《矿井安全生产》PPT课件.ppt

1 第八章矿井安全生产 矿井安全生产也称矿井灾害防治技术 它是人们在长期生产中不断总结经验教训 探索规律 研究对策 建立理论体系而逐渐形成的一门科学 主要研究矿井瓦斯 煤尘 水 火和顶板等自然灾害发生规律及预防措施 防止各种灾害事故的发生 创造良好的井下工作环境 2 第一节矿井瓦斯及防治 一 煤层瓦斯赋存与含量1 矿井瓦斯及其性质在矿井生产过程中 从煤层或岩层中涌出的各种有毒 有害气体统称为矿井瓦斯 其主要成分为甲烷 CH4 除甲烷外 还有乙烷 C2H6 丙烷 C3H8 二氧化碳 CO2 氮气 N2 及少量硫化氢 H2S 氢气 H2 和稀有气体等 由于矿井瓦斯的主要成分是甲烷 因此 从狭义上讲 矿井瓦斯即指甲烷 甲烷又称沼气 它是一种无色 无味 无臭并在一定条件下可以燃烧和爆炸的气体 其对空气的相对密度为0 554 因此甲烷易在巷道的顶部 顶板冒落空洞处 由下向上施工的掘进工作面和其它较高空间的地方积聚 甲烷的渗透能力是空气的1 6倍 难溶于水 不助燃 达到一定浓度时 能使人因缺氧而窒息 并能发生燃烧和爆炸 3 第一节矿井瓦斯及防治 2 瓦斯的生成矿井瓦斯是在煤炭的生成和变质过程中伴生的气体 在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期 纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成 另外 在高温 高压环境的成煤时期 由于物理和化学作用 继续生成瓦斯 3 瓦斯在煤体或围岩中的存在状态瓦斯在煤体或围岩中的存在状态可分为两类 即游离状态和吸附状态 游离状态也叫自由状态 这种状态的瓦斯以自由气体的形式存在于煤体或围岩的孔隙和裂隙之中 游离瓦斯量的大小与贮存空间的容积和瓦斯压力成正比 与瓦斯温度成反比 吸附状态又可分为吸着状态和吸收状态 吸着状态是在孔隙表面的固体分子引力作用下 瓦斯分子被紧密地吸附于孔隙表面上 形成很薄的吸附层 而吸收状态是瓦斯分子在较高的气体压力作用下 深入到煤的分子团内部 如同气体溶解于液体中的状态 4 第一节矿井瓦斯及防治 瓦斯在煤岩体中的存在状态不是固定不变的 游离状态和吸附状态的瓦斯处于不断变化的动平衡状态 在一定条件下会相互转化 当压力降低或温度升高时 部分游离状态瓦斯转变为吸附状态 这种现象成为吸附现象 同时又会有部分吸附状态瓦斯转变为游离状态 这种现象成为解吸现象 4 瓦斯含量瓦斯含量是指在自然条件下单位体积或单位重量的煤体或围岩中所含有的瓦斯量 通常以m3 m3或m3 t表示 它是游离瓦斯和吸附瓦斯的总和 二 瓦斯涌出1 瓦斯涌出形式瓦斯涌出是指由受采动影响的煤层 岩层 以及由采落的煤 矸石向井下空间放出瓦斯的现象 根据瓦斯涌出特性的不同 可分为普通涌出和特殊涌出两种形式 5 1 普通涌出瓦斯从煤层或岩层表面非常细微的裂隙中缓慢 均匀而持久地涌出 这种涌出的范围广 时间长 涌出量所占比重最大 是矿井瓦斯涌出的主要形式 2 特殊涌出特殊涌出形式包括瓦斯喷出和煤 岩 与瓦斯突出 瓦斯喷出是指在开采过程中 从煤体或岩体裂隙 孔洞或炮眼中异常大量涌出瓦斯的现象 瓦斯喷出一般持续时间较短 煤 岩 