徐州礦區(qū)礦井災害防治課件

徐州礦區(qū)礦井災害防治2023/7/201主要內(nèi)容礦井五大災害瓦斯火災水害煤塵頂板（沖擊地壓）2023/7/202一、礦井通風

礦井通風是防治瓦斯、火、粉塵的基礎，所以首先應對礦井通風知識有所了解。礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式等基礎知識；大體熟悉自己礦井主要通風系統(tǒng)的構成，進回風系統(tǒng)；調(diào)度主任應能看懂本礦通風系統(tǒng)圖，主采區(qū)主要進回風巷布置方式等。2023/7/203（一）礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風目的：供給足夠的新鮮空氣；稀釋有害物并排出井外；創(chuàng)造適宜的氣候條件。

進風井口以下的溫度必須在2℃以上。生產(chǎn)礦井采掘面溫度不得超過26℃，機電設備硐室的溫度不得超過30℃。采掘面的溫度超過30℃，機電設備硐室的空氣溫度超過34℃時，必須停止作業(yè)。

2023/7/204（一）礦井通風的目的、通風系統(tǒng)、通風方式、礦井漏風通風系統(tǒng)：通風網(wǎng)絡、通風動力和通風控制設施（通風構筑物）。通風類型：中央式、對角式、混合式。通風方式：壓入式、抽出式、壓抽混合式。

礦井漏風：內(nèi)部漏風和外部漏風。2023/7/205（三）礦井反風礦井反風分類：全礦性反風、局部反風；全礦性反風注意事項：風流方向改變時間小于10min，主扇的供風量不少于正常風量的40%，每季度至少檢查1次反風設施，每年進行一次反風演習；礦井通風系統(tǒng)有較大變化時，應進行1次反風演習。2023/7/206（三）通風參數(shù)測定、通風構筑物的設置測定的通風參數(shù)壓力；風速；標高。通風建（構）筑物風門：阻斷風流，必須成組（2道）設置；風窗：調(diào)節(jié)風量。2023/7/207（三）局部通風技術局部通風技術局部通風方式包括壓入式、抽出式、壓抽混合式。瓦斯噴出和煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤層的掘進通風方式必須采用壓入式；壓入式局部通風機和啟動裝置，必須安裝在進風巷道中，距掘進巷道回風口不得小于10m；瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井中，掘進工作面的局部通風機應采用三專（專用變壓器、專用開關、專用線路）供電；2023/7/208（三）局部通風技術局部通風技術嚴禁使用3臺以上（含3臺）的局部通風機同時向1個掘進工作面供風。不得使用１臺局部通風機同時向2個作業(yè)的掘進工作面供風；恢復通風前，必須檢查瓦斯。只有在局部通風機及其開關附近10m以內(nèi)風流中的瓦斯?jié)舛榷疾怀^0.5%時，方可人工開啟局部通風機。2023/7/209二、煤礦瓦斯

礦井氣體組成、瓦斯的特征、瓦斯災害的發(fā)生條件及致災機理的基本知識；瓦斯災害的預測預報技術和各種主要防治技術的實施方法。2023/7/2010（一）了解礦井氣體組成、瓦斯的特征、瓦斯災害的發(fā)生條件及致災機理的基本知識礦井瓦斯就是在采掘過程中從煤層、巖層、采空區(qū)釋放出的和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體的總稱。煤礦井下的有害氣體有甲烷（沼氣）、乙烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、氮氧化物、氫、氨等，其中甲烷所占比重最大，在80%以上。所以，礦井瓦斯習慣上又單指甲烷。

2023/7/2011（一）瓦斯災害的種類、發(fā)生條件及致災機理瓦斯災害的種類及發(fā)生條件窒息：大于57%；爆炸：5~16%，引火溫度大于650℃，氧氣濃度大于12%；瓦斯噴出；煤與瓦斯突出。

