一通三防教案(人员管理).doc

矿井“一通三防”教案授课人：刘焕石 教 案一、教学计划设计：课题矿井“一通三防”安全知识授课教师刘焕石职称高工授课班级管理人员课型新授课课时数教学内容分析教学目的要求 教学方法 1、教学中采用案例和多媒体课件相结合的教学手段，有效地提高教学质量和效率。 2、采用教案教学： 教学重点 教学难点教具和媒体多媒体课件、案例资料、煤矿安全规程、安全培训教材等。教研组意见二、教学过程教学环节教学程序展示导入课题（5分钟）“一通三防”是指矿井通风、瓦斯防治、粉尘防治和火灾防治。通防灾害占煤矿五大灾害之中的三个，在煤矿建设和生产时期，由于人员安全意识不强违章或设备失爆等会发生程度不同的通防事故。轻者造成通风系统不稳定，生产条件恶劣，管理困难，影响生产建设的发展；重者直接危害职工生命安全和国家财产的安全，造成人员伤亡或停工停产事故。因此，通过学习了解矿井的通风系统，掌握矿井“一通三防”防治技术与措施，减少因通防事故造成的人员及财产损失。 新课教学（30分钟）第一章、矿井通风安全第一节 矿井空气和风流1、矿井通风的基本任务是：1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。2）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。3）、调节井下气候，创造良好的工作环境。 2、地面空气和矿井空气的区别地面空气主要有氧、氮、二氧化碳等气体组成。它们在空气中所占的体积百分率氧为20.96%，氮为79.00%，二氧化碳为0.04%。另外地面空气中还含有水蒸气和微量粉尘等，但一般不计入干空气的成分中。地面空气进入井下后，就称为矿井空气，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分将产生变化：(1)氧气含量减少；(2)混入各种有毒有害气体；(3)混入煤尘和岩尘；(4)空气的温度、湿度、压力等发生变化。3. 井下空气中主要成分(1)、氧气(O2)氧气是无色、无味、无臭的气体，比空气稍重，相对密度为1.11，微溶于水，它能助燃，易与其他物质发生氧化反应，是井下人员呼吸和物质燃烧必需的气体。因此，井下应阻止空气进入采空区和火区，以防止采空区煤炭自燃及火区复燃；在正常通风的井巷中要保证充足的氧气，否则可能会造成井下局部地点缺氧而发生危险。煤矿安全规程第100条规定：在采掘工作面进风流中，氧气浓度不得低于20%。(2)氮气(N2)氮气是一种无色、无味、无臭的惰性气体，比空气稍轻，相对密度约为0.97，微溶于水，不助燃也不维持人的呼吸。氮气虽然无毒，但当其在空气中的含量过大时，会造成氧气含量降低而使人缺氧窒息死亡。4. 井下空气中的有毒有害气体：一氧化碳、二氧化氮、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、甲烷、氢气等。(1)一氧化碳（CO）一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，比空气稍轻，相对密度为0.97，微溶于水，能燃烧，当体积浓度达到13%75%时可能爆炸。一氧化碳有剧毒当它在空气中达到一定浓度时，人吸入后就会出现中毒症状，严重时会有生命危险。主要是人体血液中的血红素与一氧化碳的亲和力比它与氧气的亲和力大250309倍。井下一氧化碳来源于爆破工作(1kg100L)、井下火灾(以木材为例，1m3500m3)和瓦斯煤尘燃烧或爆炸(co产生量更大)。注意：据统计，煤矿发生瓦斯、煤尘爆炸及火灾事故的死亡人数中，约有70%75%死于一氧化碳中毒。(2)甲烷（CH4)甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，比空气轻，相对密度为0.55，难溶于水，在空气中达到一定浓度(5%16%)可能会爆炸。