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矿井通风与灾害防治第一节 矿 井 通 风一、矿井通风的地位和作用（一）矿井通风的地位我国煤层赋存条件差异极大，自然条件十分复杂，每个生产矿井必须有完整独立的通风系统。依靠通风机等动力，将适量的新鲜空气，沿着既定的通风路线不断地输入井下，以满足各用风地点的需要；同时将用过的污浊空气不断地排出地面。这种对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空气的过程称为矿井通风。（二）矿井通风的主要作用（1）供给井下人员足够的新鲜空气，满足人员呼吸的需要。（2）稀释和排除井下有害气体、矿尘，使之符合规程规定。（3）调节井下气候条件，提高生产效率。规程规定：矿井必须采用机械通风。必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。主要通风机必须安装在地面，装有主要通风机的出风井口应安装防爆门。二、矿内空气（一）地面的新鲜空气地面空气成分是比较固定的，是由氮气、氧气和其他成分组成的混合气体，按体积的百分比计算，大约是：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%和杂质0.03%。（二）矿内空气矿内空气是指来源于地面的新鲜空气和井下产生的有害气体和浮尘的混合气体。成分与地面空气相同或近似的空气叫做新鲜空气；受到井下浮尘和有害气体污染的空气叫做污浊空气。1主要成分性质1）氧气氧气是一种无色、无味、无臭的气体，化学性质比较活泼，易使其他物质氧化，对空气的相对密度为1.105，能助燃和供人呼吸。氧对人的生命关系非常密切，就像鱼离不开水一样。最适宜人呼吸的氧气浓度为21%；当氧气浓度降到17%时，人静止时无影响，但工作时能引起喘息，呼吸困难；当氧气浓度降到10%12%时，有生命危险。2）氮气氮气是一种无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.97，不助燃也不能供人呼吸。3）二氧化碳二氧化碳为无色、微有酸味的气体，相对密度为1.52，易溶解于水，不助燃，不能供人呼吸，略有毒性，对人的呼吸有刺激作用。规程规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。2.井下主要有害气体(1)一氧化碳。(2)二氧化氮。(3)二氧化硫。(4)硫化氢。(5)氨气。3预防井下有害气体中毒措施(1)加强通风。供给井下各用风地点足够的新鲜空气，并将各种有害气体冲淡到规程规定的最大允许浓度以下。(2)加强检查与检测，监视其动态，及时采取相应措施。(3)对局部有害气体含量较高，涌出量较大的地区，可以采取抽放或局部通风稀释办法，使其降到安全浓度以下。(4)凡井下通风不良的区域或巷道，要设置栅栏，并悬挂“禁止入内”的警标。未经检测确认有害气体不会对人体产生危害时，不得入内。(5)要按质标要求构筑用于封闭井下火区、盲巷或抽放瓦斯的各种密闭，并定期检查维护，保持完好，防止有害气体泄出。严禁随意破坏密闭，更不准任何人擅自入内。(6)对中毒人员应立即移送到有新鲜空气的巷道中，视其具体情况及时枪救。三、井下气候条件井下气候条件是温度、湿度和风速三者综合作用的结果。为了保证井下人员能正常工作，人体产生的热量与散发热量的平衡，就必须创造井下适宜的气候条件。1.温 度温度是气候条件中重要因素之一，温度高低差值影响人体散热的快慢，空气温度过高或过低都会使人身体感到不舒适。2.湿 度湿度是空气的潮湿程度，又称相对湿度，是指单位体积空气中实际水蒸气量与同温度下的饱和水蒸气量之比。3.风 速风速也是重要因素之一，风速大，人体散失的热量多；风速小，则散热少。在煤矿生产过程中，要控制空气湿度是比较困难的。调节空气时，一般都从调节温度和风速入手来改善矿井气候条件。四、采煤工作面通风方式最常见的采煤工作面通风方式有两种:U型通风、W型通风。1.U型通风方式采煤工作面U型通风是一种基本的通风方式，当采用后退式开采时，其进、回风巷均在煤体内，漏风小，有利于预防采空区遗煤的自燃，但回采面上隅角附近极易积聚瓦斯。