与瓦斯突出是指采掘生产过程中 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 煤 岩 与瓦斯突出持续时间极短 一般为数秒或数十秒 第一节矿井瓦斯及防治 6 2 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量是指煤层在开采过程中 单位时间内从煤层本身 围岩和邻近煤层涌出的瓦斯数量的总和 它仅指普通涌出 不包括特殊涌出的瓦斯量 瓦斯涌出量可分为绝对涌出量和相对涌出量两种 矿井绝对瓦斯涌出量是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯量 单位为m3 d或m3 min 矿井相对瓦斯涌出量是指矿井在正常生产情况下 平均日产1t煤所涌出的瓦斯量 单位为m3 t 3 影响瓦斯涌出量的因素影响瓦斯涌出量的主要因素 见表8 1 表8 1影响瓦斯涌出量的主要因素 第一节矿井瓦斯及防治 7 4 矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级是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 与瓦斯突出矿井 煤矿安全规程 规定 矿井在开采过程中 只要发生过1次煤 岩 与瓦斯突出 该矿井即定为突出矿井 发生突出的煤层即为突出煤层 三 瓦斯爆炸及其防治1 瓦斯爆炸条件及其危害瓦斯爆炸必须同时具备3个条件 即适宜的瓦斯浓度 高温火源和足够的氧气 三者缺一不可 第一节矿井瓦斯及防治 8 1 瓦斯浓度瓦斯爆炸的界限为5 16 当瓦斯浓度低于5 时 遇火不爆炸 但能在火焰外围形成燃烧层 当瓦斯浓度为9 5 时 爆炸威力最大 当瓦斯浓度高于16 时 失去其爆炸性 但在空气中遇火燃烧 2 高温火源点燃瓦斯的最低温度一般为650 750 C 电火花 明火 赤热的金属表面 井下火灾 违章放炮引起的火焰 强烈撞击产生的火花等都可以达到或超过此温度 都可能引起瓦斯爆炸 3 足够的氧气即含瓦斯的混合气体中氧气浓度必须大于12 否则 混合气体就会失去爆炸性 在正常大气压和常温下 瓦斯爆炸浓度与氧浓度的关系如柯瓦德爆炸三角形所示 图8 1 图8 1柯瓦德爆炸三角形 第一节矿井瓦斯及防治 9 矿井一旦发生瓦斯爆炸 危害是十分严重的 主要表现在以下两个方面 一是产生高温 高压和冲击波 瓦斯爆炸时 井下瓦斯爆炸地点及其附近的瞬时温度可达1850 2650 C 爆炸后空气压力约为爆炸前的9倍 可达0 74MP以上 促使爆炸源附近的气体以极大的速度 每秒数百米以上 向外冲击 造成人员伤亡 巷道和机电设备严重破坏 当爆炸产生的高温 高压气流以高速向外冲击时 若沿途遇有积存的瓦斯或扬起的煤尘 就可能导致二次爆炸 有时瓦斯爆炸后 因火源仍存在 如爆炸引起火灾等 当瓦斯重新积聚后 浓度达到爆炸界限时又会引起爆炸 如此循环出现 称为连续爆炸 二是瓦斯爆炸后产生大量有毒有害气体 瓦斯爆炸后的气体成分为 O2占6 10 N2占82 88 CO2占4 8 CO占2 4 由上述数据可以看出 爆炸后空气中氧的含量大量减少 并产生大量一氧化碳 这将造成人员窒息及中毒 