预防煤矿井下灾害

预防煤矿井下灾害预防煤矿井下灾害 一 瓦斯灾害 煤矿瓦斯事故发生的原因是多方面的 影响因素众多 有 的原因具有潜在 性 突发性 而事故本身具有破坏性和灾难性 但煤矿瓦斯灾害事故的发生也有其一般的规律 只有掌握了灾 害发生 发展的规律性 才能有效地避免事故的发生和发展 煤矿灾害事故发生的原因 除了与矿井本身的自然条件 开采 工艺 管理水平 安全意识及员工素质等有很大关系外 技术 装备水平仍然是极为关键的因素 煤矿井下工作场所是动态变 化的 影响灾害发生的因素也是变化的 现有监测技术仅仅是 监测部分安全参数 不能做到实时预测分析和监控 难以预先 得知瓦斯灾害事故可能发生的地点及波及区间 也难以预先制 定和执行有效预防灾害的措施 使得瓦斯灾害事故难以显著下 降 灾害危害程度难以有效控制 灾害事故原因难以调查清楚 我国所有煤矿均为瓦斯矿井 随着开采深度的不断增加 机械化程度的不断提高 开采强度的不断增强 瓦斯涌出量还 会进一步增大 瓦斯灾害的治理越来越成为煤矿灾害防治的重 点 传统的矿井瓦斯管理主要是由管理人员凭主观意识和经验 进行工作 这种 管理模式 由于受管理人员的知识 经验和 责任心的限制 很难适应矿井瓦斯灾害事故的复杂多变条件 这也是瓦斯灾害事故多发的原因之一 实现现代化管理 用科 学方法管理矿井瓦斯 应建立矿井瓦斯灾害事故数据库 知识 库和专家系统 对矿井瓦斯灾害进行科学预测 以便掌握矿井 瓦斯动态 正确识别和评价瓦斯事故灾情 及时提出抗灾对策 我国在瓦斯防治方面提出 加强煤矿瓦斯的基础理论研究 掌握瓦斯灾害 事故发生的机理及其演化过程 在瓦斯防灾 抗 灾和救灾的理论和技术难题上取得巨大突破 为煤矿瓦斯治理 的全面好转提供理论和技术基础 建立和健全完善的煤矿安全 科技创新体系和科技服务体系 研究矿井瓦斯事故发生 救灾 的有效技术 并制定科技成果的推广和转化机制 建立和健全 完善的煤矿安全监察技术支撑体系 借鉴外国的经验 在各省 内部实现监察联网 监察人员每次执法都现场无线上网 并存 入省局服务器 便于全省统一调度和指挥监察 二 煤与瓦斯突出灾害 随着我国煤矿开采深度的加大 开采强度的不断增强 煤 与瓦斯突出的危险性也在增加 突出危险区域也在扩大 部分 原无突出危险的煤矿也开始出现突出现象 部分未划分为突出 矿井的煤矿也不得不按突出煤矿管理 我国煤与瓦斯突出危险 矿井数目和突出强度 频度 将随着开采深度的延深 开研究和 统计表明 突出煤层中真正具有突出危险的区域只占煤层总面 积的 20 30 突出危险预测预报的最大意义在于找出和划 分煤层突出危险性区域 节省防突费用 使防治措施更据针对 性 我国从 20 世纪 70 年代开始研究煤层突出危险性区域预测 国家 七五 期间重点研究了综合指标预测技术 按照我国目前 的开采速度和进度 煤与瓦斯突出将是煤炭行业将要面临的一 个重大课题 如何有效地预防和控制突出 也将是下一步减少 煤矿事故的一项重要内容 国家应该在此领域投入充足的力量 去研究相关理论 并开发有效产品 在这种危险来临之前 找 出解决问题的有效办法和手段 粉尘灾害的研究 目前 煤矿井下劳动条件差 尘毒 危害严重的局面尚未 根本扭转 煤尘爆炸事故不断发生 尘肺病人逐年增加 严重 危害工人生命健康 直接影响安全生产 三 煤尘爆炸 我国多数煤矿所产生的粉尘具有爆炸性 据统计 我国国 有煤矿中 90 的矿井的煤尘具有爆炸的危险 对单一煤尘来说 其爆炸下限浓度为 30mg m3 50mg m3 上限浓度为 1000mg m3 2000 mg m3 时 爆炸力最强的浓度为 300g m3 500g m3 时 煤尘爆炸的 引爆温度一般为 650 990 粒度越小 单位煤尘质量的表 