一通三防培训

第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风一、矿井通风的地位和作用

(一)矿井通风的地位我国煤层赋存条件差异极大，自然条件十分复杂，每个生产矿井必须有完整独立的通风系统。依靠通风机等动力，将适量的新鲜空气，沿着既定的通风路线不断地输入井下，以满足各用风地点的需要；同时将用过的污浊空气不断地排出地面。这种对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空气的过程称为矿井通风。人们长期习惯生活在有阳光，有较稳定的化学成分、温度、湿度的环境中，一且生活环境变化剧烈，人体将感到不舒适，甚至生病。地下开采工作的气候环境与地面相比变化很大，瓦斯、矿尘、煤炭自然发火和水等灾害事故时有发生，严重地制约着煤矿的安全生产。为了在煤炭生产过程中创造良好的生产环境，对各种灾害切实可行的防治，最经济、最基础的解决方法是搞好矿井通风工作。矿井通风是矿井各生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。多年实跋证明，矿井通风是煤矿安全工作的重中之重．也是杜绝重大事故，实现煤矿安全状况根本好转的关键。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风(二)矿井通风的主要作用

(1)供给井下人员足够的新鲜空气，满足人员呼吸的需要。

(2)稀释和排除井下有害气体、矿尘，使之符合《规程》规定。

(3)调节井下气候条件，提高生产效率。《规程》规定；矿井必须采用机械通风。必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。主要通风机必须安装在地面，装有主要通风机的出风井口应安装防爆门。二、矿内空气

(一)地面的新鲜空气地面空气成分是比较固定的，是由氮气、氧气和其他成分组成的混合气体，如图7—1所示。按体积的百分比计算，大约是：氮气78％，氧气21％，稀有气体0.94％，二氧化碳0.03％和杂质0.03％。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风(二)矿内空气矿内空气是指来源于地面的新鲜空气和井下产生的有害气体和浮尘的混合气体。成分与地面空气相同或近似的空气叫做新鲜空气；受到井下浮尘和有害气体污染的空气叫做污浊空气。

1．主要成分的性质

1)氧气氧气是一种无色、无味、无臭的气体，化学性质比较活泼，易使其他物质氧化，对空气的相对密度为1.105，能助燃和供人呼吸。氧对人的生命关系非常密切，就像鱼离不开水一样。最适宜人呼吸的氧气浓度为21％，当氧气浓度降到17％时，人静止时无影响，但工作时能引起喘息，呼吸困难；当氧气浓度降到10％―12％时，有生命危险。

2)氮气氮气是一种无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.97，不助燃也不能供人呼吸。在通风巷道中，氮气浓度为78％，对人无害，当井下爆破、有机物质腐烂、天然的氮气从煤岩裂隙中涌出时，能相对地减少空气中的氧气浓度，而使人窒息。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风

3)二氧化碳二氧化碳为无色、微有酸味的气体，相对密度为1.52，易溶解于水，不助燃，不能供人呼吸，略有毒性，对人的呼吸有刺激作用。由于二氧化碳的密度大，故常积聚于井下巷道底部。

《规程》规定：采掘工作面的进风流中二氧化碳浓度不超过0.5％。

2．井下主要有害气体

(1)一氧化碳。一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.97。一氧化碳极毒，浓度为0.4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、炮烟、瓦斯和煤尘爆炸。

(2)二氧化氮。二氧化氯是红褐色剧毒气体，相对密度为1.57，极易溶于水，生成硝酸。在危险浓度下，人吸入二氧化氮可使肺浮肿致命，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6―24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是爆破工作中生成。

(3)二氧化硫。二氧化硫是无色、有强烈硫磺味及酸味的气体，相对密度为2.22。二氧化硫和呼吸道上的水分化合而成硫酸，对人眼睛及呼吸系统有强烈地刺激作用，俗称“瞎眼气体”。二氧化琉的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风(4)硫化氢。硫化氢是无色、微甜、有臭鸡气味的气体，相对密度为1.19，易溶于水，有爆炸性，有剧毒，它能使血液中毒，对眼睛及呼吸系统的粘液膜有强烈的刺激作用。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、煤岩中放出。

(5)氨气。氨气无色、有浓烈的臭味，有剧毒，相对密度为0.6，易溶于水。对眼睛、皮肤和呼吸系统有刺激作用．严重时可引起肺水肿。井下空气中瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度按《规程》的有关规定执行。矿井有害气体最高允许浓度见表7—1。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风3．预防井下有害气体中毒措施(1)加强通风。供给井下各用风地点足够的新鲜空气，并将各种有害气体冲淡到《规程》规定酌最大允许浓度以下。(2)加强检查与检测，监视其动态，及时采取相应措施。(3)对局部有害气体含量较高，涌出量较大的地区，可以采取抽放或局部通风稀释的办法，使其降到安全浓度以下。(4)凡井下通风不良的区域或巷道，要设置栅栏，并悬挂“禁止入内”的警标。未经检测确认有害气体不会对人体产生危害时，不得入内。(5)要按《质标》要求构筑用于封闭井下火区、盲巷或抽放瓦斯的各种密闭，并定期检查维护，保持完好，防止有害气体泄出。严禁随意破坏密闭，更不准任何人擅自入内。(6)对中毒人员应立即移送到有新鲜空气的巷道中，视其具体情况及时抢救。三、井下气候条件井下气候条件是温度、湿度和风速三者综合作用的结果。为了保证井下人员能正常工作，人体产生的热量与散发热量的平衡，就必须创造井下适宜的气候条件。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风

1、温度温度是气候条件中重要因素之一，温度高低差值影响人体散热的快慢，空气温度过高或过低都会使人身体感到不舒适。井下适宜温度是15—20℃。《规程》规定：进风井口以下的空气温度必须在2℃以上。采掘工作面空气温度不得超过26℃．超过30℃时，必须停止作业。

2．湿度湿度是空气的潮湿程度，又称相对湿度，是指单位体积空气中实际水蒸气量与同温度下的饱和水蒸气量之比。冬季井巷空气湿度低于30％时．水分蒸发过快显得干燥；夏季或有淋水时，湿度大于80％，使人烦闷，井巷显得潮湿；人感到舒适的相对湿度为50％一60％。

3．风速风速也是重要因素之一，风速大，人体散失的热量多，风速小，则散热少。《规程》规定井巷中允许风速见表7—2。在煤矿生产过程中，要控制空气湿度是比较困难的。调节空气时，一般都从调节温度和风速入手来改善矿井气候条件。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风四、采煤工作面通风方式最常见的采煤工作面通风方式有两种：u型通风、w型通风。

1．u型通风方式采煤工作面u型通风是一种基本的通风方式，如图7—2所示。当采用后退式开采时，其进、回风巷均在煤体内，漏风小，有利于预防采空区遗煤的自燃，但回采面上隅角附近极易积聚瓦斯。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风这种布置方式应用范围广，在瓦斯涌出量较低的倾斜、缓倾斜煤层的长壁工作面均可采用。2．w型通风方式

w型通风方式又叫对拉工作面通风方式，它是由三条平巷组成的回采工作面通风系统，如图7—3所示。根据进、回风巷的数量分为两种形式：两进一回；一进两回。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风通常选用两进一回w型后退式。沿倾斜方向布置对拉工作面，区段上下边界布置2条平巷作为工作面材料道，中间布置1条为两个对拉工作面共用的中间运输巷。通风系统为上下平巷进风，中间运输巷回风。

w型通风方式适用于炮采、高档普采采煤工作面，特别适用于因地质构造和其他因素而形成的倾斜长度达180-250m布置的对拉工作面。五、局部通风井下掘进巷道只有一个出口，也就是独头巷道，解决独头巷道的通风问题，叫做局部通风或掘进通风。可以利用矿井总风压通风、局部通风机通风和水力引射器通风。采用局部通风机通风是掘进巷道时采用的主要通风方法。根据局部通风机安装位置不同分为三种方式；压入式、抽出式、混合式，如图7—4所示。这三种方式相比较，压入式通风设备简单，通风效果好，安全性高，适宜各类掘进工作面，是我国煤矿应用最广泛的一种局部通风方式。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风局部通风机安装使用时应注意以下问题，这对保证局部通风机完好非常重要。

