全員培訓(xùn)教案(孫工)

礦井通風(fēng)基本理論知識第一章礦井空氣

第一節(jié)礦井空氣的主要成分

礦井空氣主要由氧氣(O2)、氮氣（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２組成，它們的體積百分比分別是20.96%、79%、0.04%

一、氧氣(O2)

無色、無味、無臭的氣體，比空氣略重（對空氣的相對密度是1.05）能助燃和幫助人呼吸。

《煤礦安全規(guī)程》第103條規(guī)定：按井下同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供給的風(fēng)量不得少于４m3；

第100條規(guī)定：采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不得低于20%；

人在一般情況下，在休息時的需氧量為0.2～0.4L/min；在工作時的需氧量為1～3L/min。

O2濃度為17%時靜止時無影響，工作時呼吸困難心跳強烈

15%時呼吸及心跳加快，無力進(jìn)行勞動

10－12%時失去知覺，昏迷，有生命危險

6-9%時短時間內(nèi)失去知覺,呼吸停止,死亡

二、氮氣

無色、無味、無臭的惰性氣體，相對空氣密度為0.97，礦井中主要用于滅火。

礦井中的主要來源于井下爆破、有機物腐爛以及煤巖中涌出。

三、二氧化碳ＣＯ２

ＣＯ２無色、略帶酸味的氣體，比空氣重常積聚于巷道的底板，易溶于水，略帶毒性。當(dāng)空氣中ＣＯ２濃度增高時會降低Ｏ２濃度使人窒息。

主要來源：人員呼吸、氧化、燃燒、爆炸、煤巖中涌出

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中ＣＯ２濃度不得超過0.5%；礦井總回風(fēng)或一翼回風(fēng)巷中，濃度超過0.75%時必須立即查明原因進(jìn)行處理；采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷中濃度超過1.5%時,采掘工作面風(fēng)流中濃度達(dá)到1.5%時,都必須停止工作,撤出人員,采取措施進(jìn)行處理。

四、礦井空氣的檢測方法

取樣分析法用氣相色譜儀在化驗室進(jìn)行，精確但操作復(fù)雜、時間長，一般用于井下火區(qū)成分檢測或需要精確測定空氣成分的場合。

快速測定法便攜式儀器（Ｏ２）；比長式檢測管第二節(jié)礦井空氣中的有害氣體

礦井中的有害氣體有一氧化碳（CO）、硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨氣(NH3)、氫氣(H2)、甲烷(CH4)等。

一、礦井空氣中的有害氣體及其基本性質(zhì)

(一)一氧化碳（CO）

基本性質(zhì)無色、無味、無臭的氣體，對空氣的相對密度是0.97,微溶于水，能燃燒、爆炸（13－17%）。

有劇毒；人體血液中的血紅素與CO的親和力比它與氧氣的親和力大250－300倍。

濃度為0.016%數(shù)小時后頭痛、心跳、耳鳴等輕微中毒癥狀

0.048%1H內(nèi)輕微中毒

0.4%短時間內(nèi)失去知覺、抽筋、30分鐘內(nèi)即可死亡

1%1－3分鐘就會死亡

中毒癥狀還有中毒者黏膜和皮膚呈櫻桃紅色

礦井中主要來源：爆破工作、礦井火災(zāi)、瓦斯、煤塵爆炸（爆炸后濃度可達(dá)2－4%）。據(jù)統(tǒng)計資料表明，在礦井火災(zāi)、瓦斯、煤塵爆炸事故中約有70%－75%人員的死亡都是因CO中毒造成的。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：井下空氣中CO濃度不得大于0.0024%

(二)硫化氫(H2S)

無色、微甜、臭雞蛋味的氣體，對空氣的相對密度是1.19，易溶于水，當(dāng)濃度為4.3%－46%時具有爆炸性。有劇毒，使血液缺氧同時對眼睛和呼吸道有強烈的刺激作用，能引起肺水腫。

礦井中的主要來源：有機物腐爛、含硫礦物遇水。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最高允許濃度為0.00066%

(三)二氧化硫(SO2)

無色、有強烈的硫磺氣味，易溶于水，對空氣的相對密度為2.32,有劇毒,被礦工稱為”瞎眼氣體”。

SO2+H2O=H2SO3

礦井中的主要來源：含硫礦物的氧化和燃燒、含硫煤體中涌出。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最高允許濃度為0.000５%

(四)二氧化氮(NO2)

紅褐色氣體,有強烈的刺激作用,相對空氣的密度為1.59，易溶于水（生成硝酸）可引起肺水腫。

礦井中主要來源：炸藥爆炸。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的最高允許濃度為0.00025%

(五)氨氣

(六)氫氣

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：井下充電室風(fēng)流中以及局部積聚處的氫氣濃度不得

超過0.5%。

二、防止有害氣體危害的措施

(1)加強通風(fēng)(2)加強檢查(3)瓦斯抽放(4)放炮噴霧或使用水炮泥

(5)加強管理;密閉的設(shè)置規(guī)范.(6)攜帶自救器(7)急救

第三節(jié)井下氣候條件

井下氣候是指井下空氣的溫度、濕度、風(fēng)速三者綜合所給予人的舒適感覺程度

1、溫度

℃，K，℉

T=273.15+t

井下氣溫受地面氣溫、地層巖石溫度、氧化生熱與水分蒸發(fā)吸熱、空氣壓縮與膨脹、通風(fēng)強度等因素影響進(jìn)風(fēng)路線上冬曖夏涼

《規(guī)程》第102條，采掘工作面氣溫不得超過26℃；機電硐室氣溫不得超過30℃2、濕度

（1）絕對濕度fa（g/m3）

（2）相對濕度

=100fa/fs，%

當(dāng)=0時為干空氣；當(dāng)=100%時為飽和空氣；＜30%時蒸發(fā)過快，干燥；=80%~100%時蒸發(fā)困難，潮濕

井下進(jìn)風(fēng)路線冬干夏濕，回風(fēng)路線常年潮濕

一般認(rèn)為=50%~60%為適宜

根據(jù)干球溫度和干、濕球溫度的差值可查出相對濕度

例：Q1=1000m3/min，t干1=22℃，

t濕1=21℃，1=91%，fs1=19.3g/m3

fa1=91%×19.3=17.56g/m3

Q2=1100m3/min，t干2=14℃，

t濕2=14℃，2=100%，fs2=12g/m3

fa2=100%×12=12g/m3

fa1＞fa2

W=W1-W2=Q1×fa1-Q2×fa2

=1000×17.56-1100×12

=4360g/min

=4360×60×24

=6.3t/d

空氣的密度：為單位體積氣體具有的質(zhì)量，Kg/m3。

濕空氣由干空氣和水蒸氣構(gòu)成，其密度ρ為單位體積氣體具有的質(zhì)量，Kg/m3。

t—濕空氣的實測溫度℃；

Ps、P—飽和水蒸氣的絕對壓力、濕空氣絕對靜壓，Pa。

溫度的測定規(guī)定：

1、掘進(jìn)工作面，應(yīng)在工作面距迎頭2米處的回風(fēng)流中；

2、長壁式工作面，回風(fēng)巷距工作面10~15米的回風(fēng)流中；

3、機電硐室，硐室回風(fēng)道口的回風(fēng)流中；

4、溫度的測定點不應(yīng)靠近人體、發(fā)熱或致冷設(shè)備，至少距離0.5米;

溫度的測定時間，一般在8：00~16：00的時間內(nèi)進(jìn)行。

第二章礦井通風(fēng)

第一節(jié)礦井通風(fēng)的基本任務(wù)

把地面空氣不斷送入井下，同時把污風(fēng)排出井外的過程就是礦井通風(fēng)

礦井通風(fēng)的基本任務(wù)：

(1)供給井下充足的新風(fēng)

(2)排除或沖淡礦井中有毒有害氣體和粉塵

(3)創(chuàng)造良好的工作環(huán)境

(4)提高礦井的抗災(zāi)能力

巷道風(fēng)流的劃分：

1、巷道風(fēng)流的劃分：有支架的巷道，距支架和巷底各為50mm的巷道空間內(nèi)的風(fēng)流；無支架（錨噴、砌碹）巷道距巷道頂、底、幫各為200mm的巷道空間內(nèi)的風(fēng)流。

2、采煤工作面風(fēng)流：距煤壁、頂、底各200mm(小于1m的薄煤層為100mm)和采空區(qū)的切頂線為界的采煤工作面工作區(qū)間的風(fēng)流。

3、采煤工作面回風(fēng)流：距采煤工作面煤壁線10m以外的采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流。

4、掘進(jìn)工作面風(fēng)流：掘進(jìn)工作面到風(fēng)筒出口這一段巷道的風(fēng)流。

5、掘進(jìn)工作面回風(fēng)流：掘進(jìn)工作面風(fēng)筒出口回風(fēng)側(cè)巷道的風(fēng)流。

6、采掘工作面局部瓦斯積聚：采掘工作面風(fēng)流范圍以外，瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2%、其體積超過0.5m3空間的瓦斯積聚。

7、某地點２０m（１０m）附近風(fēng)流：指某地點上、下各２０m（１０m）風(fēng)流。

第二節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方式、主要通風(fēng)機的工作方法、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和通風(fēng)設(shè)施的總稱

一、通風(fēng)方式通風(fēng)方法是指主要通風(fēng)機的工作方法，有抽出式、壓入式、混合式。

通風(fēng)方式是指進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井筒的布置方式，有

中央式（并列、分列）

對角式（兩翼、分區(qū)）

區(qū)域式

混合式

網(wǎng)絡(luò)是指：風(fēng)流流經(jīng)井巷的聯(lián)接形式

串聯(lián)并聯(lián)角聯(lián)

二、采煤工作面通風(fēng)方式：

1）U型后退式的優(yōu)點是簡單可靠、漏風(fēng)小，缺點是上隅角瓦斯易超限。要加強瓦斯檢測，使用風(fēng)簾或其他通風(fēng)設(shè)備防止瓦斯積聚超限。

U型前進(jìn)式系統(tǒng)的超前巷掘進(jìn)時，其獨頭通風(fēng)的長度較短；平巷的維護(hù)時間也較短；在巷旁支護(hù)好、漏風(fēng)不大時，有一定優(yōu)越性。此外，U型前進(jìn)式采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，而涌向回風(fēng)平巷。但U型前進(jìn)式比后退式采空區(qū)漏風(fēng)大，工作面有效風(fēng)量小，且對防治自然發(fā)火不利。

