煤礦災(zāi)害預(yù)防專題

煤礦災(zāi)害預(yù)防專題第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一1.集中應(yīng)力對突出的影響2.“四位一體”綜合防突體系3.金屬骨架4.回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法5.巷道冒落空間瓦斯積聚的處理方法6.煤層瓦斯的賦存形態(tài)7.保護層開采的防突原理8.火風(fēng)壓的原理及特性9.礦井火災(zāi)對風(fēng)流的影響10.采煤工作面頂板事故按力源分類11.煤礦常見重大危險源12.有爆炸危險性火區(qū)封閉專題提綱第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一1、集中應(yīng)力對突出的影響《規(guī)程》180條規(guī)定：“在同一突出煤層同一區(qū)段集中應(yīng)力集中范圍內(nèi)，嚴(yán)禁兩個工作面相向回采或掘進(jìn)”。卸壓區(qū)原巖應(yīng)力區(qū)集中應(yīng)力區(qū)《防止煤與瓦斯突出規(guī)定》第十六條（四）突出煤層的巷道優(yōu)先布置在被保護區(qū)域或其他卸壓區(qū)域。

第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一“四位一體”綜合防突體系區(qū)域預(yù)測煤層突出煤層非突出煤層突出危險區(qū)突出威脅區(qū)無突出危險區(qū)區(qū)域預(yù)測采掘作業(yè)可不采取防突措施30-100m不少于2次區(qū)域預(yù)測驗證超標(biāo)不超標(biāo)安全防護措施采掘作業(yè)突出危險工作面無突出危險工作面工作面預(yù)測安全防護措施采掘作業(yè)局部防突措施無效有效措施效果檢驗第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一綜合防突措施區(qū)域預(yù)測煤層突出煤層非突出煤層突出危險區(qū)突出威脅區(qū)無突出危險區(qū)區(qū)域預(yù)測可不采取防突措施30-100m不少于2次區(qū)域預(yù)測驗證超標(biāo)不超標(biāo)安全防護措施采掘作業(yè)突出危險工作面無突出危險工作面工作面預(yù)測安全防護措施采掘作業(yè)局部防突措施無效有效措施效果檢驗安全防護措施采掘作業(yè)區(qū)域驗證第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一2個“四位一體”綜合防突措施區(qū)域綜合防突措施（一）區(qū)域突出危險性預(yù)測（二）區(qū)域防突措施（三）區(qū)域措施效果檢驗（四）區(qū)域驗證局部綜合防突措施（一）工作面突出危險性預(yù)測（二）工作面防突措施（三）工作面措施效果檢驗（四）安全防護措施第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一3、金屬骨架(2~3)m石門被揭煤層石門煤層金屬骨架第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一1、工藝巷道頂、兩幫上部打φ75~100mm鉆孔，進(jìn)入巖層0.5m，孔距≥0.2m，插入鋼管或鋼軌。2、防突機理預(yù)先加固煤體，增加煤的穩(wěn)定性；骨架孔排放一定量的瓦斯，鉆取煤炭。從而降低了煤層的應(yīng)力狀態(tài)，增加了煤的堅固性，揭煤過程中金屬骨架支承上方煤體重量，阻止煤體突然破壞與離層，抑制突出的發(fā)動。3、要求

巖柱厚度：≥2.0m（硬巖），＞3.0m（松軟巖層）

范圍：巷道上部和兩側(cè)外0.5~1.0m

孔距：≯2.0m（單排）0.3m（雙排）4、適用條件＞45°的薄及中厚煤層。3、金屬骨架第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一一、通風(fēng)1、增大回采工作面風(fēng)量

2、設(shè)置采面上隅角導(dǎo)風(fēng)障

3、設(shè)置采空區(qū)縱向風(fēng)障

4、安設(shè)風(fēng)、水引射器

5、改變工作面風(fēng)流方向4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法二、抽放瓦斯1、上隅角插、埋管抽放2、采空區(qū)抽放3、高位抽瓦斯4、瓦斯尾巷5、建立采面尾排系統(tǒng)

第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一1.增大回采工作面風(fēng)量

適當(dāng)增大回采工作面風(fēng)量對上隅角渦流區(qū)積聚瓦斯的驅(qū)散，沖淡上隅角瓦斯。4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法2.掛風(fēng)障引流法（采面上隅角導(dǎo)風(fēng)障）優(yōu)點：簡單、快捷缺點：引流的風(fēng)量有限，風(fēng)流不穩(wěn)定，增加工作面通風(fēng)阻力和向采空區(qū)漏風(fēng)，臨時性方法。風(fēng)障可采用軟質(zhì)風(fēng)筒布制作，長度一般不小于10m.第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法3.設(shè)置采空區(qū)縱向風(fēng)障

