徐州矿区矿井灾害防治课件

徐州矿区矿井灾害防治2023/7/201主要内容矿井五大灾害瓦斯火灾水害煤尘顶板（冲击地压）2023/7/202一、矿井通风

矿井通风是防治瓦斯、火、粉尘的基础，所以首先应对矿井通风知识有所了解。矿井通风的目的、通风系统、通风方式等基础知识；大体熟悉自己矿井主要通风系统的构成，进回风系统；调度主任应能看懂本矿通风系统图，主采区主要进回风巷布置方式等。2023/7/203（一）矿井通风的目的、通风系统、通风方式、矿井漏风目的：供给足够的新鲜空气；稀释有害物并排出井外；创造适宜的气候条件。

进风井口以下的温度必须在2℃以上。生产矿井采掘面温度不得超过26℃，机电设备硐室的温度不得超过30℃。采掘面的温度超过30℃，机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。

2023/7/204（一）矿井通风的目的、通风系统、通风方式、矿井漏风通风系统：通风网络、通风动力和通风控制设施（通风构筑物）。通风类型：中央式、对角式、混合式。通风方式：压入式、抽出式、压抽混合式。

矿井漏风：内部漏风和外部漏风。2023/7/205（三）矿井反风矿井反风分类：全矿性反风、局部反风；全矿性反风注意事项：风流方向改变时间小于10min，主扇的供风量不少于正常风量的40%，每季度至少检查1次反风设施，每年进行一次反风演习；矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。2023/7/206（三）通风参数测定、通风构筑物的设置测定的通风参数压力；风速；标高。通风建（构）筑物风门：阻断风流，必须成组（2道）设置；风窗：调节风量。2023/7/207（三）局部通风技术局部通风技术局部通风方式包括压入式、抽出式、压抽混合式。瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式；压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距掘进巷道回风口不得小于10m；瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；2023/7/208（三）局部通风技术局部通风技术严禁使用3台以上（含3台）的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。不得使用１台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风；恢复通风前，必须检查瓦斯。只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可人工开启局部通风机。2023/7/209二、煤矿瓦斯

矿井气体组成、瓦斯的特征、瓦斯灾害的发生条件及致灾机理的基本知识；瓦斯灾害的预测预报技术和各种主要防治技术的实施方法。2023/7/2010（一）了解矿井气体组成、瓦斯的特征、瓦斯灾害的发生条件及致灾机理的基本知识矿井瓦斯就是在采掘过程中从煤层、岩层、采空区释放出的和生产过程中产生的各种有害气体的总称。煤矿井下的有害气体有甲烷（沼气）、乙烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、氢、氨等，其中甲烷所占比重最大，在80%以上。所以，矿井瓦斯习惯上又单指甲烷。

2023/7/2011（一）瓦斯灾害的种类、发生条件及致灾机理瓦斯灾害的种类及发生条件窒息：大于57%；爆炸：5~16%，引火温度大于650℃，氧气浓度大于12%；瓦斯喷出；煤与瓦斯突出。

2023/7/2012矿井瓦斯含量测定方法地勘钻孔测定法；实验室间接测定法；井下快速直接测定法。瓦斯压力测定方法间接测定法；直接测定法。

2023/7/2013（二）瓦斯灾害防治技术煤与瓦斯突出机理：是由地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果。矿井瓦斯等级瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t；高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t；煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。2023/7/2014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以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。

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。

2023/7/2015采掘面及其他巷道内，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。对因瓦斯浓度超过规定被关闭的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下，可通电开动。综采掘面，应在采煤机和掘进机上安设机载式断电仪，当其附近瓦斯浓度达到1%时报警，达到1.5%时必须停止作业，切断电源。2023/7/2016四大类型的主要点燃源！掘进面计算示例！瓦斯爆炸的条件局部地点或局部区域，在瓦斯涌出异常及通风异常或停风时，容易形成。地点：掘进面、工作面上隅角、封闭区域、冒落空洞。空气中21%，其它气体的混入和井下有机物等的氧化、人员呼吸使其减少，但一般仍达20%。瓦斯积聚浓度达40%时，氧浓度才下降到12%

。总能满足！足够的能量>0.28mJ；足够的温度>650℃；足够长的时间>爆炸感应期。①瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5%～16%

