矿井通风日常管理

第七章矿井通风管理矿井生产条件是不断变化的，最常见的是矿山产量的变化和工作水平、地点的变化，由此可能导致采矿条件不断变化。为此要求矿井各辅助生产系统与之相适用，其中包括通风系统。这样，全矿总风量、矿井风阻、风机站位置、风机工况、通风构筑物等也要作出相应的改变。定期进行通风检查、加强通风管理、及时整改是保证矿井通风系统处于良好状态，适应采矿生产需要必不可少的重要工作。第一节矿井通风管理的内容和管理机构矿井通风的基本任务是不断地向井下各作业地点供给足够数量新鲜空气，稀释和排出各种有毒、有害及放射性气体和粉尘，调节矿内气候条件，造成一个良好的工作环境，保证井下工人安全健康，提高劳动生产率。一、矿井通风管理的内容矿井通风系统由通风网路、通风动力和通风控制设施组成，-个好的通风系统是搞好井下通风防尘工作的基本保证。矿井通风系统管理的主要内容包括：矿井通风系统的测定和评价；井下风质的测定；通风网路的调整；扇风机工况测定和调整，辅扇、局扇工况检查及布局；通风控制设施的调整与维护；改进和完善通风系统。二、矿井通风管理机构为了改善井下职工的劳动条件，消除尘毒危害，保护职工身体健康，将通风防尘工作纳入安全生产管理体制和各级经济责任制中，并作为一项重要内容进行考核。矿井通风管理组织机构：全矿通风防尘工作由生产副矿长负责，下设职能部门(安环科)主管通风防尘日常管理工作，具体由通风车间和各有关车间实施。生产副矿长在布置生产任务的同时，布置安全、通风防尘工作，并按安全生产责任制的具体内容，进行落实，组织检查。职能部门配备通风工程师1—2名，测风、测尘工人5一6名，主管通风防尘工作的技术管理和日常检查测定工作。职能部门的职责：制定通风防尘的管理制度及技术措施，并检查落实情况；指导车间通风防尘工作；结合技术部门，编制年度的通风防尘计划、安措计划、以及有关通风防尘的技改项目计划；审批全矿保健执行情况；负责职业病的检查及管理工作；配合有关部门搞好通风防尘的宣传、教育工作；检查测定通风防尘情况，及时上报，提出改进意见；审核矿山重大生产、基建、科研项目中的有关通风防尘部分的内容。-般井下矿设有专职的通风车间，负责井下的通风防尘工作。车间有正、副主任各一名，下设系统通风班(负责通风系统日常管理、通风构筑物的建筑和维护等)、局部通风班(负责局部通风等)、风机班、测尘班、钳工班等；对专职通风车间的井下矿，通风防尘工作由备车间共同承担，并由各车间的生产副主任主管，下设通风防尘组，按本单位接尘人数的5%一7%配备通风防尘工，并配一名技术人员，负责技术工作。通风防尘车间的职责有：风机的正常维护、检修、保养工作；风机及控制系统发生故障时的抢修；风门、风墙、风桥、密闭等通风构筑物的施工，对优化通风系统提出建议；局部通风工作，局扇安装、迁移、风筒的吊挂及日常维护工作,保证局部通风良好(掘进头局部通风由掘进队负责)；溜井防尘装置、风流净化装置等的安装、维修工作，负责主要运输巷道的清理及水冲洗工作；除尘器的维护、保养，保证除尘器正常使用；参加审批本单位生产设计、通风防尘设施的施工管理和竣工验收工作；本单位通风防尘的宣传教育工作，并参加因通风不良造成事故的调查、分析工作。第二节矿井通风检测及注意的问题根据金属非金属地下矿山安全规程的规定，地下矿山通风系统每年应测定一次。其目的是为了检查通风系统的风量分配、各需风点的风量、风质达标情况、漏风情况、总风量的供需情况，以及风机的工作情况，为通风系统的整改和调整提供依据。通风系统测定是矿井通风管理和检查最重要的手段，其中包括的内容较多，工作量较大，由于不同时期矿山通风工作的重点不同，需要掌握的信息也不同，因此测定工作的内容也可按需进行组合和调整，每次测定的内容可有所侧重。一、 测定和检查的主要内容：全矿的风速、风量以及工作面风质；风机工况；部分主要井巷的通风阻力测定；对通风构筑物进行全面检查。二、 风速、风量测定注意事项（一）测定前的准备工作测点布置，在通风系统图和备有关水平的平面图上，布置测点,并按序进行编号，测点布置的原则是采用较少的测点能控制住全矿的风量分配；测点断面测定，在井下井巷中，找到与测点相对应的地点，写上编号，并测定其断面面积；在测定前要向工作人员交待任务，明确分工。（二）测定时应注意的事项由若干个小组同时进行，每组3一4人，并有一经验丰富者负责；仪表要正确可靠，且要有备用；（三）测定资料整理将风量列表；按水平、地点、进风、回风、总进风、总回风分门别类，进行统计计算；2.将实测风量校正成标准空气状态的标准值；将实测风量标在通风系统图和相关的平面图上，进行系统风量平衡，找出漏风地点，分析现有系统风量分配，指出存在问题，写出报告。三、风质测定根据金属非金属地下矿山安全规程的规定，对并下作业点每月进行一次空气含尘浓度和有害气体含量的测定，逐月进行统计分析、上报，并向职工公布。这项工作一般不与系统测定同时进行，但有关资料要参加通风系统测定的分析。四、风机工况测定工作应注意的问题首先，要测定并计算风机集风器进口、扩散器出口断面和风机站测风断面面积。对不同场合、不同类型的井巷应采用不同的测算方法，测定人员知晓其原理和方法。仪器、仪表准备齐全并要有备用。不管哪一种通风方式，风机总是在风机站中工作，风机所产生的风量、风压、效率在风机站中有损失，所以测到的风机和风机站的两组参数是不一样的，而提供给通风系统的应是机站的风量、风压和效率。安装在井下的风机站及风机风量、风压、效率的测定；为了减少系统漏风，提高效率，便于管理，现在越来越多的矿山把风机安装在井下，特别是多级机站通风，大多数风机都在井下。不论是主扇通风，还是多级机站通风，只要是风机安装在井下，其测定的原理和方法都相同，风机风量在风机的扩散器出口处测定，压差在风机集风器进口和扩散器出，口处测定，风机效率需从配电柜中测得风机电动机输入的电流、电压，功率因素后计算。但是真正对系统起作用的是风机站的风量、风压、效率，根据研究发现，风机站的风压损失集中在机站前、后10一15米距离内，因此测定机站风量、风压时，测点应布置在风机前、后l0—15米处。风机参数和机站参数之间的差距，就是机站的损失，一般风压损失在30%左右。这就是井下机站的局部损失。测定无风墙风机站风机的风量、风压的方法与前述相同，而测定无风墙风机站风量、风压的方法比较复杂，测定风压时，由两人持皮托管，并由胶皮管联到压差计上（如用简单的。型管，应按1/10的斜度放置，以便精确测定），两人分别在风机前后移动，当压差计液面基本稳定时的压差即为无风墙腻机站的风压差，机站风量即可在此断面上（一般取风机上风侧）测定。五、主要井巷的通风阻力测定传统的井巷通风阻力测定方法工作量大，由于电脑测压仪的出现，它能即时直接读出测点的压力值，使井巷通风阻力的测定工作大大简化。在井下通风系统测定中，重点是测定主要进、回风井巷的阻力。特别是回风侧，其通风阻力损失占总负压的70%左右，甚至更高，因此，要降低矿井通风阻力，重点应在主要进、回风井巷采取降阻措施，如为了扩大总回风井巷的断面，减小风速，造成总回风井，降低通风运行费用，根据总体优化原则，总回风井巷的风速以6一8米/秒为优。六、对通风构筑物进行全面检查在矿井通风检查时，必须检查通风构筑物的完好情况，在系统中合理地设置通风构筑物，并使之处于完好状态，是矿井通风工作的一项重要任务。第三节井下通风岗位职责与要求井下生产（通风）岗位主要从事井下通风系统的日常维护和管理工作，为并下主要土序桌准、喷锚支护、采矿凿岩、回采爆破及出矿和辅助工序放矿、运输、井下破碎、提升等提供新鲜风流和良好的工作环境。井下通风工种主要有：井下通风工、井下通风构筑工、井下通风测气测尘工等。下面扼要介绍某矿井下通风工各种岗位职责和要求。一、井下通风工岗位岗位职责：按照工艺技术操作规程及安全技术规程要求，依据采矿生产指令，安装、操作机站风机或局扇，将新鲜空气送到作业面，稀释和排除有毒气体，以满足井下生产对通风防尘的需要。