煤矿五大灾害分析与控制ppt课件

富源县煤矿安全培训中心,安全生产,警钟长鸣,安全生产,矿井通风与灾害防治,富源县煤矿安全技术培训中心,教师刘政冰,19992005年我国煤矿重大事故起数和死亡人数,第一煤矿灾害事故特点与原因一、煤矿灾害事故基本情况1.事故起数和死亡人数,第一煤矿灾害事故特点与原因一、煤矿灾害事故基本情况1.事故起数和死亡人数,19992005年我国煤矿特大事故发生起数及死亡人数,19952005年全国煤矿事故死亡人数和百万吨死亡率图,第一煤矿灾害事故特点与原因一、煤矿灾害事故基本情况2.百万吨死亡率,19902005年各类煤矿百万吨死亡率变化情况,第一煤矿灾害事故特点与原因一、煤矿灾害事故基本情况2.百万吨死亡率,20012005年我国煤矿事故类型分布统计图,第一煤矿灾害事故特点与原因一、煤矿灾害事故基本情况3.事故类型,瓦斯42.96%,顶板33.1%,水害8%,运输8.7%,机电4.06%,放炮2.34%,火灾1.51%,2001年煤矿伤亡事故构成图,其他3.1%,2005年全国煤矿死亡事故按事故类型统计所占比例,一煤矿灾害事故特点与原因二、煤矿灾害事故主要特点1.灾害事故类型多,顶板、瓦斯加上水灾，其比重超过80%,且瓦斯事故日益严重，瓦斯灾害是“第一杀手”。2.采掘工作面事故频发，各类灾害随时发生。3.安全生产发展不平衡，存在着显著的区域差异和矿区差异。4.小煤矿事故多发、非法开采矿井安全问题更为严重。,百万吨死亡人数与发达国家的对比图,一煤矿灾害事故特点与原因二、煤矿灾害事故主要特点5.中国的煤炭产量约占全球的35%，事故死亡人数则占近80%。,矿难家属的悲痛,一煤矿灾害事故特点与原因二、煤矿灾害事故主要特点6.煤炭企业属劳动密集型企业，一但发生事故即为重特大事故，将会给社会和家庭造成巨大的损失。,河南大平煤矿发生特大瓦斯爆炸，166人死亡,一煤矿灾害事故特点与原因二、煤矿灾害事故主要特点6.煤炭企业属劳动密集型企业，一但发生事故即为重特大事故，将会给社会和家庭造成巨大的损失。,湖南湘潭谭家山镇新立煤矿发生火灾，18人死亡,一煤矿灾害事故特点与原因二、煤矿灾害事故主要特点6.煤炭企业属劳动密集型企业，一但发生事故即为重特大事故，将会给社会和家庭造成巨大的损失。,辽宁孙家弯矿瓦斯爆炸事故，214名工人遇难,一煤矿灾害事故特点与原因二、煤矿灾害事故主要特点6.煤炭企业属劳动密集型企业，一但发生事故即为重特大事故，将会给社会和家庭造成巨大的损失。,甘肃山丹煤矿透水事故，17人死亡,一煤矿灾害事故特点与原因二、煤矿灾害事故主要特点6.煤炭企业属劳动密集型企业，一但发生事故即为重特大事故，将会给社会和家庭造成巨大的损失。,一煤矿灾害事故特点与原因三、煤矿灾害事故频发的主要原因1.技术和安全保障水平比较低。相当多的小煤矿，开采方式落后，设施设备简陋，从业人员素质较低，安全生产没有保证。2.煤矿安全生产基础比较薄弱，抵御事故灾害的能力不足。3.高瓦斯矿井多，瓦斯灾害严重。4.煤矿职工队伍素质低，安全管理难度大。5.一些企业在贯彻“安全第一、预防为主”方针上有差距，安全工作不落实，安全规程和规章制度形同虚设，以至造成事故。,煤矿重特大灾害事故的预防与控制一、煤矿重特大事故预防控制体系,重大危险源,是否存在隐患,登记申报(普查),整改治理,验收,评价事故易发性评价事故后果严重性评价,分级控制管理企业：安全管理措施、技术措施政府：各级安监局监督、检查、评审、安全规划,应急救援预案及其体系企业：矿区应急预案政府：各级救援预案及其体系,评审、监察和持续改进的事故预防控制体系体系,二、煤矿重特大事故的有效控制措施1.提高对安全工作重要性和紧迫性的认识，即：树立“安全第一，预防为主”的思想。2.加大安全管理，整顿煤矿安全生产秩序。3.完善安全系统工程，全方位，全过程抓好安全管理工作，其中主要是加强安全教育，提高安全素质。4.实现生产过程机械化和自动化。5.实现煤矿安全高效开采决策和实施管理的信息化、智能化和可视化。6.完善重大事故评价与控制的理论。(1)事故发生的原因；(2)事故发生的主客观条件；(3)事故发展的过程；(4)事故评价和有效控制的方法和手段。,三、煤矿重特大事故的的应急决策1.应急决策应急决策是指在事故发生的最初时刻，为控制事故危害的扩大与发展而采取的应急对策或安全防范措施。正确决策，有效防范才能最大限度的控制事故发展，减少伤害。根据事故发生时人员所处岗位不同，应急决策可分为两方面：1)事故临场人员2)事故矿井领导,1.应急决策1)事故临场人员保持冷静的头脑，判明事故的性质、事故发生的地点、是什么事故？事故源何在？危害情况？波及区域？应用最近的通讯设备，尽快向地面调度室汇报事故发生的情况，以争取最有效的援助。以最快的速度，沿着最短的可通行路线转移到安全的新风区域，从而脱离灾区。当撤退路线受阻时，应尽快进入就近的避难峒室，或临时创建生存空间，等待救助。涉险人员进入涉险状态后，要沉着冷静、安下心来,要间歇的向外发出求救信号(如敲击管路等),要树立生存的信心，以争取生存的希望。,2)事故矿井领导人员在获得事故发生的信息后，首先要沉着、冷静、迅速做出救助遇险人员、防止事故扩大的应急决策。要根据制定的“矿井灾害预防和处理计划”首先建立救灾指挥部，通告各个部门、协调配合，进行抢险救灾工作。迅速掌握灾情，根据不同的灾害有针对性的果断下达抢救指挥命令。如发生突出、爆炸、冲击地压，首先要切断灾区电源，但矿井的通风系统不能轻易变动，遭到破坏时要尽快修复正常运行，压风机也要正常运转。