(1)局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转，并使用低噪声局部通风机或安设消音器。任何人不得随意停、开。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风(2)压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距回风口不小于10m。局部通风机的吸风量必须小于全风压供给该处的风量，以免发生循环风。

(3)局部通风机供电和闭锁装置符合《规程》有关规定。恢复掘进面通风前，必须检查瓦斯。压入式局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度均不超过0.5％时，方可人工启动局部通风机。独头巷道恢复正常通风后，必须由电工对独头巷道中的电气设备进行检查，证实完好时，方可人工恢复有风流动巷道中的一切电源。使用局部通风机进行通风的掘进工作面．无论工作或交接班时，都不准停风。因停电、检修等原因停风时必须撤出人员，切断电源。(4)局部通风机实行挂牌管理，严禁使用3台以上(含3台)的局部通风机同时向一个掘进工作面供风。不得使用1台局部通风机同时向两个作业的掘进工作面供风。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风六、井下通风构筑物为了使风流能够按拟定的路线流动，就必须在某些巷道中设置可以隔断或引导风流的通风设施对风流进行控制。矿井通风构筑物因其用途不同，种类繁多，常见的有风门、风墙、风桥、风硐、风窗等。

1．风门在不允许风流通过，但需行人或行车的巷道内必须设置风门。每组风门不少于两道，通车风门间距不小于一列车长度；行人风门间距不小于5m。进回风巷道之间需设风门时，同时设反向风门，其数量不少于两道。正、反向风门都有一定的倾斜角度，风门打开后，可依靠本身的重力自动关闭。矿井总回风和采区回风系统的风门要装有闭锁装置。风门的结构要求严密，漏风量小。两道风门不能同时敝开，防止造成风流短路和紊乱。

2．风墙风墙又叫密闭，是在专门为隔断风流而在不行人、通车的巷道中设置的。按其服务时间长短，可分为临时风墙和永久风墙两种。风墙是要求严密程度最高的通风构筑物。一般用帆布、木板、黄泥建成临时性挡风墙；用砖、料石、混凝土修筑永久风墙。第七章矿井通风与灾害防治第一节矿井通风

3、风桥风桥是将两股平面交叉的进风、回风流隔断成立体交叉的一种通风构筑物。回风流从桥上面通过，新鲜进风流从桥下面通过。风桥的阻力与漏风应最小，采用不燃性材料建筑，构造要坚固。

4．风硐风硐是联接主要通风机装置和回风井之间的一段巷道，形状通常是圆形或拱形．以引导风流，减少通风阻力。

5．风窗调节风窗安装在风门或其他通风设施上，是可调节风量的窗口，根据通过风量的大小，用插板来调节窗口的通风面积。要求结构牢固，调节方便。对于以上各种通风构筑物，必须正确设计，正确选择设置位置，保证施工质量．严格维护制度，以保证通风系统的稳定，防止大量漏风和风流短路等问题出现。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治一、矿井瓦斯概述(一)瓦斯的概念1．瓦斯的概念瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷。瓦斯是伴随着煤的生成而生成的，在生成1t煤的同时，大约生成1000m3以上的瓦斯。经过很长的地质年代，大部分瓦斯已逸散到大气中去了，只有少部分至今仍保存在煤体和围岩中，煤层的倾角大，埋藏浅，顶板透气性好，煤层中保留下来的瓦斯量就少：反之，煤层中保留下来的瓦斯量就多。

2．瓦斯的性质瓦斯是无色、无味、无臭的气体，相对密度0.554．能燃烧和爆炸，难溶于水，有较强的扩散性和渗透性。瓦斯的化学性质很不活泼。不助燃也不供给呼吸。

3．瓦斯的危害

(1)瓦斯燃烧。在瓦斯燃烧地点，空气中的氧气被大量消耗掉，可能引起火灾或瓦斯和煤尘爆炸事故。

(2)瓦斯爆炸。瓦斯爆炸后产生高温、高压冲击波；引起煤尘爆炸；反向冲击造成更严重破坏；摧毁巷道与设备；产生大量有害气体，伤害井下人员。

(3)瓦斯窒息。瓦斯虽无毒性，但不能供人呼吸。当空气中瓦斯浓度较高时，就会相应地降低空气中氧气含量，能使人因缺氧而窒息死亡。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治(二)矿井瓦斯涌出、喷出和突出

1、瓦斯涌出瓦斯涌出是指瓦斯从受采动影响的煤层、岩层以及由采出的煤、矸石向井下空间均匀地放出瓦斯的现象。瓦斯涌出范围广，持续时间长，是瓦斯进入矿井的立要方式。

2．瓦斯(二氧化碳)喷出瓦斯(二氧化碳)喷出是指从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯(二氧化碳)异常涌出的现象。在20m巷道范围内，涌出瓦斯量大于或等于1.0m3／min，且持续时间在8小时以上时，该采掘区即定为瓦斯(二氧化碳)喷出危险区域．

3．煤(岩)与瓦斯突出煤(岩)与瓦斯突出是指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。

4．矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量大小可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量来表示。绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌出的瓦斯量；相对瓦斯涌出量是指平均日产1t煤所涌出的瓦斯量。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治

(三)矿井瓦斯等级划分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。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，矿井瓦斯等级划分为：

(1)低瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量≤10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量≤40m3／min。

(2)高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌州量＞10m3／t或矿井绝对瓦斯涌出量＞40m3／min。

(3)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。二、瓦斯爆炸及防治措施

(一)瓦斯爆炸的基本条件瓦斯爆炸是指瓦斯和空气混合后，在一定条件下，遇高温热源发生的热-链式氧化反应，并伴有高温及压力上升的现象。瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件；一是瓦斯浓度在爆炸界线内，一般为5％-16％，二是有足够能量的点火源；三是混合气体中氧气的浓度不低于12％。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治

(二)预防瓦斯爆炸的措施

1、防止瓦斯积聚

(1)加强通风，每一矿井都必须采用机械通风，禁止单独利用自然通风。选择合理的、可靠的矿井通风系统，实行分区通风，供风量和风速都必须符合《规程》规定。

(2)加强瓦斯检查。《规程》中对井下瓦斯、二氧化碳浓度的规定如下：①低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大10m3/t或有瓦斯喷出的个别区域(采区或工作面)为高瓦斯区，该区应按高瓦斯矿井管理。②矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75％时．必须立即查明原因，进行处理。③采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度达到1.0％或二氧化碳浓度达到1.5％时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。④采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0％时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.0时，严禁爆破。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治

⑤采掘工作面及其他作业地点风流中，电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5％时．必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。采掘工作面及其他巷道内，体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0％时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0％以下时，方可通电开动。⑥采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5％时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。

(3)要及时处理局部积聚的瓦斯：①凡井下瓦斯浓度达到2％，体积大于0.5m3的积存瓦斯时，即定为局部瓦斯积聚。按照排放瓦斯管理制度，对回来工作面上隅角，顶板冒落的空洞内，低风速巷道的顶板附近，停风的盲巷中，回采工作面采空区边界处，独头掘进工作面的巷道隅角，以及采掘机械切割部分周围等处积聚的瓦斯及时处理。②加强盲巷管理，尽量避免和减少盲巷。己发生的盲巷，长度大于6m的独头巷道在24小时内必须进行封闭。

(4)对瓦斯涌出量较大的矿井或采区，要采取抽放瓦斯的措施。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治2．消除引爆火源

