煤礦五大自然災害防治

一、礦井瓦斯防治瓦斯爆炸的條件及其影響因素瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣，三者缺一不可。預防瓦斯爆炸的措施（1）防止瓦斯積聚的措施所謂瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^2%，其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。防止瓦斯積聚的方法有：1）加強通風。防止瓦斯積聚的最主要的措施是加強通風。礦井建立一個完善合理的礦井通風現(xiàn)象，做到穩(wěn)定、可靠、連續(xù)地向井下所有用風地點輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，以保證及時排除和沖淡礦井瓦斯和粉塵，使井下各處的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》的要求。2）嚴格檢查和監(jiān)測井下瓦斯?jié)舛?。嚴格檢查礦井的通風狀況及瓦斯?jié)舛鹊淖兓峭咚沟V井重要的日常管理工作，它是防止瓦斯事故的前提。為了防止漏檢，除加強管理，加強教育，提高工作者的責任心之外，還必須應用現(xiàn)代化裝備，采用先進的瓦斯自動檢測報警裝置。3）及時處理積聚瓦斯。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，每一礦井必須從采掘生產(chǎn)管理上采取措施，防止瓦斯積聚。當發(fā)生瓦斯積聚時，必須及時處理，這是礦井日常瓦斯管理工作的重要內(nèi)容，是預防瓦斯爆炸的關鍵工作。生產(chǎn)中容易積聚瓦斯的地點有：采煤工作面上隅角、獨頭掘進工作面的巷道隅角、采煤機附近、頂板冒落的空洞內(nèi)、停風的盲巷中、低風速巷道的頂板附近、綜采工作面放煤口及采空區(qū)邊界處、發(fā)生瓦斯噴出的地點等。處理局部積聚瓦斯的方法主要：加大風速及風量、密閉隔離和抽放瓦斯三種。4）抽放瓦斯。對于采用一般通風方法不能解決瓦斯超限的礦井或工作面，可以采用抽放瓦斯的方法，將瓦斯抽至地面加以儲存利用或排除。（2）防止瓦斯引燃的措施防止瓦斯引燃的原則：禁止一切非生產(chǎn)需要的火源下井；對生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源嚴加管理；防止熱源產(chǎn)生或限制其引燃瓦斯的能力。1）加強明火管理。按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定：嚴禁煙火進入井下；井下嚴禁使用燈泡取暖或使用電爐；井下禁止打開礦燈外殼；井口房、瓦斯抽放站及通風機房周圍20m內(nèi)禁止使用明火；井下焊接時，應嚴格遵守有關規(guī)定，嚴格井下火區(qū)的管理等。任何人發(fā)現(xiàn)井下火災時，應立即采取一切可能的辦法直接滅火，并迅速報告礦調(diào)度室。2）消除電器火花。井下使用的電氣設備及供電網(wǎng)絡，都必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關要求。要保證電氣設備的防爆性能好，消除電器火花的產(chǎn)生。3）防止靜電火源。礦井中使用的高分子材料（如塑料、橡膠、樹脂）制品，其表面電阻應低于規(guī)定值。灑水、排水用塑料管壁表面電阻應小于109Ω，壓風管、噴漿管壁表面電阻應小于108Ω，抽放瓦斯用管壁表面電阻應小于106Ω。4）防止摩擦火花。由于機械化程度的不斷提高，機械摩擦、沖擊火花引起的燃燒危險增加了。