在工作面一側(cè)，沿切頂方向從工作面下出口到上隅角設(shè)置縱向風(fēng)障，可以最大限度減少進(jìn)入采空區(qū)的漏風(fēng)量。縱向風(fēng)障適用于上隅角瓦斯涌出量不大（2-3m/min），濃度不高（3%左右）的情況第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法4.風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)（風(fēng)、水引射器）優(yōu)點：適應(yīng)性強，排放能力大，安全可靠；缺點：在回風(fēng)道布置管道影響工作面的作業(yè)。第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法5.改變工作面通風(fēng)方式采用Y、W型通風(fēng)方式。第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法6.尾巷瓦斯排放法利用與工作面回風(fēng)巷平行的專門瓦斯排放巷道，通過其與采空區(qū)相連的聯(lián)絡(luò)巷排放瓦斯的方法。優(yōu)點：充分利用巷道，易于實施，風(fēng)流穩(wěn)定，可長期使用；缺點：增加了向采空區(qū)漏風(fēng)，不適用自然發(fā)火工作面。尾排系統(tǒng)1.沿工作面回風(fēng)巷（采空區(qū)）鋪一趟非金屬的管子。2.該管子與回風(fēng)系統(tǒng)相連（非采面回風(fēng)巷），在采面上隅角處形成一個負(fù)壓區(qū)，使采煤工作面上隅角處瓦斯沿管子流入回風(fēng)流。第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法7.上隅角插、埋管抽放上隅角插管抽放：工作面上隅角建好土袋墻，使采空區(qū)形成一個基本封閉的高瓦斯空間，將抽放管吸氣端插在土袋墻內(nèi)0.5-1米，對上隅角周邊局部瓦斯積聚地點進(jìn)行抽放。上隅角埋管抽放：在采空區(qū)內(nèi)預(yù)埋6寸鋼管，每隔20-30米留出一個T型頭，抽放上隅角采空區(qū)內(nèi)的瓦斯。

第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法8.移動泵站（采空區(qū)抽放）優(yōu)點：適應(yīng)性強，能力大，穩(wěn)定可靠，對工作面影響??；缺點：對自燃傾向性嚴(yán)重的煤層不適用。第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一9.高位抽瓦斯在工作面回風(fēng)巷內(nèi)直接布置鉆場，從頂板開孔，往工作面上方裂隙帶打鉆孔，抽放采面裂隙帶瓦斯。4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一10.三相泡沫擠壓工作面上隅角瓦斯采用三相（水、灰、氮氣）泡沫技術(shù)，用三相泡沫劑占瓦斯占據(jù)的空間來降低瓦斯?jié)舛?。該方法處理速度快，效果明顯的特點。4、回風(fēng)隅角瓦斯積聚的處理方法第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一5、巷道冒落空間積聚瓦斯的處理方法1.充填法第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一5、巷道冒落空間積聚瓦斯的處理方法2.引風(fēng)法第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一5、巷道冒落空間積聚瓦斯的處理方法3.風(fēng)筒分支排放法適用與瓦斯涌出量大，冒落空間大，擋風(fēng)、引風(fēng)難以湊效的情況。第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一6、煤層瓦斯的賦存形態(tài)1.吸收瓦斯

2.吸著瓦斯

3.游離瓦斯

1.2統(tǒng)稱吸附瓦斯第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一7、保護層開采的防突原理保護層被保護層被保護層第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一

覆巖破壞移動分帶示意圖I—冒落帶II—斷裂帶III—彎曲帶a—豎向裂隙b—離層裂隙保護作用過程：（a）保護層開采后，巖體中形成自由空間，破壞了原巖應(yīng)力平衡，地應(yīng)力重新分布，上覆巖體向采空區(qū)方向移動，發(fā)生頂板冒落下沉，底板鼓起，同時產(chǎn)生大小不等的裂隙。（b）被保護層：產(chǎn)生“卸壓增流效應(yīng)”。（c)被保護層瓦斯排放后，煤層瓦斯壓力降低，瓦斯?jié)撃芙档汀?、保護層開采的防突原理第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一保護層被保護層被保護層h1L≮2h1L＞30mL≮2h2L＞30mh27、保護層開采的防突原理第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風(fēng)壓的作用原理及特性一、火風(fēng)壓及其計算方法

火災(zāi)時高溫?zé)熈髁鬟^巷道所在的回路中的自然風(fēng)壓發(fā)生變化，這種因火災(zāi)而產(chǎn)生的自然風(fēng)壓變化量，在災(zāi)變通風(fēng)中稱之為火風(fēng)壓?；痫L(fēng)壓主要由于火災(zāi)產(chǎn)生的浮力效應(yīng)和節(jié)流效應(yīng)，主要考慮浮力效（hN）。

在如圖所示的模型化的通風(fēng)系統(tǒng)中，在Ｆ點發(fā)火，由于火源下風(fēng)側(cè)34風(fēng)路的風(fēng)溫和空氣成分發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其密度減小，該回路產(chǎn)生火風(fēng)壓，根據(jù)火風(fēng)壓定義可得：