2）Z型后退式采空區(qū)瓦斯不涌人工作面而涌向回風(fēng)平巷。Z型前進(jìn)式的采空區(qū)瓦斯則涌向工作面，特別是上隅角瓦斯?jié)舛却蟆?/p>

通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能消除工作面上隅角的瓦斯積聚。缺點是通風(fēng)能力受限制。

在工作面和采空區(qū)瓦斯涌出量大時，必須增加通風(fēng)巷道，增大其通風(fēng)能力，形成Y型、雙Z型、W型、H型等較為復(fù)雜的工作面通風(fēng)系統(tǒng)。Y型系統(tǒng)工作面兩端煤體中的巷道均進(jìn)風(fēng)。其中一條在越過工作面后成為回風(fēng)道，通向采區(qū)邊界的回風(fēng)上山；如是單翼采區(qū)，則通向相鄰采區(qū)的回風(fēng)上山。

3）W型系統(tǒng)用于高瓦斯的長工作面或雙工作面。由中間及下部平巷進(jìn)風(fēng)，上部平巷回風(fēng)時，上、下段工作面均為上行風(fēng)；但其上段風(fēng)速高，對防塵不利；上隅角瓦斯可能超限。所以在瓦斯涌出量很大時，常采用上、下平巷進(jìn)風(fēng)，中間平巷回風(fēng)；或者反之，由中間巷進(jìn)風(fēng)，上、下平巷回風(fēng)，以增加風(fēng)量，提高產(chǎn)量。

W型系統(tǒng)的工作面風(fēng)量可比U型大1倍，風(fēng)流在工作面的流動距離短，溫升小，有利于高溫工作面降溫。W型前進(jìn)式系統(tǒng)巷道維護(hù)在采空區(qū)，漏風(fēng)大，采空區(qū)涌出的瓦斯量也大。

W型后退式是高瓦斯綜采面通風(fēng)的重要形式。

三、礦井反風(fēng)

反風(fēng)是一種主要針對礦井進(jìn)風(fēng)段火災(zāi)的通風(fēng)抗災(zāi)技術(shù)。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)礦井的主要通風(fēng)機必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在10分鐘以內(nèi)改變巷道內(nèi)的風(fēng)流方向；當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機的供風(fēng)量不得小于正常供風(fēng)量的40%。礦井每季度應(yīng)至少檢查一次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)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)行一次反風(fēng)演習(xí)。

四、礦井通風(fēng)的基本知識

1．壓力

空氣分子不停地?zé)徇\動和地球引力的作用，使空氣具有對外作功的能力，或?qū)ξ矬w表面及器壁呈現(xiàn)壓力，即為空氣壓力，又稱大氣壓力Po

壓力單位為Pa、mmH2O、bar、atm

1mmH2O=9.80665Pa

1bar=105Pa

1atm=101324.96Pa

1Pa=1N/m2

1mmHg=13.6mmH2O

使空氣沿井下巷道產(chǎn)生流動的空氣壓力差稱為礦井通風(fēng)壓力。

井下空氣壓力低于當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫胸?fù)壓力，反之叫正壓力。

（1）靜壓：空氣的分子無時無刻不在作無秩序的熱運動對器壁所呈現(xiàn)的壓力。

靜壓特點

a.無論靜止的空氣還是流動的空氣都具有靜壓力；

b.風(fēng)流中任一點的靜壓各向同值，且垂直于作用面；

c.風(fēng)流靜壓的大?。梢杂脙x表測量）反映了單位體積風(fēng)流所具有的能夠?qū)ν庾鞴Φ撵o壓能的多少。如說風(fēng)流的壓力為101332Pa，則指風(fēng)流1m3具有101332J的靜壓能。

（2）位壓

物體在地球重力場中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一種能量叫重力位能，簡稱位能

位能的特點

a.位能是相對某一基準(zhǔn)面而具有的能量，它隨所選基準(zhǔn)面的變化而變化。但位能差為定值。

b.位能是一種潛在的能量，它在本處對外無力的效應(yīng)，即不呈現(xiàn)壓力，故不能象靜壓那樣用儀表進(jìn)行直接測量。

c.位能和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化，在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化時遵循能量守恒定律。

（3）動壓

當(dāng)空氣流動時所顯現(xiàn)的壓力叫動壓或稱速壓，用符號hv表示，單位Pa。

動壓的計算

單位體積空氣所具有的動能為：Evi＝ri×V2×0.5

式中：ri－－I點的空氣密度，Kg/m3；

v－－I點的空氣流速，m/s。

動壓的特點

a.只有作定向流動的空氣才具有動壓，因此動壓具有方向性。

b.動壓總是大于零。垂直流動方向的作用面所承受的動壓最大（即流動方向上的動壓真值）；當(dāng)作用面與流動方向有夾角時，其感受到的動壓值將小于動壓真值。

c.在同一流動斷面上，由于風(fēng)速分布的不均勻性，各點的風(fēng)速不相等，所以其動壓值不等。

d.某斷面動壓即為該斷面平均風(fēng)速

（４）全壓

風(fēng)道中任一點風(fēng)流，在其流動方向上同時存在靜壓和動壓，兩者之和稱之為該點風(fēng)流的全壓，即：全壓＝靜壓＋動壓。

由于靜壓有絕對和相對之分，故全壓也有絕對和相對之分。

Ａ、絕對全壓（Pti）Pti＝Pi＋hvi

B、相對全壓（hti）hti＝hi＋hvi＝Pti－Poi

說明：A、相對全壓有正負(fù)之分；

B、無論正壓通還是負(fù)壓通風(fēng)，Pti>Pihti＞hi。

（5）巷道風(fēng)流的連續(xù)性

當(dāng)深度小于1000m時，其風(fēng)流密度變化不大，可視為不可壓縮流體。

Q1=Q2

S1×V1=S2×V2

式中Q1、Q2—斷面1、2的風(fēng)量，m3/s

S1、S2—斷面1、2的面積，m2

V1、V2—斷面1、2的風(fēng)速，m/s

五．通風(fēng)阻力

當(dāng)風(fēng)流在井巷中流動時，井巷的周壁對風(fēng)流表現(xiàn)為阻擋作用，稱為通風(fēng)阻力。

摩擦阻力：井下風(fēng)流沿井巷或管道流動時，由于空氣的粘性產(chǎn)生空氣之間的內(nèi)摩擦力以及空氣與井巷周壁間的摩擦而產(chǎn)生的阻力。

h摩=

式中h摩——巷道摩擦阻力，Pa

Q—通過巷道的風(fēng)量，m3/s

—巷道摩擦阻力系數(shù)，N?s2/m4

L—巷道長度，m

U—巷道周長（U=，梯形=4.16，

半園拱=3.90，三心拱=3.85），m

S—巷道斷面積，m2

局部阻力

空氣流經(jīng)巷道的某些局部地點，因渦流與沖擊等原因所造成的能量損失

3．減阻措施

①．?dāng)U大巷道斷面

②．選用周長較小的井巷

③．減少巷道長度

④．避免巷道風(fēng)量過大

⑤．盡可能避免斷面突然擴大或縮小

⑥．盡可能避免拐直角彎

⑦.可能避免突然分叉、匯合

⑧．減少風(fēng)速

⑨.理堆積物

二、通風(fēng)方法

自然通風(fēng)：利用自然條件產(chǎn)生的通風(fēng)壓力，使空氣在井下巷道中流動的通風(fēng)方法。

自然風(fēng)壓的影響因素：溫差、井深、密度

三．礦通風(fēng)方法

1．串聯(lián)的特點：總風(fēng)阻大，如上段發(fā)生事故污風(fēng)會影響下風(fēng)流。

2．并聯(lián)通風(fēng)優(yōu)點

（1）并聯(lián)總風(fēng)阻、總阻力小，耗電省

串聯(lián)并聯(lián)比較

（2）并聯(lián)各巷道風(fēng)流都為新風(fēng)

（3）若一條巷道發(fā)生事故，對其余巷道影響小

（4）并聯(lián)各巷道風(fēng)量可按需調(diào)節(jié)

3．對角巷道中的風(fēng)流不穩(wěn)定，可能反向甚至無風(fēng)

K=

K=1，BC巷無風(fēng)

K＞１，C→B

Ｋ＜１，B→C

五、礦井通風(fēng)構(gòu)筑物

礦井通風(fēng)設(shè)施（通風(fēng)構(gòu)筑物）按用途不同分：

引導(dǎo)風(fēng)流的設(shè)施（風(fēng)硐、風(fēng)橋、反風(fēng)設(shè)施、導(dǎo)風(fēng)板）

隔斷風(fēng)流的設(shè)施（防爆門、風(fēng)墻、風(fēng)門、防突門）

調(diào)節(jié)風(fēng)流的設(shè)施（風(fēng)窗）

按服務(wù)期不同分：

臨時通風(fēng)設(shè)施（服務(wù)年限3個月以下）

永久通風(fēng)設(shè)施

一、風(fēng)橋

在進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷交叉的地點須設(shè)置風(fēng)橋

二、風(fēng)墻

不通風(fēng)、不行人行車的巷道內(nèi)需設(shè)置風(fēng)墻（密閉）

用來封閉采空區(qū)、火區(qū)和廢棄的舊巷等

按服務(wù)年限長短，風(fēng)墻分為永久性和臨時性兩種

三、風(fēng)門

在人員和車輛可以通行、風(fēng)流不能通過的巷道中建風(fēng)門

通車風(fēng)門間距要大于一列車的長度

行人風(fēng)門間距不小于5m

風(fēng)門應(yīng)逆風(fēng)開啟；風(fēng)門要能自動關(guān)閉。風(fēng)門墻垛要用不燃性材料建筑，厚度不小于0.5m,嚴(yán)密不漏風(fēng)；風(fēng)門水溝要設(shè)反水池或擋風(fēng)簾；風(fēng)門前后5m無流砂雜物。

五、風(fēng)窗

風(fēng)窗是在風(fēng)門上方開一小窗，并有可滑移的窗板用來改變窗口面積，使各風(fēng)路中的風(fēng)量滿足調(diào)風(fēng)的需要

第三節(jié)掘進(jìn)工作面的通風(fēng)

一、利用礦井全風(fēng)壓通風(fēng)

1．用縱向風(fēng)墻或風(fēng)障導(dǎo)風(fēng)

2．利用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)

利用全風(fēng)壓通風(fēng)管理方便，但風(fēng)壓小、風(fēng)量低，只適用于短距離掘進(jìn)巷道或兩條長距離巷道同時掘進(jìn)