了解灾害的发展情况，并按照其发展规律作出进一步的判断，有秩序地撤出灾区人员和受威胁区域的人员或者指挥救护队进入灾区侦察营救遇难人员。要根据灾情发展采取措施，防止引发二次灾害，密切注意防止各类灾害发生时的继发性特点煤矿安全规程明确规定“矿井发生重大事故时，矿长负责指挥处理事故。”，因此，各级领导只能提出处理事故建议，不得越俎代庖。,2.开展应急决策研究，研制现代化的应急准备1)应用计算机技术，开展专家辅助救灾决策理论的研究，制定专家救灾系统协助矿井领导对救灾工作作出迅速、全面正确的反应，如避灾最佳路线的选择，控制灾害的最优方案的制定等。2)研制适应井下应急的现代化通讯设备和系统，确保灾变时期井上下、灾区内外通讯畅通，以便了解灾情发展，遇难人员的处境和下达抢险指令。3)研制活动式多功能避难舱，可随着工作面的推进而移动。灾害发生时，工作人员可迅速进入舱内避难。在舱内应有维持人们短期生存的条件。,第一节矿井通风根据煤矿安全规程第104条规定：“矿井每年安排采掘作业计划时必须核定矿井生产和通风能力，必须按实际供风量核定矿井产量，严禁超通风能力生产”。也就是说：“以风定产”。这一节，请同志们重点要了解掌握以下五个方面的主要内容：一是矿井通风基本概念及其地位和主要任务；二是矿井通风系统及基本要求；三是采区通风；四是提高矿井通风系统防灾抗灾的技术管理措施；五是矿井通风系统检查重点。,一、矿井通风基本概念及地位和主要任务。也就是说什么叫矿井通风？为什么要对矿井进行通风？1.矿井通风的基本概念：矿井通风是指对矿井进行不断地输入新鲜空气和排出污浊空气的过程就叫做矿井通风。2.为什么要对矿井进行通风？因为我国煤层赋存条件差异比较大，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（乏风）又不断地排出地面。对井下空气不断净化，改善劳动环境，这个措施就是矿井通风。,3.矿井通风的地位。人们长期习惯生活在有阳光、有较稳定的化学成分、温度、湿度的环境中，一旦生活环境变化剧烈，人体将感到不舒适，甚至生病。地下开采工作的气候环境与地面相比变化很大，瓦斯、矿尘、煤炭自燃、发火和水害等灾害事故时有发生，这严重制约着煤矿的安全生产和威胁职工的生命安全。为了在煤炭生产过程中创造良好的生产环境，对各种灾害进行切实可行的防治。实践证明，最经济、最基础的解决方法就是要搞好矿井通风工作。矿井通风就好像人体血液有规律地到人体所需要的各个部位，而矿井通风同样也是这个道理。所以说：矿井通风是矿井各生产环境中最基本的一环，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。通过历年来的实践证明，矿井通风是煤矿安全工作的重中之重，搞好“一通三防”工作，是控制甚至杜绝重、特大瓦斯爆炸事故，实现煤矿安全状况根本好转的关键。,4.矿井通风的主要任务我国煤炭工业生产主要是地下作业，自然条件比较复杂，当地面空气进入井下并流经各作业场所的过程中，由于物质氧化，加之放炮、煤岩层内有害气体涌出等，将要发生一系列的变化，使氧气相对降低或减少。规程规定：矿井必须按实际供风量核定矿井产量。因此，矿井通风是煤矿的一项重要工作。又是煤矿生产安全的重要组成部分，以保障煤矿正常生产和安全生产的关键。其矿井通风的主要任务有以下三个方面：向井下各作业地点连续不断地输送供给适宜的新鲜空气，保证井下工作人员生存和生产有足够的氧气，满足所有人员的呼吸。,排出或冲淡井下空气中的各种有毒有害气体和矿尘，使之符合规程规定要求。调节井下适宜的气候条件，制造良好的生产环境，保证井下机械设备的正常运行；保证井下作业人员的身体健康和生命安全，充分发挥劳动效能，提高生产率，并提高矿井的抗灾与灾害发生时的抢险救灾能力，以达到安全生产的目的。之所以规程规定：矿井必须采用机械通风，严禁自然通风。矿井通风的各项任务的完成是通过矿井通风系统来实现的。矿井通风的实质就是地面新鲜空气在各种动力作用下进入井下，经各用风地点后排出井外的过程。井下空气是矿井井巷内各种气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下涌出和产生的有毒有害气体及矿尘。虽然井下空气来源于地面空气，当地面空气进入井下，未经,采掘工作面在成分变化不大时，称为新鲜空气，又叫新鲜风流。如主斜井、车场、机械峒室、运输大巷等。但是地面空气进入井下以后，经过用风地点，在化学成分和物理状态上，将会发生一系列变化，因而井下空气与地面空气在性质和成分上均有较大的差别。尽管井下空气与地面空气其成分有不同的差别，但主要成分仍然是氧气（O2）、氮气（N2）和二氧化碳（CO2），当地面空气进入矿井以后，其成分和性质肯定会发生一些变化，主要有：氧浓度减少。混入了各种有害和爆炸性气体。混入了煤尘、岩尘等固体微粒。空气的温度、湿度和压力发生了变化。,氧气是维持井下人员呼吸不可缺少的一种气体。因此规程规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳不超过0.5%。总之，氧气是人们日常生活中不可缺少的一种宝贵气体，它的作用，如运动员登山、航空、潜水、矿山救护、医疗等，特别是抢救呼吸困难的危急病人，氧气是维持人的生命所必须的物质，就象鱼儿离不开水一样。所以说，氧气是人们日常生活中不可缺少的一种最宝贵、最有益的气体，尤其在煤矿井下极为重要。