在瓦斯爆炸所造成的人员伤亡中 绝大部分是因一氧化碳中毒和缺氧窒息所致 第一节矿井瓦斯及防治 10 2 预防瓦斯爆炸的措施根据长期生产实践 预防瓦斯爆炸的技术措施主要有三个方面 一是防止瓦斯积聚 二是防止瓦斯引燃 三是限制瓦斯爆炸范围扩大 1 防止瓦斯积聚所谓瓦斯积聚是指采掘工作面及井下其它地点局部瓦斯浓度达到2 体积超过0 5m3的现象 防止瓦斯积聚就是要把采掘工作面及井下其它地点的瓦斯浓度冲淡到或控制在 煤矿安全规程 规定的浓度以下 具体措施有 加强矿井通风保证井下各工作地点有足够的风量和适当的风速 以冲淡和排出瓦斯 粉尘及其它有毒有害气体 使瓦斯浓度降至爆炸极限以下 加强瓦斯检查认真执行 煤矿安全规程 规定的瓦斯检查制度 经常检查井下各地点的瓦斯浓度 建立瓦斯自动监测监控与报警系统等 第一节矿井瓦斯及防治 11 及时处理局部积聚的瓦斯生产过程中采煤工作面的上隅角 采煤机附近 巷道顶板冒落空洞处等地点易于积聚瓦斯 及时处理这些地区局部积聚的瓦斯是预防瓦斯爆炸事故 保证安全生产的关键性工作之一 瓦斯抽放 瓦斯涌出量大或高瓦斯矿井 单纯采用通风方法将井下瓦斯浓度控制在安全浓度以下在经济上 技术上都不合理 或根本不可能 必须进行瓦斯抽放 瓦斯抽放是指将煤 岩层及采空区中的瓦斯 采用专用设施 钻孔或专门巷道 管路 瓦斯泵等 抽出的技术措施 根据抽出瓦斯来源的不同 抽放方法分为本煤层抽放 邻近层抽放和采空区抽放等 另外 把浓度高 数量大的瓦斯抽放出来做为燃料或化工原料 变害为利 既改善了矿井的安全状况 又提供了洁净能源和其它物资财富 第一节矿井瓦斯及防治 12 2 防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃的原则是杜绝一切非生产高温热源 而对生产中可能产生的高温热源 要加强管理和控制 防止或限制其引燃瓦斯的能力 引燃瓦斯的火源有明火 放炮 电火及摩擦火花4种 针对这4种火源 应采取下列预防措施 一是严禁携带烟草及引火物品入井 严禁在井下拆卸矿灯 井口房 通风机房和瓦斯抽放站周围20m内严禁使用明火 井下的火区必须严加管理 二是在有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井中 必须使用矿用安全炸药和矿用安全电雷管 三是井下使用的机电设备及供电网路都必须符合 煤矿安全规程 规定 防止机械摩擦火花和摩擦发热引燃瓦斯 第一节矿井瓦斯及防治 13 3 限制瓦斯爆炸范围扩大如果井下局部地区一旦发生瓦斯爆炸 应使其波及范围尽可能缩小 避免引起全矿井的瓦斯爆炸 为此 应采取以下措施 一是实行分区通风 各水平 各采区和各工作面都应有独立的进 回风系统 二是通风系统力求简单 不用的巷道要及时封闭 三是装有通风机的井口 必须设置防爆门 以防止发生爆炸时通风机被毁 造成救灾和恢复生产的困难 矿井主要通风机必须装有反风设备 并能在10min内改变巷道中的风流方向 四是在连接矿井两翼 相邻采区 相邻煤层之间的巷道中 设置岩粉棚或水槽棚等 以防止瓦斯爆炸火焰的传播和煤尘参与爆炸 五是编制周密的预防和处理灾害计划 第一节矿井瓦斯及防治 14 四 瓦斯喷出和煤与瓦斯突出及其预防1 