2.W型通风方式W型通风方式又叫对拉工作面通风方式，它是由三条平巷组成的回采工作面通风系统，根据进、回风巷的数量分为两种形式；两进一回；一进两回。五、局部通风井下掘进巷道只有一个出口，也就是独头巷，解决独头巷道的通风问题，叫作局部通风或掘进通风。可以利用矿井总风压通风、局部通风机通风和水力引射器通风。采用局部通风机通风是掘进巷道时采用的主要通风方法。根据局部通风机安装位置不同分为三种方式：压入式、抽出式、混合式。这三种方式相比较，压入式通风设备简单，通风效果好，安全性高，适宜各类掘进工作面，是我国煤矿应用最广泛的一种局部通风方式。局部通风机安装使用时应注意以下问题，这对保证局部通风机完好非常重要。（1）局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转，并使用低噪声局部通风机或安设消音器。任何人不得随意停、开。（2）压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距回风口不小于10m。（3）局部通风机供电和闭锁装置符合规程有关规定。恢复掘进面通风前，必须检查瓦斯。压入式局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度均不超过0.5%时，方可人工启动局部通风机。独头巷道恢复正常通风后，必须由电工对独头巷道中的电气设备进行检查，证实完好时，方可人工恢复有风流动巷道中的一切电源。使用局部通风机进行通风的掘进工作面，无论工作或交接班时，都不准停风。因停电、检修等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。（4）局部通风机实行挂牌管理，严禁使用3台以上（含3台）的局部通风机同时向一个掘进工作面供风。不得使用1台局部通风机同时向两个作业的掘进工作面供风。六、井下通风构筑物矿井通风构筑物因其用途不同，种类繁多，常见的有风门、风墙、风桥、风硐、风窗等。1.风 门在不允许风流通过，但需行人或行车的巷道内必须设置风门。风门结构要求严密，漏网量小。两道风门不能同时敞开，防止造成风流短路和紊乱。2.风 墙风墙又叫密闭，是在专门为隔断风流而在不行人、通车的巷道中设置的。风墙是要求严密程序最高的通风构筑物。一般用帆布、木板、黄泥建成临时性档风墙；用砖、料石、混凝土修筑永久风墙。3.风 桥风桥是将两股平面交叉的进风、回风流隔断成立体交叉的一种通风构筑物。 风桥的阻力与漏风应最小，采用不燃性材料建筑，构造要坚固。4.风 硐风硐是联接主要通风机装置和回风井之间的一段巷道，断面形状通常是圆形或拱形，以引导风流，减少通风阻力。5.风 窗调节风窗安装在风门或其他通风设施上，是可调节风量的窗口，根据通过风量的大小，用插板来调节窗口的通风面积。要求结构牢固，调节方便。第二节 瓦 斯 防 治一、矿井瓦斯概述（一）瓦斯的概念、性质和危害1.瓦斯的概念瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷。瓦斯是伴随着煤的生成而生成的，在生成1t煤的同时，大约生成1000m3以上的瓦斯。2.瓦斯的性质瓦斯是无色、无味、无臭的气体，相对密度0.554，能燃烧和爆炸，难溶于水，有较强的扩散性和渗透性。瓦斯的化学性质很不活泼。不助燃也不供给呼吸。3.瓦斯的危害1）瓦斯燃烧。在瓦斯燃烧地点，空气中的氧气被大量消耗掉，可能引起火灾或瓦斯和煤尘爆炸事故。2）瓦斯爆炸。瓦斯爆炸后产生高温、高压冲击波；引起煤尘爆炸；反向冲击造成更严重破坏；摧毁巷道与设备；产生大量有害气体，伤害井下人员。3）瓦斯窒息。瓦斯虽无毒性，但不能供人呼吸。（二）矿井瓦斯涌出、喷出和突出1.瓦斯涌出瓦斯涌出是指瓦斯从受采动影响的煤层、岩层以及由采出的煤、矸石向井下空间均匀地放出瓦斯的现象。2.瓦斯（二氧化碳）喷出瓦斯（二氧化碳）喷出是指从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯（二氧化碳）异常涌出的现象。3.