。②混合气体中氧的浓度不低于12%

。③有足够能量的点火源。瓦斯爆炸在井下存在的可能性2023/7/2017瓦斯爆炸的条件—掘进面计算示例条件：断面积8m2的煤巷掘进工作面，供风量为100m3/min，回风瓦斯浓度0.1%。设：新揭露的断面及距该断面10m范围内涌出的瓦斯占总瓦斯涌出量的50%。计算：工作面停风时，该面10m范围内平均瓦斯浓度达到爆炸下限5%的时间？解：工作面绝对瓦斯涌出量：100*0.1=0.1m3/min

瓦斯浓度达到爆炸下限的时间：

8×10×5%/（0.1×50%）=80min实例验证沛城“5·12”事故2023/7/2018包括电弧放电、电气火花和静电火花。如：井下输电线路短路、接头不符合要求、带电检修等。化纤衣服静电火花>0.28mJ

跑车时车辆和轨道的摩擦、金属器件之间的撞击、钢件与岩石的碰撞、火成岩等坚硬岩石间的碰撞等。

瓦斯爆炸的条件—四大类瓦斯点燃源炽热的表面，如：白炽灯、过流引起的线路灼热、皮带打滑引起的金属表面炽热。炽热气体，如：炽热的废气，火灾产生的高温烟流等特点：伴随有燃烧化学反应。如明火、井下焊接火焰、放炮火焰、油火等

明火火焰

炽热表面和炽热气体

机械摩擦及撞击火花

电火花

用于井下测量的激光、闪电、杂散电流等也具有点燃瓦斯的能力。其它点燃源

返回2023/7/2019瓦斯爆炸的条件—点燃源—静电火花瓦斯爆炸的最小点燃能量0.28mJ，就是使用电容放电产生火花的方法测定的。假设人体的电容为200pF，化纤衣服静电电位为15kV，则其放电的能量可达22.5mJ，大大超过最小点燃能量。井下工作人员的服装要求必须是棉织品。返回2023/7/2020（瓦斯爆炸灾害防治技术