•工艺技术操作规程风机站集中控制室必须有二人操作，不准擅自离岗，非工作人员不得入内。接班后，首先对集中控制室的微机系统进行检查，确认正常后方可操作。集中控制室内各种仪器、仪表要求完好。熟悉微机操作指令，并根据采矿生产作业计划和调度指令操作微机。通风系统运行时，风门必须关闭严密，减少系统漏风。通风系统运行时，应在屏幕上监视风机运行情况，发现异常立即停机，并派员去现场处理,如不能排除应立即报告车间和场调度。7・回采爆破时，应停止采区的风机运行，并关上风机盖门，局扇要转移到安全区，防止爆破冲击波破坏。安装风机时，其风流方向应与系统风流方向保持一致。风机安装前要按有关规定检查，不得反转，不得缺相运转。局扇和风筒口与工作面的距离要求：压入式小于15米，抽出式小于15米，混合式两风机间距大于10米。风机下井或停机三天以上，启动前要进行绝缘测定，电阻不得小于0.5兆欧。风机的电缆、闸刀、起动装置、按钮开关等必须单独设置,不得与其他电器设备混用。•设备维护检修规程风机每天检查一次，构筑物每周一次，发现问题及时处理。控制室内的仪器、仪表每班都要清洁一次。风机半月除尘一次，一年上井维护保养一次（轴承加油、线圈绝缘、烘烤、装配、刷漆、调试）。•安全技术规范执行井下采矿安全通则。2.o风机应安装在无淋水、无浮石、无积水的地点，及稳固可靠的风机架上。移动、检修风机要切除电源。电缆线要悬挂，发现电缆破损，机壳带电要及时处理，处理时严禁带电作业。通风设备和材料在搬运中要按规定捆扎牢固。抬运时要互相配合，步调一致，防止扭伤。•专业知识要求△技术基本知识能在全矿通风系统图中查找出风机站、局扇和通风构筑物的位置。熟悉通风设施的作用，懂得风机通风的基本知识。3・了解风压、风阻、风量等通风的基本概念。具有电气基本知识。△设备工具基本知识 ・熟悉本岗位所用工具、风机和电缆的规格、型号和性能。掌握兆欧表、电流表、电笔的用途和使用方法。3・了解万用表等电工仪表的使用方法。-般了解微机工作原理。△工艺技术知识掌握采区风路和风机安装工艺。2・了解通风方式与通风效果之间的关系。熟悉微机指令操作过程。△质量标准知识1・了解垒面质量管理的基本知识。了解通风系统主要指标要求。△材料性能知识掌握风机、风带的性能、规格及用途。掌握导线、焰丝、开关、继电器等低压电器的规格、性能和使用范围。△其他相关知识了解采矿生产工艺流程。具有安全用电常识。•实际技能△领会应用能力能看懂工作指令单。能看懂设备名牌，并能领会、运用。能使用各种与通风有关的仪器。△语言文字能力能填写值班记录，生产日报表和交接班薄。能汇报设备工作状况和分析事故原因。△数学计算能力能进行风机电流的快速心算及风量、风速的计算。会计算采掘工作面的通风距离。能测量、计算巷道断面。能计算所需风机台数和电缆长度。△操作技能技巧熟练掌握本岗位工艺技术操作规程。能选择风机的安装位置。3i能掌握混合式通风机的安装技术。挂接风筒时，做到平、缓、直，拐弯半径尽量大，以减少风阻。能熟练地进行微机指令系统操作。△检修故障能力能凭看、听、摸、量等手段判定风机的故障部位和原因，掌握排除一般故障的方法。具有更换常用配件的能力。△其它相关能力具有触电紧急抢救能力。二、井下通风构筑工岗位岗位职责：按照通风系统要求，采用适宜的通风构筑物或辅扇将新鲜风流引向分段水平联络巷，排除和稀释有毒有害气体和粉尘，达到控制风流方向和调节风量大小的目的。•生产技术规程基本要求△工艺技术操作规程熟悉井下通风系统，风流方向和各种构筑物的作用。风桥、风门、风窗、风墙要求坚固并有锚杆固定，墙要勾缝抹面，气密性好。不出矿溜井要及时密闭，出矿溜井要有喷雾除尘装置或其他防尘设施。风机配用的电缆、焰丝和开关相应配套，单独使用，不得与其它设备、照明开关混用。风机安装前要检查风叶是否转动，机内有无杂物，安装后要经过试运转，风叶不得反转，不得二相运转，试运转时人应站在风机侧面。废巷和采空区要及时密闭，风门要便于通行和开关，平时处于关闭状态。△安全技术规程严格遵守“冶金地下矿山安全规程〃。高空作业溜并作业一定要系好安全带，二米以上构筑要搭脚手架，脚手架一定要稳固。严禁带电作业，起动风机时用螺丝刀轻点按.钮开关，身体站在配电盘侧方，以防电弧光灼伤。搬运材料时要互相协调，防止扁担、锹、镐伤人。爆破风门、风墙时要严格遵守爆破安全规程。构筑物砌完后，场地要及时清理。•专业知识要求△技术基础知识能看懂全矿通风系统图和水平巷道图。能在系统图中绘出通风构筑物的位置和类型。2・了解风压、风阻、风量等通风基础知识。熟悉安装通风设施的作用。了解通风构筑物抗冲击波知识。△设备工具知识懂得本岗位所用风机电缆的型号、规格性能和使用方法、维护知识。△工艺技术知识熟悉系统通风流程和各种构筑物的施工工艺。△质量标准知识懂得通风构筑物的质量与通风系统效率的关系。2・了解全面质量管理基本知识。△材料性能知识熟悉水泥标号、砂浆标号及其用途。△其它相关知识了解电气基本知识和砌筑瓦工知识及本岗位常用仪表的使用方法。•实际技能△领会应用能力能看懂通风工程指令单。能领会本岗位工艺技术操作规程。△语言文字能力能完整□述当班情况。能正确填写各种记录。△数学计算能力能计算各种构筑物的水泥砂浆配比及砖、砂和水泥的消耗量。能测量计算巷道断面和风窗、风门的过风断面。△操作技能技巧掌握构筑风门、风桥、风窗、风墙等通风构筑物的技能。2.能正确合理地选用和安装辅扇。△检修故障能力“能准确无误地凭听、看、触判断辅扇故障部位、原因、及时检修、排除故障。△其它相关能力能保证各种构筑物的施工质量，满足控制调节风量的要求。能分析造成污风循环的主要原因，并能及时调整。三、井下通风工测气测尘岗位岗位职责：严格遵守本岗位的工艺技术操作规程和技术规程，使用测风、测压、测尘等仪器设备测量矿井井下有关地段的风速、风压、巷道断面，测量矿井空气中有毒有害气体含量和粉尘浓度，为分析通风状态和改善通风条件提供决策依据。•生产技术规程△工艺技术操作规程测风测压时，首先要根据图纸上确定的测点及编号到现场定点、测量断面，作好标记，而后按标记测定风速，记录风向。在澌气测尘时，应根据车间指定测点到现场定位。测点应设在作业工人呼吸区域内，阵发性产尘点在工人作业时取样，连续性产尘点在工作20分钟以后取样•，并记录采样地点及周围通风设施情况使用仪表应严格按使用说明书使用，保管要注意清洁，计量仪器应按章检验。测定时间、流量、位置及现场情况等要记录清楚，测工应在采样单上签字，并注明采样时间。5・利用记重法测定时，前后记重一定要准确。△设备维护检修规程仪器仪表应严格按说明书使用和保管，按章定时送检，保证仪器、仪表准确可靠。△安全技术规程必须熟悉井下通风系统和安全出口，严格按部颁标准测尘。劳动保护用品穿戴齐全。在采区巷道作业时注意顶板浮石，在运输巷作业时应事先与井下信号控制室联系，并注意来往车辆。在回采作业面作业时应与作业机组配合好，防止机械伤人，并注意二次爆破，在回风巷作业时，应注意巷道支护情况及回风。在有风水管接头处作业时，应检查接头是否牢固，防止脱落伤人。•专业知识要求△技术基础知识掌握测尘技术。掌握各种气体测定技术。掌握测风、测尘、测各种气体的基础知识和工作原理。△设备工具知识掌握本岗位所使用的风速表、粉尘和气体采样器、分光光度计、精密天平、烘箱等仪表、仪器的功能与使用和保养知识。△质量标准知识。1・了解全面质量管理的基本知识掌握风质、风量、粉尘浓度的质量标准。掌握样品分析的质量标准。△材料性能知识掌握本岗位所使用的滤膜、器皿、蓄电池、毕托管等的性能、规格和用途。•实际技能要求△领会应用能力熟悉井下通风系统。掌握本岗位工艺技术操作规程。能看懂测风、测尘、测气所用仪器的说明书，并能熟练运用。△语言文字能力能□述当班情况。能填写现场测定有关报表，并附上简单说明。