煤（岩）与瓦斯突出煤（岩）与瓦斯突出是指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。4.矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量大小可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量来表示。绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌出的瓦斯量；相对瓦斯涌出量是指平均日产1t煤所涌出的瓦斯量。（三）矿井瓦斯等级划分一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，矿井瓦斯等级划分为：（1）低瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量40m3/min。（2）高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量40m3/min.（3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。二、瓦斯爆炸及防治措施（一）瓦斯爆炸的基本条件瓦斯爆炸是指瓦斯和空气混合后，在一定条件下，遇高温热源发生的热一链式氧化反应，并伴有高温及压力上升的现象。瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件：一是瓦斯浓度在爆炸界线内，一般为5%16%；二是有足够能量的点火源；三是混合气体中氧气的浓度不低于12%。1.瓦斯浓度瓦斯和空气混合后，能发生爆炸的浓度范围是5%16%称为瓦斯爆炸界线。5%为瓦斯爆炸下限，16%为爆炸上限，9.5%时，瓦斯爆炸威力最大。2.引爆火源引爆火源温度为650750.温度高于650、能量大于0.28mJ和持续时间大于瓦斯爆炸感应期称为引起瓦斯爆炸的点火源。3.氧气浓度瓦斯空气混合气体中氧气的浓度必须大于12%，否则爆炸反应不能持续。（二）预防瓦斯爆炸的措施1.防止瓦斯积聚（1）加强通风。（2）加强瓦斯检查。规程中对井下瓦斯、二氧化碳浓度的规定如下：低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯喷出的个别区域（采区或工作面）为高瓦斯区，该区应按高瓦斯矿井管理。矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度达到1.0%或二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。（3）要及时处理局部积聚的瓦斯；凡井下瓦斯浓度达到2%，体积大于0.5m3的积存瓦斯时，既定为局部瓦斯积聚。加强盲巷管理，尽量避免和减少盲巷。（4）对瓦斯涌出量较大的矿井或采区，要采取抽放瓦斯的措施。2.消除引爆火源（1）严加明火管制。（2）严格执行放炮制度。（3）防止电气火花和静电火花。（4）防止摩擦和撞击火花。3.限制瓦斯爆炸事故范围扩大的措施具体的措施有两个方面：隔爆和阻止爆炸。采用分区通风；利用爆炸产生的高温、冲击波设置自动阻爆装置；制定灾害预防处理计划；装有主通风机的出风井口，应安装防爆门等。三、瓦斯突出及防治措施（一）突出的特点、预兆和危害1.突出的特点1）大多数突出发生在地质构造带内，抛出物大块在下面，小块在中间，煤粉在上部。2）突出的高压瓦斯能使煤炭破碎成煤粉并抛至数十米甚至数千米；使井巷风流逆转。3）动力效应大，能推倒矿车、破坏巷道和通风设施。救灾以及恢复生产难度大。4）孔洞形状呈腹大口小的梨形、台形、倒瓶形。2.突出前的预兆煤与瓦斯突出的预兆主要有煤体内声响，煤硬度变化，煤光泽变化，煤的层理紊乱变化，掉渣及煤面外移，支架压力增加，工作面瓦斯忽大忽小，打钻时顶钻、夹钻和喷煤。3.突出的危害煤与瓦斯突出是煤矿生产中一种极其复杂的动力现象，可能突然间使工作面或井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；突出能破坏通风系统，造成风流紊乱或逆转；突出的煤（岩）能堵塞巷道、 埋人、推翻矿车和设备、破坏支架和设施。