特殊工：矿井重要灾害与防治

1、第一节矿井空气与通风煤矿井工生产是地下作业，自然条件比较复杂。地面空气在进入井下并流经各作业场所的过程中，将掺入有毒有害气体和矿尘，成分逐渐发生变化。同时，由于地热作用，人体和机械的散热、水分的蒸发等，井下空气的温度和湿度都会显著提高，造成不良的气候条件。因此，对矿井必须进行合理的通风。一、矿井通风矿井为什么要通风矿井通风就是把地面空气连续不断的送往井下，同时连续不断地把井下污浊空气排出井外。通风的作用如下：（1）供给井下人员足够的新鲜空气，满足人员呼吸需要；（2）冲淡、排除井下有毒气体和粉尘，保证工作人员不中毒、保持空气的清洁度以防止瓦斯和煤尘爆炸事故；（3）稀释、排除井下的热量和水蒸气，创

2、造合适的气候条件，改善职工的劳动环境；（4）提高矿井的抗灾能力。由此可见，保证人身安全和矿井安全生产的措施中，矿井通风有着非常重要的意义。怎样进行通风为了达到矿井通风的目的，每个矿井必须至少有两个井口，一个作进风，一个作回风，并在回风井口安装通风机，这就叫矿井口机械通风，矿井就是靠这种通风机将地面的新鲜空气送入井下各个工作地点，又靠它把井下的污浊空气和有害气体排到地面。为了把新鲜空气按需要分送到各个工作地点，在井下各巷道中，根据通风的需要设置风墙、风门、风桥等通风构筑物。在有些巷道里还装有调节风窗，用来调节风量。这些通风构筑物是保证把新鲜风量按需要送到各个用风地点的必要手段，如进风与回风在同一

3、地点交汇时，为了使进、回风分开，在这一地点必须设置风桥；为了隔断风流，在巷道某一地点需要设置风门等等。所以任何人通过风门后，一定随手把风门关好。当车辆通过风门时，切不可把相邻两道风门同时打开，否则就会造成风流短路，这样有些地点就得不到足够的新鲜空气了。要爱护井下通风构筑物（1）风墙又叫密闭。它是切断风流或封闭采空区、防止瓦斯向矿井风流扩散的。（2）风门。它是既要切断风流又要行人和通过车辆的一种通风构筑物。（3）风桥它是隔开两支相互交凡的进、回风的通风构筑物。（4）调节风窗。它是使某条巷道风量减少的通风构筑物。矿井通风系统的组成和通风方法的种类矿井通风系统是由扇风机和通风网路两部分组成。风流由入

4、风井口进入矿井后，经过井下各用风场所，然后进入回风井，由回风井排出矿井，风流所经过的整个路线称为矿井通风系统。矿井通风方法以风流获得的动力来源不同，可分为自然通风和机械通风两种。（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叫做自然通风。自然风压一般都比较小，且不稳定，所以煤矿安全规程规定：每一矿井都必须采用机械通风。（2）机械通风：利用扇风机运转产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法叫做机械通风。采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井的通风工作，在通风管理工作中应给予充分重视，特别是高沼气矿井尤应注意第二节矿井瓦斯危害及防

5、治我国目前国有重点煤矿大多数属于瓦斯矿井，其中高瓦斯矿井和突出矿井占全国矿井总数的44%。瓦斯给煤矿生产带来极大的危害，尤其是瓦斯爆炸事故，在煤矿重大事故中占有很大的比重。因此，预防、控制瓦斯爆炸事故，是实现煤矿安全生产的关键。一、瓦斯爆炸事故的规律瓦斯爆炸事故的规律，是煤矿生产中的瓦斯违背生产规律的异常运动，在与引爆的火源、空气中的氧气异常结合，发生了爆炸灾变的普遍性表现形式。其具体规律主要来自瓦斯积聚超限的异常状态、引爆火源产生的异常状态，以及瓦斯、引爆火源、空气中氧气三者异常结合而导致与构成的瓦斯爆炸事故。1.瓦斯的特征及危害瓦斯，又名沼气，化学名称叫甲烷。它是一种无色、无臭。无味、易燃

