安全技术7-矿山课件

第七章矿山安全技术,第一节矿山安全基础知识第二节地下矿山灾害及防治技术第三节露天矿山灾害及防治技术第四节尾矿库灾害及防治技术第五节油气田事故的主要类型,第七章矿山安全技术,第六节钻井安全技术第七节作业安全技术第八节采油（气）安全技术第九节相关的安全技术标准,一、概述矿山是开采矿石或生产矿物原料的场所。矿山分类：（1）按开采矿种的不同，分为煤矿和金属非金属矿山。（2）按开采方式的不同，分为露天矿山和地下矿山及两者联合开采矿山。（3）按矿山规模大小，分为大型矿山、中型矿山和小型矿山。,第一节矿山安全基础知识,矿床开拓。露天矿山：铁路运输开拓、公路运输开拓、平硐溜井开拓；地下矿山：单一开拓、联合开拓。（一）露天开采按作业的连续性，分间断式、连续式和半连续式。（二）地下开采矿山1、井巷掘进施工方法普通施工法：钻眼爆破；特殊凿井法：冻结法、钻井法、注浆法。,二、矿山开采技术,（二）地下开采矿山2、采矿方法（1）井工采煤方法1）壁式体系采煤法。单一长壁采煤法，分层长壁采煤法。走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。缓倾斜及倾斜煤层：炮采，普通机械化采煤，综合机械化采煤。综合机械化放顶煤开采技术。2）柱式体系采煤法。分为房式、房柱式及巷柱式。,二、矿山开采技术,（2）金属非金属地下矿山采矿方法空场采矿法：全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿法、分阶段矿房法、阶段矿房法。崩落采矿法：单层崩落法、分层崩落法、有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法、阶段崩落法。充填采矿法：单层充填采矿法、上向水平分层充填采矿法、上向倾斜分层充填采矿法、分采充填采矿法、方框支架充填采矿法。,2、采矿方法,（二）地下开采矿山2、采矿方法（3）液体开采又称特殊采矿法，大多数采用钻井法进行的。,二、矿山开采技术,1、金属非金属矿山技术规程2、煤矿安全规程、规范和规定3、爆破安全规程,三、矿山安全技术规程和规范,矿用爆破器材主要包括炸药和起爆器材。炸药一般有硝铵类炸药、水胶炸药、硝化甘油炸药和乳胶炸药。起爆器材分为起爆材料和传爆材料两大类。雷管是主要起爆材料，分火雷管和电雷管；导火线（索）、导爆管属于传爆材料；继爆管、导爆线（索）既可起爆，又可传爆。爆破材料的安全管理：必须存放在爆破器材库里；爆破人员持证上岗；有爆破设计说明书或爆破说明书。,四、矿用爆破器材及安全管理,一、地下矿山通风技术（一）地下矿山通风系统1、地下矿山通风的目的正常生产时期：保持良好的的工作环境，确保安全生产；发生火灾时：防治灾害扩大。2、地下矿山通风系统包括通风网络、通风动力及其装置、通风控制设施（通风构筑物）。,第二节地下矿山灾害及防治技术,（一）地下矿山通风系统2、地下矿山通风系统通风方式：中央式(中央并列式和中央分列式)、对角式(两翼对角式、分区对角式)、混合式3种。通风方式：抽出式、压入式、压抽混合式。3、地下矿山漏风分为外部漏风和内部漏风。前者指地表与井下之间的漏风，后者指井下各处的漏风。,一、地下矿山通风技术,（一）地下矿山通风系统4、地下矿山反风全矿性反风、局部反风。（二）地下矿山风量计算及通风参数测定1、煤矿矿井风量计算2、金属非金属地下矿山风量计算3、通风参数测定。压力：静压、位压、动压、全压、总机械能（总压力）。风速，采用风表。,一、地下矿山通风技术,（三）矿井通风设备和通风构筑物通风设备最主要的是通风机，分为主要通风机、辅助通风机、局部通风机。