矿井灾害防治--重要工种篇课件

新密市煤炭学校 石建丽,矿井灾害防治,矿井五大灾害,国有重点煤矿事故严重度的统计,瓦斯,火灾,水灾,防治火灾 防治煤尘 防治瓦斯,矿井通风,1,2,“一通三防”,矿井通风的主要任务,1.为井下作业人员提供足够的新鲜空气； 2.把井下有害气体及矿尘稀释到安全浓度以下并排出矿井； 3.保证井下有所适宜的气候条件（温度、湿度和风速），以利于工人劳动和机器运转。,地面大气成分,矿井内空气,煤矿安全规程规定： 采掘工作面进风流中氧气不得低于20%； 矿井空气中一氧化碳的最高允许浓度为0.0024%； 按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于4立方米。,矿井通风方法（根据主扇工作方式）,煤矿安全规程122条规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10分钟内改变巷道中的风流方向，当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常风量的40%。 煤矿安全规程122条规定：生产矿井矿井每季度应至少1次检查反风实施，每年进行一次反风演习，当矿井通风系统有较大变化时，也进行1次反风演习。,矿井反风,一、矿井防灭火技术,矿井火灾是指发生在矿井地面或井下、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧。 矿井火灾是煤矿主要灾害之一，每一场火灾的发生，轻则影响生产，重者可能烧毁煤炭资源和矿井设备，更为严重者则可能引燃瓦斯煤尘爆炸或火烟毒化矿井，酿成人员伤亡的重大恶性事故。,一、矿井防灭火技术,可燃物 热源 氧气,三者必须同时具备,火灾发生的三要素,1）地面火灾 凡是发生在矿井工业广场范围内地面上的火灾称之为地面火灾。 2）井下火灾 凡是发生在井下的火灾，发生在井口附近，直接影响井下生产，威胁到井下工人安全的地面火灾，也称为井下火灾。 3）内因火灾 由可燃物氧化自燃引起的火灾。 4）外因火灾 由外来热源引起的火灾。,1、矿井火灾分类 根据火灾发生的地点 与起火原因分类：,一、矿井防灭火技术,1.上行风流火灾 上行风流是指沿倾斜或垂直井巷、回采工作面自下而上流动的风流，即风流从标高的低点向高点流动。发生往这种风流中的火灾，称为上行风流火灾。,井下火灾按其发火地点相对矿井通风的影响又可分为三类：上行风流火灾，下行风流火灾和进风流火灾。,2.下行风流火灾 下行风流是指沿着倾斜或垂直井巷、回采工作面(如进风井，进风下山以及下行通风的工作面)自上而下流动的风流，即风流由标高的高点向低点流动。,3.进风流火灾 发生在进风井、进风大巷或采区进风风路内的火灾，称为进风流火灾。,一、矿井防灭火技术,各类火灾的特点,地面与井下火灾区别，内因火灾与外因火灾区别,一、矿井防灭火技术,其它分类方法 根据火灾发生地点，燃烧物及引火性质进行分类 由于发火地点不同而分为：井筒火灾、巷道火灾、煤柱火灾、采面火灾、采空区火灾、峒室火灾等。 由于燃烧物不同可分为：机电设备(皮带、电缆、变压器、开关、风筒等)火灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾、煤尘燃烧火灾以及煤的自燃火灾。 根据引火性质不同可分类 原生火灾与次生(再生)火灾。次生火灾是指由原生火灾而引起的火灾。在原生火灾的燃烧过程中，含有尚未燃烬可燃物的高温烟流，在排烟的通道上，一旦与风流汇合，获得氧气的供给很可能再次燃烧。特别是汇合点位于干燥的木支护区，更易发生次生火灾而扩大火区范围。,一、矿井防灭火技术,一、矿井防灭火技术,1）黄铁矿作用学说 黄铁矿作用学说是最早试图打开煤炭自燃之迷的学说之一，它在十七世纪提出并很快得到了很大的发展。