尾排系統

第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一1.增大回采工作面風量

適當增大回采工作面風量對上隅角渦流區(qū)積聚瓦斯的驅散，沖淡上隅角瓦斯。4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法2.掛風障引流法（采面上隅角導風障）優(yōu)點：簡單、快捷缺點：引流的風量有限，風流不穩(wěn)定，增加工作面通風阻力和向采空區(qū)漏風，臨時性方法。風障可采用軟質風筒布制作，長度一般不小于10m.第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法3.設置采空區(qū)縱向風障

在工作面一側，沿切頂方向從工作面下出口到上隅角設置縱向風障，可以最大限度減少進入采空區(qū)的漏風量?？v向風障適用于上隅角瓦斯涌出量不大（2-3m/min），濃度不高（3%左右）的情況第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法4.風筒導風（風、水引射器）優(yōu)點：適應性強，排放能力大，安全可靠；缺點：在回風道布置管道影響工作面的作業(yè)。第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法5.改變工作面通風方式采用Y、W型通風方式。第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法6.尾巷瓦斯排放法利用與工作面回風巷平行的專門瓦斯排放巷道，通過其與采空區(qū)相連的聯絡巷排放瓦斯的方法。優(yōu)點：充分利用巷道，易于實施，風流穩(wěn)定，可長期使用；缺點：增加了向采空區(qū)漏風，不適用自然發(fā)火工作面。尾排系統1.沿工作面回風巷（采空區(qū)）鋪一趟非金屬的管子。2.該管子與回風系統相連（非采面回風巷），在采面上隅角處形成一個負壓區(qū)，使采煤工作面上隅角處瓦斯沿管子流入回風流。第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法7.上隅角插、埋管抽放上隅角插管抽放：工作面上隅角建好土袋墻，使采空區(qū)形成一個基本封閉的高瓦斯空間，將抽放管吸氣端插在土袋墻內0.5-1米，對上隅角周邊局部瓦斯積聚地點進行抽放。上隅角埋管抽放：在采空區(qū)內預埋6寸鋼管，每隔20-30米留出一個T型頭，抽放上隅角采空區(qū)內的瓦斯。

第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法8.移動泵站（采空區(qū)抽放）優(yōu)點：適應性強，能力大，穩(wěn)定可靠，對工作面影響??；缺點：對自燃傾向性嚴重的煤層不適用。第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一9.高位抽瓦斯在工作面回風巷內直接布置鉆場，從頂板開孔，往工作面上方裂隙帶打鉆孔，抽放采面裂隙帶瓦斯。4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一10.三相泡沫擠壓工作面上隅角瓦斯采用三相（水、灰、氮氣）泡沫技術，用三相泡沫劑占瓦斯占據的空間來降低瓦斯?jié)舛?。該方法處理速度快，效果明顯的特點。4、回風隅角瓦斯積聚的處理方法第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一5、巷道冒落空間積聚瓦斯的處理方法1.充填法第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一5、巷道冒落空間積聚瓦斯的處理方法2.引風法第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一5、巷道冒落空間積聚瓦斯的處理方法3.風筒分支排放法適用與瓦斯涌出量大，冒落空間大，擋風、引風難以湊效的情況。第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一6、煤層瓦斯的賦存形態(tài)1.吸收瓦斯

2.吸著瓦斯

3.游離瓦斯

1.2統稱吸附瓦斯第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一7、保護層開采的防突原理保護層被保護層被保護層第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一

覆巖破壞移動分帶示意圖I—冒落帶II—斷裂帶III—彎曲帶a—豎向裂隙b—離層裂隙保護作用過程：（a）保護層開采后，巖體中形成自由空間，破壞了原巖應力平衡，地應力重新分布，上覆巖體向采空區(qū)方向移動，發(fā)生頂板冒落下沉，底板鼓起，同時產生大小不等的裂隙。（b）被保護層：產生“卸壓增流效應”。（c)被保護層瓦斯排放后，煤層瓦斯壓力降低，瓦斯?jié)撃芙档汀?、保護層開采的防突原理第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一保護層被保護層被保護層h1L≮2h1L＞30mL≮2h2L＞30mh27、保護層開采的防突原理第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風壓的作用原理及特性一、火風壓及其計算方法

火災時高溫煙流流過巷道所在的回路中的自然風壓發(fā)生變化，這種因火災而產生的自然風壓變化量，在災變通風中稱之為火風壓?；痫L壓主要由于火災產生的浮力效應和節(jié)流效應，主要考慮浮力效（hN）。