△数学计算能力能准确计算巷道断面、风阻、风量、有毒有害气体ppm值和粉尘浓度。△操作技能技巧能合理选择监测地点。掌握测风、测尘、测气所用仪器和仪表，进行风速、风压、风质、尘毒等项目的测定工作。掌握样品化验、读数、查表技能。△检修故障能力能排除仪器仪表的故障和简单仪表的校正。△其他相关能力掌握装接电气线等电工操作技能。第八章矿山防尘第一节粉尘的性质及其危害一、粉尘的产生生产过程中产生并能较长时间悬浮于空气中的固体微粒，称为粉尘。采矿生产过程中产生并能较长时间悬浮于空气中的固体微粒，则称为矿尘。矿山各生产过程，如凿岩、支护、爆破、装运、卸矿、破碎等都产生大量的粉尘。实测资料表明，井下干式作业中凿岩、爆破、装运的产尘强度分别为85%、l0%和5%,而采取湿式作业时，则分别为41.3%,45.6%和l3.1%。二、粉尘的性质1.粉尘的成分二氧化硅是地球上最常见的氧化物，它有两种存在状态：一种是结合状态的二氧化硅，即硅酸盐矿物，如长石、石棉，、滑石等，对人体的危害（除石棉）较轻；另二种是游离状态的二氧化硅，如石英、燧石等。粉尘中的游离二氧化硅是引起职工尘肺病的主要原因，含量越高，危害越大。我国矿山井下粉尘中几乎都含有游离二氧化硅，一般粉尘中游离二氧化硅的含量为30%-70%，少数矿山粉尘中游离二氧化硅的含量高达90%以上。防止硅尘危害是矿山通风防尘工作的主要任务。粉尘的浓度粉尘的浓度是指单位体积空气中所含粉尘的数量，其单位为毫克/米3,是表明粉尘危害程度的一项重要指标，浓度越高，危害性越大。大量的研究表明，煤矿工人吸入I00克以上的粉尘，金属矿山的采矿工人吸入.10—15克的粉尘，就可得Ofllfi病。为此，1979年《工业企业设计卫生标准》，对作业场所空气中的最高允许浓度作了如下规定：含有10%以上游离二氧化硅的粉尘(石英、石英岩等)，不得超过2mg/m3； ’石棉粉尘及含有10%以上石棉的粉尘，不得超过2mg/m3；含有10%以下游离二氧化硅的滑石粉尘，不得超过4mg/m3；含有10%以下游离二氧化硅的煤尘，不得超过10mg/m3。粉尘的粒度粉尘的粒度是代表粉尘颗粒大小的尺度。粉尘粒度的大小，对尘肺病的发生、发展有着直接关系。尘粒越小，对人的危害越大，特别是粒径小于5pm的呼吸性粉尘，是引起尘肺病的主要因素，对人体的危害最大。粉尘的分散度粉尘的分散度是指在一定数量的粉尘中，不同尘粒所占的百分数。我国对粉尘分散度，一般划分为四个计测范围：(1)小于2Mm;2—5Mm;(3)5—10Mm;(4)大于10〃m。粉尘组成中，小颗粒所占百分数大，即分散度高，对人体的危害性大。目前，我国矿山井下普遍推行湿式作业等防尘措施，粉尘浓度大幅度下降，但粉尘分散度比较高。根据一些实测资料，5Mm以下的呼吸性粉尘占90%左右。三、粉尘的危害粉尘的主要危害是能引起一种职业病一一尘肺病旷尘肺病是目前我国患病人数最多、危害最大的一种职业病。尘肺病是指在生产活动中吸入粉尘而发生的肺组织纤维化为主的疾病。尘肺病可分为矽肺、煤工尘肺等十二种。尘肺病按病情的发展程度分为三期，根据临床和X光检查由专门的职业卫生机构确定。影响尘肺病发生发展的主要因素是粉尘的游离二氧化硅含量、浓度和分散度。粉尘中游离二氧化硅含量越高，危害性越大；浓度越高，危害性越大；分散度越高（即小颗粒数所占比例越大），危害性越大。此外，尘肺病与接尘时间、个体防护、呼吸道抵抗能力、劳动强度等因素有关。解放前，我国厂矿劳动条件相当恶劣，尘肺病发病率很高，如湖南锡矿山，在解放前的49年当中，由于尘肺病而丧失生命的矿工达9万余人。解放后，党和政府对粉尘危害高度重视，先后颁布了《劳动法》、《矿山安全法》、《国务院关于加强防尘防毒工作的决定》、《中华人民共和国尘肺病防治条例》等法律法规，对生产中粉尘危害的防治工作作了具体规定。我国厂矿企业劳动条件大大改善，尘肺病发病率显著降低。但是目前我国生产粉尘防治工作与发达国家相比，还有相当大的差距。我国粉尘危害状况（特别是乡镇企业和矿山）令人十分担忧。据不完全统计，全国有50多万个厂矿存在不同程度的粉尘危害。到2000年底，全国累计尘肺病患者已近57万人，且自1990年以来平均每年新诊断尘肺病人l万人左右，不仅威胁千百万劳动者的身体健康，还给国民经济造成巨大损失，每年因尘肺病直接损失近50亿元。因此，搞好通风防尘工作，控制粉尘危害，是摆在我们面前的一次长期而又艰巨的任务。第二节除尘技术在矿山生产中，我国广大矿山职工及科技工作者，坚持安全生产方针，做好通风防尘工作，为保护职工的身体健康，做了大量的工作，创造出了一套适合我国国情的以风、水为主的综合防尘“八字”措施，即风一一通风除尘；水一一湿式作业；密一一密闭尘源；护一一个体防护；革技术革新；管 科学管理；教 宣传教育；查定期检查。综合防尘措施是被实践所证明了的，行之有效的经验总结。许多矿山由于长期坚持这一措施，有效地抑制了粉尘的污染和危害，取得了良好的效果。如江西下垄鸨矿就是一个典型的实例。该矿游离二氧化硅含量高达80%以上，但井下粉尘浓度合格率长期保持在85%以上。而且工人在上班时间养成带13罩，不进食，不吸烟的良好习惯。历年体检表明，自1958年入坑的工人没发现有尘肺病。一、通风除尘通风除尘的作用是稀释和排出进入矿内空气中的粉尘。实践证明，在全面采取综合防尘措施时，搞好和加强通风工作，有效地发挥通风除尘的作用，是取得良好防尘效果的重要一环。表8—1是几个矿山掘进工作面的粉尘测定资料，从中可以看出通风防尘的作用是非常重要的。因此《金属非金属地下矿山安全规程》规定，掘进工作面和通风不良的采场，必须安装局部通风设备。表8-1掘进工作面粉尘浓度测定资料粉尘浓度粉尘浓度（mg/m3矿山湿式作业（未通风）湿式作业（通风）锡矿山3.6—6.60.4—1.5盘古山3.9—6.81.4—1.9大吉山3.52.O对于呼吸性粉尘，利用湿式作业很难就地消除，而采用通风防尘稀释排除方法，对呼吸性粉尘的除尘效果十分明显。因此，在综合防尘措施中通风除尘措施极为重要。通风除尘的效果，取决于风量和风速的大小，同时必须保证新鲜风流有良好的风质。《金属非金属地下矿山安全规程》规定，入风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过0.5mg/m3。为了使粉尘能够尽快地稀释到许可浓度以下，必须保证一定的风量。风量的大小可根据F式计算，即QF—Gc・Ks/（Cx--CR） m3/s（8—1）式中Gc——产尘强度，mg/m3，由实验或现场测定确定；Ks——考虑井巷周壁湿润程度的系数，干燥周壁Ks取0.8,潮湿周壁Ks取0.2,湿式作凿岩际取0.5;Cx——空气中粉尘的许可浓度，mg/m3;Cr 入风流中粉尘的浓度，mg/m3。在矿山实际生产过程中，通风除尘的风量一般根据最低排尘风速或最优排尘风速确定。最低排尘风速能使呼吸性粉尘保持悬浮状态并随风流运动的最低风速称为最低排尘风速。矿内的最低排尘风速可参考下式计算，即y,°〉y。/厄（8-2）式中vc 粉尘的沉降速度，m/s;K。一一井巷摩擦阻力系数。最低排尘风速一般由实验方法确定。研究与实践证明，硐室型采场最低风速应不小于0.15m/s;巷道型采场和掘进巷道应不小于0.25m/s;电耙道和二次破碎巷道应不小于0.5m/s。根据实验和现场观察，这些风速能使采掘工作面的粉尘从悬浮到与空气均匀混合并随风流运动。最优排尘风速在最低排尘风速的基础上，增加排尘风速时，稍大的粉尘颗粒也能被风流排走，同时也增加了风流对粉尘的稀释作用。在产尘条件不变的情况下，粉尘浓度将随之降低。当风速增加到一定数值时，作业地点的粉尘浓度可降低到最小值，这一风速称为最优排尘风速。若风速再继续增加，将会扬起落尘，从而使粉尘浓度再次增加。