根据这一性质，我们应该了解到瓦斯容易积聚在通风不良的巷道顶板附近、上山掘进迎头、巷道顶板冒落空洞内、上行通风的采煤面的上隅角。所以一定要注意这些位置的瓦斯检查。(见案例3：东滩煤矿14303一1西运顺沿空掘进瓦斯积聚事故(3)二氧化碳(CO2）该气体是无色、略带酸臭味的气体，比空气重(1.25)，常积聚在巷道底部。因其溶于水生成碳酸，所以有一定的刺激性，但对人呼吸器官的刺激能引起呼吸加强。井下空气中二氧化碳的来源比较多，其含量增加时，可使氧气的含量相对减少，导致事故的发生，因此规程规定：采掘工作面进风流中，二氧化碳浓度不超过0.5%；采区回风巷、采掘工作面回风流中二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理；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，必须查明原因进行处理。5.矿井瓦斯等级的划分煤矿安全规程(第133条)规定：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。矿井瓦斯等级的确定是以瓦斯和二氧化碳这两种气体的涌出量和涌出形式来来划分的，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划分为：(1)低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。(2)高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。(3)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。划分矿井瓦斯等级的目的有两个：一是分级计算矿井风量；二是分级进行瓦斯管理。若某矿的二氧化碳等级大于瓦斯等级，则按二氧化碳的供风标准计算矿井所需风量，按瓦斯等级制定安全生产措施。6.井下气候条件主要是指井下空气的温度、湿度和风速三者的综合所给予人的舒适感觉程度。(1)温度温度是最关键的，它对人体的伤害直接、明显，因此，煤矿安全规程中第102条规定：生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26，机电硐室不得超过30 ；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30 、机电硐室的空气温度超过34 时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。一般来讲，在矿井的进风线路上有冬暖夏凉的现象；在采掘工作面及回风线路上变化不大。(2)湿度一般来讲，所说的湿度是指相对湿度。通常在矿井的进风线路上有冬干夏湿的现象；在采掘面和回风线路上，因温度常年变化不大，其湿度也变化不大，且都接近100%。(3)风速风速的高低直接影响人体向外的散热，但人体向外散热过快或过慢都是有害的。根据这一条件并结合其他限制井巷风速的因素，规程在第101条对不同巷道的最高、最低风速作了规定。第二节 通风系统(一).矿井通风系统1.矿井通风方式(进出风井在井田内的布置形式)(1)中央式进出风井均位于井田走向的中央，风流在井下的流动路线是折返式的。.中央并列式(济二、济三煤矿)进、回风井均布置在井田走向、倾斜方向的中央。该方式具有键井工期短、投产快的优。但其井底车场附近漏风大，通风管理比较困难。适用于井田走向长度不大、瓦斯和自然发火都不严重的矿井。.中央分列式(北宿矿)进风井在井田走向与倾斜方向的中央，而回风井一般位于井田走向的中央沿倾斜方向的上部。该方式较中央并列式漏风有所改善，通风线路有所缩短。适用于井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井。(2)对角式进风井位于井田的中央，而回风井位于井田沿倾斜方向的浅部。.