徐州礦區(qū)礦井災(zāi)害防治課件

徐州礦區(qū)礦井災(zāi)害防治2023/7/201主要內(nèi)容礦井五大災(zāi)害瓦斯火災(zāi)水害煤塵頂板（沖擊地壓）2023/7/202一、礦井通風(fēng)

礦井通風(fēng)是防治瓦斯、火、粉塵的基礎(chǔ)，所以首先應(yīng)對礦井通風(fēng)知識有所了解。礦井通風(fēng)的目的、通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)方式等基礎(chǔ)知識；大體熟悉自己礦井主要通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成，進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)；調(diào)度主任應(yīng)能看懂本礦通風(fēng)系統(tǒng)圖，主采區(qū)主要進(jìn)回風(fēng)巷布置方式等。2023/7/203（一）礦井通風(fēng)的目的、通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)方式、礦井漏風(fēng)目的：供給足夠的新鮮空氣；稀釋有害物并排出井外；創(chuàng)造適宜的氣候條件。

進(jìn)風(fēng)井口以下的溫度必須在2℃以上。生產(chǎn)礦井采掘面溫度不得超過26℃，機(jī)電設(shè)備硐室的溫度不得超過30℃。采掘面的溫度超過30℃，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34℃時，必須停止作業(yè)。

2023/7/204（一）礦井通風(fēng)的目的、通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)方式、礦井漏風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)：通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動力和通風(fēng)控制設(shè)施（通風(fēng)構(gòu)筑物）。通風(fēng)類型：中央式、對角式、混合式。通風(fēng)方式：壓入式、抽出式、壓抽混合式。

礦井漏風(fēng)：內(nèi)部漏風(fēng)和外部漏風(fēng)。2023/7/205（三）礦井反風(fēng)礦井反風(fēng)分類：全礦性反風(fēng)、局部反風(fēng)；全礦性反風(fēng)注意事項：風(fēng)流方向改變時間小于10min，主扇的供風(fēng)量不少于正常風(fēng)量的40%，每季度至少檢查1次反風(fēng)設(shè)施，每年進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)；礦井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時，應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)。2023/7/206（三）通風(fēng)參數(shù)測定、通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置測定的通風(fēng)參數(shù)壓力；風(fēng)速；標(biāo)高。通風(fēng)建（構(gòu)）筑物風(fēng)門：阻斷風(fēng)流，必須成組（2道）設(shè)置；風(fēng)窗：調(diào)節(jié)風(fēng)量。2023/7/207（三）局部通風(fēng)技術(shù)局部通風(fēng)技術(shù)局部通風(fēng)方式包括壓入式、抽出式、壓抽混合式。瓦斯噴出和煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤層的掘進(jìn)通風(fēng)方式必須采用壓入式；壓入式局部通風(fēng)機(jī)和啟動裝置，必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中，距掘進(jìn)巷道回風(fēng)口不得小于10m；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；2023/7/208（三）局部通風(fēng)技術(shù)局部通風(fēng)技術(shù)嚴(yán)禁使用3臺以上（含3臺）的局部通風(fēng)機(jī)同時向1個掘進(jìn)工作面供風(fēng)。不得使用１臺局部通風(fēng)機(jī)同時向2個作業(yè)的掘進(jìn)工作面供風(fēng)；恢復(fù)通風(fēng)前，必須檢查瓦斯。只有在局部通風(fēng)機(jī)及其開關(guān)附近10m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛榷疾怀^0.5%時，方可人工開啟局部通風(fēng)機(jī)。2023/7/209二、煤礦瓦斯

礦井氣體組成、瓦斯的特征、瓦斯災(zāi)害的發(fā)生條件及致災(zāi)機(jī)理的基本知識；瓦斯災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報技術(shù)和各種主要防治技術(shù)的實施方法。2023/7/2010（一）了解礦井氣體組成、瓦斯的特征、瓦斯災(zāi)害的發(fā)生條件及致災(zāi)機(jī)理的基本知識礦井瓦斯就是在采掘過程中從煤層、巖層、采空區(qū)釋放出的和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體的總稱。煤礦井下的有害氣體有甲烷（沼氣）、乙烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、氮氧化物、氫、氨等，其中甲烷所占比重最大，在80%以上。所以，礦井瓦斯習(xí)慣上又單指甲烷。

2023/7/2011（一）瓦斯災(zāi)害的種類、發(fā)生條件及致災(zāi)機(jī)理瓦斯災(zāi)害的種類及發(fā)生條件窒息：大于57%；爆炸：5~16%，引火溫度大于650℃，氧氣濃度大于12%；瓦斯噴出；煤與瓦斯突出。