若在通风不良的巷道内，其它有害气体浓度的增加会使氧气含量相对减少，那么，就会导致人员缺氧而窒息死亡。接着介绍氧浓度减少对人体的危害(见表11)。,氧浓度减少对人体的危害表11,【案例1】徐洲某矿3103工作面的倾斜材料道，由于巷道中、下部较低洼，积水时间较长（7个月），积水将巷道封堵而形成再生盲巷。1988年10月19日，生产矿长带领安监副科长和考核科长3人一同到该工作面检查工作，当越过两道栅栏进入倾斜材料道时，因盲巷内有害气体涌出，相对氧气含量减少，造成缺氧窒息死亡。井下主要有害气体井下主要有害气体及其最高允许浓度(见表1一2）,井下主要有害气体及最高允许浓度(表12),上述有害气体的来源及其对人体危害，因时间关系不一一介绍，只列举介绍一氧化碳这一种。井下一氧化碳的主要来源有：矿井火灾，煤炭自燃，瓦斯与煤尘爆炸（1kg尘燃烧能产生1.5m3的一氧化碳）；其次爆破工作以及润滑油高温分解等。对人体的危害极大。因为CO与人体血液中的红血球的结合能力比O2大250300倍，当人体吸入含有CO的空气后，CO很快与血液中血红蛋白结合，不但阻止了红血球吸氧，而且还能挤掉氧，这就造成人体细胞组织缺氧现象，引起中枢神经系统损坏，严重时会窒息死亡。不同浓度的CO对人体的危害（见表13）。,一氧化碳对人体的危害（表13）,一氧化碳中毒者症状有：两颊有红斑点，嘴唇呈桃红色。中毒的速度与程度取决于空气中一氧化碳浓度，接触CO的时间和人的呼吸频率与深度。如果经常在CO稍微超过允许浓度的环境中工作，虽然在短时间内不会发生急性中毒症状，但由于人体组织长时间缺氧，可导致记忆力衰退，失眠和情绪不好等慢性中毒。据统计，在煤矿发生瓦斯、煤尘爆炸及火灾事故时死亡的人数中，约有70%75%都是因一氧化碳中毒而死。【案例2】辽宁锦西市某矿，由于无独立通风系统，借用邻矿废井作回风。1990年12月25日，由于邻矿废井火区复燃，一氧化碳涌出，致使该矿29人中毒，21人死亡。其中19人是缺乏有关知,识，盲目行动而是在抢救中毒人员过程中死亡的。【案例3】本县复和乡某非法矿，因独眼井开采，后路瓦斯大量积聚，开车信号电铃线路明接头。2000年3月1日晚9时左右，在主斜井中途（斜长500多m，坡度28）距井210m处，由井口放车碰撞产生电火花导致瓦斯爆炸。当事故发生时并无一人在现场，曾未受到任何威胁，可是正在距事故地点达400多米的8名采掘作业人员只听到一声巨响，但不知道发生什么事故，便立即撤离工作地点跑到井底车场一看，既未发现主斜井甩车，又未看到有透水或冒顶情况出现，即往井口观望，只见井峒上面浓烟滚滚，他们仍然返回到工作地点，将工具拿出来出班，他们8人先后陆续往上冲。先冲的几个年纪较轻的人员还距,离爆炸点200多米处实在是有气无力了，连爬行都爬不动了，因呼吸了高浓度的一氧化碳，结果导致5人死亡，3人中毒，待救护队抢救苏生送往医院治疗脱险。也就是说此次事故一是由于巷道内回风流中的高浓度的瓦斯遇到信号电铃线明接头的电火花造成了瓦斯爆炸。二是无安全知识，没有沉着冷静等待救援。三是不具备基本安全生产条件，同时下井人员未携戴自救器。对于井下各种有害气体，由于其性质各有不同，在从事井下作业过程中可根据现场情况采取相应的措施，防止造成人身伤害，通常采取的措施有以下8个方面：加强通风。保证井下各用风地点有足够的新,鲜空气，将各种有害气体冲淡到安全浓度以下并排出井外。对局部有害气体含量较高，涌出量较大的地区，可采用抽放或通风稀释的方法，使其降到安全浓度以下。对易溶于水的有害气体可采用喷雾、洒水等方法，使其溶于水中，以降低其在空气中的含量。加强检测与检查。做到心中有数，如有异常情况及时采取相应措施，防止各种有害气体积聚或大量涌出。凡井下通风不良的区域或巷道，必须设置栅栏，并悬挂“严禁入内”的警标。未经检测和确认有害气体不会对人体产生危害时，不得任意入内。对井下各种密闭要按标准构筑，应保证质,量，定期检查维修，保持完好，防止有害气体泄出。对密闭内的气体应定期采样分析，掌握其变化情况。严禁随意破坏密闭，更不准任何人拆开密闭擅自入内。对有害气体中毒人员应立即搬运移送到有新鲜空气的巷道中，视其情况，采取措施及时抢救。二、矿井通风系统及其基本要求煤矿通风系统对全矿井的经济效益和安全生产具有决定性作用，是煤矿安全生产的基础。（一）矿井通风系统1.通风系统概念，也就是说什么叫矿井通风系统？,矿井通风系统是指矿井通风方法、通风方式及通风网络的总称。它主要包括矿井通风方法、通风方式、通风网络和通风设施方面内容。广义地说：为了供给井下各工作地点所需要的新鲜风量（空气），风流由进风井进入井下沿一定的路线到达用风地点，然后由回风巷、排风井排出地面。这个风流所经过的路线就叫通风系统。对矿井通风系统的确定，是要根据矿井井筒位置、地质情况和矿区地形等自然条件，并结合生产要求来进行确定的。下面介绍一下通风方式和通风方法。2.矿井通风方式矿井通方式是指矿井进风（主井）井筒的数量,及相对位置而言。一个矿井若构成通风系统必须有两个井口，即进风井和回风井。按进、回风井筒的相对位置，矿井通风方式分中央式、对角式和混合三种。1）中央式。即回风井与进风井大致都位于井田走向中央。另根据回风井沿煤层倾斜方向所处位置不同，又可分为中央并列式和中央边界式两种。中央并列式。进风井和回风井距离较近，并列布置在井田的中央。开采埋藏较深而没有露头的煤层或上部水平煤层已开采完毕的情况下，一般采用该方式布置井筒的全矿井通风系统。其优点是：建井初期，能够建立正常的通风，投产快、少占土地、管理方,便。