话说5大自然灾害.doc

9、矿尘管理矿尘是煤矿生产之大害。搞好矿尘管理，做好防火工作，是确定矿井安全生产，保障职工安全和健康的重大前提。（1） 健全组织机构矿领导设专人分管，中层有科室负责人，并配备专业技术人员和一定数量的工人，作为矿尘监测员，测尘员、注水铝工、矿尘清扫工和管理人员。（2） 编制防尘规划要做到年有规划，月有计划，日有安排。并根据生产发展，做好设备补缺和人员调整工作。（3） 明确责任制分管领导和各级管理人员，工人都要有责任制，明确名对防尘工作要负责任，并划分管理范围，把责任落实到班组，个人（工人）。做到井下每个防尘范围有人管理，有人负责。每台防尘设备有人使用，有人管理，要有灾害的同志制。（4） 严格奖惩制度要有严格的切实可行的检查和奖惩制度，以推动防尘工作切切实实地深入下去，开展起来。（5） 开展防尘教育工作10、综合防尘所谓综合防尘措施，就是湿成凿岩、通风排尘、放炮、喷雾、装岩撒水、冲洗岩帮和个体防尘等多种措施的综合采用。国外煤矿为了提高湿成凿岩降尘效果，在距铅头70-80毫米的铝杆上打一辅助孔，孔径为1.5毫米，该孔与眼底呈25-30度角。在通风排尘措施中，掘进面局扇风筒的是吊位置，应在巷道一侧，并使风筒轴线与巷道保持平行，避免使吹出的风流在工作面形成偏流或直接吹向岩堆。增加空气中的矿尘量。喷雾降尘使用的喷雾器种类很多，按其动力可分为单小作用和风小联合作用两大类。武安-4型单小作用塑料喷雾器具有耗水量较少，喷出雾粒细、扩张角大，喷射面大等特点，喷雾器的出口直径有2.5、3和3.5毫米三种规格。适用于运输机机头、翻车机、煤仓、装车等固定发生矿尘的地点防尘。风小联合作用的喷雾器，其降尘能力较强，射程较大，一般只用于采掘工作面爆破时降尘。（如风水联合作用的鸭嘴式喷雾器）三、矿井火灾及其预防（一）矿井火灾的概念矿井火灾是指发生在矿井范围内（井下或地面），威胁到井下安全生产，造成损失的非控制性燃烧。矿井火灾按其发展地点分地面火灾和井下火灾（或叫矿内火灾）。通常情况的矿井火灾主要指发生在井下巷道、工作面及采空区等。地点的矿内火灾，以及发生在井口附近能够威胁到矿井安全造成损失的地面火灾。矿内火灾与地面火灾具有不同的特点。矿内火灾特别是发生在采空区或煤柱内的火灾，往往很难觉察，也不容易找到真正的火源，加之是井下空间的限制，灭火工作比较困难。由于人们对矿井火灾这一严重的自然灾害，还不能做到完全控制，故此，矿井火灾事故随时有发生。特别需要指出的是：矿井火灾与瓦斯，煤尘爆炸事故的发生常常是互为因果关系，相互扩大灾害的程度和波及范围，酿成重大恶性事故。近年来，人们对矿井火灾的研究，已经不只是局限于矿井火灾发生的原因和与其斗争的方法上，而是注意到风与火的关系。这一递进，促进了火灾理论与实用技术的发展。（二）矿井火灾的构成要素矿井火灾发生的原因虽是多种多样的，但构成火灾的基本要素归纳起来有3个方面：热源、可燃烧、空气、构成火灾三要素。1、 热源：具有一定温度和足够热量的热源才能引起火灾。在矿井里煤的自燃、瓦斯煤尘爆炸，爆破作业、机械摩擦、电源短路、吸烟、烧焊以及其他明火等都可能成为引火的热源。2、 可燃物：在煤矿矿井里，煤本身就是一个大量而且普遍存在的可燃物。另外，坑木、各类机电设备、各种油料、炸药等都具有可燃性。可燃物的存在是火灾发生的基础。3、 空气：燃烧就是剧性的氧化现象。