二、引射器通風(fēng)利用全風(fēng)壓通風(fēng)管理方便，但風(fēng)壓小、風(fēng)量低，只適用于短距離掘進(jìn)巷道或兩條長距離巷道同時掘進(jìn)

二、引射器通風(fēng)

《規(guī)程》第127條規(guī)定，掘進(jìn)巷道必須采用礦井全風(fēng)壓通風(fēng)或局部通風(fēng)機通風(fēng)。煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷的掘進(jìn)通風(fēng)方式應(yīng)采用壓入式，不得采用抽出式

混合式：長壓短抽；抽出式風(fēng)筒吸風(fēng)口應(yīng)安設(shè)瓦斯自動檢測報警斷電裝置；抽、壓局部通風(fēng)機聯(lián)動閉鎖

瓦斯噴出區(qū)域和突出煤層的掘進(jìn)通風(fēng)方式必須采用壓入式

第四節(jié)掘進(jìn)通風(fēng)管理

一、保證局部通風(fēng)機安全運轉(zhuǎn)

根據(jù)《規(guī)程》第128條、第129條的要求，應(yīng)做到：

（1）局部通風(fēng)機要有專人負(fù)責(zé)管理

（2）防循環(huán)風(fēng)產(chǎn)生。壓入式局部通風(fēng)機和啟動裝置必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中，距回風(fēng)口不小于10m；局部通風(fēng)機吸入風(fēng)量必須小于全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量，以免發(fā)生循環(huán)風(fēng)（循環(huán)風(fēng)：一臺局扇的回風(fēng)部分或全部進(jìn)入同一臺局扇的進(jìn)風(fēng)流。）例：2000年3月3日四川省內(nèi)江市向家寨煤礦井下的掘進(jìn)頭，采煤工人隨意移動局部通風(fēng)機而拉循環(huán)風(fēng)，造成瓦斯積聚，在沒有瓦斯檢查工檢查瓦斯情況下，工人違章用煤電鉆動力電纜搭線爆破，短路產(chǎn)生火花引燃瓦斯，又有部分懸浮煤塵發(fā)生爆炸，造成6人死亡，傷10人，直接經(jīng)濟損失數(shù)十萬元

例：四川省什邡市八角鎮(zhèn)紅旗煤礦，用一臺5.5KW局部通風(fēng)機向二號眼、三號眼兩個磧頭供風(fēng)。礦井供風(fēng)量嚴(yán)重不足，局部通風(fēng)機拉循環(huán)風(fēng)，未能將涌出的瓦斯及時稀釋排出，煤電鉆失爆產(chǎn)生火花，一平巷三號眼掘進(jìn)磧頭于2002年5月9日21時15分發(fā)生瓦斯爆炸事故，死亡5人，直接經(jīng)濟損失25萬元

例：2002年4月24日19時15分，四川省攀枝花煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司花山煤礦+1030m水平四采區(qū)4234采煤工作面六號超前掘進(jìn)磧頭，爆破前斷開風(fēng)筒，造成瓦斯積聚，爆破時未使用水炮泥，封泥長度嚴(yán)重不足，爆破火花引起瓦斯爆炸，死亡24人，重傷3人，直接經(jīng)濟損失281萬元

（3）必須采用抗靜電、阻燃風(fēng)筒

（4）低瓦斯礦井掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機，可采用裝有選擇性漏電保護(hù)裝置的供電線路供電或與采煤工作面分開供電；在瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，所有掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機，都應(yīng)裝設(shè)三專（專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路）供電

（5）沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦井的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷的掘進(jìn)工作面，必須裝備甲烷風(fēng)電閉鎖裝置或甲烷斷電儀和風(fēng)電閉鎖裝置。沒有裝備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的無瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面，必須裝備風(fēng)電閉鎖裝置

（6）嚴(yán)禁使用三臺或三臺以上的局部通風(fēng)機同時向一個掘進(jìn)工作面供風(fēng)；不得使用一臺局部通風(fēng)機同時向2個作業(yè)的掘進(jìn)工作面供風(fēng)，否則易造成掘進(jìn)頭風(fēng)量不夠例：2000年6月15日四川省攀枝花市仁和區(qū)下馬家田煤礦一號井三號煤層掘進(jìn)工作面，瓦斯爆炸，死亡6人，傷4人。原因是局部通風(fēng)機不合格，吸風(fēng)量不夠，同一臺局部通風(fēng)機同時向三個作業(yè)的掘進(jìn)工作面供風(fēng)，風(fēng)量嚴(yán)重不足（風(fēng)筒出口風(fēng)量不足20m3/min），瓦斯積聚，瓦斯檢查工漏檢，工人違章拆卸礦燈產(chǎn)生火花

（7）嚴(yán)格停開制度。使用局部通風(fēng)機通風(fēng)的掘進(jìn)工作面，不得停風(fēng)；因檢修、停電等原因停風(fēng)時，必須撤人、斷電。局部通風(fēng)機及其開關(guān)附近10m內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛炔怀^0.5%時，方可人工開動

（8）及時處理局部通風(fēng)機的故障

二、減少風(fēng)筒的漏風(fēng)，提高有效風(fēng)量

（1）應(yīng)適當(dāng)加大每節(jié)風(fēng)筒長度，減少接頭數(shù)（2）不斷改進(jìn)風(fēng)筒的連接方法（3）及時修補風(fēng)筒

（4）堵補風(fēng)筒的針眼

三、降低風(fēng)筒的風(fēng)阻，增加通風(fēng)距離

（1）適當(dāng)選用大直徑風(fēng)筒

（2）提高安裝質(zhì)量，風(fēng)筒須拉緊

（3）懸吊平直，靠幫靠頂，懸吊穩(wěn)妥

（4）避免拐硬彎，可使用短節(jié)彎頭或鐵風(fēng)筒彎頭

（5）當(dāng)直徑不同的風(fēng)筒相連時，應(yīng)用過渡節(jié)

（6）當(dāng)風(fēng)筒中有積水時，須及時放出，防變形、損壞

風(fēng)筒雙反邊:順著風(fēng)流的方向,將上一節(jié)風(fēng)筒的鐵圈插入下一節(jié)風(fēng)筒的鐵圈內(nèi),使其平行、筘緊；之后將上一節(jié)風(fēng)筒的反邊順風(fēng)流方向翻過來壓在下一節(jié)風(fēng)筒的圈上，之后逆風(fēng)流方向?qū)晒?jié)風(fēng)筒的反邊都翻過來壓在上一節(jié)風(fēng)筒的圈上。

四、掘進(jìn)通風(fēng)安全技術(shù)裝備系列化

1．保證局部通風(fēng)機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的裝置

（1）雙風(fēng)機、雙電源、自動換機和風(fēng)筒自動倒風(fēng)裝置（2）三專兩閉鎖裝置

（3）局部通風(fēng)機開停傳感器

2．加強瓦斯檢查監(jiān)測

3．綜合防塵措施

4．防火防爆安全措施

5．隔爆與自救措施

第三章：礦井通風(fēng)技術(shù)測定

《規(guī)程》第105條，礦井每十天進(jìn)行一次全面測風(fēng)

一、測風(fēng)儀表

風(fēng)表根據(jù)測量范圍可分為:

高速（＞10m/s）

中速（0.5～10m/s）

低速(0.3～0.5m/s)

表=n/t

式中表—表速，m/s

n—風(fēng)表讀數(shù)

t—測定時間，s

=a+b

式中—真風(fēng)速（扣除風(fēng)表誤差后的風(fēng)速），m/s

a、b—常數(shù)

二、測風(fēng)地點的選擇

測風(fēng)站

四、測風(fēng)方法

1、側(cè)身法

2、迎面法

平均風(fēng)速由下式計算：

=K

式中K—校正系數(shù)，側(cè)身法時K=(S-0.4)/S，迎面法時K=1.14

五、井巷風(fēng)量

Q=S

式中Q—井巷風(fēng)量，m3/s

S—測風(fēng)地點的井巷斷面積，m2

—井巷平均風(fēng)速，m/s

六、風(fēng)表測風(fēng)注意事項

(1)防風(fēng)表倒轉(zhuǎn)出現(xiàn)讀數(shù)誤差

(2)風(fēng)表距人不能太近

(3)風(fēng)表均勻移動以免測值偏大或偏小

(4)一斷面測風(fēng)次數(shù)不少于三次，相互誤差不超過5%

(5)所用風(fēng)表與所測風(fēng)速要適應(yīng)

(6)人、車過時不測

(7)風(fēng)門開啟時不測

(8)測風(fēng)時防冒頂、觸電

(9)嚴(yán)禁擠壓測風(fēng)工具

(10)風(fēng)表起點距底板約200mm、距邦約200mm，第一線距邦不大于200mm。每一線的時間距離要均勻。

七、煙霧法

當(dāng)風(fēng)速小于0.1～0.2m/s時

=KL/t

式中K—校正系數(shù)，取0.8～0.９

L—煙霧流經(jīng)的距離,m

t—煙霧流經(jīng)的時間,s第四節(jié)井巷漏風(fēng)的控制

一、漏風(fēng)的原因

漏風(fēng)主要是由于漏風(fēng)區(qū)兩端有壓差造成的

二、漏風(fēng)的分類

礦井漏風(fēng)按其地點可分為外部漏風(fēng)和內(nèi)部漏風(fēng)

按照漏風(fēng)分布的性質(zhì)可以分為局部漏風(fēng)和連續(xù)分布漏風(fēng)

三、衡量礦井漏風(fēng)程度的指標(biāo)礦井有效風(fēng)量是礦井各獨立用風(fēng)地點的風(fēng)量之和

例：某礦井總風(fēng)量為800米3/分，主要通風(fēng)機風(fēng)量為840米3/分。有2個采煤工作面，每個供風(fēng)量200米3/分；有1個備用工作面，供風(fēng)量100米3/分；有2個掘進(jìn)工作面，每個供風(fēng)量100米3/分；有采區(qū)絞車房及變電硐室各1個，每個供風(fēng)量60米3/分。其中有1個采煤工作面與1個掘進(jìn)工作面串聯(lián)通風(fēng)，其余用風(fēng)地點都獨立通風(fēng)，無獨立通風(fēng)的其他地點，計算礦井漏風(fēng)指標(biāo)。

因為有1個采煤工作面與1個掘進(jìn)工作面串聯(lián)通風(fēng)，計算礦井有效風(fēng)量時只計算1個，選擇2個風(fēng)量中最大的，即200米3/分。

