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矿井通风与安全-xin2024/3/29矿井通风与安全xin第九章矿井通风与安全技术矿井通风与安全xin第一节矿井通风一、矿井空气
(一)地面空气的组成
地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体,亦称为湿空气。干空气是指完全不含有水蒸汽的空气,由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微量气体所组成的混合气体。干空气的组成成分比较稳定。湿空气中含有水蒸气,但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。定义:地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。矿井通风与安全xin(二)矿井空气的主要成分及基本性质新鲜空气:井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气,污浊空气:通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气,1.氧气(O2)氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体,人体维持正常生命过程所需的氧气量,取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。矿井通风与安全xin
当空气中的氧浓度降低时,人体就可能产生不良的生理反应,出现种种不舒适的症状,严重时可能导致缺氧死亡。矿井通风与安全xin
矿井空气中氧浓度降低的主要原因:人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸;煤岩和生产过程中产生的各种有害气体,也使空气中的氧浓度相对降低。矿井通风与安全xin2.二氧化碳(CO2)
(1)主要性质:不助燃,也不能供人呼吸,略带酸臭味。二氧化碳比空气重(其比重为1.52),在风速较小的巷道中底板附近浓度较大;在风速较大的巷道中,一般能与空气均匀地混合。(2)对人呼吸的影响:在抢救遇难者进行人工输氧时,往往要在氧气中加入5%的二氧化碳,以刺激遇难者的呼吸机能。当空气中二氧化碳的浓度过高时,也将使空气中的氧浓度相对降低,轻则使人呼吸加快,呼吸量增加,严重时也可能造成人员中毒或窒息。矿井通风与安全xin(3)主要来源:煤和有机物的氧化;人员呼吸;碳酸性岩石分解;炸药爆破;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸等。3.氮气(N2)
性质:一种惰性气体,是新鲜空气中的主要成分,它本身无毒、不助燃,也不供呼吸。但空气中含氮量升高,则势必造成氧含量相对降低,从而也可能造成人员的窒息性伤害。正因为氮气具有的惰性,因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。氮气主要来源:井下爆破和生物的腐烂,有些煤岩层中也有氮气涌出,灭火人为注氮。矿井通风与安全xin(三)矿井空气主要成分的质量(浓度)标准《规程》第100条,采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20%;二氧化碳浓度不得超过0.5%;总回风流中不得超过0.75%;当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停工处理。矿井通风与安全xin(四)矿井空气中的有害气体空气中常见有害气体:CO、NO2、SO2、NH3、H2。1、基本性性质(1)一氧化碳(CO)
性质:一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体。相对密度为0.97,微溶于水,能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧,当空气中一氧化碳浓度在13~75%范围内时有爆炸的危险。矿井通风与安全xin主要危害:血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞。一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大250~300倍。一旦一氧化碳进入人体后,首先就与血液中的血红素相结合,因而减少了血红素与氧结合的机会,使血红素失去输氧的功能,从而造成人体血液“窒息”。0.08%,40分钟引起头痛眩晕和恶心,0.32%,5~10分钟引起头痛、眩晕,30分钟引起昏迷,死亡。
主要来源:爆破;矿井火灾;煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。矿井通风与安全xin
CO中毒症状与浓度的关系矿井通风与安全xin(2)硫化氢(H2S)性质:硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味,当空气中浓度达到0.0001%即可嗅到,但当浓度较高时,因嗅觉神经中毒麻痹,反而嗅不到。相对密度为1.19,易溶于水。硫化氢能燃烧,空气中硫化氢浓度为4.3~45.5%时有爆炸危险。
主要危害:硫化氢剧毒,有强烈的刺激作用;能阻碍生物氧化过程,使人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主,浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。主要来源:有机物腐烂;含硫矿物的水解;矿物氧化和燃烧;从老空区和旧巷积水中放出。矿井通风与安全xin(3)二氧化氮(NO2)
性质:二氧化氮是一种褐红色的气体,有强烈的刺激气味,相对密度为1.59,易溶于水。
主要危害:二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸,对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用,二氧化氮中毒有潜伏期,中毒者指头出现黄色斑点。主要来源:井下爆破工作。矿井通风与安全xin中毒症状与浓度关系表矿井通风与安全xin(4)二氧化硫(SO2)性质:无色、有强烈的硫磺气味及酸味,空气中浓度达到0.0005%即可嗅到。其相对密度为2.22,易溶于水。主要危害:遇水后生成硫酸,对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用,可引起喉炎和肺水肿。当浓度达到0.002%时,眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激;浓度达0.05%时,短时间内即有致命危险。主要来源:含硫矿物的氧化与自燃;在含硫矿物中爆破;以及从含硫矿层中涌出。矿井通风与安全xin(5)氨气(NH3)