任何可燃物尽管有热源点燃，但是若缺乏足够多的氧气，燃烧就不能技体，所以空气的供给是维持燃烧不可缺少的条件。据实验证明，在氧浓度为3%的空气环境里燃烧不能维持；空气中的氧浓度在12%以上，瓦斯失去爆炸性，而在14%以下，蜡烛就要熄灭。因此，这里所说的空气是指含有足量氧气的矿井空气，而不是含氧的空气。火灾三要素必须是同时存在，相互配合，而且达到一定的数量，才能引起矿井火灾。这是矿井火灾发生的根本条件，缺少任何一个要素，矿井火灾就不可能发生。矿井火灾的防治与扑灭都是从这三个方面来考虑的。（三）矿井火灾的危害1、产生大量的有毒有害气体煤炭燃烧会产生一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、煤尘等，另外，坑木、橡胶、聚氯乙烯制品的燃烧也会生成大量的一氧化碳、醇类、醛累以及其他复杂的有机化合物。这些有毒有害气体和烟尘随风扩散，有时可能波及相当大的区域甚至仓矿，从而伤及井下工作人员。据国外统计，在矿井火灾事故中遇难者95%以上是死于烟雾中毒，2、在火源及近邻处产生高温。矿内火灾时，火源附近的高温常达1000度以上，高温往往引燃近邻处可燃物，使火灾范围迅速扩大。3、 引起瓦斯、煤尘爆炸：矿井火灾不仅提供了瓦斯、煤尘爆炸的引火热流，高温火焰中还有许多炭质微粒，而乙炔火的干馏作用使可燃物（如煤、木材等）放出氢气，甲烷和其他多种碳氢化合物等爆炸气体，同时火灾还可以使沉降的煤尘重度悬浮，因此，火灾往往引起瓦斯、煤尘爆炸事故。4、 造成井下风流逆转矿内发生火灾时，由于矿内空气温度及成分的的变化，产生一种附加的热风压叫火风压。火风压的产生，一方面可使矿井总风量增加或减少，另一方面，可导致局部地区风流方向的变化，此种现象称之为风流逆转。矿内发生火灾后，一旦出现风流逆转，会破坏原来的通风系统，使井下那些原来安全的地点也会突然遭到火烟的侵袭，从而进一步扩大灾情，1947年波兰一煤矿由于暗井风流逆转，恶化了火源上风侧的新鲜风流，致使本来属于安全地带的一采区23人中毒死亡。因此，风流逆转也是造成矿内火灾时大量人身伤亡的常见原因之一。5、 产生再生火源矿内火灾时，如果在高温火烟流经的途中有新鲜风流渗入，将会在渗风地点重新发生燃烧，引燃木支架或煤壁，形成再生火源。6、 烧毁设备，损失资源造成 煤量呆滞、破坏矿井正常生产秩序，还会造成矿井局部区域性甚至全矿性停产，冻结煤炭资源。矿内发生火灾时，当直接灭火不能进行时，只能采取隔灭火措施。隔绝灭火通常采取封闭或留煤柱的办法。这就是造成了煤炭资源的大面积呆滞，缩短矿井服 特别党工作面发生火灾时，常常采取封闭措施，这就是造成矿井一时无法生产，破坏了它的正常生产秩序。（四）矿内火灾的分类及其特征火灾三要素，必须同时存在，相互配合，三者缺一不可。可燃物的存在是发生火灾的基础条件：一定温度和足够的热量的热源是点燃可燃物的先决条件，而空气的供给则是维持燃烧的必要条件。矿井火灾根据引火的热源不同，分成外因火灾和内因火灾，按发火地点不同分为井筒火灾、巷通火灾、采掘火灾、煤柱火灾、采空区火灾、铜室火灾；按燃烧物不同分为机电设备火灾，火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾、煤炭自燃火灾。（五）外因火灾（外源火灾）的预防与处理预防外因火灾的发生，已成为煤矿防灭火的重大问题，必须给予足够的重视和有效的防治。特别是随着采掘机械化程度的提高，机电铜室、电缆、胶带输送机和综采设备的火灾事故比率不断上升。