通风管理部“一通三防”培训教材
    

  内 容

  第一讲 矿井通风

  第二讲 瓦斯危害及防治

  第三讲 矿井防尘

  第四讲 矿井防灭火

  第五讲 井下放炮

  第 一 讲 矿井通风

  煤矿生产是地下作业,环境条件复杂。由于生产过程中,有有害气体和矿尘的大量产生,以及水分的蒸发和散热作用等因素的影响,使进入矿井空气的成分、温度、湿度等发生了一系列的变化,形成恶劣的气候条件。因此,为了保护职工的身体健康和生命安全,减少事故的发生,保证正常生产,必须对矿井进行通风。

  一、矿井通风的作用

  1、向井下供给足够的新鲜空气,满足井下人员的需要;

  2、冲淡和排出有害气体和浮游粉尘,使之达到安全浓度以下,保证安全生产;

  3、调节井下的温度和湿度,提供井下适宜的气候条件,创造良好的生产环境;

  二、矿井空气

  矿井空气是充满矿井巷道中的各种气体的统称。矿内空气来源于地面空气,地面空气进入井下之后,在井巷中混入自然涌出和生产过程中生产的气体、矿尘及水蒸气等混合后成为矿井空气。

  1、地面空气主要是由氧、氮和二氧化碳组成。在地面空气中,按体积计算各自所占的百分比为:氧占20.96%,氮占79%,二氧化碳占0.04%。此外,还含有数量不定的水蒸气和灰尘。

  2、矿井空气的主要成分

  矿井空气的主要成分仍是氧、氮和二氧化碳,但与地面空气相比在质量和数量上均有较大差别,在成分上也发生了变化。这些变化主要是:

  (1)氧气含量减少;

  (2)混入了各种有害气体和粉尘;

  (3)空气的温度、湿度和压力也发生了变化;

  与地面空气相比,成分变化不大的矿内空气称新鲜空气或新鲜风流,变化较大的称污浊空气或污浊风流。

  3、矿井空气中的有害气体

  矿井空气中的有害气体按性质分为三类:

  (1)爆炸性气体:这类气体具备一定条件时可发生爆炸。如瓦斯、一氧化碳CO、硫化氢H2S、氢气H2等。

  (2)窒息性气体:这类气体本身无毒,但在空气中含量增加时,能使空气中氧含量相对降低,从而造成人员缺氧窒息。如氮气N2、二氧化碳CO2、瓦斯等;

  (3)有毒性气体:主要有一氧化碳CO、二氧化氮NO2、二氧化硫SO2、硫化氢H2S、氨气NH3等。这些气体中除CO会使人体血液缺氧造成中毒死亡外,其余各种气体均为刺激性气体,对人体作用的共同点是对眼、鼻、呼吸道粘膜,乃至中枢神经系统有较强的刺激作用。当刺激作用过强时,会引起全身反应,直至造成死亡。

  4、《煤矿安全规程》对矿井空气成分的有关规定

  由于空气中氧含量的降低和有害气体的增加对人体健康和生命安全会造成严重危害,因此《煤矿安全规程》对井下空气中氧的含量及各种有害气体的浓度都作出了明确规定。

  《煤矿安全规程》第100条规定:采掘工作面的进风流中,氧气浓度不低于20%,二氧化碳浓度不超过0.5%。有害气体的浓度不超过表1规定。

  表1 矿井有害气体最高允许浓度

  名 称最高允许浓度(%)

  一氧化碳CO0.0024

  氧化氮(换算成二氧化氮NO2)0.00025

  二氧化硫SO20.0005

  硫化氢H2S0.00066

  氨NH30.004

  《煤矿安全规程》第131条规定:井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度,不得超过0.5%。

  《煤矿安全规程》第135条规定:矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75%时,必须查明原因,进行处理。

  《煤矿安全规程》第136条规定:采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。

  《煤矿安全规程》第138条规定:采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时,必须停止用电钻打眼;爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时,严禁爆破。采掘工作面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%时,必须停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。采掘工作面及其他巷道内,体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时,附近20m内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备,必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时,方可通电开动。

  《煤矿安全规程》第139条规定:采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员,查明原因,制定措施,进行处理。

  《煤矿安全规程》第141条规定:局部通风机因故停止运转,在恢复


通风前,必须首先检查瓦斯,只有停风区中最高瓦斯浓度不超过1.0%和最高二氧化碳浓度不超过1.5%,且符合本规程第一百二十九条开启局部通风机的条件时,方可人工开启局部通风机,恢复正常通风。停风区中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%,最高瓦斯浓度和二氧化碳浓度不超过3.0%时,必须采取安全措施,控制风流排放瓦斯。停风区中瓦斯浓度或二氧化碳浓度超过3.0%时,必须制订安全排瓦斯措施,报矿技术负责人批准。

  5、预防矿内有害气体的一般措施

  (1)加强通风,保证供给井下各用风地点足够的风量,将各种有害气体冲淡到《规程》规定的允许浓度。

  (2)加强对有害气体的检查,保证及时发现问题并采取有效措施处理

  6、井下气候条件

  井下气候条件是由温度、湿度和风速三者综合作用的结果,用以表示人体的舒适程度。

  (1)井下空气温度。井下空气温度与人体温度差别的大小,直接影响人体散热。温度过高、过低会使人感觉不适,甚至会危害人体健康及安全生产。

  温度超过300C,机电设备硐室空气温度超340C,必须停止作业。对人体最适宜的空气温度一般为15~200C。

  (2)井巷中的风速。在矿井井巷中,风流在单位时间内所流经的距离,称为井巷中的风速,简称风速。

  三、矿井通风系统

  矿井通风系统是指矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称,它对矿井安全生产和经济效益有重大影响。《煤矿安全规程》第107条规定, 矿井必须有完整的独立通风系统。

