中国矿业大学煤矿讲课培训教材(矿井安全生产技术

1、第六章第六章 矿井安全技术矿井安全技术2022-6-2220032004200520062007死亡人数死亡人数 64346027593847463786百万吨死百万吨死亡率亡率3.7243.0172.762.041.4852007年不同煤炭企业百万吨死亡率年不同煤炭企业百万吨死亡率煤矿安全状况逐年好转煤矿安全状况逐年好转全国全国国有重点国有重点 国有地方国有地方 乡镇煤矿乡镇煤矿百万吨死亡率百万吨死亡率 1.485 0.3831.2693.0242022-6-2320042007，是，是1960年以来我国死亡百年以来我国死亡百人煤矿特别重大事故的高发期人煤矿特别重大事故的高发期v1、2004

2、.10.22 6 郑州大平矿难郑州大平矿难 死亡死亡148人（突出人（突出引起进风区引起进风区瓦斯爆炸瓦斯爆炸）；）；v2、2004.11.27 4 铜川陈家山矿难铜川陈家山矿难 死亡死亡166人人 （下（下隅角强制放顶隅角强制放顶瓦斯爆炸瓦斯爆炸）；）；v3、2005.2.14 1 阜新孙家湾矿难阜新孙家湾矿难 死亡死亡214人人 （冲击（冲击地压引起原低瓦斯风道地压引起原低瓦斯风道瓦斯爆炸瓦斯爆炸）；）；v4、2005.7.4 梅州大兴梅州大兴水灾水灾 死亡死亡123人人2022-6-24v5、2005.11.27 3 七台河东风矿瓦斯爆炸七台河东风矿瓦斯爆炸 死亡死亡171人人 （煤仓放

3、炮引起（煤仓放炮引起煤尘爆炸煤尘爆炸）；）；v6、2005.12.7 唐山刘官屯矿唐山刘官屯矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸 死亡死亡108人。人。（低瓦斯乡镇矿井）；（低瓦斯乡镇矿井）； 7、2007.8.17 山东新汶华源矿山东新汶华源矿水灾水灾 2 死亡死亡181人人(定性为自然灾害定性为自然灾害)。 8、2007.12.5 山西洪洞瑞之源煤矿山西洪洞瑞之源煤矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸 死亡死亡108人。（低瓦斯乡镇矿井）人。（低瓦斯乡镇矿井）2022-6-25发生煤矿安全事故的原因v煤矿生产大部分是地下作业煤矿生产大部分是地下作业v地质及开采条件复杂多变地质及开采条件复杂多变v不安全因素多不安全因素多v瓦斯

4、、煤尘、火、水、顶板五大灾害瓦斯、煤尘、火、水、顶板五大灾害第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治 第二节第二节 矿井粉尘防治矿井粉尘防治第三节第三节 矿井火灾防治矿井火灾防治第四节第四节 矿井水灾防治矿井水灾防治第五节第五节 顶板事故防治顶板事故防治2022-6-27第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治一、矿井瓦斯一、矿井瓦斯矿井瓦斯：矿井瓦斯：是指井下以甲烷为主的各种气体的总称。是指井下以甲烷为主的各种气体的总称。其主要成份：其主要成份：CH4，还有，还有CO2、N2、H2S、H2、CO和一些稀和一些稀有气体。有气体。 主要成分是甲烷，约占主要成分是甲烷，约占80 %，主要危害也是来自甲

5、，主要危害也是来自甲烷，狭义上，烷，狭义上，矿井瓦斯甲烷矿井瓦斯甲烷来源：来源：煤体及围岩中；开采活动产生的各种有害气体煤体及围岩中；开采活动产生的各种有害气体2022-6-28性质性质无色、无味、无臭；无色、无味、无臭；比重比重0.544，比空气轻，聚积于巷道顶部、工作面，比空气轻，聚积于巷道顶部、工作面上部、顶板冒落处上部、顶板冒落处可以燃烧、爆炸可以燃烧、爆炸爆炸浓度范围爆炸浓度范围5 16%， 9.1-9 .5%爆炸威力最大，爆炸威力最大，大于大于16%失去爆炸性。失去爆炸性。3、危害性、危害性甲烷本身无毒甲烷本身无毒窒息窒息遇火可爆遇火可爆2022-6-29第一节第一节 矿井瓦斯防治