（二）防治煤与瓦斯突出的主要措施矿井在采掘过程中，只要发生过1次煤（岩）与瓦斯突出（简称突出），该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层即为突出煤层。开采突出煤层时，必须采取突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施等综合防治突出措施。防治突出措施按其作用范围不同分为两大类：区域性措施和局部性措施。此外还有一般安全措施和组织措施。1.区域性防治突出措施对于有突出危险煤层，应采取开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施。2.局部防治突出措施我国煤矿中局部防治突出措施很多，常用的有：震动爆破或远距离爆破、超前排放钻孔、多排排放钻孔、水力冲孔、金属骨架和松动爆破等。突出矿井的入井人员必须携带隔离式自救器。四、事故案例：山西同煤集团轩岗煤电焦家寨特大瓦斯爆炸事故 1事故情况：2006年11月5日11时38分，山西同煤集团轩岗煤电公司焦家寨煤矿发生一起特大重大瓦斯爆炸事故，造成47人死亡、2人受伤。焦家寨煤矿属国有重点煤矿，2005年核定生产能力150万t/a。矿井采用分区通风方式，2006年瓦斯鉴定全矿瓦斯绝对涌出量28.40m3/min，相对涌出量11.61 m3/t，属高瓦斯矿井。矿井采用立井、斜井、平硐混合开拓方式，事故前矿井有211采区、511采区两个生产采区和512接续采区。51108进、回风各布置1个掘进工作面，沿5号煤层掘进，分别由两台230kW对旋局部通风机供风。进风巷设计长814 m，下掘开切眼；回风巷设计809 m，已掘724 m，尚有85 m未掘。事故当日，511采区共有130人作业。11时5分，掘进工作面第三次停电停风，掘进二队队长高某安排机电维修工王某到1060配电点送电，王某开启51108掘进工作面动力电开关后，紧接着就听到“轰”的一声，工作面发生了事故。矿调试接到事故报告后，立即逐级汇报，组织进行救灾。2.事故原因分析事故发生的原因是：51108进风掘进工作面无计划停电停风造成瓦斯积聚，达到爆炸界限；由于瓦斯一电不闭锁，在未采取瓦斯排放措施的情况下，违章送电，动力电缆接线盒失爆产生火花，引起瓦斯爆炸。从事故发生的过程分析：2006年11月5日早班，9时许，51108进风掘进工作面停电停风，9时5分送电送风；9时25分，51108掘进工作面第二次停电停风，9时33分送电送风；工作面停电停风后，工人并未撤离。11时5分，掘进面第三次停电停风，掘进二队队长高某安排机电维修工王某到1060配电点送电，王某开启51108掘进工作面动力电开关后，紧接着就听到“轰”的一声，工作面发生了瓦斯爆炸事故。规程规定：使用局部通风机通风的掘进工作面，因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查局部通风机附近和停风区中的瓦斯，只有在局部通风机及其开关附近10 m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5，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时，方可人工开启局部通风机，恢复正常通风。51108掘进工作面由于瓦斯经常超限报警，且一直未采取有效措施治理，当班作业班组3次停风停电均未撤出人员，属于班下安排送电，属于违章指挥；机电维修工王某在违章指挥下作业，属于未尽到岗位职责、不作为，对事故负有直接责任。经事故调查，该工作面由于瓦斯经常超限，作业班组将作业面瓦斯探头移走并用泥封款堵，属于故意破坏井下瓦斯监测装置，而瓦斯电闭锁系统正常运行时，若瓦斯探头测定的瓦斯浓度超限时，供电开关将处于闭锁状态，无法供电；作业面的动力电缆接线盒不合格，而班组电工未能及时发现并汇报，属于安全意识薄弱，岗位职责未认真履行。多方面的原因最终造成该起特大瓦斯事故的发生。