一通三防基础知识.ppt

,一通三防基础知识,2011.04.21,何为“一通三防”？我们通常矿讲的“一通三防”是指以下内容：矿井通风安全管理，防治瓦斯、防灭火、防灭尘。下面就“一通三防”的四项内容分述如下：,一、矿井通风基础知识,1、矿内空气与通风的基本任务矿内空气是矿井井巷内空气（气体）的总称，它包括地面进入井下的新鲜空气和井下产生的有毒有害气体、矿尘等。矿内空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下以后在化学成分和物理状态上会发生一系列的变化。地面空气的主要成分由氧（O2）、氮（N2）和二氧化碳（CO2）组成，在地面空气中的体积比分别为：氧（O2）：20.9%、氮（N2）：79%、二氧化碳（CO2）：0.04%，此外地面空气中还含有数量不等的水蒸气、微生物和尘埃等。,地面空气进入井下后，其成分和性质会发生一系列的变化，主要有：（1）氧含量降低。煤岩及坑木的氧化，有害气体的混入以及人员呼吸等，会使氧含量相对降低。（2）混入有害气体。如CO2、CH4、H2S、SO2、NO2等（3）混入矿尘。（4）空气的温度、湿度、压力也发生一定的变化。,矿井的基本任务：（1）向井下各工作场所连续不断的供给适宜的新鲜空气。（2）把有毒有害气体和矿尘稀释到安全浓度以下，并排出矿井之外。（3）提供适宜的气候条件（空气的温度、湿度和风速），创造良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全及机械设备正常运转，进而提高劳动生产率。,2、矿井通风系统,风流由入风井口进入井下，经过各用风场所后由回风井排出矿井，所经过的各个路线称为矿井通风系统，它包含矿井通风方式、通风方法和通风网络三个方面的内容。,矿井通风方法,矿井通风方法以风流获得动力来源不同，可分为自然通风与机械通风两种。（1）自然通风：利用自然因素产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法称为自然通风，自然通风自然风压的大小和风流方向，主要受地面空气温度变化的影响，其方向和大小由进、回风井两侧空气柱重力差决定。规程第121条规定“矿井必须采用机械通风”，自然通风不能作为矿井的主要通风方法。（2）机械通风：利用通风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道中流动的通风方法称为机械通风，根据通风机的工作方式不同，可分为抽出式和压入式通风两种。,瓦斯矿井一般都采用抽出式通风，因为一旦主要通风机停止运转，由于空气压力升高可抑制采空区、巷道空顶处的瓦斯向巷道涌出，这对保证矿井安全会有重要意义（主要通风机一般是不会停的，一旦停运10分钟就是重大事故）,矿井通风方式,依据进、回风井之间的相互位置关系，矿井通风方式可分为下列几种基本形式：中央式通风系统：（1）中央并列式：进回风井均并列布置于井田的走向中央。（2）中央边界式：进风井大致位于井田走向的中央，回风井大致位于井田浅部边界走向的中央。,对角式通风系统进风井大致位于井田中央，回风井位于井田浅部走向上方的通风系统，按回风井在走向位置不同又可分为：（1）两翼对角式：进风井大致位于井田走向中央，回风井位于沿浅部走向的两翼附近。（2）分区对角式：进风井大致位于井田走向中央，每个采区各有一个回风井。混合式通风系统进风井与回风井由三个以上井筒，由中央式与对角式混合组成。（我们矿就属于混合式通风系统）,通风网络,风流流经的各条巷道和工作面，把矿井或采区系统中风流分岔，汇合线路的结构形式和控制风流的通风构筑物，统称为通风网络。通风网络中风路的连接形式有：串联、并联、角联。,采区通风系统,采区通风系统是指矿井风流经主要风道进入采区，流经有关巷道，清洗采掘工作面、硐室和其他用风巷道后，沿采区回风道排至矿井主要回风道的整个网络。其基本要求：（1）采区必须有独立的风道，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。（2）采掘工作面、硐室都应采用独立通风，采用串联通风时，必须遵守规程的有关规定。（3）按CH4、CO2、气候条件和工业卫生要求，合理配风。（4）通风网络要简单。（5）要有较强的抗灾和防灾能力。,回采区段（工作面）的通风系统,回采区段（工作面）的通风系统是由工作面的进风巷，回风巷和工作面组成，有“U”型、“Z”型、“H”型、“Y”型、“W”型多种方式。,名词解释,独立通风：风流从主要进风道分出，经单一的用风地点（工作面，机电硐室，炸药库，充点房）后，再进入主要回风道的风流。