礦井有效風(fēng)量=200×2+100+100+60×2

=720米3/分

礦井有效風(fēng)量率=720×100%/840

=85.7%

礦井外部漏風(fēng)量率

=（840-800）×100%/840=4.8%

礦井內(nèi)部漏風(fēng)量率

=（800-720）×100%/840=9.5%

第三章礦塵防治

第一節(jié)礦塵的基本知識

一、礦塵的分類

煤塵：顆粒直徑小于1mm的煤炭顆粒，一般煤塵中游離sio2的含量小于1%。

巖塵：顆粒直徑小于5mm的巖石顆粒，一般煤塵中游離sio2的含量小于1%。

呼吸性粉塵：主要指粒徑為5μm以下的微細(xì)塵粒，它能通過人體上呼吸道進(jìn)入肺區(qū)，是導(dǎo)致塵肺病的病因。

煤塵堆積：井下巷道有厚度超過2mm，連續(xù)長度超過5米的煤塵。

主要水槽（重型）按400L/m2、輔助水槽（輕型）按200L/m2計算水量。

水槽棚垂直于巷道軸線方向，靠頂板橫向安設(shè)，并符合

二、礦塵的危害

1.污染工業(yè)場所，引進(jìn)職業(yè)?。?/p>

2.某些礦塵在一定條件下可以爆炸；

3.加速機器磨損，縮短精密儀器的壽命。

4.降低工業(yè)場所的能見度，增加工傷事故的發(fā)生。

二、《規(guī)程》對礦塵濃度和風(fēng)速的要求一、礦井瓦斯防治

礦井瓦斯是指煤礦井下從煤、巖層中涌出的以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的以甲烷（CH4）為主的有毒有害氣體的總稱，有時單獨指甲烷。甲烷是一種無色、無味、無臭的氣體，比空氣輕。風(fēng)速較低時，瓦斯會積聚在巷道頂部及冒頂處上部，因此，必須加強這些地方瓦斯的檢查和處理。瓦斯具有很強的滲透性，即在一定的瓦斯壓力和地壓力共同作用下，瓦斯能從煤巖體中向采掘空間涌出，甚至噴出或突出。

1.礦井瓦斯的危害

礦井瓦斯給安全生產(chǎn)帶來極大的威脅，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）井下空氣中瓦斯?jié)舛容^高時，會相對地降低空氣中氧氣含量，使人窒息死亡。

（2）瓦斯爆炸后產(chǎn)生高溫，即爆炸產(chǎn)生的熱量迅速加熱周圍空氣，一般情況下溫度在1850℃以上；瓦斯爆炸后產(chǎn)生高壓，即周圍氣體溫度急劇升高時，就必然引起氣體壓力的突然增大，一般爆炸后的壓力可以達(dá)到爆炸前的9倍；瓦斯爆炸后產(chǎn)生正向及反向沖擊，直接造成人員傷亡、設(shè)備損失，巷道破壞；瓦斯爆炸后產(chǎn)生一氧化碳等有害氣體，使人中毒而亡；瓦斯爆炸要消耗大量氧氣，使爆炸現(xiàn)場氧氣濃度急劇下降，使人窒息而亡。（3）某些地區(qū)煤（巖）體內(nèi)的瓦斯量較大時，瓦斯會因采掘活動的影響而以突然的、猛烈的形式被釋放出來，同時帶出大量的煤（巖），直接造成人員傷亡，設(shè)備、設(shè)施或巷道的破壞。

2.礦井瓦斯涌出及瓦斯等級（1）瓦斯涌出的概念

礦井在生產(chǎn)或建設(shè)過，煤體受到破壞，貯存在煤體內(nèi)的部分瓦斯就會離開煤體而涌入采掘空間，這種現(xiàn)象叫做瓦斯涌出。

（2）瓦斯涌出的形式

1）普通涌出。瓦斯沿著煤、巖體內(nèi)的微細(xì)空隙緩緩地、連續(xù)地涌向采掘空間的現(xiàn)象，稱為礦井瓦斯的普通涌出。

2）特殊涌出。如果煤巖層中含有大量瓦斯，采掘工作進(jìn)入這些地段時，這些瓦斯就會在極端內(nèi)，突然大量地涌出，可能還伴有碎煤或巖塊，這種現(xiàn)象叫特殊涌出。它包括瓦斯噴出及煤與瓦斯突出。

（3）瓦斯涌出量

礦井瓦斯涌出量是指礦井在生產(chǎn)過程中實際涌進(jìn)巷道的瓦斯量。表示礦井瓦斯涌出量的方法有兩種。

1）絕對瓦斯涌出量。單位時間內(nèi)涌進(jìn)采掘巷道的瓦斯量，稱為絕對瓦斯涌出量。用m3/min或m3/d表示。

2）相對瓦斯涌出量。礦井在正常生產(chǎn)條件下，平均日產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯量，用m3/t表示。

（4）影響瓦斯涌出的因素。

1）開采規(guī)模。開采范圍越大，瓦斯涌出量越大。

2）開采深度。開采深度越深，瓦斯涌出量越大。

3）煤層瓦斯含量。它是影響瓦斯涌出量的決定因素。瓦斯含量越高，其涌出量就越大。

4）地面大氣壓力的變化。地面大氣壓力增大，礦井瓦斯涌出量減少；相反，則瓦斯涌出量增大。

5）生產(chǎn)工藝。打眼、放炮、落煤時，瓦斯涌出量增加；其余時間瓦斯涌出量減少。

6）礦井通風(fēng)壓力。抽出式通風(fēng)的礦井瓦斯涌出量大；壓入式通風(fēng)的礦井，瓦斯涌出量見效。

7）開采順序、采煤方法、頂板管理、采空區(qū)管理以及開采層的地質(zhì)構(gòu)造都對瓦斯涌出量的影響較大。因此，可根據(jù)礦井的具體條件，找出主要影響因素，采取有效的防治措施。

（5）礦井瓦斯等級的確定

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：礦井瓦斯等級，根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分。劃分的類型有：

1）低瓦斯礦井。礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t，且礦井絕對瓦斯涌出量小于40m3/min。

2）高瓦斯礦井。礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min。

3）煤與瓦斯突出礦井。

礦井按照瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出的不同形式，劃分成不同類型的瓦斯礦井，以便于礦井開采設(shè)計、便于礦井的安全管理、便于礦井設(shè)備的選擇和資金投入。

3.瓦斯爆炸的條件及其影響因素

瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣，三者缺一不可。

（1）瓦斯?jié)舛?/p>

瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們在把空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%—16%，5%為爆炸下限，16%為爆炸上限

瓦斯爆炸界限不是固定不變的，它受許多因素的影響。

1）可燃?xì)怏w的混入，使瓦斯爆炸界限擴大。

2）惰性氣體的混入，降低了氧濃度，使瓦斯爆炸的危險性和爆炸界限降低。

3）煤塵摻入可降低瓦斯爆炸下限。

4）瓦斯與空氣混合氣體的初始壓力越大，爆炸界限范圍越大。

5）瓦斯與空氣混合氣體的初始溫度越高，爆炸界限范圍越大。（2）引火溫度

瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為瓦斯的引火溫度是650—750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化，當(dāng)瓦斯含量在7%—8%時，最易引燃；當(dāng)混合氣體的壓力增高時，引火溫度降低；在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。

（3）氧氣濃度

當(dāng)氧濃度低于12%時，混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。正確認(rèn)識氧含量對瓦斯爆炸的作用，對密閉或啟封火區(qū)及對封閉火區(qū)滅火時，判斷火區(qū)內(nèi)有無瓦斯爆炸性均有指導(dǎo)意義。

4.預(yù)防瓦斯爆炸的措施

預(yù)防爆炸三個條件缺一不可，由于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定井下空氣中氧濃度不能低于20%，因此，預(yù)防瓦斯爆炸的有效措施，主要從防止瓦斯積聚和消除火源著手。

（1）防止瓦斯積聚的措施

所謂瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^2%，其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。防止瓦斯積聚的方法有：

1）加強通風(fēng)。防止瓦斯積聚的最主要的措施是加強通風(fēng)。礦井建立一個完善合理的礦井通風(fēng)現(xiàn)象，做到穩(wěn)定、可靠、連續(xù)地向井下所有用風(fēng)地點輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，以保證及時排除和沖淡礦井瓦斯和粉塵，使井下各處的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》的要求。

2）嚴(yán)格檢查和監(jiān)測井下瓦斯?jié)舛取?yán)格檢查礦井的通風(fēng)狀況及瓦斯?jié)舛鹊淖兓峭咚沟V井重要的日常管理工作，它是防止瓦斯事故的前提。為了防止漏檢，除加強管理，加強教育，提高工作者的責(zé)任心之外，還必須應(yīng)用現(xiàn)代化裝備，采用先進(jìn)的瓦斯自動檢測報警裝置。

3）及時處理積聚瓦斯?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，每一礦井必須從采掘生產(chǎn)管理上采取措施，防止瓦斯積聚。當(dāng)發(fā)生瓦斯積聚時，必須及時處理，這是礦井日常瓦斯管理工作的重要內(nèi)容，是預(yù)防瓦斯爆炸的關(guān)鍵工作。

生產(chǎn)中容易積聚瓦斯的地點有：采煤工作面上隅角、獨頭掘進(jìn)工作面的巷道隅角、采煤機附近、頂板冒落的空洞內(nèi)、停風(fēng)的盲巷中、低風(fēng)速巷道的頂板附近、綜采工作面放煤口及采空區(qū)邊界處、發(fā)生瓦斯噴出的地點等。處理局部積聚瓦斯的方法主要：加大風(fēng)速及風(fēng)量、密閉隔離和抽放瓦斯三種。4）抽放瓦斯。對于采用一般通風(fēng)方法不能解決瓦斯超限的礦井或工作面，可以采用抽放瓦斯的方法，將瓦斯抽至地面加以儲存利用或排除。（2）防止瓦斯引燃的措施防止瓦斯引燃的原則：禁止一切非生產(chǎn)需要的火源下井；對生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源嚴(yán)加管理；防止熱源產(chǎn)生或限制其引燃瓦斯的能力。

1）加強明火管理。按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定：嚴(yán)禁煙火進(jìn)入井下；井下嚴(yán)禁使用燈泡取暖或使用電爐；井下禁止打開礦燈外殼；井口房、瓦斯抽放站及通風(fēng)機房周圍20m內(nèi)禁止使用明火；井下焊接時，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格井下火區(qū)的管理等。任何人發(fā)現(xiàn)井下火災(zāi)時，應(yīng)立即采取一切可能的辦法直接滅火，并迅速報告礦調(diào)度室。