  1、矿井通风方式:指进风井和出风井之间的相互位置关系。

  (1)中央式通风:进、回风井位置大致位于井田中央的通风方式,分中央并列式和中央分列式。

  中央并列式:进、回风井位于井田中央,且相距很近(一般为30m~50m)。

  中央分列式:进风井均位于井田中央,回风井位于井田走向中央上部边界上。

  (2)对角式通风:进风井大致位于井田中央,回风井在两翼的通风方式,分两翼对角式和分区对角式。

  两翼对角式:回风井位于井田两翼上部边界。

  分区对角式:各采区均开回风井,不开主要回风巷。

  (3)混合式通风

  井田中央和两翼均有回风井的通风方式,即由中央式和对角式两种方式组成的综合通风方式。

  2、矿井通风方法

  矿井通风方法以风流获得的动力来源不同分为自然通风和机械通风两种。

  (1)自然通风:利用自然因素产生的通风动力,使空气在井下巷道中流动的通风方法称为自然通风。

  借助于自然因素产生的促使空气流动的能量,称为自然风压。

  自然风压是由于矿井


通风系统闭合回路中各点风流的密度存在差异而形成的。

  

即使进回风口标高相同,只要进回侧存在密度差,就存在自然风压。

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  矿井的自然风压hn一般都比较小,一般不大于 200~300Pa,是矿井通风的次要动力。

  由于自然风压很小,且不稳定,所以《煤矿安全规程》第121条规定:矿井必须采用机械通风。

  (2)机械通风

  利用通风机运转产生的通风动力,使空气在井下巷道中流动的通风方法称为机械通风。在机械通风的矿井中,通风机的工作方式分抽出式和压入式两种。

  ①抽出式

  抽出式是将矿井主要通风机安设在地面,向外抽出井下空气,形成使井下空气低于当地大气压的负压通风。由于通风阻力的影响使回风侧处于高负压,而进风侧处于低负压,在这种情况下,回风流不易向他处乱窜,可以集中而迅速地流入回风系统排出井外。对于瓦斯矿井和有自然发火危险的矿井来讲是有利的,在抽出式矿井中,主要通风机一旦停止运转,则矿内空气必然要恢复到当地大气压力,由于压力增高,一定时间内采空区及封闭火区中瓦斯等有害气体不易涌出。所以煤矿一般多采用抽出式通风。

  ②压入式

  压入式是将矿井主要通风机安设在地面,以压风方式向矿井内供风,使整个通风系统在压入式主要通风机作用下,形成高于当地大气压力的正压通风。这种通风方式不易管理,井底车场及进风井口漏风大,污风不易集中迅速排出井外。主要通风机一旦停止运转,井下气压将降低,这会使采空区或封闭区内瓦斯涌出量增加,对安全不利,故此一般在瓦斯矿井中很少采用压入式通风。

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  ③抽压混合式

  抽压混合式是将地面新鲜空气由压入式主要通风机送往井下,污风由抽出式主要通风机排出井外。这种通风方式需要通风设备多,动力消耗大,在煤矿中也很少采用这种通风方法的。

  3、矿井通风设施

  在矿井正常生产中,为保证风流按设计的路线流动,在灾变时期仍能维持正常通风或便于风流调度,而在通风系统中设置的一系列构筑物,这些构筑物称为通风设施。

  通风设施按其作用可分为3类:

  ①隔断风流的设施;

  ②引导风流的设施;

  ③调节控制风量


的设施;

  煤矿井下常见的通风设施有风门、风桥、密闭、挡风墙、调节风窗等。

  井下通风状态的好坏,对安全生产有直接关系。以下几点需注意:

  (1)、井下任何一个地点的通风设施都不能随意破坏;

  (2)、不经矿井通风部门的批准,任何人不得损坏和拆除通风设施,否则将造成矿井风流紊乱;

  (3)、每次通过风门,一定要随手把风门关好,切不可把邻近的两道风门同时打开,否则影响井下正常通风;

  (4)、调节风窗上的调节板不可随意拨动,否则影响井下风量的正确分配;

  (5)、井下栅栏、瓦斯记录牌、测风站等通风辅助设施,不得拆毁、摘除、涂改或变更位置;

  (6)、若发现通风设施有损坏时,应及时向有关部门或领导报告,以便及时修复。

  通风设施对安全生产的影响。煤矿井下通风设施是否合乎要求,是影响矿井漏风量大小和有效风量高低的重要因素。质量不符合规定的通风设施对煤矿安全生产有很大影响。因为对通风设施进行破坏或不按规定使用而造成的事故时有发生。

  第二讲 矿井瓦斯危害及防治

  一、瓦斯的性质

  瓦斯是赋存在煤层中受采动影响释放到开采空间的各种有害气体总称。瓦斯通常指甲烷,分子式为CH4。

  1、瓦斯是无色、无味、无臭的气体,难溶于水;

  2、瓦斯比空气轻,其相对密度为0.554;

  3、瓦斯有窒息性;

  4、瓦斯有燃烧和爆炸性;

  二、瓦斯的危害

  1、瓦斯窒息

  甲烷本身虽然无毒,但空气中甲烷浓度较高时,就会相对降低空气中氧气浓度,在压力不变的情下,当甲烷浓度达到43%时,氧气浓度就会被冲淡到12%,人就会感到呼吸困难,当甲烷浓度达到57%时,氧气浓度就会降到9%,这时人若误入其中,短时间内就会因缺氧窒息而死亡。

  《煤矿安全规程》规定:凡井下盲巷或通风不良的地区,都必须及时封闭或设置栅栏,并悬挂“禁止入内”的警标,严禁人员入内。

  2、瓦斯的燃烧和爆炸

  当瓦斯与空气混合达到一定浓度时,遇到高温火源就能燃烧或发生爆炸,一旦形成灾害事故,会造成大量井下作业人员的伤亡,严重影响和威胁矿井安全生产,会给国家财产和职工生命造成巨大损失。瓦斯爆炸事故是矿井五大自然灾害之首。

