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文檔簡介
礦井通風與災害防治
第一節礦井通風一、礦井通風的任務二、礦井通風系統三、采區通風四、礦井通風網路四、掘進通風五、礦井漏風六、礦井風量調節
第二節礦井瓦斯防治一、瓦斯的性質二、瓦斯的生成三、瓦斯的存在狀態四、煤層瓦斯含量五、礦井瓦斯涌出六、礦井瓦斯等級的劃分七、瓦斯的爆炸八、防治突出
第四節礦井粉塵防治一、礦井粉塵的產生與危害二、礦塵防治措施三、煤塵爆炸及防治目錄第三節礦井火災防治
一、礦井火災及其危害二、火災發生的基本條件及其分類三、礦井火災的處理四、煤炭自燃火災及其防治五、火區的管理與啟封
第一節礦井通風礦井通風是礦井安全生產的基本保障。礦井通風是指借助于機械或自然風壓,將適量的地面空氣連續輸送到井下各用風地點,供給人員呼吸,稀釋并排出各種有害氣體和礦塵,以降低環境溫度,創造良好的礦內工作環境,保障井下作業人員的身體健康和勞動安全,并在災變發生時能夠根據撤人救災的需要調節和控制風流流動路線。礦井通風的首要任務就是要保證礦井空氣的質量符合要求。一、礦井通風的任務1、連續供給井下足夠的新鮮空氣2、稀釋并排除井下各種有害氣體和粉塵3、為井下創造一個良好的氣候條件4、提高礦井的防災、抗災能力。
(一)井下空氣地面空氣進入礦井后,由于受工作人員的呼吸、炸藥爆炸、坑木腐朽、煤的氧化、煤層及圍巖中涌出的各種有害氣體、礦井火災或與其煤塵爆炸等各種因素的影響,其成分和性質發生了一些變化,主要變化有氧濃度減少;混入了各種有害和爆炸性氣體;混入了煤塵、巖塵等固體顆粒;空氣的溫度、濕度和壓力發生了變化。就一般礦井而言,井下空氣成分的組成有氧氣、氮氣、甲烷、二氧化氮、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、氨氣、氫氣、礦塵和水蒸氣等。。
1.井下空氣中的有害氣體和允許濃度序號氣體名稱符號相對密度色味嗅毒性溶水性爆炸界線%最高允許濃度%備注1一氧化碳co0、97無無無強烈毒性難13~750、00242硫化氫H2S1、17無微甜臭蛋強烈毒性易4.3~460.000663二氧化氮NO21、57紅褐劇毒易無0.000254二氧化硫SO22、20無酸硫磺劇毒極易無0.0005瞎眼氣體5二氧化碳CO21、52無微酸無微毒易無詳見《規程》6氮N20、97無無無使人窒息難無7氫H20、07無無無難4~75.20.58氨NH30、59無無劇臭劇毒易15~280.0049瓦斯CH40、554無無無使人窒息難5~16詳見《規程》
2.井下空氣的溫度和風速井下空氣的溫度、濕度和風速的綜合效應形成了井下空氣的氣候條件。
(1)井下空氣的溫度。《煤礦安全規程》規定:進風井口以下的空氣溫度(干球溫度)必須在2℃以上;生產礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃;機電硐室的空氣溫度不得超過30℃。采掘工作面的空氣溫度超過30℃;機電設備硐室的空氣溫度超過34℃,必須停止作業。采取措施。(2)井巷中的風速。風速是指風流單位時間內流過的距離。井巷中風速的大小直接影響人體的散熱效果,風速過高或過低都會影響工人的身體健康。風速過低時,汗水不易蒸發,人體多余熱量不易散失掉,人就會感到悶熱不舒服,同時瓦斯也容易積聚;風速過高時,容易使人感冒,礦塵飛揚,對安全生產和工人的身體健康都不利。井巷中的風速應符合《煤礦安全規程》的規定。采區巷道和采掘工作面最低風速是為了保證使井巷中風流呈紊流狀態,能夠較好地發揮通風稀釋和逸走礦井生產過程中產生的瓦斯和有害氣體的作用。二、礦井通風系統
礦井通風系統包含的內容:礦井通風方式、通風方法、通風網絡和通風設施四方面。(一)礦井通風方式中央式對角式混合式中央并列式中央分列式兩翼對角式分區對角式
礦井通風系統的類型及其適用條件:1.中央并列式:進回風井位于井田走向中央,風流在井下的流動路線是折返式。特點:地面建筑和供電集中,便于管理,建井期較短,便于貫通,井筒延伸通風方便,但風流路徑長,風阻較大,井底車場和進回風井間壓差大,漏風大。
適用條件:井田走向長度不大(小于4km),瓦斯及自燃不嚴重的礦井。2.中央分列式:
其進回風井沿井田傾斜方向相隔一段距離。回風井位于井田淺部邊界沿走向的中央,不在工業廣場內。
特點:進回風井巷間的漏風通過中央采區的采空區,工業廣場不受抽出式主要通風機噪音的影響。
適用條件:與中央并列式相同中央式通風系統對角通風式系統動力源主要通風機的工作方法自然通風機械通風壓入式抽出式混合式(二)礦井通風方法(三)礦井通風網絡礦井風流按照生產要求在井巷中流動時,風流分岔匯合的路線結構形式,叫做通風網絡。基本聯接形式:串聯網絡、并聯網絡、角聯網絡注意:實際工作中的串聯通風是指井下各用風地點(采、掘工作面、硐室及其他用風地點)的回風再次進入其他用風地點的通風方式,又稱一條龍通風。
1.串聯通風的危害:(1)串聯通風總風阻大,通風困難。(2)被串工作面要“吃”前一個工作面的乏風,空氣不新鮮。(3)串聯通風時容易發生事故,而且發生事故時不易隔絕,易使災害范圍擴大。(4)串聯時不易進行風量調節,不能合理用風。采煤工作面和掘進工作面都應采用獨立通風。采掘工作面串聯通風示意圖2、并聯通風
指井下各用風地點的回風直接進入采區回風道或總回風道的通風方式。其特點是:各井巷互不干擾,安全性能好,風量易調節,通風阻力小,瓦斯礦井要求使用。3、角聯通風指在并聯的兩條風路之間,還有一條或數條風路連通的通風風路。其特點是:角聯巷道中風流不穩定,在有瓦斯涌出的情況下給通風管理帶來許多困難,在采區通風中要盡量避免采用角聯網絡,否則應有保證風流穩定的措施。對于必須設置的通風設施和通風設備,要選擇適當位置,嚴守規格質量,加強管理,保證安全運轉。通風系統中,應保持通風巷道的有效面積,以保障風流穩定。角聯通風網絡圖(四)礦井通風設施1、風門:不允許風流通過,但需行人或行車的巷道內,必須設置風門。2、擋風墻(密閉):不允許風流通過、也不允許行人行車的巷道內。3、風橋:在進風與回風平面相遇地點,必須設置風橋,構成立體交叉風路,使進風與回風分開,互不相混。4、調節風窗。1、風門(1)定義(2)使用注意事項Ⅰ、只行人時,可用單扇風門。Ⅱ、行人又行車時,可用雙扇風門。Ⅲ、能容下一列車的長度。Ⅳ、嚴禁同時打開風門。Ⅴ、能自動關閉。2、擋風墻(1)定義(2)注意事項
Ⅰ、永久性密閉用不燃材料砌筑
Ⅱ、墻體無裂縫、不漏風
Ⅲ、厚度≮0.5mⅣ、墻內有積水時,安U型放水管。3、風橋(1)、定義(2)、分類繞道式混凝土式鐵風筒式
(3)、注意事項
Ⅰ、風量超過20m3/s時,應開鑿繞道式風橋;風量為10m3/s~20m3/s時可用磚石混凝土砌筑;風量小于10m3/s時,可用鐵風筒。木質風橋只準臨時使用。各種風橋與巷道的連接處要做成弧形。
Ⅱ、橋上下不得安風門
Ⅲ、都用不燃建材