2023/7/2012礦井瓦斯含量測定方法地勘鉆孔測定法；實驗室間接測定法；井下快速直接測定法。瓦斯壓力測定方法間接測定法；直接測定法。

2023/7/2013（二）瓦斯災害防治技術煤與瓦斯突出機理：是由地應力、瓦斯和煤的物理力學性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。礦井瓦斯等級瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t；高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t；煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井。2023/7/2014采掘工作面及其他作業(yè)地點風流中瓦斯?jié)舛冗_到1.0%時，必須停止用電鉆打眼；爆破地點附近20m以內(nèi)風流中瓦斯?jié)舛冗_到1.0%時，嚴禁爆破。

采掘工作面及其他作業(yè)地點風流中、電動機或其開關安設地點附近20m以內(nèi)風流中的瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理。

2023/7/2015采掘面及其他巷道內(nèi)，體積大于0.5m3的空間內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛冗_到2.0%時，附近20m內(nèi)必須停止工作，撤出人員，切斷電源。對因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被關閉的電氣設備，必須在瓦斯?jié)舛冉档?.0%以下，可通電開動。綜采掘面，應在采煤機和掘進機上安設機載式斷電儀，當其附近瓦斯?jié)舛冗_到1%時報警，達到1.5%時必須停止作業(yè)，切斷電源。2023/7/2016四大類型的主要點燃源！掘進面計算示例！瓦斯爆炸的條件局部地點或局部區(qū)域，在瓦斯涌出異常及通風異?；蛲ｏL時，容易形成。地點：掘進面、工作面上隅角、封閉區(qū)域、冒落空洞?？諝庵?1%，其它氣體的混入和井下有機物等的氧化、人員呼吸使其減少，但一般仍達20%。瓦斯積聚濃度達40%時，氧濃度才下降到12%

?？偰軡M足！足夠的能量>0.28mJ；足夠的溫度>650℃；足夠長的時間>爆炸感應期。①瓦斯?jié)舛仍诒ń缦迌?nèi)，一般為5%～16%

。②混合氣體中氧的濃度不低于12%

。③有足夠能量的點火源。瓦斯爆炸在井下存在的可能性2023/7/2017瓦斯爆炸的條件—掘進面計算示例條件：斷面積8m2的煤巷掘進工作面，供風量為100m3/min，回風瓦斯?jié)舛?.1%。設：新揭露的斷面及距該斷面10m范圍內(nèi)涌出的瓦斯占總瓦斯涌出量的50%。計算：工作面停風時，該面10m范圍內(nèi)平均瓦斯?jié)舛冗_到爆炸下限5%的時間？解：工作面絕對瓦斯涌出量：100*0.1=0.1m3/min

瓦斯?jié)舛冗_到爆炸下限的時間：

8×10×5%/（0.1×50%）=80min實例驗證沛城“5·12”事故2023/7/2018包括電弧放電、電氣火花和靜電火花。如：井下輸電線路短路、接頭不符合要求、帶電檢修等?；w衣服靜電火花>0.28mJ

跑車時車輛和軌道的摩擦、金屬器件之間的撞擊、鋼件與巖石的碰撞、火成巖等堅硬巖石間的碰撞等。

瓦斯爆炸的條件—四大類瓦斯點燃源熾熱的表面，如：白熾燈、過流引起的線路灼熱、皮帶打滑引起的金屬表面熾熱。熾熱氣體，如：熾熱的廢氣，火災產(chǎn)生的高溫煙流等特點：伴隨有燃燒化學反應。如明火、井下焊接火焰、放炮火焰、油火等

明火火焰

熾熱表面和熾熱氣體

機械摩擦及撞擊火花

電火花

用于井下測量的激光、閃電、雜散電流等也具有點燃瓦斯的能力。其它點燃源

返回2023/7/2019瓦斯爆炸的條件—點燃源—靜電火花瓦斯爆炸的最小點燃能量0.28mJ，就是使用電容放電產(chǎn)生火花的方法測定的。假設人體的電容為200pF，化纖衣服靜電電位為15kV，則其放電的能量可達22.5mJ，大大超過最小點燃能量。井下工作人員的服裝要求必須是棉織品。返回2023/7/2020（瓦斯爆炸災害防治技術