瓦斯喷出和煤与瓦斯突出的原因产生瓦斯喷出的原因是天然的或因采掘工作形成的孔洞 裂隙内积存着大量高压游离瓦斯 当采掘工作接近或沟通这样的地区时 高压瓦斯就能沿裂隙突然喷出 煤与瓦斯突出发生的原因还没有形成统一的认识 多数人认为 瓦斯喷出和煤与瓦斯突出是地压 瓦斯 煤的力学性质综合作用的结果 2 瓦斯喷出和煤与瓦斯突出的预防措施 1 瓦斯喷出的预防措施预防处理瓦斯喷出的措施 应根据瓦斯喷出量的大小和瓦斯压力的高低来确定 一般采取探 探明地质构造和瓦斯情况 排 排放或抽放瓦斯 引 将瓦斯引至回风流 堵 堵塞裂隙 通 单独通风 加大供风量 等措施 第一节矿井瓦斯及防治 15 2 煤与瓦斯突出的预防措施 开采保护层开采具有煤与瓦斯突出危险的煤层群时 预先开采无突出危险或危险性较小的煤层 使有突出危险的煤层卸压 大量泄出瓦斯 从而使其减弱或失去煤和瓦斯突出危险 这种预先开采的煤层称为保护层 被解除煤和瓦斯突出危险的煤层称为被保护层 预防突出的局部性措施局部性措施是指在具有突出危险性的煤层中采掘时所采用的影响范围较小的预防措施 主要有震动爆破 诱导突出和解除压力 水力冲孔 释放潜能 超前钻孔 排放瓦斯 图8 1开采保护层1 保护层2 被保护层3 巷道 第一节矿井瓦斯及防治 16 第二节矿尘及其防治 一 矿尘及其危害矿尘是矿井生产过程中产生的固体物质细微颗粒的总称 其中飞扬在空气中的叫浮尘 从空气中沉降下来的叫落尘 矿尘的两种存在状态是相对的 随着外界气候条件的改变 浮尘和落尘之间是可以相互转化的 煤矿矿尘主要是煤尘和岩尘 其生成量以采 掘工作面最高 其次为运输过程中的各转载点 因为煤和岩石进一步破碎 也产生一定数量的矿尘 矿尘的危害主要表现在以下两个方面 1 对人体的危害如果人体肺部长期吸入大量的矿尘 轻者可引起上呼吸道的炎症 严重时可造成尘肺病 尘肺病是目前危害较大的一种矿工职业病 此外 皮肤上沾染矿尘 能阻塞毛孔 引起皮肤病或皮肤发炎 2 煤尘爆炸井下煤尘在一定条件下可以发生煤尘爆炸 造成人员伤亡和矿井设备严重破坏 酿成严重的矿井灾害 17 二 煤尘爆炸的条件煤尘爆炸是指悬浮在空气中的煤尘 在一定条件下遇高温热源而发生的剧烈氧化反应 并伴有高温和压力上升的现象 煤尘爆炸产生的必要条件是必须同时具备以下4个条件 一是煤尘本身具有爆炸性 这是煤尘爆炸的内因条件 二是有充足的氧气 煤尘爆炸就是煤尘的剧烈氧化现象 实验表明 空气中氧气的浓度小于17 时 煤尘就不会发生爆炸 三是悬浮在井下空气中的煤尘达到一定浓度 据测定 煤尘爆炸的下限浓度褐煤为45 55g m3 烟煤为110 335g m3 上限浓度一般为1500 2000g m3 四是具有高温热源能引起煤尘爆炸 煤尘爆炸的温度一般为700 800 C以上 而井下的明火 电火花 机械摩擦火花 违章放炮产生的火焰及瓦斯燃烧或爆炸等都会达到此温度而引起煤尘爆炸 第二节矿尘及其防治 18 三 煤尘爆炸的防治措施针对煤尘爆炸的必要条件以及它具有连续爆炸的特点 防治煤尘爆炸应包括以下三方面措施 一是降尘措施 二是防止煤尘引燃的措施 三是限制煤尘爆炸范围扩大的措施 1 降尘措施降低或减少煤矿生产过程中煤尘的产生量和浮尘量是防治煤尘爆炸最积极 最有效的根本性措施 