两翼对角式(兴隆、鲍店、东滩、杨村)进风井位于井田的中央，而回风井则位于井田的两翼边界沿倾斜方向的浅部。该方式使矿井的通风阻力大大降低，矿井的漏风量明显减少。适用于井田走向长度大，所需风量大、易自燃、有煤与瓦斯突出危险的矿井。.分区对角式进风井位于井田的中央，在每个采区各布置一个回风井。该方式与两翼对角式比较，取消了总回风巷，使矿井通风阻力进一步降低。但回风井的数量增加。适用于煤层埋藏比较浅的矿井。(3)混合式上述各种通风方式的结合(如南屯矿采用的是中央并列与对角混合式通风方式)。2.矿井通风方法(主扇的工作方式) (1)抽出式 主要通风机安设在回风井口附近。该方式使矿井空气压力低于当地的大气压力而呈负压状态，能在主扇因故停止运行时，抑制瓦斯从采掘面的涌出，并且通风设施安设在回风侧，不妨碍运输行人，管理比较简单又易于控制。 (2)压入式 (3)混合式(二).采区通风 1.采区通风系统的基本要求 2.采区上(下)山的布置 (1)上(下)山的数目 每个采区至少要保证有两条上(下)山，高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井、开采容易自燃煤层的采区和低瓦斯矿井开采煤层群或分层开采采用联合布置的采区至少要设置增开一条或多条回风上(下)山。煤矿安全规程113条。 (2)进、回风上山的选择(2条上山) .轨道上山进风，皮带上山回风。 .皮带上山进风，轨道上山回风。 (3)中央上山和边界上山3.采区通风构筑物(注意设置的地点)（1)风桥：在进风巷与回风巷交叉的地点必须设置风桥构成立体交叉风路，使进风与回风分开，互不相混。(2)挡风墙：在需要堵截风流和禁止人员、车辆通行的巷道内，必须设置挡风墙。(3)风门：在人员和车辆可以通行，但风流不能通过的巷道中，要设置风门，并且要设两道风门，其间距要大于运输工具的长度。4.长壁工作面通风系统的类型和特点1)进、回风巷的布置形式U 型、Z型、H型、Y型、W型和双Z型。(1)U型.U型后退式进、回风巷提前一次性准备好，采煤工作面从采区边界向采区上山方向推进。这种布置形式的特点是进、回巷之间始终是实体煤，漏量少。采用上行风时，上隅角易积聚瓦斯。. U型前进式进、回风巷可随着工作面的推进超前一定距离准备，采煤工作面从采区上山方向向采区边界推进。该布置形式的特点是进、回巷之间始终是采空区，漏风量大，易使采空区煤炭自燃，另外采掘干扰比较严重。 (2) W型目前，薄煤层的开采采用对拉工作面，其巷道布置方式为W型。2)采煤工作面上行风与下行风(1) 下行风：风流沿采煤工作面自上向下流动的通风方式。(2)上行风：风流沿采煤工作面自下向上流动的通风方式。(3)采煤工作面下行风与上行风相比的几个特点降尘方面、降温方面、瓦斯涌出方面、防灭火方面。(三)掘进通风1. 利用矿井总风压通风 1)用纵向风墙或风障导风 2)利用风筒导风 3)利用平行巷道通风2.使用局部通风机通风 ： 1)压入式 2)抽出式 3)混合式3.掘进通风的管理和安全措施(四)、矿井反风及局部风量调节1、反风目的：当井下发生火灾时，能够按需要有效地控制风流的方向，确保受灾人员安全撤离和抢救人员，防止或灾区扩大，并为灭火和处理火灾事故提供条件。2、矿井反风的分类1)全矿性反风利用专用反风道和控制风门反风；利用主要通风机反转反风(轴流式风机)；利用备用主要通风机机体作为反风道反风。煤矿安全规程对矿井主要通风机的反风规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并应满足下列要求：结构简单，坚固可靠，漏风少；定期进行检修，确保反风装置处于良好状态；所有操作开关应集中安设，动作灵活可靠，能在10min内改变巷道中风流的方向；当风流方向改变后，主要通风机的供风量，不应小于正常风量的40%。矿长应组织有关部门每季度至少检查1次反风设施，每年进行1次反风演习；当矿井通风系统有较大变化时，也应进行1次反风演习。