1、 外因火灾的特点外因火灾的特点是发生突然，来势凶猛，而且发生的时间和地点往往出乎人的意料之外，也正是这种突发性和意外性常常给人们造成惊慌失措而酿成恶性事故。据统计，重大恶性火灾事故90%以上是由外因火灾所引起的。虽然外因火灾的发生次数约占总发生火灾次数的25-30%，但是死于外因火灾的人数却占死于火灾总人数的65%。2、 外因火灾的发生原因外因火灾是由于外来热源引起的。地面火灾大部分是外因火灾。井口建筑物违章使用明火烧焊作业，往往容易形成外源火灾。造成外因火灾的大致如下：（1） 存在明火：如吸烟、使用电炉或大灯泡取暖、以及电焊、火焊、喷灯焊接时防护措施不好都能引燃可燃物而导致外因火灾。（2） 违章爆破：由于不按爆破规定和爆破说明书爆破，如：放明炮、来胡炮、空心炮以及用动力电源线爆破，不装放炮眼、倒掉药巷中的消烟粉、炮眼深度不够或最小抵抗线不合规定等都会出现炮火，导致引燃可燃物而发生。（3） 出现电火：主要是由于电气设备损坏、不良、管理不善，如电铝、电机、变压器、开关、插销、接线三通、电铃、打点器、电缆等出现损坏，过负荷、短路或漏电等，引起电火花。继而引燃可燃物。（4） 瓦斯煤尘爆炸引起火灾。（5） 机械摩擦及物体碰撞引燃可燃物，进而引起火灾。如皮带机托辗过热引燃皮带，采煤机截割夹石或顶板产生火花。随着煤矿机械化和电气化程度的不断提高，由于电气设备机械运转不良和操作失误而引起的外源火灾所占比例将越来越大。3、 外因火灾的预防上已述及，外因火灾的特点是：发生突然，发展迅猛，而且发生的时间和地点都无法预料。正是由于外源火灾的突发性和意外性，常常造成人们惊慌失措而酿成恶性事故。煤矿重大恶性火灾事故中，有90%属外因火灾。（一）外因火灾的产生条件：（1）井下有易燃物料：坑木、竹笆、荆条等竹木料。变压器油、液压油、润滑油等液体燃料。皮带、胶皮风筒等橡胶制品。棉纱、布头、纸等擦成材料。瓦斯、氢气等可燃气体。煤和煤尘等。（2）有引起外源火灾的热源。机械能转化的热，如皮带与托轮摩擦，手指机械运转时冲击或摩擦产生的热。电能转化的热，如电流短路、电器设备超载运转、静电放电、电焊、灯泡和电炉放热。化学反应产生的热，如用不合格的炸药爆破、瓦斯煤尘爆炸、煤炭自燃、气焊、喷灯焊接和吸烟等。（3）关于火灾三要素中的空气要素，因井下巷道空间有足够保证火灾发生所需的氧，因此，无必要多设。（二）外因火灾的预防：（1）坑木场、矸石山、炉灰场距进风井的距离不得小于80米；坑木场距矸石山的距离不得小于50米；矸石山和炉灰场不得放在进风井的主导风向的上风侧，不得设在表土10米以内有煤层的表面上，也不得设在采空区上方有漏风的塌陷范围内。（2）在地面设置消防水池和井下消防管理系统。井下消防管理系统应每隔100米设置支管和阀门，皮地运输机巷每隔50米设置支管和阀门。地面消防水也必须经常保持不少于200立方米的水量。（3）新建矿井的永久井架和井口房，或者以井口为中心的联合建筑，都必须用不燃性材料建筑而成。（4）进风井口和进风平峝都应装设防火铁门，如果不设防火铁门时，必须有防止烟火进入井筒的安全措施。防火铁门必须易于关闭严密，打开时不妨碍提升，运输和行人，并应定期维修。（5）井口房和扇风机房附近20米内，不得有烟火或用火炉取暖。（6）井筒、平硐、各水平的井底连接处及其井底车场，主要绞车道同主要运输巷道，回风巷道的连接处，井下机电峝室，主要巷道内皮带运输机和使用液压联轴节的运输机头前后两端各5米范围内，都必须用不燃性材料支护。