(1)严加明火管制。严禁携带烟草和火种下井，井下严禁使用电炉和使用灯泡取暖，井口房、瓦斯抽放泵房以及通风机房周围20m内禁止使用明火；井下需要进行电焊、气焊和喷灯焊接时，应严格遵守《规程》有关规定。

(2)严格执行放炮制度。爆破工要持证上岗。爆破作业应严格执行“一炮三检”制度，严禁放糊炮，严禁用明火放炮和一次装药分次放炮。电雷管、炸药必须使用符合《规程》规定的，严禁使用不合格或变质和过期的炸药。

(3)防止电气火花和静电火花。井下检修电器设备、设施时，必须先检查瓦斯，严禁带电作业。

(4)防止摩擦和撞击火花。主要措施有；在摩擦发热的装置上安设过热保护装置和温度检测报警断电装置，工作面遇坚硬夹石或硫化铁夹层时，不能强行截割，应放炮处理；定期检查截齿和其后的喷水装置，保证其工作正常。

3、限制瓦斯爆炸事故范围扩大的措施具体的措施有两个方面：隔爆和阻止爆炸。采用分区通风；利用爆炸产生的高温、冲击波设置自动阻爆装置；制定灾害预防处理计划；装有主通风机的出风井口，应安装防爆门等。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治

三、瓦斯突出及防治措施

(一)突出的特点、预兆和危害

1．突出的特点

(1)大多数突出发生在地质构造带内，抛出物大块在下面，小块在中间，煤粉在上部。

(2)突出的高压瓦斯能使煤炭破碎成煤粉并抛至数十米甚至数干米；使井巷风流逆转。

(3)动力效应大，能推倒矿车、破坏巷道和通风设施。救灾以及恢复生产难度大。

(4)孔洞形状呈腹大口小的梨形、台形、倒瓶形。

2．突出前的预兆煤与瓦斯突出的预兆主要有煤体内声响，煤硬度变化，煤光泽变化，煤的层理紊乱变化，掉渣及煤面外移，支架压力增加，工作面瓦斯忽大忽小．打钻时顶钻、夹钻和喷煤。

3．突出的危害煤与瓦斯突出是煤矿生产中一种极其复杂的动力现象，可能突然间使工作面或井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；突出能破坏通风系统，造成风流紊乱或逆转；突出的煤(岩)能堵塞巷道、埋人、推翻矿车和设备、破坏支架和设施。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治

(二)防治煤与瓦斯突出的主要措施矿井在采掘过程中，只要发生过1次煤(岩)与瓦斯突出(简称突出)，该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层即为突出煤层。开采突出煤层时，必须采取突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施等综合防治突出措施。防治突出措施按其作用范围不同分为两大类：区域性措施和局部性措施。此外还有—般安全措施和组织措施。

1、区域性防治突出措施对于有突出危险煤层，应采取开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施。开采保护层是预防突出最有效、最经济的区域性措施，应优先采用。对于无保护层或单一突出危险煤层的矿井，亦可采用预抽煤层瓦斯。一个采煤工作面的瓦斯涌出量＞5m3／min，或一个掘进工作面的瓦斯涌出量＞3m3／min，采用通风方法解决瓦斯积聚不合理时，应采用抽放瓦斯措施。

2．局部防治突出措施我国煤矿中局部防治突出措施很多，常用的有：震动爆破或远距离爆破、超前排放钻孔、多排排放钻孔、水力冲孔、金属骨架和松动爆破等。这些局部性防突措施均需根据矿井生产的实际情况选择采用。除选择恰当的、合理的、符合客观情况的区域性措施和局部性措施外，还必须重视一般性措施和组织措施，要严格贯彻执行《规程》的有关规定。突出矿井的入井人员必须携带隔离式自救器。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治四、瓦斯的检查、监控

(一)瓦斯检查检查矿井瓦斯的目的：一是了解和掌握井下不同地点、不同时间的瓦斯涌出情况，以便进行风量计算和分配，调节所需风量，达到安全、经济、合理通风的目的；二是为了防止和及时发现瓦斯积聚等隐患，采取针对性的有效措施，防止瓦斯事故的发生。矿井必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查制度，并遵守下列规定：

(1)工程技术人员、爆破工、流动电钳工下井时，必须携带便携式甲烷检测仪。瓦斯检查工必须携带便携式光学甲烷检测仪。安全监测工必须携带便携式甲烷检测报警仪或便携式光学甲烷检测仪。

(2)所有采掘工作面、硐室、使用中的机电设备的设置地点、有人员作业的地点都应纳入检查范围。

(3)瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并认真填写瓦斯检查班报。每次检查结果必须记入瓦斯检查班报手册和检查地点的记录牌上，并通知现场工作人员。瓦斯浓度超过《规程》有关条文的规定时，瓦斯检查工有权责令现场人员停止工作，并撤到安全地点。严禁瓦斯超限作业。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治

瓦斯检查应做到井下记录牌、检查手册和班报三对口，通风值班人员必须审阅瓦斯班报，掌握瓦斯变化情况，发现问题，及时处理，并向矿调度室汇报。

(4)采掘工作面的瓦斯浓度检查次数如下①低瓦斯矿井中每班至少2次；②高瓦斯矿井中每班至少3次；⑤有煤(岩)与瓦斯突出危险的采掘工作面，有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查，并安设甲烷断电仪。

(5)采掘工作面二氧化碳浓度应每班至少检查2次；有煤(岩)与二氧化碳突出危险的采掘工作面，二氧化碳涌出量较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查二氧化碳浓度。

(二)监控煤矿监控是指为煤矿安全和正常生产而进行的对各有关参数或状态的集中监测，并对有关环节加以控制。煤矿装备各种矿井安全监控系统是煤矿安全技术的重大进步，使用这些监控系统，为安全生产增加了保证。第七章矿井通风与灾害防治第二节瓦斯防治

煤矿安全监控装备主要包括矿井安全监控系统、甲烷风电闭锁装置、甲烷断电仪、便携式甲烷监测报警仪。

(1)矿井监控系统一般由传感器(如：甲烷传感器、风筒传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、压力传感器、风速传感器、设备开停传感器、风门开关传感器、馈电状态传感器等)、分站、断电器、电源、主站(或传输接口)、主机(含显示器)、打印机、电视墙、管理工作站、服务器、路由器、UPS电源、电缆和接线盒等组成。

(2)甲烷风电闭锁装置是指根据掘进上作面通风设施状态、瓦斯浓度及与之相关巷道的瓦斯浓度，对该掘进工作及相关巷道局部、电气设备实行规定的闭锁关系的监控。它由甲烷传感器、风筒传感器、主机等组成。具备甲烷及风量监测、显示、声光报警和断电等功能。

(3)甲烷断电仪由甲烷传感器和断电器(含电源)等组成。具备甲烷检测、显示、声光报警、断电等功能，并当电网停电后，蓄电池能维持正常工作时间不小于2小时。甲烷断电仪一般用于没有安全监测系统的回采工作面、采煤机、掘进机等地点的甲烷检测、显示、声光报警和断电。

(4)便携式甲烷监测报警仪是一种便携设备，具有甲烷浓度检测、显示、声光报警功能。安全监控设备必须定期进行调试、校正。安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在故障期间必须有安全措施。第七章矿井通风与灾害防治第三节矿尘防治一、矿尘概述

1．矿尘概念在煤矿生产过程中，伴随煤和岩石破碎而产生的煤、岩石及其他固体物质的细微颗粒称为煤矿粉尘，简称粉尘。矿尘是指矿井生产过程中产生的粉尘。按矿尘的岩性可分为两种：煤尘和岩尘。煤尘是指细微颗粒的煤炭粉尘；岩尘是指细微颗粒的岩石粉尘。按矿尘的存在状态可分为两种：浮尘和落尘。浮尘是指悬浮在矿井空气中的粉尘；落尘是指矿井内，因自重而降落、沉积在巷道顶、帮、底板和物体上的粉尘。落尘受影响又可再次飞扬起来变为浮尘。