為防止由此而發(fā)生瓦斯爆炸事故，采取的措施有：在摩擦發(fā)熱的部件上安設過熱保護裝置（如液壓聯(lián)軸器上的易熔合金塞），溫度檢測報警斷電裝置，利用難引燃性合金工具，在摩擦部件的金屬表面溶敷活性小的金屬（如鉻），使形成的摩擦火花難以引燃瓦斯。5）嚴格放炮制度。有瓦斯爆炸危險的煤層中，采掘工作面只準使用煤礦安全炸藥和瞬發(fā)電雷管，在使用毫秒煙氣電雷管時，最后一段的延期時間不得超過130ms。打眼、放炮和封泥都必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。嚴禁放糊炮、明火放炮和一次裝藥分次放炮。二、礦井火災防治外因火災的防治（1）防止火源的產(chǎn)生1）加強明火管理。嚴格杜絕火源。嚴禁將煙火帶入井下，嚴禁井下吸煙，井口房和通風機房附近20m內(nèi)嚴禁煙火，也不準用火爐取暖。井下嚴禁使用燈泡或電爐取暖。2）井下和井口房內(nèi)不得從事電焊、電焊作業(yè)，必須作業(yè)時要嚴格按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行。3）地面木料場、矸石山、爐灰場與進風井的距離不得小于80m。不得將矸石山或爐灰場在進風井的主導風上風側(cè)，也不得設在表土10以內(nèi)有煤層的地面上和設在有漏風的采空區(qū)上方的塌陷范圍內(nèi)。4）嚴禁在井下存放用完后剩下的汽油、沒有和變壓器油。（2）采用不燃性材料支護新建礦井的永久井架和井口房、以井口為中心的聯(lián)合建筑井筒、平硐與各水平的連接處及井底車場，主要絞車道與主要運輸巷、回風巷的連接處，井下機電設備硐室，主要巷道內(nèi)帶式輸送機機頭前后兩端各20m范圍內(nèi)，都必須用不燃性材料支護。（3）防止電氣火災電氣火災是指發(fā)生在各種電氣設備上的火災，常因供電過負荷、電氣元件接觸不良、操作失誤產(chǎn)生電弧火花引起。預防電氣火災的措施是：機電設備應正確選用熔斷器（片），正確使用檢漏繼電器，當電流短路、過載或接地時能及時切斷電源；電纜接頭必須使用防爆接線盒，嚴禁使用“雞爪子”和“羊尾巴”接頭；嚴禁違章使用和操作井下電氣設備等。（4）防止摩擦火花引起火災隨著煤礦機械化程度的提高，必須做好井下機械運轉(zhuǎn)部分的保養(yǎng)和維護工作，防止摩擦和沖擊產(chǎn)生火花，引起火災。（5）防止火災擴大1）設置消防材料庫。消防材料庫的作用是儲存消防材料以便發(fā)生火災時迅速而有效地滅火。因此，每一礦井必須在井上下設置符合要求的消防材料庫。2）設置防火門。在進風井口、井底車場與井筒連接處、部分專用硐室出口處等位置都必須設置防火鐵門。防火鐵門必須易于關閉嚴密，一旦發(fā)生火災能及時關閉。3）設置消防水池和井下消防水管系統(tǒng)。每一礦井必須在地面設置消防水池和在井下設置消防管路系統(tǒng)。4）及時發(fā)現(xiàn)初起火災。及時發(fā)現(xiàn)初起外因火災是防止其發(fā)展和控制其危害的一個重要措施。除用感覺器官（眼睛、鼻子、皮膚等）來察覺初起火災外，還可用標志性氣體、火災監(jiān)測器、溫升變色涂料等來科學地判斷。（6）外因火災的滅火方法常用的滅火方法有三種：直接滅火法、隔絕滅火法和聯(lián)合滅火法。1）直接滅火法。直接滅火法包括以下幾種：①清除可燃物。②用水滅火。③用砂子（或巖粉）滅火。④用化學滅火器滅火。2）隔絕滅火法。當井下火災發(fā)展到不能直接被撲滅時，應在所有通往火區(qū)的巷道內(nèi)砌筑密閉墻，使火源與外界隔絕，當火區(qū)內(nèi)的氧氣消耗完后，火災自行熄滅。在建筑密閉墻時，一般先建進風側(cè)，后建回風側(cè)。在有瓦斯涌出的火區(qū)，為防止瓦斯積聚，進回風兩側(cè)要同時建筑密閉墻，同時封閉。對有發(fā)生瓦斯爆炸危險的火區(qū)，為保證救災人員和建筑密閉墻人員的安全，應盡快地建筑一道防爆墻。防爆墻一般用砂子、黃土、爐灰等裝在編織袋或麻袋內(nèi)，建成5—6m厚砂袋墻。