具体措施有 煤层注水 采空区灌水 水封爆破及水炮泥 喷雾洒水 控制风速和清扫落尘等 1 煤层注水湿润煤体在回采以前 通过钻孔将压力水注入煤体以湿润煤体 可在回采工作面煤壁上打钻孔 也可在回风平巷或运输平巷平行工作面煤壁打钻孔 第二节矿尘及其防治 19 3 水封爆破及水炮泥水封爆破及水炮泥是由钻孔注水预湿煤体演变而来的 将注水与爆破结合起来 不仅起到消烟防尘的作用 而且也提高了炸药的爆破效果 4 喷雾洒水在尘源发生地点喷雾洒水是降尘的简便易行而有效的措施 在机组采煤 联合掘进机组掘进 装煤 翻车 转载等生产环节中采取正确的喷雾洒水措施 将大大减少煤尘的飞扬 在爆破时采取喷雾洒水既起降尘作用又能消除炮烟 缩短通风机排烟时间 5 控制风速井下风速必须严格控制 增加风量或改变通风系统后 风速应符合 煤矿安全规程 规定 防止煤尘的飞扬 6 清扫落尘沉积在巷道四壁的煤尘 一旦受到冲击就能再度扬起 落尘既影响生产环境 又是井下煤尘爆炸的一个隐患 必须及时清除掉 第二节矿尘及其防治 20 2 防止煤尘引燃的措施防止煤尘引燃的主要措施同本章第一节中防止瓦斯引燃措施 3 限制煤尘爆炸范围扩大的措施为限制煤尘爆炸范围扩大 必须采取抑爆和隔爆措施 1 抑爆措施一般的降尘措施是在巷道内撒布岩粉 即用机器或人工定期在巷道内撒布惰性岩粉 以增加沉积在巷道壁和支架上煤尘的阻燃物质含量 从而抑制煤尘爆炸的发生或灾害扩大 惰性岩粉一般为石灰岩粉 也可用页岩粉 石膏粉 白云岩粉等 2 隔爆措施隔爆是指将局部区域的爆炸隔离在较小范围内 限制灾害范围扩大 常用措施是在有关巷道内设置岩粉棚或水棚 煤矿安全规程 规定 开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井 在矿井的两翼 相邻的采区 相邻的煤层和相邻的工作面都必须用岩粉棚或水棚隔开 第二节矿尘及其防治 21 第三节矿井水灾的治理 一 矿井水与矿井水灾的概念在矿井生产与建设过程中 地面水与地下水都可能通过各种通道流入矿井中 我们把所有流入矿井中的水统称为矿井水 为了维持正常生产与建设 必须采取各种措施防止水进入矿井 或将已进入矿井的水及时排至地面 前者称为矿井防水 后者称为矿井排水 当矿井涌水量超过了正常排水能力时 造成矿井水泛滥成灾的现象 称为矿井水灾 二 矿井水源及涌水通道1 矿井水源矿井涌水的水源可分为地面水源和地下水源两种 地面水源主要是降水和地表水 地面的河流 湖泊 沼泽 水库 积水洼地等 地面水源可以通过裂隙 井筒或其它通道直接进入井下 造成水灾 22 地下水源包括含水层水 断层水和采空区水 含水层水一般都具有较高的压力 当掘进巷道穿过含水层或回采工作面放顶形成岩石裂缝与含水层相通时 含水层水就会涌入矿井 断层地带岩石破碎 易于积水 当断层与积水或含水层相通时 就会造成水灾 井下采空区或煤层露头附近的古井 小窑也常有积水 当采掘工作面与它相通时也会造成涌水事故 2 涌水通道水源进入矿井的可能通道有断层破碎带 采掘过程形成的裂缝 井巷 封孔不好或没有封孔的旧钻孔等 对于具体矿井 上述因素不一定同时具有充水作用 而往往只是其中个别因素或几个因素起着主要作用 三 矿井水灾的防治矿井水灾的防治主要从两方面入手 