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第1篇 煤礦開采 安全管理教案
本章培訓(xùn)與考核要點(diǎn):
掌握地質(zhì)構(gòu)造對(duì)安全生產(chǎn)的影響;
熟悉煤礦開采的基本安全生產(chǎn)條件與礦井開拓方式;
掌握井巷工程施工、支護(hù)及維護(hù)的安全管理要求;
掌握常用采煤方法及其回采工藝的安全管理要求;
掌握礦井沖擊地壓與頂板事故防治的安全管理要求及其致因和預(yù)防措施;
掌握礦井水害防治的安全管理要求及其致因和預(yù)防措施;
掌握礦井熱害防治的安全管理要求及其致因和預(yù)防措施。
第一節(jié) 煤礦地質(zhì)與礦圖
一、煤層的埋藏特征
1.煤層的形態(tài)與結(jié)構(gòu)
煤是由古代植物遺體演變而成的。和其他沉積巖一樣,煤在地下通常是層狀埋藏的,但由于沉積條件和地殼運(yùn)動(dòng)的影響,也有似層狀和非似層狀煤層。
根據(jù)夾矸穩(wěn)定性不同煤層的結(jié)構(gòu)可劃分為
簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層
復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層
2.煤層的厚度
煤層厚度是指煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。
薄煤層 :地下開采時(shí)厚度1.3m以下的煤層;露天開采時(shí)厚度3.5m以下的煤層。
中厚煤層: 地下開采時(shí)厚度1.3~3.5m的煤層;露天開采時(shí)厚度3.5~10m的煤層。
厚煤層: 地下開采時(shí)厚度3.5m以上的煤層;露天開采時(shí)厚度10m以上的煤層。
可采厚度:在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下,可以開采的煤層厚度。
3.煤層的頂、底板巖石
頂板:覆蓋在煤層上面的巖層
偽頂:直接覆蓋在每層之上極易垮塌的薄層巖
層,常隨采隨落。
直接頂:能隨回柱放頂垮落的巖層。
基本頂:位于直接頂之上,抗彎剛度較大,較難
垮落的巖層
底板:墊在煤層下面的巖層
直接底:煤層之下與煤層直接接觸的巖層。
基本底:位于直接底之下的巖層。
二、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響
沉積巖層一般都是水平連續(xù)的,但由于地殼運(yùn)動(dòng)的影響使它位置和形態(tài)發(fā)生變化。這種變化稱為地質(zhì)構(gòu)造。一般包括:單斜、褶皺、斷裂等構(gòu)造。
1.褶曲對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響
增大開采難度
給頂板管理帶來(lái)困難
容易引起瓦斯事故
易發(fā)生水災(zāi)事故
2.斷層對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響
斷層破壞嚴(yán)重的地段,影響采區(qū)的劃分及工作面和巷道的布置
斷層破壞嚴(yán)重的地段,使工作面布置不規(guī)則巷道掘進(jìn)率增高,還會(huì)造成無(wú)效進(jìn)尺
會(huì)給支護(hù)工作和頂板管理帶來(lái)困難,還有可能發(fā)生冒頂
會(huì)引起斷層透水事故
在高瓦斯含量煤層中,斷層破碎帶可能聚集瓦斯,當(dāng)工作面通過(guò)時(shí),易發(fā)生瓦斯事故。
三、熔巖塌陷對(duì)安全生產(chǎn)的影響
熔巖塌陷:石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石在地下水的溶蝕作用下產(chǎn)生塌陷的現(xiàn)象。
按成因及特征可分為:陷落柱和淤泥帶。
1.陷落柱及其特征
熔巖塌陷體的刨面形態(tài)似一錐形柱體所以取名。
特征:整體形態(tài)是一個(gè)上小下大的圓錐體,陷落柱內(nèi)的巖石碎塊棱角顯著、形狀不規(guī)則、排列紊亂。
2.淤泥帶及其特征
巖石的塌陷和水流攜帶地表泥土一齊填入大型裂縫形成淤泥帶。
淤泥帶的主要特征:大型的淤泥帶地表多呈低洼的沖溝,垂直方向表現(xiàn)為上寬下窄的裂隙帶,其內(nèi)有大量的黃泥和碎塊巖石。
3.判斷的標(biāo)志
巖性標(biāo)志。斷層的地層系統(tǒng)未被打亂,陷落柱地層局部破壞,雜亂無(wú)章巖性復(fù)雜。
接觸帶特征。陷落柱的柱壁傾角很陡往往成90°接觸面不平整,無(wú)擦痕。斷層直立情況少常見擦痕。
煤層及頂?shù)装宓淖兓Ｏ萋渲數(shù)装鍘r層除裂隙發(fā)育外產(chǎn)狀無(wú)變化。斷層附近煤巖層產(chǎn)狀變化大。
陷落柱一般上下影響范圍較大。通過(guò)上下煤層對(duì)照能預(yù)測(cè)其出現(xiàn)的位置和范圍。
