安全评价师二级专业知识第7章矿山安全技术课件

第七章

矿山安全技术第1节

矿山基础知识第2节

矿山主要危害及其防治技术第1节

矿山基础知识一、井巷施工二、矿山开采三、矿山设备一、井巷施工1.井巷施工程序和基本原则

井巷是为进行采掘工作在岩层或煤层内所开凿的一切空硐。井巷工程包括井筒、井底车场巷道及硐室、主要石门、运输大巷、采区巷道及回风巷道等全部工程。第1节

矿山基础知识

【知识要求】采准与切割典型方案采空

正在采采准综采综掘实训车间

煤矿开采仿真实训室模拟综采工作面实训

矿井通风仿真实训室矿井风速仪表自动检定系统

矿井提升实训室中央式通风系统，进风井、出风井大致位于井田的中央只有两个通达地表的井筒（或平窿）这种布置多用于矿体埋藏比较深的矿井第2节

矿山主要危害及其防治技术排水井堆积坝砂泵站截渗坝处

理

站

初期坝选厂排水管尾矿库

第2节

矿山主要危害及其防治技术

尾

矿

设

施

示

意

图回水池

回水及污水

第2节

矿山主要危害及其防治技术

平地型尾矿库山谷型尾矿库河谷型尾矿库傍山型尾矿库2008年9月8日，山西省临汾市襄汾县新塔矿业有限公司尾矿库发生特别重大溃坝事故，造成277人死亡、4人失踪、33人受伤，直接经济损失9619万元。一、矿山火灾及防治技术1.矿山火灾的分类和特点

根据引火源的不同，矿山火灾可分为外因火灾和内因火灾两大类。外因火灾是指由于外来热源的原因造成的火灾。外因火灾的特点是突然发生，来势凶猛，如不能及时发现，往往可能酿成恶性事故。内因火灾是指煤(岩)层或含硫矿场在一定的条件和环境下自身发生物理化学变化积聚热量导致着火而形成的火灾。第2节

矿山主要危害及其防治技术【知识要求】二、煤矿瓦斯及其防治技术1.瓦斯性质及瓦斯参数测定(1)瓦斯性质瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体，难溶于水，扩散性较空气高。(2)煤层瓦斯赋存状态瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态：①自由气态，称为游离瓦斯或自由瓦斯；②吸附瓦斯。第2节

矿山主要危害及其防治技术(3)矿井瓦斯等级及其鉴定

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不同，瓦斯矿井划分为低瓦斯矿井、矿井相对瓦斯涌出量10

m3/t以下，绝对瓦斯涌出量40

m3/min以下，高瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量10以上，绝对瓦斯涌出量40以上和煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井发生过突出事故。《煤矿安全规程》规定：每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定。第2节

矿山主要危害及其防治技术三、矿井通风1.矿井通风系统(1)矿井通风的目的

一是在正常生产时期，保证向矿井各用风地点输送足够数量的新鲜空气，用以稀释有毒、有害气体，排除矿尘和保持良好的工作环境，确保矿井安全生产；二是在发生灾变时，能有效、及时地控制风向及风量，并与其他措施结合，防止灾害扩大。(2)矿井通风系统

矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气，排除污浊空气的通风网络、通风动力及其装置和通风控制设施(通风构筑物)的总称。第2节