2）消除電器火花。井下使用的電氣設(shè)備及供電網(wǎng)絡(luò)，都必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)要求。要保證電氣設(shè)備的防爆性能好，消除電器火花的產(chǎn)生。

3）防止靜電火源。礦井中使用的高分子材料（如塑料、橡膠、樹脂）制品，其表面電阻應(yīng)低于規(guī)定值。灑水、排水用塑料管壁表面電阻應(yīng)小于109Ω，壓風(fēng)管、噴漿管壁表面電阻應(yīng)小于108Ω，抽放瓦斯用管壁表面電阻應(yīng)小于106Ω。

4）防止摩擦火花。由于機械化程度的不斷提高，機械摩擦、沖擊火花引起的燃燒危險增加了。為防止由此而發(fā)生瓦斯爆炸事故，采取的措施有：在摩擦發(fā)熱的部件上安設(shè)過熱保護(hù)裝置（如液壓聯(lián)軸器上的易熔合金塞），溫度檢測報警斷電裝置，利用難引燃性合金工具，在摩擦部件的金屬表面溶敷活性小的金屬（如鉻），使形成的摩擦火花難以引燃瓦斯。

5）嚴(yán)格放炮制度。有瓦斯爆炸危險的煤層中，采掘工作面只準(zhǔn)使用煤礦安全炸藥和瞬發(fā)電雷管，在使用毫秒煙氣電雷管時，最后一段的延期時間不得超過130ms。打眼、放炮和封泥都必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。嚴(yán)禁放糊炮、明火放炮和一次裝藥分次放炮。

5.采掘工作面的瓦斯管理與突出預(yù)防措施

（1）采掘工作面瓦斯管理

1）加強對通風(fēng)專業(yè)隊伍的管理，層層建立安全責(zé)任制。

2）加強工作面瓦斯監(jiān)測，嚴(yán)格執(zhí)行各項瓦斯管理制度。

3）加強掘進(jìn)工作面通風(fēng)管理。

4）搞好隔爆設(shè)施管理。

5）加強火源管理，消除引爆條件。

①采掘工作面電氣設(shè)備檢修維護(hù)要實行包機、包片和定期檢修制度，保證綜合保護(hù)靈敏可靠；嚴(yán)禁帶電作業(yè)；杜絕“雞爪子”“羊尾巴”、明接頭等。②嚴(yán)格放炮管理，必須執(zhí)行“一炮三檢制”“三人連鎖放炮制”。

（2）煤與瓦斯突出的預(yù)防措施。

在防治煤與瓦斯突出的實踐中，我國總結(jié)了一套行之有效的綜合防突措施，習(xí)慣上稱為“四位一體”的防突措施，即突出危險性預(yù)測、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗和安全防護(hù)措施。

突出危險性預(yù)測。分為區(qū)域突出危險性預(yù)測和工作面突出危險性預(yù)測。

區(qū)域突出危險性預(yù)測。其任務(wù)是確定井田內(nèi)煤層和煤層區(qū)域的煤與瓦斯突出危險性。

區(qū)域預(yù)測是對新礦井、新采區(qū)或新水平進(jìn)行突出危險性的分類，將其分為突出危險區(qū)、突出威脅區(qū)和無突出危險區(qū)。因被預(yù)測的煤層還未被揭露，只能通過鉆孔、煤樣進(jìn)行測定煤層中的瓦斯壓力和化驗煤樣的物理力學(xué)性質(zhì)，或用上水平、鄰近礦井的瓦斯、地質(zhì)資料進(jìn)行類比，得出結(jié)論。目前，采用單向指標(biāo)法、地質(zhì)統(tǒng)計法和綜合指標(biāo)法進(jìn)行區(qū)域預(yù)測，近幾年又研究使用物探的方法對突出煤層進(jìn)行區(qū)域預(yù)測。

工作面突出危險性預(yù)測，其預(yù)測工作是在生產(chǎn)過程中進(jìn)行的，又稱為日常預(yù)測。包

括石門揭煤工作面、煤巷掘進(jìn)工作面和采煤工作面突出危險性預(yù)測。目前，我國大多采用接觸式預(yù)測方法，以鉆孔排粉量、鉆孔瓦斯涌出初速度或者鉆屑瓦斯解吸特征作為日常預(yù)測突出危險性的判斷依據(jù)。近幾年來，我國已開展了非接觸式預(yù)測突出危險性的方法，如煤體溫度變化監(jiān)測、瓦斯涌出動態(tài)檢測等的研究和應(yīng)用。

2）煤與瓦斯突出防治措施。煤與瓦斯突出防治措施是在預(yù)測突出危險性的基礎(chǔ)上實施防突工作極其重要的環(huán)節(jié)。防突措施分為區(qū)域性措施和局部性防突措施。

區(qū)域性防突措施包括開采保護(hù)層、預(yù)抽突出煤層瓦斯、突出煤層注水等。這些措施的作用在于消除與減弱應(yīng)力集中，使突出層卸壓與排放瓦斯，從而消除大面積的煤層區(qū)域突出危險性。

局部性防突措施包括超前抽放鉆孔、松動爆破、水力沖孔、卸壓槽、金屬骨架等。這些措施的作用在于使突出煤層采掘工作面前方煤體產(chǎn)生地應(yīng)力減弱、集中應(yīng)力解除與瓦斯抽放的效果，從而消除突出危險性。

3）防突措施的效果檢驗。防突措施的檢驗就是根據(jù)煤與瓦斯突出預(yù)測中的有關(guān)規(guī)定，

對采取措施后的煤層再進(jìn)行一次突出危險性指標(biāo)的測定，根據(jù)實測的指標(biāo)值判斷是否降到臨界值以下、有無突出危險。如果檢驗結(jié)果表明防突措施有效，就可以在采取安全防護(hù)措施后繼續(xù)采掘作業(yè)。如果檢驗該防突措施無效或效果不好，就必須采取附加措施并經(jīng)檢驗有效后，方可采取安全防護(hù)措施繼續(xù)作業(yè)。防突措施效果檢驗的方法與工作面突出危險性預(yù)測方法基本相同。

4）安全防護(hù)措施。其目的在于預(yù)測失誤或防突措施失效后發(fā)生突出時，避免造成人員傷害，從而建立起防止突出事故的第二道保障線。安全防護(hù)措施主要包括巖巷揭穿突出煤層的震動放炮、遠(yuǎn)距離放炮、反向風(fēng)門、避難所、擋欄設(shè)施、壓風(fēng)自救系統(tǒng)和隔離式自救器等。

實踐證明，“四位一體”綜合防突措施體系，使我們防突技術(shù)提高到一個新的水平。

二、礦井火災(zāi)防治

1.礦井火災(zāi)的危害

火災(zāi)是礦山的五大自然災(zāi)害之一。井下發(fā)生火災(zāi)，不僅會造成資源的損失、設(shè)備設(shè)施的損壞，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，而且更為嚴(yán)重的是會直接威脅礦工的生命安全。

礦井火災(zāi)的危害具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）井下發(fā)生火災(zāi)后，產(chǎn)生大量的有害氣體。高溫?zé)熈鞯卤娨谎趸?、二氧化碳等氣體會使人員窒息、中毒，嚴(yán)重威脅著礦工的生命安全。（2）引起瓦斯、煤塵爆炸。在有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井，火災(zāi)不僅會直接導(dǎo)致瓦斯、煤塵爆炸，就是在處理火災(zāi)事故中，也極易誘發(fā)瓦斯、煤塵爆炸事故，從而擴大災(zāi)情。

（3）產(chǎn)生再生火源。熾熱的含揮發(fā)性氣體的煙流與相接巷道新鮮風(fēng)流交匯燃燒，火源下風(fēng)側(cè)可能出現(xiàn)若干再生火源，使煤炭資源大量被燒毀或凍結(jié)、損壞機械設(shè)備。

（4）產(chǎn)生火風(fēng)壓。火風(fēng)壓是指火災(zāi)產(chǎn)生的高溫?zé)熈髁鹘?jīng)有標(biāo)高差的井巷所產(chǎn)生的附加風(fēng)壓。火風(fēng)壓常會造成風(fēng)流紊亂，使某些井巷的風(fēng)流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致受災(zāi)范圍擴大，容易使滅火人員陷入獲區(qū)。

2.礦井火災(zāi)的分類

根據(jù)發(fā)生火災(zāi)的原因不同，一般把礦井火災(zāi)分為兩類：外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)。

（1）外因火災(zāi)

外因火災(zāi)是指由外部火源引起的火災(zāi)。

外因火災(zāi)的特點是突然發(fā)生、火勢兇猛、可防性差，可能發(fā)生在井下任何地點，但多數(shù)發(fā)生在井口房、井筒、機電硐室、火藥庫以及安裝有機電設(shè)備的巷道或工作面內(nèi)，如果不能及時處理，往往可能釀成重特大事故。

（2）內(nèi)因火災(zāi)

內(nèi)因火災(zāi)又稱自然火災(zāi)。由于煤炭或其他易燃物自身氧化積熱，發(fā)生燃燒引起的火災(zāi)。內(nèi)因火災(zāi)的特點是發(fā)生在有限的條件下，有預(yù)兆，燃燒過程較為緩慢，伴生有害氣體，不易早期發(fā)現(xiàn)，且火源隱蔽，有些發(fā)火地點很難接近，滅火難度大，時間長。內(nèi)因火災(zāi)大多數(shù)發(fā)生在采空區(qū)、遺留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的冒高處以及浮煤堆積的地點。

3.外因火災(zāi)的防治

（1）防止火源的產(chǎn)生

1）加強明火管理。嚴(yán)格杜絕火源。嚴(yán)禁將煙火帶入井下，嚴(yán)禁井下吸煙，井口房和通風(fēng)機房附近20m內(nèi)嚴(yán)禁煙火，也不準(zhǔn)用火爐取暖。井下嚴(yán)禁使用燈泡或電爐取暖。

2）井下和井口房內(nèi)不得從事電焊、電焊作業(yè)，必須作業(yè)時要嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行。

3）地面木料場、矸石山、爐灰場與進(jìn)風(fēng)井的距離不得小于80m。不得將矸石山或爐灰場在進(jìn)風(fēng)井的主導(dǎo)風(fēng)上風(fēng)側(cè)，也不得設(shè)在表土10以內(nèi)有煤層的地面上和設(shè)在有漏風(fēng)的采空區(qū)上方的塌陷范圍內(nèi)。

