礦山主要危害及安全技術(shù)措施

礦山主要危害及安全技術(shù)措施

一、礦井通風

(一)礦井通風的目的

供給礦井新鮮風量，沖淡并排出有毒、有害氣體和礦塵，保證井下風流質(zhì)量和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標準；創(chuàng)造安全、健康的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故；保證井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產(chǎn)。

(三)礦井供風標準

礦井所需風量按以下要求分別計算并選取其中最大值：

(1)井下同時工作的最多人數(shù)乘以單位時間內(nèi)每人所需風量；

(2)井下采煤、掘進、硐室和其他地點需風量的總和。

(四)礦井反風

為防止災害擴展和搶救人員的需要而采用的迅速倒轉(zhuǎn)風流方向的措施。

1．礦井反風方式

(1)全礦性反風。井下各主要風道的風流全部反向的反風。

在礦井進風井、井底車場、主要進風大巷或中央石門發(fā)生火災時常采納全礦性反風，避免火災煙流進入人員密集的采掘工作面。

(2)局部反風。在采區(qū)內(nèi)部發(fā)生災害時，維持主要通風機正常運轉(zhuǎn)，主要進風風道風向不變，利用風門開啟或關(guān)閉造成采區(qū)內(nèi)部風流反向的反風。

2．礦井反風注意事項

(1)遵守《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于礦井反風設(shè)施、主要通風機管理必須滿足風流方向改變時間(10min)、反風后主要風機供風量(不少于正常供風量40％)、反風設(shè)施檢查(至少每季度1次)和反風演習(每年1次)的規(guī)定。

(2)反風演習應注意井下各區(qū)域的供風量變化、瓦斯?jié)舛纫约皩饏^(qū)和采空區(qū)氣體的影響。

(3)注意反風后影響區(qū)域人員的通訊聯(lián)系和撤退。

(4)平常對井下人員進行反風知識的教育。

(五)礦井風流浮現(xiàn)壓力及測定儀表

1．靜壓

單位體積空氣具有的對外做功的機械能所浮現(xiàn)的壓力，是風流質(zhì)點熱運動撞壓器壁面而浮現(xiàn)的壓力。

絕對靜壓：單位體積空氣的壓能，以真空零壓力為計量基準的靜壓值。常用空盒氣壓計、水銀氣壓計或精密氣壓計等儀器測定。

相對靜壓：井巷某點的絕對靜壓與該點同標高大氣壓力之差。常用皮托管和壓差計配合測定。

2．位壓

單位體積內(nèi)空氣在地球引力作用下，相關(guān)于某一基準面產(chǎn)生的重力位能所浮現(xiàn)的壓力。水平巷道的風流流動無位壓差，在非水平巷道，風流的位壓差就是該區(qū)段垂直空氣柱的重力壓強。

3．動壓

單位體積空氣風流定向流動具有的動能所浮現(xiàn)的壓力，又稱為速壓。風流動壓通常用皮托管配合壓差計測定。

4．全壓

單位體積風流具有的(靜)壓能與動能所浮現(xiàn)的壓力之和。

5．總機械能(總壓力)

礦井風流在井巷某斷面具有的總機械能等于其具有的(靜)壓能、位能和動能的總和。

6．風流總能量

礦井風流在井巷某斷面具有的流動能量為其總機械能及內(nèi)能之和。

(六)礦井通風阻力

礦井風流流動過程中，在各種阻滯力作用下，風流的部分機械能不可逆地轉(zhuǎn)換為熱能而引起的機械能損失。

1．摩擦阻力(沿程阻力)

礦井風流沿程流動過程中因與井巷壁面摩擦及風流內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的能量損失。

2．局部阻力

因井巷邊壁條件變化，風流的均勻流動在局部地區(qū)因阻礙物(巷道斷面突變、巷道彎曲、風流分合、斷面堵塞等)的影響而被破壞，風流流速大小、方向或分布發(fā)生變化，產(chǎn)生渦流而造成的能量損失。

3．通風阻力定律

表示井巷通風阻力與風阻、風量之間的關(guān)系，其阻力與風量的平方成正比。

4．降低通風阻力的措施

擴展巷道斷面、開掘關(guān)聯(lián)風路、減少風路長度、使礦井總進風早分開和總回風晚匯合，選用摩擦阻力系數(shù)小的支護方式，盡量避免巷道急拐彎和風道斷面突然變化、主要風道內(nèi)禁止堆放木材等障礙物，等等。

(七)礦井風阻

描述礦井或井巷通風難易程度的指標，包括摩擦風阻和局部風阻。

(1)井巷風阻：描述由一條或多條構(gòu)成的通風網(wǎng)絡(luò)的通風難易程度的指標。

(2)礦井總風阻：描述一個礦井通風難易程度的指標，其值取決于通風網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和各風路的風阻值。

(3)風阻特性曲線：表示礦井或井巷的通風阻力和風量關(guān)系特征的曲線，又稱為阻力特性曲線。

(九)局部通風

1．局部通風的技術(shù)管理和主要安全措施

(1)保證工作面有足夠的新鮮風量。不準隨意停風和減少風量；提升有效風量。

(2)保證局部通風機安全運轉(zhuǎn)。

2．局部風量調(diào)節(jié)

在采區(qū)內(nèi)，采區(qū)之間和生產(chǎn)水平之間的風量調(diào)節(jié)稱為局部風量調(diào)節(jié)。

3．風筒(導風筒)

引導風流沿一定方向流動的管道。

(十)礦井漏風

(1)漏風及產(chǎn)生原因。礦井通風中漏風是普遍存在的現(xiàn)象，減少漏風是通風管理部門的基本任務(wù)，產(chǎn)生漏風的主要原因是有裂隙通道并有風壓差的存在。

(2)漏風對礦井通風的不利影響。大量漏風會造成動力的額外消耗；使礦井、采區(qū)和工作面的有效風量(送達用風地點的風量)減少，造成瓦斯積聚、氣溫升高等，影響生產(chǎn)和工人身體健康；大量的漏風會使通風系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，風流易紊亂，調(diào)風困難，易發(fā)生瓦斯事故；會使采空區(qū)、被壓碎的煤柱和封閉區(qū)內(nèi)的煤炭及可燃物發(fā)生氧化自燃，易發(fā)生火災；當?shù)乇碛兴輩^(qū)時，采空區(qū)裂隙的漏風會將采空區(qū)的有害氣體帶入井下，使井下環(huán)境條件惡化而威脅安全生產(chǎn)。

(3)漏風風流的流動狀態(tài)。漏風風流的流動狀態(tài)有層流和紊流兩種，與漏風介質(zhì)的孔隙率有關(guān)，孔隙率小呈層流狀態(tài)，孔隙率大呈紊流狀態(tài)。

二、煤礦瓦斯

(一)瓦斯的基本概念

1．礦井氣體的組成

國內(nèi)外對煤層瓦斯組分的大量測定說明，其中可能含有約20種氣體：甲烷及其同系烴類氣體(乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等)、二氧化碳、氮、二氧化硫、一氧化碳和稀有氣體(氦、氖、氬、氪、氙)等。但最主要的成分為甲烷，按體積比例可達70％～99％，平均在90％以上；其次為氮氣和二氧化碳，平均含量分別為3％～4％，而其他氣體成分的含量通常都是非常低的。

2．煤層瓦斯賦存狀態(tài)

