矿井粉尘及火灾PPT课件VIP

1,.,首旺煤业通风科,矿井粉尘危害与矿井火灾2017.7.10,.,2,粉尘灾害,在矿井生产过程中所产生的各种岩矿微粒统称矿尘，也叫粉尘。飞扬在空气中的矿尘称为浮尘，浮尘在空气中飞扬的时间不仅与尘粒的大小、重量、形状有关，还与空气的湿度、风速有密切关系。对矿井安全生产与井下工作人员的健康有直接影响的是浮尘，因此，浮尘是矿井防尘的主要对象。从空气中沉降下来的矿尘称为积尘。随外界条件的改变，浮尘和积尘可以相互转化，积尘是产生矿井连续爆炸的最大隐患。按对人体的危害程度将矿尘分为呼吸性粉尘和非呼吸性粉尘。呼吸性粉尘是指能在人体肺泡内沉积的，粒径在5m以下的粉尘，特别是2m以下的粉尘。呼吸性粉尘和非呼吸性粉尘之和就是全尘。,.,3,采掘工作面产尘强度大，导致矿工患尘肺病；2007年不完全统计累计尘肺病例61.3万人，其中煤矿尘肺病例约占一半（30多万人）；87.37%的国有重点煤矿的煤尘存在爆炸危险性；煤尘与瓦斯共存时，相互促进爆炸危险性；发生过世界上最大的煤尘爆炸和瓦斯煤尘爆炸事故。,.,4,矿尘的产生在矿山生产过程中，如采掘机作业、钻眼作业、炸药爆破、顶板管理、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。而不同矿井由于煤、岩地质条件和物理性质的不同，采掘方法、作业方式、通风状况和机械化程度的不同，矿尘的生成量有很大的差异；即使在同一矿井里，产尘的多少也因地因时发生着变化。一般来说，在现有防尘技术措施的条件下，各生产环节产生的浮尘比例大致为：采煤工作面产尘量占45%80%；掘进工作面产尘量占20%38%；锚喷作业点产尘量占10%15%；运输通风巷道产尘量占5%l0%；其他作业点占2%5%。各作业点随机械化程度的提高，矿尘的生成量也将增大，因此防尘工作也就更加重要。,.,5,目前国内外采掘工作面控制煤尘的主要措施,.,6,煤尘爆炸浓度范围：35g/m3-2000g/m3,.,7,煤尘爆炸的条件,煤尘本身具有爆炸性悬浮在空气中，达到煤尘爆炸的下限浓度点火火源的温度达到6101050,.,8,矿尘造成的职业危害,尘肺病尘肺病的现状,.,9,煤尘爆炸事故案例,2005年11月27日，黑龙江七台河东风煤矿特别重大煤尘爆炸事故，171人遇难,.,10,黑龙江七台河特别重大煤尘爆炸事故案例：（1）事故概况事故性质：特别重大煤尘爆炸多人伤亡事故。时间：2005年11月27日21时22分地点：东风矿皮带斜井井底275皮带巷主煤仓给煤机附近为爆源。伤亡情况及经济损失：死亡171人，直接经济损失4293.1万元。,.,11,工人违规放炮处理煤仓堵塞，导致给煤机垮落、煤仓内的煤突然倾出，造成煤仓倾出的煤尘和巷道内积尘飞扬达到爆炸界限，放炮火焰引起煤尘爆炸；矿井的抗灾能力不强，通风系统被严重破坏，致使灾害扩大波及全井。东风煤矿规章制度不健全，安全生产、劳动组织管理混乱，安全检查以及有关制度执行不力。规章制度不健全，且执行不力。安全生产管理十分混乱。超能力生产，造成采掘失调、接续紧张。劳动组织管理严重棍乱。贯彻执行法律法规不力。,.,12,唐山市开平区刘官屯煤矿“12.7”瓦斯煤尘爆炸事故（死亡108人）该矿系瓦斯矿井事故发生于2005年12月7日15时14分；其爆源位于1193（下）工作面切眼。回风下山风门打开风流短路，工作面瓦斯积聚，回柱火花引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。,.,13,矿井火灾,1.概述2.煤的自燃及其发展过程3.煤炭自燃的条件及影响因素4.煤炭自燃早期识别与预报5.矿井煤炭自燃火源的分布规律6.自燃火灾的预防7.火区管理与启封8.煤矿火灾事故案例,.,14,1.概述,矿井火灾是指发生在矿井井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧，是煤矿生产中的主要自然灾害之一。它的发生和发展不仅会烧毁大量的煤炭资源和设备，而且产生大量的高温烟流和有害气体，危及井下工作人员的生命安全，有时还诱发瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大其灾难性。