3）聯(lián)合滅火法。在單獨采用一種方法達不到滅火目的，或滅火時間太長時，可將直接滅火法和隔絕滅火法聯(lián)合起來運用，稱為聯(lián)合滅火法。歸納起來有以下幾種：①先隔絕，然后打開密閉墻用水直接滅火。②包圍縮小火區(qū)，然后進行封閉。③移動密閉墻逐漸縮小火區(qū)，分段滅火。④先封閉再灌漿滅火。⑤封閉火區(qū)后注入惰性氣體，加速滅火。⑥封閉火區(qū)，采用均壓（火區(qū)進風側(cè)和回風側(cè)的風壓差接近于零）滅火。三、礦塵防治預防煤塵爆炸的技術措施預防煤塵爆炸的技術措施主要包括防塵措施、防止煤塵引燃的措施和各報措施三個方面。1）防塵措施①煤層注水濕潤煤體。在采煤和掘進之前，利用鉆孔向煤層注入壓力水，使水沿著煤層的層理、節(jié)理或裂隙向四周擴散并滲入到煤體的微孔中去，增加煤的水分，使煤體和其內(nèi)部的原生煤塵都預先濕潤。同時，使煤體的塑性增強，以減少采煤時生成煤塵的數(shù)量。這是防治煤塵的一項根本措施。②采空區(qū)灌水。采空區(qū)灌水也是一種預先濕潤煤體的防塵方法，當采用下行垮落法分層開采活煤層、近距離且無隔水層法開采煤層群或急傾斜水平分層法采煤時，可以利用往采空區(qū)灌水的方法，以潤濕下分層下組煤的煤層，防止開采時生成大量的煤塵。③濕式打眼。在工作面使用電鉆或風鉆打炮眼時，將壓力水經(jīng)過鉆桿中央的水孔送到炮眼底部，將粉塵濕潤后從炮眼中沖洗出來，從而達到降塵的目的。④水封爆破和水炮泥。水封爆破和水炮泥都是由鉆孔注水濕潤煤體演變而來的，它是將注水和爆破聯(lián)合起來，不僅起到消除炮煙和防塵作用，而且還提高了炸藥的爆破效果。⑤噴霧灑水降塵。噴霧撒水是將壓力水通過特制的噴嘴噴出，使水流霧化成細小的水滴散布在空氣中，將漂浮的塵粒濕潤下沉，防止飛揚。噴霧灑水簡單方便，廣泛應用于采掘機械切割、工作面爆破、煤炭裝載、運輸轉(zhuǎn)載、液壓支架前移、單體支柱放頂?shù)染伦鳂I(yè)過程中。⑥合理的風速。風速同空氣中含塵量的關系比較密切，風速太小，不能把懸浮的煤塵及時吹出工作面，使空氣中含塵量增加；風速太大，雖然將浮塵吹走，但是也把大量的落塵吹揚起，增加工作面的煤塵濃度。因此，工作面的風速以控制在1.2—1.6m/s為宜。⑦消除落塵。沉積在巷道四周的煤塵，一旦受到振動和沖擊會再度飛揚起來，為煤塵爆炸創(chuàng)造條件。必須及時清除巷道中的浮煤，清掃或沖洗沉積煤塵，定期散布巖粉，定期對主要大巷刷漿。2）防止煤塵引燃的措施。防止煤塵引燃的措施與防止瓦斯引燃的措施基本相同，參見“礦井瓦斯防治”。3）隔爆措施。隔爆措施就是將已發(fā)生的煤塵爆炸或瓦斯煤塵爆炸限制在一定區(qū)域，盡量減少爆炸產(chǎn)生的危害而采取的技術措施。其主要措施是設置被動式隔爆裝置和采用自動抑爆裝置。①被動式隔爆裝置。被動式隔爆裝置是借助于爆炸沖擊波的動力使隔爆裝置動作（巖粉槽、水槽破碎，水袋脫鉤），并拋灑消焰劑形成抑制帶，撲滅滯后于沖擊波傳播的爆炸火焰，以阻止爆炸的傳播。最早采用的撒布巖粉和設置普通巖粉棚方法，雖然防止傳播效果好，但巖粉暴露在潮濕空氣中，極易受潮而失去消焰劑功效，頻繁更換巖粉的工作量較大。因此我國礦山已幾乎不采用這兩種方法。在20世紀80年代，我國開發(fā)使用了隔爆水槽和隔爆水袋，以水為消焰劑，方便安裝和使用，得到了廣泛應用。②自動抑制裝置。自動抑爆裝置的作用原理是：利用傳感器測量煤塵爆炸所產(chǎn)生的各種物理參數(shù)并迅速轉(zhuǎn)換成電信號，指令機構的演算器根據(jù)這些電信號準確地計算出爆炸火焰的傳播速度，并在最恰當?shù)臅r間發(fā)出動作信號，噴灑機構及時噴出消焰劑，準確可靠地撲滅爆炸火焰，阻止爆炸的傳播。四、礦井水災防治1、透水預兆（征兆）1、掛汗。