2．矿尘的来源矿尘主要是在生产过程中随着煤(岩)体破碎、转运而产生大量矿尘。矿井地质构造复杂，煤层厚，倾角大．脆性强，水分含量小，矿尘发生量就大；机械化程度越高，旋转破碎煤(岩)产生的矿尘越多；爆破、装煤(岩)、锚喷等掘进工序所产生的矿尘次之；运输系统中的各转载点也产生大量矿尘。

3．矿尘的性质矿尘的主要性质有：密度、矿尘中游离二氧化硅的浓度、表面积、可见度、悬浮性、凝聚性、润湿性、自燃性、爆炸性、荷电性。了解矿尘的性质是做好防尘工作的基础，通常形成粉尘的物质密度大；细微颗粒的粉尘表面积显著增大；润湿性是选择除尘设备的主要依据之一；悬浮性、游离二氧化硅浓度、煤尘的自燃性、爆炸性构成矿尘危害。第七章矿井通风与灾害防治第三节矿尘防治

4．矿尘的危害矿尘的危害是多方面的，但其主要的危害是引起工人患尘肺病、发生煤尘燃烧和爆炸事故。

(1)工人长期在矿尘环境中工作，吸入大量细微粉尘，从而引起以肺组织纤维化为主的职业病，严重影响人体健康和寿命。预防尘肺病的关键是降低集中发生矿尘地点的矿尘浓度。采取湿式打眼、喷雾洒水、通风除尘、净化风流和个体防尘在内的综合防尘措施，改善井下作业环境，使许多地点的粉尘浓度符合《规程》要求，见表7—3。由于井下条件多变，管理不善，有些作业场所空气中粉尘浓度仍然较大，有的甚至还相当严重。煤矿企业必须按国家规定对生产性粉尘进行监测。采取防止直接吸入矿尘的个体防尘措施。第七章矿井通风与灾害防治第三节矿尘防治作业人员要防止吸入人体肺泡区的浮尘，就必须佩戴个体保护器具：防尘口罩、送风口罩或压风呼吸器。

(2)煤尘遇到外界火源，很容易引起火灾。具有爆炸危险的爆尘达到一定浓度时，在引爆火源的作用下，发生爆炸，往往造成矿毁人亡，损失惨重。二、煤尘爆炸

(一)煤尘爆炸的基本条件煤尘爆炸必须同时具备三个基本条件：煤尘本身具有爆炸性且必须悬浮在空气中，并达到一定浓度(45—2000g／m3)；引爆火源的温度为700一800℃；氧浓度不低于18％。这三个条件缺少任何一个都不可能发生煤尘爆炸。煤尘爆炸的主要特征是产生高温、高压冲击波：产生大量的有害气体是造成人员大量伤亡的重要原因；有“皮渣”和“粘块”产生。粘结性煤的煤尘爆炸时，一部分煤尘被局部焦化、粘结在一起，沉积在支架和巷道壁上，形成煤尘爆炸的特有产物“皮渣”和“粘块”。这是煤尘爆炸区别于瓦斯爆炸的特有标志。第七章矿井通风与灾害防治第三节矿尘防治(二)预防煤尘爆炸的技术措施预防煤尘爆炸的技术措施可分为三大类：防尘措施、防爆措施、隔爆措施。

1．防尘措施防尘措施是指尽量减少煤尘的生成和使空气中含尘量降低的措施。减少煤尘生成的措施包括煤层注水湿润煤体、采空区灌水、水封爆破和使用水炮泥、改进采掘机械截齿结构、合理选择截割参数等。降尘、除尘措施包括喷雾洒水降尘、确定合理的风速、清除落尘等。

2．防爆措施防爆措施主要是指防止引燃煤尘爆炸的措施。包括防止引爆瓦斯措施、《规程》有关安全放炮的一切规定和采用不燃性支护材料等。

3．隔爆措施隔爆措施是指阻止爆炸传播的技术措施。行之有效的方法是：撤布岩粉、设置岩粉棚、水槽棚、水袋棚、隔爆水幕和自动隔爆装置等。

第七章矿井通风与灾害防治第三节矿尘防治三、矿尘防治措施要点

(一)通风除尘采取减少煤尘生成的措施和降低浮游矿尘浓度的措施后，不能消除的矿尘大部分是10μm左右的微细粉尘，必须用通风排尘。通风除尘是稀释和排出工作地点悬浮矿尘，防止浮尘浓度过高、浮尘过量积累的有效措施，是矿井综合防尘的重要一环。

1．矿尘为质量分布浮尘一部分随风流带出矿井，而大部分沉积在井巷里，回风巷内沉积虽最多。从尘源地开始，粒径大的先沉积下来，粒径小的则随风飘流沉积在较远的地方。沉积在巷道顶板和两帮的矿尘粒径小的较多，而底板上的矿尘粒径大的较多，其质量分布是：底板上最多，两帮次之，顶板量少。沉积煤尘再度扬起往往能达到煤尘爆炸的限浓度而发生煤尘爆炸，所以说沉积煤尘是煤尘爆炸的最大隐患。

2．矿尘飞扬矿尘飞扬主要受控于风流。在产尘过程中同时产生气流是使矿尘飞扬扩散于作业空间的主要动力，但作用范围是有限的。井下风流使飞扬于空气中的矿尘向更大范围扩散和蔓延，其他如凿岩机的排气、风简漏风等也属于此类。第七章矿井通风与灾害防治第三节矿尘防治

3．排尘风速在平巷中，风流方向与矿尘沉降方向垂直，风流的推力对矿尘的悬浮没有直接的作用，排尘要求有足够大的风速。在垂直井巷中，风速方向与矿尘沉降方向平行，只要风速大于矿尘的沉降速度即可排出。最低徘尘风速0.25一o．5m／s，最优排尘风速为1.2一1.6m／s。在此范围内的风速既能有效地冲淡和排除浮尘，又不致把大量落尘吹起。

(二)湿式作业

1．湿式凿岩湿式凿岩就是在凿岩过程中，将压力水通过凿岩机送入并充满孔底。以湿润、冲洗和排出产生的矿尘，是岩巷掘进凿岩普通采用的有效防尘措施。矿尘主要产生在凿岩作业中，因此是防尘工作的重点。

2．湿式钻眼湿式钻眼就是用湿式煤电钻在煤层中钻眼。它具有良好的水密封性能，能有效地控制回采工作面和煤层掘进工作面的煤尘。

第七章矿井通风与灾害防治第三节矿尘防治

3．洒水防尘洒水防尘是用水湿润沉积于煤、岩堆，巷道周壁、支架等处的矿尘。这样在煤岩装运或受到较高风吹时，矿尘不易被吹扬起来。产尘量大的地点和设备，要设自动洒水装置。4．喷雾捕捉浮尘在井下各转载点喷雾；放炮喷雾加速浮尘沉降，或者采掘工作面放炮前和放炮后恢复工作前，用防尘水管对巷道由外向里冲刷巷道两帮、顶等．一直冲洗到工作面为止．从而达到降尘的目的。

5．使用水炮妮水炮泥是装水的塑料袋，用它代替粘土炮泥填入炮眼内，能起到消焰降温作用，爆破的热量可使水汽化形成水蒸气，从而达到降尘的效果。

(三)净化风流净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设备或设施，将矿尘捕获而使风流净化的技术措施。目前较常用的净化风流设施有水幕和湿式除尘风机。

第七章矿井通风与灾害防治第三节矿尘防治

(四)《规程》规定的防尘措施

《规程》对产生矿尘的地点，必须采取的各种防尘措施有以下规定：

(1)掘进井巷和酮室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩(煤)洒水和净化风流等综合防尘措施。