瓦斯在煤層中的賦存形式主要有以下兩種狀態(tài)：游離狀態(tài)(也稱自由狀態(tài))、吸附狀態(tài)。

(二)煤層瓦斯含量及壓力

1．煤層瓦斯含量

煤層瓦斯含量是指單位質(zhì)量煤體中所含瓦斯的體積，一般用m3／t表示，煤層瓦斯含量是確定礦井瓦斯涌出量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是礦井通風及瓦斯抽放制定的重要參數(shù)。煤層在天然條件下，未受采動影響時的瓦斯含量稱原始含量；受采動影響，已有部分瓦斯排出后而剩余在煤層中的瓦斯量，稱殘存瓦斯含量。

影響煤層原始瓦斯含量的因素很多，主要有煤化程度、煤層賦存條件、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件。

2．瓦斯含量的測定方法

煤層瓦斯含量測定方法目前主要有地勘鉆孔測定法，實驗室間接測定法和井下快速直接測定法3種。

3．煤層瓦斯壓力及測定方法

(1)煤層瓦斯壓力存在于煤層孔隙中的游離瓦斯分子熱運動對煤壁所表現(xiàn)的作用力。煤層瓦斯壓力是用間接法計算瓦斯含量的基礎(chǔ)參數(shù)，也是衡量煤層瓦斯特別危險性的重要指標。

(2)測定方法。直接測定法、間接測壓法。

(三)礦井瓦斯涌出量

1．礦井瓦斯涌出的形式

煤層被開采時，煤體受到破壞或采動影響，貯存在煤體內(nèi)的部分瓦斯就會離開煤體而涌入采掘空間，這種現(xiàn)象稱為瓦斯涌出。礦井瓦斯涌出形式可分一般涌出和特別涌出兩種。

2．影響瓦斯涌出量的主要因素

影響礦井瓦斯涌出量的因素主要有煤層瓦斯含量、開采規(guī)模、開采程序、采煤方法與頂板管理方法、生產(chǎn)工序、地面大氣壓力的變化、通風方式、采空區(qū)管理方法。

3．礦井瓦斯涌出量的表示方法

礦井瓦斯涌出量是指開采過程中正常涌入采掘空間的瓦斯數(shù)量，通常用單位時間或單位質(zhì)量的煤所放出的瓦斯數(shù)量來表示，瓦斯涌出量的表示與計算方法有以下兩種：絕對瓦斯涌出量、相對瓦斯涌出量。

4．礦井瓦斯涌出量的測定

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，一個礦井中只要有一個煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井，瓦斯礦井必須依照礦井瓦斯等級進行管理。礦井瓦斯等級，依據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：低瓦斯礦井、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)特別礦井。每年必須對礦井進行瓦斯等級和二氧化碳涌出量的鑒定工作。

5．礦井瓦斯涌出量猜測

新礦井、新水平和新采區(qū)投產(chǎn)前，都應進行礦井瓦斯涌出量猜測，現(xiàn)有的礦井瓦斯涌出量猜測方法可以概括為兩大類：一是礦山統(tǒng)計猜測法，二是依據(jù)煤層瓦斯含量進行猜測的分源猜測法。

(四)瓦斯燃燒與爆炸

瓦斯的主要成分，甲烷是一種無色、無味、無臭的氣體，密度為0．714kg／m3，與空氣的密度比為0．554，比空氣輕，容易積聚在空氣上層。瓦斯無毒，但當濃度很高時，會引起窒息。礦井瓦斯不助燃，但它與空氣混合達一定濃度后，遇火能燃燒、爆炸。礦井瓦斯爆炸往往引起煤塵爆炸，瓦斯爆炸和瓦斯煤塵爆炸事故是惡性事故。

(五)礦井瓦斯的噴出

礦井瓦斯噴出與特別是煤礦瓦斯特別涌出的兩種主要形式，都是由于瓦斯和地壓所引起的一種動力現(xiàn)象，特別是特別對礦井安全生產(chǎn)的威脅最為嚴重。

瓦斯噴出的預兆：礦壓活動顯現(xiàn)激烈，煤壁片幫嚴重、底板突然鼓起、支架承載離加大甚至破壞，煤層變軟、潮濕等。

預防瓦斯噴出的措施：強化礦井地質(zhì)工作，摸清采掘地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造狀況；在可能發(fā)生噴出的地區(qū)掘進巷道時，應打鉆孔預先探放高壓瓦斯氣源；掌握噴出的預兆，及時撤離工作人員；掌握礦壓規(guī)律，避免礦壓集中，及時處理頂板，促使其隨采隨冒及時充填采空區(qū)。

(六)煤與瓦斯特別

煤與瓦斯特別是指在采掘過程中，大量瓦斯和煤炭(巖石)在短時間內(nèi)(幾秒或幾分鐘)突然從煤層(巖層)中沖出的現(xiàn)象。它具有突發(fā)性、極大破壞性和瞬間攜帶大量瓦斯和煤(巖)沖出等特點。

1．煤與瓦斯特別的一般規(guī)律

(1)特別危險性隨采掘深度的增加而增加；

(2)特別危險性隨煤層厚度的增加而增加，尤其是軟分層厚度；

(3)石門揭煤工作面平均特別強度最大，煤巷掘進工作面特別次數(shù)最多，放炮作業(yè)最易引發(fā)特別，采煤工作面特別防治技術(shù)難度最大；

(4)特別多數(shù)發(fā)生在構(gòu)造帶、煤層遭受嚴重破壞的地帶、煤層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化的地帶、煤層硬度系數(shù)小于0．5的軟煤層中；

(5)特別發(fā)生前通常有地層微破壞、瓦斯涌出變化、煤層層理紊亂、鉆孔卡鉆夾鉆、煤壁溫度降低、散發(fā)煤油氣味、煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化等預兆；

(6)特別按動力源作用特征可分為三種類型：特別、壓出和傾出；按特別物分類可分為四種類型：煤與瓦斯特別、煤與二氧化碳特別、巖石與瓦斯特別、巖石與二氧化碳特別。

2．煤與瓦斯特別機理

煤與瓦斯特別的機理有許多種假設(shè)，但基本公認的是綜合假說，即煤與瓦斯特別是由地應力、瓦斯和煤的物理力學性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。

3．煤與瓦斯特別猜測

礦井在采掘生產(chǎn)過程中，只要發(fā)生過一次煤與瓦斯特別，該礦井即確定為特別礦井，發(fā)生特別的煤層即定位特別危險煤層。

特別危險區(qū)域猜測通常采納瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法、物探法、綜合指標法。

工作面特別猜測主要通過向采掘工作面前方煤體中施工鉆孔，利用鉆孔測定與地應力、瓦斯、煤的物理力學性質(zhì)有關(guān)的指標，依據(jù)這些指標判斷采掘工作面前方是否具有特別危險性。

4．防治煤與瓦斯特別的措施

(1)“四位一體〞綜合防治特別措施。所謂“四位一體〞綜合防治特別措施，就是說首先應對開采煤層及其對開采煤層構(gòu)成影響的鄰近煤層進行特別危險性猜測。對確認的特別危險區(qū)域，應采用區(qū)域性防治特別技術(shù)措施，對確認的特別危險工作面，必須采用防治特別技術(shù)措施。在采用防治特別技術(shù)措施后，必須對防治特別技術(shù)措施消除特別危險性的效果進行檢驗。如果檢驗有效，在采用安全防護措施的前提下進行采掘作業(yè)；如果檢驗無效，必須補充防治特別技術(shù)措施，直至再次檢驗為有效時方可在采用安全防護措施前提下進行采掘作業(yè)。否則，必須繼續(xù)補充技術(shù)措施。