国外学者的实验证明，排尘风速与煤尘浓度之间的关系是：在回采工作中，风速由0.2m/s增加到1.Om/s时，粉尘浓度随风速增加而显著降低；当风速由l.Om/s增加到2.Om/s时，粉尘浓度达到最低值；当风速超过2.Om/s时，粉尘浓度再次增高；在掘进工作面，风速由0.2m/s增加到0.5m/s时、，粉尘浓度随风速增加而显著降低；当风速由0.5m/s增加到0.7m/s时，粉尘浓度达到最低值；当风速超过0.7m/s时，粉尘浓度再次增高。实测表明，煤矿回采工作面的最优排尘风速为2.Om/s，煤矿掘进工作面的最优排尘风速为0.7m/s。国外学者的实验还表明，排尘风速与金属粉尘浓度之间的关系是：风速由0.25m/s增加到1.5m/s时，粉尘浓度随风速增加而显著降低，但风速增加到0.8m/s时，粉尘浓度达到最低值；当风速由l.5m/s增加到3.Om/s时，粉尘浓度随风速增加而降低不明显；当风速超过3.Om/s时粉尘浓度再次增高。由实验数据来看，金属矿山工作面的最优排尘风速为0.8m/s。在这个风速下，工作面粉尘浓度可降低到1.Omg/m3左右。综上所述，为了更好地发挥通风除尘的作用，降低工作面的粉尘浓度，在不超过最优排尘风速的前提下，应尽量增大排尘风速.二、湿式作业湿式作业是矿山普遍采用的一项重要的防尘技术措施，其作业设备简单，使用经济、方便、除尘效果好。因此在有条件的矿山应尽量采用。湿式作业除尘就是用水、水雾和水蒸气使粉尘湿润、粘结、增重来抑制粉尘飞扬，加速其沉降。湿式作业的原理是湿润粉尘、防止飞扬和用水捕捉悬浮粉尘。1・用水湿润沉积粉尘用水湿润沉积于矿岩堆、巷道周壁等处的粉尘或凿岩产生后尚未扩散进入空气中的粉尘，是很有效的防尘措施。目前常用的方法有两种：洒水：在矿岩的装载、运输和卸矿等作业区以及其它产尘设备场所，采用专门装置进行喷雾洒水，可显著地减少和防止粉尘产生。实测资料表明：在正常通风的条件下，不洒水于式装岩时，作业区粉尘浓度大于lOmg/m3；装岩前一次洒水，作业区粉尘浓度可降到5mg/ma左右；岩堆分层多次洒水时，作业区粉尘浓度可降到2mg/m3左右。洒水量应根据矿岩的数量、性质、块度、湿润程度以及许可浓度等因素确定，根据我国的统计资料，一般每吨矿岩洒水量为1。一20kg。用水洗壁也是经常采用的防尘措施之一，对主要入风巷道和掘进巷道要定期冲洗周壁沉降的粉尘，对净化风源，提高入风风源风质有一定效果。此外，在采矿作业点凿岩爆破、落矿及出矿等工序之前清洗巷道周壁，也是防止落尘飞扬的一项有效防尘措施。湿式凿岩：在凿岩过程中，将压力水通过钎杆中心孔送入并充满孔底，以湿润、冲洗并排出生成的粉尘，是凿岩工艺普遍采用的一种有效防尘措施。《金属非金属地下矿山安全规程》规定：凿岩必须采取湿式作业。缺水地区或湿式作业有困难的地点，应采取干式捕尘或其它有效防尘措施。湿式凿岩有两种供水方式，即中心供水和旁侧供水。中心供水是压力水通过凿岩机轴心线水针，再经钎杆中心进入孔底，旁侧供水是压力水不经过凿岩机，即由钎尾的给水套进入钎杆中心，送至孔底。目前，国内矿山大多使用中心供水式凿岩机。2・用水捕捉空气中的悬浮粉尘用水捕捉空气中悬浮粉尘的原理，是把水雾化成微细水滴并喷于空气之中，当水滴与粉尘发生惯性碰撞时，尘粒将被水“捕获”，随着水沉降下来或者被水湿润并互相凝聚形成大颗粒粉尘从气流中沉降下来，以达到降尘的目的。一般来说，矿井中的压力水来源比较方便，喷雾设备简单，安装容易，投资少，除尘效果好。同时又能湿润落尘和矿岩，所以在以下作业中，水雾除尘被广泛采用。(1)爆破降尘：爆破时，由于爆破作业区和烟尘抛掷区内，温度升高产生大量的热，可以使水或水雾汽化，雾化后的微细水滴飞散于爆破空间能降低温度，同时水滴在粉尘表面凝聚，使尘粒湿润、增重，从而迅速地从气流中沉降。因此，爆破后水雾降尘效果比较好。另外，在放炮前，利用水袋当炮泥或者在装好药的炮孔外面悬挂水袋，爆破后水袋被崩坏，袋中水被矿岩或冲击波作用飞散于空气之中，使水变成微细水滴，与粉尘接触、湿润、粘结、增重而逐渐降落下来。实验表明，利用水封爆破，即利用水袋作炮泥进行的爆破，爆破后的降尘量可达50%一70%;孔外悬挂水袋，爆破后的降尘量可达31%一53%。⑵净化风源和产尘区喷雾洒水：在入风井巷及溜井、漏斗、矿仓和井下破碎硐室等产尘区，安装若干个喷雾器组成的水幕装置，如图28—1所示。风源净化或对产尘区喷雾洒水，对沉降5Mm以上的粉尘效果显著，一般可达80%左右，对5Mm以下的呼吸性粉尘水幕捕尘效率般为25%一30%左右。此外，近年来，在井下采用了电除尘图8—1风源净化装置简图1—供水管2一喷雾器器、湿式金属纤维过滤器、湿式文丘里除尘器等，作为净化风源除尘设备，来提高呼吸性粉尘的除尘效果。防尘供水《金属非金属地下矿山安全规程》规定，防尘用水应采用集中供水方式，贮水池容量应不小于一个班的耗水量。根据上述规定，可分别计算出经常防尘用水量和甩水比较集中的爆破前后的用水量，然后取其中最大值作为矿井防尘的用水量。同时又规定：防尘用水水质应符合卫生标准要求，水中固体悬浮物应不大于150mg/L，pH值应为6.5一8.5。目前大部分矿山防尘用水是用坑内水，由于其含杂质较多，不宜直接应用，使用时需作净化处理。常用的净化方法是沉淀和过滤二级净化。过滤池多用不同的砾石和砂子作过滤层，如果水呈强酸性或强碱性还需要进行中和处理。三、密闭抽尘及净化密闭的目的是把局部产尘点或设备所产生的粉尘局限在密闭空间内，防止其飞扬扩散，并为抽尘净化创造有利条件，这对集中高强度产尘点是非常重要而有效的防尘措施。对于地下矿山来说，高强度产尘点主要有破碎硐室、主溜井、混凝土搅拌硐室等处，而《金属非金属地下矿山安全规程》规定：井下破碎硐室、主溜井等处的污风应引入回风道。因此，密闭抽尘及净化措施在新建矿山井下应用较少，而在老矿山井下及选矿场(车间)应用较广。但对于有的地下矿山，如利用箕斗曜笼混合井作主井的矿山，破碎硐室、主溜井、混凝土搅拌硐室等处的污风引入回风道井巷工程费用相当大，应采用密闭抽尘及净化措施。密闭的型式和要求根据产尘设备的类型和作用，相应的密闭方式可分为：整体密闭：将产尘区全部或大部分密闭起来，在密闭区域外面进行作业，通过对观察窗口监视设备运转。整体密闭适用于产尘面积较大、诱导风流较强、机械振动较大的有产尘设备。如对矿中的破碎机、翻笼等，可采用整体密闭。局部密闭：只将设备产尘部分密闭起来。生产操作设备在密闭外进行。这种方式适用于产尘强度不高，罩内诱导风流不大，不需要经常检修的地点，如干式凿岩孔口，皮带运输机运转点的溜槽底座等。密闭室：将产尘点或设备全部密闭起来，工人在密闭室外操作，但可进入室内检修，适用于产尘面积大、检修频繁的设备。为了提高密闭的防尘效果，密闭装置应保持严密，而且密闭和产尘设备联接处最好用柔性材料，避免密闭因设备振动而受到破坏。同时密闭装置不应防碍操作和检修，并设置观察窗口等。密闭抽风量的确定产尘点或设备密闭之后，因矿岩下落，设备运转等原因，在密闭内会产生空气流动并形成正压，使粉尘通过密闭不严密处外逸造成污染。因此，应对密闭进行抽风，形成一定的负压，防止粉尘向密闭外部扩散。密闭内的抽风量主要由两部分组成：即矿岩下落运动产生的诱导风量Qi和因密闭不严吸入的风量Q2。因而密闭内的抽风量为：Q=Q1+Q2 (8—3)诱导风量Q大都是根据试验和经验数据来确定。各种采暖通风设1计手册及通风防尘参考资料中，对一些典型设备提出了除尘抽风量的一些计算方法和参考数值，可供参考选用。吸入风量q2是根据密闭内形成的负压和密闭装置上的裂隙和孔洞的总漏风面积来计算。除尘器的选用除尘器是利用作用于粉尘粒子的重力、惯性力、离心力、粘附力、电力等作用力使粉尘从空气中分离出来的一种装置。除尘器可分为干式和湿式两大类。选择除尘器主要看它的除尘效率，同时考虑设备的阻力，处理能力，运转可靠性，设备和运行费用，操作和维护工作的繁简等因素。除尘器选定后，还要根据抽风量，降尘装置管网的'阻力等因素选择与之相匹配的风机。