6、矿井瓦斯防治 由于采掘作业，围岩受到不同程度的破坏，瓦由于采掘作业，围岩受到不同程度的破坏，瓦斯原有的平衡状态被破坏，沿裂隙、空隙涌入采掘斯原有的平衡状态被破坏，沿裂隙、空隙涌入采掘空间空间1. 矿井瓦斯的涌出形式矿井瓦斯的涌出形式 矿井瓦斯的涌出形式矿井瓦斯的涌出形式普通涌出普通涌出异常涌出异常涌出瓦斯喷出瓦斯喷出煤煤(岩岩)与瓦斯突出与瓦斯突出2022-6-210普通涌出普通涌出：均匀、缓慢、经常性地从暴露面：均匀、缓慢、经常性地从暴露面涌向采掘空间涌向采掘空间喷出喷出：较短时间内大量涌出：较短时间内大量涌出突出突出：与煤（岩）一起在极短时间（数秒或数：与煤（岩）一起在极短时间（数秒或数十

7、秒）内急剧涌出（导致严重后果）十秒）内急剧涌出（导致严重后果）2022-6-211第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治2. 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量指矿井正常生产过程中以普通涌出形式涌入矿井风流指矿井正常生产过程中以普通涌出形式涌入矿井风流中的瓦斯量。它可用中的瓦斯量。它可用绝对瓦斯涌出量绝对瓦斯涌出量和和相对瓦斯涌出相对瓦斯涌出量量表示。表示。绝对瓦斯涌出量：绝对瓦斯涌出量： 是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯量。单位是量。单位是m3/min或或m3/d。相对瓦斯涌出量：相对瓦斯涌出量：指矿井平均每采指矿井平均每采1 t煤所涌出的瓦斯煤所涌出的瓦斯量。单位是量

8、。单位是m3/t。2022-6-212第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治3. 矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级根据矿井相对涌出量和涌出形式划分为：根据矿井相对涌出量和涌出形式划分为：低瓦斯矿井：低瓦斯矿井： 10m3/t高瓦斯矿井：高瓦斯矿井： 10m3/t煤煤(岩岩)与瓦斯突出矿井：与瓦斯突出矿井：经鉴定，在采掘过程经鉴定，在采掘过程中发生过煤中发生过煤(岩岩)与瓦斯突出的矿井。与瓦斯突出的矿井。影响矿井的供风标准、电气设备选型、生产管理制度等影响矿井的供风标准、电气设备选型、生产管理制度等2022-6-213第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治三、瓦斯爆炸及其防治三、瓦斯爆炸及其防治1.瓦斯

9、爆炸及其危害u高温高压及冲击高温高压及冲击 温度温度1850以上，压力以上，压力0.74 MPa以上，风以上，风速每秒数百米，引起火灾，煤尘爆炸速每秒数百米，引起火灾，煤尘爆炸 人员伤亡、巷道和机电设备严重破坏人员伤亡、巷道和机电设备严重破坏u有害有毒气体有害有毒气体 大量的大量的CO， 人员中毒、窒息人员中毒、窒息2022-6-214第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治三、瓦斯爆炸及其防治三、瓦斯爆炸及其防治2. 瓦斯爆炸防治措施瓦斯爆炸必须同时具备以下三个条件：一定的瓦斯浓度即井下混合气体中，瓦斯浓度在爆炸界限范围内(通常为516%)。具有高温热源，点燃瓦斯的最低温度一般为650750。