加强通风，防止瓦斯积聚；杜绝火源，防止瓦斯被引燃；防止瓦斯爆炸灾害扩大。2023/7/2021（五）瓦斯灾害的预测预报和各种主要防治技术杜绝火源，防止瓦斯被引燃禁止携带烟草和点火工具下井。井下禁止吸烟。井下应使用防爆的照明灯。禁止打开矿灯。井下禁止使用电炉。井下和井口房内不准进行电焊、气焊和使用喷灯接焊等。只有在安装电动机和开关的地点附近20米巷道内的瓦斯浓度小于1%时，才准送电启动。高瓦斯或煤与瓦斯突出的掘进工作面，必须实现“三专、两闭锁（风电、瓦斯电闭锁)”。2023/7/2022（五）瓦斯灾害的预测预报和各种主要防治技术杜绝火源，防止瓦斯被引燃放炮必须严格执行“一炮三检”制（装药前、放炮前、放炮后检查瓦斯）和“三人连锁放炮”制（放炮员、班组长、瓦检员连锁）。每个炮眼必须充填足够炮泥和水炮泥。严禁明火放炮和放糊炮。在瓦斯矿井中，要防止铁器撞击产生火花；在处理局部瓦斯时，尤应防止铁器撞击。经常捡查火区的情况，严格管理火区，建立火区管理卡片。2023/7/2023（五）瓦斯灾害的预测预报和各种主要防治技术瓦斯喷出灾害防治技术加强地质工作，采取“探、排、引、堵”技术措施；打前探钻孔，预先探放高压瓦斯气源；掌握喷出预兆，即使撤离工作人员；掌握矿压规律，避免矿压集中。2023/7/2024（五）瓦斯灾害的预测预报和各种主要防治技术煤与瓦斯突出灾害防治技术严格执行《防治煤与瓦斯突出规定》防治突出技术归纳为两个“四位一体”的综合性防突措施，其内容包括：突出危险性预测；防治突出的技术措施；防突措施的效果检验和安全防护措施；防治突出的技术措施：一是区域性防突措施，二是局部性防突措施；安全防护措施：井巷揭穿突出煤层和在突出煤层中进行采掘作业时，必须采取震动爆破、远距离爆破、避难硐室、反向风门、压风自救系统等安全防护措施。2023/7/2025（五）瓦斯灾害预测预报技术预测煤层突出危险性的指标有煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标、煤的坚固性系数和煤层瓦斯压力、综合指标。石门揭煤工作面的预测指标有综合指标和钻屑瓦斯解吸指标。煤巷掘进工作面和采煤工作面的预测指标有钻孔瓦斯涌出初速度、钻屑指标。抽放瓦斯矿井贯彻的九字方针是“多钻孔、严封闭、综合抽”。2023/7/2026三、矿山粉尘（一）矿山粉尘的基本概念、矿山粉尘的产生及基本性质、矿山粉尘的危害性；（二）熟悉矿山粉尘爆炸的条件；（三）防止矿山粉尘爆炸的措施及使用原则。2023/7/2027（一）矿山粉尘和性质、粉尘的产生、危害性煤矿粉尘是煤矿在生产过程中产生的各类固体物质细微颗粒的总称。影响粉尘产生的因素：采掘机械化和开采强度、采煤方法和截割参数、作业地点的通风状况、地质构造及煤层赋存条件。粉尘分散度：直径小于7.1μm（<5μm称为呼吸性粉尘）的尘粒，尤其是小于2μm的尘粒是引起尘肺病的主要有害粉尘。《规程》规定粉尘分散度，每半年测定1次。2023/7/2028（一）矿山粉尘的危害性污染工作场所，危害人体健康，引起职业病；某些矿尘（如煤尘、硫化尘）在一定条件下可以爆炸；加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命；降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。2023/7/2029（三）矿山粉尘爆炸的条件煤尘本身具有爆炸性，煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度（首要条件）；存在能引燃煤尘爆炸的高温热源，大于650℃；氧浓度，含氧量低于17%时，煤尘就不会爆炸。2023/7/2030主要有两种形式，纯煤尘爆炸和有瓦斯参与的煤尘爆炸。以后一种为主。与瓦斯点燃相同。沉积煤尘飞扬计算示例！煤尘爆炸的条件必须经过专门部门的试验鉴定，一般煤的挥发分Vr>10%属有爆炸性的煤尘。除少数无烟煤外，其余各类煤均属于爆炸性煤尘。浓度下限30～40g/m3。直接产生很难—40g/m3时25W的灯泡，2m内人看不见灯光。间接产生容易—积尘飞扬。能量>4.5~40mJ；温度>700~800℃；足够长的时间>爆炸感应期。①煤尘本身具有爆炸危险性。②空气中煤尘的浓度处于爆炸界限范围内。③有足够能量的点火源。煤尘爆炸在井下存在的可能性2023/7/2031煤尘爆炸的条件—沉积煤尘飞扬计算示例条件：断长、宽、高均为5m的房间，地面沉积有1mm厚的煤尘，其堆积的密度为500kg/m3

。计算：当沉积的煤尘全部扬起，均匀分布在整个空间时，室内煤尘的浓度是否能达到爆炸限？解：整个空间体积：5×5×5=125m3

房间中的煤尘重量：5×5×0.001×500=12.5Kg

房间中的煤尘浓度：

12.5/125=0.1Kg/m3=100g/m3

100>40，煤尘浓度已达到爆炸界限范围内。返回2023/7/2032达到煤尘爆炸下限的现场感觉以40g/立方米为例可计算出其煤尘粒子间距为1.08mm即用25W灯泡照射，2米距离人眼看不到灯光。返地面积聚的煤尘以长、度、高均为5米的房间，地面沉积1mm厚的煤尘，其堆积密度为500kg/m3，当其全部扬起分布整个空间，则煤尘浓度可达100g/m3，大于爆炸下限。2023/7/2033煤尘爆炸点火源放炮火源电气火花瓦斯爆炸机械撞击、磨擦煤炭自燃外来火源徐矿集团从49年至今，共发生煤尘爆炸或瓦斯煤尘爆炸6起（包括1起煤尘燃烧事故）从点火源分析，4起放炮、1起电火花、1起机械磨擦。可见放炮是煤尘爆炸的主要引火源（尤其是纯煤尘爆炸）2023/7/2034（四）防尘种类及使用条件采煤工作面防尘煤层注水；合理选择采煤机截割机构；喷雾降尘。炮掘工作面打眼防尘：风钻湿式凿岩、干式凿岩捕尘、煤电钻湿式打眼；