Ⅳ、各項技術指標:漏風率≧2﹪、通風阻力≧150Pa、風速≧10m/s4、反風裝置
(1)為處理進風井發生的火災,主要通風機必須安裝反風裝置,并必須在10min內改變中的風流方向。Q反向≤40Q正常(2)必須在10min內改變中的風流方向。(3)Q反向≤40Q正常。5、防爆門三、采區通風采區通風系統礦井風流經主要進風巷進入采區,流經采區進風巷,清洗采掘工作面、硐室和其他用風巷道后,沿采區回風巷排至礦井主要回風巷的整個網絡。1、采區通風系統的基本要求(1)上山布置的原則(2)采掘面、硐室應采用獨立通風、少用串聯通風。(3)采掘面不準經過采空區、冒頂區。(4)通風網絡力求簡單(比如:風門≯15組)。(5)要有較強的抗災能力(有防塵線路、避難硐室等)。一進一回的工作面通風系統(U型、Z型)
U型后退:工作面進、回風巷布置在煤體側,在我國應用普遍。
優點:系統簡單、可靠、漏風小。
缺點:上隅角瓦斯易超限,巷道掘進提前量大。
U型前進:工作面進、回風巷布置在采空區側。
優點:巷道掘進獨頭通風長度短,巷道掘進提前量小,采空區瓦斯不進入工作面。
缺點:漏風大,掘進對回采有干擾,進回風巷維護困難。前進式
U型
后退式
Z型后退:工作面進風巷布置在煤體側,回風巷布置在采空區側。
優點:采空區瓦斯不進入工作面。
缺點:漏風大,回風巷維護困難。
Z型前進:工作面進風巷布置在采空區側,回風巷布置在煤體側。
優點:巷道掘進提前量較小。
缺點:采空區瓦斯進入工作面,漏風大,進風巷維護困難。后退式前進式Z型兩進一回或一進兩回的工作面通風系統(Y型、W型、雙Z型)用于增加采區工作面的風量,減少上隅角瓦斯積聚。
Y型系統工作面兩端巷道均進風,其中一條越過工作面后成為回風巷,通往采區邊界的回風巷。
后退式前進式型YW型系統工作面兩端及中部分別與位于采空區側(前進式)或煤體側(后退式)三條巷道相聯,其中選擇二條巷道進(回)風,一條巷道回(進)風。
四、掘進通風㈠掘進通風方法掘進通風方法分為兩大類,即利用礦井總風壓通風和使用局部通風設備通風。1.利用礦井總風壓通風⑴用縱向風墻或風幛導風⑵利用風筒導風⑶利用平行巷道通風2.使用局部通風設備通風⑴引射器⑵局部通風機
圖1-8風幛導風1-風幛;2-調節風門圖1-9風筒導風1-風筒2-擋風墻3-風窗圖1-9風筒導風1-風筒2-擋風墻3-風窗圖1-10平行巷道導風圖1-10平行巷道導風
(a)(b)圖1-11局部通風機布置示意圖a-壓入式b-抽出式c-混合式壓入式抽出式壓入抽出混合式
通風方式優點缺點適用條件壓入式污風不通過局部通風機,安全性好;有效射程遠,工作面通風效果好;正壓通風,可使用柔性風筒污風經巷道排出,作業環境不良;巷道長時,污風排除巷道時間長,需風量大有瓦斯涌出的巷道;距離不長的巖巷;在瓦斯噴出或突出區域的巷道抽出式污風經風筒排出,作業環境好;當風筒吸入口距工作面小于有效吸程時,通風效果好,需風量少。有效吸程短,風筒吸入口距工作面過遠時,通風效果差;污風通過局部通風機,有瓦斯爆炸危險;負壓通風,不能使用柔性風筒用于無瓦斯巷道;確保風機防爆性能時可用于瓦斯巷道混合式具有壓入式、抽出式的優點,通風效果最佳通風設備多、管理較復雜通常用于大斷面、長距離巷道、綜掘巷道表1-5局部通風方式的優缺點比較
礦井漏風是指在礦井通風中,進入井巷的風流未到達用風地點,而通過通風構筑物的縫、采空區、煤柱裂隙及地表塌陷裂縫等直接滲透到回風井或地面的現象。1.產生漏風的條件。有漏風通道且在其兩端存在壓力差。井下控制風流的設施不嚴密、采空區頂板巖石冒落后未被壓實、煤柱被壓壞或地表有裂隙等,都能造成漏風。2.礦井漏風的危害。漏風使工作面用風地點風量減小,可引起瓦斯積聚,空氣溫度升高,氣候條件惡化,不僅影響井下工人的勞動效率,而且影響工人的身體健康和礦井安全;礦井漏風的存在,使礦井通風系統復雜化,降低了通風系統的穩定性、可靠性,影響井下風流控制和調節效果;大量漏風的存在造成礦井通風電費的大量浪費,甚至主通風機能力不足;采空區、留有浮煤的封閉巷道以及被壓碎的煤柱等處的漏風,可能促使煤炭自燃發火,而地表塌陷區風量的漏入,會將采空區有害氣體帶入井下,直接威脅采掘工作面的安全生產。五、礦井漏風
六、礦井風量調節在生產礦井中,用風地點及其風量是經常隨著采掘工作面的搬遷和瓦斯涌出量的變化而變化的,井巷的風阻也經常隨著工作面的推進、巷道變形而變化。為了始終保證按需分風,必須不斷地進行風量調節。風量調節是通風管理工程中經常性工作,它直接關系到煤礦的安全生產和經濟效益。風量調節的目的是使各用風地點實現按需分風。風量調節按其范圍可分為局部風量調節和礦井總風量調節兩類。
㈠局部風量調節局部風量調節是指在采區內部各工作面之間,采區之間或生產水平之間的風量調節。調節方法有增阻法、降阻法及輔助通風機調節法。1.增阻調節法增阻調節法是通過在巷道中安設調節風窗等設施,增大巷道的局部阻力,從而降低與該巷道處于同一通路中的風量,或增大與其關聯的通路上的風量。這是目前使用最普遍的局部調節風量的方法。2.降阻調節法在需要增加風量的風路中采取擴大巷道斷面、改變支護形式、清除堆積物等種種措施,降低該風路的風阻,可增大風量。3.增壓調節法在風阻大、風量不足的風路上安設輔助通風機,克服該巷道的部分阻力,以提高其風量的方法,稱為增壓調節法。
㈡礦井(或一翼)總風量的調節當礦井或一翼總風量不足或過剩時,需要調節總風量,也就是調整主要通風機的工況點。采取的措施主要是改變主要通風機的工作特性或改變礦井通風網絡總風阻。
1.改變主要通風機工作特性通常采用改變主要通風機轉速或改變主要通風機葉片安裝角的辦法;對于有前導器的通風機,可以改變前導器葉片角度的方法,必要時可換用性能更合適的主要通風機。
2.改變礦井總風阻值礦井投產初期,所需風量較少。對于離心式通風機,可用風硐中的閘門增加風阻以降低風量,減少電耗。但相比之下,用減低風機轉數的辦法減少風量,更有利于節省電能。對于軸流式通風機,在正常工作段,通常隨著風阻增加,風量減少,其軸功率增大。因而采用減小葉片安裝角度或降低風機轉數的辦法減少風量,而不采取增加風阻的辦法。當需要增大風量時,如果能使礦井總風阻降低,主要通風機工況點右移,就可增加風量。降低某些風速較高的巷道的風阻,對于降低全礦井總風阻,提高礦井總風量,降低能耗,有重要作用。第二節礦井瓦斯防治一、瓦斯的性質1、瓦斯的定義:是指礦井中主要有煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體,有時單指甲烷。2、瓦斯的性質(1)是“三無”氣體(色、味、嗅),難溶于水(3.5L/1000L)
(2)比空氣輕,其相對密度為0.554=0.716kg/m3/1.293kg/m3(3)擴散性強,是空氣擴散速度的1.34倍(4)滲透性強,是空氣滲透速度的1.6倍(5)本身無毒,但濃度高時空氣中氧含量相對減少,能使人窒息(6)具有燃、爆、窒息性
二、瓦斯的生成
古代植物被埋在地下且與空氣隔絕,在高溫、高壓及厭氧菌的作用下,由植物纖維質分解生成的.