常用除尘器如表8—2。表8—2常用除尘器性能表除尘器名称除尘原理最小捕集粒径(”m)除尘效率(%)阻力(Pa)适用粉尘浓度(g/m3设备费运转费适用条件重力沉降室重力沉降5040—6050—1500小小预处理惯性除尘器惯性碰撞2050,—70200,—500小小预处理旋风除尘器离心力2060—85400一一8001—20由由不适用于粘结性强的粉尘多管除尘器离心力580—901000—15001—20由由湿式除尘器扩散碰撞0.160—90500—10000<1中大不适用于有增水性和水硬性的粉尘袋式除尘器拦截惯性扩散0.195—99.5800—15000.2—70大由—大不适用于有粘结性和吸湿性的粉尘电除尘器静电吸引0.190—99.550—250<0.2大小—由比电阻104一5X1.01Q•cm.粉尘浓度低除尘器的除尘效率是除尘器捕集下来的粉尘重量与进入的粉尘重量的百分比，是表示除尘器性能的一项重要指标。可按下式计算，即：n=(1-Q1«C1/Q0«C0)X100 (8-4)式中Q。一一进入除尘器的风量，m3/min;C0——进入除尘器的粉尘浓度，mg/m3；Q] 由除尘器排出的风量，m3/min;q 由除尘器排出的粉尘浓度，mg/m3。一般进入除尘器的风量等于排出的风量，即除尘器漏风量为零，30/73则：n=(1-C1/C0)X100 (8-5)四、个体防护个体防护是防尘措施不可缺少的组成部分。通常是用防尘口罩等预防粉尘对人体的危害。《金属非金属地下矿山安全规程》规定：接尘作业人员必须佩戴防尘口罩。防尘口罩的阻尘率应达到I级标准要求(即对粒径不大于5Mm的粉尘，阻尘率大于99%)。防尘口罩分为简易式和复式两大类，其主要技术性能见表8—3。表8—3防尘口罩主要技术性能表项目名称指标复式防尘口罩简易式防尘口罩除尘效率(%)1类〉99.0，11类〉95.01类〉99.0，11类〉/95.0，111类〉90.0阻力(Pa)吸气＜49，呼气＜29.4吸气＜39.2，呼气＜29.4泄漏率(%)<5<10质量(g)<150<70选用防尘口罩时，应根据粉尘最高允许浓度和环境的粉尘浓度选用各类防尘口罩。参照表8—4。表8-41类防尘口罩的适用范围防尘口罩阻尘效率适用范围粉尘最高允许浓度(m9/m3)环境粉尘浓度(m9/m3)>99.01<1002<2004<40010<1000第三节测尘技术为了及时了解井下备作业地点的粉尘状况，正确评价劳动条件，鉴定通风系统的好坏和防尘措施的效果，同时为改善和提高通风防尘工作提供可靠的科学依据，掌握粉尘动态，必须对井下各作业场所定期进行粉尘测定。矿内大气中粉尘监测的项目主要有粉尘浓度、粉尘分散度和粉尘中游离二氧化硅含量。《金属非金属地下矿山安全规程》规定：定期测定井下各产尘点的含尘浓度，凿岩工作面应每月测定两次，其它工作面每月测定一次。粉尘中游离二氧化硅的含量，应每年测定一次。目前，国内部分矿山已开展呼吸性粉尘监测工作。《中华人民共和国矿山安全法实施条例》规定：采用个体采样方法检测呼吸性粉尘的，每季度至少检测一次。一、粉尘浓度的测定粉尘浓度是衡量作业场所环境质量的重要指标之一。矿内大气中粉尘浓度的表示方法有两种，即计重法和计数法。计重法是用单位体积空气中的粉尘的重量来表示的，常用单位为mg/m3；计数法是用单位体积空气中的粉尘的颗粒数来表示的，常用单位为粒/厘米3。我国一直采用计重法测尘。矿内大气中粉尘浓度的测定方法很多，目前我国主要采用滤膜计重法测定粉尘浓度。测定原理滤膜计重法测定粉尘浓度的原理:利用抽气设备抽取一定体积的含尘空气，将粉尘阻留在滤膜上，根据滤膜增加的重量和通过滤膜的空气体积计算出粉尘浓度，即：C=Wi-W2/QtX1000mg/m3 (8-6)式中W1 采样后滤膜的重量，mg;W2 采样前滤膜的重量，mg;Q 采样流量，L/min;t 采样时间，min。测定主要器材滤膜计重法测定粉尘浓度主要器材有采样器、滤膜、转子流量计和天平。采样器：目前我国粉尘采样器的种类很多，同时还有多种类型的呼吸性粉尘采标器和快速测尘仪。滤膜：是一种由高分子化合物制成的超细合成纤维构成物。有9540mm和声75mm两种。前者平面安装，适用于含尘浓度低于100mg/m3的场所。后者为锥形安装，适用于含尘浓度大于100mg/m3的场所。转子流量计：用流量为l0—80L/min的转子流量计。天平：用感量为万分之一克的分析天平。测定程序采样前滤膜的准备：用镊子取下滤膜两面的夹衬纸置于规定的天平上称量并记录初始重量；然后将滤膜装入滤膜夹，当滤膜无折皱或缝隙时，放入带编号的样品盒里备用。采样器的架设：取出准备好的滤膜夹，固定在采标器上，采标器的入口应迎向含尘气流。一般平巷掘进在距离工人操作地点3一5m的下风侧呼吸带采样；天井作业在天井下的回风流中采样；采场作业在距产尘点3^5m的回风流中采样；电耙作业在距工人操作地点5m处采样；漏斗放矿、出矿、溜井倒矿和放矿在下风侧3m处采样；喷桨、打锚杆在距工人操作地点的下风侧5一10m处采样。采样的持续时间。根据采样时生产场所的粉尘浓度估计值及滤膜上所需粉尘增重的最低值确定采样持续时间，但一般应大于10分钟。采样持续时间也可按下式计算：t=Wx1000/CQ式中W——粉尘增重的最低值，mg；C——采样时粉尘浓度估计值，mg/m3；Q 采样时的流量，L/min。’收集在滤膜上粉尘的重量一般不应小于1mg。当粉尘浓度高于2mg/m3时，抽气量应不小于0.2m3；当粉尘浓度低于2mg/m3时，抽气量为0.51m3。采样的开始时间：连续产生粉尘的作业点；应在作业开始20分钟以后进行；阵发性的产尘作业点，应在工人工作时进行。采样流量为10—80L/min。在整个采样过程中应注意保持流量稳定。(6)采样时，应按表8—5记录。表8-5粉尘浓度记录表采样地点作业类别样号采前重(mg)采后重(mg)增重(mg)采样流量(L/min)采样时间(min)采样体积(m3)粉尘浓度(mg/m3)备注年月日 记录人：采样结束后，取出滤膜夹，受尘面向上，迅速放入样品盒内，带回实验室称量分析。采样后的滤膜可直接称重。如果采样时的相对湿度在90%以上或有水雾存在，则应将滤膜放入干燥器内2小时后称重，再放入干燥器中30分钟后再称，直至相邻两次的重量相差不超过0.1mg为止。滤膜上的油脂不得去掉。根据公式(8-6)计算粉尘浓度。二、粉尘分散度的测定粉尘分散度的表示方法有两种，即重量分散度和数量分散度。重量分散度是指在一定数量的粉尘中，各种不同粒径的尘粒所占的重量百分数；数量分散度是指在一定数量的粉尘中，各种不同粒径的尘粒所占的数量百分数。我国通常采用数量分散度。粉尘分散度测定的方法很多。我国常用滤膜溶解涂片法测定。测定原理用有机溶剂将样品滤膜溶解，并搅拌均匀，使粉尘粒子均匀地混悬于溶液中，然后取出一滴置于载物玻璃片上涂成粉尘标本，在显微镜下进行粉尘分散度测定。主要试剂及器材。醋酸丁酯，(2)瓷坩埚或小烧杯，(3)玻璃滴管，(4)载物玻璃片，(5)生物显微镜，(6)目镜测微尺，(7)物镜测微尺。以上器材在使用前须擦洗干净，避免粉尘污染。粉尘标本的制备将已采有粉尘的滤膜放在瓷坩埚或小烧杯中。『用吸管向瓷坩埚中加入1—2ml醋酸丁酯，用皱璃棒充分搅拌，使其混悬均匀。用滴管吸取混悬液功11二小滴于载物玻：璃片上并左右摇动数次，使其分散。然后用另二载物玻璃片向前推片，经一分钟后即可出现一层粉尘薄膜。贴上标签，注明标本的编号及采样日期。制好的标本可保留在玻璃平皿中，避免外界粉尘的污染，然后在显微镜下进行粒度的测定。如果在镜下发现粒子密集而影响测定时可加入适量的溶剂稀释，重新制备标本进行测定。以上各次操作均应尽量避免外晃粉尘的污染。粒度的测定(1)目镜测微计的标准：在600—675倍下用物镜测微计校对出目镜测微计每-刻度的长度。