矿山主要危害及其防治技术1)压力2)风速

第2节

矿山主要危害及其防治技术2.矿井风量的计算及通风参数的测定(1)矿井风量的计算

矿井风量按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：

1)按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量应不少于

4

m3。

2)按采煤、掘进、硐室和其他地点实际需要风量的总和进行计算。(2)通风参数的测定四、矿井水害及其防治技术1.矿井突水水源及涌水特征

在矿山开采过程中，矿井突水水源主要有地表水、溶洞—溶蚀裂隙水、含水层水、断层水、封闭不良的钻孔水、采空区形成的“人工水体”等。第2节

矿山主要危害及其防治技术煤矿安全管理制度一、安全管理机构及其设置：（1）五长：煤矿矿长、总工程师、安全副矿长、生产副矿长、机电副矿长。（2）安全生产管理人员：是指生产经营单位专门负责安全生产管理的人员。刘晓阳二、煤矿安全管理制度：1、安全生产责任制2、安全检查制度3、安全目标管理制度4、安全办公会议制度5、安全措施技术审批制度6、安全隐患排查制度7、工伤保险制度刘晓阳8、安全评价制度9、劳动防护用品发放与管理制度10、职工伤亡事故和职业病统计报告管理制度11、安全考评奖惩制度12、安全标志管理制度13、安全教育培训制度14、煤矿主要负责人和安全生产管理人员安全资格管理制度矿规矿纪和职业道德一、矿规矿纪（一）安全生产制度1、安全生产责任制度2、安全检查制度3、安全奖罚制度4、安全联防互保制度（二）劳动纪律煤矿职业病煤矿职业病危害严重（尘肺病、噪声聋、滑囊炎、震动性疾病）。据不完全统计，全国煤矿尘肺病患者达30万人，占全国尘肺病患者50%左右。仅国有重点煤矿每年新增尘肺病患者近5000例，平均每年死亡2500人以上；地方国有煤矿和乡镇煤矿至今尚未建立报告制度。目前农民工已成为职业危害的主要受害群体。煤矿尘肺病每年造成直接经济损失数十亿元。煤矿安全生产存在的主要问题煤矿地质条件及自然灾害状况我国煤矿绝大多数是井工矿井，地质条件复杂，灾害类型多，分布面广，在世界各主要产煤国家中开采条件最差、灾害最严重。也就是说我国煤层自然赋存条件复杂多变，影响煤矿安全生产的因素多，是造成事故的客观因素。瓦斯灾害国有重点煤矿中，高瓦斯矿井占21.0%；煤与瓦斯突出矿井占21.3%；低瓦斯矿井占57.7%。地方国有煤矿和乡镇煤矿中，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井占15%。随着开采深度的增加，瓦斯涌出量的增大，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的比例还会增加。水害我国煤矿水文地质条件较为复杂。国有重点煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂的矿井占27%，属于简单的矿井占34%。地方国有煤矿和乡镇煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂的矿井占8.5%。我国煤矿水害普遍存在，大中型煤矿有500多个工作面受水害威胁。在近2万处小煤矿中，有突水危险的矿井900多处，占总数的4.6%。自然发火危害我国具有自然发火危险的煤矿所占比例大、覆盖面广。大中型煤矿中，自然发火危险程度严重或较严重(Ⅰ、II、III、Ⅳ级)的煤矿占72.9%。国有重点煤矿中，具有自然发火危险的矿井占47.3%。小煤矿中，具有自然发火危险的矿井占85.3%。由于煤层自燃，我国每年损失煤炭资源2亿吨左右。煤尘灾害我国煤矿具有煤尘爆炸危险的矿井普遍存在。全国煤矿中，具有煤尘爆炸危险的矿井占煤矿总数的60%以上，煤尘爆炸指数在45%以上的煤矿占16.3%。国有重点煤矿中具有煤尘爆炸危险性的煤矿占87.4%，其中具有强爆炸性的占60%以上。顶板灾害我国煤矿顶板条件差异较大。多数大中型煤矿顶板属于Ⅱ类（局部不平）、Ⅲ类（裂隙比较发育），Ⅰ类（平整）顶板约占11%，Ⅳ类、Ⅴ类（破碎、松软）顶板约占5%。冲击地压中国是世界上除德国、波兰以外煤矿冲击地压危害最严重的国家之一。大中型煤矿中具有冲击地压危险的煤矿47处,占5.16%。随着开采深度的增加，现有冲击地压矿井的冲击频率和强度在不断增加，还有少数无明显冲击地压的矿井也将逐渐显现出来。热害热害已成为我国矿井的新灾害。国有重点煤矿中有70多处矿井采掘工作面温度超过26℃，其中30多处矿井采掘工作面温度超过30℃，最高达37℃。随着开采深度的增加，矿井热害日趋严重。安全管理方面

存在的主要问题一是企业超能力、超强度、超定员组织生产问题突出。在传统的粗放型经济增长方式下，随着经济总量的扩大，经济高速发展，必然对煤、电、油、原材料和交通运输形成巨大需求，使煤矿企业产生超产冲动、负重爬坡，在安全投入、安全基础设施、安全管理相对滞后，甚至不顾安全生产条件冒险生产，导致事故频繁发生。近年来发生的矿难，重要原因之一就是严重超能力、超强度、超定员开采。二是企业安全生产主体责任不落实

部分煤矿企业法定代表人没有履行安全生产第一责任人的职责，安全生产责任不落实；部分企业安全管理体系和规章制度不健全，安全投入、劳动用工、设备管理、教育培训、技术和现场管理、领导干部带班下井等一系列安全管理制度没有落实到实处，违章指挥、违章作业、违反劳动纪律现象大量存在。