(2)采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。炮采工作面应采取湿式打眼，使用水炮泥；爆破前、后应冲洗煤壁，爆破时应喷雾降尘，出煤时洒水。

(3)采煤机、掘进机都应安装有效的内外喷雾装置，无喷雾装置的采煤机、掘进机不得工作。生产矿井中，如果采煤机、掘进机不带有内喷雾装置，必须使用外喷雾装置并加除尘器。

(4)综合机械化放顶煤工作面、液压支架和放煤口都必须喷雾洒水，否则不得放煤。

(5)井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、输送机转载点和卸载点，以及地面筛分厂、破碎车间、带式输送机走廊、转载点等地点，都必须安设喷雾装置或除尘器，作业时进行喷雾降尘或用除尘器除尘。

(6)煤(岩)与瓦斯突出煤层或软煤层中瓦斯抽放钻孔难以采取湿式钻孔时，可采取干式钻孔，但必须采取捕尘、降尘措施，工作人员必须佩戴防尘保护用品。第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治

一、矿井火灾的发生矿井火灾是指发生在井下，或发生在地面井口附近，并能直接威胁井下安全的火灾。

(一)造成火灾的原因造成火灾事故的主要原因有三个：可燃物的存在、有引火热源、空气供给。三个要素缺少任何一个，火灾就不能发生。发生火灾后，取掉任何一个要素，火灾就会逐渐熄灭，这是矿井防灭火工作的根本依据。

(1)可燃物是被氧化剂所氧化的物质，如煤、木支架、风筒布、输送带、电缆、瓦斯、燃油等。

(2)热源是指具有一定温度和放出很多热量的火源。

(3)空气供给提供了燃烧所需的氧气．使火灾得以发生和发展。

(二)矿井火灾的危害

(1)井下发生火灾后，产生大量的有害气体。高温火烟小，一氧化碳、二氧化琉等严重地威胁着人的生命安全。

(2)引起瓦斯、煤尘爆炸。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井内，处理火灾过程中易诱发爆炸事故，扩大了灾情及伤亡。

(3)产生火风压。火风压是指火灾产生的高温烟流流经有高差的井巷所产生的附加风压。火风压常造成风流紊乱，使某些井巷的风流方向发生逆转现象，受灾范围扩大了，容易使灭火人员陷入火区。

(4)产生再生火源。炽热含挥发性气体的烟流与相接巷道新鲜风流交汇后燃烧，使火源下风侧可能出现若干再生火源。煤炭资源大量被烧毁或冻结，损坏机械设备。第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治二、矿井火灾的分类根据发生火灾的原因不同，一般把矿井火灾分为两类：外因火灾和内因火灾。

1、外因火灾外因火灾是指外部火源引起的火灾。外因火灾的待点是突然发生、火势凶猛、可防性差，可能发生在井下任何地点，但多数发生在井口房、井筒、机电硐室、火药库以及安装有机电设备的巷道或工作面内，如果不能及时处理，往往可能酿成特大事故。

2、内因火灾内因火灾又称自燃火灾。由于煤炭或其它易燃物自身氧化积热、发生燃烧引起的火灾。内因火灾的特点是发生在有限的条件下，有预兆、燃烧过程较为缓慢，伴生有害气体，不易早期发现，且火源隐蔽，有些发火地点很难接近，灭火难度大，时日长。内因火灾大多数发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的冒高处以及浮煤堆积的地点。第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治

三、煤的自然发火

1．自燃火灾发生的基本条件自燃火灾的形成必须具备以下三个基本条件

(1)具有低温氧化特性，即具有自燃倾向性的煤呈碎裂状态堆积存在。

(2)通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展。

(3)在煤的氧化过程中生成的热量大量蓄积，难以及时放散。当温度超过煤的燃点时，即会最终引起自然发火。

2．煤炭自然发火的发展过程煤的自燃过程一般可分为三个阶段：低温氧化阶段、自然阶段、燃烧阶段。其待征是：(1)煤在低温氧化过程中，由于热量的积聚提高了煤(岩)体的温度，井巷空气湿度变大．呈现出白茫茫的雾状，在巷道表面或支架上出现水珠，俗称煤壁出汗。

(2)煤炭从自热到自燃的发展过程中，氧化产物内有许多种碳氢化合物，会出现煤油味、气油味、松节油味或焦油味等。

(3)煤在氧化过程中要放出热量，因此，从煤炭氧化地点流出的水或周围空气的温度较正常温度高，人的皮肤会有一种灼热感，热得流汗。

(4)煤炭氧化、自热过程中会产生一氧化碳、二氧化碳等气体，人体出现头痛、疲乏、精神不振等不舒适的感觉。第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治四、矿井火灾的预防预防矿井火灾的基本原则是“预防为主，消防并举”。矿井火灾的预防措施按发火原因不同，分为两类：外因火灾预防措施和内因火灾预防措施。

(一)外因火灾的预防措施

1．杜绝产生火源

(1)井下严禁使用明火和吸烟；井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。

(2)井下进行电焊、气焊时，要制定专门可靠的安全措施。

(3)使用煤矿许用安全炸药，要严格执行放炮规定，不准用明火或动力线放炮。

(4)采用矿用防爆型电器设备，并使其性能完好；电缆敷设符合《规程》要求，避免产生火花；保护系统要安装齐全；井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。

(5)机械设备要灵活、可靠，符合要求，避免产生摩擦火花。

第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治

2．设置防火门进风井口设置防火铁门，并能严密遮盖井口，易关闭，防止井口附近地面火灾波及到井下。各生产水平进风大巷与井底车场的连接处要设2道防火门，以便在某一翼发生火灾时能迅速切断风流，控制火势；在井下火药库和机电硐室出入口也要安设防火门。

3．设置消防器材和灭火设备井下要按规定设消防材料库，储备灭火材料和工具，并要定期检查和更换。

4．设置消防供水系统每个矿井都要建筑地面消防水池，贮存消防用水。井下各主要巷道、采区应铺设消防水管，每隔一定距离设消防水阀门。

(二)内因火灾的预防措施

(1)减少各种发火隐患：①采矿技术方面。正确选择矿井的开拓方式，合理布置采准区；正确选择采煤方法和开采程序；加强顶板管理，提高回采率，加快回采速度，不得任意采掘规定的阶段之间和采区之间煤柱。进行预防性灌浆，注阻化剂、惰性气体等。第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治

②通风技术方面。选择合理的通风方式；正确设置控制风流的设施；采取均压防火措施；加强通风防火管理。

(2)掌握自然发火预兆，及时进行发火预测预报，把自然发火消灭在初始阶段。

(3)对采掘生产过程遗留下的各种发火隐患要及时处理，减少自然发火的几率。例如加强“三道”维修，加强对废旧巷道处理，及时充填煤巷碴，及时处理高温度等。五、矿井火灾的处理

(一)井下发生火灾时有关人员的行动原则

(1)任何人发现井下火灾时，首先应识别火害的性质、范围，立即采取一切可能的方法直接灭火，并迅速报告调度室。

(2)当井下发生火灾时，为保证迅速而可靠地灭火，必须严守纪律、服从命令，切不要惊慌失措、擅自行动。

(3)矿调度室接到井下火灾报告后，值班领导人立即通知矿山救护队抢险，并迅速通知井下受到火灾威胁人员撤离危险区。第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治(4)在进行抢救人员、灭火及封闭火区工作时，要指定专人检查各种气体及煤尘和风流变化情况并严密注意顶板变化，防止因燃烧或顶板冒落伤人。矿井易发火区域，特别是胶带输送机巷应安装自动灭火装置，可以扑灭火灾或者抑制火势的蔓延。