加強通風，防止瓦斯積聚；杜絕火源，防止瓦斯被引燃；防止瓦斯爆炸災害擴大。2023/7/2021（五）瓦斯災害的預測預報和各種主要防治技術杜絕火源，防止瓦斯被引燃禁止攜帶煙草和點火工具下井。井下禁止吸煙。井下應使用防爆的照明燈。禁止打開礦燈。井下禁止使用電爐。井下和井口房內(nèi)不準進行電焊、氣焊和使用噴燈接焊等。只有在安裝電動機和開關的地點附近20米巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛刃∮?%時，才準送電啟動。高瓦斯或煤與瓦斯突出的掘進工作面，必須實現(xiàn)“三專、兩閉鎖（風電、瓦斯電閉鎖)”。2023/7/2022（五）瓦斯災害的預測預報和各種主要防治技術杜絕火源，防止瓦斯被引燃放炮必須嚴格執(zhí)行“一炮三檢”制（裝藥前、放炮前、放炮后檢查瓦斯）和“三人連鎖放炮”制（放炮員、班組長、瓦檢員連鎖）。每個炮眼必須充填足夠炮泥和水炮泥。嚴禁明火放炮和放糊炮。在瓦斯礦井中，要防止鐵器撞擊產(chǎn)生火花；在處理局部瓦斯時，尤應防止鐵器撞擊。經(jīng)常撿查火區(qū)的情況，嚴格管理火區(qū)，建立火區(qū)管理卡片。2023/7/2023（五）瓦斯災害的預測預報和各種主要防治技術瓦斯噴出災害防治技術加強地質(zhì)工作，采取“探、排、引、堵”技術措施；打前探鉆孔，預先探放高壓瓦斯氣源；掌握噴出預兆，即使撤離工作人員；掌握礦壓規(guī)律，避免礦壓集中。2023/7/2024（五）瓦斯災害的預測預報和各種主要防治技術煤與瓦斯突出災害防治技術嚴格執(zhí)行《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》防治突出技術歸納為兩個“四位一體”的綜合性防突措施，其內(nèi)容包括：突出危險性預測；防治突出的技術措施；防突措施的效果檢驗和安全防護措施；防治突出的技術措施：一是區(qū)域性防突措施，二是局部性防突措施；安全防護措施：井巷揭穿突出煤層和在突出煤層中進行采掘作業(yè)時，必須采取震動爆破、遠距離爆破、避難硐室、反向風門、壓風自救系統(tǒng)等安全防護措施。2023/7/2025（五）瓦斯災害預測預報技術預測煤層突出危險性的指標有煤的破壞類型、瓦斯放散初速度指標、煤的堅固性系數(shù)和煤層瓦斯壓力、綜合指標。石門揭煤工作面的預測指標有綜合指標和鉆屑瓦斯解吸指標。煤巷掘進工作面和采煤工作面的預測指標有鉆孔瓦斯涌出初速度、鉆屑指標。抽放瓦斯礦井貫徹的九字方針是“多鉆孔、嚴封閉、綜合抽”。2023/7/2026三、礦山粉塵（一）礦山粉塵的基本概念、礦山粉塵的產(chǎn)生及基本性質(zhì)、礦山粉塵的危害性；（二）熟悉礦山粉塵爆炸的條件；（三）防止礦山粉塵爆炸的措施及使用原則。2023/7/2027（一）礦山粉塵和性質(zhì)、粉塵的產(chǎn)生、危害性煤礦粉塵是煤礦在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類固體物質(zhì)細微顆粒的總稱。影響粉塵產(chǎn)生的因素：采掘機械化和開采強度、采煤方法和截割參數(shù)、作業(yè)地點的通風狀況、地質(zhì)構造及煤層賦存條件。粉塵分散度：直徑小于7.1μm（<5μm稱為呼吸性粉塵）的塵粒，尤其是小于2μm的塵粒是引起塵肺病的主要有害粉塵?！兑?guī)程》規(guī)定粉塵分散度，每半年測定1次。2023/7/2028（一）礦山粉塵的危害性污染工作場所，危害人體健康，引起職業(yè)?。荒承┑V塵（如煤塵、硫化塵）在一定條件下可以爆炸；加速機械磨損，縮短精密儀器使用壽命；降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。2023/7/2029（三）礦山粉塵爆炸的條件煤塵本身具有爆炸性，煤塵必須懸浮于空氣中，并達到一定的濃度（首要條件）；存在能引燃煤塵爆炸的高溫熱源，大于650℃；氧濃度，含氧量低于17%時，煤塵就不會爆炸。2023/7/2030主要有兩種形式，純煤塵爆炸和有瓦斯參與的煤塵爆炸。以后一種為主。與瓦斯點燃相同。沉積煤塵飛揚計算示例！煤塵爆炸的條件必須經(jīng)過專門部門的試驗鑒定，一般煤的揮發(fā)分Vr>10%屬有爆炸性的煤塵。除少數(shù)無煙煤外，其余各類煤均屬于爆炸性煤塵。濃度下限30～40g/m3。直接產(chǎn)生很難—40g/m3時25W的燈泡，2m內(nèi)人看不見燈光。間接產(chǎn)生容易—積塵飛揚。能量>4.5~40mJ；溫度>700~800℃；足夠長的時間>爆炸感應期。①煤塵本身具有爆炸危險性。②空氣中煤塵的濃度處于爆炸界限范圍內(nèi)。③有足夠能量的點火源。煤塵爆炸在井下存在的可能性2023/7/2031煤塵爆炸的條件—沉積煤塵飛揚計算示例條件：斷長、寬、高均為5m的房間，地面沉積有1mm厚的煤塵，其堆積的密度為500kg/m3