其缺点是：矿井开拓初期不能充分利用通风机的能力，风流往返经过距离远，通风阻力大、漏风大，而且易造成风流短路，影响全矿井通风，给通风管理带来一定困难，并必须长期维护相当长的通风巷道。中央边界式。进风井筒布置在井田中央，而出风井布置在井田上部边界中央。对角式。也就是说好比“山”字形。对角式通风系统，就是把进风井布置在井田中央，出风井布置在井田走向两端或边界。空气流动方向是进风井流到井底车场，再向井田两翼分为两股，通过各巷及工作面后，经两翼风井分别排出地面。,其优缺点：优点是比中央式通风系统的风道全长要短，通风阻力小；节省通风设施；漏风小；效果好；巷道维护费用低；在矿井初期能充分地利用通风机的能力等优点。更重要一点是，如一旦局部发生火灾或瓦斯、煤尘爆炸事故，不致于造成通风设施大的损坏和井下的风流全部断绝，同时还能保证另一翼不受灾害影响，对恢复生产较容易。因此，凡属高瓦斯和有煤与瓦斯突出矿井应采用对角式的通风方式较为安全可靠。混合式：是把中央式和对角式混合组成的通风方式，它具有中央式和对角式通风的特点。但这种通风方式管理复杂，反风困难或不可能，往往造成串联通风。影响安全。一般不使用。,3.通风方法矿井通风方法是指自然通风和机械通风两种形式。自然通风。凡不使用机械，而利用自然因素产生的自然压力差（包括风压、温差）促使空气沿井巷流动的方法称为自然通风。自然风压的大小及其作用方向，要受地面空气温度变化等因素的影响，由于自然通风的风压随季节性气温的变化而变化，有时候风量感觉不足，甚至风流反向。因此，利用自然通风的矿井，通风困难，风流方向和风量都很不稳定。俗话说，尤其是农历的二、四、八月期间，“窿”得病就是这个道理。因为气候反常，风向时南时北。所以，在风向变化的季节往往发生瓦斯事故。按照“五消灭”规定要消灭,自然通风。机械通风。利用排风井主通风机工作叶轮旋转产生的动力，使空气在井下沿巷道流动的通风方法称为机械通风。根据通风机工作方式不同，可分为抽出式、压入式和抽压混合式通风。矿井所使用的通风机，就其构造可分为：离心式通风机和抽流式通风机两种。矿井主要通风机是保证矿井安全生产的一项重要设备。为此，规程第121条规定：矿井必须采用机械通；主要通风机必须安装在地面，必须保证主要通风机连续运转；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10分内开动。同时关于矿井反风设施。矿井反风是矿井发生灾变时所采取的一项重要的控制风流的救灾措施。它是当井下发生灾变时，利用预设的反风设施，改变火灾所产生的高温、有害气体的流动方向，限制灾害影响区域，安全撤出受灾害威胁人员的安全技术措施。生产矿井的反风有全矿性反风和局部反风两种形式。为确保每个生产矿井具备全矿性反风能力，规程122条规定：生产矿井主要通风机必须有反风设施，必须能在10分钟内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机供给风量，不小于正常风量的40%。对于反风设施，每季至少检查一次；每年应进行一次反风演习。,4.矿井主要通风设施及分类由于井下巷道纵横交错，互相贯通。在矿井正常生产中，为保证风流按设计的路线流动，在灾变时期仍能维持正常通风或便于风流调度，而在通风系统中设置的一系列构筑物，叫通风设施。通风设施按其作用可分为三类：隔断风流的设施；引导风流的设施；调节控制风量的设施。煤矿井下常见的通风设施有风门、风桥、风窗、密闭等。这些设施对安全生产、提高经济效益有重大影响，是影响矿井漏风量大小和有效风量高低的重要因素。为此，对安装有风门设施的必须教育职工要养成行人过后随手关风门，不然风流短路，加强对通风设施的管理。,（二）矿井通风系统的基本要求一个完善合理的矿井通风系统，应符合在技术上先进可行、安全上可靠、经济上合理的总原则。具体要求有：矿井必须有完整的通风系统，应至少有一个进风井和回风井，并有足够的进、回风巷道及通风设施，使风流稳定可靠。矿井进风井口必须布置在粉尘、灰、烟雾和高温有害气体不能侵入的地方。进、回井口均应在当地最高洪水位标高以上。矿井通风系统应力求简单、通风路线短、网络结构合理、通风阻力小和漏风少。,矿井各生产水平和采区必须实行分区通风，矿井通风系统应满足采区通风和掘进通风，以及防治瓦斯、火、粉尘和水等灾害的要求。矿井各用风地点的风速、风量、空气温度，应符合规程的规定。矿井主要通风机必须设有双回路电源、反风装置，其出风井口应安装防爆门。具有较强的防灾抗灾能力，当发生某种灾害事故时，风流易于控制，使受灾范围缩小，各水平、采区甚至地面都有安全出口和明确的避灾路线，便于人员兆生。,三、采区通风（一）采区通风系统及基本要求采区通风系统是指采区或采掘工作面的回风流直接进入回风巷而不再进入其它采掘工作面或用风地点的通风系统，称为独立通风系统或分区通风系统。通常矿井划分为几个采区，采区通风系统即是矿井通风系统的基本组成单元，也是采区生产系统的重要组成部分。在每个采区中有采煤工作面、备用工作面、掘进工作面等用风地点，是矿井通风的主要研究对象。搞好采区通风是保证矿井安全生产的基础，也是日常生产和管理工作的重点内容之一。,根据规程规定：“每一生产水平和每一采区，都必须布置回风巷，实行分区通风”，还规定，“采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风”。不得采用串联通风和下行通风。