6、、易爆的气体。如果空气中瓦斯的浓度在55上16时，有明火的情况下就能发生爆炸。瓦斯爆炸会产生高温、高压、冲击波，并放出有毒气体。瓦斯是和煤同时生成的，并存储于煤层和围岩之中，有煤的地方一般都有瓦斯。瓦斯是无色无味，看不见、摸不着，闻不出的气体，是煤矿井下各种有毒有害气体的总称，其中甲烷占的比例最大，造成的灾害最多。主要有四大危害：（1）瓦斯可以燃烧，能导致矿井火灾事故；（2）瓦斯达到一定浓度时能导致爆炸事故；（3）瓦斯浓度过高时，能使空气中的氧气浓度过低，导致人员缺氧窒息死亡；（4）在有些矿井，高压瓦斯能引起煤与瓦斯突出，导致伤亡事故发生。瓦斯爆炸的危害（1）瓦斯爆炸时能产生大量的热，使附近温

7、度升高。在般正常风流中，瓦斯爆炸最咼温度可达1850C。在盲巷爆炸时，温度高达2500C以上，所以造成大量人员烧死烧伤，并可能引起矿井火灾。（2）瓦斯爆炸时的气体温度很高，产生很大压力，形成很大的冲击波，开始向外直接冲击，而后向内反冲击，造成人体肢离破碎，可能引起瓦斯连续爆炸，并场起巷道内沉积的煤尘，使之参与爆炸。（3）瓦斯爆炸时产生大量有毒有害气体，主要是一氧化碳，人们吸入后短时间内就会中毒死亡。（4）瓦斯爆炸还可能破坏通讯、运输等系统和各类设施，诱发巷道冒顶，造成更大的危害。瓦斯爆炸的具体规律瓦斯爆炸需要同时具备三个条件：一是要有瓦斯源的存在，瓦斯源的浓度在5%16%；二是要有引爆的火源存

8、在；三是要有足够的氧气参与爆炸反应，一般是空气中氧气浓度在12%以上。这三者缺一是不能发生瓦斯爆炸事故的，只有这三者具备了上述条件，并且三者发生了异常结合时，才能导致瓦斯爆炸事故。但是，由于井下空气中有足够的氧气不好控制，因此，预防、控制瓦斯爆炸事故，首先应从认识掌握瓦斯积聚超限和引爆火源产生的规律着手。二、能导致瓦斯积聚超限的规律（1）瓦斯积聚超限，首先来自自身的存在。例如，煤层中的瓦斯含量高，这样瓦斯相对涌出量就大；地质构造复杂，也能形成瓦斯窝；盲巷、采煤面上隅角、局部采空区等容易使瓦斯积聚超限。（2）管理不善导致瓦斯积聚。例如，瓦斯抽放不好、抽放条件恶劣、抽放时间短、抽放量小，以及开采程

9、序、巷道布置、采掘方法不合理，均能导致瓦斯积聚超限。（3）通风不良能导致瓦斯积聚超限。例如，由于通风系统不健全、不合理；随意停开或停电停风；局部通风设置，串联风、循环风；通风网络混乱，风门经常打开，造成风流短路，出现零点通风，倒流风等，均能导致瓦斯积聚超限。（4）瓦斯检测失控。例如，由于瓦斯检测人员数量不足，漏检和失职未检，不能及时发现瓦斯积聚，因而不能及时排除瓦斯，导致瓦斯积聚超限。三、能致使引爆火源产生的规律（1）瓦斯源附近有自然发火。（2）井下使用电、火焊，抽烟等产生的明火。（3）电气设备不防爆，电缆明接头等能产生电火花。（4）放炮不装水炮泥，放明炮、糊炮，火药倒掉消燃物，放炮时打筒等均