  三、瓦斯爆炸的条件

  瓦斯爆炸必须具备下面3个条件:

  1、一定的瓦斯浓度

  ①瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸具有一定浓度范围,只有在这个浓度范围内。瓦斯才能够爆炸,这个范围称为瓦斯爆炸的界限。最低爆炸浓度叫爆炸下限;最高爆炸浓度叫爆炸上限,在新鲜空气中,瓦斯爆炸的界限一般认为是5%-16%。

  ②瓦斯在不同浓度时的燃爆特性。当瓦斯浓度低于5%时,由于参加化学反应的瓦斯较少,不能形成热量积聚,因此,不能爆炸,只能燃烧。燃烧时,在火焰周围形成比较稳定的、呈现蓝色或青色的烧层。

  当瓦斯浓度达到5%(下限),瓦斯就能爆炸;浓度在5%-9.5%时,爆炸威力逐渐增强;在浓度为9.5%时,因为空气中的全部瓦斯和氧气都能参加反应,所以,这时的爆炸威力最强(这是地面条件下的理论计算。在煤矿井下通过实验和现场测定,爆炸威力最强的实际瓦斯浓度为8.5%左右(这是因为井下空气氧浓度减少,湿度较大,含有较多的水蒸气,氧化反应不可能进行得十分的缘故);瓦斯浓度在9.5%-16%(上限)时,爆炸威力呈逐渐减弱的趋势;当浓度高于16%时,由于空气中的氧气不足,满足不了氧化反应的全部需要,只能有部分瓦斯参与氧气发生反应,所生成的热量被多余的瓦斯和周围介质吸收而降温,所以就不能发生爆炸。

  2、一定的引火温度

  瓦斯爆炸的第二个基本条件是高温火源的存在。点燃瓦斯所需的最低温度,称为引火温度。瓦斯的引火温度一般认为是650-750℃。明火、煤炭自燃、电气火花、赤热的金属表面、吸烟、放炮安全灯网罩、架线火花、甚至撞击和摩擦产生的火花等都足以引燃瓦斯。因此,消灭井下一切火源是防止瓦斯爆炸的重要措施之一。

  3、充足的氧气含量

  实验表明,瓦斯爆炸界限随着混合气体中氧气浓度的降低而缩小,氧气浓度降低时,瓦斯爆炸下限缓缓地提高,而瓦斯爆炸的上限则迅速下降,当氧气浓度降到12%时,混合气体中的瓦斯就失去了爆炸性,遇火也不会爆炸。

  由于氧气含量低于12%,短时间内就能导致人窒息死亡,因此《规程》规定,井下工作地点的氧气含量不得低于20%,而且在正常生产的矿井中,采用降低空气中的氧气含量来防止瓦斯爆炸是没有实际意义的。但是,对于已封闭的火区,采取降低氧气含量的措施,却有着十分重要的意义,因为火区内往往积存有大量瓦斯,且有火源存在,如果不按规定封闭火区或火区封闭不严造成大量漏风,一旦氧气达到12%以上时,就有发生爆炸的可能。

  瓦斯爆炸必须具备以下三个基本条件:

  ① 瓦斯浓度在爆炸界限内,一般为5%~16%

  ② 混合气体中氧气浓度在12%以上;

  ③有引爆火源,为650~7500C以上

  当空气中混入其它气体或煤尘时,瓦斯浓度小于5%也会发生爆炸,因此《规程


》规定当瓦斯浓度达到1%时必须立即停止作业。

  瓦斯爆炸的危害主要表现在以下3个方面:

  ①瓦斯爆炸会产生高温,在18500C与26500C之间,这样的高温不仅会烧伤人员、烧坏设备,还可能引起井下火灾,扩大灾情;

  ②瓦斯爆炸会产生高压,高压会摧毁井下巷道内的所有设备,高压还会造成人员死亡;

  ③瓦斯爆炸会产生大量有毒有害气体,主要有二氧化碳、一氧化碳、氮气,这些有毒有害气体均可造成人员死亡。

  四、瓦斯爆炸的原因

  瓦斯爆炸由3个方面的因素促成的,即瓦斯积聚、引爆火源和管理因素。

  (1)瓦斯积聚

  瓦斯积聚是指采掘工作面及其他地点,体积大于0.5m3 的空间内积聚,瓦斯浓度达到2%的现象。主要有:

  ①局部通风机停止运转。这种现象导致瓦斯积聚而引起瓦斯爆炸的比例最大。有的是设备检修,无计划停电、停风;有的是机电故障,掘进工作面停工而停风;有的是局部通风机管理混乱,任意开停现象严重。

  ②风筒断开或严重漏风。主要是施工人员不爱护通风设施,将风筒掐断、压扁、刮坏等,而通风人员又不能及时发现和进行维护、修补,造成掘进工作面风量不足而导致瓦斯积聚。

  ③采掘工作面风量不足。造成采掘工作面风量不足的原因多种多样,如不按需要分配风量,通风巷道冒顶堵塞、单台局部通风机供多个工作面,风筒出口距掘进工作面太远等,都可能造成采掘工作面风量小、风速低而导致瓦斯积聚。

  ④局部通风机出现循环风。由于局部通风机安装位置不符合规定或全风压供给风量小于该处局部通风机的吸入风量等原因,都可能使局部通风机出现循环风,致使掘进工作面涌出的瓦斯反复回到掘进工作面,越积越多,达到爆炸浓度。