该学说认为：黄铁矿吸氧后体积膨胀，挤碎了煤块，增大了裂隙，同时黄铁矿吸氧后有水时要发生放热反应，热量聚积，以致煤的燃烧。,煤的自燃前期过程是怎样开始的?它的温度是怎样提高到发生化学氧化反应必不可少的温度60的?,一、矿井防灭火技术,2）细菌作用学说 煤炭自燃的起因是细菌求生活动的过程，这种活动能助长煤中有机物的氧化发酵生热，而导致煤的自燃。,3）酚基作用学说 酚基作用学说认为：煤的有机化合物中，以酚基最易受到氧化，所以最初是酚基类氧化发热而导致其它有机物的氧化发热。,4）煤氧复合学说 煤中含有一种易于被空气低温氧化的活性物质，这种活性物质的多少，取决于煤的变质程度的高低，变质程度越高，活性物质就越少。煤接触氧后，活性物质在低温下与氧化合，放出微热，热量积聚而导致煤的自燃。,一、矿井防灭火技术,煤炭氧化过程,1）准备期 （潜伏期） 煤在低温下吸附空气中的氧，在煤的表 面生成不稳定的初级氧化物羧基OH、 羟基COOH，煤温与环境温度不变，煤 重增加，着火点降低，化学活性增加。,2）自热期 自热前期：煤温上升，不稳定的初级氧 化物进一步生成H2O、CO2、CO及 CxHy。 自热后期：当温度达到60-80的临界 温度时，氧化速度加剧。,3）燃烧期（自燃期） 煤温达到着火温度（无烟煤400、 烟煤320-380 、褐煤300）开始 燃烧。,4）冷却风化 煤在氧化过程中，如有良好的冷却散热条件以至温度不能上升，则发生风化。风化后的煤不再发生自燃。,一、矿井防灭火技术,一、矿井防灭火技术,煤炭自燃与否取决于煤本身的物理化学性质和外部的散热条件。因此煤炭的自燃与否主要取决于两个因素： 内因因素：指煤本身的自燃倾向性，煤本身的氧化能力和物 理化学特征。煤要自燃，首先必须要有自燃倾向性，即要有自燃的能力。 外因因素：指煤在氧化过程中的通风供氧和热交换的条件。,因此，煤炭自燃必须同时满足四个条件： 1）煤本身要有自燃倾向性；（有自燃倾向性的煤呈破碎堆积） 2）要有连续的供氧条件； 3）热量易于积聚； 4）足够的氧化时间。,一、矿井防灭火技术,煤炭自燃的征兆,一、矿井防灭火技术,矿井火灾的预报,煤炭自燃的早期发现，有利于其防止其继续发展，避免自燃火灾的发生。 （1）视力感觉:巷道中出现雾气或巷道壁支架上出现水珠。 （2）气味感觉: 闻到煤油、气油、松节油工焦油气味。 （3）温度感觉：感觉温度高，闷热，用手触摸发热或烫手，水较热等 （4）身体不适感觉：进行某些区域出现头痛、闷热、恶心、精神疲乏等。,一、矿井防灭火技术,火灾防治技术,1、合理的巷道布置系统 开拓开采应做到： 最小的煤层暴露面； 最大的煤炭回采率； 最快的煤炭回采速度； 最易于封闭的采空区。 2、合理的采煤方法 3、控制矿山压力、减少煤体破碎 4、合理的通风系统 5、推广无煤柱开采,一、矿井防灭火技术,火灾防治技术,7、注浆 8、惰性气体 9、三相泡沫,一、矿井防灭火技术,发生火灾时应注意：,遇火撤退选方向,遇火要防烟中毒,二、矿井瓦斯防治,二、矿井瓦斯防治,瓦斯（CH4）又叫做沼气，他的化学名称是甲烷，我们常说的瓦斯有广义和狭义之分： 狭义专指甲烷。如煤矿安全规程中规定的瓦斯浓度指标、甲烷传感器、便携仪、断电仪所显示的数据等，都是狭义的数据。 广义指以甲烷为主的有毒有害“混合气体”（一氧化碳、二氧化碳、硫化氢）的总称。如：盲巷里的瓦斯，则是广义之称。,瓦斯,二、矿井瓦斯防治,二、矿井瓦斯防治,瓦斯的危害,二、矿井瓦斯防治,瓦斯爆炸,瓦斯爆炸的实质就是一定浓度的瓦斯与空气中的氧气在一定温度作用下产生的剧烈氧化反应。,CH4+2O2=CO2+2H2O+882.6kJ/mol 当反应生成热的速度大于散热速度时，热量积聚，反应物的温度升高，氧化进一步加快，使气体受热膨胀，形成爆炸。,二、矿井瓦斯防治,瓦斯爆炸条件,二、矿井瓦斯防治,瓦斯爆炸浓度界限,二、矿井瓦斯防治,瓦斯爆炸的危害,短片,二、矿井瓦斯防治,瓦斯爆炸的一般规律,爆炸地点：任何地点都有发生瓦斯爆炸的可能性，但大部分发生在采掘工作面。 