10、能产生火花。（5）化纤衣料、非抗静电风筒、电缆等能产生静电火花。（6）各种机械或胶带磨擦能产生火花。（7）拆卸、敲打矿灯能产生火花。（8）金属支架撞击能产生火花。四、瓦斯爆炸事故的预防、控制要点在揭示了瓦斯爆炸事故的规律，认识到瓦斯积聚的异常状态和能致使引爆火源产生的异常状态，是导致瓦斯爆炸事故的物质因素之一，为了从本质上超前预防、控制瓦斯爆炸事故的发生，要重点抓好以下四个具有相互联系的环节。强化安全教育提高人们的安全科学文化素质首先要对从事煤矿井下作业人员坚持开展经常性的安全宣传教育和专业安全技术培训，使其认识掌握瓦斯爆炸事故的规律和危害，并要严格贯彻执行煤矿安全规程，做到有法必依、执法必严

11、、违法必纠，当发现自身或他人有违章作业的行为或发现瓦斯积聚超限的异常状态时，要及时加以改变，使之达到安全要求。强化瓦斯的安全管理（1）最大限度的抽放瓦斯，从根本上消除瓦斯爆炸的物质源抽出开采层、邻近层和采空区等瓦斯源中的瓦斯，减少矿井、采区和工作面瓦斯涌出，是超前预防、控制瓦斯爆炸事故的根本措施。抽放瓦斯的方法，分为开采层抽放、邻近层抽放和采空区抽放三种类型。开采层抽放瓦斯具体分为，未卸压抽放法、卸压抽放法和强制抽放法。其中，未卸压抽放法又分为，开采层工作面顺层钻孔预抽、开采层穿层钻孔预抽、密闭采掘巷道预抽、密闭巷道与钻孔集合预抽；卸压抽放法又分为工作面钻孔边采边抽、掘进巷道超前钻孔边掘边抽；

12、强制抽放法又分为钻孔水力割缝抽瓦斯、地面钻孔水力压裂抽瓦斯、预裂控制爆破抽瓦斯。邻近层抽放瓦斯具体分为，上邻近层抽放法、下邻近层抽放法和围岩抽放法。其中，上邻近抽放法又分为，顶板穿层钻孔抽放瓦斯、顶板岩石巷道抽瓦斯、顶板岩石巷道与钻孔集合抽瓦斯、地面钻孔抽瓦斯；下邻近层抽放法又分为，底板穿层钻孔抽放瓦斯、底板岩石巷道抽瓦斯、岩石巷道与钻孔集合抽瓦斯；围岩抽放法又分为，围岩裂隙钻孔抽瓦斯、围岩溶洞钻孔抽瓦斯。采空区抽瓦斯具体分为，现采区采空区抽放法、已采区采空区抽放法。其中，现采区采空区抽放法又分为，工作面尾巷抽瓦斯、工作面采空区埋管抽瓦斯；已采区密闭抽瓦斯。建立健全可靠的通风系统，保证全矿井和

13、各工作面有足够的风量强化通风的安全管理，保证工作面有足够的风量稀释瓦斯和驱散涌出的瓦斯，是防止瓦斯积聚超限控制爆炸事故的最基本、最有效的措施。因此，每一矿井必须有完备的独立的通风系统，而且要可靠、合理，按规定供给足够的风量。在瓦斯矿井中，采煤工作面和回风道都要采用上行风。掘进工作面采用局扇通风，禁止采用扩散通风，并要保证正常运转，不准循环风和串联风。采空区密闭，风门及各种通风构筑物，应符合质量标准，设施位置要适当，并加强维修管理，以防漏风。防止瓦斯积聚措施，除采用常用的风筒接头断开调风法、三通风筒调风法外，目前还研制出旋流风筒、压风引射器、自控排瓦斯装置、自控局面通风安全排放瓦斯装置等。例如，