被正时是观察物镜测微计和目镜测微计两者标尺相重合的两线之间的各自格数，计算出目镜测微计每格代表的实际长度。例如物镜测微计10格等于目镜测微计的45格，因物镜测微计每格的实际长度为10〃m，故目镜测微计每格长度为10x10/45=2.2〃m。（2）粉尘标本的检查：将标本置于载物台上，在600一675倍镜下使用目镜测微计的刻度线正上方尘粒的一端，观察尘粒占有目镜测微计的格数，测出尘粒的大小。镜检时应无选择地按顺序逐个测量，并在样品移动方向不变的条件下，遇长径量长径，遇短径量短径，每至少测量200粒，将其记录在表8—6相应栏内，并算出百分比。表8-6粉尘分散度记录表尘粒大小（“m）<2<2—5>5—10>10粒子数（粒）百分比三、粉尘中游离二氧化硅含量的测定粉尘电游离二氧化硅含量测定方法很多，我国常用焦磷酸法。测定原理利用硅酸盐和金属氧化物溶入焦磷酸而石英几乎完全不溶这一特性，用重量法测定游离二氧化硅含量。主要试剂与器材（1）焦磷酸（将85%化学纯磷酸加热至250C，蒸去水份，至不冒泡为止，冷却，贮存于试剂瓶中）；（2）硝酸铵（化学纯）；（3）0.1N盐酸；⑷石芯或pH试纸；（5）25ml带盖瓷坩锅；⑹玛瑙研钵；（7）干燥器；（8）烧杯及硬质锥形烧瓶；（9）万能电炉和高温电炉；（10）300C温度计；（11）定量滤纸；（12）感量为万分之一克的分析天平。3.米样。采取工人操作带所自然沉降的粉尘作为样品，或用过滤器采集粉尘样品，或用特制的悬挂于生产场所的薄板所收集的粉尘作为样品。测定程序（1） 将采集的粉尘样品烘干，若有大颗粒，则应置于玛瑙研钵中磨细至5〃m以下（在皮肤上摩擦感觉光滑为度）。（2） 准确称量100—200mg样品，置于50ml硬质锥形瓶中，加入已制备好的焦磷酸（冷或热）15ml，并用细玻璃棒搅拌至完全湿润。⑶在盛有样品的硬质锥形瓶中插入法测量300‘C的温度计，将其置于可调节的电炉上迅速加热至245—250C，并保持15分钟（加热时必须注意温度不得超过250°）。（4）若样品中含有黄铁矿、黄铜矿等硫化物，则须在加焦磷酸溶解时再加数毫克结晶的硝酸铵，并在120—170C下保持3一5分钟，以溶解硅酸盐。若添加的硝酸铵量不够，可待温度冷至100°左右时，再补加硝酸铵，继续加热。⑸加热完毕后，先在室温中冷却至100—150C，再用水冷却至40一50C，然后加入50—80C的热蒸馏水稀释至40一50毫升。稀释时用力搅拌，使粘稠的酸与水完全混合。⑹将样液小心移入250一400毫升的烧杯中，用50C左右的热蒸馏水洗净锥形瓶（不要把清洗液倒掉，应加入样液中）。将样液稀释至150一200毫升，搅拌均匀，煮洗，趁热过滤，过滤时用无灰滤纸，滤液勿倒太满，一般最高位置在滤纸的三分之二处。过滤完毕，将滤纸上的沉淀物用0.1N的盐酸洗3一5次，再用蒸馏水洗至无酸性反应为止。将滤纸连沉淀物置于已恒重的瓷坩埚中，先低温炭化(切忌明火)，然后置于高温电炉中，以850—900。C灼烧30分钟，冷却后称量至恒重。如无高温电炉，可用喷灯将坩埚烧至亮红，并持续20—30分钟。游离二氧化硅含量的计算式为：S=W1-W2/WX100， % (8-8)式中W1空坩埚与沉淀物总量，克；W2——空坩埚恒重，克；W——样品重，克。‘分析误差及允许范围：对分析结果进行误差检查：其计算公式为：n=2(a-b)/(a+b) (8-9)式中口，a,b——平行样品各自的游离二氧化硅含量，％。游离二氧化硅分析的允许相对误差为：成分含量(%) 30—5010—305—-10允许相对误差(%) 2—33—88—15第九章矿井水灾第一节概述在矿井建设和生产过程中，地下水和大气降雨都有可能通过各种通道流入矿井，一般将流入矿井的水，统称为矿井水。地下水主要是指含水层积水、断层裂隙水、溶洞水体、废旧巷道积水等。地下水的涌水量与岩体的渗透系数及矿区水文地质条件有关。地表水主要是指大气降雨、降雪、江、河、湖、沼泽、水库、沟渠、池塘、小溪等。地表水的涌水量与岩体的渗透系数以及矿区当地El最大降雨量、小时最大降雨量、汇水面积等因素有关。矿井水灾是指在矿井建设和生产过程中发生的突然透水事故。当矿井涌水量超过井下排水能力时，就可能造成矿井水灾。矿井水灾不仅给矿山企业造成巨大的经济损失，而且严重威胁到井下职工的生命安全。如，1935年山东原鲁大公司淄川碳矿公司北大井的一次水灾，淹没了全矿井，死亡536人，又如，2001年7月17日，广西某矿发生二次特大透水事故，造成重大伤亡事故。在水文地质条件复杂、地下水租地表水丰富，井下涌水量大的矿井，矿井企业必须坚持“安全第一，预防为主〃的方针，切实解决建设和生产过程中的防水问题，杜绝矿井水灾事故的发生。一、矿井充水水源雨雪水。大气降雨、降雪是地表水的主要来源。特别是在汛期，大气降雨具有淹并的危险性。大气降雨、降雪融化一般从矿井：（翌井、斜井、平硐等）井口或采矿形成的地表塌陷区进入矿井。有时雨水和黄泥一起涌入采场严重威胁矿井安全生产。如1998年7月，湖北某铁矿连续两次遭遇百年不遇的暴雨袭击，虽经该矿数千名职工奋力抗洪抢险，但仍有100多万m的洪水从地表塌陷区涌入井下，矿井被淹，停产数月，直接经济损失数千万元。江湖沼泽积水矿区地表附近的江、河、湖、海、沼泽、水库、池塘、小溪等地表水，如通过断层、裂隙、溶洞等相通，则地表水有可能涌入井下造成水灾；或汛期矿区上游的水体暴满、分洪等有可能从井口或地表塌陷区涌入井下造成水灾。如辽宁某矿因掘透了贯通地面储水池的裂缝而使全矿淹没，造成重大伤亡事故。含水层积水矿井所在的岩石层和具有卡斯特溶洞的石灰岩层都是危险的含水层，其中可能含有大量积水，如湖北某铁矿含水层有100多万m积水。当掘进巷道时若遇到这种积水，就会造成突然透水事件，如1997年10月29日，河北某矿发生透水事故，死亡14人。断层裂隙水断层裂隙通常是破碎松散的，易于积水。这种断层裂隙水也是造成矿井透水事故的危险水源。废I日巷道积水废旧巷道中常有大量积水，这种水的水压和水量均较大，破坏力强，易造成透水事故，且常伴有有毒有害气体溢出，如硫化氢、沼气等。二、影响矿井充水的因素自然因素1）地形：地形对矿井充水有很大影响。位于侵蚀面以下，河谷凹地以及地形低洼地区的矿床，可能是多水矿床，特别是在汛期，井下通水量可能大大增加。而位于侵蚀基准面以下的矿床，可能是无水或含水很少的矿床。2） 围岩性质：围岩的性质、结构、厚度和接触情况，对矿井充水有较大影响。围岩由松散的矿岩层或裂隙发育有溶洞的岩层（矿岩、灰岩等）构成时，岩层内有可能赋有大量积水。而围岩孔隙少，裂隙不发育（粘土、页岩、致密坚硬的矿岩等），则是隔水层或弱含水层，对矿井充水影响较小。3） 地形构造：主要是褶曲和断层，褶曲可影响地下水的贮存和补给条件。一般背斜构造处水少，向斜构造处水多。断层破碎带经常含水，并沟通各个含水层和地表水，形成良好的充水通道，所以断层往往是导致矿井透水的重要原因。当断层破碎带被粘土充填后，则溶透性下降，又可以形成隔水层。2.人为原因1） 地表塌陷区：采用崩落法开采的矿山，在采空区上部地表往往形成塌陷区。2） 废弃的巷道和采场常存在大量积水。3） 未封闭或封闭不严的钻孔。第二节矿井防治水实践证明，只要充分查明矿井水的来源，掌握矿井水的运动规律，采取切实有效的防范措施，矿井水灾是完全可以避免的。一、地表水防治在矿井地表水防治工作中，矿山企业必须查清矿区及其附近地表水流系统和汇水情况、疏水能力、积水区和水利工程情况，以及当地日最大降雨量、小时最大降雨量、历年最高洪水位，从而掌握地表水的运动规律。同时每年汛期前，组织一次防水检查，编制防水计划和制定防水措施，特别是在汛期要组织专人分三班对矿区防汛情况进行检查。地表水防治的基本要求是：合理确定井口位置。矿井（翌井、斜井、平硐等井口的标高，必须高于当地历史最高洪水位lm以上。河流改道。为防止江河水流入矿井彻底的办法是河流改道。因矿床开采而造成漏水的河流，必须改道。