(2)防治特別的技術(shù)措施。防治特別的技術(shù)措施主要分為區(qū)域性措施和局部性措施兩大類。區(qū)域性措施是針對大面積范圍消除特別危險性的措施，局部性措施主要在采掘工作面執(zhí)行。針對采掘工作面前方煤巖體一定范圍消除特別危險性的措施，目前區(qū)域性措施主要有3種：開采保護層、大面積瓦斯預抽放、控制預裂爆破；局部性措施有許多種，如卸壓排放鉆孔、深孔或淺孔松動爆破、卸壓槽、固化劑、水力沖孔、金屬骨架等。

(3)安全防護措施。安全防護措施是控制特別危害程度的措施，也就是說即使發(fā)生特別，也要使特別強度降低，對現(xiàn)場人員進行保護以免危及人身安全。如震動性放炮、遠距離放炮、反向防突風門、壓風自救器、個體自救器等。

(七)礦井瓦斯抽放

1．瓦斯抽放方法

瓦斯抽放系統(tǒng)主要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路(帶閥門)、瓦斯抽放鉆孔或巷道、鉆孔或巷道密封等組成。依據(jù)抽放瓦斯的來源，瓦斯抽放可以分為：本煤層瓦斯預抽、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放、幾種方法的綜合抽放。

三、礦山粉塵

(一)煤礦粉塵的基本概念

1．煤礦粉塵的概念

煤礦生產(chǎn)過程中隨著煤、巖石被破碎而產(chǎn)生的煤、巖石和其他物質(zhì)的細小顆?？偡Q為煤礦粉塵。有的狀況下也被稱為生產(chǎn)性粉塵或礦塵。

按其組成成分，煤礦粉塵主要分為煤塵和巖塵。

2．粉塵防治的主要概念

(1)全塵：也被稱為總粉塵，是指用一般敞口采樣器采集到一定時間內(nèi)懸浮在空氣中的全部固體微粒。

(2)呼吸性粉塵：能被吸入人體肺部并滯留于肺泡區(qū)的浮游粉塵。其空氣動力直徑小于7．07mm的極細小粉塵，是引起塵肺病的主要粉塵。

(3)浮游粉塵：能在礦井空氣中懸浮的粉塵，也稱浮塵。

(4)沉積粉塵：礦井內(nèi)，因自重而降落，沉積在巷道頂、幫、底板和物體上的粉塵。也稱為落塵或積塵。

(5)粉塵濃度：單位體積空氣中所含粉塵的質(zhì)量(mg／m3)或顆粒數(shù)(粒／cm3)。

(6)粉塵粒度分布：又稱為粉塵分散度。在含塵空氣中，各種不同粒徑粉塵的質(zhì)量或顆粒數(shù)占粉塵總質(zhì)量或總顆粒數(shù)的百分比。

(7)游離二氧化硅：巖石或礦物中沒有同金屬或金屬氧化物結(jié)合的二氧化硅。

(8)塵肺?。河捎陂L期吸入大量細小粉塵而引起的以肺組織纖維化為主的職業(yè)病。

(9)矽肺?。阂卜Q為硅肺病，由于長期吸人大量含結(jié)晶型游離二氧化硅的巖塵所引起的塵肺病。

(10)煤肺病：由于長期吸人煤塵所引起的塵肺病。

(11)煤礦肺?。阂卜Q為煤硅肺病，由于長期吸入煤塵及含游離二氧化硅的巖塵所引起的塵肺病。

(12)氣溶膠：固體或液體微小顆粒分散于空氣中的分散體系稱為氣溶膠。煤礦粉塵分散在礦井空氣中即所謂的含塵空氣就構(gòu)成為一個分散體系，空氣是分散介質(zhì)，粉塵是分散相。

(13)煤塵爆炸：懸浮在空氣中的煤塵，在一定條件下，遇高溫熱源而發(fā)生劇烈氧化反應，并伴有高溫柔壓力上升、對四周環(huán)境產(chǎn)生龐大破壞的現(xiàn)象。

(14)煤礦防塵：降低煤礦內(nèi)粉塵濃度及防止煤塵爆炸的技術(shù)。

(二)煤礦粉塵的產(chǎn)生及基本性質(zhì)

1．煤礦粉塵的產(chǎn)生

煤礦生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)如采煤、掘進、運輸、提升的幾乎所有作業(yè)工序都不同程度地產(chǎn)生粉塵。

2．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(gòu)造及煤層賦存條件。

3．煤礦粉塵的基本性質(zhì)

(1)粉塵分散度。粉塵顆粒的大小的組成狀況可以用分散度(即粒度分布)來表示。生產(chǎn)環(huán)境中空氣動力直徑小于7．1μm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。

(2)粉塵的吸附性。粉塵的吸附能力與粉塵顆粒的表面積有密切關(guān)系，分散度越大，表面積也越大，其吸附能力也加強。主要指標有吸濕性、吸毒性。

(3)粉塵的荷電性。粉塵粒子可以帶有電荷，其來源是煤巖在粉碎中因摩擦而帶電，或與空氣中的離子碰撞而帶電，塵粒的電荷量取決于塵粒的大小并與溫、濕度有關(guān)，溫度升高時荷電量增多，濕度增高時荷電量降低。

(4)粉塵的密度。單位體積粉塵的質(zhì)量稱為粉塵的密度，這里指的粉塵體積，不包括塵粒之間的空隙，該密度稱為粉塵的真密度。

(5)粉塵的安息角。粉塵的安息角是評價粉塵流動性的重要指標。

(6)煤塵的爆炸性。煤被破碎成細小的煤塵后，比表面積大大增加，系統(tǒng)的自由表面能也相應增加，提升了煤塵的化學活性，特別是提升了氧化發(fā)熱的能力。

4．煤塵爆炸的條件

煤塵自身具有爆炸性、著火源、空氣中的氧氣濃度是煤塵爆炸的三個條件。煤塵爆炸是劇烈的氧化反應，空氣中氧氣濃度是決定該反應能否進行的先決條件。

(三)煤礦粉塵防治技術(shù)

1．采煤工作面防塵

(1)煤層注水防塵技術(shù)；

(2)合理選擇采煤機截割機構(gòu)；

(3)噴霧降塵。

2．炮掘工作面防塵

風動鑿巖機或電煤鉆打眼是炮掘工作面繼續(xù)時間長，產(chǎn)塵量高的工序，一般干打眼工序的產(chǎn)塵量占炮掘工作面總產(chǎn)塵量的80％～90％，濕式打眼時占40％～60％。所以，打眼防塵是炮掘工作面防塵的重點。

1)打眼防塵

(1)風鉆濕式鑿巖。這是國內(nèi)外巖巷掘進行之有效的基本防塵方法。

(2)干式鑿巖捕塵。在無法實施濕式鑿巖作業(yè)時，如巖石遇水會膨脹、巖石裂隙發(fā)育、實施濕式防塵效果差等狀況下，可用干式孔口捕塵器等干式孔口除塵技術(shù)。