我国每年都有多起矿井火灾恶性事故发生，给矿井带来巨大的灾难。,.,15,矿火灾防治是一项系统工程，其理论与技术的研究内容是围绕一个目标和三个问题。一个目标：防止矿井火灾发生，对于已发生的火灾要防止其扩大并最大限度地减小火灾中的人员伤亡和经济损失,.,16,三个问题：产生的原因、条件以及各类火灾发生过程和火灾是如何发生的？其内容主要是研究矿井火灾的类型特点，这是防灭火的理论基础；如何防止火灾发生？包括火源预测、火灾预防和预报技术；火灾发生后如何进行及时而有效的控制和处理,.,17,72.05%的大中型煤矿、煤层自然发火严重或较严重；51.3%的国有重点煤矿存在自然发火危险；几乎所有产煤区都存在自然发火危险、重点产煤区尤为严重；北方煤田火灾问题突出；露天矿也存在自然发火危险。,.,18,矿井火灾发生的三要素可燃物火灾发生的基础；空气(富氧）火灾发生不可缺少的条件；热源：具有一定温度和足够热量。以上三个因素必须同时存在、相互配合、缺一不可。,矿井火灾对人的主要危害是：火灾发生发展期间会产生大量的有毒有害气体(如CO等）。,.,19,一氧化碳（CO）,CO是一种无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.97,微溶于水,能与空气均匀地混合。CO能燃烧，浓度在13%75%时有爆炸的危险；CO与人体血液中血红素的亲合力比氧大150300倍（血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞）。一旦CO进入人体后，首先就与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。,.,20,一氧化碳中毒症状与浓度的关系,一氧化碳浓度（体积）/%主要症状0.0223小时内可能引起轻微头痛0.0840分钟内出现头痛,眩晕和恶心。2小时内发生体温和血压下降，脉搏微弱，出冷汗，可能出现昏迷。0.32510分钟内出现头痛，眩晕。半小时内可能出现昏迷并有死亡危险。1.28几分钟内出现昏迷和死亡。,.,21,矿内CO的来源与允许浓度,空气中一氧化碳的主要来源有：井下爆破，矿井火灾，煤炭自然以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。规程规定:矿内空气中CO浓度不得超过0.0024%。,.,22,按引火原因分类内因火灾：可燃物在一定的外部条件下，自身发生物理化学变化，产生并积聚热量，使其温度升高，达到自燃点而形成的火灾。特点：发生有一个或长或短的过程，而且有预兆，易于早期发现；但火源隐蔽，人员无法进入，火源点位置很难确定，因而不能及时扑灭，持续时间长，冻结大量煤量。外因火灾：由外来热源如明火、放炮等原因造成的火灾。特点：突然发生、来势凶猛，如不及时发现，往往酿成恶性事故。如发现及时，容易扑救，持续时间短。,.,23,2.煤的自燃及其发展过程,（1）煤炭自然发火机理关于煤的自燃问题，从十七世纪即已开始探索，但是迄今仍然未能得到圆满的解答。煤的氧化理论已经得到了科学的证实，但煤的自燃前期过程是怎样开始的?它的温度是怎样提高到发生化学氧化反应必不可少的温度60的?黄铁矿作用学说细菌作用学说酚基作用学说煤氧复合作用学说,.,24,2.煤的自燃及其发展过程,煤的氧化过程1）准备期（潜伏期）2）自热期3）燃烧期（自燃期）4）风化冷却,.,25,3.煤炭自燃的条件及影响因素,（1）煤炭自燃的条件具有低温氧化特性即煤的自燃倾向性呈碎裂状态堆积存在；通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展；在煤的氧化过程中生成的热量大量积聚，难以及时放散。（2）影响煤炭自燃发火的因素煤炭自燃火灾的形成过程是许多因素综合作用的结果，但煤的自燃性能（煤的自燃倾向性）起决定性的作用，其它因素起加剧危险程度的作用。,.,26,3.煤炭自燃影响的因素,煤层的赋存条件（煤层厚度、倾角和深度）：回采率、回采时间长短以及切割煤量等情况；地质构造的破坏程度：煤层受挤压、张拉、裂隙大量发生、煤体破坏，吸氧条件好；围岩性质；主要指煤层顶板条件；开拓开采的影响：（巷道的布置与采法）；通风条件：主要是漏风。,.,27,4.