修筑堤坝。矿区受河流、洪水威胁时，应修筑防水堤坝；地表塌陷区、裂缝区的周围，可避开裂缝、透水岩层修筑挡水围提。地表填平或安装水泵。对地表洼地、塌陷区，可用泥土填平压实，并使其高出地面，以防地表水进入井下；范围太大无法填平时，可安装水泵排水。挖排洪沟和堵孔。位于山麓地区和山前有平原的矿井，降水可能形成山洪流入矿区，甚至淹没矿井，可挖掘排水沟将洪水引出矿区；排到地面的井水，可挖排水沟引出矿区。根据地表水变化规律，调整采矿周期。我国一些地区雨量集中，必须在汛期之前做好防汛准备工作，加固和修整地面排水工程，并采取调整开采周期的办法避开汛期。二、井下水防治1.加强矿井水文地质调查观测工作矿山企业必须调查核实矿区范围内的小矿井、老井、老采空区、现有生产中的积水区、含水层、岩溶带、地质构造等详细情况，并填绘矿区水文地质图；应查明矿坑水的来源，掌握矿区水的运动规律，摸清矿井水与地下水、地表水和大气降雨的水力关系，判断矿井突然涌水的可能性。超前探水对接近水体而又有断层通过的地区或与水体有联系的可疑地段，必须坚持“有疑必探，先探后才屈'的原则，编制探水设计。探水孔的位置、方向、数目、每次钻进的深度和超前距离，应根据水头高低，矿:岩）石结构与硬度等条件在设计中规定。探水时应采取下列安全措施：1） 检查钻孔附近巷道的稳定性。2） 清理巷道、水沟或其他水路。3） 在工作地点或附近安装电话。4） 巷道及其出口，应有良好照明和畅通的人行道。5） 对断面大、矿（岩）不稳、水头高的巷道进行探水，应制定安全措施计划。6） 凿探水眼时，若发现岩石变软，或沿钻杆向外流水超过正常凿岩供水量等现象，必须停止凿岩。此时，不得移动钻杆，并派人监视水情，同时立即报告车间调度室，车间调度室接到报告后，立即向矿调度室和主管矿长报告，主管矿长接到报告后，应立即组织有关人员研究制定安全措施。7） 凿探水眼时，若发现有毒有害气体和易燃气体逸出时，必须立即停机，并切断电源，禁止明火，撤出人员，并立即向车间调度室报告，车间调度室接到报告后，.立即向车间主管领导报告，车间主管领导接到报告后应立即组织有关人员采取措施处理。8）探水工作，应由有经验的人员根据设计进行。堵水1）设置防水闸门：防水闸门用于巷道内，为防止可能发生的透水事故而设置的。防水闸门的位置、数量及结构，应由设计确定。水文地质条件复杂的矿山，井底水泵房，专用的截水、放水骜道应设置防水闸门，防水闸门应定期试验和维修，以确保其经常处于良好状态。2） 防水墙：防水墙是用不透水材料构筑的封闭挡水设施。用于隔断积水区域或有透水危险的区域与采区之间需要永久堵水的地方。3） 留防水矿柱：对于地面和井下的各种水源，一般应尽量疏干或堵塞向矿井充水的道路，以彻底解除水患。当上述方法无法实施或实施效果不好时，则需留一定厚度的矿柱截住水源。防水矿柱的尺寸根据赋存条件、地层构造、围岩性质、开采方法以及岩石移动角等因素，并考虑被隔水源压力、水量等情况选取，一般由设计确定。4）预先灌浆堵水：将预先制成的浆液通过管道压入地层裂隙，经过凝结、硬化后达到堵漏水源的目的。在下列条件下可采用灌浆法堵水：老窿积水或被淹井巷水与强大水源有联系，单纯采用排水方法不可能或不经济时;井巷必须穿过一个或几个含水丰富的含水层或充水断层，不堵住水源就无法进行掘进时；井筒或工作面严重淋水，为加固井壁，改善劳动条件，减少排水费用时；某些涌水量特大的矿井，为减少矿井涌水量，可采用灌浆法堵水源。预先排水疏干受地下水威胁的矿井，最安全最彻底的方法是预先将水疏干。疏干方法有地表疏干、钻孔疏干和巷道疏干等，也可两种方法同时采用。矿床疏干应注意以下问题：井巷开拓应先进行水仓、水泵房施工，然后进行疏干工程施工；疏干放水工作，应由有经验的人员，根据专门设计进行；⑧放水量应按照排水能力、水仓容积、天气情况等进行控制，一般不应超过设计放水量，雨季放水量应相应减少，汛期不得放水；井下疏干放水有可能导致地表塌陷时，必须事前将塌陷区的居民迁走，公路、铁路和河流改道，才能进行放水作业。放水时，应有专人对地下水水位下降情况和地表塌陷情况进行监测。第三节矿井透水事故处理一、防洪防汛汛期，矿山企业应有专人分三班倒对矿区防洪情况进行检查。发现异常情况如洪水从矿井（竖井、斜井、平硐、斜坡道等）井口涌入井下，截水沟或挡水围堤的洪水从地表洼地、塌陷区涌入井下等，应立即向主管矿长报告，主管矿长接到报告后，应立即组织人员按防水计划要求进行抗洪抢险。如洪水太大，涌入矿井的洪水无法排除或疏导时，或矿区上游水体分洪需从矿区经过有可能造成淹井灾害时，必须立即发出警报，撤出井下所有可能受洪水威胁地点的人员、主要生产设备，如铲运机、掘进台车、液压台车、电机车等应移动到防水闸门之外，或能达到井下最高分段水平或从平硐、斜坡道移到地表，同时要从下中段往上中段关闭防水闸门。二、 透水预兆掘进工作面或其他地点发现透水预兆时，如出现工作面“出汗”，顶板淋水加大、空气变冷、产生雾气、挂红、水叫、底板涌水或其他异常现象，必须立即停止工作，并立即报告车间调度室，车间调度室再报告矿调度室和主管矿长，主管矿长接到报告后应立即组织有关人员研究制定措施。如果情况紧急或采取措施无效时，必须立即发出警报，并按防水计划撤出人员、主要生产设备，关闭防水闸门。三、 排水矿井被淹后，应立即组织排水工作，排水时应注意：当水量不大或补给水源有限时，直接利用主要泵房排水，也可增加排水能力排水。当井下涌水量特别大时，必须先堵住水源后再进行排水。当井下主水泵房被淹时，应采取增加排水能力，在井筒中敷设排水设施时应注意作业人员安全。排水时应加强通风，以排出积水中二氧化碳、硫化氢等有毒有害气体。四、恢复生产被淹矿井恢复生产期间，应注意以下事项：恢复矿井通风系统，井下通风设施、通风构筑物应立即修复，被堵通风巷道应及时疏通，确保通风网路畅通。每抽干一个水巷，应进行消毒处理。及时检查和修复井下所有安全、防尘、防火、防水等设备和设施。及时修复垮冒井巷，加大支护力度，以防冒顶片帮伤人事故的发生。^恢复供电设施和电气线路时，应防止电击伤人事故的发生。恢复生产时，特别注意溜井跑矿伤人事故的发生。恢复生产时，要加强黄泥管理，成立防跑黄泥领导小组，收集历年来采场黄泥点资料，建立健全检查记录，制定防跑黄泥管理制度，杜绝跑黄泥伤人事故的发生。第十章矿井火灾凡是发生在矿山企业范围内的火灾，均称为矿山火灾。矿山火灾可分为地面火灾和矿井火灾两种。前者是指发生在工业厂房、仓库及其他地面建筑内的火灾；后者则指发生在井下巷道、工作面、采空区等地点的火灾。井□附近的地面火灾所发生的火焰或烟气随同风流进入井下而威胁到矿井生产和职工生命安全时，也称为矿井火灾。矿井火灾按其发生的原因可分为内因火灾和外因火灾。前者是指某些可燃物质在一定的环境和条件下由自热转变为自燃而引起的火灾;后者则指由于外界热源引起燃烧而酿成的火灾。矿井火灾不仅直接威胁到井下职工的生命安全，而且往往造成巨大的经济损失，因此，矿山企业必须坚持“预防为主，防治结合”的方针，认真贯彻《中华人民共和国消防法》、《中华人民共和国矿山安全法》等法律、法规和规章制度，落实防火责任制，建立健全防火管理制度，防止火灾事故的发生。第一节矿井水灾的原因矿井火灾一旦发生，就会在短时间内产生大量的有毒有害气体（主要是一氧化碳、二氧化氮、兰氧化碳等，如果采取措施不力，烟气将随风流扩散到整个矿井，从而，导致重大伤亡事故的发生。为了做好矿井火灾的预防工作，必须了解矿井火灾发生的原因。一、矿井内因火灾发生的原因矿井内因火灾发生的原因是由于矿岩的自燃。堆积的煤、含硫矿物、含碳矸石等可燃物质，在适当的环境温度下与空气接触发生氧化而产生热量，当产生的热量大于向周围散发的热量时，则该物质的温度能自行升高，这种现象称为自热。若自热过程得以持续，局部的热量不断聚积，当其超过了向外界散发的热量时，物质便不断加热，直到其温度升高到它的着火点，引起自燃。