第三节 矿 尘 防 治一、矿尘概述1.矿尘概念在煤矿生产过程中，伴随煤和岩石破碎而产生的煤、岩石及其他固体物质的细微颗粒称为煤矿粉尘，简称粉尘。矿尘是指矿井生产过程中产生的粉尘。按矿尘的岩性可分为两种：煤尘和岩尘。2.矿尘的来源矿尘主要是在生产过程中随着煤（岩）体破碎、转运而产生大量矿尘。3.矿尘的性质矿尘的主要性质有：密度、矿尘中游离二氧化硅的浓度、比表面积、可见度、悬浮性、凝聚性、润湿性、自燃性、爆炸性、荷电性。4.矿尘的危害矿尘的危害是多方面的，但其主要的危害是引起工人患尘肺病、发生煤尘燃烧和爆炸事故。（1）工人长期在矿尘环境中工作，吸入大量细微粉尘，从而引起肺组织纤维化为主的职业病，严重影响人体健康和寿命。（2）煤尘遇到外界火源，很容易引起火灾。具有爆炸危险的爆尘达到一定浓度时，在引爆火源的作用下，发生爆炸，往往造成矿毁人亡，损失惨重。二、煤尘爆炸（一）煤尘爆炸的基本条件煤尘爆炸必须同时具备三个基本条件：煤尘本身具有爆炸性且必须悬浮在空气中，并达到一定浓度（452000g/ m3 ）；引爆火源的温度为700800；氧浓度不低于18%。这三个条件缺少任何一个都不可能发生煤尘爆炸。（二）预防煤尘爆炸的技术措施预防煤尘爆炸的技术措施可分为三大类：防尘措施、防爆措施、隔爆措施。1.防尘措施防尘措施是指尽量减少煤尘的生成和使空气中含尘量降低的措施。2.防爆措施防爆措施主要是指防止引燃煤尘爆炸的措施。包括防止引爆瓦斯措施、规程有关安全放炮的一切规定和采用不燃性支护材料等。3.隔爆措施隔爆措施是阻止爆炸传播的技术措施。行之有效的方法是：撒布岩粉、设置岩粉棚、水槽棚、水袋棚、隔爆水幕和自动隔爆装置等。三、矿尘防治措施要点（一）通风除尘 采取减少煤尘生成的措施和降低浮游矿尘浓度的措施后，不能消除的矿尘大部分是10m左右的微细粉尘，必须用通风排尘。1.矿尘的质量分布浮尘一部分随风流带出矿井，而大部分沉积在井巷里，回风巷内沉积量很多。2.矿尘飞扬矿尘飞扬主要受控于风流。在产尘过程中同时产生气流是使矿尘飞扬扩散于作业空间的主要动力，但作用范围是有限的。3.排尘风速在平巷中，风流方向与矿尘沉降方向垂直，风流的推力对矿尘的悬浮没有直接的作用，排尘要求有足够大的风速。（二）湿式作业1.湿式凿岩湿式凿岩就是在凿岩过程中，将压力水通过凿岩机送入并充满孔底。以湿润、冲洗和排出产生的矿尘，是岩巷掘进凿岩普遍采用的有效防尘措施。矿尘主要产生在凿岩作业中，因此是防尘工作的重点。2.湿式钻眼湿式钻眼就是用湿式煤电钻在煤层中钻眼。它具有良好的水密封性能，能有效地控制回采工作面和煤层掘进工作面的煤尘。3.洒水防尘洒水防尘是用水湿润沉积于煤、岩堆，巷道周壁、支架等处的矿尘。这样在煤岩装运或受到较高风吹时，矿尘不易被吹扬起来。产生量大的地点和设备，要设自动洒水装置。4.喷雾捕捉浮尘在井下各转载点喷雾；放炮喷雾加速浮尘沉降，或者采掘工作面放炮前和放炮后恢复工作前，用防尘水管对巷道由外向里冲刷巷道两帮、顶等，一直冲洗到工作面为止，从而达到降尘的目的。5.使用水炮泥水炮泥是装水的塑料袋，用它代替粘土炮泥填入炮眼内，能起到消焰降温作用，爆破的热量可使水汽化形成水蒸气，从而达到降尘的效果。（三）净化风流净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设备或设施，将矿尘捕获而使风流净化的技术措施。目前较常用的净化风流设施有水幕和湿式除尘风机。第四节 矿井火灾防治 一、矿井火灾的发生矿井火灾是指发生在井下，或发生在地面井口附近，并能直接威胁井下安全的火灾。（一）造成火灾的原因造成火灾事故的主要原因有三个：可燃物的存在、有引火热源、空气供给。三个要素至少缺少任何一个，火灾就不能发生。（1）可燃物是被氧化剂所氧化的物质，如煤、木支架、风筒布、输送带、电缆、瓦斯、燃油等。（2）热源是指具有一定温度和放出很多热量的火源。（3）空气供给提供了燃烧所需的氧气，使火灾得以发生和发展。（二）矿井火灾的危害（1）井下发生火灾后，产生大量的有害气体。高温火烟中 ，一氧化碳、二氧化硫等严重地威胁着人的生命安全。（2）引起瓦斯、煤尘爆炸。