10、足够的氧气即含瓦斯的混合气体中氧气浓度必须大于12%，否则，混合气体就会失去爆炸性。2022-6-215第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治瓦斯爆炸防治的主要技术措施：瓦斯爆炸防治的主要技术措施： 1）防止瓦斯积聚：）防止瓦斯积聚：可靠的矿井通风系统、及时处理可靠的矿井通风系统、及时处理局部积存瓦斯、加强安检、瓦斯抽放。局部积存瓦斯、加强安检、瓦斯抽放。 2）防止瓦斯引燃：）防止瓦斯引燃：严禁烟火、安全炸药、防爆设备、严禁烟火、安全炸药、防爆设备、防止机械磨擦产生的火花。防止机械磨擦产生的火花。 3）限制瓦斯爆炸范围扩大：）限制瓦斯爆炸范围扩大：系统本身、必要的措施。系统本身、必要的措施。2

11、022-6-216 防止瓦斯积聚：防止瓦斯积聚： 1) 加强矿井通风；加强矿井通风； 2) 及时处理局部积存瓦斯；及时处理局部积存瓦斯； 3) 加强瓦斯检查；加强瓦斯检查； 4) 对瓦斯含量大的煤层进行瓦斯抽放对瓦斯含量大的煤层进行瓦斯抽放. 防止瓦斯引燃：防止瓦斯引燃： 1) 禁止在井口及井口房使用禁止在井口及井口房使用明火明火； 2) 电器设备要使用电器设备要使用防爆型防爆型或或安全火花型安全火花型； 3) 使用安全炸药，严格执行使用安全炸药，严格执行放炮制度放炮制度； 4) 严格管理井下严格管理井下火区火区。 2022-6-217 限制瓦斯爆炸范围扩大：限制瓦斯爆炸范围扩大： 1) 分区

12、通风；分区通风； 2) 通风系统力求简单，及时封闭不用的巷通风系统力求简单，及时封闭不用的巷道；道； 3) 井口设置防爆门，防止扇风机损坏；井口设置防爆门，防止扇风机损坏； 4) 矿井主要扇风机必须有反风设备；矿井主要扇风机必须有反风设备； 5) 设置岩粉棚或水槽棚。设置岩粉棚或水槽棚。 2022-6-218第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治 风障(a)(b)图 9-1引导风流带走上隅角的沼气 （a）风幛法； （b）回风尾巷法 2022-6-219第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治图 9-2 导风板引入风流吹散沼气 2022-6-220第二节第二节 矿井粉尘防治矿井粉尘防治一、矿井粉尘

13、及其危害一、矿井粉尘及其危害 矿井粉尘：矿井粉尘：矿井生产过程中产生的固体矿井生产过程中产生的固体物质细微颗粒的总称。简称矿尘。物质细微颗粒的总称。简称矿尘。 矿尘的危害矿尘的危害 职业病（尘肺病）职业病（尘肺病） 煤尘爆炸煤尘爆炸2022-6-221第二节第二节 矿井粉尘防治矿井粉尘防治二、煤尘爆炸及其防治措施二、煤尘爆炸及其防治措施(一一)煤尘爆炸及其产生条件煤尘爆炸及其产生条件煤尘爆炸必须同时具备以下煤尘爆炸必须同时具备以下三个条件：三个条件：1）煤尘本身具有爆炸性；）煤尘本身具有爆炸性；2）煤尘必须悬浮在空气中并达到一定浓度）煤尘必须悬浮在空气中并达到一定浓度 ；3）具有高温热源能引起