性质:无色、有浓烈臭味的气体,相对密度为0.596,易溶于水,。空气浓度中达30%时有爆炸危险。主要危害:对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用,引起喉头水肿。主要来源:爆破工作,注凝胶、水灭火等;岩层中也涌出。(6)氢气(H2)性质:无色、无味、无毒,相对密度为0.07。氢气能自燃,其点燃温度比沼气低100~200℃,主要危害:当空气中氢气浓度为4~74%时有爆炸危险。主要来源:井下蓄电池充电时可放出氢气;有些中等变质的煤层中也有氢气涌出、或煤氧化。矿井通风与安全xin矿井空气中有害气体对井下作业人员的生命安全危害极大,因此,《规程》对常见有害气体的安全标准做了明确的规定。2、矿井空气中有害气体的安全浓度标准矿井空气中有害气体的最高容许浓度矿井通风与安全xin(一)矿井通风系统矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分,它是矿井通风方式、通风方法、通风网路和风流控制设施的总称。1、通风方式:指进风和回风井的布置方式。按位置不同,可分为中央式、对角式、区域式及混合式。改变矿井通风方式是矿井通风系统改造的主要方法之一。中央式:进、回风井大致位于井田走向中央。对角式:进风井位于井田中央,回风井设在沿走向的两翼。分区式:进风井位于井田中央,开采井田浅部,在每采区掘一个小回风井与采区回风巷相通,不必掘总回风巷。混合式:两种或两种以上的通风方式综合应用的通风方式称为混合式通风方式。二、矿井通风矿井通风与安全xin(a)中央并列式主井副井风井矿井通风与安全xin(b)中央分列式风井主井副井矿井通风与安全xin(c)两翼对角式风井风井主井副井矿井通风与安全xin(d)分区式主井副井风井风井风井矿井通风与安全xin2、通风方法:矿井主要通风机的工作方法,有抽出式、压入式和压抽混合式三种。我国90%以上的矿井采用抽出式通风方法。压入式:主要通风机设在入风井口,在压入式通风机作用下,矿井井巷大气处在高于当地大气压力的正压状态。抽出式:主要通风机设在回风井口,在抽出式通风机作用下,矿井井巷大气处在低于当地大气压力的负压状态。压抽混合式:主要通风机分别设置于进回风井口。主要用于压入、抽出互相转换的过渡期。矿井通风与安全xin矿井通风与安全xin3、矿井通风网络矿井风流按照生产要求在巷道中流动时,风流分岔、汇合线路的结构形式。基本形式:串联并联角联4、通风设施井下主要通风设施有:风墙、风门、调节风窗、风桥矿井通风与安全xin5、几种采区通风系统
回采工作面通风系统由工作面进风巷、采煤工作面和工作面回风巷组成。采煤工作面通风系统有U、Z、Y、双Z、W和H形等形式。目前我国煤矿多采用U形通风系统。矿井通风与安全xin前进式U型
后退式矿井通风与安全xin后退式前进式Z型矿井通风与安全xin后退式前进式型Y矿井通风与安全xin型W矿井通风与安全xin双型Z矿井通风与安全xinH型矿井通风与安全xin6、矿井通风机械
矿井通风机(离心式、轴流式)
7、掘进工作面通风
必须采用全风压通风和局部通风机通风
局部通风机工作方式也可分为压入式、抽出式、抽-压混合式矿井通风与安全xin老顶直接顶煤层顶板采矿开挖空洞顶板岩石下沉变形、破坏,产生事故是指能在采空区不规则冒落、不能向煤壁前方和采空区矸石上永久传递力的、其作用力必须由支架全部承担的那部分岩层的总和。是指自身能形成平衡结构、能永久向煤壁前方和采空区矸石上传递力的、其运动对采场矿压有明显影响的、作用力无须支架全部承担的那部分岩层。第二节矿井顶板防治矿井通风与安全xin一、矿山压力的基本概念水平原岩应力铅垂原岩应力采矿开挖引起的应力集中存在于地层中示受工程扰动的天然应力为原岩应力,也称为岩体初始应力,绝对应力或地应力。天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场。来源:地质构造运动和岩体自重。存在形式:一部分以弹性能形式存在,另一部分由于种种原因在岩石中处于自我平衡状态。采场中一切压力显现的根源,是采动引起的上覆岩层运动。上覆岩层是指需要控制的岩层,包括直接顶和老顶。矿井通风与安全xin1.矿山压力由于采掘活动的影响,而在采掘空间周围岩体上及支护物上所产生的力称为矿山压力。水平原岩应力铅垂原岩应力采矿开挖引起的应力集中矿井通风与安全xin2.矿山压力显现由于矿山压力的作用将引其围岩及支护物的位移、变形、破坏等一系列的力学现象称为矿压显现。矿井通风与安全xin3.矿山压力与矿山压力显现的关系(1)矿压是矿压显现的原因,矿压显现是矿压作用的结果。(2)矿压存在是绝对的、不可控制的,矿压显现是相对的、有条件的、可以控制的。(3)矿压显现与矿压大小并不成比例。矿井通风与安全xin矿山压力显现的基本形式顶板下沉与支架承载顶底板移近两帮鼓出冒顶、片帮矿山压力控制:人为减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法,叫做“矿山压力控制”,简称矿压控制。把矿山压力显现控制在合理的范围,这是矿山压力控制的根本目的。矿井通风与安全xin二、影响矿山压力显现的基本因素5)断层与褶曲6)挤压与破碎带4)节理、裂隙3)煤层倾角2)开采深度1.地质因素1)岩石力学性质矿井通风与安全xin2.开采技术因素2)开采程序3)支护方法4)顶板控制方法5)工作面推进速度6)采高与控顶距7)上部煤层残留煤柱1)巷道位置矿井通风与安全xin三、顶板事故的产生原岩应力重新分布掘进过程支护不及时支架强度不足顶板事故支架不适应围岩的变形与破坏类型变形的时间效应空洞围岩破坏特殊地质条件采矿岩石开挖开挖空洞周边应力集中矿井通风与安全xin四、矿山压力控制利用矿山压力活动规律采用合理的开挖顺序和过程避免顶板事故,保证采矿作业安全人工控制与支护矿井通风与安全xin五、采煤工作面顶板事故防治(一)老顶来压时的压垮型冒顶(主要发生在老顶来压时)致因:顶板来压过大;支架支撑力不足。厚层难冒顶板大面积冒顶垮落带老顶岩块压坏采场支架垮落带老顶岩块冲击压坏采场支架离层冲击压坏支架矿井通风与安全xin预防措施:1、提高采场支架的初撑力使用初撑力大的支柱——小煤矿使用的木支柱和摩擦金属支柱初撑力小,刚度差,易导致煤层复合顶板离层,又使采场支架不稳定,所以有条件的矿要推广使用单体液压支柱。正确操作——操作时将初撑力给足;二次补液;支柱架设正规。支柱一定要升紧;单体摩擦支柱一定要使用液压升柱器升柱,升柱完成后水平楔要打紧;单体液压支柱注液系统压力要足够,必要时使用增压注液枪;木背板不宜过厚;钻底支柱要穿鞋。