。計算：當沉積的煤塵全部揚起，均勻分布在整個空間時，室內(nèi)煤塵的濃度是否能達到爆炸限？解：整個空間體積：5×5×5=125m3

房間中的煤塵重量：5×5×0.001×500=12.5Kg

房間中的煤塵濃度：

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

100>40，煤塵濃度已達到爆炸界限范圍內(nèi)。返回2023/7/2032達到煤塵爆炸下限的現(xiàn)場感覺以40g/立方米為例可計算出其煤塵粒子間距為1.08mm即用25W燈泡照射，2米距離人眼看不到燈光。返地面積聚的煤塵以長、度、高均為5米的房間，地面沉積1mm厚的煤塵，其堆積密度為500kg/m3，當其全部揚起分布整個空間，則煤塵濃度可達100g/m3，大于爆炸下限。2023/7/2033煤塵爆炸點火源放炮火源電氣火花瓦斯爆炸機械撞擊、磨擦煤炭自燃外來火源徐礦集團從49年至今，共發(fā)生煤塵爆炸或瓦斯煤塵爆炸6起（包括1起煤塵燃燒事故）從點火源分析，4起放炮、1起電火花、1起機械磨擦。可見放炮是煤塵爆炸的主要引火源（尤其是純煤塵爆炸）2023/7/2034（四）防塵種類及使用條件采煤工作面防塵煤層注水；合理選擇采煤機截割機構；噴霧降塵。炮掘工作面打眼防塵：風鉆濕式鑿巖、干式鑿巖捕塵、煤電鉆濕式打眼；

爆破防塵：水炮泥、爆破噴霧、水幕凈化、放炮前后沖洗巖幫或煤幫。2023/7/2035（四）防塵種類及使用條件機掘工作面通風除塵通風系統(tǒng)形式：長壓短抽、長抽、長抽短壓。錨噴支護防塵配制潮料向噴射機上料、雙水環(huán)加水、加接異徑葫蘆管、低壓近噴、水幕凈化和通風除塵。運輸、轉(zhuǎn)載防塵綜合防塵措施綜合防塵措施包括濕式鉆眼、沖刷井壁巷幫、使用水炮泥、放炮噴霧、裝巖（煤）灑水和凈化風流等措施。2023/7/2036（五）粉塵檢測方法、防止礦山粉塵爆炸的措施煤塵爆炸性評價方法煤塵爆炸指數(shù)：煤的可燃揮發(fā)分；煤塵爆炸性鑒定方法一種是在大型煤塵爆炸試驗巷道中進行,一般作為標準鑒定用；另一種是在實驗室內(nèi)使用大管狀煤塵爆炸性鑒定儀進行，目前多采用這種方法。2023/7/2037（五）防止粉塵爆炸的措施防止煤塵爆炸的技術措施防止煤塵積聚的措施；杜絕火源；隔爆措施。防止煤塵爆炸傳播技術被動式隔爆技術：巖粉棚（距爆源60~300m）、水槽棚和水袋棚（距爆源60~200m）。自動隔爆技術：傳感器、控制器和噴灑裝置是自動隔爆裝置的三大組成部分。煤塵爆炸案例2023/7/2038四礦井火災分類：內(nèi)因火災（煤炭自燃）、外因火災。煤炭自燃的必要充分條件