植物泥炭褐煤煙煤無煙煤.
后3個過程都有瓦斯的生成.植物遺體親氧菌和氧化分解沉積物厭氧菌作用泥炭層壓實、脫水膠結褐煤地殼升降溫度、壓力煙煤無煙煤石墨三、瓦斯的存在狀態
{游離狀態{吸著狀態吸附狀態吸收狀態關系:游離狀態(解吸現象)壓力升高、溫度降低壓力降低,溫度升高吸附狀態(吸附狀態)在自然條件下,游離瓦斯占10%,吸附瓦斯占90%。四、煤層瓦斯含量1、定義:指單位質量的煤中在自然條件下所含有的瓦斯量,用m3/t表示煤層瓦斯含量=游離瓦斯含量+吸附瓦斯含量2、影響煤層瓦斯含量的因素:⑴影響煤層瓦斯生成量的因素:成煤前植物遺體中有機質多、雜質少煤的炭化程度高,含固定炭多按地質條件,古老煤田成煤早⑵影響瓦斯保存和放散的條件:煤的性質{煤的孔隙率大
CH4↑煤層的透氣性差
CH4↑煤層含水多
CH4↓煤層的賦存條件{煤層的埋藏深度深
CH4↑煤層傾角(相同條件)小CH4↑圍巖性質地質構造五、礦井瓦斯涌出1、礦井瓦斯涌出形式普通涌出:特點是緩慢、均勻、連續、時間長、范圍廣、數量多(累計)是礦井瓦斯涌出的主要形式。特殊涌出:特點是瞬間、突然、局部、數量大(一次),直接威脅到礦井安全生產。2、礦井瓦斯涌出量:礦井絕對瓦斯涌出量:QCH4=Q總×C%(m3/min)礦井相對瓦斯涌出量:
qCH4=(m3/t)3、影響礦井瓦斯涌出量的因素:⑴自然因素:A.本煤層和鄰近層的沼氣含量(決定因素);B.地面大氣壓力的變化;C.地震影響。⑵開采技術因素:A.開采規模(開采深度、開拓開采范圍、礦井產量);B.開采順序和回采方法;C.生產工藝過程;D.風壓與風量。六、礦井瓦斯等級的劃分1、依據:是根據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的。2、標準:低瓦斯礦井:qCH4相≤10米3/噸且QCH4絕≤40米3/分高瓦斯礦井:qCH4相>10米3/噸或QCH4絕>40米3/分煤與瓦斯突出礦井:煤礦只要發生一次煤與瓦斯突出,即定為煤與瓦斯突出礦井。
七、瓦斯的爆炸
(一)爆炸的條件
1、具有一定濃度的瓦斯瓦斯爆炸界限:5~16﹪2、有高溫熱源且熱源存在時間大于瓦斯爆炸感應期。
⑴熱源最低能量:650~750℃⑵感應期:爆炸延遲的時間。
(3)感應期在煤礦中的應用
3、有足夠的氧氣濃度:>12﹪(與安全的關系)瓦斯濃度、熱源及感應期之關系熱源溫度(℃)7257507753.64.35.22.42.63.01.41.51.6瓦斯濃度(%)468感應期(s)(二)影響瓦斯爆炸的因素1.可燃氣體的混入如:混入CO.H2.H2S等氣體,會使瓦斯爆炸下線下移。所用要注意井下火災的發生,它會產生CO氣體。2.煤塵的混入,使下線下移(世界公理)
如:混入8g/m3的煤塵,下線降為4%.3.混和氣體的初始溫度的增大,使爆炸界線擴大.
如:20℃界線為6%~13.4%;
600℃界線為3.35%~16.4%;
700℃界線為3.25%~18.75%.