液压系统——保证泵站压力;密封件不失效、管路不漏液;安全阀要达到规定的调整标准。支柱完好——试压;更换;乳化液配比合理清洁;防杂物进入。合理初撑力为额定阻力的0.6~0.85矿井通风与安全xin2、提高采场支架的支撑力使用支撑能力强的支柱——(弱)木支柱→摩擦金属支柱→单体液压支柱(强)。正确操作——保证支护工程质量(棚梁位置、支架迎山、顶梁铰接率);钻底支柱穿鞋。合理的支护密度——作业规程中的柱、排距是按矿山压力和支护需求经过计算得出的,作业过程中必须严格按照规定支护。加强维护——失效、损坏的支柱和顶梁及时更换;歪倒的支架及时扶正;二次注液、升压。使用特种支架——木垛、丛柱、密集、戗棚、戗柱。矿井通风与安全xin3、提高支架的稳定性使用整体性强的支架——(弱)点柱→戴帽点柱→棚子→悬臂支架→液压支架(强)利用特种支架——煤层倾角大或在工作面仰斜推进时,为防止顶板沿倾斜方面滑动推倒支架,应采用斜撑、抬棚、木垛等特种支架来增加支架的稳定性。利用拉钩器——在摩擦金属支柱和金属铰接顶梁采面中,用拉钩式连接器把每排支柱从工作面上端头至下端头连接起来,形成稳定的“整体支架”。矿井通风与安全xin4、掌握来压强度和步距1)在来压前提前做好准备2)在接近来压时刻要尽可能避免在采场同时进行采煤和放顶工作。矿井通风与安全xin5、改变顶板岩层的物理力学性质及减小顶板悬露面积,加强工作面支护。(1)顶板高压注水(2)强制放顶30m17-21º高压注水预裂爆破矿井通风与安全xin(二)漏垮型冒顶的致因及防治致因:由于煤层倾角较大,直接顶又异常破碎,采场支护系统中如果某个地点失效发生局部漏冒,破碎顶板就有可能从这个地点开始沿工作面往上全部漏空,造成支架失稳,导致漏垮工作面。工作面漏垮示意图包括工作面煤壁附近、上下端头,放顶线上的局部冒顶。矿井通风与安全xin预防措施:1、不让漏——选用合适的支柱,使工作面支护系统有足够的支撑力与可缩量;顶板必须背严实;严禁放炮、移溜等工序弄倒支架,防止出现局部冒顶。2、不让继续漏——漏顶空洞的形成都是从小到大的,若出现局部漏洞,在刚开始的时候就立即加以堵塞,以防其进一步扩大。小漏顶背严即可,较大的漏顶一般采取打撞楔的办法。3、接顶——已形成的漏顶空洞必须接顶,背严;空洞下加打木垛加强支护。撞楔法木垛接顶矿井通风与安全xin(三)复合顶板推垮型冒顶所谓复合顶,系指具有“软、弱、薄”三大特点的顶板。复合顶板的特征:(1)煤层顶板由下“软”上“硬”不同岩性的岩层组成;(2)“软”、“硬”岩层间有煤线或薄层软弱岩层;(3)0.5m<下部“软”岩层的厚度(第一个分层)<3.0m。原因:
■
顶板有大面积离层,支柱初撑力低稳定性差是发生推垮的“根本原因”;
■离层顶板的自重下滑,是导致推垮的“唯一动力”;■老顶“不参与”推垮。下位软岩层离层断裂矿井通风与安全xin1、推垮规律由于上述特点,决定了在采煤工作面:■初次放顶期间■初次来压结束之后■周期来压结束之后的三个生产时段,尤其是在初次放顶期间,软硬岩层不能同步下沉,极易离层、极难管理、极易发生“推垮型”冒顶,这就是复合顶板“推垮型”冒顶的规律。因此说,初次放顶期间是“推垮型”冒顶的“多发期”,要严加防范。2、推垮危害由于垮前没有明显预兆,垮时时间短、速度快、面积大、来势猛,因而防不胜防,往往来不及撤人,可能会导致多人伤亡事故。危害极大,应严加防范。矿井通风与安全xin3、预防措施:(1)提高采场支架的初撑力,防止顶板离层使用初撑力大的支柱——小煤矿使用的木支柱和摩擦金属支柱初撑力小,刚度差,易导致煤层复合顶板离层,又使采场支架不稳定,所以有条件的矿要推广使用单体液压支柱。正确操作——支柱一定要升紧;单体摩擦支柱一定要使用液压升柱器升柱,升柱完成后水平楔要打紧;单体液压支柱注液系统压力要足够,必要时使用增压注液枪;木背板不宜过厚;钻底支柱要穿鞋。矿井通风与安全xin(2)提高采场支架的支撑力,防止顶板断裂使用支撑能力强的支柱——(弱)木支柱→摩擦金属支柱→单体液压支柱(强)。正确操作——保证支护工程质量(棚梁位置、支架迎山、顶梁铰接率);钻底支柱穿鞋。合理的支护密度——作业规程中的柱、排距是按矿山压力和支护需求经过计算得出的,作业过程中必须严格按照规定支护。加强维护——失效、损坏的支柱和顶梁及时更换;歪倒的支架及时扶正;二次注液、升压。使用特种支架——木垛、丛柱、密集、戗棚、戗柱。矿井通风与安全xin(3)提高支架的稳定性,防止支架随顶板滑动使用整体性强的支架——(弱)点柱→戴帽点柱→棚子→悬臂支架→液压支架(强)利用特种支架——煤层倾角大或在工作面仰斜推进时,为防止顶板沿倾斜方面滑动推倒支架,应采用斜撑、抬棚、木垛等特种支架来增加支架的稳定性。利用拉钩器——在摩擦金属支柱和金属铰接顶梁采面中,用拉钩式连接器把每排支柱从工作面上端头至下端头连接起来,形成稳定的“整体支架”。矿井通风与安全xin4、其他措施应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达4~6°;掘进上下顺槽时不破坏复合顶板;工作面初采时不要反推;控制采高,使软岩层冒落后能超过采高;尽量避免上下顺槽与工作面斜交;灵活地应用戗柱戗棚,使它们迎着岩体可能推移的方向支设;禁止采用仰斜开采。推进方向矿井通风与安全xin第三节矿井瓦斯防治一、矿井瓦斯广义:指井下有毒、有害气体(包括CH4、重烃CnHm、H2、CO、CO2、NO、NO2、SO2、H2S、惰性气体等)的总称。侠义:专指CH4。矿井通风与安全xin二、井下有害气体的来源1、煤层及围岩内赋存并涌入矿井的气体。2、矿井生产过程中生成的气体(放炮等作业)。3、空气与煤、木材、其他材料之间缓慢化学反应生成的气体。4、放射性物质蜕变过程中生成的或地下水放出的放射性惰性气体,主要是氡Rn和氦He。矿井通风与安全xin三、瓦斯的生成过程矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物。古代植物遗体在形成泥炭过程中,由于厌氧菌的作用,植物的纤维质破坏分解、发酵,逐渐生成腐植酸和沥青质,同时生成瓦斯;此后,在煤的炭化变质过程中,随着化学成分和结构的变化,泥炭转变成褐煤、烟煤和无烟煤,同时继续有大量瓦斯伴随生成。瓦斯的生成和煤的形成同时进行且贯穿于整个成煤过程中,在长期的地质年代里,由于地层变动造成的断裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大气中去,另一部分则被保存在煤体和围岩之中。矿井通风与安全xin四、煤体储存瓦斯的原因煤体之所以能够保存一定数量的瓦斯,主要与煤的结构状态有密切关系。煤是一种复杂的孔隙性介质,有着十分发达的、大小不同的孔隙和裂隙,具有巨大的自由空间和孔隙内表面积(煤体孔隙的内表面积,可达150~200m2/g)。因此,成煤过程中生成的瓦斯就能以不同状态存在于这些裂隙和孔隙内。矿井通风与安全xin五、瓦斯在煤层中的赋存状态1、游离状态:游离瓦斯可以自由运动或从煤(岩)层的裂隙中散放出来,因此表现出一定压力。煤体内游离瓦斯的多少取决于储存空间的容积、瓦斯压力及围岩温度(成反比)等因素。