分区通风：采区或采掘工作面的回风流直接进入回风道，而不再进入其他采掘工作面的通风系统，也是独立通风。串联通风：采掘工作面的回风不是直接进入回风道而是串入其他工作面，硐室等用风地点的通风。上行通风：沿工作面由下而上的通风方式。下行通风：沿工作面由上而下的通风方式。循环风：局扇供给迎头的风量清洗迎头工作面后，又部分或全部被该局扇吸入再次供给迎头的现象。,局部通风（掘进通风）通常有以下几种方法：自然通风，总风压通风，引射器通风，局扇通风。应用最普遍的是局扇通风。（1）自然通风：使用在竖井开凿初期设锁口盘以前。（2）总风压通风，平行巷道导风，风筒导风，风幛导风，利用钻孔通风。（3）引射器通风（高压水射流）。（4）局扇通风：压入式，抽出式，抽压混合式。瓦斯矿井最常用的是压入式局部通风。,对局扇、风筒的安装使用规定：,（1）压入式局部通风机和启动装置必须安装在进风巷道中距回风口不得小于10米，局扇的吸风量要小于全风压供给该处的风量，以免发生循环风，局扇开关和迎头供电开关的间距要大于5米。（2）局扇要指定专人看管（淮南局是专职电工）并执行现场交接班，保证局扇的正常运转。（3）应采用抗静电、阻燃风筒，风筒口到掘进迎头的距离要符合规定。（4）高瓦斯及突出矿井局扇必须实现“三专两闭锁”（专用变压器，专用开关，专用线路，风电闭锁，瓦斯电闭锁）淮南目前大多数矿采用“双局专”供电。（5）使用局扇通风的工作面必须不准停风，无论是工作或交接班，高突矿井局扇要有主，备局自动切换装置，主局试漏或检修，备局能自动开启。,二、矿井瓦斯防治,（一）矿井瓦斯的基本知识1、矿井瓦斯及其形成矿井瓦斯是指井下有毒有害气体的总称，因主要成份是沼气（甲烷）占总量的90%.因此习惯上将沼气（甲烷）称为矿井瓦斯。,其生成：古代植物被埋压在地下与空气隔绝后在高温，高压的作用下，构成植物的三大元素，碳，氢，氧并发生化学反应，生成煤和多种气体，沼气（甲烷）就是在这个变化过程中，由于厌氧菌的作用，由植物纤维分解而生成的。植物变成泥炭，在泥炭的碳化生成煤的过程中又继续生成甲烷。据粗略统计煤生成一吨烟煤的同时可伴生600m3以上的甲烷，由烟煤变成无烟煤每吨又可伴生240m3的甲烷。在很长的地质年代中由于地质构造运动造成的裂隙大部分甲烷已逸散到大气中去，只有少部分保存在煤体和围岩中。,2、瓦斯（沼气）的性质：是无色、无味、无臭的气体，对空气的比重为0.554，比空气轻，微溶于水，有迅速扩散的性质，渗透性强，有燃烧性和爆炸性。当井下空气中瓦斯浓度高时，会相对降低空气中氧气的含量，使人窒息死亡；当与空气混合到一定浓度范围遇火就会爆炸或燃烧。严重影响和威胁矿井安全生产，它是煤矿五大自然灾害之首。,3、煤层的瓦斯含量,煤和围岩在自然条件下所含有的瓦斯量即瓦斯含量，单位米3/吨瓦斯的赋存状态1游离状态即自然气体状态。2吸附状态1）吸着：以分子的作用存在于煤体裂隙表面。2）吸收：瓦斯分子进入煤的分子团内。一克煤能吸附瓦斯的表面积可达200m2。两种状态的瓦斯在一定条件下可以相互转化。瓦斯的含量与煤种，瓦斯压力和温度有关。,4、瓦斯涌出及瓦斯涌出量,当煤层被开采时，煤（岩）体受到破坏，赋存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象叫瓦斯涌出。（涌入生产巷道中的瓦斯量）绝对瓦斯涌出量：每分钟涌出的瓦斯量QCH4：m3/分相对瓦斯涌出量：每采一吨煤涌出的瓦斯量qch4：m3/吨瓦斯涌出分普通涌出和特殊涌出两种。,煤矿瓦斯等级的划分,规程133条规定：一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。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。高瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t,且矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井,瓦斯的危害：（1）在空气中瓦斯浓度高时降低氧的含量可使人窒息死亡。（2）遇火能发生燃烧和爆炸。（3）煤（岩）和瓦斯突出。瓦斯爆炸必须同时具备的条件：（1）瓦斯浓度在爆炸范围内（5%16%）（2）高温火源（大于650）存在的时间大于瓦斯引火感应期。