14、旋流风筒，用于防止掘进工作面积聚瓦斯；自控排瓦斯装置用于排放巷道内的瓦斯。建立矿井瓦斯监测系统，发现并改变瓦斯积聚超限的异常状态运用安全技术装备和瓦斯检测人员对矿井和工作面的瓦斯进行监测，做到及时发现并及时改变瓦斯积聚超限的异常状态，使之达到安全要求。在高瓦斯矿井安装瓦斯爆炸危险监控仪，对掘进巷道瓦斯、粉尘的异常状态进行监控，是预防、控制瓦斯爆炸事故的安全技术措施。严格瓦斯检查与管理制度，对矿井和工作面瓦斯进行检查，每一矿井都必须按规定配备足够的瓦斯检查人员，切实做好日常生产过程中的瓦斯检查，做到及时发现并及时改变瓦斯积聚超限的异常状态。强化引爆火源的安全管理（1）强化矿井用火的安全管理，严防

15、各种明火导致的瓦斯爆炸事故。例如，在井下严禁带入火种、吸烟和用灯泡取暖；井口房、扇风机房和瓦斯泵房及附近20m不准有明火和用火炉取暖；井下和井口房内不准进行电焊、气焊和使用喷灯焊接作业等，如需要时必须严格执行报批手续。（2）强化矿井用电的安全管理，严防电火花导致的瓦斯爆炸事故。例如，井下的电气设备，工具必须防爆，并做好日常维护，保持良好的防爆性能；井下电缆接头不准有明接头、羊尾巴、鸡爪子，电缆不容许漏电，并且装设漏电保护器；维护井下电气设备时必须停电作业等。（3）强化井下放炮的安全管理，严防爆破火焰导致的瓦斯爆炸事故。例如，井下火药、雷管要严格管理；井下放炮必须用安全炸药，不合格或变质炸药不准

16、使用；打眼、装药、封泥必须接规程进行；严格执行“一炮三检”制度，不准放糊炮、明炮等。（4）强化机械磨擦和金属撞击的安全管理，严防撞击火花导致的瓦斯爆炸事故。例如，不能在通风不良的地点使用能产生撞击火花的金属物体和开动机械；瓦斯超限区抢险救灾要用专用工具；对采掘机截割部件进行处理，要采取喷雾降温措施等。另外，井下必须使用合格矿灯，如遇特殊情况，矿灯熄灭或损坏，绝对不准在井下打开电池盒或拧灯头进行修理，也不能敲打灯头和电池盒。（5）强化静电安全管理，严防静电火花导致的瓦斯爆炸事故。例如，严禁穿化纤衣服下井；井下要使用抗静电风筒、电缆和橡胶塑料制品；普通塑料、橡胶人造革不能用于井下。强化安全生产检查

17、防止瓦斯爆炸事故的安全检查，要侧重检查人们在井下作业中，违章把火种带入井下、抽烟，违章用电、违章放炮、违章敲打矿灯等具有导致瓦斯爆炸事故的异常行为；其次要侧重检查瓦斯抽放、通风管理、瓦斯监测、电气设备防爆，以及各种火源具有导致瓦斯爆炸的异常状态等，并要做到改变其异常，是之达到安全生产的客观要求，从而控制瓦斯爆炸事故的发生。第三节矿井防灭火发生在地面或井下，威胁矿井安全生产和造成损失的一切非控制性燃烧火灾，就叫做矿井火灾。一、发生火灾的基本要素引起火灾的基本要素归纳起来有以下三点：（1）热源；（2）可燃物；（3）氧气。二、矿井火灾的分类及特点（一）根据矿井火灾发生的地点分类地面火灾2.井下火灾:

18、（1）上行风流火灾;（2）下上行风流火灾;（3）进风流火灾。（二）根据矿井火灾发生的原因分类1）内因（自燃）火灾。2）外因火灾。（三）其他分类火灾A类火灾，煤炭、木材、橡胶、棉、毛、麻等含碳的固体可燃物质。E类火灾，指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液体。C类火灾，指煤气、天燃气、甲烷、乙炔、氢气等可燃气体。D类火灾，象钠、钾、镁等可燃金属燃烧形成的火灾。三、发生火灾事故时的应急处置发生火灾时要根据灾情采取以下应急避险的措施：（1）井下若发生烟气或明火等火灾灾情，应立即通知在附近工作的人员。（2）如果火灾不大，应立即组织力量将火直接扑灭。（3）如果火灾范围大或是火势凶猛，则应在撤出灾区

19、人员、保证自身安全的前提下，采取稳定风流、控制火势发展、防止人员中毒和预防瓦斯或煤尘爆炸措施，并随时保持与地面指挥部的联系，根据指挥部的命令行事如果现场人员无力抢救，同时人身安全有受威胁的可能，或是其他地区发生火灾、接到撤退命令时，就要立即进行自救和组织避灾。（4）见到火或突然接到火警通知，需要立即撤退的人员，要在判明灾情和自己实际处境以及应采取的应急措施的前提下再采取行动。任何情况下不可惊慌失措、盲目行动。紧急措施必须及时、正确、果断，即使是对待一次微小的火灾也不能麻痹大意，因为任何犹豫和疏忽都可能造成严重后果。四、发生火灾事故后安全撤离时应注意的事项发生火灾事故时，如果不能直接扑灭或控制灾

20、情，应迅速撤离火灾现场，撤离时要注意以下事项：（1）要尽最大可能迅速了解或判明事故的性质、地点、范围和事故区域的巷道情况、通风系统、风流、火灾烟气蔓延的速度、方向以及与自己所处巷道位置之间的关系，并根据矿井矿井灾害预防、事故处理计划和现场实际情况确定撤退路线和避灾自救方法。（2）撤退时，任何人无论在任何情况下都不要惊慌、不能狂奔乱跑。第四节煤尘危害及防治一、矿尘基本概念知识矿尘：指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。1、矿尘的产生（1）矿尘产生的主要因素：地质因素（原生粉尘）、生产环节因素（生产粉尘）。2、矿尘分类（1）按矿尘成分可分为岩尘、煤尘、水泥尘等多种有机、无机粉尘。（

21、2）按矿尘粒径划分粗尘：粒径大于40卩m,相当于一般筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降。细尘：粒径为1040卩m，肉眼可见，在静止空气中作加速沉降。微尘：粒径为0.2510卩m,用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降。超微尘：粒径小于0.25卩m,要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动。按矿尘的存在状态划分：浮游矿尘、沉积矿尘。浮尘和落尘在不同环境下可以相互转化。浮尘在空气中飞扬的时间不仅与尘粒的大小、重量、形式等有关，还与空气的湿度、风速等大气参数有关。(4)按旷尘的粒径组成范闱划分全尘(总粉尘)：各种粒径的矿尘之和。对于煤尘，常指粒径为1mm以下的尘粒。呼吸性粉尘：主要指粒径在

22、5卩m以下的微细尘粒，它能通过人体上呼吸道进入肺区，是导致尘肺病的病因，对人体危害甚大。3、矿尘的危害污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。如长期吸入矿尘后，轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病，而尘肺病引发的矿工致残和死亡煤尘、硫化尘在一定条件下具有爆炸性。如可爆炸性煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸。又能参与瓦斯同时爆炸。（3）加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。（4）恶化环境、降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。如综采工作面干割煤时，工作面煤尘浓度高达40008000mg/m3,工作面能见度极低，往往会导致误操作，造成人员的意外伤亡二、煤尘爆炸机理及效应煤尘爆炸机理（爆炸