即地面防治水和井下防治水 第三节矿井水灾的治理 23 24 1 地面防治水地面防治水是在地面修筑防排水工程 以阻止大气降水和地表水大量流入矿井工业场地或通过井田范围内的裂隙渗漏流入井下 地面防治水的主要措施有 一是防止井口灌水 井口及工业场地各建筑物基础标高均应高于当地历年最高洪水位 二是防止地面渗水 井田范围内的河流 沟渠等应尽可能改道或疏干 填堵或封闭漏水通道 以防止地表水通过各种导水通道大量涌入井下造成水灾 2 井下防治水井下防治水主要采取探 放 隔 截 堵等综合措施 1 探水当采掘工作面接近水源时 水源内的水就有可能直接通过导水通道突然涌入采掘工作面造成灾害 为消除这些隐患 必须坚持 有疑必探 先探后掘 的原则 先以探水钻孔探明工作面前方的水情 然后有控制地将水放出 再进行采掘工作 以保证采掘安全 探水钻孔应在距可疑水源70m 150m以外开始打钻 钻孔的深度和超前距离 要根据水源水压的大小 岩层的性质等因素确定 第三节矿井水灾的治理 25 2 放水当探到水源后 可根据水源特征 水量大小等情况采取不同的放水措施 当水量不大时 可利用探水钻孔放水 当水量较大时 可另打大孔径放水钻孔或另掘放水巷道进行放水 3 隔水 留放水煤柱 所谓隔水是当地下水源不能很快疏干或难于很快疏干的情况下 在水源和回采区之间或含水断层两侧预留一定尺寸的煤柱 将水源与回采区隔开 4 截水 构筑水闸门和水闸墙 为了使井下局部地点的涌水不致波及到其它地区 需要在适当地点建筑水闸门和水闸墙 水闸门一般设在发生突然涌水时需要截水 而平时仍需运输 行人的井下巷道内 如井底车场 水泵房和变电所的出入口等地点 水闸墙设置在要永久截水的地点 5 堵水堵水是将水泥浆或化学浆液通过管道压入井下裂缝或其它导水通道 经过扩散 凝结和硬化而起到拦截水源 减少或消除矿井涌水量的作用 第三节矿井水灾的治理 26 第四节矿井防灭火 一 矿井火灾及其分类矿井火灾是指发生在矿井内的或虽发生在井口附近 煤层露头 但有可能威胁井下安全的有关火灾 根据引火源的不同 矿井火灾可分为外因火灾和内因火灾两种 1 外因火灾外因火灾又称外源火灾 它是指由外部火源引起的火灾 如电流短路 机械摩擦 违章放炮产生的火焰 瓦斯和煤尘爆炸等都可能引起该类火灾 2 内因火灾内因火灾又称自燃火灾 它是指由于煤炭或其它易燃物自身氧化积热 发生燃烧引起的火灾 在自燃火灾中 主要是由于煤炭自燃而引起的 27 二 发生矿井火灾的基本条件矿井发生火灾的原因和地点是多种多样的 但同时必须具备3个基本条件 即热源 可燃物和空气 俗称火灾三要素 三者缺一不可 1 热源具有一定温度和足够热量的热源方能引起火灾 矿井中煤炭的氧化生热 爆破作业 机械摩擦 电流短路 吸烟等都可能成为引火热源 2 可燃物可燃物是矿井火灾发生的基础 矿井中除煤炭自身是普遍存在的可燃物外 还有坑木 炸药 各种机电设备 各种油料以及非阻燃橡胶 塑料制品等 3 足够的氧气燃烧是剧烈的氧化现象 足够的氧气是发生矿井火灾不可缺少的条件之一 第四节矿井防灭火 28 1 煤炭自燃及其必要条件煤炭与空气中的氧气接触后会发生氧化作用 放出热量 若氧化生成的热量不能及时向周围散发 造成热量积聚 则温度就会上升 当温度上升到一定程度 