2)局部反风因为全矿井反风牵扯面广，操作比较复杂，所以当采区内局部地点(主要是采区或工作面的进风侧)发生火灾时，矿井的主要通风机仍保持正常运行，只是通过调整采区内预设风门的开关状态，来实现采区内部分巷道风流的反向，从而把火灾产生的烟雾直接排入采区。3.矿井风量的局部调节1)增阻调节法在需要增加风量的风路的并联风路上，安设一调节风窗使其阻力增加，通过的风量减少，从而使满足要求。这是局部风量调节主要方法，它简单易行，费用低，见效快。2)降阻调节法所谓降阻调节法，具体就是设法降低需要增加风量的巷道的阻力。一般有扩大巷道断面积、增加并联辅助风路、减少摩擦阻力系数等方法。但该法工程量大，成本高，见效慢。3)增压调节法所谓增压调节法，就是在风阻大、风量不足的风路上安设辅助通风机，克服该巷道的部分阻力，以提高其风量。这种方法虽比降阻调节法施工快、工期短，但管理复杂，时间较长时，电力费用太大。第三节 矿井通风动力1.矿用通风机的分类1)矿井主要通风机：用于全矿井或矿井某一翼的通风机。2)辅助通风机：用于矿井通风网路的某一分支风路，帮助主要通风机工作，一保证该分支所需风量的通风机。3)局部通风机：用于向掘进工作面供风的通风机。2.矿井主要通风机的附属装置及作用1)风硐(一段巷道):用于连接主要通风机和井筒。2)扩散器：用于降低主要通风机出口的速压以提高其静压。3)防爆门(防爆井盖)：当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆炸时，受爆炸冲击波的冲击作用，它自动打开，保护主要通风机免受毁坏。新课教学（25分钟）第二章、矿井瓦斯第一节 瓦斯的性质一、瓦斯的概念1.矿井空气中以CH4为主的有害气体的总称；有时单独指CH4。2.主要含有CH4、CO2、CO、SO2、H2S、NH3、NO2、H2，少量CnH2n+2、 CnH2n、 CnH2n-23.煤岩层中涌出；炮烟；生成的气体；人员呼吸。二、瓦斯的基本性质1.无色、无味、无臭，标准状态下的密度为0.716Kg/m3，是空气密度的0.554倍。化学性质不活泼，微溶于水。2.较强的扩散性、渗透性。3.当矿井空气中CH4=43、O2=12时，人员呼吸急促，久之会昏迷，有死亡危险。三、瓦斯的燃烧爆炸性1.助燃区间：0%5，不能形成持续的火焰。2.爆炸区间：5%16。3.扩散燃烧区间：CH416%，点燃后形成稳定火焰。第二节 煤矿井下瓦斯的存在一、瓦斯在煤尘中的赋存状态游离状态：存在于煤的孔隙和裂隙中。吸附状态：积聚在孔隙壁面上。二、影响煤层瓦斯含量的因素 煤层中瓦斯含量主要取决于煤层CH4的运动条件和保存CH4的能力。1.煤田地史 煤田地层上升，露头形成，增大散失。 煤田地层下沉，煤层被覆盖，减少散失。2.地质构造 褶曲的核部瓦斯含量一般相对较高。3.煤层的赋存条件 埋藏深度：埋藏浅则瓦斯低。 倾角：倾角大则瓦斯低。 有无露头：有则瓦斯低，无则瓦斯高。4.煤的变质程度 变质程度加深，生成瓦斯增加，吸附瓦斯能力增大。5.煤层围岩的性质 围岩致密、完整、不通气，CH4易保存，反之易散失。三、井下瓦斯检查与管理1.瓦斯检查区域的划分2.检查点的确定 掘进工作面：局扇附近、工作面、高冒处。 采煤工作面：入风、回风、工作面风流、煤帮、回风隅角。 采区回风：与采掘汇合回风。 总回：采区回风与总回风汇合处。 采区煤仓：煤仓两米处。 封闭工作面:临时停风掘进面、硐室。 3.瓦检工交接班制度 在指定地点交接班，交代清楚本班CH4检查情况，对发现问题或可能出现的问题应特别提示接班人员注意；并签字证明。现场交接班做到“手拉手，你不来，我不走”。4.瓦斯检查的请示报告制度、审查制度 每检查一个地点都必须将检查的时间和结果 分别记录在牌板和图表手册上，并通知采掘区队的有关人员。 第三节 矿井瓦斯的涌出及矿井瓦斯等级划分1.绝对瓦斯涌出量：单位时间内涌出CH4的数量，单位：m3/min. m3/d2.