采煤工作面上隅角容易发生瓦斯爆炸的地点：工作面上隅角和采煤机滚筒附近。,上隅角容易出现瓦斯积聚 上隅角设置回柱绞车或开缺口放炮,破煤时瓦斯大量涌出，通风不良造成瓦斯积聚 截齿与支架顶梁或岩石产生碰撞火花,二、矿井瓦斯防治,瓦斯防治的十二字方针,先抽后采 监测监控 以风定产,二、矿井瓦斯防治,防止瓦斯爆炸的措施,二、矿井瓦斯防治,加强通风,加强通风是防止瓦斯积聚的基本方法之一，主要包括建立合理的通风系统和加强通风管理两个方面。 每一矿井的通风系统和通风管理工作都必须符合煤矿安全规程的要求。 严禁采用独眼井开采，严禁采用不符合规程规定的串联通风，掘进工作面禁止采用扩散通风。 矿井的产量必须与矿井通风能力相适应，严禁超通风能力生产。,二、矿井瓦斯防治,加强检查,瓦斯检查员的交接班制度：瓦斯检查员的交接班制度主要包括对瓦斯检查员交接班时间、地点、方法及内容的规定。 采掘工作面配备有专职瓦斯检查员时，采煤面在回风巷入口的新鲜风流处交接班，掘进工作面在局部通风机处交接班，其它与其检查员的交接班地点由矿总工程师根据矿井的实际情况确定。,二、矿井瓦斯防治,对瓦斯检查次数的规定,采掘工作面的瓦斯浓度检查次数如下：低瓦斯矿井中每班至少2次；高瓦斯矿井中每班至少3次；有煤（岩）与瓦斯突出危险的采掘工作面，有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查，并安设甲烷断电仪。 采掘工作面二氧化碳浓度应每班至少检查2次；有煤（岩）与二氧化碳突出危险的采掘工作面，二氧化碳涌出量较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查二氧化碳浓度。 本班未进行工作的采掘工作面，瓦斯和二氧化碳应每班至少检查1次；可能涌出或积聚瓦斯或二氧化碳的硐室和巷道的瓦斯或二氧化碳应每班至少检查1次。 井下停风地点栅栏外风流中的瓦斯浓度每天至少检查1次，挡风墙外的瓦斯浓度每周至少检查1次。,二、矿井瓦斯防治,特殊情况下的瓦斯检查要求,临时停风地点在恢复通风前的瓦斯检查 局部通风机因故停止运转，在恢复通风前，必须检查瓦斯，只有在停风区中最高瓦斯浓度不超过1.0%和最高二氧化碳浓度不超过1.5%，且符合本规程第一百二十九条开启局部通风机的条件时，方可人工开启局部通风机，恢复正常通风。 开拓新水平的井巷第一次接近各开采煤层时的瓦斯检查要求 规程第一百四十二条规定：开拓新水平的井巷第一次接近各开采煤层时，必须按掘进工作面距煤层的准确位置，在距煤层垂距10米以外开始打探煤钻孔，钻孔超前工作面的距离不得小于5米，并有专职瓦斯检查工经常检查瓦斯。,二、矿井瓦斯防治,瓦斯检查“三对口”制度,瓦斯检查“三对口”制度要求瓦斯检查工在瓦斯检查工作中必须认真填写检查地点的记录牌、随身携带的手册以及需要上报的报表（或台帐）等资料，不得出现不符、遗漏或相互矛盾的情况。要求“三对口”的主要内容有：检查地点和检查人姓名；检查日期、班次及每次检查的具体时间；检查结果（包括瓦斯浓度、二氧化碳浓度和空气温度等）。,二、矿井瓦斯防治,一炮三检制,一炮三检制要求每次爆破在装药前、爆破前和爆破后，必须对爆破地点及其附近规定范围内进行瓦斯检查。规程中规定：破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0时，严禁爆破；爆破后，待工作面的炮烟被吹散，爆破工、瓦斯检查工和班组长必须首先巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架、拒爆、残爆等情况。如有危险情况，必须立即处理。