按照法律规定，企业是安全生产主体，但在一些地方，一些私营企业主利欲熏心，对员工生命和安全生产极度不负责任，安全生产责任制度只是写在纸上、说在嘴上、挂在墙上，一旦发生事故，应急能力十分低下。少数地方没有摆正安全生产与经济发展的关系，对待安全生产“说起来重要，忙起来次要”，文件发了不少、会议开了不少，但事故隐患依然存在。三是安全生产监管责任不到位我国一些监察部门对煤矿经营企业监管不力。地方政府、职能部门、执法人员的不起作用使法律、法规、政策的目标与实践结果产生巨大差距，安全工作流于形式，政府则是“都管却都不落实，是公务人员缺乏政治责任感，是职业道德的危机与丧失。个别地方的执法部门风气不正，对自己有利的争着去管，像安全生产监督这种没有多少好处的事，能推则推。推诿扯皮到最后，查处只是走过场，为安全事故留下死角，为事故发生埋下祸根。四是煤矿安全投入不足煤矿企业长期投入不足，安全欠账严重。根据2005年专家对54户重点煤矿企业会诊分析，仅国有重点煤矿安全欠账就高达689亿元，一些矿井防灾系统不健全，设备陈旧老化，安全装备落后。地方国有煤矿和乡镇煤矿安全欠账问题更为突出，安全保障水平低，抵御事故灾害的能力差。五是煤矿安全科技水平低。我国煤矿安全科研力量分散，产学研结合不紧密，人才流失严重，科研投入严重不足，研发基础设施落后，成果转化率低，安全基础理论、煤与瓦斯突出、瓦斯煤尘爆炸、矿井突水机理及主要灾害预防与控制技术等研究滞后，采、掘、机、运、通各大系统新技术与新设备开发相对滞后，企业自主创新能力弱，尚未形成完善的煤矿安全科技支撑体系。六是煤矿从业人员整体素质下降由于煤矿劳动生产率低，全行业的工资收入差，在全国20多个行业中排名倒数第2，而且工作危险、作业环境恶劣，劳动强度大，工作时间长。这就造成了煤矿企业专业技术人才的大量流失，出现了"工程、技术、管理人才缺口多，愿意到煤矿长期工作的一线人才少"的现象。再就是有关院校地矿专业招生比例大幅下降，学校“招不进”、企业“分不来”、“留不住”的现象突出，煤矿专业技术人才匮乏。国有煤矿职工大专以上文化程度的技术人员仅占3%左右，地质、采矿、机电、通风与安全专业人才严重不足。小煤矿从业人员绝大多数为农民工，技术人才更为短缺。矿井巷道分类按用途、服务范围分类1、开拓巷道2、准备巷道3、回采巷道按形态不同分类1、垂直巷道（1）立井（2）小井（3）暗井（盲

井）2、水平巷道（1）平硐（2）平巷（3）石门（4）煤门3、倾斜巷道（1）斜井（2）上山（3）下山（4）溜煤眼（5）开切眼巷道掘进基本知识一通三防矿井通风是煤矿“一通三防”工作的一项重要内容，是一个矿井进行安全生产的先决条件，是我们安全生产工作的重中之重。尤其像我们这样一个高瓦斯矿井，如何搞好矿井通风工作就显得尤为重要，是我们每一个员工都必须关心的问题。这次让我来给大家培训矿井通风，其实是公司给了大家和我一个共同学习的机会，希望大家能珍惜这种机会，好好学习，为走上新的工作岗位作好准备。矿井通风矿井通风：对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空气的作业过程叫矿井通风。即纳新吐故，矿井依靠通风动力，将定量的新鲜空气，沿着既定的通风路线不断地输入井下，以满足回采、掘进工作面，机电峒室，火药库等其它用风地点的需要；同时将用过的污浊空气不断地排出地面。矿井通风的基本任务：供给矿井新鲜风量，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性气体和粉尘，保证井下风流的质量（成分、温度和速度）和数量符合国家安全卫生标准，创造良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故，保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。

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。井下空气成分的安全标准《规程》第100条规定：井下空气成分必须符合下列要求：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%，二氧化碳不得超过0.5%。有害气体浓度不得超过表1规定，瓦斯、二氧化碳、氢气的允许浓度按《规程》中的有关规定执行。矿井中所有气体的浓度均按体积的百分比计算。名称最高允许浓度%一氧化碳0.0024氧化氮0.00025二氧化硫0.0005硫化氢0.00066氨0.004矿井有害气体最高允许浓度矿井中的主要有害气体二氧化硫SO2,有巨毒,强烈刺激人的眼睛,腐蚀呼吸器官,导致呼吸麻痹和支气管炎、肺水肿.浓度为0.002%时,留泪、咳嗽、头疼;0.05%急性支气管炎、肺水肿,短时间死亡.其主要来源是含硫煤炭氧化自燃,含硫煤炭爆破和硫化矿物的氧化等.硫化氢H2S具有强烈毒性,刺激人的眼睛、鼻子、咽喉和上呼吸道的黏膜,干扰中枢神经系统,引起急性中毒,浓度达到0.0001%时能闻到气味；