1—游离瓦斯
2—吸着瓦斯
3—吸收瓦斯矿井通风与安全xin2、吸附状态(也称结合状态)按其结合形式的不同,又分为吸着和吸收2种状态。吸着状态:瓦斯气体分子被煤粒固体碳分子吸引,而被吸着在煤体孔隙的表面上所呈现的状态。其形成一层很薄的吸附层。吸收状态:瓦斯分子在较高压力作用下,渗入煤体胶粒结构内部与煤分子结合而呈现的一种状态,其类似气体溶解于液体的现象。吸附状态存在的瓦斯量的多少,取决于煤的孔隙结构特点、炭化程度、瓦斯压力、温度等。矿井通风与安全xin3、瓦斯赋存状态的转变游离状态与吸附状态的瓦斯并不是固定不变的,而是处于不断交换的动平衡状态。当条件发生变化,这一平衡就会遭到破坏。在压力降低、温度升高或煤体结构受到破坏时,部分吸附状态的瓦斯就转化为游离状态,这种现象叫解吸;反之,当压力增大或温度降低时,部分游离的瓦斯也会转化为吸附状态。这种现象叫吸附。矿井通风与安全xin六、瓦斯的性质1、无色、无味、无臭、无毒、可以燃烧和爆炸的气体。2、密度为0.7168Kkg/m3,比空气轻,相对密度为0.554,故常积聚在巷道的顶部、上山掘进面及顶板冒落空洞中。3、微溶于水,在20℃、1atm条件下,溶解度为3.5L/100L水。4、扩散性很强,扩散速度是空气的1.34倍,会很快的在空气中扩散。5、本身无毒,浓度较高时会降低空气中的氧气浓度,使人窒息。人误入高浓度瓦斯的盲巷中会发生死亡事故,当瓦斯浓度达到43%时,氧的浓度就会被冲淡到12%,人就会感到呼吸困难;当瓦斯浓度达到57%时,氧气浓度就会降到9%,这时人若误入其中,短时间就会因缺氧窒息而死。6、不助燃,但与空气混合达到一定浓度后,遇到高温火焰时能够燃烧或爆炸。矿井通风与安全xin矿井通风与安全xin矿井瓦斯的危害窒息燃烧爆炸突出矿井通风与安全xin七、矿井瓦斯涌出及其涌出形式1、涌出形式1)普通涌出即瓦斯从采落的煤炭及煤层、岩层的暴露面上,通过细小的孔隙缓慢而长时间的放出。首先是游离瓦斯,而后是部分解吸的吸附瓦斯。普通涌出是矿井瓦斯涌出的主要形式,不仅范围广,而且数量大。2)特殊涌出采掘时,煤层或岩层中的瓦斯在极短的时间内,突然的、大量的涌出,并伴有煤粉、煤块或岩石的现象。瓦斯特殊涌出的范围是局部的、短暂的、突发性的,但其危害极大。矿井通风与安全xin2、矿井瓦斯涌出量及其表示方法1)绝对瓦斯涌出量单位时间内涌进采掘空间的瓦斯数量2)相对瓦斯涌出量在矿井正常生产条件下,月平均日产1t煤所涌出的瓦斯数量,用m3/t表示。矿井通风与安全xin3、矿井瓦斯涌出量的计算1)绝对瓦斯涌出量2)相对瓦斯涌出量矿井通风与安全xin4、矿井瓦斯涌出量的主要影响因素1)煤层瓦斯含量决定因素。开采煤层的原始瓦斯含量越高,瓦斯涌出量就越大。2)开采规模开采深度越深,煤层瓦斯含量越高,瓦斯涌出量越大;开拓与开采范围越大,瓦斯涌出的暴露面积越大,其涌出量也就越大;在其他条件相同时,产量高的矿井,其瓦斯涌出量一般较大。3)开采程序分层开采时,首先开采的分层,瓦斯涌出量较大。这是由于采动影响,其他分层的瓦斯也会沿裂隙渗入开采分层的缘故。
矿井通风与安全xin4)采煤方法与顶板管理方法机械化采煤,煤破碎严重,瓦斯涌出量较大;采用全部陷落法管理顶板时,由于会造成顶底板更大范围的松动及采空区存留有大量散煤等原因,其瓦斯涌出量比采用充填法管理顶板时要大。回采率低的采煤法,采空区瓦斯涌出量也较大。5)生产工序落煤时瓦斯涌出量大于其他工序。6)地面大气压力的变化当大气压力突然降低时,瓦斯涌出的压力就高于风流压力,就破坏了原来的相对平衡状态,瓦斯涌出量就会增大;反之,瓦斯涌出量变小。因此,当地面大气压力突然下降时,必须十分警惕,加强瓦斯检查与管理;否则,可能造成重大事故。矿井通风与安全xin7)通风压力采用负压通风(抽出式)的矿井,风压越高,瓦斯涌出量就越大;而采用正压通风(压入式)的矿井,风压越高,瓦斯涌出量就越小;这主要是风压与瓦斯涌出压力相互作用的结果。8)采空区管理方法一般说来,采空区都积存有大量高浓度瓦斯,如果该封闭而未封闭或密闭质量很差,就会造成采空区瓦斯向外涌出,从而导致瓦斯涌出量增大,对采空区进行合理抽放会降低其向外涌出的瓦斯量。总之,影响矿井瓦斯涌出量的因素很多,但有主有次,应根据不同矿井的具体条件找出其主要因素及影响规律,以采取针对性防治措施。
矿井通风与安全xin5、矿井瓦斯的来源及其测定方法1)来源(1)掘进区(2)回采区(3)已采区2)测定方法在全矿井同时测定各班掘进区、回采区和已采区的绝对瓦斯涌出量,然后分别计算出各自占总量的百分比。矿井通风与安全xin6、瓦斯涌出不均衡系数1)含义时间和空间上。最大绝对瓦斯涌出量与平均绝对瓦斯涌出量的比值。2)确定方法对于一个采区或采面,在正常生产情况下,至少要连续进行5昼夜测算。所得的5个比值中的最大值即为该区(面)的瓦斯涌出不均衡系数。3)用途在进行风量计算时要乘上瓦斯涌出不均衡系数,这样算出的风量才能满足安全生产的要求。矿井通风与安全xin根据2011年最新颁布的《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》,矿井瓦斯等级应当依据实际测定的瓦斯涌出量、瓦斯涌出形式以及实际发生的瓦斯动力现象、实测的突出危险性参数等确定。八、矿井瓦斯等级划分矿井通风与安全xin矿井瓦斯等级划分为:(一)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井(以下简称突出矿井);(二)高瓦斯矿井;(三)瓦斯矿井。矿井通风与安全xin具备下列情形之一的矿井为突出矿井:(一)发生过煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的;(二)经鉴定具有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出煤(岩)层的;(三)依照有关规定有按照突出管理的煤层,但在规定期限内未完成突出危险性鉴定的。矿井通风与安全xin具备下列情形之一的矿井为高瓦斯矿井:(一)矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米/t;(二)矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米/min;(三)矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3立方米/min;(四)矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5立方米/min。