  ⑤风流短路。如打开风门不关闭,巷道贯通后不及时调整通风系统等,都可能造成通风系统的风流短路而引起瓦斯积聚。

  ⑥通风系统不合理、不完善。自然通风、不符合规定的串联通风、扩散通风和无回风的独眼井及通风设施不齐全等,都是不合理通风,都可能引起瓦斯积聚而导致爆炸事故。

  ⑦采空区或肓巷。采空区和肓巷没有风流通过,往往积存有大量高浓度瓦斯,在气压变化或冒顶等使其涌出或突然压出时都可能导致瓦斯爆炸。

  ⑧瓦斯涌出异常。断层、地质破碎地带是瓦斯的富集区域,在接近或通过这些地带时,瓦斯涌出可能会突然增大,造成瓦斯积聚。

  ⑨局部地点瓦斯积聚。在正常通风系统中存在的局部地点的瓦斯积聚,往往具有更大的危险性。如采煤工作面的上隅角(回风隅角),溜子底槽和各种没有充填的钻孔,这些地点常常积聚着高浓度的瓦斯。

  (2)引爆火源

  ①电火花。由于对井下照明和机械设备的电源及电器装备的管理不善或操作不当。如矿灯失爆,电钻失爆,带电作业,电缆漏电或短路,电缆明接头,电气开关失爆,这些都是引起瓦斯爆炸的主要火源。其中矿灯失爆、电缆明接头及带电作业所占比例较大,电火花引起瓦斯爆炸事故的比重约为40%。

  ②爆破火花。爆破火花是引起瓦斯爆炸的另一主要火源。爆破火花主要是因炮泥装填不满、放明炮、糊炮、接线不良及炸药不合乎要求等引起的,爆破火花引起瓦斯爆炸事故的比重约为40%。

  ③撞击摩擦火花。主要因金属表面之间的摩擦等等,都可能产生火花而引爆瓦斯。所以说,我们在使用金属铁器时,必须注意产生撞击而产生火花。

  ④明火。井下严禁明火,但是由于种种因素的影响,井下明火并未能杜绝,井下明火的来源主要有煤炭自然发火形成的火区,井下电焊、吸烟等。

  (3)管理因素。主要是由于管理上存在缺陷造成作业人员的违章失职造成的。例如,根本没有和不执行瓦斯检查制度;瓦检员失职和技术业务素质不高,空岗、漏检、假检和脱岗;不在现场交接班及不带瓦斯检查仪等。大量事实表明,多数瓦斯爆炸事故是因某些人,尤其是负有特殊工作的人员(如瓦检工、放炮员、井下电钳工及班组长等)不能尽职尽责,思想上麻痹大意,抱有侥幸心理甚至违章造成的。

  五、预防瓦斯爆炸的主要措施

  预防瓦斯爆炸的主要技术措施包括三个方面:

  1、防止瓦斯积聚;

  2、防止引燃火源存在;

  3、防止


瓦斯爆炸事故扩大;

  主要防治措施如下:

  (1)加强通风工作,保证采掘工作面有足够风量。

  采煤工作面和上下付要及时维护,保证风路畅通,巷道物品要摆放整齐,不要堆积而影响通风断面。

  (2)及时处理积聚的瓦斯。当出现瓦斯积聚时,必须立即停止作业,并向调度室和通风、安全部门汇报,采取措施对积聚的瓦斯进行安全处理。处理方法可根据现场条件确定,当采煤工作面隅角积聚瓦斯时,设置风障、回收尾巷或进行充填。当巷道顶板冒落空洞内积聚瓦斯时,要及时接上风袖并进行充填。

  瓦斯积聚、瓦斯爆炸、燃烧和窒息事故常见发生地点:掘进工作面、采煤工作面隅角、顶板冒落的空洞内、采空区、停风的巷道中、低风速巷道的顶板附近、盲巷、煤仓等处。

  (3)防止出现引燃瓦斯。严禁携带烟草和点火物品入井。

  严禁穿化纤衣服入井;井下使用电焊、气焊时严格执行安全技术措施。井下使用的机械和电气设备要经常检查和维修;井下严禁拆卸和敲打矿灯。井下爆破时禁止放明炮和糊炮,炮眼必须使用水泡泥和粘土炮泥。

  (4)加强瓦斯检查和监测。矿长、总工程师、科队长、工程技术人员、班组长、流动电钳工、电工下井必须携带瓦斯检查仪器,安监员、瓦检工下井必须随身携带光学瓦斯检测仪。对弄不清瓦斯情况的地点不要盲目进入,放炮时要坚持“一炮三检”制度并设好警戒线。

  (5)防止瓦斯爆炸事故扩大。加强风门、密闭等通风设施管理,严禁撞坏或同时打开两道风门。及时清扫积尘,定期冲刷巷道。入井人员必须佩戴自救器,会正确熟练使用并熟悉瓦斯爆炸时的撤退路线

  第三讲 矿井防尘

  一、矿尘的产生

  矿尘是煤矿生产和建设过程中所产生的各种煤岩微粒的总称,又叫粉尘。一般分为煤尘和岩尘两种。

  在煤矿生产过程中,如打眼、爆破、落煤、装运、转载、提升的过程中都能产生大量的粉尘。

  矿尘的主要尘源在采煤工作面,掘进工作面、煤岩装运、转载点,其他工作场所也产生大量的矿尘。

  二、矿尘的分类

  1、按矿尘粒径划分

  ①粗尘。粒径大于40μm,大空气中极易沉降。

  ②细尘。粒径为10~40μm,肉眼可看得见,在静止空气中做加速沉降。

  ③微尘。粒径为0.25~10μm,用光学显微镜可以观察到,肉眼可看得见,在静止空气中做等速沉降。

  ④超微尘。粒径小于0.25μm,要用电子显微镜才能观察到,肉眼可看得见,在空气中做扩散运动。

  2、按矿尘的存在状态划分

  ①浮游矿尘。悬浮矿内空气中的矿尘,简称浮尘。

  ②沉积矿尘。从矿内空气中沉降下来的矿尘,简称落尘。

  3、按矿尘的粒径组成范围划分

  ①全尘(总粉尘)。各种粒径的矿之和。对于煤尘,常指粒径为1mm以下的尘粒。

  ②呼吸性粉尘。主要指粒径在5μm以下的微细尘粒,它能通过人体的上呼吸道进入肺内区,是导致尘肺病的病因,对体危害很大。

  三、矿尘的危害

  矿尘的危害主要表现在以下3个方面:

  1、污染劳动环境,危害人体健康,引起职业病。

  2、某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以燃烧或爆炸。

  煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸,对于瓦斯矿井,煤尘则有可能参与瓦斯同时爆炸。

  3、加速机械磨损,缩短精密仪器使用寿命。

  4、降低工作场所能见度,增加工伤事故发生。

  四、矿山尘肺病

  尘肺病是人们在生产过程中,长期吸入过量粉尘而引起的肺脏纤维性病变的一种慢性职业病,临床症状多为气喘、咳嗽、胸痛、生症呼吸困难、有心肺功能障碍等。这是目前煤矿危害最大的职业病。

  因吸入矿尘成份不同,煤矿尘肺病可分为三类:

  硅肺病:长期吸入含结晶型二氧化硅的岩尘可引起硅肺病。病因主要是硅尘进入肺部后,硅尘中的二氧化硅使肺部抵抗粉尘的吞噬细胞受到破坏,引起肺脏纤维性硬化而失去正常功能。

  特点:发病快,发病率高、病变进展快,是尘肺病中最严重的一种。一般从事建井、岩巷掘进、锚喷支护等工作的人员易患硅肺病。

  煤肺病:长期吸入煤尘引起的尘肺病称为煤肺病。它的病情比硅肺病缓和些,且得病年限较长。特点是病变进展缓慢,发病率低,病情一般较轻。煤肺病患者多为采煤工、煤巷掘进工等长期接触煤尘者。

  煤硅肺病:接触煤尘又接触硅尘的工人可得煤硅肺病。它的病情和得病年限比单纯煤肺病严重得多,兼有煤肺和硅肺的特点。

  五、煤尘爆炸及其预防措施

  1、煤尘爆炸的条件

  煤尘爆炸必须同时具有以下3个条件:

  (1)具有一定浓度的能够爆炸的煤尘;

  (2)高温热源;

  (3)空气中氧气浓度大于18%。

  2、煤尘爆炸的危害

  煤尘爆炸的危害同瓦斯爆炸相似。煤尘爆炸后可产生高温、高压、形成冲击波和火焰,并产生大量有害气体等。

  (1)爆炸产生高温。煤尘爆炸时要释放出大量的热能,爆炸瞬时的温度可达2300-25000C。高温会引起矿井火灾,烧毁设备,烧伤人员,也是发生连续爆炸的主要热源。

  (2)爆炸产生高压。煤尘爆炸的理论压力为735.5kpa,实际发生爆炸时往往会超过此值。爆炸高压可损坏设备、推倒支架、造成冒顶和人员伤亡,使矿井遭到严重破坏。

  (3)爆炸产生冲击波。煤尘爆炸时产生的高温火焰的传播速度为610-1800m/s,同时,伴随火焰的传播,还将产生强大的冲击波,速度为2340m/s。冲击波不仅会使设备、支架、人员等遭受损害,还能够将巷道内的沉积煤尘扬起,被随之而来的火焰点燃,造成二次、三次等连续爆炸事故。

  (4)爆炸产生大量有害气体。这是煤尘爆炸或煤尘参与爆炸造成人员伤亡的主要原因。

  六、防止煤尘爆炸的措施

  1、降尘措施。设法减少生产中煤尘产生量和浮尘量,是防止煤尘爆炸的根本措施。为达到此目的,应采取如下措施:

  (1)煤层注水。采掘工作面在生产前在煤层中打若干钻孔,通过钻孔注入5-10kg/cm2或更高的压力水,使压力水沿煤层层理、节理和裂隙渗入而将煤体预先湿润,以减少开采时煤尘产生量。

  (2)喷雾洒水。在井下集中产生煤尘的地点进行喷雾洒水,是捕


获浮尘和湿润落尘的有效措施。井下煤仓、溜煤眼、翻罐笼、运输机、装煤机和其他转载点,都应进行喷雾洒水。

  (3)水封爆破和水炮泥。水封爆破是借炸药爆破时产生的压力将水压入煤体的一种防尘方法。水炮泥就是用装水塑料袋代替炮泥填于炮眼内。它是利用炸药气浪的冲击作用,使水炮泥中的水形成一层水幕,捕获粉尘以达到降尘的目的。

  (4)湿式凿岩。湿式凿岩的实质是随着凿岩过程的进行连续地将水送至钻眼底部,以冲洗岩屑和湿润岩粉,达到减少岩尘的产生和飞扬的目的。

  (5)控制风速。《煤矿安全规程》规定,井下风速必须严格控制,增大风量或改变通风系统时,都应相应地调节风速,防止粉尘飞扬。

  (6)清扫积尘。《煤矿安全规程》规定,井巷应定期进行清扫、冲洗或刷浆,巷道中的浮煤必须定期清扫运出。

  2、防止煤尘引燃的措施

  引燃煤尘的火源有明火、放炮、电火花及机械摩擦火花4种。具体防止措施与防止瓦斯点燃的措施相同。

  3、隔绝煤尘爆炸的措施

  《煤矿安全规程》规定,开采有煤尘爆炸危险的矿井,必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施,其作用是隔绝煤尘爆炸传播,就是把已经发生的爆炸限制在一定的范围内,不让爆炸火焰继续蔓延,避免爆炸范围扩大。目前,国内外通常采用的隔爆措施有:设置隔爆棚,主要包括岩粉棚、水棚和自动隔爆棚等(此措施也适用于防止瓦斯爆炸事故扩大),清扫积尘、撒布岩粉等。