面积越大 越容易产生爆炸 发生爆炸时 粒度小于 1mm 的煤 尘都能参与爆炸 但爆炸的主体是小于 75 m 的煤尘 井下空 气中如果有沼气和煤尘同时存在 能增加沼气 煤尘爆炸的危 险性 并能相互降低各自爆炸的下限浓度 当存在有沼气 且 浓度达到 3 5 时 空气中的煤尘浓度只要达到 6 lg m3 时 就 可能发生爆炸 正常空气中的氧含量为 20 9 在井下作业环境 空气中由于其他气体的混合 氧含量降低 则影响煤尘的着火 温度 使着火温度升高 当氧含量低于 17 时 煤尘就不会发 生爆炸 煤尘爆炸可放出大量热能 爆炸火焰温度可高达 2000 甚 至更高 产生破坏性很强的高温 在发生爆炸的地点 可能连 续发生第二次爆炸 造成更大的灾 害 煤尘爆炸时 爆源 l0m 30m 内的破坏程度较轻 即爆源附近的破坏力较弱 离爆 源较远处爆炸压力较高 破坏力强 煤尘爆炸传播时 冲击波 传播的速度大于火焰传播速度 这样 巷道中沉积的煤尘先被 冲击波扬起 随即被到达的火焰点燃发生爆炸 且不断向远处 蔓延 煤尘爆炸气体中含有大量 co 和 co2 爆炸区空气中 co 的 含量可高达 8 这是造成人员死亡的主要原因之瓦斯煤尘爆炸 的控制技术分为预防爆炸发生技术和抑制爆炸传播技术两个方 面 预防爆炸发生的方法主要是采取措施控制瓦斯积聚 煤尘 的产生或飞扬以及火源的产生 抑制瓦斯煤尘爆炸传播的方法 主要是采取措施将已发生的瓦斯煤尘爆炸限制在一定区域 尽 量控制灾害损失 其措施主要是设置被动式隔爆装置和自动抑 爆装置 被动式隔爆装置是借助于爆炸冲击波的作用来喷洒消 焰剂 而本身无喷洒动力源 自动抑爆装置是利用传感器探测 爆炸信号 触发自带的动力源喷洒消焰剂 形成抑制带 被动式隔爆装置最早采用撒布岩粉和设置普通岩粉棚 虽 然防止爆炸传播 效果较好 但岩粉暴露在潮湿空气中 极易受 潮而失去消焰剂功效 且频繁更换 岩粉的工作量较大 因此我 国煤矿现在几乎已不采用这两种方法 但国外仍有些国家还普 遍使用 在 20 世纪 90 年代 煤科总院重庆分院开发的隔爆水 槽 脆 性 和隔爆水袋 以水作为消焰剂 方便了煤矿安装和使 用 在全国得到了广泛推广应用 其中隔爆水袋的使用最为普 遍 矿井瓦斯煤尘爆炸灾害绝大多数是由于局部瓦斯燃烧或爆 炸引起沉积煤尘 飞扬参与爆炸传播造成的 因此 在爆炸初期 的抑制相当重要 四 煤矿尘肺 煤矿尘肺有 3 种 砂肺 即长期吸入游历 so2 含量较高的 岩尘 所发生的尘肺 其发病工龄较短 砂肺病变的进展较快 掘进工砂肺的患病率较高 煤肺 即长期在高浓度的煤尘环境 里工作 所发生的尘肺 其发病 患病率都很低 发病工龄一 般较长 尘肺病变的进展缓慢 发展成为严重三期者为数极少 该病主要发生在采煤工作面的工人中 煤砂肺 即长期接触两 种粉尘的工人所患上的坐肺 该病主要发生在既进行掘进 又 从事采煤的工人中 采强度的增大而逐渐增多 危险性随煤层 厚度的增大而增大 尘肺患病除与粉尘的性质有关外 还与粉 尘的浓度直接相关 工作面的粉尘浓度越高 吸入并沉积到肺 内的粉尘量也越大 掌握工人工作环境的粉尘浓度及工人接尘 时间 可以大致估算接尘工人肺内的粉尘沉积量 5og 煤尘在 肺内可能会导致尘肺 12g 岩坐在肺内足以形成较严重的砂肺 病变 据卫生部统计 2002 年底 中国尘肺病累计病例达到万 人 其中仍然存活者 44 万多人 2002 年 全国共报尘肺病患 者 12448 例 其中煤矿系统的尘肺病例占 47 6 仅为原国有重 点煤矿病例数 不包括地方煤矿和乡镇煤矿 每年尘肺病造成 的直接经济损失达 80 亿元人民币 2003 年 全国产煤 17 4 亿 吨 其中地方煤矿和乡镇煤矿占 9 亿吨 占一半多 专家