(5)设置一氧化碳火灾监测传感器、烟雾传感器、温度传感器，及时发现火灾。

(二)直接灭火方法直接灭火方法是指用水、砂子、岩粉、化学灭火器等在火源附近直接扑灭火灾或者挖除火源。

1、用水灭火用水灭火是利用水枪射出的强力水流扑灭燃烧物火焰，而且水能浸湿物体表面，阻止继续燃烧。水是最有效、最经济，来源最广泛，使用最方便的灭火材料。在发火初期，火势不大、温度不高、火源附近瓦斯浓度低于2％的地点，风流畅通、人员能接近火源的情况下直接灭火有效。用水灭火应注意的事项如下：第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治

(1)要有充足的供水，在灭火时要不断地喷射，火势旺时不要把水射向火源中心，防止大量蒸汽和炽热煤块抛出伤人，而应从火源的外围开始灭火。

(2)随时检查火区附近的瓦斯浓度和一氧化碳浓度，防止发生瓦斯爆炸或一氧化碳等火灾气体中毒事故。

(3)不能用水直接扑灭电气和油料火灾。电气设备着火后，应首先切断电源，再用水灭火。

(4)灭火人员应站在进风侧，保证正常通风．不准站在回风侧，防止高温烟流或水蒸气伤人。许多矿井火灾常因水量或水压不够、供水管道系统不合理，致使直接灭火失败，而不得不封闭火区。

2．用砂子或岩粉灭火 把砂子或岩粉直接撤盖在燃烧物体上．可将空气隔绝而把火扑灭。通常用于扑灭油料和带电电气设备火灾。

3．用化学灭火器灭火这种方法主要是用泡沫灭火器和干粉灭火器扑灭矿井各类型的初期着火。可适用于人员可接近的、火势较小火源，对于缺乏水源的矿井，尤为适用。4．挖除火源挖除火源就是将着火带及附近已发热或正燃烧的煤炭挖出并运出井外。这是处理煤炭自燃火灾最简单、最彻底的灭火方法。但应注意火区条件，以保证灭火工作安全进行。第七章矿井通风与灾害防治第四节矿井火灾防治

挖除可燃物的条件是：

(1)火源位于人员可直接到达的地点。

(2)火源范围不大，火灾尚处于初始阶段。

(3)火区无瓦斯积聚，无瓦斯和煤尘爆炸危险。挖除火源工作要由矿山救护队担任。当短时间内完不成任务时，可改用其他消除燃烧主要素的灭火方法。

(三)隔绝灭火法隔绝灭火法是利用各种密闭墙，把通向火区的所有巷道封闭，将火区与空气严密隔绝，断绝供氧来源，使火自行熄灭。常用于扑灭大面积火灾和防止火灾蔓延。密闭墙一般有三种：临时密闭墙、耐爆密闭墙、永久密闭墙。井下构筑防火密闭墙时，封闭速度要快，封闭要严密，密闭墙数量要少，封闭的范围要小。目前使用的临时密闭墙有浸湿的帆布、木板、木板夹黄泥等构筑而成。新型快速临时密闭墙有泡沫塑料快速临时密闭墙、气囊式快速临时密闭墙及石膏防爆防火密闭墙等。耐爆密闭墙常用砂袋或土袋堆砌而成、其堆砌长度不小于5—6m，在耐爆密闭墙的掩护下建筑永久防火密闭。永久防火密闭常用料石、砖砌筑以及混凝土构筑。在单独采用一种方法达不到灭火目的时，将直接灭火法和隔绝灭火法联合起来使用，再辅以其他灭火措施，如灌浆、灌惰性气体、注凝胶、撤阻化剂和调节风压法等。第七章矿井通风与灾害防治第五节矿井水灾防治

矿井在建设与生产过程中，都可能在井下遇到渗水和涌水现象。—般用水泵把井下水排到地面，如果井下突然与古井老窑、旧巷、石灰岩溶洞等积水区域连贯，水不断涌入井巷，原排水能力不够时，则会使矿井淹没，人员伤亡，造成重大经济损失。矿井防治水就是为防止并治理地表水和地下水流入矿井、巷道、采区，危害采矿工作所采取的措施。一、矿井水来源于地表水和地下水1．地表水地表水主要是指矿区附近地面的江河、湖泊、池沼、水库、废弃的露天坑、塌陷坑积水以及雨水和冰雪融化汇集的水。降雨和春季冰雪融化是地表水的主要来源。在开采浅部煤层时，由于地面形成塌陷区，地表水可能沿开采塌陷裂缝涌入井下，雨季在不能及时排出矿区大降雨量，雨水可能通过土层的孔隙和岩层的细小裂缝渗透到井下，在较短时间内把井巷或整个矿井淹没。矿区附近地表的江河、湖泊、池沼、水库、低洼地、废弃的露天坑道等蓄存积水，可通过断层、裂隙、石灰岩溶洞与井下沟通，使地表水有可能进入井下造成突然突水事故。第七章矿井通风与灾害防治第五节矿井水灾防治

2．地下水地下水主要是指含水层水、断层裂缝水和老空积水。这些水源可能从各种通道和岩层裂缝渗透进入矿井，是水灾的主要水源。

3．矿井水的危害

(1)井下巷道和采掘工作面出现琳水时，空气潮湿，人易患风湿病。

(2)矿井水腐蚀井下各种金属设备、支架、轨道等。

(3)如果发生了突水和透水，就可能淹没采掘工作面或矿井，造成人员伤亡。二、矿井水灾事故的防治

(一)地表防治水地表水综合治理是指在地面修筑防排水工程，填堵塌陷区、洼地和隔水防渗等措施，防止与减少雨雪和地面水大量流入矿井。特别是要防止雨季山洪爆发时，突然而来的洪水沿着井筒和井下与地面的通道流入矿井造成水灾。地表防治水可以概括为“疏、防、排、蓄”四个字。第七章矿井通风与灾害防治第五节矿井水灾防治

(1)疏。如果矿井四面是山，降水与地表水流不出去，开凿泄洪隧道，把矿区内的汇集水疏通到矿区外。

(2)防。矿井井口标高，地面建筑物的基础标高，都应高于当地历年的最高洪水位。矿区受山洪威胁时，在山坡上应修挖防洪沟堵截山洪。矿区地表的塌陷区，包括塌陷裂缝、塌陷洞等，要堵塞、填平、压实。对漏水的沟渠、河流，应该整铺河底或改道。报废的地面钻孔要及时封好，防止地表水流入井下。

(3)排。对洪水季节河水有倒流现象的矿区，应在泄洪总沟的出口处建立水闸，设置排洪站，以备河水倒灌时用水泵向外排水。

(4)蓄。在矿区上游有利地形修建水库，雨季前把水放到最低水位，以争取最大蓄洪量．减少对矿井的威胁。

(二)井下防治水井下水害防治比较复杂，要根据矿井的实际水患情况采取具体的防治措施。

(1)做好矿井地质和水文地质观测工作，查明水源．调查老窑，掌握涌水通道。第七章矿井通风与灾害防治第五节矿井水灾防治

(2)超前探水。“有疑必探，先探后掘”是防止矿井水灾的重要原则。《规程》规定：①在水淹区域应标出探水线的位置。采掘到探水线位置时，须探水前进。②井田内有与河流、湖泊、溶洞、含水层等有水力联系的导水断层、裂隙(带)、陷落柱时，必须查出其确切位置，并按规定留设防水煤(岩)柱。巷道必须穿过上述构造时，必须探水前进。如果前方有水，应超前预注浆封堵加固，必要时预先建筑防水闸门或采取其他防治水措施。③当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。