積水區(qū)的水，在自身壓力作用下，通過煤巖裂隙而在采掘工作面的煤巖壁上聚結成許多水珠的現(xiàn)象，叫掛汗。井下空氣中的水分遇到低溫的煤體，有時也可能聚結成許多水珠的現(xiàn)象。區(qū)別真假掛汗的方法是，仔細觀察新暴露的煤壁面上是否潮濕，若潮濕則是透水預兆。2、掛紅。礦井水中含有鐵的氧化物，在它通過煤巖裂隙而滲透到采掘工作面的煤巖體表面時，會呈現(xiàn)暗紅色水銹，這種現(xiàn)象叫掛紅。掛紅是一種出水信號。3、水叫。含水層或積水區(qū)內(nèi)的高壓水，向煤壁裂隙擠壓時，與兩壁磨擦會發(fā)出“嘶嘶”叫聲，這就說明采掘工作面距積水區(qū)或其他水源已經(jīng)很近了若是煤巷掘進，則透水即將發(fā)生，這時必須立即發(fā)出警報，撤出所有受水威脅的人員。4、空氣變冷。采掘工作面接近積水區(qū)域時，空氣溫度會下降，煤壁發(fā)涼，人一進入工作面就有涼爽、陰冷的感覺；但應注意，受地熱影響較大的礦井地下水的溫度偏高，當采掘工作面接近積水區(qū)時，氣溫反而升高。5、出現(xiàn)霧氣。當采掘工作面氣溫較高時，從煤壁滲出的積水，就會被蒸發(fā)而形成霧氣。6、頂板淋水加大。7、頂板來壓，底板鼓起。8、水色發(fā)渾，有臭味。9、采掘工作面有害氣體增加，積水區(qū)向外散發(fā)出瓦斯、二氧化碳和硫化氫等有害氣體。10、裂隙出現(xiàn)滲水。如果出水清凈，則離積水區(qū)較遠；若渾濁，則離積水區(qū)已近。11、無水陷落柱是否出現(xiàn)涌水。隨著采掘工作面不斷地進行掘進和回采，巖石應力受到破壞，造成巷道的底板和頂板出現(xiàn)裂隙，頂、底板含水層中的裂隙水從頂板或者底板中流出的現(xiàn)象，尤其是在陷落柱中，導通的垂距較大，溝通不同的含水層，在圍巖應力遭到破壞后，陷落柱的膠結程度發(fā)生變化進而發(fā)生涌水現(xiàn)象。3.井下防治水防治礦井水災的原則，是在保證礦井安全生產(chǎn)的前提下，以防為主，防治結合。礦井水災的防治方法，可歸納為“查、探、放、截、堵、排、監(jiān)”七個字的綜合防治措施。（2）井下探水1、長探方面1、采掘隊組有義務加強對本工作面（巷道）內(nèi)的設備的日常管理工作，不得損壞鉆探設備。2、掘進隊組在接到通知后，必須停止掘進，清理完巷道迎頭的浮煤浮矸，做好鉆場和鉆探設備存放硐室，安裝好排水系統(tǒng)，做好探放水準備。3、采煤工作面在回采前必須進行鉆探，施工隊組做好探水前的各項準備工作。4、施工隊負責落實礦部安排的探放水工作，積極組織，不得延誤探放水時間。5、探放水過程中，要嚴格落實探放水各項措施。2、短探方面掘進工作面為了彌補長探的不足，必須進行短探施工，短探設備為風鉆或者錨索鉆機，鉆桿長度不低于6m，有施工隊自行配備。1、掘進工作面在掘進過程中，為了彌補長探的不足，必須堅持短探，并做好短探記錄和各方的簽字工作，以便查閱。2、使用錨索鉆機或者風鉆進行短探工作。短探參數(shù)：設計3個鉆孔，煤層中3個，兩幫孔與巷道成30°夾角。堅持探6m，掘進2m。3、采空區(qū)和水文地質(zhì)情況不清的采掘工作面必嚴格執(zhí)行短探措施。五、礦井頂板事故防治（1）采場局部冒頂?shù)闹饕A防措施1）防止煤壁附近冒頂，應及時支護懸露頂板，加強敲幫問頂。2）炮采時合理布置炮眼，控制藥量，避免崩倒支架。3）防止兩出口冒頂時，首先支架必須有足夠強度，其次系統(tǒng)應具有一定阻力，防止老頂來壓時推倒支架。4）防止放頂線附近局部冒頂，要加強地質(zhì)及觀察工作，在大塊巖石范圍內(nèi)加強支護，必要時用木支架代替單體金屬支架。5）隨時注意地質(zhì)構造的變化，采取相應措施。2.采場大型冒頂?shù)念A兆及防治（1）采場大型冒頂?shù)念A兆采場大型冒頂一般包括老頂來壓時的壓垮型冒頂、直接頂導致的壓垮型冒頂、大面積漏垮型冒頂、復合頂板推垮