2023/7/2012礦井瓦斯含量測定方法地勘鉆孔測定法；實驗室間接測定法；井下快速直接測定法。瓦斯壓力測定方法間接測定法；直接測定法。

2023/7/2013（二）瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)煤與瓦斯突出機(jī)理：是由地應(yīng)力、瓦斯和煤的物理力學(xué)性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。礦井瓦斯等級瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t；高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t；煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井。2023/7/2014采掘工作面及其他作業(yè)地點風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時，必須停止用電鉆打眼；爆破地點附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時，嚴(yán)禁爆破。

采掘工作面及其他作業(yè)地點風(fēng)流中、電動機(jī)或其開關(guān)安設(shè)地點附近20m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.5%時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進(jìn)行處理。

2023/7/2015采掘面及其他巷道內(nèi)，體積大于0.5m3的空間內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2.0%時，附近20m內(nèi)必須停止工作，撤出人員，切斷電源。對因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被關(guān)閉的電氣設(shè)備，必須在瓦斯?jié)舛冉档?.0%以下，可通電開動。綜采掘面，應(yīng)在采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)上安設(shè)機(jī)載式斷電儀，當(dāng)其附近瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%時報警，達(dá)到1.5%時必須停止作業(yè)，切斷電源。2023/7/2016四大類型的主要點燃源！掘進(jìn)面計算示例！瓦斯爆炸的條件局部地點或局部區(qū)域，在瓦斯涌出異常及通風(fēng)異?；蛲ｏL(fēng)時，容易形成。地點：掘進(jìn)面、工作面上隅角、封閉區(qū)域、冒落空洞?？諝庵?1%，其它氣體的混入和井下有機(jī)物等的氧化、人員呼吸使其減少，但一般仍達(dá)20%。瓦斯積聚濃度達(dá)40%時，氧濃度才下降到12%

。總能滿足！足夠的能量>0.28mJ；足夠的溫度>650℃；足夠長的時間>爆炸感應(yīng)期。①瓦斯?jié)舛仍诒ń缦迌?nèi)，一般為5%～16%

。②混合氣體中氧的濃度不低于12%

。③有足夠能量的點火源。瓦斯爆炸在井下存在的可能性2023/7/2017瓦斯爆炸的條件—掘進(jìn)面計算示例條件：斷面積8m2的煤巷掘進(jìn)工作面，供風(fēng)量為100m3/min，回風(fēng)瓦斯?jié)舛?.1%。設(shè)：新揭露的斷面及距該斷面10m范圍內(nèi)涌出的瓦斯占總瓦斯涌出量的50%。計算：工作面停風(fēng)時，該面10m范圍內(nèi)平均瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸下限5%的時間？解：工作面絕對瓦斯涌出量：100*0.1=0.1m3/min

瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸下限的時間：

8×10×5%/（0.1×50%）=80min實例驗證沛城“5·12”事故2023/7/2018包括電弧放電、電氣火花和靜電火花。如：井下輸電線路短路、接頭不符合要求、帶電檢修等?；w衣服靜電火花>0.28mJ

跑車時車輛和軌道的摩擦、金屬器件之間的撞擊、鋼件與巖石的碰撞、火成巖等堅硬巖石間的碰撞等。

瓦斯爆炸的條件—四大類瓦斯點燃源熾熱的表面，如：白熾燈、過流引起的線路灼熱、皮帶打滑引起的金屬表面熾熱。熾熱氣體，如：熾熱的廢氣，火災(zāi)產(chǎn)生的高溫?zé)熈鞯忍攸c：伴隨有燃燒化學(xué)反應(yīng)。如明火、井下焊接火焰、放炮火焰、油火等

明火火焰

熾熱表面和熾熱氣體

機(jī)械摩擦及撞擊火花

電火花

用于井下測量的激光、閃電、雜散電流等也具有點燃瓦斯的能力。其它點燃源

返回2023/7/2019瓦斯爆炸的條件—點燃源—靜電火花瓦斯爆炸的最小點燃能量0.28mJ，就是使用電容放電產(chǎn)生火花的方法測定的。假設(shè)人體的電容為200pF，化纖衣服靜電電位為15kV，則其放電的能量可達(dá)22.5mJ，大大超過最小點燃能量。井下工作人員的服裝要求必須是棉織品。返回2023/7/2020（瓦斯爆炸災(zāi)害防治技術(shù)