此外,惰性氣體的混入、混合氣體的壓力、瓦斯濃度與點火溫度也對瓦斯爆炸產生影響(三)礦井瓦斯爆炸事故原因地點:大部分瓦斯爆炸事故發生在采掘工作面,而又以掘進工作面居多。因素:某些人的違章、失職、蠻干、麻痹大意等造成的。(四)預防瓦斯爆炸的措施(三道防線)1.防止瓦斯積聚的措施:(1)加強通風;(2)加強檢查、監測;(3)及時處理局部積存瓦斯;(4)加強抽放。2.防止瓦斯引燃的措施:(1)嚴格明火管理;(2)嚴格機電防爆管理;(3)嚴格井下放炮管理;(4)嚴防產生摩擦和撞擊火花;(5)嚴格火區管理。3.防止瓦斯爆炸事故擴大的措施(1)實行分區通風;(2)編制礦井災害預防和處理計劃;(3)設置隔爆設施;(4)主要通風機出風口裝設防爆門;(5)入井人員佩帶自救器。瓦斯超限作業是指下列情形之一:瓦斯檢查人員數量不足;沒有按規定檢查瓦斯,出現空班漏檢、假檢等;瓦斯超過規定沒有采取措施繼續組織作業。(五)瓦斯爆炸的危害瓦斯爆炸產生的主要危害因素有火焰鋒面、沖擊波以及大量的有害氣體。1.產生沖擊波(1)正向沖擊:
瓦斯爆炸發生后,在高溫高壓的作用下,爆源附近的氣體以幾百米~幾千米/秒的速度向四周擴散,它經過的路線上形成威力巨大的沖擊波現象。(2)反向沖擊:爆炸后因爆源附近氣體高速向外沖擊,加上爆炸后生成的水蒸氣會很快冷卻和凝結,故在爆源附近形成一個氣體稀薄的低壓區;在壓差作用下,爆炸氣體會連同爆源附近氣體,以極高的速度,反向沖回爆炸地點。2.火焰鋒面緊跟在沖擊波之后的是發生劇烈化學反應的火焰鋒面。火焰鋒面的溫度可達2150℃-2650℃,,鋒面經過時會造成人體大面積皮膚燒傷或呼吸器官及食道、胃等粘膜燒傷,可燒壞井下的電氣設備、電纜,并可能引燃井巷中的可燃物,產生新的火源。3.產生大量有毒有害氣體
這是造成大量人員傷亡的主要原因.據某些礦爆炸后的氣體取樣分析:O2%=6%~10%
N2%=82%~88%
CO2%
=4%~8%
CO%
=2%~4%井下人員在這樣惡劣的環境下,根本無法生存。(六)預防瓦斯積聚的措施1、加強通風(1)礦井必須采用機械通風,禁止采用自然通風。(2)主要通風機要盡量采用抽出式通風。(3)提倡并聯通風,盡量避免串聯通風。(4)盡量避免角聯通風。(5)加強通風設施的管理。(6)采用上行通風。(7)及時封閉采空區。2、加強檢查
(1)礦井瓦斯濃度的檢查(這是防爆炸的基本手段)(2)建立礦井瓦斯、CO2和其他有害氣體的檢查制度.(3)檢查的范圍采掘工作面.硐室.使用中的機電設備的設置地點.有人員作業的地點.(4)瓦斯檢查員
Ⅰ.按規定地次數檢查瓦斯和CO2Ⅱ.嚴禁空班漏檢
Ⅲ.必須執行瓦斯巡回檢查制度和請示報告制度
Ⅳ.認真及時填寫有關日報和記錄
Ⅴ.發現問題要及時匯報并積極處理.3.及時處理局部積聚的瓦斯(1)上隅角Ⅰ、風障法Ⅱ、風筒排除法Ⅲ、尾巷排放法Ⅳ、水風扇排放法Ⅴ、無火花風機排放法Ⅵ、瓦斯抽放法無火花風機的安裝使用a、優點:整套系統具有自動檢測、報警、數據處理、數字顯示、自動調控等功能。試驗表明,該系統的性能穩定可靠。適于在煤礦廣泛使用。b、系統的布置C、使用的注意事項引排負壓風筒L<150m,吸風口的位置要合理,L抽=0.2~0.6m為宜。1L抽L12345671-負壓風筒;2-過慮鐵絲網;3-鋼質風筒;4-瓦斯自動控制裝置;5-過渡風筒;6-無火花抽出式風機;7-正壓風筒切頂線(2)高冒空間
Ⅰ、導風板引風法Ⅱ、風管分支法Ⅲ、風筒分支法Ⅳ、充填置換法4.巷道瓦斯積聚的處理
——瓦斯的排放(1)排放方法排放方法:逐段排放一次性排放風筒錯口法三通短路風流法排放的關鍵:
A.排放時由巷道外向里逐步排放。
B.控制風量,確保風流混合處CH4≤1.5%。
C.防止局部通風機發生循環風。≤1.5%≤1.5%(2)排放瓦斯分級管理
CH4<3%
瓦檢員
就地排放安全措施
CH4≥3%救護隊組織集體排放排放措施
排放風流不經過其他用風地點的安全出口排放風流經過其他用風地點的安全出口(3)排放瓦斯的程序A.貫徹措施、落實責任。B.斷電、撤人、設崗警戒。C.現場負責人向地面指揮人請示,允許后,下令執行排放。D.按措施排放E.現場負責人檢查排放效果并向地面指揮報告,批準后下令撤崗、恢復送電,排放結束。無循環風CH4≤1.5%
(4)排放瓦斯執行的三個原則斷電、撤人、限量。(5)排放瓦斯落實的三個責任A.要落實撤人和設警戒的責任;B.要落實斷電范圍和電氣設備完好檢查的責任;C.要落實排放瓦斯現場指揮的責任。(6)有下列情況之一者不得排放瓦斯(六不排放):①無批準的措施或措施與現場情況不相符;②排放措施未貫徹、未落實責任;③無排放瓦斯組織指揮人;④無排放瓦斯現場負責人;⑤應參加排放瓦斯的人員不齊(當班瓦斯檢查工應參加分工區域的排放);⑥排放瓦斯區域和受影響區段的停電、撤人、警戒范圍、通風設施等沒有或沒有全部標注在排放瓦斯系統圖上。(七)防止瓦斯引燃的措施1、加強明火管理(1)嚴格井口驗身制度,嚴禁任何人攜帶煙草和明火用具、引火物下井(2)不準穿化纖衣下井(因摩擦靜電能產生0.4mJ的能量,而032mJ的能量就能引爆瓦斯)(3)井下禁用電爐、禁拆礦燈、井口及主要機房周圍20m禁止明火,井下嚴禁吸煙和使用明火(4)井下燒焊,應制定安全措施,不準用“通用”措施(5)要嚴格井下火區的管理2、防止電火花的產生
(1)應加強井下電氣設備的管理和維護(2)保證井下使用的電氣必須有“三大保護”(接地、漏電、過流)(3)電氣設備防爆性能完好(85%)(4)供電網路都符合《規程》的要求(5)電纜接頭不準有“雞抓子、羊尾巴、明接頭”(6)嚴禁帶電操作或帶電搬運電氣設備。3、防止爆破火焰(1)嚴格執行“一炮三檢”、“三到場制”、“三人連鎖制”(2)使用合格的火工品(3)打眼、裝藥、封泥都必須符合《規程》的規定(4)嚴禁放明炮、糊炮(5)堅持使用水炮泥(6)高、突礦井要推廣使用水膠乳化炸藥(7)只有在爆破地點附近20m內,CH4%≯1
%且無瓦斯積聚時,才允許爆破作業。4、防止機械摩擦火花
主要是防止采煤機截齒、鋼絲繩、輸送機等與煤層中堅硬物所造成的摩擦火花。隨著煤礦機械化程度的提高,使得這個問題變得越發嚴重,必須引起高度重視。