特别是对开采有瓦斯突出或有煤与瓦斯突出的煤层，严禁任何两个工作面之间串联通风。独立通风系统和分区通风系统的优点是：风路短、阻力小，漏风少，经济合理；各用风地点能保新鲜风流，作业环境好；当一个采区、工作面或硐室发生灾变时，不致于影响或波及其他地点，较为安全可靠。串联通风的概念及害处：串联通风是指采、掘工作面的回风流再进入其,他采掘工作面的通风方式，称串联通风（也叫一条龙通风）。串联通风的害处有以下几个方面：通风阻力大；被串联的采掘工作面中的空气质量无法保证要受乏（污）风影响，有毒有害气体和矿尘浓度会增大，恶化作业环境和增加灾害危险程度；如某有一地点发生冒顶或堵塞时，就会造成全矿井或采区少风甚至无风，总风阻高，负压消耗大；前面的采掘工作面一旦发生灾变，如瓦斯突出、爆炸事故时，将会影响或波及到被串联的采掘工作面，将扩大灾害范围。（二）采区通风系统的基本要求采区通风系必须有独立的风巷，实行分区通风。采区进、回风巷必须贯穿整个采区的长度或高度。,严禁将一条上山、下山或盘区的风巷分为两段，其中一段为进风巷，另一段为回风巷。采掘工作面、硐室都应采用独立通风。采用串联通风时，必须遵守规程第114条的有关规定。按瓦斯、二氧化碳、气候条件和工业卫生的要求，合理配风。要尽量减少采区漏风，并避免新风到达工作面之前被污染和加热。要保证通风阻力小，通风能力大，风流通畅。通风网络简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤离人员，为此应尽量减少通风构筑物的数量，要尽量避免采用对角风路，无法避免时，要有保证风流稳定的措施。要有较强的抗灾和防灾能力，要设置防尘管,路、避灾路线、避难硐室和灾变时的风流控制设施，必要时还要建立抽放瓦斯、防尘和降温设施。采掘工作面的进风和回风不得经过采空区和冒顶区。采空区必须及时封闭。采区内布置的机电硐室、绞车房要配足风量。如果它们设在回风时，在排放瓦斯时，必须切断这些地点的电源，防止高浓度的瓦斯流经这些地点时引起瓦斯爆炸。（三）局部通风什么叫局部通风？在掘进巷道时，为了供给人员呼吸新鲜空气，排除和冲淡有害气体或矿尘，并创造良好的气候条件，利用局部通风机（局扇）将新鲜风流送入掘进工作面或巷道内，这样通风,叫局部通风或掘进通风。其特点是：在一般情况下都是同一巷道既作进风，又用作回风，风量小，短则几米，长达百余米。局部通风常用局部通风机进行通风。对于采用局部通风机通风，这是煤矿掘进工作面广泛应用的一种通风方法，其优点为体积小，安装方便。按照通风的工作方式分为压入式、抽出式和混合式三种。压入式。即利用局部通风机将新鲜风流经风筒压入掘进工作面，同时将污浊空气排出。压入式通风是应用最多的一种掘进通风形式。如图(1-5)抽出式。即利用局部通风机把掘进工作面的污浊空气经风筒抽出，新鲜风流由巷道流入的通风方式。如图(1-6),混合式。压入式和抽出式联合应用的通风方式。可分为长压短抽和长抽短压式，而长抽短压又分为前压后抽和前抽后压两种形式。如图(17)根据相应的功率及风量是2.2kw为55-101(m3/分)、4kw为80-170(m3/分)、5.5kw为90-180(m3/分)、11kw为130-240(m3/分)、280kw为250-390(m3/分)。压入式通风的局部通风机和启动装置安装在离掘进巷道口10m以外的进风流中，局部通风机把新鲜空气经风筒压送到掘进工作面，污风沿巷道排出。压入式通风一般适用于各类型的巷道。规程规定，在瓦斯喷出和突出区域的巷道掘进只能采用压入式通风。,抽出式通风的局部通风机安装在离巷道口10m以外的回风流中，新鲜风流沿巷道流入，污风通过硬性风筒由局部通风机排出。抽出式通风一般适用于无瓦斯巷道，规程规定，煤巷，半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷不得采用抽出式通风。混合式通风是抽出式局部通风机和压入式局部通风机联合工作，一般适用于大断面、长距离的无瓦斯巷道。在有瓦斯巷道使用必须制定安全措施。四、提高矿井通风系统防灾抗灾的技术与管理措施为了保证矿井的安全生产，保障职工的人身安全健康，应根据矿井生产的变化，对通风系统从技术管理方面搞好工作，以提高矿井抗灾救灾能力。,提高矿井通风系统的抗灾救灾能力，首先矿井通风系统必须符合规程对通风系统的主要通风机、通风网络、通风构筑物等的要求，以便发生灾害事故时能够采取反风、风流短路等措施。现有通风系统能够有效控制灾害，使灾害范围缩小；安全出口多，避灾线路明确、通畅，矿井一旦出现灾害事故，各工作地点的工作人员可安全逃生。通风构筑物在设计、安装时就应充分考虑防灾救灾的需要，关系到防灾救灾的通风构筑物在保证质量的同时，尽可能采取远距离控制。制定完善合理的应急救援预案和矿井灾害预防和处理计划；并进行相关人员的学习,和贯彻，作到熟练掌握；在发生灾变时特别是发生通风类事故时能够有效撤离。加强避灾、救护知识的学习和训练，使井下作业人员熟练掌握。井下应根据安全生产的需要设置避灾硐室，备齐避灾救灾设备物品、避灾线路标识等等，以利于在灾变时发挥作用。五、矿井通风系统安全检查重点1.矿井通风系统的完善性检查2.矿井通风的可靠性检查3.主要通风机的检查4.井巷通风的检查,5.矿井通风设施的检查6.矿井漏风的检查7.矿井通风管理的检查8.矿井通风重大事故隐患的检查9.采区通风的安全检查10.掘进通风的检查,第二节矿井瓦斯及其防治矿井瓦斯是一种有害气体。瓦斯灾害也是矿井五大自然灾害之一。