通风构筑物主要有：通风机风硐、反风装置、风桥、导风板、调节风窗、风障；风墙、风门。（四）局部通风技术局部通风方法：局部通风机通风、矿井全风压通风、引射器通风。地下矿山局部通风的安全管理规定,一、地下矿山通风技术,（五）地下矿山通风系统参数测定1.风速测定2.地下矿山通风阻力的测定4.一氧化碳检测5.氧气检测6.温度检测,一、地下矿山通风技术,（一）瓦斯性质及瓦斯参数测定1、瓦斯性质：以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。甲烷可以燃烧或爆炸。2、煤层瓦斯赋存状态：游离瓦斯或自由瓦斯、吸附瓦斯。3、煤层瓦斯含量及测定：指单位质量煤体中所含瓦斯的体积，单位为m3/t；测定方法主要有地勘钻孔测定法、实验室间接测定法和井下快速直接测定法。4、煤层瓦斯压力及测定方法。直接测定和间接测压法。,二、瓦斯及其防治技术,（二）矿井瓦斯涌出及瓦斯等级矿井瓦斯涌出的形式分普通涌出和特殊涌出。矿井瓦斯涌出量及主要因素。矿井瓦斯等级及其鉴定：瓦斯矿井分为低瓦斯矿井、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。（三）瓦斯喷出及预防瓦斯喷出。瓦斯喷出的预防。,二、瓦斯及其防治技术,（四）煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出及预防煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的一般规律。煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出预测：分为区域性预测和工作面预测（日常预测）两类。防治煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的措施：突出的技术措施；“四位一体”综合防治突出措施；安全防护措施。,二、瓦斯及其防治技术,（五）瓦斯爆炸及预防1、瓦斯爆炸的条件：一定浓度的甲烷、一定能量的引火源和足够的氧气。2、预防瓦斯爆炸技术措施。（六）矿井瓦斯抽放1.瓦斯抽放方法：本煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放以及几种方法的综合抽放。2.瓦斯抽放指标3.瓦斯抽放的主要设备设施,二、瓦斯及其防治技术,（七）瓦斯检测地下矿山瓦斯检测方法：实验室取样分析法、井下直接测量法。瓦斯检测仪器：光干涉瓦斯检定器，热催化瓦斯检测报警仪，智能式瓦斯检测记录仪，瓦斯、氧气双参数监测仪，瓦斯报警矿灯。（八）瓦斯、煤尘事故的救护及处理瓦斯煤尘爆炸、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出事故。,二、瓦斯及其防治技术,（一）矿（地）压灾害的概念及成因1、矿（地）压的概念由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力。矿（地）压显现；矿（地）压灾害的常见类型：采掘工作面或巷道的冒顶片帮、采场（采空区）顶板大范围垮落、冲击地压（岩爆）。2、矿（地）压灾害的成因,三、矿（地）压灾害及防治技术,（二）矿（地）压灾害防治技术1、井巷支护及维护类型：锚杆支护与锚喷支护、混凝土及钢筋混凝土支护（是立井井筒、运输大巷及井底车场所采用的主要支护方式）、棚状支架支护。