  第四讲 矿井防灭火

  一、矿井火灾分类及危害

  凡是发生在井下或地面威胁矿井安全生产的火灾均称矿井火灾。

  矿井火灾是煤矿主要灾害之一。矿井火灾一旦发生,轻者影响安全生产,重则烧毁煤炭资源和物资设备,造成人员伤亡,甚至引发瓦斯煤尘爆炸,扩大灾害范围。防治矿井火灾,是煤矿安全生产的重要保证。

  (一)矿井火灾分类

  矿井火灾按起因不同分为:外因火灾和内因火灾。

  1、外因火灾是指因外来热源引起的火灾。

  矿井外因火灾大多是由明火引起的。如井下明火爆破、放炮违反规定,井下焊接或切割金属设备,携带易燃物品下井,以及井下吸烟、用电炉或灯泡取暖等产生明火,引起火灾;电缆、电线、电动机、煤电钻等电器设备损坏、漏电、短路或超负荷等引起火灾;皮带跑偏、摩擦引发火灾;矿井发生瓦斯、煤尘爆炸引发矿井明火火灾;地面井口附近火灾。

  外因火灾无预兆可鉴,只要条件具备,瞬时就可发生且发展迅猛,同时会产生大量有毒有害气体和烟雾,往往使人措手不及。外因火灾大多发生在风流畅通的地点。具体来说,多数发生在井口房、井筒、机电硐室或转载点、炸药库以及存放油类、木板、火药、机电设备的安全硐室或工作面内等地点。其特点是:发生突然,来势凶猛,发展较快,如发现不及时或处理不当,往往造成严重后果或酿成重大恶性事故。

  2、矿井内因火灾也称自然火灾,是煤破碎后与空气中氧接触,氧化生热,热量积聚导致煤层自燃引起火灾。

  内因火灾发生、发展较为缓慢,初期阶段变化微小,很难被人们及时发现,同时也不容易找到准确的火源位置,增加了灭火的难度。在时间上延续较长,可达几年或几十年之久。矿井内因火灾常常发生在采空区,特别是遗留有许多破碎煤炭而尚未封闭或封闭不严的采空区。

  这种火灾的发生,往往伴有一个蕴育的过程,根据预兆能够早期发现,但火源确定非易事,而且难以扑灭,必须重视内因火灾的防治工作。

  内因火灾多发生在风流不畅通的地点,发火的外部征兆不明显,很难早期发现,灭火困难,燃延续时间长。

  (二)矿井火灾构成要素

  构成火灾的基本要素归纳起来有热源、可燃物和空气3个方面。俗称火灾三要素。

  1、热源。具有一定温度和足够热量的热源才能引起火灾,在矿井里煤的自然、瓦斯煤尘爆炸、爆破作业、机械摩擦、电流短路、吸烟、烧焊及其他明火都可能成为引火源。

  2、可燃物。在煤矿井下,煤本身就是一个大量而且普遍存在的可燃物。另外,坑木、各类机电设备、各种油料、炸药等都具有可燃性。可燃物的存在是火灾发生的基础。

  3、空气。燃烧就是剧烈的氧化现象。任何可燃物尽管有热源点燃,但是如果没有足够的氧气,燃烧就不能持续,所以空气的供给是维持燃烧不可缺少的条件。

  火灾的三要素必须同时存在,而且达到一定的数量,才能引起火灾,这是矿井火灾发生的根本条件,缺少任何一个要素,矿井火灾就不可能发生。

  (三)矿井火灾的危害

  1、产生大量高温火焰及有害气体,造成人员伤亡;

  1、引起瓦斯、煤尘爆炸;

  2、火灾烧毁设备和煤炭资源;

  3、火灾使井下风流逆转,导致灾情扩大。

  二、外因火灾及其防治

  矿井外因火灾是指由于外来热源引起的火灾。

  矿井外因火灾多发生于井口房、井下机电硐室、火药库以及安装机电设备的巷道或工作面等地点。

  (一)外因火灾发生原因

  外因火灾是由于外来热源引起的。

  1、明火。井下吸烟、焊接等能引起外因火灾。

  2、电火花。主要是由于电气设备性能不良,管理不善,如电钻、电机、变压器、开关、电缆等出现损坏,过负荷、短路等,引起电火花,继而引燃可燃物。

  3、违章爆破。由于不按爆破规定和放炮说明书爆破,如放明炮、糊炮、空心炮以及用动力电源爆破,不装炮泥,炮眼深度不够都会导致引燃可燃物。

  4、瓦斯、煤尘爆炸。因瓦斯、煤尘出现的明火引燃可燃物而引发的火灾。

  5、机械摩擦。由于机械摩擦及物体碰撞产生的火花引燃可燃物,进而引起火灾。

  (二)外因火灾的危害

  1、使井下人员中毒。外因火灾出现时,可燃物燃烧要产生大量有毒有害气体,使人员窒息或中毒。

  2、直接烧毁设备或设施。

  3、产生火风压。火势较大时,产生火风压,破坏通风系统,扩大事故,并给灭火工作造成困难。

  4、容易引起瓦斯、煤尘爆炸。可燃物燃烧时,产生大量可燃性气体,加剧瓦斯、煤尘爆炸,同时可直接作为火源。

  (三)外因火灾的预防措施

  1、建立防火制度

  《煤矿安全规程》规定:生产和在建矿井必须制定井上、下防火措施。

  2、加强明火管理

  ①井下严禁使用灯泡取暖;

  ②井下和井口房从事电焊等工作时每次都必须制定安全措施,并经矿长批准,由指定专人在场检查和监督。

  


3、可燃物管理

  井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入铁桶内,由专人送至使用地点,剩余的汽油、煤油和变压器油必须返回地面,严禁在井下存放,井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等,也必须放在铁桶内,并由专人定期送到地面,不得乱放乱扔,严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。

  4、建立矿井消防系统

  《煤矿安全规程》规定:矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统每隔100米设置支管和阀门,在带式输送机巷道中应每隔50米设置支管和阀门。地面消防水池的容量必须经常保持不少于200m3的水量。