当井下空气中瓦斯浓度较高时，会相对地降低空气中的氧气浓度，使人窒息；当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇火就能燃烧或爆炸；(3)瓦斯的存在易造成煤与瓦斯突出，严重影响和威胁矿井生产安全，一旦形成灾害事故，会给国家财产和职工生命造成巨大损失。为此，本节主要介绍如下内容：1.瓦斯爆炸及其预防2.煤与瓦斯突出及其防治,一、瓦斯爆炸及预防一)瓦斯爆炸的概念及其爆炸条件(一)瓦斯爆炸及其爆炸事故分类1.概念瓦斯爆炸的实质，就是一定数量的瓦斯与空气中的氧气进行剧烈化学反应的结果。在这个过程中能产生巨大的冲击力和响声，可使沿途巷道支架和设备受到损坏，人员出现伤亡。瓦斯爆炸有十分严重的危害性和破坏性，为煤矿各种灾害之首。2.分类根据瓦斯爆炸的特点和波及范围，瓦斯爆炸事故一般可分为3类：局部瓦斯爆炸、大型瓦斯爆炸和瓦斯连续爆炸。,(二)瓦斯燃烧与爆炸的区别瓦斯是一种能够燃烧和爆炸的气体。在高温作用下，一定浓度的瓦斯与空气中的氧气会发生激烈复杂的氧化反应,生成二氧化碳和水,并放出大量的热，而这些热量又能够使生成的二氧化碳和水蒸汽迅速膨胀，从而形成高温、高压并以极高的速度(每秒可达数百米)向外冲击的冲击波，并伴有声响，这就形成了瓦斯爆炸。当瓦斯与氧的化学反应比较缓慢，无明显动力效应时，就是燃烧；如果化学反应进行得十分剧烈并且有显著的动力效应，就是瓦斯爆炸。(三)瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸必须具备三个基本条件，缺一不可。一是空气中瓦斯浓度达到5%16%；二是要有温度为650750的引爆火源；三是空气中氧含量不低于12%。,(四)瓦斯爆炸界限瓦斯只有在5%16%这个浓度范围内才能爆炸，这个范围称为瓦斯爆炸界限。5%是最低爆炸浓度，叫爆炸下限；16%是最高爆炸浓度，叫爆炸上限。必须指出，瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，当受到定因素影响时，爆炸界限会相应缩小或扩大。当瓦斯浓度低于5%时，由于参加化学反应的瓦斯数量较少，不能形成热量积聚，因此，只能燃烧，不能爆炸；当瓦斯浓度高于16%时，由于空气中的氧气相对减少和不足，满足不了氧化反应的全部需要,只能有一部分的瓦斯与氧气发生反应，因所生成的热量还会被多余的瓦斯和周围介质吸收而降温，所以也不能爆炸。,二)瓦斯爆炸的危害瓦斯爆炸的危害主要表现在以下3个方面。1.爆炸产生高温研究表明，当瓦斯浓度为9.5%时，爆炸产生的瞬间温度可达18502650。2.爆炸产生高压经实验和理论计算，瓦斯爆炸后的气体压力是爆炸前的710倍。3.爆炸产生大量有害气体瓦斯爆炸后,不仅氧减少而且会产生大量有害气体。如：N2(82%88%)、CO2(84%)、C0(4%2%)等，而此时氧气一般为：6%10%。,三)瓦斯爆炸事故的防治(一)矿井瓦斯爆炸的主要原因瓦斯爆炸由3个方面的因素促成：即瓦斯积聚、引爆火源和管理工作不善与某些人员的失职。前2个因素是瓦斯爆炸的基本条件，瓦斯爆炸大多是因后一个因素的存在而形成。也就是说，如果没有某些人员的违章或失职，瓦斯积聚或引爆火源就不会出现，且即使出现也大都能得到及时妥善处理、爆炸事故能被控制或杜绝。大量事实充分表明，多数瓦斯爆炸事故是因某些人，尤其是负有特殊工作的人员(如瓦检员、放炮工、电钳工及班组长等)不能尽职尽责、麻痹大意、甚至违章违纪造成的。,(二)引起瓦斯积聚的主要原因引起瓦斯积聚而导致瓦斯爆炸的原因很多、很复杂，主要有：1.局部通风机停止运转这种现象导致瓦斯积聚而引起爆炸的比例最大。有的是设备检修，无计划停电、停风；有的是机电故障、掘进面停工而停风；还有的是局部通风机管理混乱，任意开停等。2.风筒断开或严重漏风主要是施工人员不爱护通风设施，将风筒掐断、压扁、刮坏等。而通风人员又不能及时发现和进行维护、修补，造成掘进面风量不足而导致瓦斯积聚。,风机无人管,谁想开就开,想关就关,要及时检查风筒连接件的状态,3.采掘面风量不足造成风量不足的原因多种多样，如不按需要配风，通风巷道冒顶堵塞、单台局部通风机供多头、风筒出口距掘进面太远等，都可能造成采掘面风量小、风速低而导致瓦斯积聚。4.局部通风机出现循环风由于局扇安设位置不合规定或全风压供给风量小于该处局扇吸入风量等原因,都可能使局扇出现循环风,致使掘进面涌出的瓦斯反复回到掘进面，越积越多而达到爆炸浓度。5.风流短路如打开风门而不关闭、巷道贯通后不及时调整通风系统等,都可能造成通风系统的风流短路而引起瓦斯积聚。,工作面无风,岂能检修掘进机,及时检查局扇运转状态,6.通风系统不合理、不完善自然通风、不合规定的串联通风、扩散通风和无回风道独眼井及通风设施不齐全等，都是不合理通风，都可能引起瓦斯积聚而导致爆炸事故。7.采空区或盲巷采空区或盲巷没有风流通过，往往积存有大量高浓度瓦斯，在气压变化或冒顶等使其涌出或突然压出时都可能导致瓦斯爆炸。8.瓦斯涌出异常断层、褶曲或地质破碎地带是瓦斯的富集区域，在接近或通过这些地带时，瓦斯涌出可能会突然增大，或忽大忽小变化无常，而且容易冒顶造成瓦斯积聚。,(三)煤矿井下引起瓦斯爆炸的主要火源引爆瓦斯的主要火源有以下几种：1.电火花由于对井下照明和机械设备的电源管理不善或操作不当，如，矿灯失爆、电钻失爆、带电作业、电缆漏电或短路、电缆明头或抽线、电器开关失爆、电机车架线出火及杂散电流等而产生的电火花，是引起瓦斯爆炸的主要火源之一。2.