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井内，处理火灾过程中易诱发爆炸事故，扩大了灾情及伤亡。（3）产生火风压。火风压是指火灾产生的高温烟流流经有高差的井巷所产生的附加风压。火风压常造成风流紊乱，使某些井巷的风流方向发生逆转现象，受灾范围扩大了，容易使灭火人员陷入火区。（4）产生再生火源。炽热含挥发性气体的烟流与相接巷道新鲜风流交汇后燃烧，使火源下风侧可能出现若干再生火源。煤炭资源大量被烧毁或冻结，损坏机械设备。二、矿井火灾的分类根据发生火灾的原因不同，一般把矿井火灾分为两类：外因火灾和内因火灾。1.外因火灾外因火灾是指外部火源引起的火灾。2.内因火灾内因火灾又称自燃火灾。由于煤炭或其他易燃物自身氧化积热、发生燃烧引起的火灾。三、煤的自然发火1.自燃火灾发生的基本条件自燃火灾的形成必须具备以下三个基本条件：（1）具有低温氧化特性，即具有自燃倾向性的煤呈碎裂状态堆积存在。（2）通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展。（3）在煤的氧化过程中生成的热量大量蓄积，难以及时放散。当温度超过煤的燃点时，即会最终引起自然发火。2.煤炭自然发火的发展过程煤的自燃过程一般可分为三个阶段：低温氧化阶段、自热阶段、燃烧阶段。其特征是：（1）煤在低温氧化过程中，由于热量的积聚提高了煤（岩）体的温度，井巷空气湿度变大，呈现出白茫茫的雾状，在巷道表面或支架上出现水珠，俗称煤壁出汗。（2）煤炭从自热到自燃的发展过程中，氧化产物内有许多种碳氢化合物，会出现煤油味、气油味、松节油味或焦油味等。（3）煤在氧化过程中要放出热量，因此，从煤炭氧化地点流出的水或周围空气的温度较正常温度高，人的皮肤会有一种灼热感，热得流汗。（4）煤炭氧化、自热过程中会产生一氧化碳、二氧化碳等气体，人体出现头痛、疲乏、精神不振等不舒适的感觉。四、矿井火灾的预防预防矿井火灾的基本原则是“预防为主，消防并举”。分为两类：外因火灾预防措施和内因火灾预防措施。（一）外因火灾的预防措施1.杜绝产生火源（1）井下严禁使用明火和吸烟；井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。（2）井下进行电焊、气焊时，要制定专门可靠的安全措施。（3）使用煤矿许用安全炸药，要严格执行放炮制定，不准用明火或动力线放炮。（4）采用矿用防爆型电器设备，并使其性能完好；电缆敷设符合规程要求，避免产生火花；保护系统要安装齐全；井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。（5）机械设备要灵活、可靠，符合要求，避免产生摩擦火花。2.设置防火门进风井口设置防火铁门，并能严密遮盖井口，易关闭，防止井口附近地面火灾波及到井下。各生产水平进风大巷与井底车场的连接处要设2道防火门，以便在某一翼发生火灾时能迅速切断风流，控制火势；在井下火药库和机电硐室出入口也要安设防火门。3.设置消防器材和灭火设备井下要按规定设消防材料库，贮备灭火材料和工具，并要定期检查和更换。4.设置消防供水系统每个矿井都要建筑地面消防水池，贮存消防用水。井下各主要巷道、采区应铺设消防水管，每隔一定距离设消防水阀门。（二）内因火灾的预防措施（1）减少各种发火隐患：采矿技术方面。正确选择矿井的开拓方式，合理布置采准区；正确选择采煤方法和开采程序；加强顶板管理，提高回采率，加快回采速度，不得任意采掘规定的阶段之间和采区之间煤柱。进行预防性灌浆，注阻化剂、惰性气体等。通风技术方面。选择合理的通风方式；正确设置控制风流的设施；采取均压防火措施；加强通风防火管理。（2）掌握自然发火预兆，及时进行发火预测预报，把自然发火消灭在初始阶段。（3）对采掘生产过程遗留下的各种发火隐患要及时处理，减少自然发火的几率。例如加强“三道”维修，加强对废旧巷道处理，及时充填煤巷碴，及时处理高温度等。五、矿井火灾的处理（一）井下发生火灾时有关人员的行动原则（1）任何人发现井下火灾时，首先应识别火害的性质、范围，立即采取一切可能的方法直接灭火，并迅速报告调度室。（2）当井下发生火灾时，为保证迅速而可靠地灭火，必须严守纪律、服从命令，切不要惊慌失措、擅自行动。