火F2ρmg4ρma3第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風(fēng)壓的作用原理及特性二、火風(fēng)壓的特性1、火風(fēng)壓產(chǎn)生于煙流流過的有高差的傾斜或垂直巷道中。2、火風(fēng)壓的作用相當(dāng)于在高溫?zé)熈髁鬟^的風(fēng)路上安設(shè)了一系列輔助通風(fēng)機；3、火風(fēng)壓的作用方向總是向上。第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風(fēng)壓的作用原理及特性風(fēng)流參數(shù)變化判斷1、上行風(fēng)浮力hN的方向總是向上，與原風(fēng)流（H、Q）方向一致，所以原風(fēng)流的H、Q不會減小。風(fēng)流是否逆轉(zhuǎn)？主干路風(fēng)流肯定不會逆轉(zhuǎn)，有可能導(dǎo)致旁側(cè)支路的風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。H、Q第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風(fēng)壓的作用原理及特性上行風(fēng)巷道火災(zāi)可能造成旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)6火25D34火25134第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一8、火風(fēng)壓的作用原理及特性2.下行風(fēng)浮力hN的方向總是向上，與原風(fēng)流（H、Q）方向相反，導(dǎo)致原風(fēng)流的H、Q減小，可能造成主干風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。通過比較hN與H的大小來判斷H、Q火2534第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一9、礦井火災(zāi)引起的風(fēng)流紊亂1.風(fēng)流逆轉(zhuǎn)：在火風(fēng)壓的作用下，反抗機械風(fēng)壓的作用，致使某些巷道風(fēng)流方向發(fā)生變化。2.煙流逆退：在火風(fēng)壓的作用下，上風(fēng)側(cè)新風(fēng)沿巷道底部流向火源，同時煙流沿巷道頂部逆向流出。3.煙流滾退：在火風(fēng)壓的作用下，上風(fēng)側(cè)新風(fēng)沿巷道底部流向火區(qū)，同時煙流沿巷道頂部逆向回退并卷流向火源。見下圖第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一10、采煤工作面頂板事故按力源分類1.漏冒型

由于煤層傾角大，直接頂異常破碎，采煤工作面支護某些地點失效時發(fā)生局部漏冒，破碎頂板就從這個地點全部漏出，造成支架失穩(wěn)，導(dǎo)致冒頂發(fā)生。2.壓跨型

指因工作面支護強度不足和頂板來壓引起支架大量破壞造成的冒頂。3.推跨型

因水平推力的作用使工作面支架大量傾斜而造成的冒頂。第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一11重大危險源可能導(dǎo)致重大事故發(fā)生的危險源。《安全生產(chǎn)法》第九十六條:指長期地或者臨時地生產(chǎn)、搬運、使用或者儲存危險物品，且危險物品的數(shù)量等于或者超過臨界量的單元（包括場所和設(shè)施）。重大危險源分為生產(chǎn)場所（車間）重大危險源和儲存區(qū)（倉庫）重大危險源兩種。第三十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一重大危險源的控制系統(tǒng)由以下7個部分組成：辨識：重大危險源的辨識按國標(biāo)《重大危險源辨識》(GB18218-2000)辨識。評價：根據(jù)危險物質(zhì)及其臨界量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重大危險源辨識和確認(rèn)后，就應(yīng)對其進(jìn)行風(fēng)險分析評價。管理：通過技術(shù)措施和組織措施對重大危險源進(jìn)行嚴(yán)格控制和管理。安全報告：要求企業(yè)應(yīng)在規(guī)定的期限內(nèi)，對已辨識和評價的重大危險源向政府主管部門提交安全報告。應(yīng)急救援預(yù)案工廠選址和土地使用規(guī)劃

重大危險源的監(jiān)察：政府職能11重大危險源第三十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一11、煤礦常見的重大危險源高瓦斯煤與瓦斯突出水文地質(zhì)條件復(fù)雜自然發(fā)火期小于等于6個月沖擊地壓傾向性中等以上煤塵具有爆炸性第三十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一12有爆炸危險火區(qū)的封閉順序瓦斯爆炸CH4揮發(fā)性氣體爆炸先進(jìn)后回先回后進(jìn)同時封閉第三十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期一12有爆炸危險火區(qū)的封閉順序

有爆炸危險：瓦斯、煤塵、揮發(fā)性氣體等。1、先封閉進(jìn)風(fēng)側(cè)，再封閉回風(fēng)側(cè)優(yōu)點：先封閉進(jìn)風(fēng)側(cè)，隔斷新鮮風(fēng)流，火勢減弱，為下風(fēng)側(cè)封閉工作創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。缺點：由于沒有新鮮風(fēng)流供應(yīng)，火區(qū)的風(fēng)壓降低，瓦斯涌出增大，可能會發(fā)生瓦斯爆炸。2、先封閉回風(fēng)側(cè)，再封閉進(jìn)風(fēng)側(cè)優(yōu)點：先封閉回風(fēng)側(cè)，排煙路隔斷，產(chǎn)生的煙氣流反轉(zhuǎn)向火區(qū)，因含有大量CO2有助于滅火。缺點：由于反轉(zhuǎn)向火區(qū)的煙流中可能含有揮發(fā)性氣體，遇火可能會發(fā)生爆炸。3、同時封閉在進(jìn)、回風(fēng)兩端同時封死之前風(fēng)流仍然通暢，避免爆炸的發(fā)生，但難點在于進(jìn)、回風(fēng)兩端