加強(qiáng)通風(fēng)，防止瓦斯積聚；杜絕火源，防止瓦斯被引燃；防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴(kuò)大。2023/7/2021（五）瓦斯災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報和各種主要防治技術(shù)杜絕火源，防止瓦斯被引燃禁止攜帶煙草和點火工具下井。井下禁止吸煙。井下應(yīng)使用防爆的照明燈。禁止打開礦燈。井下禁止使用電爐。井下和井口房內(nèi)不準(zhǔn)進(jìn)行電焊、氣焊和使用噴燈接焊等。只有在安裝電動機(jī)和開關(guān)的地點附近20米巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛刃∮?%時，才準(zhǔn)送電啟動。高瓦斯或煤與瓦斯突出的掘進(jìn)工作面，必須實現(xiàn)“三專、兩閉鎖（風(fēng)電、瓦斯電閉鎖)”。2023/7/2022（五）瓦斯災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報和各種主要防治技術(shù)杜絕火源，防止瓦斯被引燃放炮必須嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”制（裝藥前、放炮前、放炮后檢查瓦斯）和“三人連鎖放炮”制（放炮員、班組長、瓦檢員連鎖）。每個炮眼必須充填足夠炮泥和水炮泥。嚴(yán)禁明火放炮和放糊炮。在瓦斯礦井中，要防止鐵器撞擊產(chǎn)生火花；在處理局部瓦斯時，尤應(yīng)防止鐵器撞擊。經(jīng)常撿查火區(qū)的情況，嚴(yán)格管理火區(qū)，建立火區(qū)管理卡片。2023/7/2023（五）瓦斯災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報和各種主要防治技術(shù)瓦斯噴出災(zāi)害防治技術(shù)加強(qiáng)地質(zhì)工作，采取“探、排、引、堵”技術(shù)措施；打前探鉆孔，預(yù)先探放高壓瓦斯氣源；掌握噴出預(yù)兆，即使撤離工作人員；掌握礦壓規(guī)律，避免礦壓集中。2023/7/2024（五）瓦斯災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報和各種主要防治技術(shù)煤與瓦斯突出災(zāi)害防治技術(shù)嚴(yán)格執(zhí)行《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》防治突出技術(shù)歸納為兩個“四位一體”的綜合性防突措施，其內(nèi)容包括：突出危險性預(yù)測；防治突出的技術(shù)措施；防突措施的效果檢驗和安全防護(hù)措施；防治突出的技術(shù)措施：一是區(qū)域性防突措施，二是局部性防突措施；安全防護(hù)措施：井巷揭穿突出煤層和在突出煤層中進(jìn)行采掘作業(yè)時，必須采取震動爆破、遠(yuǎn)距離爆破、避難硐室、反向風(fēng)門、壓風(fēng)自救系統(tǒng)等安全防護(hù)措施。2023/7/2025（五）瓦斯災(zāi)害預(yù)測預(yù)報技術(shù)預(yù)測煤層突出危險性的指標(biāo)有煤的破壞類型、瓦斯放散初速度指標(biāo)、煤的堅固性系數(shù)和煤層瓦斯壓力、綜合指標(biāo)。石門揭煤工作面的預(yù)測指標(biāo)有綜合指標(biāo)和鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)。煤巷掘進(jìn)工作面和采煤工作面的預(yù)測指標(biāo)有鉆孔瓦斯涌出初速度、鉆屑指標(biāo)。抽放瓦斯礦井貫徹的九字方針是“多鉆孔、嚴(yán)封閉、綜合抽”。2023/7/2026三、礦山粉塵（一）礦山粉塵的基本概念、礦山粉塵的產(chǎn)生及基本性質(zhì)、礦山粉塵的危害性；（二）熟悉礦山粉塵爆炸的條件；（三）防止礦山粉塵爆炸的措施及使用原則。2023/7/2027（一）礦山粉塵和性質(zhì)、粉塵的產(chǎn)生、危害性煤礦粉塵是煤礦在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類固體物質(zhì)細(xì)微顆粒的總稱。影響粉塵產(chǎn)生的因素：采掘機(jī)械化和開采強(qiáng)度、采煤方法和截割參數(shù)、作業(yè)地點的通風(fēng)狀況、地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存條件。粉塵分散度：直徑小于7.1μm（<5μm稱為呼吸性粉塵）的塵粒，尤其是小于2μm的塵粒是引起塵肺病的主要有害粉塵。《規(guī)程》規(guī)定粉塵分散度，每半年測定1次。2023/7/2028（一）礦山粉塵的危害性污染工作場所，危害人體健康，引起職業(yè)?。荒承┑V塵（如煤塵、硫化塵）在一定條件下可以爆炸；加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器使用壽命；降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。2023/7/2029（三）礦山粉塵爆炸的條件煤塵本身具有爆炸性，煤塵必須懸浮于空氣中，并達(dá)到一定的濃度（首要條件）；存在能引燃煤塵爆炸的高溫?zé)嵩?，大?50℃；氧濃度，含氧量低于17%時，煤塵就不會爆炸。2023/7/2030主要有兩種形式，純煤塵爆炸和有瓦斯參與的煤塵爆炸。以后一種為主。與瓦斯點燃相同。沉積煤塵飛揚計算示例！煤塵爆炸的條件必須經(jīng)過專門部門的試驗鑒定，一般煤的揮發(fā)分Vr>10%屬有爆炸性的煤塵。除少數(shù)無煙煤外，其余各類煤均屬于爆炸性煤塵。濃度下限30～40g/m3。直接產(chǎn)生很難—40g/m3時25W的燈泡，2m內(nèi)人看不見燈光。間接產(chǎn)生容易—積塵飛揚。能量>4.5~40mJ；溫度>700~800℃；足夠長的時間>爆炸感應(yīng)期。①煤塵本身具有爆炸危險性。②空氣中煤塵的濃度處于爆炸界限范圍內(nèi)。③有足夠能量的點火源。煤塵爆炸在井下存在的可能性2023/7/2031煤塵爆炸的條件—沉積煤塵飛揚計算示例條件：斷長、寬、高均為5m的房間，地面沉積有1mm厚的煤塵，其堆積的密度為500kg/m3