（3）矿调度室接到井下火灾报告后，值班领导人立即通知矿山救护队抢险，并迅速通知井下受到火灾威胁人员撤离危险区。（4）在进行抢救人员、灭火及封闭火区工作时，要指定专人检查各种气体及煤尘和风流变化情况并严密注意顶板变化，防止因燃烧或顶板冒落伤人。矿井易发火区域，特别是胶带输送机巷应安装自动灭火装置，可以扑灭火灾或者抑制火势的蔓延。（5）设置一氧化碳火灾监测传感器、烟雾传感器、温度传感器，及时发现火灾。（二）直接灭火方法直接灭火方法是指用水、砂子、岩粉、化学灭火器等在火源附近直接扑灭火灾或者挖除火源。1.用水灭火2.用砂子或岩粉灭火3.用化学灭火器灭火4.挖除火源挖除可燃物的条件是：（1）火源位于人员可直接到达的地点。（2）火源范围不大，火灾尚处于初始阶段。（3）火区无瓦斯积聚，无瓦斯和煤尘爆炸危险。（三）隔绝灭火法隔绝灭火法是利用各种密闭墙，把通向火区的所有巷道封闭，将火区与空气严密隔绝，断绝供氧来源，使火自行熄灭。第五节矿井水灾防治矿井在建设与生产过程中，都可能在井下遇到渗水和涌水现象。一般用水泵把井下水排到地面，如果井下突然与古井老窑、旧巷、石灰岩溶洞等积水区域连贯，水不断涌入井巷，原排水能力不够时，则会使矿井淹没，人员伤亡，造成重大经济损失。矿井防治水就是为防止并治理地表水和地下水流入矿井、巷道、采区，危害采矿工作所采取的措施。一、矿井涌水来源及危害矿井水来源于地表水和地下水1.地表水地表水主要是指矿区附近地面的江河、湖泊、池沼、水库、废弃的露天坑、塌陷坑积水以及雨水和冰雪融化汇集的水。2.地下水地下水主要是指含水层水、断层裂缝水和老空积水。这些水源可能从各种通道和岩层裂缝渗透进入矿井，是水灾的主要水源。3.矿井水的危害（1）井下巷道和采掘工作面出现淋水时，空气潮湿，人易患风湿病。（2）矿井水腐蚀井下各种金属设备、支架、轨道等。（3）如果发生了突水和透水，就可能淹没采掘工作面或矿井，造成人员伤亡。二、矿井水灾事故的防治（一）地表防治水地表水综合治理是指在地面修筑防排水工程，填堵塌陷区、洼地和隔水防渗等措施，防止与减少雨雪和地面水大量流入矿井。（二）井下防治水井下水害防治比较复杂，要根据矿井的实际水患情况采取具体的防治措施。（1）做好矿井地质和水文地质观测工作，查明水源，调查老窿，掌握涌水通道。（2）超前探水。“有疑必探，先探后掘”是防止矿井水灾的重要原则。规程规定：（3）放水。探到水源后即可放水。放水前，应估计积水量、水位标高、矿井排水能力和水仓容量等。水量不大时可利用探水孔放水，水量很大时需要另打放水钻孔。（三）透水事故煤层或岩层透水前，一般都有预兆，井下工作人员都应该熟悉发生透水事故前的各种预兆，以便及时采取防范措施。1.透水前的预兆（1）煤层发潮发暗。由于水的渗入，使煤层变得潮湿，光泽变暗淡，如果挖去一层仍是这样，说明附近有积水。（2）巷道壁或顶板“挂汗”它是积水通过岩石微小裂隙时，凝聚于岩石表面的水珠，顶板“挂汗”多呈尖形水珠。而煤炭自燃发火预兆中的“挂汗”则常常是平行水珠，为蒸汽凝结于顶板所形成。（3）煤层变凉。煤层含水时能吸收人体的热量，用手触摸时会有发凉的感觉，并且手放的时间越长，感到越凉。空气变冷，产生雾。（4）工作面顶板淋水加大，或出现压力水头。（5）从煤层或岩层裂缝中挤出“嘶嘶”的水叫声，表示有涌出危险；出现压力水流，这是离水源很近的征兆；若出水混浊说明离水源较近；若出水清净，说明距离水源还稍远。（6）工作面有害气体增加，积水区向外散出的主要有害气体有硫化氢、二氧化碳、甲烷等。（7）煤壁或巷道“挂红”，水的酸度大，味发涩，有臭鸡蛋味，通常属于“死水”，这是老空积水的预兆。2.透水事故的处理措施发生透水事故或矿井被淹，首先是救出井下人员，其次是排出积水，尽快恢复生产。采掘工作面或其他地点发现有突水预兆时，必须发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。最先发现透水的现场工作人员，一方面报告矿调度室，另一方面迅速组织抢救。井下突然突水，破坏了巷道中的照明和避灾路线上的指示牌，人员一旦迷失方向，必须朝着有风流通过的上山巷道方向撤退，这些上山又能通达地面。