23、形成过程）可爆性悬浮煤尘-遇热源加剧氧化-释放可燃可爆性气体-尘粒闪燃-急速传播-形成爆炸。（不充分反应2C+O-2CO）煤尘爆炸效应（特征）（1）形成高温、高压和冲击波气体。火焰温度达1600C1900C;理论压力为736KPa冲击波速可达2340m/s,扬起巷道落尘形成连续爆炸。（2）产生大量CO气体。一般可达2%3%最高可达8%（3）产生“皮渣”和“粘块”，统称“粘焦”。一般作为煤尘爆炸强度的判断标志物三、防止煤尘爆炸技术措施煤层注水防尘技术措施（1）作用：湿润粘结煤层，降低生尘量；增加尘粒质量，减少煤尘飞扬；增大煤体塑性，变脆性破碎为塑性破碎，减少煤尘的生成量。（2）影响煤层注水的主要

24、因素：煤层结构的发育程度、矿山压力作用、液体的粘性、瓦斯压力、注水参数等。（3）注水方式短孔注水：垂直或斜交工作面煤壁布置注水钻孔，一般孔深为23.5m;深孔注水：垂直工作面煤壁布置注水钻孔，一般孔深为525m;长孔注水：由工作面两巷沿煤层倾斜方向，平行于工作面不直注水钻孔。一般孔深为30100m;巷道钻孔注水：即由邻层巷道向开采煤层注水。（4）注水系统的构成形式静压注水系统：即利用管网将地面或上水平的水，通过自然静压差导入注水钻孔。动压注水系统：即利用机械动力将水注入钻孔。2防止引燃煤尘技术措施：即杜绝非生产热源；加强生产热源的安全管理。3隔绝煤尘爆炸技术措施：即及时清除落尘、设置水棚和岩粉

25、棚。四、综合防尘措施1、通风除尘技术2、湿式作业防尘技术3、水封及水泡泥爆破防尘技术4、净化风流防尘技术5、个体防护：即利用个体防护装备，消除矿尘对人体健康的侵害。第五节矿井水害的防治矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾。矿井水灾（通常称为透水），是煤矿常见的主要灾害之一。一旦发生透水，不但影响矿井正常生产，而且有时还会造成人员伤亡，淹没矿井和采区，危害十分严重。所以做好矿井防水工作，是保证矿井安全生产的重要内容之一。一、矿井水源分为地面水和地下水。（1）地面水引起的矿井水灾。矿井附近有江河、湖泊、池塘、水库、沟渠等积水，以及

26、季节性雨水时，当水位暴涨，超过矿井井口标高而涌入井下，或由裂隙、断层或塌陷区渗入井下造成水灾，这种水源叫地表水。受这种水危害的情况，一般有以下几种：1）位于低洼地带的矿井，由地表水冲破矿井周围围堤而流入井口，或由于歼石山、炉灰等推积位置选择不当，被洪水或雨水长年冲刷到附近的江河当中，使河床增高或造成河水超过堤或拦洪坝直接进入井口。这种地表水来势凶猛，而且伴随许多泥沙、砾石。如防备不当，常造成淹井事故；2）地表水与松软的沙砾岩层相通，当井筒掘进穿透冲积层含水层时，地表水将顺着砂砾岩层的裂隙涌入井下造成淹井；3）地表水与煤层顶底板的含水层相连通或由断层沟通，地表水通过含水层或断层进入井巷，致使发生水灾事故；4）煤层采掘以后，冒落带一旦进入老窑或与地表水系沟通，也会发生地表水涌入矿井，造成水灾事故。（2）地下水引起的矿井水灾。地下水包括地下含水层水、溶洞、断层水、老空水等。地下水造成水灾的情况，一般有以下几种：1）地下的砾岩层，流沙层和具有岩溶的石灰岩层，都含有大量积水，称为含水层。当采掘工作接近或穿透这种积水区时，就会造成透水事故；2）断层及其附近的岩层均比较破碎，在这种破碎带内有时含水或与地表水、含水层沟通，掘进时，碰到这种情况容易造