14、煤尘爆炸的温度一般）具有高温热源能引起煤尘爆炸的温度一般为为700800以上。以上。 2022-6-222第二节第二节 矿井粉尘防治矿井粉尘防治(二二)煤尘爆炸防治措施煤尘爆炸防治措施1. 降低煤尘浓度降低煤尘浓度2. 消除引爆热源消除引爆热源3. 限制煤尘爆炸范围扩大限制煤尘爆炸范围扩大一般采取抑爆和隔爆措施：一般采取抑爆和隔爆措施：1）抑爆措施：在巷道内撒布岩粉。）抑爆措施：在巷道内撒布岩粉。2）隔爆措施）隔爆措施 : 岩粉棚岩粉棚 水棚水棚 2022-6-223岩粉棚412342355图 9-5 活拼式岩粉棚 1-岩粉；2-拼板；3-支架; 4-框架；5-支撑板 2022-6-224水

15、棚 2c 1.50mcccc图9-6 悬挂式水槽棚 2c 1.50mccccc ch 10cm图 9-7 放置式水槽棚 2022-6-2252022-6-226综合防尘措施综合防尘措施减尘：减尘：煤层注水、采空区灌水、湿式凿岩煤层注水、采空区灌水、湿式凿岩降尘：降尘：喷雾洒水、水封爆破、水炮泥、物理化喷雾洒水、水封爆破、水炮泥、物理化学方法学方法除尘：除尘：通风、除尘器、清扫、冲洗通风、除尘器、清扫、冲洗阻尘：阻尘：防尘口罩等个人防护措施防尘口罩等个人防护措施2022-6-227第三节、矿井火灾防治第三节、矿井火灾防治一、外因火灾及预防一、外因火灾及预防电火花、明火、碰撞火花、炸药和雷管失效电

16、火花、明火、碰撞火花、炸药和雷管失效预防同瓦斯和煤尘部分预防同瓦斯和煤尘部分二、内因火灾及预防二、内因火灾及预防 1、煤炭自燃发火的必要因素、煤炭自燃发火的必要因素 煤有自燃倾向性煤有自燃倾向性 松散破碎状态松散破碎状态 连续供氧气条件连续供氧气条件 积聚热的条件积聚热的条件2022-6-2282、防治煤层自燃的措施、防治煤层自燃的措施 采用无煤柱开采技术采用无煤柱开采技术 提高采出率提高采出率 加快工作面推进速度加快工作面推进速度 封闭好采空区，防止漏风封闭好采空区，防止漏风 采空区预防性灌浆采空区预防性灌浆开采技术开采技术通风管理通风管理2022-6-229第四节第四节 矿井水灾的预防矿井

17、水灾的预防矿井水：流入井下的所有水矿井水：流入井下的所有水水源水源 地面水（河流、湖泊、水库、山洪）地面水（河流、湖泊、水库、山洪） 地下水地下水( 表土层水、基岩水、采空区水表土层水、基岩水、采空区水)一、地面防水一、地面防水井口标高要高于历年最高洪水位井口标高要高于历年最高洪水位井田内的河、湖、池、塘和库要巯干改道井田内的河、湖、池、塘和库要巯干改道地面洼地、钻孔要填实地面洼地、钻孔要填实2022-6-230二、井下防水二、井下防水井下留：井下留： 断层煤柱断层煤柱 防隔水煤柱防隔水煤柱 不让裂隙带接触含水层不让裂隙带接触含水层生产过程中要：生产过程中要： 探、放、堵、截、隔相结合探、放、堵、截、隔相结合坚持有疑必探的原则坚持有疑必探的原则含水层含水层hh 裂隙带高度裂隙带高度2022-6-231第五节第五节 冒顶事故预防冒顶事故预防冒顶：采掘冒顶：采掘 空间内或井下其它工作地点顶空间内或井下其它工作地点顶板岩石发生坠落的事故。板岩石发生坠落的事故。一、冒顶分类一、冒顶分类根据影响范围分根据影响范围分局部冒顶局部冒顶区域性冒顶区域性冒顶2022-6-232根据冒顶原因分类根据冒顶原因分类1 、压垮型冒顶及防、压垮型冒顶及防治治原因原因：支柱可缩量或：支柱可缩量或支撑力不够支撑力不够措