达到煤的燃点 即300 500 C 时煤即燃烧 煤炭自燃的形成必须同时具备以下3个条件 煤炭本身具有自燃倾向性不同品种的煤炭在常温下的氧化活性不同 我国根据煤的氧化性能测定 将煤的自燃倾向性分为4个等级 I级极易自燃 II级容易自燃 III级较易自燃 IV级不易自燃 煤呈破碎状态存在煤炭破裂以后 其表面积呈千百倍地增加 吸氧 氧化能力大大增强 产生大量的热 同时煤炭自燃必须具有连续供氧的条件 散热条件差煤炭氧化生成的热量易于积聚 只有当产生热量的速度大于散失热量的速度时 才能形成热量积聚 使煤温不断升高而达到煤的着火温度 井下最容易满足上述条件而形成自燃火灾的地点有 存在大量遗煤的采空区 受地压破碎或出现裂隙的煤柱内 煤巷顶部的高冒处等 第四节矿井防灭火 29 2 煤炭自燃的预防措施预防煤炭自燃必须针对其必要条件采取相应的技术措施 其主要措施有 合理确定矿井开拓开采系统及采煤方法煤炭只有处于破碎状态 连续供氧而又易于蓄热的环境中才能产生自燃 因此 在确定矿井开拓开采系统和选择采煤方法时 应遵循以下原则 少留煤柱并减少其它遗煤损失 提高煤炭采出率 二是及时封闭隔绝采空区 三是推广无煤柱护巷 沿空掘巷 沿空留巷 四是尽量采用长壁采煤法 提高回采率 五是矿井通风系统简单合理 合理布置通风设施 风门 风窗 风墙等 预防性灌浆预防性灌浆就是将水 黄土 或经破碎的页岩 电厂粉煤灰等 按一定比例配制成泥浆 利用高度差或泥浆泵通过输浆管路 将其输送到采空区等可能发生自燃火灾的地点 对破碎的煤炭 煤体内裂隙进行覆盖和充填 以防止自燃火灾的发生 其作用主要是隔绝氧气和吸热降温 预防性灌浆是目前防止内因火灾最有效 应用最广泛的一项措施 第四节矿井防灭火 30 阻化剂防火阻化剂是阻止煤炭自燃的化学药剂 它可吸附在煤的表面 形成稳定的抗氧化保护膜 降低煤的吸氧能力 从而阻止煤的氧化进程 我国煤矿常用的阻化剂有生石灰 氧化钙 氧化钠及水玻璃等 阻化剂防火就是采用一种或几种阻化剂溶液喷洒或灌注到采空区 煤柱裂隙等易于自燃的地点 降低煤的氧化能力 防止煤的氧化进程 四 矿井灭火矿井灭火方法很多 对于各种不同火灾所采用的灭火方法也不同 总体来说 矿井灭火可分为直接灭火法 隔绝灭火法和综合灭火法三大类 1 直接灭火法直接灭火法就是用水 砂子 干粉 泡沫等在火源附近直接灭火或挖除火源灭火 它适用于发火的初期 火势不大 温度不高 灭火人员能接近火源的情况 第四节矿井防灭火 31 2 隔绝灭火法隔绝方法是利用各种风墙 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 它适用于无法接近火源或用直接方法灭火无效的火灾 3 综合灭火法单独使用隔绝灭火法时 火灾熄灭所需时间很长 有时严重影响生产接续 为了提高灭火效果 缩短火区的灭火时间 常采用综合灭火法 通常是在火区封闭后 再向火区注入泥浆 惰性气体或采取均压灭火等 加速火灾熄灭 第四节矿井防灭火 32 第五节顶板事故及其防治 顶板事故又叫冒顶 它是指采掘工作空间或井下其它工作地点顶板岩石发生坠落的事故 顶板事故对矿井的生产和井下作业人员安全危害很大 轻则影响生产 重则造成人员伤亡 顶板事故一般发生在采煤工作面 