0.001%时轻度中毒,流鼻涕、头晕.呼吸困难;0.05~0.1%时严重中毒,

痉挛、失去知觉、死亡.硫化氢的主要来源是有机物腐烂,含硫煤炭自燃和煤岩层释放等.

氨NH3.具有浓烈的有臭味的有毒气体,具有爆炸性(爆炸界限16~27%).对人体的皮肤和呼吸系统有刺激作用,能引起咳嗽、流泪、头晕、声带水肿,重者会昏迷、痉挛、心力衰竭而死.其主要来源是炸药爆破,有机物氧化腐烂,用水熄灭燃烧的煤炭等.

一氧化碳CO是一种有毒气体,对人体的危害极大,因为一氧化碳与人体血液中的红血球的结合能力比氧大250~300倍,不但阻止红血球吸氧,而且还能挤掉细胞中的氧,造成人体细胞组织缺氧,引起中枢神经损坏。空气中的一氧化碳浓度达到0.016%时,轻微头痛；0.128%时，肌肉酸痛、无力、呕吐、感觉迟钝;0.5%时，丧失知觉、痉挛、呼吸停顿、死亡。

二氧化氮NO2对人的眼睛、鼻子、呼吸道及肺部具有强烈的腐蚀破坏作用,引起肺水肿。浓度达到0.0034%时,呼吸困难;0.01%时,恶心、呕吐、神经系统麻木;0.025%时,短时间内死亡。井下二氧化氮的主要来源是放炮作业,1kg硝铵炸药爆破后产生10L二氧化氮。矿井通风系统通风系统定义：就是风流所通过的一系列井巷的总称，也就是通风方法、通风方式和通风网路等内容的总称。通风方法：指扇风机工作方法，有抽出式、压入式、抽压混合式。通风方式：指进、回风井的布置方法，有中央式、对角式、分区式、混合式等。通风网路：指风流流经井巷的联接形式，有串联、并联、角联、复杂联接等。选择通风系统必须满足三个条件：（1）保证安全（2）有利于基建（3）成本要低。1、通风方法：抽出式：我国目前绝大多数矿井都采用抽出式，这是因为（1）抽出式通风是负压通风，一旦风机停转，井下风流压力升高，短时间内可防止井下瓦斯大量涌出比较安全。（2）压入式：目前用的比较少，需要在总进、回风上设置若干构筑物。矿井通风方式（1）中央式：进风井与回风井大致位于井田走向中央。（2）对角式：进风井大致位于井田走向

中央，回风井位于井田的两翼。

A、两翼对角式；B、分区对角式。（3）混合式：进回风井由三个以上井筒按中央、对角式混合。通风网络1）串联：由两条或两条以上的巷道彼此首尾相联，中间没有分叉的线路叫做串联风路。串联通风：井下用风地点的回风再进入其它用风地点的通风方式。串联巷道通风特性：风量不变，通风阻力相加。114条规程规定：开采瓦斯突出和煤与瓦斯突出的煤层时，严禁任何2个工作面之间串联通风。2）并联通风：二条或二条以上的分支自一个能量相同的节点分开再到能量相同的节点汇合，形成的风路叫并联风网。并联通风（分区通风）井下各用风点的回风直接进入主要回风道的通风方式。并联巷道通风特性：风量相加，通风阻力相等。3）角联风网：在简单并联风网的始节点和末节点之间有一条或几条风路贯通的风网叫做角联风网。特性：风量、风向不定，规程中严禁采煤工作面处于角联网络中。4）复杂联风网比上述几种形式更复杂的风网都叫复杂联风网。瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸必须同时具备三条件：a、一定温度的引燃火源b、一定浓度的瓦斯c、足够的氧气三者缺一都不会发生爆炸。影响因素瓦斯浓度：5-16%威力最大9.1-9.5%，低于5%时，只在火源周围形成稳定的燃烧层，不发生爆炸。高于16%时，相对来说氧气浓度不够，产生的热量被剩余的瓦斯吸收，形不成爆炸，只燃烧，如天户煤矿发生的可能就是这种情况.但界限不是一成不变的，受影响的因素很多，如：可燃性的气体的混入，爆炸界限扩大，爆炸性煤尘的混入，惰性气体的混入，爆炸前混合气体的温度，这是二次爆炸的重要成因，扩大了爆炸界限。引火温度：650-750℃，常见的明火，煤尘自燃，电气火花等，均达到这个范围，但瓦斯由于热容高，有明火从燃烧到爆炸有一个延迟时间，这个延迟的时间就叫感应期，瓦斯浓度越高，引火温度越低，感应期越长，矿用炸药\雷管就是利用这个特性进行爆破的理论依据。氧气浓度：大于12%，《规程》规定井下工作地点的氧气浓度不得低于20%