相对瓦斯涌出量：平均日产1吨煤同期涌出的CH4数量，单位：m3/t3.二者之间的关系： 一、影响矿井瓦斯涌出量的因素(一)自然因素1.煤层的瓦斯含量及特性（煤层CH4含量越大、压力越高、透气性越好，涌出量越高。2.煤层的埋藏特性（埋深、相临煤层及其间距离）。3.地面大气压力变化。(二)开采因素1.开采顺序和回风工艺2.开采强度和产量3.工作面通风方式和通风压力二、矿井瓦斯等级划分及鉴定(一)矿井瓦斯等级的划分根据规程第133条规定，矿井瓦斯等级根据q、Q和CH4涌出形式划分为：1.低瓦斯矿井：q10m3/t且Q40m3/min2.高瓦斯矿井：q10m3/t或Q40m3/min3.煤（岩）与瓦斯（CO2)突出的矿井(二)矿井瓦斯等级鉴定1.鉴定时间（每年7月）2.鉴定时的生产条件3.测定的内容和要求4.瓦斯涌出量的计算5.鉴定报告第二节 瓦斯爆炸及防治一、瓦斯爆炸的基本条件1. 有一定的CH4浓度，一般为5%16，最强烈为9.5。2.要有一定的O2浓度，不低于12。3.要有足够能量级点火源，650-750。二、瓦斯爆炸条件在井下存在的可能性1.瓦斯浓度：当工作面停风或供风不足时，即使低瓦斯矿井，也极易达到爆炸浓度。2.氧气浓度：易满足爆炸要求。3.火焰：井下可能引起爆炸的有明火火焰、炽热表面和炽热气体、机械磨擦及撞击火花、电火花、放糊炮、放明炮等。三、影响瓦斯爆炸发生的因素1、其他可燃气体的影响：可降低爆炸下限。2、过量惰气的影响：惰性气体的加入可以改变爆炸上、下限。3、温度的影响：温度高爆炸范围增大。4、气压的影响。第三节 井下瓦斯爆炸的危害 1.产生高温，能引起火灾，造成损失。 2.产生高压，击到人员，掀翻矿车，破坏巷道。 3.产生冲击波，最高速度达1000m/s,峰值压力5-8个大气压，最高可达20个大气压，击伤人员，造成冒顶，掀翻矿车，摧毁设施。 4.产生大量的有害气体，主要是CO、CO2，CO浓度一般可达到0.4%以上，是造成人员伤亡的主要原因。第四节 瓦斯爆炸事故的防治一、瓦斯爆炸的原因分析 1.CH4积聚：风量不足、通风设施质量差、串联通风、局扇停转、瓦斯排放不合理、采空区、盲巷、高冒处积聚及瓦斯异常涌出。 2.火源：井下爆破、电火花、机械撞击火花、摩擦火花、明火如吸烟及煤自燃发火等。二、预防瓦斯爆炸事故的技术措施 1.防止瓦斯积聚的措施 保证工作面供风。 处理采面回风隅角瓦斯积聚（风障引流、尾巷排放、风筒导风）。 掘进工作面局部积聚的处理（充填法、引风法、风筒分支排放法、黄泥抹缝)。 刮板机底槽积聚处理。2.防止点火源的出现 加强管理，提高防火意识。 防止放炮火焰。 防止电气、静电火源。 防止摩擦和撞击火花。 防止明火点燃。3.加强瓦斯的检查和监测。发现异常及时处理。第五节 防止灾害扩大的措施一、分区通风。二、隔爆、阻爆装置。 1.岩粉棚 2.水 V=40L75L/袋 3.自动式防爆棚：压力、温度传感器（自动水幕）。三、 编制矿井灾害预防和处理计划新课教学（30）第三章、矿井粉尘一、 矿尘的概念及危害 1.矿尘的概念矿尘是指煤矿生产过程中所产生的各种矿物细微颗粒的总称,又叫做粉尘。2.矿尘的危害(1)矿尘污染劳动环境,降低了生产场所的可见度,影响劳动效率和操作安全。(2)工人长期在含矿尘浓度较高的环境中作业，吸入大量矿尘后，轻者能引起呼吸道炎症，重者可导致尘肺病。（3）矿尘中的煤尘，在一定的条件下可能发生爆炸。二、矿尘的产生1.采煤工作面产尘2.掘进工作面产尘3.其他地点的产尘三、矿尘的分类1.煤尘:颗粒直径1mm的煤炭颗粒,一般煤尘中游离sio2的含量10%、颗粒直径 5mm的岩石颗粒。第二节 我国煤矿工人尘肺病状况一、患病状况概述据统计，截止1997年，我国国有重点煤矿尘肺病患者累计达17.5万人，现患病人数12.1万人，占全国所有尘肺病总患者的46.5%，每年死亡2000-3000人。国有重点煤矿患病率为6.33%，有3个矿务局尘肺病患病率高达16%以上。