放炮火花主要是炮泥装填不满、最小抵抗线不够和放明炮、放糊炮、接线不良、炸药不合要求等引起的。据19831989年统计，放炮火花引爆瓦斯的次数占爆炸总次数的35.4%，是引爆瓦斯事故的另一主要火源。,(四)预防瓦斯爆炸,加强矿井通风管理加强通风管理,使井下各地点瓦斯浓度都不超过规定，是防止瓦斯积聚、爆炸的一项极为重要的和有效的措施:1.建立合理、完善的通风系统要做到稳定、连续的向井下所有用风地点供风，并保持足够风量。2.实行分区通风各水平、各采区(面)都要有单独的回风道，使污浊风流直接进入采区回风道或矿井总回风道，而不得串入其他釆掘工作面。3.及时建筑和管理好通风构筑物对风门、风桥、挡风墙、凋节风窗等，要保证规格质量，并应经常检查维修，以保持完好，还应根据需要，及时调整风量。4.加强局部通风管理5.及时调整通风系统巷道贯通后要及时调整通风系统，严防风流短路或风量不足引起瓦斯积聚。,(五)预防瓦斯爆炸,加强矿井瓦斯管理加强和搞好矿井瓦斯管理是防止瓦斯爆炸的关键环节。必须做到以下几点：1.建全机构，完善制度各矿、井都要有适应通风瓦斯管理要求的组织机构和一支专业队伍，配足瓦斯检查人员；还必须建立一套较完善的瓦斯检查与管理制度及相应的奖惩规定，并认真执行。2.强化现场瓦斯检查防止和及时发现、处理局部瓦斯积聚，严禁超限作业；,3.严格执行规程有关瓦斯检查与管理规定如：区域巡回检查瓦斯和检查次数的规定；控制各处风流瓦斯浓度及超限时必须采取相应措施的规定；停电检修或临时停工停风必须采取排放瓦斯措施的规定；“一炮三检”、“三人连锁放炮”和巷道贯通以及盲巷管理的规定等都必须严格遵守。4.抽放煤层瓦斯采取有效方式，抽放煤层瓦斯，减少开采过程中的瓦斯涌出量。5.建立安全监测机构按规定安设瓦斯检测报警断电装置，并及时检查维护，保证灵敏可靠和正常运行。,(六)预防止瓦斯爆炸,防止出现引爆火源防止出现引爆火源的原则是,禁止一切非生产火源;对生产中可能产生的火源要严格管理和控制：1.防止出现明火按照规程规定,禁止在井口房、主要通风机房和瓦斯泵站周围20m内使用明火、吸烟；严禁携带烟草及点火器具入井;井下禁止使用电炉;需要在井下施焊时,要遵守规程规定,严格审批手续;防止煤炭自燃;加强火区管理防止复燃等。2.防止出现电火花瓦斯矿井必须采用安全型、防爆型和安全火花型的电器设备;井口和井下电器设备必须设有防雷电和防短路保护装置;所有电缆接头不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头;不准带电作业;严禁在井下拆开、敲打、撞击矿灯的灯头和灯盖等。,(六)预防止瓦斯爆炸,防止出现引爆火源3.防止出现炮火不准使用变质或不合格的炸药,有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井必须使用与该矿井瓦斯等级相适应的安全炸药；禁止放明炮、糊炮；禁止使用明接头或裸露的放炮母线，雷管脚线、母线与放炮器的联结要牢固；要使用水炮泥，炮眼封泥要装满填实，防止打筒；打眼、装药、放炮都必须符合规程要求。4.防止出现其他火源在移设机械设备过程中要轻搬轻运，防止摩擦、撞击出现火花；割煤机必须设外喷雾装置，割煤过程中要喷雾晒水，防止截齿与夹石产生摩擦火花；采取针对性安全措施，防止金属、岩石等坚硬物体从高处落下，以防产生撞击火花等。,(七)预防瓦斯爆炸事故扩大的措施1.技术措施：实行分区通风,禁止一切不合规定的串联通风；通风系统力求简单,总进、回风巷之间不宜太近。编制“矿井灾害预防和处理计划”。每一入井人员都应熟悉灾变时的撤退路线,并能迅速抢救遇险人员,以减小灾害程度。清扫积尘，以防止煤尘参与爆炸。2.安全装备和装置措施：主要通风机出风井口装设防爆门或防爆井盖，且爆炸时能被冲开,以释放能量。按规程要求安设隔爆设施,以阻隔火焰传播,防止发生连续爆炸。入井人员佩带自救器,以便在发生爆炸时安全逃生。,二、煤与瓦斯突出及防治一)煤与瓦斯突出基本知识(一)煤与瓦斯突出的概念在地应力和瓦斯(含二氧化碳)的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体内突然喷出到采掘空间的现象叫煤与瓦斯突出。(二)煤与瓦斯突出动力现象的分类与特征按动力现象的力学特征可分为突出、压出和倾出。1.煤和瓦斯突出(简称突出)实现突出的基本能源是煤内积蓄的高压瓦斯能。突出的基本特征见下图：,岩石掘进工作面煤与瓦斯突出孔洞示意图,2.煤突然被压出并涌出大量瓦斯(简称压出)压出的基本能源是煤层所积蓄的弹性能。压出的基本特征见下图：,煤与瓦斯压出示意图,3.煤突然倾出并涌出大量瓦斯(简称倾出)倾出的基本能源是煤的重力位能，实现倾出的力是失去平衡的煤体自身的重力。倾出的基本特征见下图：,图3-3煤与瓦斯倾出示意图,(三)煤与瓦斯突出的危害当发生煤与瓦斯突出时，采掘工作面的煤壁将遭到破坏，大量的煤与瓦斯将从煤层内部以极快的速度向巷道或采掘空间喷出，充塞巷道，煤层中会形成孔洞，同时由于伴随有强大的冲击力，巷道设施会被摧毁，通风系统会被破坏、甚至发生凤流逆转，还可能造成人员窒息和发生瓦斯爆炸、燃烧及煤流埋人事故。(四)突出矿井和突出煤层的概念规程规定，矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即定为突出矿井，发生突出的煤层即定为突出煤层。,(五)突出强度及其分类突出强度是指每次突出时抛出的煤岩量或喷出的瓦斯量。