(3)煤電鉆濕式打眼。在煤巷、半煤巷炮掘中，采納煤電鉆濕式打眼能獲得優(yōu)良的降塵效果，降塵率可達75％～90％。

2)爆破防塵

爆破是炮掘工作面產(chǎn)塵最大的工序，采用的防塵措施主要有以下幾種：

(1)水炮泥。這是降低爆破時產(chǎn)塵量最有效的措施。

(2)爆破噴霧。這是簡單有效的降塵措施，在爆破時進行噴霧可以降低粉塵濃度和炮煙。

3．機掘工作面通風除塵

機掘工作面雖然采掘機械本身已有了相應的防塵措施，但一些細小的粉塵仍然是懸浮于空氣中，尤其是掘進機械化程度的不斷提升，產(chǎn)塵強度劇增，機掘工作面的產(chǎn)塵強度就大大高于炮掘工作面，用一般的防塵措施難于控制粉塵。因此國內(nèi)外研究了通風除塵技術(shù)，以便有效地控制高濃度塵源。

(1)通風除塵系統(tǒng)。合理的通風除塵系統(tǒng)是控制工作面懸浮粉塵運動和擴散的必要條件，主要有3種通風系統(tǒng)在國內(nèi)外使用：長壓短抽通風除塵系統(tǒng)、長抽通風除塵系統(tǒng)、長抽短壓通風除塵系統(tǒng)。

(2)通風除塵設(shè)備。濕式除塵風機、濕式除塵器、袋式除塵器以及配套的抽出式伸縮風筒、附壁風筒等是主要的通風除塵設(shè)備。

(3)通風工藝的要求。壓、抽風筒口互相位置的關(guān)系、壓抽風量的匹配、局部通風機安裝位置；抽出式局部通風機與除塵局部通風機的串聯(lián)要求是除塵對通風工藝的要求。

4．錨噴支護防塵。

錨噴支護技術(shù)發(fā)展很快，它也是煤礦的主要產(chǎn)塵源之一。錨噴支護的粉塵主要來自打錨桿眼、混合料轉(zhuǎn)運、拌料和上料、噴射混凝土以及噴射機自身等生產(chǎn)工序和設(shè)備。

針對這些產(chǎn)塵源，主要采用以下防塵措施：

(1)打錨桿眼的防塵措施。打錨桿眼防塵的重點是解決打垂直頂板錨桿眼和傾斜角較大的錨桿眼時打眼過程的產(chǎn)塵。

(2)噴射混凝土支護作業(yè)的防塵措施。改干噴為潮噴是降低噴射混凝土工序粉塵濃度最有效的措施。

5．運輸、轉(zhuǎn)載防塵

(1)機械控制自動噴霧降塵裝置。該類裝置的特點是結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，使用和維護方便而且降塵效果好。

(2)電器控制自動噴霧降塵裝置。該裝置適用于煤礦轉(zhuǎn)載運輸系統(tǒng)中不同的塵源，它是靠電器控制實現(xiàn)自動噴霧。有光控、聲控、觸控、磁控等多種形式。

(四)煤塵爆炸防治技術(shù)

1．煤塵爆炸性評價方法

(1)煤塵爆炸指數(shù)。這一指標可用可燃揮發(fā)分含量進行初步判定。在煤礦制定時，可燃揮發(fā)分含量可作為判定煤塵爆炸危險的指標。

(2)煤塵爆炸性鑒定。雖然用煤塵爆炸指數(shù)可以判定其爆炸性，但鑒于煤種和煤質(zhì)的復雜性，爆炸指數(shù)只是一個初步判斷。還必須按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定進行煤塵爆炸性鑒定試驗。我國標準中規(guī)定，采納大管狀煤塵爆炸鑒定裝置進行試驗，并由國家授權(quán)單位承當鑒定試驗。

2．防止煤塵爆炸的技術(shù)措施

如前所述，煤塵爆炸必須在三個條件同時具備時才可能發(fā)生，如果不讓這些條件同時存在，或者破壞已經(jīng)形成的這些條件在，就可以防止煤塵爆炸的發(fā)生和發(fā)展。這是制定各種防止煤塵爆炸措施的出發(fā)點和基本原則。

(1)防止煤積聚的措施。一般狀況下，生產(chǎn)場所的浮游煤塵濃度是遠低于煤塵爆炸下限濃度的。但是，因空氣震蕩(爆破的沖擊波)等原因使沉積煤塵重新飛揚起來，這時的煤塵濃度大大超過爆炸下限濃度。據(jù)估算4m2斷面的小巷道的周邊上，只要沉積0．04mm厚的一層煤塵，當它全部飛揚起來，就達到了爆炸下限。實際上，井下的沉積煤塵都超過了這個厚度，所以，減少巷道內(nèi)的沉積煤塵量并清除出井，是最簡有效的防爆措施。

各生產(chǎn)環(huán)節(jié)采納有效的防塵、降塵措施，減少了煤塵的產(chǎn)生，降低了空氣中的煤塵濃度，也就降低了沉積煤塵量。因此，綜合防塵措施既是減少粉塵危害工人健康的措施。也是防止煤塵爆炸的治本措施。

(2)杜絕著火源。井下能引起煤塵爆炸的著火源有電氣火花、摩擦火花、摩擦熱，煤自燃而形成的高溫點、爆破作出現(xiàn)的爆燃以及瓦斯爆炸所產(chǎn)生的高溫產(chǎn)物等。消除這類著火源的主要技術(shù)措施有：堅持礦用電氣設(shè)備完好的防爆性能，強化管理防止出現(xiàn)電器設(shè)備失爆現(xiàn)象，選用非著火性輕合金材料避免產(chǎn)生危險的摩擦火花，輸送帶、風筒、電纜等常用的非金屬材料必須具有阻燃、抗靜電性能，采納阻化劑、凝膠或氮氣防止煤柱、采空區(qū)殘留煤發(fā)生自燃。除采用上述技術(shù)措施外，同時還要強化瓦斯管理防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

由于煤礦自然條件十分復雜，發(fā)生煤塵爆炸的隨機性很大，除了上述一般性的安全技術(shù)措施外，針對煤塵爆炸的特點，各國還研究了防止煤塵爆炸的專門技術(shù)。其中使用歷史最長、應用面廣、簡單易行的防止煤塵爆炸技術(shù)措施是撒布巖粉法。

(3)撒布巖粉法。這種方法是定期向巷道周邊撒布惰性巖粉，用它覆蓋沉積在巷道周邊上的沉積煤塵。巖粉層在巷道風速很低時，它的粘滯性起到了阻礙沉積煤塵重新飛揚的作用。

當發(fā)生瓦斯爆炸等異常狀況時，龐大的空氣震蕩風流把巖粉和沉積煤塵都吹揚起來形成巖粉一煤塵混合塵云。當爆炸火場進入混合塵云區(qū)域時，巖粉汲取火焰的熱量使系統(tǒng)冷卻，同時巖粉粒子還會起到屏蔽作用，阻止火焰或燃燒的煤粒向未燒著的煤塵粒子傳遞熱量，最終達到阻止煤塵著火的目的。這一方法在英、美、俄等主要產(chǎn)煤國家大量應用，而且效果顯著。

3．防止煤塵爆炸傳播技術(shù)

防止煤塵爆炸傳播技術(shù)也稱為隔絕煤塵爆炸傳播技術(shù)(以下簡稱隔爆技術(shù))，是指把已經(jīng)發(fā)生的爆炸控制在一定范圍內(nèi)并撲滅以防止爆炸向外傳播的技術(shù)措施。該技術(shù)不僅適于對煤塵爆炸的控制，也適用于對瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸的控制。該技術(shù)分為兩大類：被動式隔爆技術(shù)和自動式隔爆技術(shù)。