4）嚴(yán)禁在井下存放用完后剩下的汽油、沒有和變壓器油。

（2）采用不燃性材料支護(hù)

新建礦井的永久井架和井口房、以井口為中心的聯(lián)合建筑井筒、平硐與各水平的連接處及井底車場，主要絞車道與主要運輸巷、回風(fēng)巷的連接處，井下機電設(shè)備硐室，主要巷道內(nèi)帶式輸送機機頭前后兩端各20m范圍內(nèi)，都必須用不燃性材料支護(hù)。

（3）防止電氣火災(zāi)

電氣火災(zāi)是指發(fā)生在各種電氣設(shè)備上的火災(zāi)，常因供電過負(fù)荷、電氣元件接觸不良、操作失誤產(chǎn)生電弧火花引起。

預(yù)防電氣火災(zāi)的措施是：機電設(shè)備應(yīng)正確選用熔斷器（片），正確使用檢漏繼電器，當(dāng)電流短路、過載或接地時能及時切斷電源；電纜接頭必須使用防爆接線盒，嚴(yán)禁使用“雞爪子”和“羊尾巴”接頭；嚴(yán)禁違章使用和操作井下電氣設(shè)備等。

（4）防止摩擦火花引起火災(zāi)

隨著煤礦機械化程度的提高，必須做好井下機械運轉(zhuǎn)部分的保養(yǎng)和維護(hù)工作，防止摩擦和沖擊產(chǎn)生火花，引起火災(zāi)。

（5）防止火災(zāi)擴大

1）設(shè)置消防材料庫。消防材料庫的作用是儲存消防材料以便發(fā)生火災(zāi)時迅速而有效地滅火。因此，每一礦井必須在井上下設(shè)置符合要求的消防材料庫。

2）設(shè)置防火門。在進(jìn)風(fēng)井口、井底車場與井筒連接處、部分專用硐室出口處等位置都必須設(shè)置防火鐵門。防火鐵門必須易于關(guān)閉嚴(yán)密，一旦發(fā)生火災(zāi)能及時關(guān)閉。

3）設(shè)置消防水池和井下消防水管系統(tǒng)。每一礦井必須在地面設(shè)置消防水池和在井下設(shè)置消防管路系統(tǒng)。

4）及時發(fā)現(xiàn)初起火災(zāi)。及時發(fā)現(xiàn)初起外因火災(zāi)是防止其發(fā)展和控制其危害的一個重要措施。除用感覺器官（眼睛、鼻子、皮膚等）來察覺初起火災(zāi)外，還可用標(biāo)志性氣體、火災(zāi)監(jiān)測器、溫升變色涂料等來科學(xué)地判斷。

（6）外因火災(zāi)的滅火方法

常用的滅火方法有三種：直接滅火法、隔絕滅火法和聯(lián)合滅火法。

1）直接滅火法。直接滅火法包括以下幾種：

①清除可燃物。將著火帶及附近已發(fā)熱或正燃燒的可燃物挖出并運出井外。這是撲滅火災(zāi)最徹底的方法，但是采用這種方法的條件是：火災(zāi)處于初起階段，涉及范圍不大；火區(qū)無瓦斯、無煤塵爆炸危險；火源位于人員可直接到達(dá)的地點。

②用水滅火。用水滅火，簡單易行，經(jīng)濟有效。其作用是：強力水流把燃燒物的火焰壓滅，使燃燒物充分浸濕而阻止其繼續(xù)燃燒；水有很大的吸熱能力，能使燃燒物冷卻降溫；水遇火蒸發(fā)成大量水蒸氣，能沖淡災(zāi)區(qū)空氣中氧的濃度，并使燃燒物表面與空氣隔絕。因此水有較強的滅火作用。

用水滅火應(yīng)注意的問題：供水量要充足，否則，高溫火源會使水分解成具有爆炸性和氫和一氧化碳混合氣體（又稱水煤氣），帶來新的危險；滅火人員一定要站在火源的上風(fēng)側(cè)，并應(yīng)保持正常通風(fēng)，回風(fēng)道要通暢以便將火煙和水蒸氣引入回風(fēng)道排出；當(dāng)火勢旺時，應(yīng)先將水流射向火源外圍，不要直射火源中心；水能導(dǎo)電，因此，用水撲滅電器火災(zāi)時，應(yīng)先切斷電源，然后滅火；水比油密度大，油浮在水的表面，可以隨水流動而擴大火災(zāi)面積，因此，不能用水撲滅油類火災(zāi)；滅火過程中，要隨時檢查火區(qū)附近的瓦斯、一氧化碳濃度。

③用砂子（或巖粉）滅火。把砂子（或巖粉）直接撒在燃燒物體上能隔絕空氣，將火撲滅。通常用來撲滅初起的電氣設(shè)備火災(zāi)與油類火災(zāi)。

④用劃分滅火器滅火。目前礦山使用的化學(xué)滅火器有兩類：

泡沫滅火器。使用時將滅火器倒置，使內(nèi)外瓶中的酸性溶液和堿性溶液互相混合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成大量充滿二氧化碳的氣泡噴射出去，覆蓋在燃燒物體上隔絕空氣。在撲滅電器火災(zāi)時，應(yīng)首先切斷電源。

干粉滅火器。目前礦用干粉滅火器以磷酸銨粉為主藥劑。在高溫作用下磷酸銨粉末進(jìn)行一系列分解吸熱反應(yīng)，將火災(zāi)撲滅。目前適合于井下使用的干粉滅火器有滅火手雷和噴粉滅火器。

⑤高倍數(shù)泡沫滅火。遠(yuǎn)距離高倍數(shù)泡沫滅火是將高倍數(shù)起泡劑與壓力水混合后在風(fēng)扇的吹動下，經(jīng)過兩層錐形發(fā)泡線網(wǎng)，形成大量的泡沫涌向火源撲滅火災(zāi)。其原理是泡沫遇到高溫而蒸發(fā)成水蒸氣，吸收大量的熱，使溫度迅速下降，同時，大量的水蒸氣能降低火源周圍空氣中的氧氣含量，泡沫又迅速包圍燃燒物，使火與空氣隔絕而熄滅。

2）隔絕滅火法。當(dāng)井下火災(zāi)發(fā)展到不能直接被撲滅時，應(yīng)在所有通往火區(qū)的巷道內(nèi)砌筑密閉墻，使火源與外界隔絕，當(dāng)火區(qū)內(nèi)的氧氣消耗完后，火災(zāi)自行熄滅。

在建筑密閉墻時，一般先建進(jìn)風(fēng)側(cè)，后建回風(fēng)側(cè)。在有瓦斯涌出的火區(qū)，為防止瓦斯積聚，進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)要同時建筑密閉墻，同時封閉。對有發(fā)生瓦斯爆炸危險的火區(qū)，為保證救災(zāi)人員和建筑密閉墻人員的安全，應(yīng)盡快地建筑一道防爆墻。防爆墻一般用砂子、黃土、爐灰等裝在編織袋或麻袋內(nèi)，建成5—6m厚砂袋墻。

3）聯(lián)合滅火法。在單獨采用一種方法達(dá)不到滅火目的，或滅火時間太長時，可將直接滅火法和隔絕滅火法聯(lián)合起來運用，稱為聯(lián)合滅火法。歸納起來有以下幾種：①先隔絕，然后打開密閉墻用水直接滅火。

②包圍縮小火區(qū)，然后進(jìn)行封閉。

③移動密閉墻逐漸縮小火區(qū)，分段滅火。

④先封閉再灌漿滅火。

⑤封閉火區(qū)后注入惰性氣體，加速滅火。

⑥封閉火區(qū)，采用均壓（火區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)的風(fēng)壓差接近于零）滅火。

三、礦塵防治

1.礦塵的產(chǎn)生及其危害

（1）在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)過程中，如鉆眼工作、炸藥爆破、掘進(jìn)機和采煤機作業(yè)、礦物的裝載及運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量的礦塵。一般來說，在現(xiàn)有防塵技術(shù)措施條件下，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)塵量比例大致是：采煤工作面占45%—80%，掘進(jìn)工作面占20%—30%，錨噴作業(yè)點占10%—15%，運輸通風(fēng)巷道占5%—10%，其他作業(yè)點占2%—5%。各作業(yè)點隨機械化程度的提高，礦塵的生成量增大。

礦塵按其成分可分為巖塵、煤塵和水泥粉塵三類。按其存在狀態(tài)分為浮塵和落塵，浮塵是懸浮于礦內(nèi)空氣中的礦塵，落塵是從礦內(nèi)空氣中沉落下來的礦塵。（2）礦塵的危害

1）對人體的危害。人長期吸入礦塵后，輕者會患呼吸道炎癥，重者會患塵肺病。礦塵對人體的危害還有皮膚病、眼病和慢性中毒（如礦塵中含有鉛、汞等有毒粉塵）。

2）煤塵在一定條件下可以爆炸。煤塵能夠在完全沒有瓦斯存在的情況下爆炸，對于瓦斯礦井，煤塵則有可能與瓦斯同時爆炸。

3）降低工作場所能見度，容易發(fā)生工傷事故。在一些綜采工作面割煤時，工作面煤塵濃度高達(dá)4000—8000mg/m3，工作面能見度極低，往往會導(dǎo)致人員誤操作或不能及時發(fā)現(xiàn)事故隱患，增加了發(fā)生人身事故的可能性。

4）加速機械磨損，縮短設(shè)備使用壽命。隨著煤礦機械化、電氣化、自動化程度的提高，礦塵對設(shè)備性能及其使用壽命的影響會越來越突出，應(yīng)引起高度的重視。

2.煤塵爆炸及預(yù)防

（1）煤塵爆炸的條件

煤塵爆炸必須同時具備三個條件：煤塵本身具有爆炸性，并在空氣中有一定濃度；存在能引燃煤塵爆炸的熱源；有足夠氧濃度的空氣。

1）具有一定濃度的能夠爆炸的煤塵云。有的煤塵具有爆炸性，有的不具有爆炸性。具有爆炸性的煤塵只有在空氣中呈浮游狀態(tài)并具有一定的濃度時才能發(fā)生爆炸。

能形成爆炸的浮游煤塵濃度的范圍，叫煤塵爆炸界限。試驗表明，煤塵爆炸下限為45g/m3，上限為1500—2000g/m3。爆炸力最強的煤塵濃度為300—400g/m3。