2、采场地压事故防治技术3、搞好地质调查工作4、坚持正规循环作业、严格顶板监测制度5、冲击地压（岩爆）预防技术,三、矿（地）压灾害及防治技术,（三）地下矿山冒顶事故的救护及处理1、一般原则2、抢救遇险人员方法3、冒顶事故的处理方法,三、矿（地）压灾害及防治技术,（一）矿山火灾的分类及特点分为内因火灾和外因火灾。外因火灾是指由于外来热源，如明火、爆破、瓦斯煤尘爆炸、机械摩擦、电路短路等原因造成的火灾。内因火灾是指煤（岩）层或含硫矿场火灾。,四、矿山火灾及防治技术,（二）地下矿山内因火灾防治技术1.煤炭自燃倾向性分为易自燃、自燃、不易自燃3类。2.煤炭自燃的预测预报主要采用气体分析法：预测预报指标、束管集中检测系统。3.煤炭自燃的预防技术：惰化、堵漏、降温及其组合。4.火区封闭、管理和启封,四、矿山火灾及防治技术,（三）火灾时期救灾技术1、地下矿山火灾事故救护原则2、风流控制技术3、地下矿山反风技术4、火灾的常用扑救方法,四、矿山火灾及防治技术,（一）地下矿山突水源及涌水特征突水源的主要类型：大气降水、地表水、地下水、老窑（采空区）水。（二）地下矿山导水通道及探测技术自然导水通道：地层的裂隙与断裂带，岩溶通道，孔隙通道；人为导水通道：顶板冒落裂隙通道，底板突破通道，钻孔通道。,五、水害及其防治技术,（三）地下矿山防治水技术地表水治理措施，地下水的排水疏干，地下水探放，地下矿山水的隔离与堵截，矿山排水。（四）地下矿山水灾的预测和突水预兆地下矿山水灾的预测。地下矿山和突水预兆：一般预兆、工作面底板灰岩含水层突水预兆、松散孔隙含水层水突水预兆。,五、水害及其防治技术,（五）地下矿山水灾事故的救灾及处理救人、防治事故扩大。（六）地下矿山淤泥、黏土和流砂溃决事故的救灾及处理1、地下矿山溃决事故的类型。2、处理地下矿山溃决事故的行动准则。,五、水害及其防治技术,矿山生产的主要环节如采矿、掘进、运输、提升的几乎所有作业工序都不同程度地产生粉尘。（一）矿山粉尘的性质及危害粉尘的概念：全尘，呼吸性粉尘，浮尘和落尘。粉尘的性质：粉尘中游离二氧化硅的含量，粉尘的粒度，粉尘的分散度，粉尘的浓度，粉尘的吸附性，粉尘的荷电性，粉尘的燃烧和爆炸性。矿尘的危害性：包括4个方面。,六、矿山粉尘及其防治技术,（二）矿山粉尘防治技术包括风、水、密、净、护5个方面。1、采煤工作面防尘：煤层注水、合理选择采煤机截割机构、喷雾降尘、采用除尘设备。2、掘进工作面防尘。炮掘工作面防尘：打眼防尘、放炮防尘；机掘工作面通风除尘：通风除尘系统；锚喷支护防尘；3、运输、转载防尘；4、综合防尘措施。,六、矿山粉尘及其防治技术,（三）煤尘爆炸和防、隔爆技术1、矿山粉尘（煤矿煤尘）爆炸的条件。2、煤尘爆炸性评价方法：煤尘爆炸指数，煤尘爆炸性鉴定。3、防止煤尘爆炸的技术措施：防尘措施，杜绝着火源，撒布岩粉法。4、防止煤尘爆炸传播技术：被动式隔爆技术(也称隔爆措施)：岩粉、水槽、水袋棚；自动隔爆技术。,六、矿山粉尘及其防治技术,（四）矿山粉尘检测方法1、矿山粉尘浓度测定浓度标准：1mg/m3或4mg/m3；浓度测定：滤膜采样测尘，快速直读测尘仪。2、粉尘游离二氧化硅的测定：焦磷酸质量法；红外分光分析法；3、粉尘分散度的测定：包括数量分散度和质量分散度，包括显微镜法、光散射法等。,六、矿山粉尘及其防治技术,一、露天边坡灾害及防治技术（一）边坡的破坏类型滑坡；崩塌；滑塌。,第三节露天矿山灾害及防治技术,（二）边坡滑坡的影响因素1、自燃因素岩层因素、岩体结构、风化程度、水文地质、气候与气象、地震。2、人为因素坡体开挖形态、坡体内部或下部开挖扰动、工程爆破、坡顶堆载、降水或排水、破坏植被。,一、露天边坡灾害及防治技术,（三）露天边坡事故的原因主要事故类型是滑坡事故。