矿井通风与安全xin同时满足下列条件的矿井为瓦斯矿井:(一)矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米/t;(二)矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米/min;(三)矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于3立方米/min;(四)矿井各采煤工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于5立方米/min一的矿井为出形式。矿井通风与安全xin(一)瓦斯爆炸过程及其危害物质从一种状态迅速变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量的同时产生巨大声响的观象称为爆炸。爆炸可以分为物理性爆炸和化学性爆炸。矿井瓦斯爆炸属于化学性爆炸。八、瓦斯爆炸及其预防矿井通风与安全xin1.瓦斯爆炸的化学反应过程
瓦斯爆炸:瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。最终的化学反应式为:CH4+2O2=CO2+2H2O+88.26Kj/mol如果O2不足,反应的最终式为:CH4+O2=CO+H2+H2O+88.26Kj/mol矿井瓦斯爆炸是一种热-链反应过程(也称连锁反应)。2.瓦斯爆炸的产生与传播过程爆炸性的混合气体与高温火源同时存在,初燃(初爆)焰面冲击波新的爆炸混合物
矿井通风与安全xin3、瓦斯爆炸的危害
(1)高温:焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体,其速度大、温度高。从焰面温度可高达2150~2650℃,焰面经过之处,人被烧死或大面积烧伤,可燃物被点燃而发生火灾。
(2)冲击波:锋面压力由几个大气压到20大气压,前向冲击波叠加和反射时可达100大气压。其传播速度总是大于声速,所到之处造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷道垮塌。冲击包括:进程冲击和回程冲击。
(3)有害气体:井下发生瓦斯爆炸以后,将会产生大量的一氧化碳,如果有煤尘参与爆炸,CO的生成量更大。空气中的一氧化碳浓度,按体积计算达到0.4%时,人在短时间内就会中毒死亡。一氧化碳中毒是瓦斯爆炸造成人员伤亡的主要原因。矿井通风与安全xin(二)预防瓦斯爆炸的措施瓦斯爆炸必须同时具备三个条件:
(1)瓦斯浓度在爆炸范围内;(2)高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引火感应期;(3)瓦斯—空气混合气体中的氧气浓度大于12%。三者必须同时存在,若能消除、控制其中一个条件,即可防止发生瓦斯爆炸。后一条件在生产井巷中是始终具备的,所以预防瓦斯爆炸的措施,就是防止瓦斯的积聚和杜绝或限制高温热源的出现。
矿井通风与安全xin1、防止瓦斯积聚所谓瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2%,其体积超过0.5m3的现象。
1)搞好通风。有效地通风是防止瓦斯积聚的最基本最有效方法。瓦斯矿井必须做到风流稳定,有足够的风量和风速,避免循环风,局部通风机风筒末端要靠近工作面.放炮时间内也不能中断通风,向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速等。
矿井通风与安全xin2)及时处理局部积存的瓦斯。生产中容易积存瓦斯的地点有;采煤工作面上隅角,独头掘进工作面的巷道隅角,顶板冒落的空洞内,低风速巷道的顶板附近,停风的盲巷中,综放工作面放煤口及采空区边界处,以及采掘机械切割部分周围,等等。及时处理局部积存的瓦斯,是矿井日常瓦斯管理的重要内容,也是预防瓦斯爆炸事故,搞好安全生产的关键工作。
矿井通风与安全xin
)抽放瓦斯这是瓦斯涌出量大的矿井或采区防止瓦斯积聚的有效措施。4)经常检查瓦斯浓度和通风状况
这是及时发现和处理瓦斯积聚的前提,瓦斯燃烧和爆炸事故统计资料表明。大多数这类事故都是由于瓦斯检查员不负责,玩忽职守,没有认真执行有关瓦斯检查制度造成的。矿井通风与安全xin2、防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃的原则,是对一切非生产必需的热源,要坚决禁绝。生产中可能发生的热源,必须严加管理和控制,防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力。3、防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施万一发生爆炸,应使灾害波及范围局限在尽可能小的区域内,以减少损失。矿井通风与安全xin一、矿尘矿尘是指在煤矿生产中所产生的各种细小矿物颗粒。矿尘包括煤尘和岩尘:1、煤尘:煤矿生产中所产生的直径小于1mm的煤粒。2、岩尘:直径小于5μm的岩粒。第四节矿井粉尘防治矿井通风与安全xin二、矿尘的产生(一)矿尘的产生煤矿生产过程中,所有作业都能产生矿尘,以采掘工作面产生的矿尘量为最多,约占全部矿尘的80%;就煤尘而言,在没有任何防尘措施条件下,一般每昼夜的产生量约等于产煤量的0.25%~1.0%,甚至高达3%。矿井通风与安全xin(二)矿尘的存在状态1、浮游状态2、沉积状态3、二者关系:浮游状态沉积状态自重、沉降暴风、冲击波矿井通风与安全xin(三)矿尘的危害1.影响劳动效率和操作安全2.危害矿工身体健康3.具有燃烧爆炸性4.缩短设备使用寿命截止2005年,中国尘肺病人(包括疑似病人)累计超过100万例,每年新増12000人;在我国各类职业病中,尘肺病患者已达80%,每年造成几十亿元的巨额损失。矿井通风与安全xin(一)煤尘爆炸的必要条件
1、煤尘本身具有爆炸性;1)鉴定2)用煤尘爆炸指数判断煤尘爆炸指数与煤尘爆炸性如下三、煤尘的爆炸及其预防矿井通风与安全xin
2、煤尘必须悬浮在空气中,并达到一定的浓度1)煤尘的爆炸浓度:煤尘爆炸的下限浓度一般为45g/m3;煤尘爆炸的上限浓度一般为1500~2000g/m3;爆炸威力最强的浓度为300~400g/m3。井下空气中浮尘能见表矿井通风与安全xin2)影响煤尘爆炸界限的因素(1)煤的挥发分(2)煤的灰分和水分(3)煤尘浓度(4)煤尘粒度(5)矿井瓦斯浓度
3、点燃煤尘爆炸的热源我国煤尘爆炸的引燃温度在610~1050℃之间,一般为700~800℃。