(八)防止瓦斯爆炸事故擴大的措施1、生產水平、采區都有單獨的回風道,實行分區通風。在高、突煤層采掘時,嚴禁串聯通風。2、通風系統力求簡單,廢巷及采空區應及時封閉。3、總進、回風道,其間距不得相距太近,其間及進、回風道間的聯絡巷必須砌筑兩道以上的堅固擋風墻。4、只有通風機必須裝反風設施,每季度至少檢查一次反風設施并按規定進行反風。5、抽出試的主要通風機,其附近必須按防爆門。6、在兩翼間、采區間及采、掘面之間必須安隔爆設施。7、礦井每年要編制周密而切合實際的災害預防與處理計劃,每季應據實際情況來修補,并在全體職工中認真貫徹執行。8、加強職工的安培,要求學會自救、互救和創傷急救的方法。八、防治突出(一)突出的概念1、突出:在地應力和瓦斯壓力的共同作用下,破碎的煤巖體和瓦斯在瞬間涌向采掘空間的動力現象。2、始突深度:某礦發生突出的地點到地表的最淺距離(最大標高)例如:五礦的始突深度為340米。3、突出強度:某礦一次突出煤巖和瓦斯的數量。小型突出:1~99t
中型突出:100~499t
大型突出:500~999t
特大型突出:≥1000t4、突出的分類煤與瓦斯突出煤與瓦斯壓出煤與瓦斯傾出
(二)突出的危害1、瞬間使采掘面或巷道充滿高濃度的瓦斯,它會造成人員窒息,遇火會發生爆炸。2、瞬間突出的瓦斯、碎煤流具有暴風的性質。造成通風系統破壞、風流紊亂、短時逆流。3、產生一定的動力效應。能吹毀支架、破壞設備、設施。4、突出的煤巖能堵塞巷道,破壞生產系統,增加了巷道的通風阻力,甚至造成礦井的停產。(三)煤與瓦斯突出前兆地壓顯現預兆:煤炮聲、支架聲響、煤巖開裂、掉渣、底鼓、煤巖自行剝落、煤壁顫動、鉆孔變形、跨孔、頂鉆、夾鉆桿、鉆機過負荷等。瓦斯涌出預兆:瓦斯涌出異常,濃度忽大忽小、煤塵增大、氣溫異常、氣味異常、打鉆噴瓦斯、噴煤粉、哨聲、蜂鳴聲等。煤層結構及構造預兆:煤層層理紊亂、煤層強度松軟或不均質、煤暗淡無光澤。煤層厚度增大(特別是軟分層增大)、煤層傾角變陡、擠壓褶曲、波狀隆起、煤體干燥、斷層等。(四)采面防突措施
(1)把工作面布置在保護層范圍內(2)采用淺截式滾筒采煤機或刨煤機(3)急傾斜煤層采用倒臺階(4)超前鉆孔垂直工作面打鉆,超前距≮5米,(5)煤層注水高壓注水:水壓在7.8~9.7Pa,采用多次短時;低壓注水:采用長時間一般為幾分鐘~幾小時
(6)抽放瓦斯(五)“四位一體”綜合防突措施突出危險性預測防治突出措施防治突出措施的效果檢驗安全防護措施四位一體系統圖威脅面安全措施危險面威脅面安全措施采掘作業危險面防突措施采掘作業煤層非突出層突出層區域預測危險區威脅區安全措施安全措施有效無效措施效果檢驗經驗性工作面預測工作面預測推進50~100m區域預測第三節礦井防滅火一、礦井火災及其危害1.礦井火災:礦井火災是發生在煤礦井下及地面井口附近,威脅到礦井安全生產和井下人員安全的非控制性燃燒。2.《規程》規定:進風井口附近80m范圍內,不得有“三場”3.礦井火災的特點:
礦井火災救災難度最大,技術性最強,危險性最大.特點是:(1)礦井火災作用時間長、影響范圍大(2)產生高溫火煙及有毒有害氣體(3)產生火風壓造成井下風流紊亂(火煙逆退、回流)(4)引起瓦斯和煤塵爆炸(5)產生再生火源4.內外因火災的發火特點Ⅰ、外因火災特點:發生發展較迅速、無預兆、常發生在風流暢通處、造成的損失大(如進風井筒、井底車場、主要運輸大巷、運輸機上山、運輸機巷和采掘工作面)。Ⅱ、內因火災特點:發生發展較緩慢、有預兆、常發生在風流不暢通處、著火時間長(山西大同一露頭煤,從明末著到現在;發火點如三線、煤巷高冒空間、煤巷巷幫和碹后、破碎帶、采空區、上下隅角、地質構造破碎帶、煤柱)。
Ⅰ、產生大量有害氣體,造成大量人員窒息傷亡。Ⅱ、造成礦井停產5.礦井火災的危害Ⅲ、封閉火區產生呆滯、燒毀設備及資源、為爆炸提供熱源及間接損失Ⅳ、產生火壓二、火災發生的基本條件及其分類1、火災發生的基本條件①引火熱源②可燃物③空氣2、礦井火災的分類按引火源可分為外因火災(外源火災)和內因火災(自燃火災)。內因火災占90%以上
分類特點外因火災內因火災時間突然性緩慢性地點廣泛性主要在采空區、煤柱幾率小大(特別是自燃發火煤層)結果多為重大惡性事故有過程、預兆,容易預防
三、礦井火災的治理1、發生火災的行動原則:①當煤礦井下發現煙霧、明火時,首先應采取措施,直接滅火,同時需要立即匯報礦井負責人。②當火災發展到一定程度,很難直接處理時,應請求礦山救護隊的支援。并要向當地煤炭行業主管部門和煤礦安全監察部門匯報。③成立救災指揮部,參照《礦井災害預防和處理計劃》,制定救災方案,迅速搶救遇險人員。此時要注意災變時的風流變化。④按照先控制,后滅火的原則,處理火災。2、礦井滅火的方法:(1)直接滅火法:《規程》第244條:任何人發現井下火災時,應視火災性質、災區通風和瓦斯情況,立即采取一切可能的方法直接滅火,
控制火源,并迅速報告礦調度室。礦調度室在接到井下火災報告后,應立即按災害預防和處理計劃,通知有關人員組織搶救災區人員和實施滅火工作。直接滅火主要方法有:①用水滅火:(1)滅火原理水壓、隔離區、熱容量大(為巖粉吸熱能力的六倍)(2)注意事項Ⅰ、井下用水滅火,要求水源充足,這是為了防止水煤氣爆炸事故的發生。Ⅱ、滅火順序先撲滅外圍火源,再逐漸向中心噴射。Ⅲ、油電類火災的處理Ⅳ、站在上風頭滅火,回風測要求暢通。Ⅴ、消防網管齊全Ⅵ、檢查CH4、CO氣體濃度
②用砂子、巖粉滅火:主要用于撲滅電氣火災。③挖除火源。④泡沫滅火。⑤干粉滅火。(2)隔絕滅火法:當火勢發展到一定程度,不能立即采取措施處理,只有立即砌筑密閉,封閉火區,隔絕滅火。(3)綜合滅火法:
灌漿(效果最好,注意防潰漿事故)、注阻化劑、注惰性氣體(N2、CO2)、均壓滅火。(必須和第二種方法聯用)四、煤炭自燃火災及其防治1.煤的自燃傾向性破碎的煤炭及采空區中的遺煤接觸空氣后,氧化生熱,當熱量積聚、煤溫升高,超過臨界溫度時,最終導致著火,這種現象稱為煤的自燃,煤自身具有吸氧蓄熱著火的特性,這種性質稱為煤的自燃傾向性,由此引起的火災即自然發火。
《規程》規定,將煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃。2.煤炭自燃發火的條件①具有自燃傾向性的煤炭呈破碎堆積狀態。②有連續的通風供氧條件。③煤氧化生成的熱量能不斷積聚。④以上3個條件同時存在且保持一定時間3.易發生煤炭自然的地點:煤巷高冒頂、煤巷巷幫和碹后、破碎帶、采空區、上下隅角、地質構造破碎帶、煤柱和起采及停采線等易發地點.據統計:
采空區占60%
巷道占29%
其他地點占11%4.煤炭自燃發火的過程分為三個階段:①低溫氧化階段(潛伏期)②自熱階段(自熱期)③燃燒階段(燃燒期)5.煤炭自燃的外部征兆①巷道出現霧氣或煤壁“出汗”。②出現火災氣味,如煤油、松節油、焦油等氣味。③空氣溫度和水的溫度驟增。④人體有不舒適感覺,如頭痛、悶熱、惡心、精神疲乏等。6.預防煤層自然發火的措施(1)采掘技術措施Ⅰ、把服務時間較長的巷道(如集中運輸巷、回風巷、采區上山等),采用集中巖巷和巖石上山的開拓方式。Ⅱ、采用正規的采煤方法落垛式、房柱式等非正規采煤法,其回采率低,且采空區丟失碎煤多,巷道多,漏風大,隔絕封閉困難;因而自然發火嚴重,應盡量避之。Ⅲ、提倡“四最”最快的回采速度、最高的回采率、最少的切割量(煤層暴露面積)、最嚴密的隔絕措施。(2)通風技術措施Ⅰ、正確選擇通風系統使之風流穩定,漏風少,通風網絡合理,易于隔絕封閉。Ⅱ、最危險的漏風區間漏風是造成自燃的重要原因,其危險區間為0.4~0.8m3/min(<0.06或>1.2m3/min均不會發生自燃)。Ⅲ、優選進風線路較短的對角式通風方式避免中央式。Ⅳ、采面選后退式,避免前進式(3)《規程》有關規定《規程》規定:開采容易自燃和自燃的煤層時,必須對采空區、突出和冒落孔洞等空隙采取預防性灌漿或全部充填、噴灑阻化劑、注阻化泥漿、注凝膠、注惰性氣體、均壓等措施。A.預防性灌漿預防性灌漿是防止自然發火最有成效、應用最為廣泛的措施,對膠結頂板、防塵、降溫都有較好的效果。預防性灌漿的作用一是隔氧,二是散熱。漿液流入采空區后,固體物沉淀,并充填于浮煤縫隙之間,包裹浮煤.使其與空氣隔絕,防止氧化。而漿水所到之處,增加了煤的外在水分,抑制了煤的自熱氧化進程,同時對已經自熱的煤炭有冷卻散熱作用。埋管灌漿及灑漿示意圖1—工作面運輸巷;2—回風巷;3—輸漿管路;4-埋入采空區的注漿管;5—灑漿膠管;6—工作面上隅角;7—維護回風巷的臨時木跺B.阻化劑防滅火技術現有的阻化劑目前最常用的阻化劑有:氯化鈣、氯化鎂、氯化銨以及水玻璃等。從目前的應用結果來看,氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鋅等氯化物對褐煤、長焰煤和氣煤有較好的阻化效果,水玻璃、氫氧化鈣對高硫煤有較高阻化率。其阻化機理是:1)物理作用
覆蓋、吸水作用。2)化學作用在煤的表面形成氧化隔膜,阻止煤與氧接觸。捕捉煤與氧反應過程中形成的自由基,阻斷煤與氧的鏈式反應。其使用方法可采用:壓注阻化劑(煤體)、汽霧阻化劑(采空區)、噴灑阻化劑(煤壁)。C.凝膠防滅火
凝膠防滅火技術是20世紀90年代在我國廣泛應用的新型防滅火技術。由于其工藝簡單,操作方便,防滅火效果較好。凝膠是膠凍狀的硅酸溶液,由俗稱水玻璃的硅酸鈉水溶液和酸性促凝劑反應而成。D.惰性氣體防滅火技術1)氮氣防滅火技術利用氮氣防滅火既能“防火”又能“滅火”。原理是:氮氣注入采空區后,可以降低采空區的氧氣濃度;處理火災時,氮氣有抑爆作用;氮氣容易進入冒落區內的小孔、裂縫,起到滅火作用;滅火后的恢復工作比較安全、迅速、經濟、設備損壞率小。2)燃油惰氣防滅火利用燃油惰氣處理火災,與氮氣防火基本相同,只是氣源不同。它的氣源是用惰氣發生裝置,采用燃油除氧的方法制取惰氣。燃油惰氣發生裝置主要有XD—150型惰氣發生裝置。E.均壓防滅火均壓滅火的實質:利用風窗、風機、調壓氣室和連通管等,調節壓力手段,改變通風系統的壓能分布,降低漏風壓差,減少漏風,切斷供氧,從而達到抑制煤炭氧化惰化火區,具有防滅火雙重功能。采用均壓防滅火必須要進行詳細的通風阻力測定,掌握各風路的風阻。五、火區的管理與啟封㈠火區的管理火區封閉后,應加強管理,促使火災及早熄滅,同時需經常觀測火區情況,以判斷火災是否熄滅。具體做法如下:
1、建立火區卡片卡片上詳細記錄發火日期、原因、位置、范圍、防火墻厚度、建筑材料、滅火處理過程、灌漿量以及空氣成分、溫度、氣壓變化等情況,并且要附有火區關系位置圖,由礦井通風部門永久保存。2、永久性防火墻管理井下所有永久性防火墻都要編號管理。防火墻前要設柵欄懸掛警標,禁止人員進入,并懸掛木牌,證明防火墻內、外的瓦斯濃度、溫度及測定日期和測定人員姓名。3、加強檢查工作對墻內的溫度和空氣成分,要定期進行測定和化驗分析。封閉火區的防火墻必須每天檢查一次,瓦斯急劇變化時,每班至少檢查一次。所有檢查結果,都要記人防火記錄簿。如果發現防火墻封閉不嚴或有其他缺陷及火區內有異常變化時,要采取措施及時處理。㈡火區的啟封1.火區熄滅的判定《規程》規定:封閉的火區,只有經取樣化驗證實火已熄滅后,方可啟封或注銷。火區同時具備下列條件時,方可認為火已熄滅:⑴火區內的空氣溫度下降到30℃以下,或與火災發生前該區的日常空氣溫度相同。⑵火區內空氣中的氧氣濃度降到5.0%以下。⑶火區內空氣中不含有乙烯、乙炔,一氧化碳濃度在封閉期間內逐漸下降。并穩定在0.001%以下。⑷火區的出水溫度低于25℃,或與火災發生前該區的日常出水溫度相同。⑸上述4項指標持續穩定的時間在1個月以上。火區內的氣溫、氧和一氧化碳的濃度,應在火區回風側密閉墻內測取,出水溫度應從密閉墻出水口和火區所有出水中測取,均以最大值為準。由于火區內外環境影響的復雜性、取樣點與著火帶狀態的差異,按以上規定啟封火區時,仍應謹慎從事,不能認定火區已熄滅而大意。2.啟封火區的方法⑴通風啟封火區法一般在火區面積不大,復燃可能性較小時采用。工作順序:①使用局部通風機風筒、風障對防火墻進行通風;②確定有害氣體排放路線,撤出此路線上及鄰近區的人員,并切斷此路線上的所有電源;③打開一個出風側密閉,打開方法是應先打一個小孔無危險后逐漸擴大,嚴禁一次全部拆除密閉;④觀察一段時間,火區無異常現象且穩定后,從進風側小斷面打開密閉(如有問題時,立即重新封閉);⑤當火區瓦斯排放一定時間后,相繼打開其他進回風密閉。注意事項:①開啟密閉時,應估計到有火區瓦斯、二氧化碳等有害氣體涌出;②打開進、回側密閉后短期內要采取強力通風以迅速降低火區內的瓦斯濃度,預防瓦斯爆炸,應把人員撤到安全地點,至少等lh,再進入火區工作。