井下皮带运输机应用不延燃皮带，并应防止皮带打滑、跑偏、满仓停机的措施。井下或井口房，严禁采用木板或其它可燃材料搭设临时性操作休息间。（7）井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。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铜室，主要进风井巷和井口房内进行上述工作，每次皆须制定安全措施，报矿长批准，并由矿长指定专人在场检查和监督，并遵守有关规定。（8）井下和铜室内不准存放汽油、煤油和变压器油。井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等。必须存放在盖严的铁通内，并由专人定期送到地面处理，严禁将剩油和废油泼洒在井巷和铜室内。井下清洗风动工具，必须在专用铜室内进行。该铜室的出口必须装设向外开的防火铁门。（9）每一矿井都必须在井上、下设置消防材料库，并符合规程要求。（10）井下爆破材料库，机电铜室、检修铜室、材料库、井底车场、使用皮带运输机、液压连轴节的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，都应备有灭火器材，其数量规格和存放地点，应在矿井灾变计划中确定。所有井下人员都必须熟悉灭火器材的使用，并熟悉自己工作区域内这些器材的存放地点。（11）每季度由矿长组织矿上救护队、消防队、通风部门和有关部门，分别对井上、下消防管道系统、防火门、消防器材库和消防器材的设置情况进行一次检查，发现问题及时解决。（12）由地面直接引入井下的供电线路，机车架线、轨道、管理及通风线路等，都必须按规程有关规定搞好防雷电的安全装置，井下电缆敷设以及机电设备，均应遵守规程有关规定，防止产生外因火灾的电气热源。目前，大多数矿井井下主要巷道和铜室都用料石砌璇、锚喷和混泥土支护。这些支护方式，从防火的角度出发都是十分有利的。另外，国产输送机胶带和电缆均已有不燃性制品，目前，井下大量使用的可燃皮带和电缆应逐步淘汰。一般地说，电气设备引起的火灾通常是由于用电管理不当，电流超负荷、短路或因外力（冒顶、跑车等）破坏了电缆的绝缘，产生火花或过热现象引起的。防止这类火灾，除要求井下正确运用超负荷继电器与熔化保险器。一出故障，能自行切断电源。地面井口房、风机房及瓦斯泵房等附近20米内严禁明火和堆放易燃材料。上述地点如从此电焊、气焊作业或使用明火，都必须制定严格的安全措施。井下进行焊接作业，除制定严格的安全措施外，还必须安排瓦斯检查员在场，焊接地点瓦斯浓度不得超过0.5%，消防设施不全的地方，要准备足够的砂子和水，以防万一。除上述外，为了防止火灾蔓延与扩大，规程还规定进风井口和进风平硐口都应装设防火铁门，地面和井下都必须设置消防系统。(六)对内因火灾的认识内因火灾（或称自然火灾）是指由一些易燃物质（主要是煤）在一定条件下，自身发生物理化学变化，聚热导致着火而形成的火灾。我国煤矿的内因火灾70%以上为自然火灾。一些自燃发火严重的矿区，如六枝等均在80-90%以上。（矿井内因火灾主要是指煤炭自燃形成的火灾）与外因火灾相比，内因火灾的发生发展都比较缓慢，而且有预兆，易于早期发现。但其火源隐蔽，通常发生在人们难以接触的地点。