2）高溫的熱源。能夠引燃煤塵爆炸的熱源溫度變化的范圍是比較大的，它與煤塵中揮發(fā)分含量有關(guān)。我國煤塵爆炸的引燃溫度變化大約在610—1050℃之間，煙煤一般650—900℃。煤礦井下能點燃煤塵的高溫火源主要為：爆破時出現(xiàn)的火焰、電氣火花、電弧、靜電放電、沖擊火花、摩擦高溫、井下火災(zāi)和瓦斯爆炸等。

3）空氣中氧濃度。空氣中氧含量低于18%時，煤塵就不會爆炸。但必須注意，空氣中氧濃度雖然減至18%以下，并不能完全防止瓦斯與煤塵在空氣中的混合物爆炸。

（2）預(yù)防煤塵爆炸的技術(shù)措施

預(yù)防煤塵爆炸的技術(shù)措施主要包括防塵措施、防止煤塵引燃的措施和各報措施三個方面。

1）防塵措施

①煤層注水濕潤煤體。在采煤和掘進(jìn)之前，利用鉆孔向煤層注入壓力水，使水沿著煤層的層理、節(jié)理或裂隙向四周擴散并滲入到煤體的微孔中去，增加煤的水分，使煤體和其內(nèi)部的原生煤塵都預(yù)先濕潤。同時，使煤體的塑性增強，以減少采煤時生成煤塵的數(shù)量。這是防治煤塵的一項根本措施。

②采空區(qū)灌水。采空區(qū)灌水也是一種預(yù)先濕潤煤體的防塵方法，當(dāng)采用下行垮落法分層開采活煤層、近距離且無隔水層法開采煤層群或急傾斜水平分層法采煤時，可以利用往采空區(qū)灌水的方法，以潤濕下分層下組煤的煤層，防止開采時生成大量的煤塵。

③濕式打眼。在工作面使用電鉆或風(fēng)鉆打炮眼時，將壓力水經(jīng)過鉆桿中央的水孔送到炮眼底部，將粉塵濕潤后從炮眼中沖洗出來，從而達(dá)到降塵的目的。

④水封爆破和水炮泥。水封爆破和水炮泥都是由鉆孔注水濕潤煤體演變而來的，它是將注水和爆破聯(lián)合起來，不僅起到消除炮煙和防塵作用，而且還提高了炸藥的爆破效果。

⑤噴霧灑水降塵。噴霧撒水是將壓力水通過特制的噴嘴噴出，使水流霧化成細(xì)小的水滴散布在空氣中，將漂浮的塵粒濕潤下沉，防止飛揚。噴霧灑水簡單方便，廣泛應(yīng)用于采掘機械切割、工作面爆破、煤炭裝載、運輸轉(zhuǎn)載、液壓支架前移、單體支柱放頂?shù)染伦鳂I(yè)過程中。

⑥合理的風(fēng)速。風(fēng)速同空氣中含塵量的關(guān)系比較密切，風(fēng)速太小，不能把懸浮的煤塵及時吹出工作面，使空氣中含塵量增加；風(fēng)速太大，雖然將浮塵吹走，但是也把大量的落塵吹揚起，增加工作面的煤塵濃度。因此，工作面的風(fēng)速以控制在1.2—1.6m/s為宜。

⑦消除落塵。沉積在巷道四周的煤塵，一旦受到振動和沖擊會再度飛揚起來，為煤塵爆炸創(chuàng)造條件。必須及時清除巷道中的浮煤，清掃或沖洗沉積煤塵，定期散布巖粉，定期對主要大巷刷漿。

2）防止煤塵引燃的措施。防止煤塵引燃的措施與防止瓦斯引燃的措施基本相同，參見“礦井瓦斯防治”。

3）隔爆措施。隔爆措施就是將已發(fā)生的煤塵爆炸或瓦斯煤塵爆炸限制在一定區(qū)域，盡量減少爆炸產(chǎn)生的危害而采取的技術(shù)措施。其主要措施是設(shè)置被動式隔爆裝置和用自動抑爆裝置。

①被動式隔爆裝置。被動式隔爆裝置是借助于爆炸沖擊波的動力使隔爆裝置動作（巖粉槽、水槽破碎，水袋脫鉤），并拋灑消焰劑形成抑制帶，撲滅滯后于沖擊波傳播的爆炸火焰，以阻止爆炸的傳播。最早采用的撒布巖粉和設(shè)置普通巖粉棚方法，雖然防止傳播效果好，但巖粉暴露在潮濕空氣中，極易受潮而失去消焰劑功效，頻繁更換巖粉的工作量較大。因此我國礦山已幾乎不采用這兩種方法。在20世紀(jì)80年代，我國開發(fā)使用了隔爆水槽和隔爆水袋，以水為消焰劑，方便安裝和使用，得到了廣泛應(yīng)用。

②自動抑制裝置。自動抑爆裝置的作用原理是：利用傳感器測量煤塵爆炸所產(chǎn)生的各種物理參數(shù)并迅速轉(zhuǎn)換成電信號，指令機構(gòu)的演算器根據(jù)這些電信號準(zhǔn)確地計算出爆炸火焰的傳播速度，并在最恰當(dāng)?shù)臅r間發(fā)出動作信號，噴灑機構(gòu)及時噴出消焰劑，準(zhǔn)確可靠地?fù)錅绫ɑ鹧?，阻止爆炸的傳播?/p>

四、礦井水災(zāi)防治

1.礦進(jìn)水災(zāi)的原因及危害

（1）礦井火災(zāi)的概念

1）礦井突水。井巷、工作面與含水層、被淹巷道、地表水體和含水的裂隙帶、溶洞、洞穴、陷落柱、頂板冒落帶、構(gòu)造破碎帶等接近或溝通而導(dǎo)致的突然出水事故，稱為礦井突水（亦稱礦井透水）。

2）礦井水災(zāi)。礦區(qū)內(nèi)的大氣降水、地表水、地下水通過各種通道涌入井下，稱為礦井涌水。當(dāng)?shù)V井涌水量超過礦井正常的排水能力時，將發(fā)生水災(zāi)。

凡是影響礦井正常生產(chǎn)活動、威脅礦井安全生產(chǎn)、增加生產(chǎn)成本和使礦井局部或全部被淹沒的礦井涌水事故，稱為礦井水災(zāi)（亦稱礦井水害）。

（2）礦井實在發(fā)生的條件。

1）礦山常見的水源。①大氣降水。從天空降到地面的雨和雪、冰、雹等融化的水，稱為大氣降水。②地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水庫、沼澤、積水洼地等處的水均為地表水。③潛水。埋藏在地表以下第一個融水層以上的地下水稱為潛水。潛水一般分布在地下淺部第四紀(jì)松散沉積層的空隙和出露地表的巖石裂隙中。潛水主要由大氣降水和地表水補給。④承壓水。處于兩個隔水層中間的地下水，稱為承壓水（或稱自流水）。石灰?guī)r裂隙及溶洞中的水為承壓水，它具有很大的水量和壓力，對礦山生產(chǎn)威脅極大。⑤老空積水。已經(jīng)采掘過的采空區(qū)和廢棄的舊巷道或溶洞，由于長期停止排水而積存的地下水，稱為老空積水。⑥斷層水。處于斷層破碎帶中的水，稱為斷層水。斷層帶往往是許多含水層的通道，因此，斷層水往往水源充足，對礦井的威脅極大。

2）礦井水災(zāi)的通道。水源進(jìn)入礦井的可能通道有：井筒、斷層破碎帶、采掘形成的裂縫、陷落柱、采空區(qū)、井下巷道和封堵不嚴(yán)的鉆孔等。

（3）礦井水災(zāi)發(fā)生的主要原因

造成礦井水災(zāi)的原因是多方面的，歸納起來主要有：

1）地面防洪、防水措施不當(dāng)。因?qū)Ψ篮樵O(shè)施管理不善，雨季山洪由井筒或塌陷裂隙大量灌入井下造成在

2）水文地質(zhì)情況不清。對老空積水、充水?dāng)鄬?、陷落柱、鉆孔、強含水層水量和水壓等情況不清楚，因而在施工中造成水害事故。

3）井巷位置設(shè)計不合理。將井巷置于不良的地質(zhì)條件中或距強含水層太近，導(dǎo)致透水。

4）亂采亂挖破壞了防水煤柱或巖柱造成透水。

5）排水設(shè)備失修，水倉不按時清挖，突水時，失去排水能力而淹井。

6）沒有執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的探放水原則，或者探放水措施不嚴(yán)密，盲目施工造成突水淹井事故。

7）測量工作失誤，導(dǎo)致巷道穿透積水區(qū)而造成透水。

8）出現(xiàn)透水征兆未察覺、未重視，或處理方法不當(dāng)而造成透水。

9）施工措施不力，工程質(zhì)量低劣，致使井巷嚴(yán)重坍塌冒頂，導(dǎo)致地下水或地表水灌入礦井。

10）在水文地質(zhì)條件復(fù)雜、有突水淹井危險的礦井，需要安設(shè)防水閘門而未安設(shè)，或防水閘門安設(shè)不合格以及年久失修關(guān)閉不嚴(yán)而造成淹井。

11）鉆孔封閉不合格或沒有封孔，成為各水體之間的垂直聯(lián)絡(luò)通道。當(dāng)采掘工作面和這些鉆孔相遇時，便發(fā)生透水事故。

（4）礦井水災(zāi)的危害

礦井水災(zāi)的危害具體表現(xiàn)在以下幾方面：

1）如果排水系統(tǒng)不完善，會造成涌水四溢，巷道到處是泥水，使作業(yè)環(huán)境惡化，給安全生產(chǎn)和文明生產(chǎn)造成不利影響。

2）頂板淋水、煤壁滲水，使巷道內(nèi)空氣濕度加大，影響職工的身體健康。

3）礦井水量越大，排水設(shè)備和排水費用越高，不僅增加生產(chǎn)成本，而且增加了管理工作難度。

4）礦井水對機器設(shè)備和金屬材料產(chǎn)生腐蝕作用，縮短其使用壽命，增加生產(chǎn)成本。

5）礦井涌水量一旦超過排水能力或突然涌水，輕則造成井巷或采區(qū)被淹，重則造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