(3)放水。探到水源后即可放水。放水前，应估计积水量、水位标高、矿井排水能力和水仓容量等。水量不大时可利用探水孔放水，水量很大时需要另打放水钻孔。

(三)透水事故煤层或岩层透水前，一般都有预兆，井下工作人员都应该熟悉发生透水事故前的各种预兆，以便及时采取防范措施。

1．进水前的预兆

(1)煤层发潮发暗。由于水的渗入，使煤层变得潮湿．变暗淡，如果挖去一目仍是这样，说明附近有积水。第七章矿井通风与灾害防治第五节矿井水灾防治

(2)巷道壁或顶板“挂汗”，它是积水通过岩石微小裂隙时，凝聚于岩石表面的水珠，顶板“挂汗”多呈尖形水珠。而煤炭自燃发火预兆中的“挂汗”则常常是平行水珠，为蒸汽凝结于顶板所形成。

(3)煤层变凉。煤层含水时能吸收人体的热量，用手触模时会有发凉的感觉，并且手放的时间越长，感到越凉。空气变冷，产生雾。

(4)工作面顶板淋水加大，或出现压力水头。

(5)从煤层或岩层裂缝中挤出“嘶嘶”的水叫声，表示有涌出危险；出现压力水流，这是离水源很近的征兆；若出水混浊说明离水源较近；若出水清净，说明距离水源还稍远。

(6)工作面有害气体增加，积水区向外散出的主要有害气体有硫化氢、二氧化碳、甲烷等。

(7)煤壁或巷道“挂红”，水的酸度大，味发涩，有臭鸡蛋味，通常属于“死水”，这是老空积水的预兆。断层水多属“活水”，水无涩味，很少出现“挂红”。溶洞水有时呈黄色或灰色，带有臭味。开掘井筒在浅部常遇到冲击层水，开始水小，夹有泥砂后水量变大。因此，当发现工作面有洒水预兆或发生大量涌水时，说明已接近水区，应停止作业，迅速向矿调度室汇报，及时采取措施。第七章矿井通风与灾害防治第五节矿井水灾防治

2．透水事故的处理措施发生透水事故或矿井被淹出积水，首先是救出井下人员，其次是排出积水，尽快恢复生产。采掘工作面或其他地点发现有突水预兆时，必须发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。最先发现透水的现场工作人员，一方面报告矿调度室，另一方面迅速组织抢救。打木垛或用密集柱，堵住出水点，防止事故继续扩大；水势猛来不及进行加固时，人员应向高处撤退，安全出井。井下突然突水，破坏了巷道中的照明和避灾路线上的指示牌，人员一旦迷失方向，必须朝着有风流通过的上山巷道方向撤退，这些上山又能通达地面。切勿进入独头下山巷道。万一被堵在其他巷道内，应做到以下几点：

(1)在巷道内或碉室口放上衣服、工具做标志，以便救护队员早日发现，前来营救。

(2)应保持静卧，尽量减少体力消耗，延长生命的时间。

(3)硐室内只留蛊灯照明，格其余灯关闭，以延长照明时间。（4）间断地敲击，发出呼救信号。

(5)要听从指挥，团结一致，等待救援。在透水后，井下排水设备应全部启动，并保证排水设备处于完好状态。人员撤到地面后，应立即清点人数，积极组织力量进行抢险救灾，营救遇难人员。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治

顶板事故是煤矿五大自然灾害之一。顶板事故的伤亡人数约占煤矿总伤亡人数的37％。世界主要产煤国家统计资料也表明，冒顶事故总数占井下事故的二分之一。所以，认识煤层顶板、控制煤层顶板、预防顶板事故的发生是煤矿安全工作的重要内容。一、煤层的顶板煤层上面的岩层叫顶板。根据顶板的坚硬程度及距煤层的距离，可把煤层的顶板分为三层：

1．伪顶伪顶是在煤层之上、紧贴煤层的一层松软岩层，一般厚度0.3―0.5m。当煤层被采落时，伪顶也同时下落，混入煤中，影响煤质。

2．直接顶直接顶是位于伪顶之上或煤层之上的顶板，它具有一定的稳定性。工作面煤层被采落时，直接顶不会立即垮落，而是要在工作面上方悬露一定的时间才垮落。直接顶是采掘工作面支护的对象。如果支护好，就不会冒顶，否则会造成冒顶伤亡事故。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治

3．老顶老顶是在直接顶上方的岩层，一般由坚硬岩层组成。老顶在采空区上方悬露一定的面积后才能垮落。老顶垮落后会给采煤工作面带来很大压力，如果工作面支护不好，就会发生大冒顶伤人事故。二、采掘工作面顶板控制

(一)采煤工作面顶板控制采煤工作面是井下采煤的场所，是煤炭生产的一线。为了安全地进行采煤，就必须控制好顶板。根据采煤工作面机械化程度不同，控制顶板的设施也不同。各种采煤工作面顶板控制简述如下：

1．普通机械化及炮采工作面顶板控制普通机械化及炮采工作面顶板控制主要是依靠金属摩擦支柱、单体液压支柱配合金属铰接顶梁或π型梁支护，构成工作面的基本支架。除基本支架外，在控制顶板中还会采用木垛、丛柱、密集支柱、戗棚、抬棚等特殊支架。

1)金属摩擦支柱金属摩擦支柱有微增阻和急增阻两种类型。微增阻比较常用。HZWA型支柱如图7—5所示，其工作原理如下：第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治

升柱时将活柱用力拔出，托住顶梁，打水平楔使活柱固定。利用升柱器将活柱升紧，再打紧水平楔，使支柱对顶板产生3—5t初撑力。顶板来压时，随水平楔旋转及活柱下缩，支柱对顶板产生最大支撑力35t左右。由于摩擦支柱易损坏，且支护性能不好．目前在国有大矿已被单体液压支柱取代。

2)单体液压支柱单体液压支柱是依靠高压乳化液为工作液的支柱。有外注式和内注式。目前广泛应用的为外注式液压支柱，如团7—6所示。单体掖压支柱主要由顶盖、活柱体、三用阀、油缸、复位弹簧和底座组成。升柱时，高压乳化液由注液枪经三用阀中的单向阀进入支柱腔体内，活柱上升并支撑顶板。升好柱后取下注液枪，升柱完成。当顶板下沉来压时，支柱在安全阀的控制下，随活控下缩，始终保持30t的支撑力。回柱时，打开卸载阀，乳化液外泄，活柱在复位弹簧作用下回缩。

3)HDJA型金属铰接顶梁

HDJA型金属铰接顶梁如图7—7所示。它是由梁体、左右耳子、接头销子和调角楔五个主要部件组成。顶梁长度有0.6、0.8、1.0、1.2m几种，根据工作面循环进度不同而选用。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治

4)π型梁

第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治

π型梁是由两根π型钢梁对焊接而成的钢梁，如图7—8所示。其长度有2.4、2.6m两种。使用π型梁支护和金属顶梁相比有很多优点，首先避免了一梁一柱的单腿棚出现，增加支架的稳定性。共次，使用π型梁可以超前支护采煤工作面暴露的顶板，在工作面回柱放顶中由于有主、副梁之间相互支撑，顶板事故少。所以，目前π型梁支护被广泛应用。