③排放火區內的瓦斯,應控制在《規程》允許濃度以內。⑵鎖風啟封火區法鎖風啟封火區就是在保持火區密閉的情況下,由外向里、向火源逐段移動密閉位置縮小火區,進入火源,實現火區全部啟封的過程。鎖風啟封法具有防止火區復燃條件,一般在高瓦斯礦井,火區范圍很大,并封閉有大量可燃氣體,火源是否熄滅難以確定時采用。鎖風方法從入風側在原有的火區密閉外5~6m的地方構筑一道帶門的密閉,救護隊員配帶儀器進入,將門關閉,形成一個封閉的空間,再將原來的密閉打開。救護隊員進入火區偵察火情后,根據火區實際情況,再選擇適當地點重新建立帶風門的密閉后,才能打開第一個密閉風門。恢復通風后,觀測火區無異常。然后逐段進行,逼近發火地點。火區要求始終處于封閉、隔絕狀態。工作時要注意:①鎖風工作必須在無爆炸危險的條件下進行;②鎖風作業時,要有專人對封閉區內的情況進行監測,發生異常情況,如密閉處風流方向有變化,煙霧增大等,應立即停止作業,撤出人員,進行觀察,無危險后方可重新進入火區。
3.啟封火區時注意事項⑴啟封已熄滅的火區前,必須制定安全措施。⑵啟封火區時,應逐段恢復通風,同時測定回風流中有無一氧化碳。發現復燃征兆時,必須立即停止向火區送風,并重新封閉火區。⑶啟封火區和恢復火區初期通風等工作,必須由礦山救護隊負責進行,火區回風風流所經過巷道中的人員必須全部撤出。⑷在啟封火區工作完畢后的3天內,每班必須由礦山救護隊檢查通風工作,并測定水溫、空氣溫度和空氣成分。只有在確認火區完全熄滅、通風等情況良好后,方可進行生產工作。第四節礦塵防治一、礦塵的產生與危害1、礦塵:煤礦在生產過程中所產生各種礦物細微顆粒的粉塵。2、礦塵的分類(1)按顆粒大小分粗塵(>10μm)細塵(>5μm而≤10μm)微塵(≥2μm而≤5μm)超微塵(<2μm)(2)按成分分煤塵(φ<1mm)
巖塵(φ<5μm)水泥粉塵(3)按存在狀態分
浮塵
積塵3、礦塵的危害(1)污染勞動環境、影響能見度、影響操作安全、影響礦工情緒、影響事故隱患的發現、影響勞動生產率。(2)易得職業病。
分類:
煤肺病矽肺病煤矽肺病水泥塵肺病
(3)、具有燃燒、爆炸性。
4、作業場所空氣中的粉塵濃度標準第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。
第六百四十條作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。第六百四十條
作業場所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度應當符合表25的要求。不符合要求的,應當采取有效措施。表25
作業場所空氣中粉塵濃度要求表25作業場所空氣中粉塵濃度要求粉塵種類游離SiO2含量/%時間加權平均容許濃度/(mg·m-3)總塵呼塵煤塵<1042.5矽塵10~5010.750~800.70.3≥800.50.2水泥塵<1041.5注:時間加權平均容許濃度是以時間加權數規定的8h工作日、40h工作周的平均容許接觸濃度。注:時間加權平均容許濃度是以時間加權數規定的8h工作日、40h工作周的平均容許接觸濃度。二、煤塵爆炸的條件及防治措施1、煤塵爆炸的條件(1)煤塵爆炸的原因Ⅰ、破碎的煤粒與氧氣的總接觸面積增多了許多倍。(邊長為10cm的立方體,其表面積是0.06m2;將其破碎為邊長是0.1mm的煤粒,總表面積為60m2,增大到1000倍)Ⅱ、煤塵表面積能吸附氧氣。Ⅲ、受熱的煤塵,能迅速放出大量的可燃性氣體。有很多固體物質在常態下不燃或難燃的,而當其破碎成粉塵時,會變為易燃或有爆炸性了。金屬鋁是不燃的,而鋁粉就能燃燒或爆炸;塊狀的煤炭只能燃燒,煤塵則能爆炸。(2)、煤塵的爆炸條件Ⅰ、煤塵本身必須具有爆炸傾向性(Ⅰ)揮發分指數>10%(Ⅱ)大管狀煤塵爆炸鑒定儀
Ⅱ、有高溫熱源(700~800℃)
Ⅲ、浮游煤塵必須具有一定的濃度上限:1500~2000g/m3下限:褐煤:45~55g/m3
煙煤:113~355g/m3Ⅳ一定濃度的氧氣
煤塵爆炸還必須要具備一定濃度的氧氣,要求氧氣的濃度不低于18%(體積百分比)。由于礦井的氧氣濃度一定大于18%,所以我們在防止煤塵爆炸過程中一般不會考慮這一條件。2、煤塵的爆炸特征(1)爆炸的產物:皮渣和粘塊(2)爆炸的強度判斷:Ⅰ、強爆炸:產物附著在支架的背面。Ⅱ、中等爆炸:產物附著在支架的正面。Ⅲ、弱爆炸:產物附著在支架的兩側。(3)爆炸的性質判斷:Ⅰ、無產物:為瓦斯爆炸Ⅱ、有產物:瓦斯涌出正常,為煤塵爆炸。Ⅲ、瓦斯涌出不正常,為混合爆炸。3、煤塵爆炸的影響因素(1)煤的成分Ⅰ、煤的揮發分(對煤塵爆炸起著十分重要的作用)煤的揮發分含量越高,其變質程度就越低,煤塵就越容易爆炸且爆炸威力越大。無煙煤的變質程度最高,其煤塵爆炸的可能性較小。Ⅱ、煤的水分煤的水分在塵粒間起著粘結作用。所以它促使塵粒聚結為較大的塵粒,減少了塵粒的總表面積。還能降低落塵的飛揚能力,還具有吸熱降溫和阻燃之作用。而煤的天然水分含量較低,其抑爆能力十分有限,故人為的摻入水分(灑水),才能防止煤塵爆炸。Ⅲ、煤的灰分它是不可燃物質,能吸熱,阻擋熱輻射,破壞鏈反應,有降溫阻燃作用,煤塵隨灰分含量的增加而降低。揮發分小于15%時,灰分的影響較大;天然灰分對煤塵的爆炸性幾乎沒影響,故撒布巖粉就是為增加其含量。(2)煤塵的濃度
45g/m3—300~400g/m3—2000g/m3
(3)煤塵的粒度75μm~1mm
(4)空氣中的瓦斯濃度
(5)引爆熱源與爆炸環境
爆炸的環境,如空間的形狀、容積的大小、空間的長短、斷面的變化、空間內有無障礙物、有無拐彎處等4、預防煤塵爆炸的主要措施(1)降塵措施Ⅰ、煤層注水在開采前先下煤層打若干鉆孔,經鉆孔把壓力水注入煤層,壓力水又沿煤層層理、節理及裂隙滲入可將煤體預先濕潤,以減少開采時浮塵的生成量。注水方式:深孔注水(沿兩巷)淺孔注水(沿工作面)Ⅱ、濕式作業(鑿巖機和錨頭)
Ⅲ、凈化風流Ⅳ、噴霧灑水
Ⅴ、水炮泥(刀把式、自封式)
Ⅵ、個體防護
Ⅶ、巷道刷白
Ⅷ、內外噴霧
Ⅸ、清掃積塵(2)隔爆新技術
各主要產煤國又研制了自動抑爆技術和移動隔爆棚.