（四）滑坡事故防治技术合理确定边坡参数；选择适当的开采技术；制定严格的边坡安全管理制度。,一、露天边坡灾害及防治技术,（一）排土场事故及原因排土场滑坡；排土场泥石流。（二）排土场灾害的影响因素基底承载能力；排土工艺；岩土力学性质；地下水与地表水。,二、排土场灾害及防治技术,（三）排土场事故防治技术1、选择最合适的地址建设排土场；2、改进排土工艺；3、处理软弱基底；4、疏干排水；5、修筑护坡挡墙和泥石流消能设施。,二、排土场灾害及防治技术,一、尾矿库的等级和安全度按照尾矿堆积方式，分为上游法、中游法、下游法、高浓度尾矿堆积法和水库式尾矿堆积法，上游式堆坝法占85%以上。（一）尾矿库的等级按全库容和坝高分别确定；分为五级，一级最高。,第四节尾矿库灾害及防治技术,（二）尾矿库安全度的分类根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定，分为四级。1、危库2、险库3、病库4、正常库。,一、尾矿库的等级和安全度,（一）尾矿坝溃坝事故（二）边坡失稳事故（三）洪水漫顶事故（四）排洪设施破坏（五）地震液化事故,二、尾矿坝（库）事故的主要类型及防治技术,（一）防洪安全检查和监测（二）尾矿坝安全检查和监测（三）尾矿库库区安全检查,三、尾矿库安全检查和监测技术,（一）尾矿库溃坝事故降低库水位，保持水平线，汛期前调洪验算。（二）尾矿坝滑坡事故,四、尾矿坝（库）事故处理技术,一、石油天然气的危险性（一）石油易燃性，易爆性，易蒸发性，静电荷积聚性，扩散、流淌性，热膨胀性，易沸溢性。（二）天然气易燃性，易爆性，易扩散性，焦耳汤姆逊效应，水合物，高压缩性。,第五节油气田事故的主要类型,（一）燃烧的形式：均相燃烧和非均相燃烧。（二）燃烧条件（三）闪点：引起闪燃的最低温度。（四）引燃温度：自动引燃和继续燃烧的最低温度。（五）石油的燃烧速度（六）天然气的燃烧速度：速度很快，火焰传播速度。（七）燃烧温度：即火焰温度。,二、火灾,（一）爆炸极限（二）爆炸的类型物理爆炸，化学爆炸。（三）爆炸的过程以化学性爆炸中爆炸性混合物爆炸为例。1、爆炸性混合物的形成阶段2、连锁反应阶段3、完成爆炸阶段,三、爆炸,（一）溢流阶段（二）井涌阶段（三）井喷阶段,四、井喷,全力防止井喷，杜绝井喷失控。一、井喷装置（一）作用（二）井控设备：监测设备、控制设备、处理设备。（三）闸板防喷器（四）环形防喷器（五）节流压井装置,第六节钻井安全技术,（一）防喷器（二）节流、压井装置和防喷管线,二、井喷装置的安全要求,（一）准确预报地层压力（二）及时发现溢流（三）溢流控制,三、钻开油气层的防喷,四、井漏后的防喷,一、射开油气层的防喷（一）一般射孔井的防喷一般采用泥浆和清水压井，井口装防喷装置。（二）过油负压射孔井的防喷采用地面全套防喷控制系统。（三）油管输送负压射孔井的防喷科学合理地选择负压差值。,第七节作业安全技术,（一）施工设计的安全要求压裂施工井场布置原则、井口装置的安全要求。（二）施工设备的安全保障高压管汇系统的定期监测、施工压力显示系统的校对与检查等。（三）施工作业的安全要求：必须有专人统一指挥。（四）施工过程中复杂情况的安全处理。,二、压裂酸化作业安全技术,首先利用现场所具备的井控和防喷设施关闭井口，及时调配压井液并泵入井内，提高井筒液柱压力来制止井喷，与此同时要搞好现场组织工作，加强安全防范措施，确保抢险工作的顺利进行。（一）多各种异常情况的处理方法（二）发生井喷后的安全措施（三）抢救工作的组织及准备（四）井喷后抢救过程中人身安全防护措施（五）井喷制止后的善后工作,三、井下作业过程中发