因此，矿岩自燃是由下列三个基本因素共同作用的结果，l.可燃物质的氧化性；2.空气的供给条件；3.周围介质热交换的条件。前一个因素是内因，取决于矿岩的物理化学性质。后两个因素是外因，取决于矿井的开拓、采准、采矿方法和通风情况。如湖南某矿因采空区顶板冒落的黑色碳质页岩自燃曾多次发生火灾。其黑色碳质页岩含有3%一4%的黄铁矿和炭（固定炭3.06%一5.43%）以及0.1%—0.15%的磷。采场顶板冒落后，黄铁矿等物质受空气、地下水及地表裂隙水的浸蚀而发生氧化作用，分解发热，温度不断升高，直至自燃，其反应过程为：4FeS2+1102f2Fe203+8S02+热量 （10—1）当自燃或有机物不完全氧化时遇到适量水的侵蚀，更促使黑色页岩燃烧。其反应过程为2FeS+70+2H0^2FeS0+2HS0+热量（10—2）2 2 2 4 2 4又如，铜官山矿务局、西林铅锌矿、武山铜矿及东乡铜矿等矿山都曾发生过自燃。经矿样的化学分析、矿相分析、氧化速度试验、差热分析、着火点测试及自燃试验等得知，当矿物成分主要是黄铁矿、白铁矿、胶状黄铁矿、磁黄铁矿时，因矿物在湿空气中氧化放出的热量散发不出去，蓄积起来使温度升高，高温又促进氧化，如此氧化作用的互相促进，使温度升至着火点而自燃。二、矿井外因火灾发生的原因矿井外因火灾绝大部分是由于可燃物与明火或高温物体接触，电气线路、照明和电气设备的使用与管理不善，在井下违章进行焊接作业，使用火焰灯、吸烟或无意有意点火等引起的。.明火在井下使用电石灯照明、吸烟、焊接或无意有意点火等，这些明火一旦与可燃物（如木材、油棉纱、炸药等）接触，很容易将其引燃，便可能造成火灾。l976年11月26E1，东北某矿在井下大爆破运药过程中，挂在附近岩坎上的照明电石灯突然落至17.7吨的铵油炸药堆后面，电石灯的火焰将底层药卷蜡纸燃着起火，造成多人炮烟中毒死亡。又如，1982年5月20E1,湖北某矿在副井井口改装曜笼阻车器，进行焊接作业时焊渣落入井筒引燃了木支架，造成死亡16人的特大火灾事故。.电火电气线路短路，照明灯具漏电，电气设备过负荷，电火花、电弧及高温赤热导体引燃电气设备或电缆等的绝缘，用灯泡烘烤爆破材料或用电炉、大功率灯泡取暖防潮等易造成火灾。1957年8月19日，河北某矿井下修钻房，因使用电炉烤火引燃地板及木支架，造成死亡38人，166人严重中毒的特大火灾事故。又如1976年8月16日，河南某矿因掘进工作面电缆接头处着火引燃了巷道内的竹片等可燃物，造成死亡92人、28人中毒的特大事故。.摩擦冲击井下的各种机器，如扇风机、水泵，电耙绞车等在不正常的运转条件下，摩擦发热，当散热条件不良时，有可能使热量积聚而引燃周围的可燃物造成火灾。井下巷道冒顶片帮也可能砸毁电气设备及电气线路，形成短路而引燃周围的可燃物造成火灾。如甘肃某矿顶板冒落使电缆短路引起火灾造成死亡29人，中毒13人的特大火灾事故。第二节矿井火灾的预防一、开采有自燃发火危险的矿床，设计中应做到：主要运输巷道和总回风道，应布置在岩层或者不易自燃发火的矿层内，并采取预防性灌浆或者其他有效的防止自燃发火的措施。正确选择采矿方法，合理划分矿块，并采用后退式回采顺序。根据采取防火措施后矿床最短的发火期，确定采区开采期限。充填采矿时应采用惰性充填材料。采用其他采矿方法时，必须确保在矿岩发火之前完成回采与放矿工作，以免矿岩自燃。建立独立完善的机械通风系统，在通风系统选择上尽可能采用分区通风。扇风机的风压应保证使不稳定的自然风压（特别是在冬季）对矿井通风状况不产生不利影响。保证井下作业场所有足够的风量将采掘工作面产生的热量及时排出。采用黄泥灌浆预防矿岩自燃发火时，设计中应规定钻孔网度，泥浆浓度和灌浆系统（指浆中固体体积占采空区体积的百分比）。二、开采有自燃发火危险的矿床，作业与管理应注意的问题1・有自燃发火危险的矿井，应每月对井下空气成分、温度、湿度和水的pH值测定一次，从而掌握内因火灾的特点和发火规律。有自燃发火危险的大中型矿井，宜装备现代化的坑内环境监测系统，实行连续自动监测与报警。有瓦斯和沼气渗出的矿井，应当严格执行瓦斯、沼气检查监测制度，下井人员应携带自救器，任何人不得携带烟草和点火用具下井。加强通风管理，实践证明，内因火灾的发生往往是在通风系统混乱，漏风严重的矿井里。因此，在有自燃发火危险的矿井，加强通风管理是一项重要的防火措施。1） 根据矿井生产情况的发展和变化，及时调整矿井通风系统，避免和减少串联通风和角联通风。2） 加强主要通风井巷的检查和维护，及时疏通通风井巷中的矿岩和杂物，支护跨冒井巷，确保通风网路畅通，减少矿井通风阻力，从而增加矿井通风系统风量。3） 加强通风构筑物的检查和维护，及时修复因爆破冲击波等原因破坏的通风构筑物，减少通风构筑物的漏风量，提高矿井通风系统的有效风量率。4） 加强主要扇风机的检查和检修，提高风机的完好率和开动率确保风机的正常运转。5） 加强局部通风管理，提高局扇的安装率和开动率，从而确保采掘工作面产生的热量及时排出。加强采场出矿管理，尽可能提高矿石回收率，采掘工作面不留或少留碎块矿石，工作面禁止留存坑木等可燃物。加强防排水管理。采掘工作面积留的水应及时排出，防止上部中段的水泄漏到采矿场，防尘用水水管漏水时应及时处理，减少水管“跑、冒、滴、漏”使用阻化剂，根据矿岩的物理化学性质使用阻化剂。如有的黄铁矿使用Ca（OH）2可减慢FeS2的氧化速度；又如有的煤矿使用氯化钙水溶液、硼酸盐水溶液预防煤的自燃。及时充填可能发生或已经发生内因火灾的采空区。如我国有许多有自燃发火危险的煤矿和其他矿井，利用黄泥灌浆等方式充填采空区来预防内因火灾，取得了良好的成效。严密封闭采空区的所有透气部位，即在通达采空区的所有巷道上设立防火墙，隔绝空气渗入，防止氧化作用的发展。同时要加大防火墙的检查修复力度，确保防火墙严密性。三、 预防外因火灾的发生，设计中应注意的问题结合湿式作业供水管道设计井下消防水管系统。水池容积和管道规格应考虑两者的需要。2・用木材支护的翌井、斜井及其井架和井口层，主要运输巷道，井底车场硐室，应设置消防水管。主要进风巷道，进风井筒及其井架和井口建筑物，主要扇风机房，风硐及暖风道、井下电机室、机修室、变压器室、变电所、电机车库、炸药库和油库等，均应用非可燃性材料建筑。主扇应有使矿井风流在10min内反向的措施。主要回风井、回风道应有足够的断面以确保排烟畅通。油库、木材场，有自燃发火危险的排土堆、炉渣场等，应布置在距离进风井□常年最小频率风向上风侧80m以外。四、 预防外因火灾的发生，作业和管理应注意的问题加强防火宣传教育培训，提高广大干部职工防火意识和防火技能。加大防火检查力度，对查出的火险隐患要立即组织整改，对一时难以整改的隐患必须采取切实可行的安全措施，对查出的违章人员要批评教育并考核。每年编制矿井防火灾计划，其内容包括：防火措施、撤出人员和抢救遇难人员的行动路线，扑灭火灾的措施，调度风流的措施，各级人员的职责等。防火灾计划应根据采掘计划，通风系统和安全出口的变动情况及时修改。规定专门的火灾信号，并能做到井下发生火灾时，能通知工作地点所有人员及时撤离危险区，安装在井口及井下人员集中地点的信号，应声光兼备。禁止用火炉或明火直接加热井下空气或用明火烘烤井口冻结的管道。井下禁止使用电炉和灯泡防潮、烘烤和采暖。井下禁止燃烧木料等可燃物品取暖。在井下或井口建筑物内进行焊接，应制定经主管矿长批准的防火措施。确需在井筒内进行焊接时，必须派专人监护，焊接完毕，应严格检查清理，在木结构井筒内焊接时必须在作业部位的下方设置收集火星、焊渣的设施，并派专人喷水淋湿和及时扑灭火星。井下柴油设备或液压设备，严禁漏油，出现漏油应及时处理，柴油设备或液压设备检修时，应挂有“严禁烟火”的安全标志，并配有灭火器。井下各种油类应单独存放在安全地点。装油铁桶应有严密的封盖。应采用输油泵或唧筒输油，尽量