4、氧气浓度不低于18﹪。矿井通风与安全xin(二)煤尘爆炸的特点及危害1、煤尘爆炸具有传播效应2、煤尘爆炸产生高温高压3、产生大量的一氧化碳4、产生焦皮渣和粘块矿井通风与安全xin(三)预防煤尘爆炸的措施1.综合防尘措施1)减少煤尘产生量的措施减少煤尘产生量的措施主要包括:煤层注水、采空区灌水、改进采掘机械结构及其运行参数、湿式凿岩、湿式打眼、爆破使用水炮泥、合理确定炮眼数目和装药量等。矿井通风与安全xin2)降尘措施降尘措施主要包括:各产尘地点的喷雾洒水、采掘机械内外喷雾、爆破前后喷雾、支架喷雾、装岩(煤)洒水、转载点喷雾洒水、除尘器除尘、巷道风流净化水幕等。矿井通风与安全xin2.防止引爆煤尘1)加强明火管理2)严格爆破管理3)防止出现电火花4)防止出现摩擦和撞击火花矿井通风与安全xin3.隔绝煤尘爆炸的措施1)设置岩粉棚2)水棚3)自动隔爆棚矿井通风与安全xin通常把违背人们意愿而发生的非控制性燃烧,称之为火灾。发生在煤矿井下或井口附近的地面,直接影响井下生产,威胁矿工安全的火灾统称矿井火灾。火灾事故是矿井的五大灾害之一。第五节矿井火灾防治矿井通风与安全xin一、火灾的危害⑴火灾事故会产生大量的无色、无嗅、无味、极毒的CO气体。⑵产生再生火源,引起瓦斯、煤尘爆炸,扩大灾害事故;⑶火灾使空气热澎涨,矿井风流逆转,破坏通风系统;⑷烧毁设备。⑸损坏资源,破坏矿井正常生产秩序。矿井通风与安全xin火灾发生三个必备条件1、具有一定的温度和足够能量的热源。在煤矿里,瓦斯煤尘爆炸、放炮、机械摩擦、电器火花、吸烟、烧焊和各种明火等均能引起矿井火灾。2、存在一定的可燃物。煤炭、坑木、各类机电设备、各咱油料(润滑油、变压器油、油压设备油等)、炸药等都是可导致火灾的可燃物。3、具有新鲜空气。燃烧是剧烈的氧化反应,因此必须要有足够的新鲜空气。矿井通风与安全xin(一)定义矿井火灾按引火原因分为内因火灾和外因火灾两大类。所谓内因火灾,是指煤层本身有自燃性,加之开采技术因素影响导致煤层自燃、着火的现象,叫“内因火灾”。(二)煤层自燃条件煤层自燃必须同时具备以下三个条件:①有大量的可燃性的松散煤体。②有充分的供氧和蓄热环境条件。③持续时间达到或超过煤层的自然发火期。二、矿井内因火灾及防治矿井通风与安全xin(三)煤的自燃倾向性分为:容易自燃自燃不易自燃
生产矿井延深新水平时,必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。矿井通风与安全xin(四)煤层自燃预兆煤层自燃的主要预兆有“三大异常现象”:气味异常—巷道中出现煤焦油、松香、恶臭异味。现象异常—巷道里出现水雾,顶、帮、支架上出现挂汗。感觉异常—巷道里出现高温(或明火),人感到闷热、头昏、疲劳等现象,均为煤层自燃预兆,应及时处理煤炭在整个自燃过程中,都在不断地产生并放出多种有毒有害气体(主要有CO2和CO)。矿井通风与安全xin(五)煤层自燃大体可分为三个阶段:◆潜伏期◆自热期◆燃烧期矿井通风与安全xin(六)煤炭自然发火的预防措施⑴采掘技术:选择合适的开拓部署及采煤方法。采区少留煤柱,工作面不留浮煤,加快回采速度,采空区及时封闭隔绝;⑵通风技术:选择合理的通风系统,加强通风管理,减少漏风;⑶预防性灌浆:将泥浆灌入采空区,残煤被泥浆包裹,隔绝空气,预防煤炭自燃;矿井通风与安全xin⑷惰性气体防火:采空区注入惰性气体,减少空气中的氧含量,延缓或阻止煤炭氧化,避免煤炭自燃发火;⑸阻化剂防火:将阻化剂喷洒于采空区或压注入煤体内,以抑制或延缓煤的氧化,达到防止自燃的目的;⑹均压技术防火:设置调压装置或调整通风系统,以降低漏风通道两端的风压差,减少漏风量,达到抑制自燃的目的。矿井通风与安全xin(一)定义所谓外因火灾,系指人为因素引发的火灾,即外部热源引发的火灾称之外因火灾。(二)类型矿井外因火灾,按性质大体可分为:◆电气明火◆机械运行火灾◆放炮着火◆其他火灾等三、矿井外因火灾及防治矿井通风与安全xin(三)特点矿井外因火灾具有以下特点※突发性※灾变性※蔓延迅速※易于失控※易于产生
“火风压”造成风流紊乱、风流逆转等若处理不当将会造成严重后果。
“火风压”——系指当井下发生火灾时,高温烟流流经有高差的井巷所产生的附加风压。矿井通风与安全xin(四)危害外因火灾比内因火灾事故危害更大。据统计,全国煤矿1949~2009年间,在发生一次死亡3人及3人以上的火灾事故中,外因火灾占79%,而内因火灾只占21%。
矿井通风与安全xin(五)预防外因火灾的技术措施预防火灾发生有两个方面:一是防止火源产生;二是防止已发生的火灾事故扩大,以尽量减少火灾损失。1、防止火灾产生(1)防止失控的高温热源产生和存在。严格对高温热源、明火和潜在的火源进行管理。(2)尽量不用或少用可燃材料,不得不用时应与潜在热源保持一定的安全距离。(3)防止产生机电火灾。(4)防止摩擦引燃胶带输送机应具有可靠的防打滑、防跑偏、超负荷保护和轴承温升控制等综合保护系统;防止摩擦引燃瓦斯。(5)防止高温热源和火花与可燃物相互作用。矿井通风与安全xin2、防止火灾蔓延的措施有:在适当的位置建造防火门,防止火灾事故扩大。每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。每一矿井必须在地面设置消防水池,在井下设置消防管路系统。主要通风机必须具有反风系统或设备,反风设施,并保持其状态良好。矿井通风与安全xin四、矿井灭火1.发生火灾时的行动原则(1)就地扑灭。(2)报告领导。(3)首先抢救灾区人员。(4)调整风流控制火势。(5)侦查火区确定火源。(6)决策要正确行动要果断。(7)沿避灾路线撤人。矿井通风与安全xin2.灭火方法(1)直接灭火法即用水、化学灭火器、高倍数泡沫灭火器、砂子、岩粉以及挖除火源等方法来扑灭火灾。(2)隔绝灭火法当火灾不能用直接法扑灭时,用防火墙(又叫密闭)将火源或发火区域严密地封闭起来,以防新鲜空气进入火区;并利用火区产生的惰性气体使火窒息,这种灭火方法称为隔绝灭火法。矿井通风与安全xin(3)综合灭火法火区封闭以后,往往在短时间内火不能彻底熄灭,还需要配合使用其它灭火措施,如向封闭区内灌浆、灌惰性气体和实行均压等措施,加速火区熄灭,故叫综合灭火法。矿井通风与安全xin一、矿井水源1、地表水:开采江河,湖,水库等地表水影响范围内的煤层时,因洪水暴发、水位上升,由井口灌入井下或通过大的裂隙,冒落区进入井巷造成水灾。2、地下水:是指含水层,石灰岩溶洞水。这种水的分布广,含水量大,一旦发生透水事故容易造成淹井。3、断层水:因地质变化、出现断层以后,将含水层的水串通一起,采掘时,如果没有采取有效措施,碰到断层水往往容易发生透水事故。第六节矿井水灾防治矿井通风与安全xin4、老空水:老矿井,采空区,经过长时间的地面、地下水的汇集,一经透出,来势凶猛。短时间内就有淹井的危险。5、钻孔水:是勘探工作中留下来的问题,打钻后没有按规定封孔,造成钻孔积水,当采掘工作面遇到钻孔时,可能发生钻孔透水淹井事故。6、裂隙水:以两种形式出现。一种是矿井开采过程中,引起水层破裂造成严重的顶板淋水。