(1)被動式隔爆技術(shù)(也稱隔爆措施)。發(fā)生爆炸的初期，爆炸火焰峰面是超前于爆炸壓力波向前傳播的，隨著爆炸反應的繼續(xù)和強化，壓力波逐漸趕上并超前于火焰峰面?zhèn)鞑ィ瑑烧咧g有一時間差。被動式隔爆技術(shù)就是利用這一規(guī)律，利用壓力波的能量使隔爆措施動作，在巷道內(nèi)形成撲滅火焰的消焰抑制劑塵云，后續(xù)到達到的火焰進入抑制劑塵云時被撲滅，阻止了爆炸繼續(xù)向前傳播。被動式隔爆技術(shù)主要有：巖粉棚、水槽棚和水袋棚，統(tǒng)稱為被動式隔爆棚。

被動式隔爆棚的設(shè)置方式有3種形式：集中式布置、分散式布置和集中分散式混合布置。依據(jù)隔爆棚在井巷系統(tǒng)中限制煤塵爆炸的作用和保護范圍，可將它們分為主要隔爆棚(重型棚)和輔助隔爆棚(輕型棚)。重型棚的作用是保護全礦性的安全，在礦井兩翼與井筒相通的主要運輸大巷和回風大巷、相鄰煤層之間的運輸和回風石門、相鄰采區(qū)之間的集中運輸巷和回風巷內(nèi)設(shè)置。輕型棚的作用是保護一個采區(qū)的安全，在采煤工作面的進風、回風巷和采區(qū)內(nèi)的煤及半煤巖掘進巷道以及采納獨立通風并有煤塵爆炸危險的其他巷道內(nèi)設(shè)置。

(2)自動隔爆技術(shù)。被動式隔爆技術(shù)的作用原理決定了該技術(shù)措施只能在距爆炸源60～200m(巖粉棚300m)范圍內(nèi)發(fā)揮抑制爆炸的作用。因此，在爆炸發(fā)生的初期該技術(shù)是無效的。此外，在低矮、狹窄和拐彎多的巷道中使用也極其不利，不能發(fā)揮抑爆效果。針對這些缺點各國研究并使用了自動隔爆技術(shù)。

傳感器、控制器和噴灑裝置是自動隔爆裝置三大組成部分，由假設(shè)干臺自動隔爆裝置組成的隔爆系統(tǒng)即為自動式隔爆措施。傳感器主要有3類：接受瓦斯煤塵爆炸動力效應的壓力傳感器、利用爆炸熱效應的熱電傳感器和利用爆炸火焰發(fā)出的光效應的光電傳感器；控制器是向噴灑抑制劑的執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出動作指令的儀器；噴灑裝置一般由執(zhí)行機構(gòu)、噴撒器和抑制劑儲存容器組成。它的作用是將抑制劑(巖粉、干粉或水)擴散于巷道空間形成粉塵云或水霧帶，其動作應迅速、可靠、能適應爆炸的快速發(fā)展。

抑制劑的選擇原則是抑制火焰用量少、效果好、價格便宜。雖然巖粉在煤礦應用最廣，但是在弱的瓦斯煤塵爆炸條件下，以及在劇烈的強爆炸時，它的抑制效果并不理想。適用于自動隔裝置的抑制劑主要有液體抑制劑水、水加鹵代烷、粉末無機鹽類抑制劑和鹵代烷。粉末無機鹽類有(NH4)H2PO4、NaCl、KCl、KHCO3、NaHCO3、CaCO3等粉劑。鹵代烷有二氟一氯一溴甲烷等，雖然滅火效果好，但它有破壞臭氧層的缺點，已禁用。

(五)粉塵檢測技術(shù)

粉塵檢測是以科學的方法對生產(chǎn)環(huán)境空氣中粉塵的含量及其物理化學性狀進行測定、分析和檢查的工作。從安全和衛(wèi)生學的角度出發(fā)，日常的粉塵檢測項目主要是粉塵濃度、粉塵中游離二氧化硅含量和粉塵分散度(也稱為粒度分布)的檢測。

1)粉塵濃度測定

礦的粉塵濃度測定主要有濾膜測塵法和快速直讀測塵儀測定法。

(1)濾膜測塵法。測塵原理是用粉塵采樣器(或呼吸性粉塵采樣器)抽取采集一定體積的含塵空氣，含塵空氣通過濾膜時，粉塵被捕集在濾膜上，依據(jù)濾膜的增重計算出粉塵濃度。

(2)快速直讀測塵儀測塵法。用濾膜采樣器測塵是一種間接測量粉塵濃度的方法，由于準備工作，粉塵采樣和樣品處理時間比較長，不能馬上得到結(jié)果，在衛(wèi)生監(jiān)督和評價防塵措施效果時顯得不方便。為了滿足這方面工作特點的需要，各國研制開發(fā)了可以馬上獲得粉塵濃度的快速測定儀。

2)粉塵游離二氧化硅的測定

國家標準中規(guī)定的測定方法是焦磷酸質(zhì)量法，也有用紅外分光光度計測定法進行測定。

(1)焦磷酸質(zhì)量法。在245～250℃的溫度下，焦磷酸能溶解硅酸鹽及金屬氧化物，對游離二氧化硅幾乎不溶。因此，用焦磷酸處理粉塵試樣后，所得殘渣的質(zhì)量即為游離二氧化硅的量，以百分比表示。為了求得更準確的結(jié)果，可將殘渣再用氫氟酸處理，經(jīng)過這一過程所減輕的質(zhì)量則為游離二氧化硅的含量。

(2)紅外分光分析法。當紅外光與物質(zhì)互相作用時，其能量與物質(zhì)分子的振動或轉(zhuǎn)動能級相當時會發(fā)生能級的躍遷，即分子電低能級過渡到高能級。其結(jié)果是某些波長的紅外光被物質(zhì)分子汲取產(chǎn)生紅外汲取光譜。游離二氧化硅的汲取光譜的波數(shù)為800cm-1、780cm-1、694cm-1(相當于波長為12．5μm、12．8μm、14．4μm)。

(3)粉塵分散度的測定。粉塵分散度分為數(shù)量分散度和質(zhì)量分散度。前者是針對具有代表性的一定數(shù)量的樣品逐個測定其粒徑的方法。其測定方法主要有顯微鏡法、光散射法等。測得的是各級粒子的顆粒百分數(shù)。后者是以某種手段把粉塵按一定粒徑范圍分級，然后稱取各部分的質(zhì)量，求其粒徑分布，常采納離心、沉降或沖擊原理將粉塵按粒徑分級，測出的是各級粒子的質(zhì)量百分數(shù)。

四、礦山火災

(一)煤礦火災的定義、分類及危害

1．煤礦火災

煤礦火災是指發(fā)生在煤礦企業(yè)生產(chǎn)范圍之內(nèi)，并造成人員傷亡、資源損失、環(huán)境破壞、設(shè)備或工程設(shè)施毀壞以及嚴重威脅正常生產(chǎn)的非控制性燃燒。煤礦火災的三要素：可燃物、熱源、氧氣。

2．煤礦火災的分類

依據(jù)引燃源的不同煤礦火災可分為內(nèi)因火災和外因火災。

煤礦火災依據(jù)火災發(fā)生的性質(zhì)也可分為原生火災和再生火災。

依據(jù)火災發(fā)生的地點及其所在巷道的風流流動方向的不同，煤礦火災為又可分為上行風流火災、下行風流火災和進風流火災。

3．煤礦火災的危害

煤礦火災的發(fā)生具有嚴重的危害性，主要表現(xiàn)以下幾個方面：人員傷亡、礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張、龐大的經(jīng)濟損失、嚴重的環(huán)境污染。