二、防治工作成绩多年来，我国尘肺病的防治工作取得较大成绩，发病年龄明显后移，20世纪50年代，患病平均年龄40.34岁，80年代为50.5岁；50年代病人平均死亡年龄42岁，80年代为61.15岁。三、病例分布特点国有尘肺病平均患病率： 6.33%地方煤矿尘肺病平均患病率：8.11%1.各期尘肺病所占比例 I 期尘肺病患者：占全国总人数的74.75%期尘肺病患者：占全国总人数的21.29% 期尘肺病患者：占全国总人数的3.96% 2.不同工种发病情况 掘进、主掘工占50%以上 采煤工发病率呈上升趋势四、发展趋势煤炭行业现有可疑尘肺病患者20万人，到2005年将达到25万人左右，这个数字还不包含乡镇煤矿尘肺病的发病人数。一大批井下工人将丧失劳动力，势必造成矿工的短缺，直接影响煤炭行业的发展。因此，防治尘肺病的工作显得特别重要，这就要求我们的管理者、广大从事接尘工作的井下职工，严格按照煤矿安全规程工作，确实做好防尘工作。第三节 煤矿粉尘防治技术一、减尘技术措施 1.湿式打眼 2.放炮使用水炮泥 3.预湿煤体防尘 4.改进采掘机械的运行参数试验证明,采煤机的滚筒转速由50r/min降到39r/min时,产尘减少30%,破碎机、转载机等机械的运行，也应考虑产尘量最低。二、矿井通风排尘 采掘工作面允许的风速为:1.采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷:0.25m/s4m/s2.掘进中的岩巷:0.15m/s4m/s3.最优 排尘风速为:1.2m/s1.6m/s三、煤矿湿式除尘技术1.喷雾洒水2.放顶煤工作面湿式除尘技术3.放煤口负压捕尘4.液压支架喷雾降尘-降尘率可达80%左右。四、个体防护第四节 煤尘爆炸事故防治一、煤尘爆炸的条件及危害(一)煤尘爆炸的条件 煤尘爆炸必须同时具备以下3个条件:1.煤尘本身具有爆炸性。2.煤尘在井下呈悬浮状态,并达到一定的浓度。 爆炸下限浓度: 45g/m3 爆炸上限浓度: 1500g/m32000g/m3 爆炸最强烈的浓度: 300g/m3400g/m3 3.存在爆炸热源,温度一般为6101050。说明:当空气中氧气浓度18%时,单独的煤尘不在爆炸。(二)煤尘爆炸的危害 1.产生高温 火焰温度达16001900 2.产生高压 理论压力为750kpa 3.产生冲击波 速度可达2340m/s 4.产生有毒有害气体 爆炸后产生2%-4%的co,有时甚至高达8%-10%，这是造成人员中毒伤亡的主要原因。(三) 影响煤尘爆炸的因素1.挥发分。煤的可燃挥发分含量越高，煤尘爆炸性越强；挥发分含量越低，爆炸性越弱。2.煤的灰分。实验证明，当灰分在20%以下时，对煤尘爆炸性影响较小，只有超过30%-40%时，才会显著减弱煤尘爆炸性。3.煤的水分。有粘结、降温、阻燃用。能减弱和阻碍爆炸的性质。4.煤尘粒度粒径1mm的煤尘都能参与爆炸。爆炸的主体煤尘是0.075mm的煤尘。5.CH4的影响。当空气中存在CH4时，煤尘爆炸的下限浓度降低，CH4浓度越高，煤尘爆炸下限浓度越低。6.引爆热源温度。温度越高，煤尘越易爆炸；温度越低，煤尘越不易被点燃。7.空气中的O2含量。实验证明，空气中的O2含量增加，煤尘点燃温度下降；O2 含量降低，煤尘点燃温度升高；但当O218%时，单独的煤尘就不会爆炸。二、煤尘爆炸事故的预防1.防治煤尘沉积和飞扬的技术措施（1）煤层注水。降尘率可达60%-80%。（2）湿式打眼。（3）放炮使用水炮泥。降尘、降温、净化空气，降尘率可达80%，减少炮烟70%。（4）通风除尘。（5）喷雾洒水。（6）冲洗煤尘。重点部位是：采煤工作面，回风巷道。由里向外冲洗巷道两帮、顶部、地部、使煤尘湿润，无法扬起，排出煤尘。2.防止煤尘引燃的措施（1）严禁携带烟草和点火物品下井；井口房、通风机房周围20m内禁止烟火和用电炉取暖；井下禁止使用电炉，禁止打开矿灯；需要焊接，应严格审批手续，并遵守规程有关规定。