煤炭自燃早期识别与预报,煤炭自燃的发展有一个过程，如果能在自燃发展的初期发现它，对于阻止其发展，避免酿成火灾，十分重要。前述的煤炭自燃发展过程中各种物理与化学变化，是早期识别和预报的根据。识别的方法可归为：（1）人的直接感觉；（2）测定矿内空气和围岩的温度；（3）测定矿内空气成分的变化；（4）物探测定方法。（5）气味法,.,28,煤炭自然发火的标志性气体,一般煤炭在30时即出现CO气体，8090时出现C2H6气体，90100时出现C2H4气体，120时出现C3H8、C3H6气体。在煤炭自燃的预测预报中，除了采用CO作为标志性气体外，还应将乙烯、乙烷、丙烷等气体作为标志性气体，从而准确预测出煤炭自燃发展的进程。,.,29,5.矿井煤炭自燃火源的分布规律,自燃火源主要分布在有碎煤堆积和漏风同时存在、时间大于自然发火期的地方。根据统计分析，矿井自燃火源主要分布在采空区两道两线（进风道、回风道、开采线、停采线）、煤柱、巷道顶煤和断层附近、巷道冒高处。采空区两道两线火灾占50以上。,.,30,5.矿井煤炭自燃火源的分布规律,煤柱，尺寸偏小、服务期较长、受采动压力影响的煤柱，容易压酥碎裂，其内部产生自燃火源。巷道顶煤，采区石门、综采放顶煤工作面沿底掘进的进回风巷等，巷道顶煤受压时间长，压酥破碎，风流渗透和扩散至内部（深处），便会发热自燃。断层和地质构造附近。巷道冒高处浮煤堆积，,.,31,5.矿井煤炭自燃火源的分布规律,.,32,6.自燃火灾的预防,（1）开拓开采技术措施合理进行巷道布置合理的开采方法减少煤体破碎（2）防止漏风沿空巷道挂帘布利用飞灰充填带隔绝采空区利用水砂充填带隔离采空区利用可塑性胶泥堵塞漏风采取“均压”措施，减少漏风避免过度抽放,.,33,（3）预防性灌浆技术浆材、不燃、粒度2mm，其中1mm75%；泥浆料水比1.21.5（4）阻化剂防火技术阻化率：愈大，煤抗氧化能力愈强；阻化衰减期：阻止氧化的有效期（5）均压防灭火技术降低压差减少漏风（SF6示踪气体）（6）惰气灭火技术：以氮气为主（7）凝胶技术：固结水，成胶和汽化降温，密封堵漏，阻化（8）三相泡沫技术：,.,34,7.火区管理与启封,矿井火灾被封闭之后，可以认为火灾以被控制，但火源并未彻底熄灭，对矿井仍是一个潜在的威胁。一、火区管理每一个火区都要建立火区管理卡片，绘制火区位置关系图；标明发火地点、时间及其性质；简述火区地质、开采状况火区范围和灭火措施等。二、火区观测对封闭火区的观测项目、熄灭条件，规程有明确的规定，一氧化碳和氧浓度是一个重要指标。规程规定有火区内的空气温度、出水温度、氧浓度、一氧化碳和烃类气体的浓度。,.,35,7.火区管理与启封,火区启封通风启封火区：启封前要确定火区有害气体的排放路线。先打开一个出风侧的防火墙，过一段时间再打开入风侧防火墙，待火区有害气体排放一段实践，无异常现象，可以相继打开其余的防火墙。适用条件：火区范围不大，确证火源已经熄灭。锁风启封火区：就是在原有的火区防火墙外56米的地方构筑一道带门的风墙，救护队员进入，风门关闭；形成一封闭的空间，并配备一定的灭火材料，再将原来火区的防火墙打开，救护队员进入探查火情，确认无火源，选择适当位置建立临时防火墙。适用条件：火区范围较大，火源是否已经完全熄灭难以确认。,.,36,8.煤矿火灾事故案例,1976年8月13日在王庄煤矿下山采区5112准备工作面进风巷掘进头发生火灾，火烟侵袭东翼整个采区，造成极为严重伤亡事故（1)矿井概况：该矿东翼采区通风系统所示。新鲜风流从运输大巷分为三股：一股进入下山采区掘进头；第二股上山采区两个回采工作面；第三股送往石门开拓头。分别经回风上山进入总回风巷，通过风井排出地面。（2)事故发生经过：1976年8月13日晨7时，早班工人下井进入下山采区5112工作面时，突然发现距巷道口35m远的地方电钻电缆起火，曾企图切断电源，但没有能找到电源开关。当即撤至大巷向地面报警。这起事故造成93人死亡。,.,37,王庄煤矿通风系统图,.,38,8.煤矿火灾事故案例,（3)发火原因和教训事故发生是由于5112准备工作面进风巷掘进头内电钻电缆短路引火造成。90m电钻电缆多处接头(一个鸡爪子、两个羊尾巴)。事故前一天曾将鸡爪子剥开，用动力电放炮，用完后盘放在巷道一侧，加之电缆没有过流保护装置以致造成短路起火。火灾初起阶段没能及时组织抢救以