按突出强度一般可分为：小型突出:强度小于100t中型突出:强度等于或大于100t、小于500t大型突出:强度等于或大于500t、小于1000t特大型突出:强度等于或大于1000t(六)煤与瓦斯突出预兆绝大多数的突出，在突出发生前都有预兆，没有预兆的突出是极少数。突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。,(六)煤与瓦斯突出预兆1.有声预兆响煤炮。由于各矿区、各采掘工作面的地质条件、采掘方法、瓦斯大小及煤质特征等的不同，所以预兆声音的大小、间隔时间、在煤体深处发出的响声种类也不同，有的象炒豆似的劈劈叭叭声，有的象鞭炮声，有的象机枪连射声，有的似跑车一样的闷雷声、嘈杂声、沙沙声、嗡嗡声以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。声音由远到近，由小到大。有短暂的，有连续的，间隔时间长短也不一致。煤壁震动、支架折断声。突出前，因压力突然增大,支架会出现嘎嘎响、劈裂折断声,煤岩壁会因震动和冲击而开裂等。,(六)煤与瓦斯突出预兆2.无声预兆煤层结构构造方面表现为：煤层层理紊乱，煤变软、变暗淡、无光泽，煤层干燥和煤尘增大，煤层受挤压褶曲、变粉碎、厚度变大、倾角变陡。地压显现方面表现为：压力增大使支架变形，煤壁外鼓、片帮、掉渣，顶底板出现凸起台阶、断层、波状鼓起，手扶煤壁感到震动和冲击。炮眼变形装不进药，打钻时垮孔、顶夹钻等。其它方面的预兆有：瓦斯涌出异常、忽大忽小，煤尘增大，空气气味异常、闷人，煤或空气变冷、有时变热。注意：上述突出预兆并非每次突出时都同时出现，而仅仅是出现一种或某几种。,二)煤与瓦斯突出防治措施(一)综合措施在开采突出煤层时,必须采取以防突措施为主同时有避免人身事故的综合措施,综合措施的内容应包括：1.突出危险性预测。2.防治突出措施。3.防治突出措施的效果检验。4.安全防护措施。(二)石门揭煤措施规程规定：石门揭穿突出煤层，预测有突出危险时，必须采用抽放瓦斯、水力冲孔、水力冲刷、排放钻孔、金属骨架或其它经试验有效的预防突出措施，并配以远距离放炮或震动放炮揭穿煤层。,(二)石门揭煤措施细则规定：石门揭穿突出危险煤层前,必须打预测煤层突出危险性的钻孔、控制突出危险煤层层位的前探钻孔和测定煤层瓦斯压力的钻孔。当预测为突出危险工作面时,必须采取防治突出措施,并经效果检验有效后,方可用远距离放炮或震动放炮揭穿煤层。当预测为无突出危险工作面时,可不采取防治突出措施,但必须用震动放炮揭穿煤层。石门揭穿突出危险煤层前,如果未进行突出危险性预测或实测煤层瓦斯压力超过0.74MPa,都必须采取防治突出措施。石门揭穿突出危险煤层前,实测煤层瓦斯压力小于0.74MPa或突出危险煤层厚度小于0.3m时,应采用震动放炮揭穿煤层。,(三)突出煤层掘进措施细则规定：在突出危险煤层中掘进平巷时，应釆用超前钻孔、松动爆破、前探支架、水力冲孔或其它经试验证实有效的防治突出措施。在突出危险煤层中掘进上山,应采取超前钻孔、松动爆破、掩护挡板或其他保证作业人员安全的防护措施。在有突出危险的急倾斜煤层中掘进上山,除采取超前钻孔、松动爆破、掩护挡板或其他保证作业人员安全的措施外,还应采用双上山或伪倾斜上山等掘进方式,并应加强支护。(四)突出煤层回采措施规程规定：突出煤层回采工作面可采用松动爆破、注水湿润煤体、超前钻孔、预抽瓦斯等防治突出措施,并应尽量采用刨煤机或浅截深滚筒式采煤机采煤。,(五)安全防护措施防治煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出细则规定：为了防止因突出预测失误或防突措施失效而造成危害,无论是揭穿突出危险煤层还是在突出危险煤层中进行采掘作业,都必须采取安全防护措施。安全防护措施包括石门揭穿煤层时的震动放炮、采掘工作面的远距离放炮、避难所、压风自救系统和隔离式(压缩氧和化学氧)自救器等。,矿井瓦斯七字经瓦斯与煤同伴生而且来源煤岩层是有害气体总称气体之中甲烷主有时单独指甲烷实际甲烷是沼气群众习惯称瓦斯无色无味又无臭睁开眼睛看不见伸出双手摸不着专用仪器能检查比重要比空气轻通风不良常积聚易存盲巷高冒区井下空气瓦斯高人若误入盲巷内缺氧窒息时发生设置栅栏悬警标禁止入内安全好达到一定浓度后遇有高温火源爆瓦斯涌出且两种绝对相对涌出量矿井瓦斯分三等低高瓦斯突出井各项制度要健全分级管理明规定瓦斯危害有四大窒息燃爆和突出最大危害是爆炸一旦发生不得了瓦斯爆炸四把刀一是爆炸温度高二是形成冲击波一氧化碳中毒死通风系统遭破坏爆炸浓度9.5%威力最猛破坏大重则矿毁人身亡损失惨重教训深瓦斯爆炸分三类局部大型连续爆瓦斯爆炸三条件浓度火源足够氧三个条件同具备三者缺一不可成采取措施治瓦斯加强通风防积聚临时停工采掘面不得停风机常转监测监控系统全供电安全要保证三专两锁设施灵三大保护要设置电气设备须防爆煤与瓦斯突出井,矿井瓦斯七字经四位一体必先行突出矿井难管理摸索规律更重要煤与瓦斯突出前有声无声显预兆声音预兆响煤炮无声打眼顶卡钻实践告诉掌规律预兆并非都出现只有一二某两种作业人员须谨慎眼观六面耳八方一旦发现此险情三十六计走上策防治突出硬措施突出矿井井外炮诱导突出免伤亡危险煤层先抽放先抽后采是原则现场作业不恐惊严格检查控浓度检查次数按规定低2高3突出专一炮三检必坚持三人放炮连锁制瓦斯超限莫作业杜绝火源最关键强化管理讲科学确保安全效益增编者水平有限度敬请批评待指正,第三节矿井火灾的防治一、井下火灾事