（2）在有煤尘爆炸危险的矿井中，必须使用安全炸药；不合格或变质的炸药不许使用；爆破时必须遵守有关规定。（3）井下使用的机械和电气设备，必须符合规程的要求；电气设备的防爆性能处于完好状态，并经常检查和维护。3.防止灾害扩大的措施(1)岩粉棚 岩粉原料为：石灰岩、白云石、页岩和石膏等。岩粉中可燃物质含量5%，游离sio2的含量10%，并不含有毒性物质。 岩粉棚上所需岩粉量与巷道断面大小有关，主要巷道400kg/m2,其他巷道200kg/m2。 在矿井中的两翼，相邻采区和相邻的煤层都必须用岩粉棚隔开。岩粉受潮不易飞扬时需更换，落入的煤粉要经常检查和清除。(2)水棚 近年来，利用水棚代替岩粉棚来隔绝煤尘爆炸。水棚是利用水槽组成。其动作与岩粉棚相似，爆炸冲击波使水棚翻转或破碎，将水于瞬间洒布在巷道空间，形成一段水雾，阻止火源的传播。 水棚与岩粉棚比较，水的比热较岩粉高5倍，水接触高温火焰时形成水蒸气，有利于熄灭火焰，且成本底，因而 得到广泛应用。新课教学（30）第四章、矿井火灾第一节 矿井火灾的特征一、矿井火灾的概念 凡是发生在煤矿井下或地面，威胁到井下安全生产，造成损失的非控制燃烧均称为矿井火灾。如地面井口房、通风机房失火或井下胶带着火、煤炭自燃等都是非控制燃烧，均属矿井火灾。 二、矿井火灾的构成要素1.热源:煤的自燃、瓦斯煤尘爆炸、爆破作业、机械摩擦、电流短路、吸烟、焊接作业以及其他明火。2.可燃物3.空气据实验证明，在O2浓度为3%的空气环境里燃烧不能维持；空气中的O2浓度12%，CH4失去爆炸性； O2浓度14%时，蜡烛就要熄灭三、矿井火灾的分类1.按引火的热源不同分为:外因火灾、内因火灾两类。2.按发火地点不同可分为:井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、煤柱火灾、采空区火灾、硐室火灾。3.按燃烧物不同可分为:机电设备火灾、油料火灾、瓦斯燃烧火灾、煤炭自燃火灾等。四、矿井火灾的危害1.产生大量的有毒有害气体。 2.产生高温。3.引起瓦斯煤尘爆炸。 4.烧毁设备和资源。另外，矿井火灾还会造成矿井局部甚至全矿性停产，冻结煤炭资源，严重影响矿井的安全生产。第二节 外因火灾的预防与处理一、外因火灾发火原因1.存在明火。 2.出现电火。 3.违规爆破。 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。二、外因火灾的预防措施1.安全设施必须齐全,并正常使用。 2.加强井下明火管理。3.矿井必须在井上下设置消防材料库。4.井下爆炸材料库、机电设备硐室、检修硐室、材料库、井底车场、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，应在矿井灾害预防和处理计划中确定。5.使用火灾检测器(感温、感烟等）及时发现初起火灾，进行报警，同时启动灭火装置，将火灾扑灭。三、外因火灾处理措施1.挖除可燃物。2.用水灭火。3.泡沫灭火。泡沫式灭火器的药剂是NaHCO3,发泡剂AI2（SO4）3。酸碱灭火器是NaHCO3H和H2SO4。4.隔绝灭火。（1）砂子和岩粉。（2）干粉灭火器。干粉灭火器主要药剂是磷酸铵类：（NH4)3PO4,(NH4)2HPO3,(NH4)H2PO4。也可用于扑灭电气和油类火灾。（3）惰性气体灭火。液N2灭火、N2灭火。（4）封闭火区灭火法。四、外因火灾事故案例矿井产量：240万t /a 开拓方式：立井开拓，生产水平550m矿井瓦斯等级：低瓦斯矿井矿井通风方式：中央并列与对角混合式一、事故基本情况1.事故时间:2000年11月30日12时50分2.事故地点:中央胶带机巷3.造成的损失:烧毁胶带70 m,动力及信号电缆500m,30m 巷道的木背板,烟雾波及一、三两个采区。4.伤亡情况:受灾人员138人,其中5人较重住院治疗。二、事故原因中央胶带机巷的第二部胶带机由两台电机拖动，里侧电机的输出轴发生断裂。