(三)煤自然發(fā)火危險性評價及早期猜測預報

1．煤自然發(fā)火危險性評價

煤自然發(fā)火危險性評價技術(shù)是在煤層尚未出現(xiàn)自然發(fā)火征兆之前，依據(jù)煤層的賦存條件、開拓開采條件以及煤本身的氧化放熱升溫特性等因素，采用不同的方法對煤層自然發(fā)火的危險程度、自然發(fā)火期、易自燃危險區(qū)域等重要火災參數(shù)指標做出超前判識的一種技術(shù)。主要內(nèi)容有自燃傾向性猜測法、因素綜合評判猜測法、經(jīng)驗統(tǒng)計猜測法和數(shù)學模型猜測法。

2．煤炭自然發(fā)火的早期猜測預報

井下發(fā)生自然發(fā)火時，往往會出現(xiàn)一些征兆，如溫度升高、濕度增加、出現(xiàn)煤焦油味、人體不適、出現(xiàn)煙霧或明火等。

(1)煤自然發(fā)火氣體產(chǎn)物及其組成。煤自燃氣體產(chǎn)物是指煤由于自燃而釋放出來的氣體。這其中包括兩部分，一部分由于煤自身氧化產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物，叫煤自燃氧化氣體；另一部分是成煤過程中吸附在其孔隙內(nèi)的氣體，由于煤體溫度升高而解吸出來的，叫煤自燃吸附氣體。

(2)煤自然發(fā)火的標志氣體及其指標。一氧化碳指標、一氧化碳的派生指標、烯烴及烯烷比、炔烴。

(3)煤自然發(fā)火猜測預報方法。預報方法主要有氣體分析法、測溫法、氣味檢測法。

(四)內(nèi)因火災防治基本知識

1．煤自燃傾向性

煤炭自燃傾向性的鑒定方法很多，國內(nèi)外較為成熟的方法主要有奧氏法、靜態(tài)吸氧法、量熱法以及動態(tài)吸氧法、交叉點溫度法等。

2．煤炭自然發(fā)火期

煤炭自然發(fā)火是一漸變過程，要經(jīng)過埋伏期、自熱期等多個階段，因此，具有自燃傾向性的煤層被開采破碎后，要經(jīng)過一定的時間才會自然發(fā)火，這一時間間隔叫做煤層的自然發(fā)火期。自然發(fā)火期是煤層自燃危險在時間上的量度，自然發(fā)火期愈短的煤層，其自燃危險性愈大。目前，我國通常采納統(tǒng)計比較法和類比法確定煤層的最短自然發(fā)火期。

3．內(nèi)因火災防治方法及適用條件

現(xiàn)階段，煤礦所采納的內(nèi)因火災的滅火技術(shù)主要有灌漿滅火、均壓滅火、阻化滅火、惰氣壓注滅火以及新型的凝膠滅火、泡沫滅火等技術(shù)手段。

(五)外因火災防治基本知識

外因火災是由外部火源引起的火災，其發(fā)生和發(fā)展都比較突然和迅猛，并伴有大量煙霧和有害氣體。

外因火災主要包括電氣火災和帶式輸送機火災。電氣火災是指發(fā)生在各種電氣設(shè)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)生電弧火花引發(fā)。帶式輸送機火災是指因輸送帶由于跑偏、安裝不當?shù)龋c托輥等摩擦生熱引起的火災。

(六)火區(qū)封閉、管理與啟封基本技術(shù)

1．火區(qū)密封技術(shù)

當防治火災的措施失敗或因火勢迅猛來不及采用直接滅火措施時，就需要及時封閉火區(qū)，防止火災勢態(tài)擴展?；饏^(qū)封閉的范圍越小，維持燃燒的氧氣越少，火區(qū)熄滅也就越快。因此火區(qū)封閉要盡可能地縮小范圍，并盡可能地減少防火墻的數(shù)量。

(1)防火墻及其位置的選擇應遵循的原則。這些原則有：防火墻要選用不燃性材料構(gòu)筑；低瓦斯火區(qū)的防火墻位置應盡可能地接近火區(qū)，以縮小火區(qū)封閉范圍；高瓦斯火區(qū)應依據(jù)具體狀況而定，具有瓦斯爆炸危險時，可適當擴展火區(qū)封閉范圍；構(gòu)筑防火墻的位置應盡可能地設(shè)在堅實的巖石巷道內(nèi)，當巖石巷道離火區(qū)較遠時，可將防火墻設(shè)在煤巷或無裂隙的礦體上，但是要把防火墻四周巷道壁加固、噴涂加以嚴密的封閉；防火墻應構(gòu)筑在新鮮風流能夠到達的地方，便于日后火區(qū)觀測，以免形成“盲巷〞，防火墻距新鮮風流的距離應在5～10m；防火墻要設(shè)立在運輸巷四周，便于運料施工，以免引起運輸不便而延誤時間，使火勢擴展。

(2)防火墻的布置及封閉順序。用隔絕法撲滅火災時，要求封閉的空間盡量縮小，防火墻的數(shù)量盡量少，構(gòu)筑密閉的時間則盡可能地快。

為了便于隔離火區(qū)，應首先封閉或關(guān)閉進風側(cè)的防火墻，然后再封閉回風側(cè)的防火墻，同時，還應優(yōu)先封閉向火區(qū)供風的主要通道(或主干風流)，然后再封閉那些向火區(qū)供風的旁側(cè)風道(或旁側(cè)風流)。在高瓦斯區(qū)密閉和火源之間有瓦斯源存在時，封閉進風側(cè)的防火墻更危險一些。這種狀況下，首先封閉回風側(cè)防火墻更好一些。因為它能夠在火區(qū)內(nèi)造成正壓，對采空區(qū)瓦斯的涌出具有一定的抑制作用。

2．火區(qū)快速封閉技術(shù)

輕質(zhì)膨脹型封閉堵漏材料--聚氨酯是一種新型的具有獨特性能和多方面用途的快速封閉材料，聚氨酯材料以多元醇和異氰酸酯為基料加聚而成，具有氣密性好、粘結(jié)力強、可發(fā)泡膨脹、耐高溫、防滲水隔潮等特點，已廣泛地應用于各行各業(yè)，煤礦井下主要用于建立快速密閉時的噴涂密封、煤壁噴涂堵漏風等。

3．火區(qū)管理技術(shù)

火區(qū)封閉以后，雖然可以認為火勢已經(jīng)得到了控制，但是對礦井防滅火工作來說，這僅僅是個開始，在火區(qū)沒有徹底熄滅之前，應強化火區(qū)的管理?；饏^(qū)管理技術(shù)工作包括對火區(qū)所進行的資料分析、整理以及對火區(qū)的觀測檢查等工作。

繪制火區(qū)位置關(guān)系圖應標明所有火區(qū)和曾經(jīng)發(fā)火的地點，并注明火區(qū)編號、發(fā)火時間、地點、主要監(jiān)測氣體成分、濃度等。并針對每一個火區(qū)，都必須建立火區(qū)管理卡片，包括火區(qū)登記表、火區(qū)灌注滅火材料記錄表和防火墻觀測記錄表等。

4．火區(qū)啟封技術(shù)

1)判別火區(qū)熄滅程度的標志氣體

關(guān)于火區(qū)啟封的條件，其主導思想是建立在以一氧化碳為主要氣體指標的基礎(chǔ)之上的。建議采納一氧化碳、乙烯和乙炔作為標志氣體用于判斷自然發(fā)火熄滅程度。