,二、矿井瓦斯防治,防止瓦斯引燃的措施,规程规定：严禁携带烟草和点火物品下井；井口房、通风机房和抽放瓦斯泵站附近20 m内，不得有烟火或用火炉取暖；井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，每次都必须根据现场条件和规程第二百二十三条制定严密的安全措施，并认真贯彻贯彻执行；对井下火区必须加强管理。,三、矿尘防治,矿尘的产生,矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。 （1）采掘工作面（矿尘浓度最高）； （2）运输系统中的各转载点（其次）。 （3）井筒掘进时，如淋水大，工作面潮湿，矿尘浓度不高，但在通风不好情况下，细微浮尘可以长时间存在工作面附近。,三、矿尘防治,矿尘的产生,产生： 钻眼作业、炸药爆破、掘进机及采煤机作业、顶板管理、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。 分布： 采煤工作面占45%80%；掘进工作面占20%38%；锚喷作业点产尘量占10%15%；运输通风巷道占5%10%；其它作业点占2%5%。各作业点随机械化程度的不断提高，矿尘的生成量也将增大。,三、矿尘防治,矿尘分类-按粒径,按粒径分 (1)粗尘。粒径大于40m，相当于一般筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降。 (2)细尘。粒径为1040m，肉眼可见，在静止空气中作加速沉降。 (3)微尘。粒径为0.2510m，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降。 (4)超微尘。粒径小于0.25m，要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动。,三、矿尘防治,矿尘分类-按存在状态,三、矿尘防治,矿尘分类-按粒径组成分为,三、矿尘防治,矿尘的危害,三、矿尘防治,矿尘的危害,三、矿尘防治,矿山尘肺病,尘肺病:工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。 尘肺类的分类，分为三类： (1)硅肺病(矽肺病) ：患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。 (2)煤硅肺病(煤矽肺)：患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工。 (3)煤肺病：患者多为长期单一的在煤层中从事采掘工作的矿工。,三、矿尘防治,尘肺病,三、矿尘防治,尘肺病的发病机理,大于10m,5-10m,2-5m,2m左右,三、矿尘防治,尘肺病的症状,尘肺病分为三期： 第一期：重体力劳动时呼吸困难、胸痛、轻度干咳。 第二期：中等体力劳动或正常工作时，感觉呼吸困难，胸痛、干咳或带痰咳嗽。 第三期：做一般工作甚至休息时，也感到呼吸困难、胸痛、连续带痰咳嗽，甚至咯血和行动困难。,三、矿尘防治,影响尘肺病的因素,(1)矿尘的成分 能够引起肺部纤维病变的矿尘，多半含有游离SiO2，其含量越高，发病工龄越短，病变的发展程度越快。对于煤尘，引起煤肺病的主要是它的有机质(即挥发分)含量。 (2)矿尘粒度及分散度 5m以上的矿尘对尘肺病的发生影响不大；5m以下的矿尘可以进入下呼吸道并沉积在肺泡中，最危险的粒度是2m左右的矿尘。,三、矿尘防治,影响尘肺病的因素,(3)矿尘浓度 尘肺病的发生和进入肺部的矿尘量有直接的关系，也就是说，尘肺的发病工龄和作业场所的矿尘浓度成反比。 (4)个体方面的因素 尘肺病在目前的技术水平下尽管很难完全治愈，但它是可以预防的。只要领导重视，增加资金投入，积极开展尘肺病预防及治疗方面的研究，完善技术措施，推广综合防尘，就可以达到降低尘肺病的发病率及死亡率的目的。,三、矿尘防治,预防尘肺病的措施,密,查,三、矿尘