二种是废井(老窑)复建时,槽受裂隙水灾。矿井通风与安全xin二、矿井水灾事故的发生原因1、地面防洪:防水措施不当或对防治水工程设施管理不善,雨季山洪由井巷或塌陷裂隙灌入井下造成水灾。2、水文地质情况不祥,采掘地点接近老窑积水区,盲目施工,有的虽然进行了探放水,因制定的措施不严密而造成淹水事故。3、井巷位置设计不合理。如将井巷位置于不良地质条件中或接近富含水层附近,导致顶底板透水。矿井通风与安全xin4、施工质量低劣致使井巷严重塌落冒顶,跑沙,透水或钻孔误穿巷道,造成顶板富含水层透水。5、乱采乱掘,破坏防水煤柱,造成透水。6、测量误差,导致巷道穿透积水区引起透水。7、当矿井发生大的透水时,无防水闸门或虽然有防水闸门,因组织不当末及时关闭或因年久失修关闭不严而造成淹井。矿井通风与安全xin三、矿井防治水技术矿井防止水的目的是:防止矿井水灾事故发生,减少矿井正常涌水,降低煤炭生产成本,在保证矿井建设和生产的安全前提下使国家的煤炭资源得到充分合理的回收。矿井防治水的方针是:坚持预防为主,防治相结合的方针。根据《煤矿安全规程》第252条规定:不同的水文地质条件,制定相应的探、防、堵、截、排等综合防治措施。矿井通风与安全xin矿井防水分为地面防水和井下防水两种。(一)地面防水地面防水工作必须根据各矿区的地形,地貌及气候条件,采取下列几种措施:1、慎重选择井筒位置,一指的是各井口标高应高出当地历年最高洪水位以上。在特殊条件下,相应的修筑可靠的排水沟和防水堤坝,以防止暴雨,山洪直接从井筒灌入井下。矿井通风与安全xin2、井田范围内的河、湖、沟渠、应尽可能将其疏干,加固河床或迁移至矿区以外。图例新河道旧河道井田范围拦水坝矿井通风与安全xin3、填堵通道:矿区范围内、因采掘活动引起地面沉降开裂、塌陷等等,经查明是矿井进水通道时,应用黏土或水泥填堵,以防积水。4、挖沟排(截)洪。
215210205200AA煤层露头处A-A矿井通风与安全xin5、排除积水有些矿区开采后引起地表沉降开裂、塌陷、长年积水、且随开采面积增大、塌陷区范围越大、积水越多、此时可将积水排掉,造地复田,消除隐患。矿井通风与安全xin(二)井下防水井下防水主要是预防井下突然涌水的应急措施,有防水闸门、防水墙和防水煤柱等。1、做好矿井地质工作与水文观测工作。2、井下探水。每个生产矿井在地质资料不清楚时,必须执行“先探后掘”的原则,特别是小煤矿更应该如此规定执行。《煤矿安全规程》第286条规定,采掘工作面遇到下列情况之一:矿井通风与安全xin必须探水:接近水淹或可能积水的井巷、老窑或相邻煤矿时。接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。打开隔离煤柱防水时。接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等。接近有出水可能的钻孔时。接近有水的灌浆区时。接近其他有可能出水地区时。矿井通风与安全xin外斜眼帮距允许掘进距离超前距离中眼探水终孔位置外斜眼图:探水钻孔的主要叁数示意图矿井通风与安全xin探水时从探水线开始向前方打钻孔、一次打透积水情况少见,常是探水——掘进——再探水——再掘进,循环进行。在了解探水钻孔布置时,要明确主要探水参数的意义。探水参数和作业规程必须符合《规程》的规定。3、放水(或疏干);——就是有计划地将水源的水全部或部分疏放出来,使矿井或个别地段的地下水被疏干,从而彻底消除在采掘过程中发生突然涌水的可能性。矿井通风与安全xin疏干巷道放水直接防水先堵后放先放后堵静止水位降水位含水层矿井通风与安全xin4、截水:为了使井下局部地点的涌水不致危及其它地区,需要永久或暂时地截位水源,将开采区与水源隔离。截水措施包括构筑防水墙,防水闸门和留防水煤柱等。5、堵水:堵水就是将制成的浆液通过管道压入地层裂隙,经凝结、硬化后即起到堵隔水源的目的。矿井通风与安全xin我国煤矿开采深度将以每年8~12m的速度增加,东部矿井更甚至以每10年100~250m的速度发展。井下高温、高湿环境对人体及设备造成极大危害,生产效率大幅下降、事故率明显增高,对作业人员的人身健康、矿井的安全生产构成重大威胁。矿井热害将成为继顶板、瓦斯、火、水、粉尘五大灾害之后的第六大灾害。
表
井下温度与事故率的关系(一)矿井热害现状第七节矿井热害与冲击地压防治一、矿井热害及防治矿井通风与安全xin图我国国有重点煤矿平均采深变化趋势1980年1995年2000年2010年2020年矿井通风与安全xin图矿井主要热源矿井通风与安全xin(二)国内外降温技术可以转化矿井通风与安全xin1非机械制冷降温技术矿井通风与安全xin其中按输送介质的不同,可以分为冷风、冷水与冷冰;表1空调系统比较(总制冷值相同且大于2MW)德国实践表明:负荷小于2MW的矿井,以采用分散式最优;负荷大于2MW的矿井,才采用集中式。2机械制冷降温技术矿井通风与安全xin冲击地压是世界范围内煤矿矿井中最严重的自然灾害之一。灾害是以突然、急剧、猛烈的形式释放煤岩体变形能,煤岩体被抛出,造成支架损坏、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员,并产生巨大的响声和岩体震动,震动时间从几秒到几十秒.冲出的煤岩从几吨到几百吨。我国绝大多数矿山的煤层与岩层都具有强烈或明显的冲击倾向。随着我国煤矿开采深度的不断增加,冲击地压灾害越来越严重,已经成为制约我国矿山生产和安全的主要重大灾害之一。二、矿井冲击地压及防治矿井通风与安全xin(一)冲击地压及特征煤矿动力现象主要有:冲击地压、煤(岩)与瓦斯突出、大面积冒顶或老顶突然来压、矿震四类。冲击地压又称岩爆,是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象,常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它具有很大的破坏性,是煤矿重大灾害之一。二、矿井冲击地压及防治矿井通风与安全xin我国煤矿冲击地压显现具有如下特征:(1)突发性。发生前一般无明显前兆,冲击过程短暂,持续时间为几秒到几十秒。(2)一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)。浅部冲击(发生在煤壁2m~6m范围内,破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处,声如闷雷,破坏程度不高)。最常见的是煤层冲击,也有顶板冲击和底板冲击,少数矿井发生了岩爆。在煤层冲击中,多数表现为煤块抛出,少数为数十平方米煤体整体移动,并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。矿井通风与安全xin(3)具有破坏性。