3)火區(qū)啟封

(1)鎖風啟封火區(qū)。鎖風啟封火區(qū)也稱分段啟封火區(qū)，適用于火區(qū)范圍較大，難以確認火源是否徹底熄滅或火區(qū)內(nèi)存積有大量的爆炸性氣體的狀況下。啟封的過程中，應當定時檢查火區(qū)氣體、測定火區(qū)氣溫，如發(fā)現(xiàn)有自燃征兆，要及時處理，必要時應重新封閉火區(qū)。

(2)通風啟封火區(qū)。通風啟封火區(qū)也稱為一次性打開火區(qū)。適用于火區(qū)范圍較小并確認火源已經(jīng)完全熄滅的狀況下。啟封前要事先確定好有害氣體的排放路線，撤出該路線上的所有人員。然后，選擇一個出風側(cè)防火墻，首先打開一個小孔進行觀察，無異常狀況后再逐步擴展，直至將其完全打開，但嚴禁將防火墻一次性全部打開。

五、礦山水害

(一)礦井涌水特征

1．大氣降水為主要充水水源的涌水特征

這里主要指直接受大氣降水滲入補給的礦床，多屬于包氣帶中、埋藏較淺、充水層裸露、位于分水嶺地段的礦床或露天礦區(qū)。其充(涌)水特征與降水、地形、巖性和構(gòu)造等條件有關(guān)。

(1)礦井涌水動態(tài)與當?shù)亟邓畡討B(tài)相一致，具顯然的季節(jié)性和多年周期性的變化規(guī)律。

(2)多數(shù)礦床隨采深增加礦井涌水量逐漸減少，其涌水高峰值出現(xiàn)滯后的時間加長。

(3)礦井涌水量的大小還與降水性質(zhì)、強度、連續(xù)時間及入滲條件有密切關(guān)系。

2．以地表水為主要充水水源的涌水特征

地表水充水礦床的涌水規(guī)律有：

(1)礦井涌水動態(tài)隨地表水的豐枯呈季節(jié)性變化，且其涌水強度與地表水的類型、性質(zhì)和規(guī)模有關(guān)。受季節(jié)流量變化大的河流補給的礦床，其涌水強度亦呈季節(jié)性周期變化。有常年性大水體補給時，可造成定水頭補給穩(wěn)定的大量涌水，并難于疏干。有匯水面積大的地表水補給時，涌水量大且衰減過程長。

(2)礦井涌水強度還與井巷到地表水體間的距離、巖性與構(gòu)造條件有關(guān)。一般狀況下，其間距愈小，則涌水強度愈大；其間巖層的滲透性愈強，涌水強度愈大；當其間分布有厚度大而完整的隔水層時，則涌水甚微，甚或無影響；其間地層受構(gòu)造破壞愈嚴重，井巷涌水強度亦愈大。

(3)采礦方法的影響。依據(jù)礦床水文地質(zhì)條件選用正確的采礦方法，開采近地表水體的礦床，其涌水強度雖會增加，但不會過于影響生產(chǎn)。如選用的方法不當，可造成崩落裂隙與地表水體相通或形成塌陷，發(fā)生突水和泥沙沖潰。

3．以地下水為主要充水水源的礦床

能造成井巷涌水的含水層稱礦床充水層。當?shù)叵滤蔀橹饕克磿r，有如下規(guī)律：

(1)礦井涌水強度與充水層的空隙性及其富水程度有關(guān)。

(2)礦井涌水強度與充水層厚度和分布面積有關(guān)。

(3)礦井涌水強度及其變化，還與充水層水量組成有關(guān)。

4．以老采空區(qū)水為主要充水水源的礦床

在我國許多老礦區(qū)的淺部，老采空區(qū)(包括被淹沒井巷)星羅棋布，且其中充滿大量積水。它們大多積水范圍不明，連通復雜，水量大，酸性強，水壓高。如現(xiàn)生產(chǎn)井巷接近或崩落帶達到老采空區(qū)，便會造成突水。

(二)礦井涌水通道

礦體及其四周雖有水存在，但只有通過某種通道，它們才能進入井巷形成涌水或突水，這是普遍規(guī)律。涌水通道可分為兩類：

1．地層的空隙、斷裂帶等屬于自然形成的通道

(1)地層的裂隙與斷裂帶。堅硬巖層中的礦床，其中的節(jié)理型裂隙較發(fā)育部位，彼此連通時可構(gòu)成裂隙涌水通道。依據(jù)勘探及開采資料，我們把斷裂帶分為兩類，即隔水斷裂帶和透水斷裂帶。

(2)巖溶通道。巖溶空間極不均一，可以從細小的溶孔直到龐大的溶洞。它們可彼此連通，成為溝通各種水源的通道，也可形成孤立的充水管道。我國許多金屬與非金屬礦區(qū)，都深受其害。要熟悉這種通道，關(guān)鍵在于能否確切地掌握礦區(qū)的巖溶發(fā)育規(guī)律和巖溶水的特征。

(3)孔隙通道?？紫锻ǖ?，主要是指松散層粒間的孔隙輸水。它可在開采礦床和開采上覆松散層的深部基巖礦床時碰到。前者多為均勻涌水，僅在大顆粒地段和有豐富水源的礦區(qū)才可導致突水；后者多在建井時期造成危害。此類通道可輸送本含水層水入井巷，也可成為溝通地表水的通道。

2．由于采掘活動等引起的人為涌水通道

這類通道是由于不合理勘探或開采造成的，理應杜絕產(chǎn)生此類通道。

(1)頂板冒落裂隙通道。采納崩落法采礦造成的透水裂隙，如抵達上覆水源時，則可導致該水源涌入井巷，造成突水。

(2)底板突破通道。當巷道底板下有間接充水層時，便會在地下水壓力和礦山壓力作用下，破壞底板隔水層。形成人工裂隙通道，導致下部高壓地下水涌入井巷造成突水。

(3)鉆孔通道。在各種勘探鉆孔施工時均可溝通礦床上、下各含水層或地表水，如在勘探結(jié)束后對鉆孔封閉不良或未封閉，開采中揭露鉆孔時就會造成突水事故。

(三)礦井突水預兆

煤礦突水過程主要決定于礦井水文地質(zhì)及采掘現(xiàn)場條件。一般突水事故可歸納為兩種狀況：一種是突水水量小于礦井最大排水能力，地下水形成穩(wěn)定的降落漏斗，迫使礦井長期大量排水；另一種是突水水量超過礦井的最大排水能力，造成整個礦井或局部采區(qū)淹沒。在各類突水事故發(fā)生之前，一般均會顯示出多種突水預兆，下面分別予以介紹。

1．一般預兆

(1)煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水由小變大；有時煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡。

(2)工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣或硫化氫氣味(即臭雞蛋味)。

(3)有時可聞到水的“嘶嘶〞聲。

(4)礦壓增大，發(fā)生片幫、冒頂及底臌。

2．工作面底板灰?guī)r含水層突水預兆

(1)工作面壓力增大，底板臌起，底臌量有時可達500mm以上。

(2)工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大。

(3)沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當?shù)装鍧B水量增大到一定程度時，煤幫滲水可能停止，此時水色時清時濁：底板活動時水變渾濁，底板穩(wěn)定時水色變清。