因而扑灭自燃火灾比较困难，以致于有的自燃火区可持续数日，数年，甚至数十年不灭，长期威胁着矿井的安全生产。如山西大同露头煤的燃烧，迄今已持续300多年，尚未完全熄灭。火灾类型不同，其发生的地点也不同。总的来说，外源（外因）火灾多发生在井下风流比较畅通的地点，如地面井口房、井筒、井底车场、大巷，硐室及采掘工作面等地点。自燃火灾（内因火灾）则多发生在风流不畅的地方。回采工作面的三线（开采线、停采线、上下煤柱线）附近，通常是最容易发生自燃的地方。有的矿井总结发现二道一线（即进风道、回风道和停采线）附近10米左右的范围内，容易形成一个U形易燃带。此外，采场或巷道的冒交处，老窑与地面沟通处等地点，也容易发生自燃火灾。一般来说，在矿井里，凡留有煤柱或浮煤的地方，都有自燃发生的可能。近年来，不少矿区推行无煤柱开采，从防火的角度来说，这在解决残煤柱的自燃方面无疑是具有一定作用的，但由此带来的另一问题是采空区遗煤自燃的可能性。特别是厚煤层无煤柱开采的自燃发火问题，目前还有不少问题尚待解决。自燃发火灾害往往因其发展缓慢而被发现，致使其蔓延，甚至发展到难以处理的程度。因此，研究煤炭自燃的规律，做好煤炭自燃的早期识别和预防预报工作，对于防止自燃火灾，确保矿井安全均衡生产，有着十分重要的意义。1、 煤炭自燃（1） 煤的自燃机理的研究：煤为什么能自燃？有多种学说解释。如：细菌作用学说、黄铁矿作用学说、煤氧复合作用学说、酚巷作用学说等。目前，煤氧复合等因学说为多数人所接受。该学说的主要观点是：煤在常温下吸收了空气中的氧气，产生低温氧化，释放微量的热量和初级氧化产物；由于散热不良，热量积聚，温度上升，更加促进了低温氧化作用的进程，最终导致自燃发生。（2） 煤炭自燃的发展过程及其特征：煤的氧化自燃过程，根据各个时期不同的特点，可分为三个阶段：低温氧化阶段；自热阶段；燃烧阶段。如下图： 低温氧化阶段（自燃准备阶段）：在此阶段，煤的表面生成一些不稳定的初级氧化物，其氧化放热量少，从其表面现象看，既观测不到物体温度的变化，也觉察不到周围环境温度的上升。有人将此阶段称作自燃的潜伏期。煤在潜伏期内表现出煤重略有增加，化学活性增强，着火温度降低。 自热阶段：经过低温氧化阶段，煤被活化，其氧化速度大大增加，氧化放热量增大，煤温度逐渐升高，此阶段称作自热阶段。自热阶段的特征是：空气中氧含量较少，煤温及一氧化碳、二氧化碳含量增加。自热阶段初期，有些特征往往并不十分明显，在通风良好的地方，一般不易觉察。后期，当达到其临界温度60-80时，煤的氧化急剧加快，煤温迅速上升，一氧化碳含量明显增加，并开始出现特殊的火灾气味，如煤油、焦油味等。 燃烧阶段：燃烧阶段的特征是空气中的氧含量显著减少，二氧化碳含量剧增，并且出现更多的一氧化碳，在巷道中出现浓烈的火灾气味和烟雾，有时还出现明火。需阐明的是，也并非所有的煤一经氧化就要发展成为自燃，同一种煤成为自燃的可能也并不是完全相同的。煤能否发展形成自燃，要受多种因素的影响。（3） 煤炭自燃的影响因素： 煤炭自燃的形成条件：煤炭自燃必须具备三个条件：煤的自燃倾向性，并呈破碎状态堆积存在；供氧条件（连续的通风供氧维护煤的氧化过程不断地发展）；聚热条件（煤氧化生成的热量能大量 ，难以及时散失）。 煤的自燃倾向性指煤本身所具有的自燃的可能程度。这是煤能发展成自燃的先决条件，即内因条件。 供氧不足，氧化反应就要中止，自燃就发展不起来。 