掘进工作面及巷道内 一 采煤工作面顶板事故及其防治措施在煤矿顶板事故中 采煤工作面顶板事故占绝大部分 按照工作面顶板冒落范围和伤亡人数 将工作面顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两大类 局部冒顶一般指顶板冒落范围不大 伤亡人数不多 每次伤亡人数不超过2人 的冒顶 大型冒顶一般指顶板冒落范围较大 伤亡人数较多 每次伤亡人数不少于3人 的冒顶 按照冒顶的力学原因 将工作面顶板事故分为漏垮型 压垮型 推垮型及综合型冒顶四大类 漏垮型冒顶是因已破碎的顶板没有得到有效支护 受重力作用而导致的冒顶事故 压垮型冒顶是由垂直于煤层面方向的顶板力压力压坏工作面支架而导致的冒顶 推垮型冒顶是由平行于煤层面方向的顶板力推倒工作面支架而导致的冒顶 综合型冒顶则是由二种或二种以上力学原因而导致的冒顶 33 防治采煤工作面顶板事故的主要措施主要有以下几方面 1 支架性能应与煤层顶底板 倾角等开采条件相适应支架性能适应煤层顶底板 倾角等开采条件对防止工作面顶板事故是至关重要的 总体而言 为防止各类顶板事故 支架的基本性能应具备支 护 稳三个方面 即 支得起 护得好 稳得住 所谓 支得起 就是要求支架既具有一定支撑能力 又具有一定的可缩性 从而保证支架能撑得住来自直接顶和老顶来压时所施加的压力 不致因支架被压垮而导致冒顶 所谓 护得好 就是要求支架能及时有效地防护好已破碎的直接顶 不致因碎岩下漏而导致冒顶 所谓 稳得住 就是要求支架具备抵抗沿层面方向推力的能力 不致因推倒支架而导致冒顶 2 提高采煤机械化程度国内外统计资料表明 随着采煤机械化 特别是支护机械化程度的提高 加快了工作面推进速度以及工作面支架能及时而有效地控制顶板 从而使顶板事故明显减少 人员伤亡大幅度下降 第五节顶板事故及其防治 34 据国内统计 工作面顶板事故伤亡人数的95 以上是发生在使用单体支柱的炮采与普采工作面 而在使用液压支架的综采工作面确极少发生 因此 提高采煤机械化程度是防止顶板事故的重要途径之一 3 推行工作面支护质量与顶板动态监测技术通过工作面支护质量与顶板动态监测 可及时了解和掌握工作面支架的工作状况及顶板所处状态 对所发现的问题可及时处理和进行调整 从而可及时消除事故隐患 做到防患于未然 二 巷道顶板事故及其防治井下巷道开挖后 由于巷道围岩约束条件与受力状况发生改变 巷道围岩在重力作用下向巷道空间内运动 在巷道围岩运动过程中 有时由于人们对其发展情况缺乏正确的预计 没有采取及时有效 针对性控制措施 导致巷道掘进与维护过程中顶板事故发生 统计数据表明 在煤矿顶板事故中 巷道顶板事故占20 左右 第五节顶板事故及其防治 35 巷道顶板事故的发生 有时是顶 帮压力过大引起的 有时是支架被破坏未及时修理造成的 也有的是因地质条件变化引起的 归纳起来 巷道常见顶板事故的发生除了在施工与质量管理方面存在问题外 另外就是对巷道掘进中围岩稳定状况及运动发展情况不清楚 缺乏针对性防范措施 支护方式选择不当 支架承裁能力不能有效发挥 支架稳定性差等 因此 为了大幅度降低巷道掘进与维护时的顶板事故 在防治措施方面应包括以下几方面内容 一是合理选择巷道掘进位置与时间 二是及时