（3）氧气浓度大于12%.,（二）防止瓦斯爆炸的安全措施,防止瓦斯爆炸的措施主要是从消除瓦斯爆炸条件入手：1、防止瓦斯的积聚（通风，抽采，监控及时处理）2、防止引燃瓦斯（禁止火源，加强电气设备管理，使用安全炸药，严禁随意停，开局扇等）3、防止瓦斯事故的扩大（分区通风，防爆门、盖，隔爆水棚，岩粉棚，预防和处理事故预案）,（三）防止煤与瓦斯突出,煤与瓦斯突出是煤矿井下采掘过程中，在很短时间内，从煤（岩）壁内部向采掘空间突然喷出煤（岩）和瓦斯的现象。突出是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象。煤与瓦斯突出的危害主要表现在破坏巷道，设备，系统，冲击伤人，煤流埋人，瓦斯造成人员窒息，引起瓦斯，煤尘爆炸，延误生产等。,煤与瓦斯突出的预兆1、有声预兆：顶板来压，支架劈裂声，掉渣声，煤壁发生震动，从煤体深部发出煤炮声。2、无声预兆：瓦斯涌出异常，瓦斯忽大忽小，打钻喷孔，夹钎，顶钻等，煤层紊乱，煤厚，倾角急变，见断层等迎头变冷或出现“黑烟”现象。区域综合防突措施1、区域突出危险性预测2、区域防突措施（开采保护层，钻孔预抽，煤层注水等）3、区域措施效果检验4、区域验证局部综合防突措施1、工作面突出危险性预测2、工作面防突措施3、工作面措施效果检验4、安全防护措施,三、矿井防灭火,矿井火灾是煤矿中一种严重的自然灾害。是指在矿山企业范围内所发生的火灾。根据火灾发生的地点不同分为地面火灾和井下火灾两类。按引火热源不同又可分为外源火灾和自燃火灾两类。外源火灾是指外部热源如明火，放炮，机械火花，电流短路，静电等引起的火灾。自燃火灾是煤炭氧化自燃造成的火灾。外源火灾多发生在风流畅通的地点，氧气充足，来势较猛，很快出现烟雾和火焰，因而易于及时发现扑灭。如果发现不及时或灭火方法不当，将会造成严重的后果。自燃火灾多发生在风流不畅的地方（采空区，煤柱内，高冒处等）氧气不足，发展缓慢，发生征兆不明显，因而难于发现，难于扑灭。,火灾的危害：1、物资器材损失。2、煤炭资源大量被烧毁或冻结。3、造成人员伤亡（烧伤，中毒）。4、引起瓦斯，煤尘爆炸（火风压，破坏巷道系统，风流逆转）。煤炭自燃必须具备的条件：1、煤有自燃倾向性。2、有连续供氧的条件。3、热量易于积聚。煤炭自燃的三个阶段1、低温氧化阶段（潜伏期）2、自热阶段（自热期）。3、燃烧阶段（燃烧期）。煤炭自燃经常发生的地点1、遗煤而未及时封闭或封闭不严的采空区。2、巷道两侧受压破坏的煤柱。3、巷道堆积的浮煤或冒顶垮帮处。,煤炭自燃发火的判定煤层在开采过程中出现下列情况之一者，即可认定为发生了自燃发火。1、煤炭自燃引起明火。2、煤炭自燃产生烟雾。3、在采空区或巷道风流中测的一氧化碳浓度超过矿井自燃发火临界值指标。煤层的自燃发火期所谓自燃发火期是指煤自揭露之日起至发生自燃发火时为止的时间，一般以月为单位。回采工作面从开切眼掘完之日起至发生自燃发火时为止计算。煤炭自燃发火的初期征兆1、视觉感觉：“煤壁出汗”。2、气味感觉：煤油味，汽油味，松节油或焦油味。3、温度感觉：空气温度及出水温度明显增高。4、疲劳感觉：头痛，精神不正，不舒服，有疲劳感（CO所致）。,火灾防治预防外因火灾：1、井下防止明火。2、防止电气火源。3、防止放炮火源。预防煤炭自燃发火：1、正确选择开拓，开采方法。2、防止漏风（采空区要及时封闭，片帮漏顶处及时喷注浆）3、均压防火。4、预防性灌浆。5、注氮。6、束管监控。矿内灭火灭火方法可为：直接灭火法，隔绝灭火法和联合灭火法。直接灭火法：1、用水灭火。2、用砂子或岩粉灭火。3、化学灭火器灭火。4、高倍数空气机械泡沫灭火。5、挖除火源。6、局部注浆灭火。隔绝灭火法：砌筑密闭墙将火区封闭起来。联合灭火法：密闭，注浆，均压，注氮并用。,四：防尘防治,矿尘及其危害性在煤矿生产过程中产生的各种矿物的细微颗粒叫矿尘。分煤尘和岩尘两中。凡粒径小于1mm的煤炭颗粒叫煤尘，凡粒径小于5m的岩石颗粒叫岩尘。悬浮于空气中的叫浮尘，从空气中降落下来的叫落尘。其危害性：1、尘肺病（长期接触矿尘者的职业病）2、煤尘遇火可发生燃烧和爆炸。3、污染环境，降低视线造成间接事故。,矿尘的浓度：空气中所含的数量即矿尘浓度，它有两种指标去量度1、每立方米空气中所含浮尘的数量单位：mg/m3。2、每立方米空气中所含浮尘的粒数单位：粒/cm。煤尘爆炸的必要条件1、有一定的煤尘浓度（45g/m3-2000g/m3）2、引爆热源（610-1050）3、空气中的氧浓度大于18%。以上三个条件缺一不可。,煤尘爆炸的危害：1、爆炸产生高温；爆炸瞬时温度可达23002500。能引起矿井火灾，烧毁设备，烧伤人员，也是发生连续爆炸的主要热源。2、爆炸产生高压；损坏设备，推倒支架，造成冒顶和人员伤亡，使矿井遭受严重破坏。3、爆炸产生冲击波；速度可达2