  5、消防器材管理

  矿井必须在井上、下设置消防材料库。井上消防材料库设在井口附近;井下消防材料库设在每一生产水平的井底车场或主要运输大巷中。消防材料库储存的材料、工具的品种和数量应符合有关规定,并定期检查和更换。井下爆破材料库、机电硐室、皮带运输巷都应备有灭火器材。

  (四)预防外因火灾的技术措施主要包括预防明火引燃的措施、预防放炮引燃的措施、预防电气火灾的措施和防止摩擦火花等几个方面。这几项措施的具体做法与防止引燃瓦斯的方法基本相同。除此之外,还应认真保管和使用易燃物,井下和硐室内不准存放汽油、煤油或变压器油。井下使用的润滑油和棉纱、布头等,必须存放在盖严的铁桶内,并定期送到地面处理。

  (五)井下发生火灾时可采用直接灭火的方法,可采用水、砂子、化学灭火器、高倍数泡沫灭火或挖除火源等办法,直接将火扑灭。

  注意:用水灭火,不能扑灭油类和电气火灾。电气设备着火时,应首先切断电源,在电源未切断前,只准使用不导电的灭火器材进行灭火。否则,容易导致灭火人员触电事故的发生。油类着火时,因为油的密度比水小并且不溶于水,它总是浮游在水的表面,会随水流动而扩大火灾面积。

  三、内因火灾及其防治

  内因火灾是指在没有外来火源条件下,煤炭或其他可燃物本身因接触空气,氧化发热而燃烧起火的火灾。

  (一)矿井内因火灾发生

  内因火灾多发生于采空区停采线,留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷高顶处、假顶工作面、巷道及任何浮煤堆积的地方。

  煤炭自燃准备阶段,开始是觉察不到的,但外部征兆越来越明显:

  ①在发火区段内出现雾气;巷道壁“挂汗”;井口、巷道口、地面裂缝出现水气;出现煤油味、汽油味或焦油味;

  ②空气温度、巷道壁温度、矿井水温度上升,人的皮肤感觉到从火区流出的水和温度增高;

  ③人员疲劳,人体有不舒适感,如头痛、闷热、憋气、疲乏、四肢无力等。

  (二)矿井内因火灾防治

  由于内因火灾隐蔽、难于扑灭,因此防治效果内因火灾应以预防为主。主要预防措施如下:

  ①正确选择开拓方式、巷道布置与采煤方法。开采自然发火严重的厚煤层或近距离煤层群时,尽量将运输大巷,回风大巷、采区上下山、集中运输平巷和集中回风平巷等服务时间较长的巷道布置在煤层底板的岩石中。避免不合理的采煤方法。提高回采率、加快回采速度,使工作面在自然发火期前结束,并进行封闭。

  ②实行均压防灭火。矿井通风网络合理流动,风流稳定,漏风量小,尽量增加漏风风阻,降低漏风风路两端的风压差。

  ③预防性灌浆。将水、浆材按适当的比例混合,制成一定浓度浆液,借助输浆管路送往可能发生自燃的地区。其作用是隔绝碎煤与空气的接触,增加采空区密闭效果,并对已发生温度升高的煤炭有冷却作用。

  ④阻化剂防火。阻化剂是一种吸水性很强的无机盐或某些工厂的废液、副产品。将它们喷洒于煤壁或采空区或注入煤体内,使煤炭与氧气接触面减少,降低煤的氧化能力,同时可以起降温作用,预防煤炭自燃。

  ⑤惰性气体防灭火,向采空区内注入惰性气体,由于惰性气体较稳定,不助燃,可减少采空区内氧含量,使煤炭隔氧、降低氧化速度,预防自燃。

  ⑥打钻孔防火。用钻机向远离现有巷道的高温点以及有发火危险的地点打钻,然后向其内注水,如空隙较大,则可先注河砂将空隙堵满,然后再注入泥浆或其他阻化剂。

  ⑦挖出热源防火法。直接将火源或高温炽热物挖出来,以根除火灾隐患。

  第五讲 井下放炮

  《煤矿安全规程》对井下放炮的有关规定:

  《煤矿安全规程》第130条 井下爆破工作必须由专职放炮员担任。在高瓦斯高应力区,专职放炮员必须固定在同一工作面工作。爆破作业必须执行“一炮三检制”和“三人连锁换牌制”。

  第131条 爆破作业必须编制爆破作业说明书,说明书必须符合下列要求:1.炮眼布置图必须标明采煤工作面的高大和打眼范围或掘进工作面的巷道断面尺寸,炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号,并用正面图、平面图和剖面图表示。2.炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度,使用炸药、雷管的品种,装药量,封泥长度,连线方法和起爆顺序。3.必须编入作业规程,并及时修改补充。

  第132条 必须使用煤矿许用炸药和毫秒电雷管,且不得使用过期或严重变质的爆炸材料。必须使用合格的矿用防爆发爆器和符合标准的爆破母线。供应部门负责把好供应关。

  第133条 放炮员负责从炸药库领取炸药、雷管,并办理三联单手续。雷管实行导通和编号制度。施工队负责在放炮员监护下运送炸药至作业地点炸药箱内,雷管由放炮员携带。每班实际消耗炸药、雷管量由当班班长与放炮员在放炮前后相互核实签字,剩余炸药、雷管当班必须退交炸药库。必须做到领取、消耗、退回三对口。

  第134条 放炮员在工作地点使用的炸药、雷管要分别放在专用箱内并加锁;严禁乱扔乱放,或将雷管装在身上。爆炸材料箱要放在顶板完好、支架完整、避开电气设备及导电体的放炮作业地点附近。爆破时必须把爆炸材料箱放在警戒线以外的安全地点。