在如圖所示的模型化的通風系統中，在Ｆ點發(fā)火，由于火源下風側34風路的風溫和空氣成分發(fā)生變化，從而導致其密度減小，該回路產生火風壓，根據火風壓定義可得：

火F2ρmg4ρma3第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風壓的作用原理及特性二、火風壓的特性1、火風壓產生于煙流流過的有高差的傾斜或垂直巷道中。2、火風壓的作用相當于在高溫煙流流過的風路上安設了一系列輔助通風機；3、火風壓的作用方向總是向上。第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風壓的作用原理及特性風流參數變化判斷1、上行風浮力hN的方向總是向上，與原風流（H、Q）方向一致，所以原風流的H、Q不會減小。風流是否逆轉？主干路風流肯定不會逆轉，有可能導致旁側支路的風流逆轉。H、Q第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風壓的作用原理及特性上行風巷道火災可能造成旁側支路風流逆轉6火25D34火25134第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風壓的作用原理及特性2.下行風浮力hN的方向總是向上，與原風流（H、Q）方向相反，導致原風流的H、Q減小，可能造成主干風流逆轉。通過比較hN與H的大小來判斷H、Q火2534第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一9、礦井火災引起的風流紊亂1.風流逆轉：在火風壓的作用下，反抗機械風壓的作用，致使某些巷道風流方向發(fā)生變化。2.煙流逆退：在火風壓的作用下，上風側新風沿巷道底部流向火源，同時煙流沿巷道頂部逆向流出。3.煙流滾退：在火風壓的作用下，上風側新風沿巷道底部流向火區(qū)，同時煙流沿巷道頂部逆向回退并卷流向火源。見下圖第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一10、采煤工作面頂板事故按力源分類1.漏冒型

由于煤層傾角大，直接頂異常破碎，采煤工作面支護某些地點失效時發(fā)生局部漏冒，破碎頂板就從這個地點全部漏出，造成支架失穩(wěn)，導致冒頂發(fā)生。2.壓跨型

指因工作面支護強度不足和頂板來壓引起支架大量破壞造成的冒頂。3.推跨型

因水平推力的作用使工作面支架大量傾斜而造成的冒頂。第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一11重大危險源可能導致重大事故發(fā)生的危險源?！栋踩a法》第九十六條:指長期地或者臨時地生產、搬運、使用或者儲存危險物品，且危險物品的數量等于或者超過臨界量的單元（包括場所和設施）。重大危險源分為生產場所（車間）重大危險源和儲存區(qū)（倉庫）重大危險源兩種。第三十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一重大危險源的控制系統由以下7個部分組成：辨識：重大危險源的辨識按國標《重大危險源辨識》(GB18218-2000)辨識。評價：根據危險物質及其臨界量標準進行重大危險源辨識和確認后，就應對其進行風險分析評價。管理：通過技術措施和組織措施對重大危險源進行嚴格控制和管理。安全報告：要求企業(yè)應在規(guī)定的期限內，對已辨識和評價的重大危險源向政府主管部門提交安全報告。應急救援預案工廠選址和土地使用規(guī)劃

重大危險源的監(jiān)察：政府職能11重大危險源第三十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一11、煤礦常見的重大危險源高瓦斯煤與瓦斯突出水文地質條件復雜自然發(fā)火期小于等于6個月沖擊地壓傾向性中等以上煤塵具有爆炸性第三十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一12有爆炸危險火區(qū)的封閉順序瓦斯爆炸CH4揮發(fā)性氣體爆炸先進后回先回后進同時封閉第三十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一12有爆炸危險火區(qū)的封閉順序

有爆炸危險：瓦斯、煤塵、揮發(fā)性氣體等。1、先封閉進風側，再封閉回風側優(yōu)點：先封閉進風側，隔斷新鮮風流，火勢減弱，為下風側封閉工作創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。缺點：由于沒有新鮮風流供應，火區(qū)的風壓降低，瓦斯涌出增大，可能會發(fā)生瓦斯爆炸。2、先封閉回風側，再封閉進風側優(yōu)點：先封閉回風側，排煙路隔斷，產生的煙氣流反轉向火區(qū)，因含有大量CO2有助于滅火。缺點：由于反轉向火區(qū)的煙流中可能含有揮發(fā)性氣體，遇火可能會發(fā)生爆炸。3、同時封閉在進、回風兩端同時封死之前風流仍然通暢，避免爆炸的發(fā)生，但難點在于進、回風兩端