预防瓦斯爆炸的措施主要有三个方面：防止瓦斯积聚，防止瓦斯引

燃，防止瓦斯事故扩大化。防止瓦斯积聚合理的通风防止瓦斯积聚的重要措施。及时处理局部积存瓦斯。经常检查井下各地点的瓦斯浓度和通风状况。防止瓦斯引燃：杜绝一切非生产火源，对在生

产中可能发生的火源要加强管理和控制。

一切机电设备要按规程安装、使用、检修。

放炮要用合格的安全炸药、雷管，工序符合规程规定。

防止机械摩擦火花引燃瓦斯。防止瓦斯事故扩大化实行分区通风，各工作面、盘区都应有独立的进回风系统。回风井顶端装防爆门（盖）。通风系统力求简单，保证各种通风设施的质量。主扇安装反风装置，保证在10分钟内改变巷道中的风流方向。在有关巷道中设置隔爆棚。矿井防治水技术矿井水害对煤矿安全生产的影响1、恶化环境，不利于生产。2、湿度增加，影响身体健康。3、增加成本。4、腐蚀设备。5、大量涌水，造成事故。6、留设保安煤柱，影响资源回收。形成矿井水灾的基本条件1、必须有充水水源；2、必须有充水通道。生产矿井水灾的水源1、大气降水2、地表水3、潜水4、承压水5、老空积水6、断层水发生矿井水灾的通道1、煤矿的井筒2、构造断裂带3、冒落裂隙带4、含水层的露头区5、煤层底板岩层突破6、封闭不良钻孔7、导水陷落柱和地表塌陷矿井水灾的影响因素自然因素人为因素自然因素1、地形2、岩石性质3、断裂构造人为因素1、采空区顶板塌陷2、废弃的旧勘探钻孔3、开采面积和矿井长期排水的影响造成水灾的主要原因1、地面防洪、防水措施不当；2、水文地质情况不清楚；3、井巷位置不合理；4、井巷工程质量低劣，造成塌落冒顶、跑砂、透水；5、乱采乱掘破坏防水煤柱；6、测量错误进入老空；7、防水闸门未按设计修建或失修；8、排水设备故障；9、认识不足10、未坚持“有疑必探，先探后掘”原则。透水的预兆（1）煤层发潮发暗；（2）巷道壁或煤壁“挂汗”；（3）空气变冷；（4）出现雾气；（5）顶板来压，淋水加大；（6）出现压力水线；（7）工作面有害气体增加；（8）煤壁“挂红”，水的酸度大，水味发涩。井下防治水

井下水害来势凶猛，俗有“水老虎”之称。矿井防治水可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字。一、做好矿井水文观测与水文地质工作(查)1．做好水文观测工作--收集地表水、井下水源的水压、水位、和水量、井下涌水量变化。2．做好矿井水文地质工作—冲击层厚度、各分层的透水、含水性；断层和裂隙位置、落差、延伸、含水导水性；含水层与隔水层数量、位置、厚度、岩性；老窑和现采小窑的范围、采空区积水分布。矿井火灾概念：凡是在煤矿井下或发生在地面而威胁到井下安全的火灾均称为矿井火灾。矿井火灾分为内因火灾和外因火灾。矿井火灾的危害（1）产生大量有害气体，使井下人员中毒或死亡；（2）引起瓦斯、煤尘爆炸，扩大灾害的程度和范围；（3）毁坏设备和资源；（4）影响正常生产，造成经济损失。煤炭自燃必须具备四个条件1、煤有自燃倾向性；2、有连续的供氧条件；3、热量易于集聚；4、煤炭处于破碎状态。外因火灾的预防1、选用不燃性材料；2、严禁明火取暖、施工；3、严格控制易燃物品的堆放；4、设置防火材料、器材和设施。灭火方法

1、直接灭火；

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