如果在达到临界温度之前，改变其散热条件，如加大风速，使其热量聚集不起来，则煤的自燃增温过程就可能终止。（2）影响煤自燃倾向性的因素煤的自燃倾向性是反映煤本身自燃能力的属性。它取决于常温下的氧化压力和物理性能。 煤的变质过程：各种复杂程度的煤都有发生自燃的可能。变质程度越高，自燃倾向性越小。 煤岩成分：一般含丝煤越多，而且亮煤，境煤成分又比较集中的煤层，最多自燃。 煤的水份：煤的水份含量是影响其氧化进程的重要因素。煤的自燃阶段由于水份的生成和蒸发要消耗相当的热量，这就是水分大的煤类难以自燃的原因。但有的学者认为：水分能够将充填于煤体微孔中的氮气和二氧化碳驱赶排出，当其干燥后，对其吸附性能起活化作用，能加大煤的自燃倾向性。地面煤堆在雨雾过后易发生自燃，井下落水灭火疏干后自燃现象更为强烈，原因就在于此。可见，水分对煤的自燃倾向性影响是复杂的。一定含量的水分是有利于煤炭自燃的因素，但温度过大，自燃特征会减弱。 煤的含硫量：煤中含硫矿物越多，越易自燃。如贵州六枝局的煤矿，煤层含硫量为2.5-5.5%，最高达10-15%，极易自燃。我国有许多高硫矿区，除六枝外，四川的芙蓉和中梁山，江西的萍乡，湖南的杨梅山，宁夏的石炭井均属自燃发生比较严重的矿区。（4） 影响煤炭自燃的外在因素 地质因素：A、 煤层赋存条件:一般来说，煤层越厚，其自燃危险性也就越大，倾角越大，自燃危险性也越大。B、 地质构造：地质构造带为断层、褶曲、破碎带、岩浆侵入带等往往是煤层自燃发火较为频繁的地带。C、 围岩性质：煤层顶板坚硬，采空区冒落的岩石块度大，则难于冒落充填严密，且漏风大，如顶底板都较坚硬，煤柱承受的压力大，则易于破坏。这些都将利于煤炭的自燃。 采矿技术因素：主要指开拓、开采条件和通风条件。A、 开拓、开采条件：开拓开采条件选择不当，有可能造成火灾的频繁发生。应尽可能地选择留煤柱少，煤层切割少，回采率高、采空区易于隔绝的开拓开采方法，长壁或留煤皮假顶采煤法、刀柱法以及回采率较低的水采，均不利于防止自燃火灾的发生。此外，也需要考虑采区尺寸与回采速度之间的协调关系。采区尺寸过大，而回风速度过低时，发生自燃火灾的可能性也较大。B、 通风条件：通风条件的影响作用主要表现在采空区，煤柱和煤壁裂隙的漏风。漏进了风就是向这些地点供氧，促进煤的氧化自燃，因此，漏风位置是造成煤炭自燃的主要因素。空气流动速度在0.4-0.8米/分时，最容易引起煤层自燃。故称此风速为易自燃风速。风速过大或过小都不会引起自燃，风速过大，热量不易聚积，过小则供氧量不足。但当风速由较大过渡到足够小或由足够小过渡到较大，其间必有易自燃风速存在。因此，在煤体巷道或采空区内部都有可能存在易自燃风速（0.4-0.8米/分），特别是采空区内，在停采域附近上下顺槽的“U”型区域中，采空区的漏风速度通常都处于较低的易自燃风速范围。因而煤炭自燃的可能性较大。在倾斜煤层中，自燃发火地点位于工作面采空区的占75%。影响漏风大小的因素，一是漏风风程的风阻，二是漏风风路两端的压差。漏风风路的风阻小，压差大时，则漏风严重。近年来，一些矿井在 井挖潜改造中，更换了主扇，采用高负压大风量风机，但由于不注意通风系统的改造，致使二者不相匹配，导致矿井风量增加有限，而风压却急剧上升，有的高达3922.7-4903.3帕。结果矿井漏风加大，自燃发火更加严重，这是一个值得注意的问题。综上所述，评价一个矿井或一个煤层自燃发火的严重程度，应从两个方面考虑，一是煤的自燃倾向性，这是内因；