2.地面防治水

地面防治水是指在地面修筑一些防排水工程，防止或減少大氣降水和地表水涌入工業(yè)場地或通過滲漏區(qū)流入井下，它是保證礦井安全生產(chǎn)的第一道防線，這對于以降雨和地表水為主要涌水來源的礦井尤為重要。對于雨季受水威脅的礦井，應(yīng)制定雨季防治水措施，并應(yīng)組織搶險隊伍，儲備足夠的防洪搶險物質(zhì)。井口及工業(yè)場地內(nèi)建筑物的高程低于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位時，必須修筑堤壩、溝渠或采取其他防排水措施。

3.井下防治水

防治礦井水災(zāi)的原則，是在保證礦井安全生產(chǎn)的前提下，以防為主，防治結(jié)合。礦井水災(zāi)的防治方法，可歸納為“查、探、放、截、堵、排”六個字的綜合防治措施。

（1）掌握礦井的水文地質(zhì)資料

水文地質(zhì)資料是制定防水措施的依據(jù)。因此，必須查明礦井水源和可能涌水的通道從而編制防治水計劃，并組織實施。主要內(nèi)容包括以下幾個方面：

1）收集地面氣象、降水量與河流水文資料，查明地表水體分布、水量和補給、排泄等情況，查明洪水對礦井的影響程度。

2）掌握井田范圍內(nèi)沖擊層、含水層的情況。

3）掌握斷層和裂隙的分布情況。

4）調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的開采范圍、采空區(qū)的積水和分布狀況。

5）掌握采動后頂板破碎及地表陷落情況。

（2）井下探水

“有疑必探，先探后掘”是采掘工作必須遵循的原則，也是預(yù)防井下水害事故發(fā)生的重要方法。當(dāng)采掘工作面接近有突水危險區(qū)域時，必須采用探放水方法，查明采掘工作面前方的水情，并將水有控制地放出，以保證采掘工作面安全生產(chǎn)。

采掘工作面遇到下列情況之一時，必須確定探水線進(jìn)行探水：

1）接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰礦時。

2）接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞或?qū)萋渲鶗r。

3）打開隔離煤柱放水時。

4）接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時。

5）接近有出水可能的鉆孔時。

6）接近有水的灌漿區(qū)時。

7）接近其他可能出水地區(qū)時。

（3）放水（疏干）

掌握和探明地下水源之后，應(yīng)采取一定的措施，有計劃地將威脅性水源全部或部分放出，并排出地面。它是消除水患的有效措施之一。根據(jù)不同類型的水源，可采取不同的疏放水方法和措施。

（4）截水

截水是利用水閘墻、水閘門和防水煤（巖）柱等物體，臨時或永久地截住涌水，將采掘區(qū)與水源隔離，使某一地點突水不致危及其他地區(qū)、減輕水災(zāi)危害的重要措施。

1）留設(shè)防水煤（巖）柱。在水體下、含水層下、承壓含水層上或?qū)當(dāng)鄬痈浇删驎r，在可能發(fā)生突水處的外圍留設(shè)一定寬度的煤（巖）柱，以防止地表水或地下水涌入工作地點，形成水災(zāi)。在相鄰礦井的分界處，必須留防水煤柱。礦井以斷層分界時，必須在斷層兩側(cè)留有防水煤柱。

2）防水閘門。防水閘門一般設(shè)置在可能發(fā)生涌水需要堵截，而平時仍需運輸合行人的巷道內(nèi)。如：井底車場出入口、井下水泵房、變電所以及有涌水互相影響的區(qū)域之間，都必須設(shè)置防水閘門。一旦發(fā)生水患，立即關(guān)閉閘門，將水堵截，把水患限制在局部地區(qū)。

3）水閘墻。在需要永久截水而平時無運輸、無行人的地點設(shè)置水閘墻，有臨時水閘墻和永久水閘墻兩種。臨時水閘墻一般用木料或磚料砌筑，永久水閘墻采用混凝土或鋼筋混凝土澆灌。

（5）注漿堵水

注漿堵水就是將配制的漿液壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中，使其擴散、凝固和硬化，使巖層具有較高的強度、密實性和不透水性而達(dá)到封堵截斷補給水源和加固地層的作用，是礦井防治水害的重要手段之一。當(dāng)多個鉆孔注漿形成隔水帷幕帶時稱帷幕注漿。礦井注漿堵水通常用于下列情況：

1）當(dāng)涌水水源與強大水源有密切聯(lián)系，單純采用排水的方法不可能或不經(jīng)濟時。

2）井巷必須穿過一個或若干個含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬?，若不隔離水源就無法掘進(jìn)時。

3）涌水量大的礦井，為了減少礦井的涌水量，降低排水費用。

（6）礦井防排水系統(tǒng)

目前，我國煤礦在防排水方面應(yīng)用了許多新技術(shù)和新設(shè)備，例如，水泵自動化控制技術(shù)、密閉水泵房以及采用大孔徑直通式排水孔分散排水等，均取得了良好效果。

我國在煤礦防治水探查技術(shù)方面，也有了很大發(fā)展，如水化學(xué)探查技術(shù)、地球物理探查技術(shù)。一些學(xué)者還提出了“煤礦排水、供水、生態(tài)環(huán)保三位一體結(jié)合”的管理模式。

4.采掘工作面透水事故的處理

采掘工作面透水前，一般有如下預(yù)兆：

（1）掛紅。因地下水中含有鐵的氧化物，在水壓作用下，通過煤（巖）裂隙時，附著在煤巖表面，呈現(xiàn)暗紅色水銹。

（2）掛汗。積水區(qū)的水，在水壓作用下，通過煤巖裂隙而在煤巖壁上凝結(jié)成許多水珠，稱“掛汗”。但井下空氣中水分遇到低溫煤體也會聚結(jié)水珠，這是假汗。區(qū)別真汗、假汗的方法是：仔細(xì)觀察新暴露的煤壁面上是否潮濕，若潮濕則是“真汗”即透水征兆。

（3）空氣變冷。采掘工作面接近積水區(qū)時，空氣溫度會驟然下降，煤壁發(fā)涼，進(jìn)入工作面有涼爽、陰冷的感覺。

（4）出現(xiàn)霧氣。當(dāng)采掘工作面氣溫較高時，從煤壁滲出的積水，就會被蒸發(fā)而形成霧氣。

（5）水叫。一種是高壓積水向煤巖裂隙強烈羈押于兩壁摩擦而發(fā)出的“嘶嘶”聲，另一種是空洞泄水聲，這些都是離水源很近的危險預(yù)兆。

（6）頂板淋水加大。原有裂隙淋水突然增大。

（7）頂板來壓、底板鼓起。在地下水壓作用下，頂?shù)装鍙澢冃?，有時伴有潮濕、滲水現(xiàn)象。

（8）水色發(fā)渾、有臭味。老空水一般發(fā)紅、味澀；斷層水一般發(fā)黃、味甜；溶洞水常帶有臭味；沖擊層水呈黃色并夾有沙子。

（9）有毒有害氣體增加。工作面有硫化氫、二氧化碳等有毒有害氣體溢出。以上征兆不一定同時出現(xiàn)，要認(rèn)真辨別。當(dāng)發(fā)現(xiàn)工作面出現(xiàn)透水預(yù)兆時，說明已接近水體，此時應(yīng)立即停止作業(yè)，并報告礦調(diào)度室，采取有效措施，以防止透水事故的發(fā)生。

五、礦井頂板事故防治

頂板事故是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，是指在地下采煤過程中，頂板意外冒落造成人員傷亡、設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止等的事故。頂板事故按冒頂范圍分局部冒頂和大型冒頂；按力學(xué)原因分為壓垮冒頂、漏冒型冒頂和推垮型冒頂。

1.采取局部冒頂?shù)脑?、預(yù)兆及防治

（1）采取局部冒頂?shù)脑?/p>

采場局部冒頂常發(fā)生在上下出口、煤壁線、放頂線、地質(zhì)構(gòu)造處及采煤機附近。其原因主要有：

1）采空區(qū)頂板支撐不好，懸頂面積過大。

2）頂板中存在斷層、裂隙、層理等地質(zhì)構(gòu)造，將頂板切割成不連續(xù)的巖塊，回柱后巖塊失穩(wěn)，推倒支柱造成冒頂。

3）回柱操作順序不合理。

4）工作面支護(hù)質(zhì)量不好，支護(hù)密度不夠、出撐力低、迎山角不合理等。

5）在遇見未預(yù)見的地質(zhì)構(gòu)造時，沒及時采取措施。

6）工作面上、下出口連接風(fēng)巷和運輸巷，控頂面積大。兩巷掘進(jìn)時經(jīng)受壓力重新分布的影響，同時由于巷道初撐力一般較小，使直接頂下沉、松動甚至破壞；特別是在工作面超前支撐壓力作用下，頂板大量下沉，又在移動設(shè)備時反復(fù)支撐頂板，結(jié)果造成頂板更加破碎。如果又有老頂來壓影響，工作面上、下出口更易冒落。

7）煤壁線附近易形成“人字”“鍋底”“升斗”等劈理，有游離巖塊、易冒落。

（2）采場局部冒頂?shù)念A(yù)兆

1）發(fā)出響聲。巖層下沉斷裂，頂板壓力急劇增大時，木支架有劈裂聲；金屬支柱活柱下縮，支柱鉆底嚴(yán)重都可能發(fā)出響聲。

2）掉碴。

3）煤體壓酥，片幫煤增多。

4）頂板裂隙增多，裂縫變大。

5）頂板出現(xiàn)離層。

6）漏頂。

7）瓦斯涌出量突然增大。

8）頂板淋水明顯增加。

（3）采場局部冒頂?shù)闹饕A(yù)防措施

1）防止煤壁附近冒頂，應(yīng)及時支護(hù)懸露頂板，加強敲幫問頂。

2）炮采時合理布置炮眼，控制藥量，避免崩倒支架。

3）防止兩出口冒頂時，首先支架必須有足夠強度，其次系統(tǒng)應(yīng)具有一定阻力，防止老頂來壓時推倒支架。

4）防止放頂線附近局部冒頂，要加強地質(zhì)及觀察工作，在大塊巖石范圍內(nèi)加強支護(hù)，必要時用木支架代替單體金屬支架。

5）隨時注意地質(zhì)構(gòu)造的變化，采取相應(yīng)措施。

2.采場大型冒頂?shù)念A(yù)兆及防治

（1）采場大型冒頂?shù)念A(yù)兆

采場大型冒頂一般包括老頂來壓時的壓垮型冒頂、直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂、大面積漏垮型冒頂、復(fù)合頂板推垮型冒頂和大塊游離頂板