(4)底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并伴有“嘶嘶〞聲或刺耳水聲。

(5)底板發(fā)生“底爆〞，伴有巨響，地下水大量涌出，水色呈乳白或黃色。

3．松散孔隙含水層水突水預兆

(1)突水部位發(fā)潮、滴水、且滴水現(xiàn)象逐漸增大，仔細觀察發(fā)現(xiàn)水中含有少量細砂。

(2)發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流沙，流沙常呈間歇性，水色時清時濁，總的趨勢是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出。

(3)頂板發(fā)生潰水、潰沙，這種現(xiàn)象可能影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。

以上預兆是典型的狀況，在具體的突水事故過程中，并不一定全部表現(xiàn)出來，所以應該細心觀察，認真分析、判斷。

(五)有色礦山

1．有色礦山各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的危險源、危險點

有色礦山露天作業(yè)危險源有：開采境界內(nèi)存在未查明或查明后未處理的廢棄巷道、采空區(qū)或溶洞，滑坡、山體移動和滾石等；井下作業(yè)的危險源有：采空區(qū)垮塌、大面積巖移、巷道冒頂、硫化礦物粉塵爆炸、墜井、跑溜等。裝藥和爆破作業(yè)中的危險源有：裝藥作業(yè)范圍內(nèi)存在雜散電流，明火或火種攜帶入爆區(qū)或爆破器材庫等。提升運輸過程中的危險源有：墜罐、蹲罐、高空墜物、過卷、跑車等；其他危險源有：地表和地下水、泥石流淹井或涌入礦坑，硫化礦物或碳質(zhì)頁巖、易燃物或可燃物、自燃、廢石場泥石流和排土車輛的翻車、脫軌，尾礦庫潰壩、移動、開裂、漫頂?shù)?，安全設(shè)施和裝置失效。

有色礦山各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的危險點：地表和各水平井口，運輸巷道交岔點，溜井井口、卸載點和振動放礦機硐室，回采和掘進作業(yè)面和作業(yè)平臺，各類井筒梯子間，爆破器材庫、加油站及易燃物和可燃物存放點，皮帶道，露天坑底和邊坡角四周，正在運行的運輸車輛和設(shè)備四周。

2．有色礦山事故的主要類型、原因及特點

有色礦山事故的主要類型有：地壓災害、水害、火災、爆破傷害、中毒與窒息等。

(1)地壓災害的主要表現(xiàn)為露天滑坡，地下采場頂板大范圍垮落、陷落和冒落，采空區(qū)大范圍垮落或陷落，巷道或掘進工作面的片幫、冒頂?shù)取．a(chǎn)生地壓災害的主要原因有：回采順序不合理，未及時處理采空區(qū)；采礦方法選擇不合理和采場頂板管理不善；缺乏有效支護手段；檢查不周和疏忽大意；浮石處理操作不當；礦巖地質(zhì)條件差，節(jié)理裂隙發(fā)育，地應力大等。

此類災害發(fā)生與巖性、巖體結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造等礦巖工程地質(zhì)條件、地壓管理以及支護方式有密切關(guān)系，往往形成沖擊地壓、空氣沖擊波，造成不同程度的人員傷害和財產(chǎn)損失，引起巖層移動、地表下沉和建(構(gòu))筑物的破壞。

(2)水災事故的原因有：采掘過程中碰到含水的地質(zhì)構(gòu)造、老窿或地表水體，沒有探水或探水工藝不合理；未及時發(fā)現(xiàn)突水征兆；降雨量突然加大，造成井下涌水量突然加大；沒有或防排水設(shè)施制定、施工不合理；采掘工作面與地表水體、溶洞意外連通。

此類災害突發(fā)性強，發(fā)展快，造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失大，礦井被淹，礦山全面停產(chǎn)。

(3)有色礦山火災依據(jù)發(fā)火的原因分為內(nèi)因火災和外因火災。引起內(nèi)因火災的形成除礦巖本身有氧化自熱特點外，還必須有聚熱條件；當熱量得到積聚時，必定產(chǎn)生升溫現(xiàn)象；溫度升高又導致礦巖加速氧化，發(fā)生惡性循環(huán)；當溫度達到該物質(zhì)的發(fā)火點時，則發(fā)生自燃火災。內(nèi)因火災只能發(fā)生在具有自燃性礦床的礦山，且必須具備一定的條件，發(fā)火原因十分復雜；其初期階段不易發(fā)現(xiàn)，很難找到火源中心的準確位置，撲滅此類火災比較困難。

引起外因火災的發(fā)生原因有：各種明火引燃易燃物或可燃物；各類油料在運輸、保管和使用時所引起的火災；炸藥在運輸、加工和使用過程中發(fā)生的火災；電氣設(shè)備的絕緣損壞和性能不良引發(fā)的火災；坑內(nèi)外因火災是在有限的空間和有限的空氣流中燃燒，易于生成大量有毒有害氣體，達到危害生命的濃度，極易造成重大事故。

(4)造成爆破傷害、中毒和窒息的主要原因有：炸藥性質(zhì)和爆破器材不合格，在運輸過程中碰到明火、高溫物體，激烈振動或摩擦，發(fā)生意外狀況；裝藥、起爆工藝不合理或違章操作；爆破器材庫制定不合理，違章發(fā)放或存放爆破器材，存在能夠引起爆炸的引爆源；違章作業(yè)或通風系統(tǒng)不合理、坑內(nèi)標志不合理或無標志，導致作業(yè)人員進入或滯留在受炮煙污染的區(qū)域內(nèi)；作業(yè)中突然碰到含有大量的窒息性氣體、有毒有害氣體、粉塵的地質(zhì)構(gòu)造，人員沒有防護措施。

此類災害與違章作業(yè)和通風不暢有關(guān)，表現(xiàn)為突發(fā)性，救助過程和方式不合理的狀況下有可能擴展事故。

在開采過程中還存在粉塵、電危害、噪音與振動、機械傷害、物體打擊、高處墜落和淹溺等危險危害因素。

六、礦山安全檢測

1．風速測定

(1)用風表測定風速。常用風表有杯式和翼式兩種。

(2)用熱電式風速儀和皮托管壓差計測定風速。熱電式風速儀分熱線式和熱球式兩種。熱電式風速儀操作比較方便，但現(xiàn)有的熱電式風速儀易于損壞，灰塵和濕度對它都有一定的影響，有待進一步改善以便在礦山廣泛使用。

(3)對很低的風速或者鑒別通風構(gòu)筑物漏風時，可以采納煙霧法或嗅味法近似測定空氣移動速度。

(4)利用風速傳感器測定。常用風速傳感器有：超聲波渦街式風速傳感器、超聲波時差法風速傳感器、熱效式風速傳感器。

2．礦井通風阻力的測定

礦井通風阻力測定的方法一般有以下3種：精密壓差計和皮托管的測定法、恒溫壓差計的測定法、空盒氣壓計的測定法。

3．瓦斯檢測

瓦斯檢測實際上是指甲烷檢測，主要檢測甲烷在空氣中的體積濃度。礦井瓦斯檢測方法有實驗室取樣分析法和井下直接測量法兩種。使用便攜式瓦斯檢測報警儀，可隨時檢測作業(yè)場所的瓦斯?jié)舛?，也可使用瓦斯傳感器連續(xù)實時地監(jiān)測瓦斯?jié)舛?。煤礦常用的瓦斯檢測儀器，按檢測原理分類有：光學式、催化燃燒式、熱導式、氣敏半導體式等等，可以依據(jù)使用場所、測量范圍和測量精度等