切勿进入独头下山巷道。万一被堵在其他巷道内，应做到以下几点：（1）在巷道内或硐室口放上衣服、工具做标志，以便救护队员早日发现，前来营救。（2）应保持静卧，尽量减少体力消耗，延长生命的时间。（3）硐室内只留一盏灯照明，将其余灯关闭，以延长照明时间。（4）间断地敲击，发出呼救信号。（5）要听从指挥，团结一致，等待救援。在透水后，井下排水设备应全部启动，并保证排水设备处于完好状态。人员撤到地面后，应立即清点人数，积极组织力量进行抢险救灾，营救遇难人员。第六节顶板事故防治顶板事故是煤矿五大自然灾害之一。顶板事故的伤亡人数约占煤矿总伤亡人数的37%。世界主要产煤国家统计资料也表明，冒顶事故总数占井下事故的二分之一。所以，认识煤层顶板、控制煤层顶板、预防顶板事故的发生是煤矿安全工作的重要内容。一、煤层的顶板煤层上面的岩层叫顶板。根据顶板的坚硬程度及距煤层的距离，可把煤层的顶板分为三层：1.伪顶伪顶是在煤层之上、紧贴煤层的一层松软岩层，一般厚度0.30.5m。2.直接顶直接顶是位于伪顶之上或煤层之上的顶板，它具有一定的稳定性。工作面煤层被采落时，直接顶不会立即垮落，而是要在工作面上方悬露一定的时间才垮落。直接顶是采掘工作面支护的对象。3.老顶老顶是在直接顶上方的岩层，一般由坚硬岩层组成。老顶在采空区上方悬露一定的面积后才能垮落。老顶垮落后会给采煤工作面带来很大压力，如果工作面支护不好，就会发生大冒顶伤人事故。二、采掘工作面顶板控制（一）采煤工作面顶板控制采煤工作面是井下采煤的场所，是煤炭生产的一线。为了安全地进行采煤，就必须控制好顶板。根据采煤工作面机械化程度不同，控制顶板的设施也不同。各种采煤工作面顶板控制简述如下：1.普通机械化及炮采工作面顶板控制普通机械化及炮采工作面顶板控制主要是依靠金属摩擦支柱、单体液压支柱配合金属铰接顶梁或型梁支护，构成工作面的基本支架。除基本支架外，在控制顶板中还会采用木垛、丛柱、密集支柱、戗棚、抬棚等特殊支架。1）金属摩擦支柱金属摩擦支柱有微增阻和急增阻两种类型。微增阻比较常用。其工作原理如下：升柱时将活柱用力拔出，托住顶梁，打水平楔使活柱固定。顶板来压时，随水平楔旋转及活柱下缩，支柱对顶板产生最大支撑力35t左右。2）单体液压支柱单体液压支柱是依靠高压乳化液为工作液的支柱。3）单体支柱配合金属顶梁支护方式单体支柱配合金属铰接顶梁支护时为一梁一柱，支柱支设在顶梁1/3处。有正悬臂和倒悬臂两种。在采煤工作面支架布置方式有齐兴直线柱和错梁直线柱布置两种。（二）掘进工作面顶板控制井下巷道掘进以后，必须进行不同形式的支护来控制顶板，否则随时间的推移巷道会变形或冒顶，影响安全使用。巷道支护形式有以下几种：1.砌碹支护砌碹支护是支护形式中最有力的支护形式。支护的材料有料石、砖及混凝土。砌碹支护一般用于服务年限长的开拓巷道及主要硐室。2.棚式支护棚式支护是煤矿准备巷道和回采巷道常见的支护形式。架棚材料有木材、钢筋混凝土、工字钢及u型钢。架棚的形式是梯形棚和拱形棚等。其中，u型钢可缩性拱形棚使用最广泛。3.锚杆支护锚杆支护目前是我国国有煤矿采用最多的支护形式。1）锚杆的种类目前在我国煤矿井下使用的锚杆有木锚杆、竹锚杆、废钢丝绳锚杆、金属管缝式锚杆、钢筋锚杆和玻璃钢锚杆。各种锚杆的锚固方式不同，但支护原理及效果效果基本一致。2）锚杆支护的配套形式锚杆支护的配套形式有：锚喷支护、锚网支护、锚网喷支护、锚梁支护、锚杆钢带支护等。这些配合形式的应用更加拓宽了锚杆支护的使用范围。三、煤矿顶板事故（一）冒顶的原因井下采掘工作面发生冒顶的原因很多，也比较复杂，但常见的有以下几种：1.地质因素的影响采掘工作面在遇到顶板松软破碎时较难控制，易发生局部冒顶事故。但是，顶板坚硬难冒时，一旦冒落，会造成采煤工作面大面积冒顶事故。 2.顶板压力变化影响在采煤工作开采中，有老顶的初次来压和周期来压，工作面靠采空区一侧还有固定的支承压力。如果支护措施不能有效地抵抗压力，就会发生冒顶事故。采煤工作面放炮、采煤机割煤、移输送机、回柱放顶都可能引起冒顶事故。工作面在托伪顶、过老巷、过断层等特殊条件下，如果支护措施不当，同样会发生冒顶事故。在掘进工作面，不采用前探梁支护，空顶