。計算：當(dāng)沉積的煤塵全部揚起，均勻分布在整個空間時，室內(nèi)煤塵的濃度是否能達(dá)到爆炸限？解：整個空間體積：5×5×5=125m3

房間中的煤塵重量：5×5×0.001×500=12.5Kg

房間中的煤塵濃度：

12.5/125=0.1Kg/m3=100g/m3

100>40，煤塵濃度已達(dá)到爆炸界限范圍內(nèi)。返回2023/7/2032達(dá)到煤塵爆炸下限的現(xiàn)場感覺以40g/立方米為例可計算出其煤塵粒子間距為1.08mm即用25W燈泡照射，2米距離人眼看不到燈光。返地面積聚的煤塵以長、度、高均為5米的房間，地面沉積1mm厚的煤塵，其堆積密度為500kg/m3，當(dāng)其全部揚起分布整個空間，則煤塵濃度可達(dá)100g/m3，大于爆炸下限。2023/7/2033煤塵爆炸點火源放炮火源電氣火花瓦斯爆炸機(jī)械撞擊、磨擦煤炭自燃外來火源徐礦集團(tuán)從49年至今，共發(fā)生煤塵爆炸或瓦斯煤塵爆炸6起（包括1起煤塵燃燒事故）從點火源分析，4起放炮、1起電火花、1起機(jī)械磨擦。可見放炮是煤塵爆炸的主要引火源（尤其是純煤塵爆炸）2023/7/2034（四）防塵種類及使用條件采煤工作面防塵煤層注水；合理選擇采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu)；噴霧降塵。炮掘工作面打眼防塵：風(fēng)鉆濕式鑿巖、干式鑿巖捕塵、煤電鉆濕式打眼；

爆破防塵：水炮泥、爆破噴霧、水幕凈化、放炮前后沖洗巖幫或煤幫。2023/7/2035（四）防塵種類及使用條件機(jī)掘工作面通風(fēng)除塵通風(fēng)系統(tǒng)形式：長壓短抽、長抽、長抽短壓。錨噴支護(hù)防塵配制潮料向噴射機(jī)上料、雙水環(huán)加水、加接異徑葫蘆管、低壓近噴、水幕凈化和通風(fēng)除塵。運輸、轉(zhuǎn)載防塵綜合防塵措施綜合防塵措施包括濕式鉆眼、沖刷井壁巷幫、使用水炮泥、放炮噴霧、裝巖（煤）灑水和凈化風(fēng)流等措施。2023/7/2036（五）粉塵檢測方法、防止礦山粉塵爆炸的措施煤塵爆炸性評價方法煤塵爆炸指數(shù)：煤的可燃揮發(fā)分；煤塵爆炸性鑒定方法一種是在大型煤塵爆炸試驗巷道中進(jìn)行,一般作為標(biāo)準(zhǔn)鑒定用；另一種是在實驗室內(nèi)使用大管狀煤塵爆炸性鑒定儀進(jìn)行，目前多采用這種方法。2023/7/2037（五）防止粉塵爆炸的措施防止煤塵爆炸的技術(shù)措施防止煤塵積聚的措施；杜絕火源；隔爆措施。防止煤塵爆炸傳播技術(shù)被動式隔爆技術(shù)：巖粉棚（距爆源60~300m）、水槽棚和水袋棚（距爆源60~200m）。自動隔爆技術(shù)：傳感器、控制器和噴灑裝置是自動隔爆裝置的三大組成部分。煤塵爆炸案例2023/7/2038四礦井火災(zāi)分類：內(nèi)因火災(zāi)（煤炭自燃）、外因火災(zāi)。煤炭自燃的必要充分條件