由于该电机与减速箱间的液力偶合器与电机是孔轴配合连接，与减速箱是弹性销连接，电机轴断裂后，液力偶合器失去支撑，其中另一台电机经传动滚筒、减速箱的带动下作高速偏心旋转，与滚筒发生碰撞、摩擦，将液力偶合器碰破，将其中的润滑油抛出，被摩擦火花点燃，瞬间发生大火。三、经验教训1.没有执行煤矿安全规程“液力偶合器不准使用可燃性传动介质”的规定，使用了透平油作介质，使火花先点燃了油，火势迅速扩大；2.未按煤矿安全规程规定使用阻燃胶带，油引燃了第二部胶带，扩大了事故。3.个别人员的防灾意识淡薄,胶带司机发现第二部胶带机的烟雾报警器报警并自动停车,但司机误认为是误动作,未及时汇报,拖延了救灾时间。4.中央胶带机巷是一条主要的进风巷,事故后扩大了受灾范围;5.胶带机重要部件探伤要制度化;6.矿调度室接到汇报后,立即下达了可能受灾人员立即沿正确路线撤出的命令,减少了受灾时间;7.救护队应战迅速,作战英勇,为灭火赢得了宝贵的时间,及时救出被熏倒人员,防止了人员伤亡。8.胶带机巷的消防供水系统完好,供水充足,为迅速灭火创造了条件。9火灾尽管发生在下行风流的下山中部,但火灾控制及时有效,防止了风流逆转。第三节 内因火灾的早期预测预报一、煤炭自燃的条件煤炭自燃必须同时具备以下3个条件:1.煤炭具有自燃的倾向性,并呈破碎状态堆积存在。2.连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断发展。3.煤氧化生成的热量大量堆积,难以及时散失。二、人体感官早期发现矿井火灾的方法1.视力感觉; 2.气味感觉; 3.温度感觉; 4.疲劳感觉。三、分析矿井空气成分预报火灾1.使用CO作为早期识别煤炭自燃的指标气体2.大多数矿井使用束管监测系统,连续监测井下空气成分的变化，利用抽气泵将井下测点气体经过束管抽到井上，经气体选取器依次将不同测点的气样送往色谱仪进行分析。四、测量井下发热体温度预测自燃发火1.直接测温法（1）在不破坏现有温度场的情况下,把温度传感器布置在煤炭的易自燃区域,如两道一线及采空区,观测自燃温度随时间的变化趋势,从而判断煤炭自燃的发展阶段和发展趋势（2）煤的自燃发火，一般经过潜伏期、自热期、和燃烧期。潜伏期煤的氧化过程发展缓慢，温度70；经过潜伏期之后，煤的氧化速度加快，氧化产生的热量是煤温升高，且升温急剧加速，自热期煤可达到120-150；自热期的发展使煤温上升到着火温度而导致自燃。煤的着火温度为：无烟煤400，烟煤320-380，褐煤300。（3）预测预报的关键是煤的自燃不能超过自热期，因此，温度传感器应选在0-150之间，精度要高，且稳定可靠。目前，常用热电阻、铂电阻、半导体传感器等。2.红外线探测火源（1）原理:发光物体在发出可见光的同时,还发出一系列不可见的其他电磁波,如红外电磁波等。火源也是如此，在隐蔽地点，当煤自燃的条件形成后，煤层温度逐渐增高的同时，其红外辐射场的强度也在逐渐增大。（2）作用：进行放火预测；进行隐蔽火源探测，如果掘进巷道或采煤工作面相邻综放面采空区，端头松软煤体由于暴露时间常长，极易发生自燃，用此法可迅速确定高温点的位置。第四节煤炭自燃的预防与处理一、开采技术措施1.合理地进行开拓布置,尽可能采用岩石巷道,推广无煤柱开采技术;2.选择合理的采煤方法,采用全部陷落法管理顶板;3.选择合理的开采顺序,煤层间采用下行式。上山采区先采上区段,后采下区段,下山采区与此相反;区段内先采上区段,后采下区段。二、预防性灌浆1.概念:将水和不燃性固体材料按一定比例混合,配制成适当浓度的浆液,然后利用灌浆管道系统将其送往采空区等可能发生煤炭自燃的地点,以防止自燃火灾的发生。浆液灌到采空区等处后，其中的固体物逐渐沉淀下来，水则流到巷道中排出。2.作用:泥浆中的沉淀物将碎煤包括起来,隔绝与空气的接触;沉淀物充填于浮煤和冒落的岩石缝隙之间,堵塞漏风通道,减少漏风;同时,灌浆可以加速形成再生顶板,从而有利于下部分层的开采;泥浆对已经自热的煤炭有冷却降温作用。3.对浆液中固体材料的要求:不含可