英國研制了以壓縮空氣推動活塞噴水的MKⅡ型抑爆裝置,在180ms內將水擴散到巷道空間;德國研制利用儲壓原理的BVS型抑爆裝置,形成粉霧時間小于100ms;比利時研制了爆破播撒水霧噴灑器,水霧形成時間小于150ms;前蘇聯研制了實行產氣式BIIY型抑爆裝置,形成粉霧時間100ms.(3分類及水棚的技術質量要求分類噴霧灑水(300米)撒布巖粉(300米)巖粉棚水棚水棚的技術質量要求Ⅰ.用水量:水袋棚為>200L/m2;水槽棚為>400L/m2Ⅱ.布置在礦壓比較小、支架較完整的直線巷道內Ⅲ.總長:水袋棚為>20m;水槽棚為>30mⅣ.間距:1.2~3.0mⅤ.距工作面:60m~200mⅥ.距拐彎巷道:50m~75m5、礦塵的危害(1)污染勞動環境、影響能見度、影響操作安全、影響礦工情緒、影響事故隱患的發現、影響勞動生產率。(2)易得職業病。
煤肺病矽肺病煤矽肺病水泥塵肺病
(3)、具有燃燒、爆炸性。
二、礦塵防治措施通常按礦井防塵措施的具體功能分為減塵措施、降塵措施、通風除塵和個體防護四大類。㈠減塵措施1.濕式打眼。2.煤層注水⑴長鉆孔注水⑵短鉆孔注水⑶深鉆孔注水3.水炮泥4.改進采掘機械的運行參數㈡降塵措施降塵措施是礦井綜合防塵工作的重要環節,現行的降塵措施主要包括噴霧灑水、裝巖灑水、凈化風流、沖洗巖幫等。㈢通風除塵通風除塵是指通過風流的流動將井下作業點的懸浮礦塵帶出,降低作業場所的礦塵濃度,因此搞好礦井通風工作能有效地稀釋和及時地排出礦塵。決定通風除塵效果的主要因素是風速及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等,采用最佳風速是降低回采工作面的一項有效措施。㈣個體防護。個體防護是指通過佩戴各種防護面具以減少吸入人體粉塵的最后一道措施。因為井下各生產環節雖然采取了一系列防塵措施,但仍會有少量微細礦塵懸浮于空氣中,甚至個別地點不能達到衛生標準。因此,在井下粉塵濃度較高的環境下作業的人員需配備個體防護的防塵用具。個體防護的用具主要有防塵口罩、防塵面罩、防塵帽、防塵呼吸器等,其目的是使佩戴者能呼吸凈化后的清潔空氣而不影響正常工作。復習題一、填空1.H2S氣體有(臭雞蛋味)氣味。2.每個礦井必須有(2個)以上能行人的安全出口通往地面。3.《煤礦安全規程》規定,采掘工作面空氣溫度不得超過(26℃)。4.礦井瓦斯等級是依據礦井絕對瓦斯涌出量、(礦井相對瓦斯涌出量)和(瓦斯涌出形式)劃分的。5.瓦斯在煤層中的存在狀態有(游離狀態)和(吸附狀態)兩種。6.井下瓦斯傳感器應垂直懸掛在頂板下(300mm)處,距側壁不小于(200mm)。7.在導致事故發生的各種原因中,(人的因素)占有主要地位。8.煤層頂板可分為偽頂、直接頂和基本頂3種類型。在采煤過程中,(直接頂)是頂板管理的重要部位。9.大氣標準狀態下,瓦斯爆炸的瓦斯濃度范圍為(5%~16%)。10.井下風門每組不得少于(2)道,必須自動關閉,嚴禁同時敞開。11.瓦斯爆炸必須具備的條件:一定濃度的瓦斯(5-16%CH4);高溫熱源(650℃-750℃且存在時間大于瓦斯引爆的感應期);足夠的氧氣(O2不低于12%)。12.瓦斯比空氣輕,常積聚在(巷道頂部)、上山掘進面及(頂板冒落空洞中)等。13.排放瓦斯必須執行的三個原則:(斷電)、撤人、(限量)。14.當發現有人觸電時,首先要(切斷)電源或用絕緣材料將帶電體從觸電者身上分離開。15.采掘工作面及其他作業地點風流中瓦斯濃度達到1.5%時,(必須)停止工作,切斷電源,撤出人員,進行處理。16.所有采掘工作面,瓦斯濃度的檢查次數,低瓦斯礦井每班至少檢查(2)次;高瓦斯礦井每班至少檢查(3)次。17.瓦斯綜合治理十二字方針:(先抽后采)、監測監控、(以風定產)。18.瓦斯綜合治理的戰略:(可保盡保),(應抽盡抽)。19.凡長度超過(6m)而又不通風或通風不良的獨頭巷道,統稱盲巷。20.煤礦井下構筑永久性密閉墻體厚度不小于(0.5m)。21.礦井反風時,主要通風機的供給風量應不小于正常風量的(40%)。22.瓦斯爆炸的主要危害是(高溫)、沖擊波和(有毒有害氣體)。23.抽放瓦斯的方法按瓦斯來源可分為(開采煤層的抽放)、鄰近層抽放、(采空區抽放)。二、選擇1.油料火災不宜用(A)滅火。
A.水B.沙子C.干粉2.井下(A)使用燈泡取暖和使用電爐。
A.嚴禁B.不得C.不能3.因瓦斯(A),所以可將瓦斯作為民用燃料。
A.可燃燒B.無毒C.無色、無味4.煤與瓦斯突出多發生在(C)。
A.采煤工作面B.巖巷掘進工作面C.石門揭煤掘進工作面5.含爆炸性煤塵的空氣中,氧氣濃度低于(C)時,煤塵不能爆炸。
A.12%B.15%C.18%6.采掘工作面回風巷風流中瓦斯濃度超過(B)時,必須停止工作,撤出人員,采取措施,進行處理。
A.0.75%B.1.0%C.1.5%7.采掘工作面風流中瓦斯濃度達到(B)時,必須停止工作,撤出人員,切斷電源,進行處理。
A.1.0%B.1.5%C.2.0%8.靠近掘進工作面(B)長度以內的支架放炮前必須加固。
A.5mB.10mC.15mD.20m9.壓入式局部通風機及其開關附近(A)以內風流中瓦斯濃度都不超過0.5%,方可人工開動局部通風機。
A.10mB.15mC.20mD.25m10.過濾式自救器主要作用是過濾(A)氣體。
A.COB.CO2C.H2SD.所有氣體11.采區回風巷和采掘工作面回風道風流中瓦斯濃度允許值為(A)。
A.1.0%B.0.5%C.1.5%D.2.0%12.發出的礦燈最低限度應能正常持續使用(A)。
A.11hB.12hC.16hD.18h13.氧氣濃度低于(D)時,瓦斯就失去爆炸的可能性。
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