往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。(4)具有复杂性。在自然地质条件上,除褐煤以外的各煤种,采深从200m~1000m,地质构造从简单到复杂,煤层厚度从薄层到特厚层,倾角从水平到急斜,顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等,都发生过冲击地压。在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面,不论水采、炮采、普采或是综采,采空区处理采用全部垮落法或是水力充填法,是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采,都发生过冲击地压。无煤柱长壁开采法冲击次数较少。矿井通风与安全xin(二)冲击地压的分类应力状态显现强度震级强度和抛出的煤量发生的不同地点和位置矿井通风与安全xin(1)根据原岩(煤)体的应力状态分类重力应力型冲击地压。如枣庄、抚顺、开滦等矿区发生的冲击地压。构造应力型冲击地压。如北票矿务局和天池煤矿发生的冲击地压。中间型或重力—构造型冲击地压。主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。矿井通风与安全xin(2)根据冲击的显现强度分类弹射。一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落,并伴有强烈声响,属于微冲击现象。矿震。它是煤(岩)内部的冲击地压,即深部的煤或岩体发生破坏,煤(岩)并不向已采空间抛出,只有片帮或塌落现象,但煤或岩体产生明显震动,伴有巨大声响,有时产生煤尘。较弱的矿震称为微震,也称为煤炮。弱冲击。煤或岩石向已采空间抛出,但破坏性不很大,对支架、机器和设备基本上没有损坏;围岩产生震动,一般震级在2.2级以下,伴有很大声响;产生煤尘,在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。强冲击。部分煤或岩石急剧破碎,大量向已采空间抛出,出现支架折损、设备移动和围岩震动,震级在2.3级以上,伴有巨大声响,形成大量煤尘和产生冲击波。矿井通风与安全xin(3)根据震级强度和抛出的煤量分类轻微冲击:抛出煤量在10t以下,震级在1级以下的冲击地压。中等冲击:抛出煤量在10t~50t以下,震级在1级~2级的冲击地压。强烈冲击:抛出煤量在50t以上,震级在2级以上的冲击地压。一般面波震级Ms=1时,矿区附近部分居民有震感;Ms=2时,对井上下有不同程度的破坏;Ms>2时,地面建筑物将出现明显裂缝破坏。矿井通风与安全xin(4)根据发生的地点和位置分类煤体冲击。发生在煤体内,根据冲击深度和强度又分为表面、浅部和深部冲击。围岩冲击。发生在顶底板岩层内,根据位置有顶板冲击和底板冲击。矿井通风与安全xin(三)冲击地压的防治根据发生冲击地压的成因和机理,防治冲击地压的措施的基本原理有两方面:一是降低应力的集中程度;二是改变煤岩体的物理力学性能,以减弱积聚弹性能的能力和释放速率。矿井通风与安全xin
A、降低应力的集中减弱煤层区域内的矿山压力值的方法有:(1)开采保护层;(2)无煤柱开采,在采区内不留煤柱和煤体突出部分,禁止在邻近层煤柱的影响范围内开采;(3)合理安排开采顺序,避免形成三面采空状态的回采区段或条带和在采煤工作面前方掘进巷道,必要时应在岩石或安全层内掘进巷道,禁止工作面对采和追采。矿井通风与安全xin(a)采用合理的开拓布置和开采方式实践表明,合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加,防止冲击地压关系极大。大量实例证明,多数冲击地压是由于开采技术不合理而造成的。不正确的开拓开采方式一经形成就难于改变,临到煤层开采时,只能采取局部措施,而且耗费很大,效果有限。所以,合理的开拓布置和开采方式是防治冲击地压的根本性措施。矿井通风与安全xin(b)冲击地压的解危措施它属于暂时的局部性措施,包括:煤层爆破卸压钻孔卸压诱发爆破等矿井通风与安全xinB、改变煤层的物理力学性能改变煤层的物理力学性能主要有:高压注水放松动炮钻孔槽卸压等方法。矿井通风与安全xin一、职业病概述广义职业病:劳动者在工作或其它职业活动中,因接触职业危害因素而引起的疾病。
职业病:是指企业、事业单位和个体经济组织(以下统称用人单位)的劳动者在职业活动中,因接触粉尘、放射性物质和其他有毒、有害物质等因素而引起的疾病。(防治法)
法定职业病:是指由国家确认并经法定程序公布的。2013年12月23日由2013年12月23日,国家卫生计生委、人力资源社会保障部、安全监管总局、全国总工会4部门联合印发《职业病分类和目录》的职业病名单中共规定了10大类132种职业病。
职业病概念第八节职业病防治矿井通风与安全xin构成职业病的条件1.患病主体必须是用人单位的劳动者。2.必须是从事职业活动过程中产生的。3.必须是因接触粉尘,放射性物质和有毒、有害物质等因素而引起的疾病。4.必须是国家公布的职业病分类和目录所列的职业病。矿井通风与安全xin二、职业危害因素职业危害因素的来源:1.生产过程中的职业危害因素,主要有生产原料、中间产物、产品、生产设备、生产工艺中的工业毒物、粉尘、电离辐射、和非电离辐射等。此外,还包括与劳动有关的生理,心理因素以及环境因素。
矿井通风与安全xin2.作业环境中的职业危害因素,作业环境环境中存在的化学因素(生产性粉尘和水泥粉尘等)、物理因素(风速、湿度、温度、噪声、震动等)和生物因素等。矿井通风与安全xin3.劳动过程中的职业危害因素,包括作业时间过长、作业强度过大、劳动制度与劳动组织不合理、长时间强迫体位、个别器官和系统的过度紧张等。矿井通风与安全xin三、煤矿职业危害1.粉尘危害在煤矿开采过程中产生的粉尘称为煤矿粉尘。粉尘危害是煤矿最主要的职业危害。在煤矿井下回采、掘进、运输及提升等各生产过程中所有的作业操作,均能产生煤矿粉尘。例如打眼、爆破、清理工作面、装载、运输、转载、顶板控制等过程。煤矿粉尘80%来自采掘工作面。矿井通风与安全xin煤矿粉尘对健康的影响:1)呼吸系统疾病(1)尘肺(2)慢性阻塞性肺病(3)上呼吸道炎症(4)肺癌矿井通风与安全xin2)局部作用粉尘散落于皮肤上可能堵塞皮脂腺,使皮肤干燥,易于发生继发感染,形成粉刺、毛囊炎等。进入眼内的粉尘颗粒,可引起结膜炎,对角膜的刺激及损伤可致角膜感觉迟钝、角膜混浊等改变。矿井通风与安全xin2.有害气体危害有害气体危害是煤矿生产的又一大职业危害,由于矿井空气中存在多种有毒有害气体,煤矿工人长期在这种环境中作业,就很容易造成急性或慢性中毒,其中以氮氧化合物、碳氧化合物、硫化氢、甲烷最为明显。矿井通风与安全xi
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