有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態(tài)，堆積厚度一般要大于0.4m；

有較好的蓄熱條件；

有適量的通風(fēng)供氧；

上述三個條件共存的時間大于煤的自燃發(fā)火期。自然發(fā)火的過程：潛伏期、自熱期和燃燒期。

（使用漫畫講解）2023/7/2039煤炭及其他可燃礦物自然發(fā)火危險性評價方法自燃傾向性預(yù)測；因素綜合評判預(yù)測法；經(jīng)驗統(tǒng)計預(yù)測法和數(shù)學(xué)模型預(yù)測法。2023/7/2040煤炭自然發(fā)火早期預(yù)測預(yù)報技術(shù)目前預(yù)測自然發(fā)火期的方法有在實驗室確定自燃傾向性等級；根據(jù)本礦或條件相似礦井或采區(qū)的已有自然發(fā)火統(tǒng)計資料，確定待采（或本）煤層的自然發(fā)火期。自然發(fā)火標(biāo)志化性氣體及其指標(biāo)一氧化碳（CO）指標(biāo)，CO的派生指標(biāo)，烯烴（乙烯C2H4）及烯烷比，炔烴（乙炔C2H2）。預(yù)測預(yù)報方法：氣體分析法，測溫法和氣味檢測法。

2023/7/2041礦山內(nèi)因火災(zāi)防止技術(shù)灌漿滅火

阻化劑防滅火

均壓滅火

惰氣壓注滅火

新型凝膠滅火泡沫、干粉等

2023/7/2042礦山外因火災(zāi)防止技術(shù)防止失控的高溫?zé)嵩串a(chǎn)生和存在盡量不用或少用可燃材料防止產(chǎn)生機(jī)電火災(zāi)防止摩擦引燃防止高溫?zé)嵩春突鸹ㄅc可燃物相互作用2023/7/2043火區(qū)封閉技術(shù)火區(qū)內(nèi)的空氣溫度下降到30℃以下，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日?？諝鉁囟认嗤??；饏^(qū)內(nèi)空氣中的氧氣濃度降到5.0%以下。火區(qū)內(nèi)空氣中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳濃度在封閉期間內(nèi)逐漸下降，并穩(wěn)定在0.001%以下。火區(qū)的出水溫度低于25℃，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同。上述4項指標(biāo)持續(xù)穩(wěn)定的時間在１個月以上。2023/7/2044火區(qū)啟封技術(shù)鎖風(fēng)啟封火區(qū)（分段啟封火區(qū)）：用于火區(qū)范圍較大，不能確認(rèn)火源已經(jīng)熄滅。

通風(fēng)啟封火區(qū)（一次性打開火區(qū)）：用于火區(qū)范圍較小，確認(rèn)火源已經(jīng)熄滅。外因火災(zāi)事故案例

2023/7/2045五、礦山水害礦井水害的主要類型礦井突水監(jiān)測預(yù)防的主要技術(shù)特點、堵排水的方法與技術(shù)措施。

防治水漫畫講解2023/7/2046（一）礦井水害的主要類型、礦井水的來源水害的主要類型透水；突水；涌水。礦井水來源大氣降水；地表水；地下水（含水層水、斷層水等）；老空區(qū)積水。

2023/7/2047（二）礦井涌水特征、涌水通道、突水預(yù)兆礦井涌水特征大氣降水為主要充水水源的涌水特征；以地表水為主要充水水源的涌水特征；以地下水為主要充水水源的礦床；以老采空區(qū)為主要充水水源的礦床。涌水通道自然涌水通道：地層的空隙、斷裂帶等屬于自然形成的通道；人為涌水通道：由于采掘活動等引起的人為涌水通道。2023/7/2048（二）突水預(yù)兆一般預(yù)兆采掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空