5)单体支柱配合金属顶梁支护方式单体支柱配合金属铰接顶梁支护时为一梁一柱，支柱支设在顶梁1／3处。有正悬臂和倒恳臂两种。在采煤工作面支架布置方式有齐梁直线柱和错梁直线柱布置两种，如图7—9所示。单体支柱配合n型梁支护时，顶梁在工作面成对布置，分主梁和副梁，两根梁间距200mm。主梁下有3根支柱，副梁下有2—3根支柱。两根梁在工作面交错前移控制顶板，如图7-10所示。2.综合机械化工作面顶板控制综合机械化采煤工作面依靠自移式液压支架控制顶板。无论是在对顶板的支撑力还是安全性、稳定性方面都优于其他支护形式，是我国广泛应用的支护形式。根据支架对顶板的作用力形式，综采支架有三大类型，即支撑式、掩护式和支撑掩护式，如图7-11、图7-12、图7-13所示。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治支撑式支架有4根直立的支柱和水平的顶梁，支撑能力大，在移架时必须先将架再移架，否则支架无法移动。这种支架用于顶板压力大且直接顶坚硬完整的条件下。掩护式支架一般有两根斜撑的支柱，且顶梁呈倾斜状。支架的特点是掩护采煤工作面，在工作面移架时，可以带压移架。这种支架一般用于顶板压力较小，且直接顶破碎的条件下。支撑掩护式支架一般都有4根支柱，支架顶梁可随前后柱的升降呈现不同的水平。支架以掩护加支撑的形式控制顶板。主要用于顶板压力大，且直接顶破碎的条件下及综采放顶煤支架中。综采工作面支架布置如图7-14所示。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治（二）掘进工作面顶板控制井下巷道掘进以后，必须进行不同形式的支护来控制顶板，否则随时间的推移巷道会变形或冒顶，影响安全使用。巷道支护形式有以下几种：砌碹支护砌碹支护是支护形式中最有力的支护形式。支护的材料有料石、砖及混凝土。砌碹支护一般用于服务年限长的开拓巷道及主要硐室。如图7-15所示。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治2.棚式支护

棚式支护是煤矿准备巷道和回采巷道常见的支护形式。架棚材料有木材、钢筋混凝土、工字钢及U型钢。架棚的形式是梯形棚和拱形棚等。其中，U型钢可缩性拱形棚使用最广泛。棚式支护如图7-16所示。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治3.锚杆支护锚杆支护目前是我国国有煤矿采用最多的支护形式。由于其支护成本低廉、效果良好，加之和锚杆配套购支护方式的应用更加表现出极大的优越性。锚杆支护是我国井下巷道支护的发展方向。

1)锚杆的种类

目前在我国煤矿井下使用的锚杆有本锚杆、竹锚杆、废钢丝绳锚杆、金属管缝式锚杆、钢筋锚杆和玻璃钢锚杆。各种锚杆的锚固方式不同，但支护原理及效果基本一致。

2)锚杆支护的配套形式

锚杆支护的配套形式有：锚喷文护、锚网支护、锚网喷支护、锚梁支护、锚杆钢带支护等。这些配合形式的应用更加拓宽了锚杆支护的使用范围。锚杆支护如图7—17所示。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治三、煤矿顶板事故

(一)冒顶的原因

井下采掘工作面发生冒顶的原因很多，也比较复杂，但常见的有以下几种：

1、地质因素的影响采掘工作面在遇到顶板松软破碎时较难控制，易发生局部冒顶事故。但是，顶板坚硬难冒时，一旦冒落，会造成采煤工作面大面积冒顶事故。我国有些矿区还有冲击地压的影响。除此之外，采掘工作面如果遇到断层、褶曲、风化带、陷落柱时，由于顶板破碎，难以控制也易发生冒顶事故。

2、顶校压力变化影响

在采煤工作面开采中，有老顶的初次来压和周期来压，工作面靠采空区一侧还有固定的支承压力。如果支护措施不能有效地抵抗压力，就会发生冒顶事故，在掘进巷道布置中，如果布置在压力集中区，也易造成冒顶事故。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治3、采掘工序的影响

采煤工作面放炮、采煤机割煤、移输送机、回柱放顶都可能引起冒顶事故。工作面在托伪顶、过老巷、过断层等特殊条件下，如果支护措施不当，同样会发生冒顶事故。在掘进工作面，不采用前探梁支护，空顶距离大，易发生冒顶事故。放炮前。如果对掘进工作面支架不实行十连锁也会由于放炮打倒棚子而引起冒顶事故。

4、人的因素影响

在冒顶事故中，人的违章操作占极大比例。主要表现在对工作不负责任、不按规定控制顶板、盲目蛮干、侥幸心理、缺乏安全意识、麻痹大意等方面。以上各种违章行为大都发生在节、假日及矿井停产检修前后。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治(二)易发生冒顶的地点

1、采煤工作面易冒顶的地点

采煤工作面易发生冒顶的地点可概括为“一道、一线、两出口”。

“一道”：是指采煤工作面机道。机道上方支护力相对较小，加之煤壁片帮及破煤后顶板支护不及时，顶板失去控制，极易发生局部冒顶。如果局部冒顶处理不及时，还会发展为大冒顶事故。

“一线”：是指采煤工作面放顶线。在采煤工作面放顶线处，顶板最破碎，顶板压力也最大。在回柱放顶过程中，由于压力的重新分布，在回收受力最大的l—Z报支柱时，易发生冒顶事故。

“两出口”：是指采煤工作面的两个安全出口。在采煤工作面安全出口前后10m范围之内，由于应力集中，压力很大，加之控顶面积大、顶板破碎，发生冒顶的次数最多。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治2、掘进工作面易冒顶的地点

掘进工作面易冒顶的地点在掘进工作面处。由于打眼、放炮工作对顶板振动破坏大、放炮后来不及支护、放炮打倒支护棚子等都易造成冒顶。另外，不采用前梁支架、不敲帮问顶而空顶作业还会发生冒顶伤人事故。

(三)冒顶的预兆

冒顶的预兆是多方面的，有声音方面的预兆、支架及棚子上的预兆及煤帮上的预兆等。

1．声音方面的预兆

采掘工作面冒顶前会发出许多种声音，如采煤工作面老顶断裂时发出鸣饱声，直接顶受压时的碎裂声，掘进工作面棚子及背顶材料受压后劈裂声等都是冒顶的预兆。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治2．直接顶上的预兆

采煤工作面直接顶在受到老顶压力后，会更加破碎，裂缝条数会增多、加宽，出现掉渣甚至下“歼雨”。同时，直接顶的下沉量也会增大，下沉速度加快。在掘进工作面，顶板同样会出现裂缝、掉渣、离层等，这些现象的出现表明冒顶即将发生。

3．支架上的预兆

采煤工作面冒顶前反映在支架上的预兆有活柱下缩速度加快、下缩量增大、支柱被压折压弯或整体向一方倾斜推倒。在掘进工作面，棚子及前探支架被压弯压劈。这些都说明顶板压力极大，而且支架已难以控制顶扳，冒顶事故会立刻发生。

4．煤壁上的预兆

顶板来压时，工作面煤壁会因受压而片帮，且片帮速度比平时快，片帮程度严重。同时，由于煤壁片帮，导致顶板裸露，破碎的直接顶失去支撑也会发生冒顶。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治(四)顶板事故的预防和处理

1．顶板事故的预防

煤矿顶板事故的发生，造成人力、财力及物力方面的极大损失，同时威胁矿工的生命安全，严重影响煤矿安全生产。但是，只要在工作中严格执行煤矿支护及顶板管理方面的措施。按章作业，冒顶事故是可以避免的。防止冒顶事故的措施有：

1)充分掌握顶板压力分布及来压规律

采煤工作面冒顶事故大都发生在直接顶初次垮落、老顶初次来压和周期来压过程中。只要充分掌握压力分布及来压规律，采取有效的支护措施，是可以防止冒顶的。掘进巷道在布置及支架形式的选择上也要充分考虑压力的分布规律及顶板压力大小，把巷道布置在压力降低区内。第七章矿井通风与灾害防治第六节顶板事故防治2)采取有效的支护措施

在采煤工作面，根据顶板待性及压力大小采取合理、有效的支护形式控制顶板，防止冒顶。如果工作面压力太大基本支架难以承受时，还可采用特殊支架支护顶板。综采工作面要严格控制采高，及时移架控制裸露顶板。掘进工作面要坚持使用前探梁支护。在放炮前要加固棚子，实行连锁，防止崩倒棚子引起冒顶。

3)及时处理局部漏顶

采掘工作面如果出现局部掉矸、漏顶时，必须及时处