爆破防尘：水炮泥、爆破喷雾、水幕净化、放炮前后冲洗岩帮或煤帮。2023/7/2035（四）防尘种类及使用条件机掘工作面通风除尘通风系统形式：长压短抽、长抽、长抽短压。锚喷支护防尘配制潮料向喷射机上料、双水环加水、加接异径葫芦管、低压近喷、水幕净化和通风除尘。运输、转载防尘综合防尘措施综合防尘措施包括湿式钻眼、冲刷井壁巷帮、使用水炮泥、放炮喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等措施。2023/7/2036（五）粉尘检测方法、防止矿山粉尘爆炸的措施煤尘爆炸性评价方法煤尘爆炸指数：煤的可燃挥发分；煤尘爆炸性鉴定方法一种是在大型煤尘爆炸试验巷道中进行,一般作为标准鉴定用；另一种是在实验室内使用大管状煤尘爆炸性鉴定仪进行，目前多采用这种方法。2023/7/2037（五）防止粉尘爆炸的措施防止煤尘爆炸的技术措施防止煤尘积聚的措施；杜绝火源；隔爆措施。防止煤尘爆炸传播技术被动式隔爆技术：岩粉棚（距爆源60~300m）、水槽棚和水袋棚（距爆源60~200m）。自动隔爆技术：传感器、控制器和喷洒装置是自动隔爆装置的三大组成部分。煤尘爆炸案例2023/7/2038四矿井火灾分类：内因火灾（煤炭自燃）、外因火灾。煤炭自燃的必要充分条件

有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度一般要大于0.4m；

有较好的蓄热条件；

有适量的通风供氧；

上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。自然发火的过程：潜伏期、自热期和燃烧期。

（使用漫画讲解）2023/7/2039煤炭及其他可燃矿物自然发火危险性评价方法自燃倾向性预测；因素综合评判预测法；经验统计预测法和数学模型预测法。2023/7/2040煤炭自然发火早期预测预报技术目前预测自然发火期的方法有在实验室确定自燃倾向性等级；根据本矿或条件相似矿井或采区的已有自然发火统计资料，确定待采（或本）煤层的自然发火期。自然发火标志化性气体及其指标一氧化碳（CO）指标，CO的派生指标，烯烃（乙烯C2H4）及烯烷比，炔烃（乙炔C2H2）。预测预报方法：气体分析法，测温法和气味检测法。

2023/7/2041矿山内因火灾防止技术灌浆灭火

阻化剂防灭火

均压灭火

惰气压注灭火

新型凝胶灭火泡沫、干粉等

2023/7/2042矿山外因火灾防止技术防止失控的高温热源产生和存在尽量不用或少用可燃材料防止产生机电火灾防止摩擦引燃防止高温热源和火花与可燃物相互作用2023/7/2043火区封闭技术火区内的空气温度下降到30℃以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。火区内空气中的氧气浓度降到5.0%以下。火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下。火区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。上述4项指标持续稳定的时间在１个月以上。2023/7/2044火区启封技术锁风启封火区（分段启封火区）：用于火区范围较大，不能确认火源已经熄灭。

通风启封火区（一次性打开火区）：用于火区范围较小，确认火源已经熄灭。外因火灾事故案例

2023/7/2045五、矿山水害矿井水害的主要类型矿井突水监测预防的主要技术特点、堵排水的方法与技术措施。

防治水漫画讲解2023/7/2046（一）矿井水害的主要类型、矿井水的来源水害的主要类型透水；突水；涌水。矿井水来源大气降水；地表水；地下水（含水层水、断层水等）；老空区积水。

2023/7/2047（二）矿井涌水特征、涌水通道、突水预兆矿井涌水特征大气降水为主要充水水源的涌水特征；以地表水为主要充水水源的涌水特征；以地下水为主要充水水源的矿床；以老采空区为主要充水水源的矿床。涌水通道自然涌水通道：地层的空隙、断裂带等属于自然形成的通道；人为涌水通道：由于采掘活动等引起的人为涌水通道。2023/7/2048（二）突水预兆一般预兆采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空