  第135条 装药前,由施工队负责把足够的炮土运送至爆破作业地点。

  第136条 装配起爆药卷时,必须遵守下列规定:1.必须在顶板完好、支架完整、避开电气设备和导电体的工作地点附近进行。严禁坐在爆炸材料箱装配起爆药卷。装配起爆药卷数量,以当时当地需要的数量为限。2.必须防止电雷管受震动冲击,折断脚线和损坏脚线绝缘层。3.电雷管必须由药卷顶部装入,严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。电雷管必须全部插入药卷内。严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。4.电雷管插入药卷后,必须用脚线将药卷缠住,并将电雷管脚线扭结成短路。

  第137条 有下列情况之一者严禁装药:

  1.采掘工作面超过作业规程规定的控顶距或者有伞檐、离层、片帮危险时,支架或支柱不牢、损坏变形、安全出口支护状态不好或不畅通时。

  2.装药前没有检查瓦斯或装药前装药地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%时。

  3.采掘工作面风量不足。

  4.在装药地点附近20m以内有矿车、未清除的煤、矸或其它物体阻塞巷道断面1/3以上。

  5.炮眼内发现有异状,温度骤高骤低,有明显瓦斯涌出,出现喷孔、夹钻现象,或煤岩松散、涌水增大等情况。

  6.炮眼内,煤岩粉没清除干净,炮泥质量不合格或数量不足或无水炮泥。

  7.工作面正在打眼、装矸石。

  8.发现炮眼缩小、坍塌或有裂缝时,以及炮眼深度与最小抵抗线小于《


规程》规定。

  9.过断层、冒顶区无安全措施。

  10.有冒顶、透水、瓦斯突出预兆。

  第138条 装药前,首先必须掏净煤粉或岩粉,用木质炮棍将药卷轻轻推入,不得冲撞或捣实。炮眼内的各药卷必须彼此密接。装药后,必须把电雷管脚线悬空,严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电器设备、以及采掘机械等导电体相接触。

  第139 炮眼封泥应用水炮泥,水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥封实。封泥长度符合《规程》329条规定。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。

  第140条 处理卡在溜煤(矸)眼中的煤、矸时,如果确无爆破以外的办法,可爆破处理,但必须遵守下列规定:1.必须采用取得煤矿矿用产品安全标志的用于溜煤(矸)眼煤矿许用刚性被筒炸药或不低于该安全等级的煤矿许用炸药。2.每次爆破只准使用1个煤矿许用电雷管,最大装药量不得超过450g。3.爆破前必须检查溜煤(矸)眼内堵塞部位的上部和下部空间的瓦斯。4.爆破前必须洒水。

  第141条 放炮撤人规定:

  1.采煤工作面撤人距离不得小于30m。

  2.掘进工作面撤人距离(直巷),煤巷不小于75m;半煤岩及岩巷不小于100m,并有掩体;拐弯巷道不小于50m,拐弯后不小于10m。

  3.当需贯通的两个掘进工作面相距20m时,只准一个工作面向前掘进,另一个工作面必须保持正常通风,每次放炮两个工作面都必须撤人、把口和警戒,并认真检查瓦斯,其中一个工作面瓦斯浓度达到或超过1.0%均不准放炮。

  4.间距小于20m的平行巷道,其中一条巷道放炮时,两个工作面的人员都必须撤到安全地点。

  5.高瓦斯高应力采面放炮时,人员必须撤到进风流。

  第142条 有下列情况之一者严禁放炮:

  1.放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1%。

  2.工具、机器、液压支架和电缆等没加以保护或未撤出工作面。

  3.放炮地点附近20m范围内没有洒水降尘。

  4.掘进工作面以外10m范围内支架没有加固、控顶距超过规定或不用超前梁。

  5.采煤工作面安全出口不畅通,放炮地点附近10m支架不齐全、不牢固。

  6.采掘工作面风量不足。

  7.工作面人员未撤到警戒线外,警戒岗哨没设置好或人数没清点清楚。

  第143条 一个放炮作业地点只能使用一台发爆器,一台发爆器只能配一把钥匙,发爆器的把手、钥匙必须由放炮员随身携带,严禁转交他人。爆破前,爆破母线必须扭结成短路。不到爆破通电时,不得将把手或钥匙插入发爆器。爆破后,必须立即将把手或钥匙拔出,摘掉母线并扭结成短路。

  第144条 采掘工作面必须采用正向起爆和毫秒爆破。瓦斯涌出量大或煤层顶板破碎时,必须控制一次放炮个数和装药量。

  第145条 爆破后,待工作面的炮烟被吹散,爆破工、瓦斯检查工和班组长必须首先巡视爆破地点,检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架、拒爆、残爆等情况。如有危险情况,必须立即处理。

  第146条 通电以后拒爆时,爆破工必须先取下把手或钥匙,并将爆破母线从电源上摘下,扭结成短路,再等一定时间(使用瞬发电雷管时,至少等5min;使用延期电雷管时,至少等15min)才可沿线路检查,找出拒爆的原因。

  第147条 处理拒爆、残爆时,必须在班组长指导下进行,并应在当班处理完毕。如果当班未能处理完毕,当班爆破工必须在现场向下一班爆破工交接清楚。处理拒爆时,必须遵守下列规定:1.由于连线不良造成的拒爆,可重新连线起爆。2.在距拒爆炮眼0.3m以外另打与拒爆炮眼平行的新炮眼,重新装药起爆。3.严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管。不论有无残余炸药严禁将炮眼残底继续加深;严禁用打眼的方法往外掏药;严禁用压风吹拒爆(残爆)炮眼。4.处理拒爆的炮眼爆炸后,爆破工必须详细检查炸落的煤、矸,收集未爆的电雷管。5.在拒爆处理完毕以前,严禁在该地点进行与处理拒爆无关的工作。


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    收录时间:2015年10月13日 10:40:04 来源:煤矿安全网 作者:匿名
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