有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態(tài)，堆積厚度一般要大于0.4m；

有較好的蓄熱條件；

有適量的通風供氧；

上述三個條件共存的時間大于煤的自燃發(fā)火期。自然發(fā)火的過程：潛伏期、自熱期和燃燒期。

（使用漫畫講解）2023/7/2039煤炭及其他可燃礦物自然發(fā)火危險性評價方法自燃傾向性預測；因素綜合評判預測法；經(jīng)驗統(tǒng)計預測法和數(shù)學模型預測法。2023/7/2040煤炭自然發(fā)火早期預測預報技術目前預測自然發(fā)火期的方法有在實驗室確定自燃傾向性等級；根據(jù)本礦或條件相似礦井或采區(qū)的已有自然發(fā)火統(tǒng)計資料，確定待采（或本）煤層的自然發(fā)火期。自然發(fā)火標志化性氣體及其指標一氧化碳（CO）指標，CO的派生指標，烯烴（乙烯C2H4）及烯烷比，炔烴（乙炔C2H2）。預測預報方法：氣體分析法，測溫法和氣味檢測法。

2023/7/2041礦山內(nèi)因火災防止技術灌漿滅火

阻化劑防滅火

均壓滅火

惰氣壓注滅火

新型凝膠滅火泡沫、干粉等

2023/7/2042礦山外因火災防止技術防止失控的高溫熱源產(chǎn)生和存在盡量不用或少用可燃材料防止產(chǎn)生機電火災防止摩擦引燃防止高溫熱源和火花與可燃物相互作用2023/7/2043火區(qū)封閉技術火區(qū)內(nèi)的空氣溫度下降到30℃以下，或與火災發(fā)生前該區(qū)的日?？諝鉁囟认嗤?。火區(qū)內(nèi)空氣中的氧氣濃度降到5.0%以下?；饏^(qū)內(nèi)空氣中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳濃度在封閉期間內(nèi)逐漸下降，并穩(wěn)定在0.001%以下?；饏^(qū)的出水溫度低于25℃，或與火災發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同。上述4項指標持續(xù)穩(wěn)定的時間在１個月以上。2023/7/2044火區(qū)啟封技術鎖風啟封火區(qū)（分段啟封火區(qū)）：用于火區(qū)范圍較大，不能確認火源已經(jīng)熄滅。

通風啟封火區(qū)（一次性打開火區(qū)）：用于火區(qū)范圍較小，確認火源已經(jīng)熄滅。外因火災事故案例

2023/7/2045五、礦山水害礦井水害的主要類型礦井突水監(jiān)測預防的主要技術特點、堵排水的方法與技術措施。

防治水漫畫講解2023/7/2046（一）礦井水害的主要類型、礦井水的來源水害的主要類型透水；突水；涌水。礦井水來源大氣降水；地表水；地下水（含水層水、斷層水等）；老空區(qū)積水。

2023/7/2047（二）礦井涌水特征、涌水通道、突水預兆礦井涌水特征大氣降水為主要充水水源的涌水特征；以地表水為主要充水水源的涌水特征；以地下水為主要充水水源的礦床；以老采空區(qū)為主要充水水源的礦床。涌水通道自然涌水通道：地層的空隙、斷裂帶等屬于自然形成的通道；人為涌水通道：由于采掘活動等引起的人為涌水通道。2023/7/2048（二）突水預兆一般預兆采掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空