4.陷落柱對(duì)煤礦生產(chǎn)安全的影響
陷落柱發(fā)育的礦區(qū)煤系地層破壞嚴(yán)重煤儲(chǔ)量減少。
破壞煤層連續(xù)性,給巷道布置、采煤方法的選擇造成很多困難。
采煤工作面遇到陷落柱,復(fù)雜了生產(chǎn)組織,不利安全生產(chǎn)。
陷落柱穿透含水層時(shí),可將地下水導(dǎo)入井巷,對(duì)安全生產(chǎn)威脅極大。
四、礦圖基礎(chǔ)知識(shí)
(一)地形圖
地形圖:反映地球表面高低起伏的圖紙。一般用地形等高線來(lái)反映地貌。
1.地形等高線基本特征
同一等高線各點(diǎn)高程相等
等高線是一條閉合的曲線
一條等高線不能分叉
等高線越密表示坡度越陡,越稀則越緩,平行則表示坡度相等
2.典型地貌的等高線
山地 盆地 山脊 山谷
(二)煤層底板等高線圖
煤層底板等高線:煤層底板與有一定高程的水平面相交所得到的交線。
煤層底板等高線圖:把上者用標(biāo)高投影的方法投影到水平面上所得到的圖形。
1.根據(jù)煤層底板等高線圖確定煤層的產(chǎn)狀
2.地質(zhì)構(gòu)造在煤層底板等高線圖上表現(xiàn)
褶皺 斷層 穹窿 盆地
(三)礦圖的內(nèi)容及要求
井上、下對(duì)照?qǐng)D(1:2000、1:5000)
采掘工程平面圖(1:1000、1:2000、1:5000)
通風(fēng)系統(tǒng)圖(1:1000、1:2000、1:5000)
井下避災(zāi)路下圖
供電系統(tǒng)圖和井下電器設(shè)備布置圖
主要巷道平面布置圖(1:1000、1:2000)
第二節(jié) 煤礦開采的基本安全條件與礦井開拓
一、煤礦開采的基本條件
煤礦生產(chǎn)是一種特殊條件下的作業(yè)生產(chǎn),由于工作場(chǎng)所的特殊性、客觀因素的不定性,再加上諸多主觀因素的影響,致使生產(chǎn)事故不斷的發(fā)生。為了保障安全生產(chǎn)應(yīng)具備以下基本安全生產(chǎn)條件:
礦井應(yīng)有及時(shí)填繪的反映實(shí)際情況的各種圖紙及規(guī)程。
礦井必須有兩個(gè)獨(dú)立的能夠行人并直達(dá)地面安全出口,出口之間距離不得小于30m。
礦井在用巷道凈斷面能滿足安全生產(chǎn)的需要。
采煤工作至少保持2個(gè)暢通的安全出口。
礦井每年必須經(jīng)過(guò)瓦斯等級(jí)鑒定。
礦井應(yīng)當(dāng)具備完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。
高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井應(yīng)有瓦斯抽放措施,并裝備安全監(jiān)控系統(tǒng)。
礦井必須實(shí)行瓦斯檢查制度和礦長(zhǎng)、技術(shù)負(fù)責(zé)人瓦斯日?qǐng)?bào)審查簽字制度。
礦井有完善的防塵供水系統(tǒng)、防排水系統(tǒng)和火災(zāi)防治措施及設(shè)施。
礦井應(yīng)當(dāng)保證雙回路電源線供路。
礦井提升使用礦用提升絞車,并裝設(shè)齊全的保險(xiǎn)裝置和深度指示器。
礦井應(yīng)有完善可靠的通信系統(tǒng),保持礦內(nèi)外、井上下和重要場(chǎng)所、主要作業(yè)地點(diǎn)通信暢通。
煤礦井下爆破,須按礦井瓦斯等級(jí)選用相應(yīng)的煤礦許用炸藥和雷管。
礦井實(shí)行入井檢身制度,入井人員必須隨身攜帶自救器。
煤礦應(yīng)當(dāng)建立應(yīng)急救援組織。
煤礦應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)粉塵的檢測(cè)和防治工作,制定職業(yè)危害防治措施,并為從業(yè)人員提供符合標(biāo)準(zhǔn)的勞動(dòng)防護(hù)用品。
二、礦井開拓方式
礦井開拓方式:開拓巷道在井田內(nèi)的布置形式。
通常以井筒形式劃分開拓方式為:
1.斜井開拓(片盤斜井、集中斜井)
2.立井開拓
單水平
立井多水平上山開拓
多水平 立井多水平下山開拓
立井多水平混合開拓
3.平硐開拓(走向、垂直、階梯)
4.綜合開拓
三、巷道掘進(jìn)安全管理
(一)掘進(jìn)作業(yè)安全管理
掘進(jìn):在巖(煤)體中,采用一定的手段把巖石(煤)破碎下來(lái),形成地下空間,接著對(duì)這個(gè)空間進(jìn)行支護(hù)的工作。
1.破巖技術(shù)(鉆眼爆破破巖法、掘進(jìn)機(jī)破巖法)
2.掘進(jìn)施工(主要以鉆爆發(fā)為主)
平巷施工
斜巷施工
交叉點(diǎn)施工
(二)巷道頂板管理
掘進(jìn)工作面頂板管理的主要內(nèi)容
根據(jù)圍巖體的范圍及應(yīng)力分布等諸多因素,選擇支護(hù)材料形式達(dá)到維護(hù)巷道目的。
根據(jù)圍巖穩(wěn)定性選擇合理的施工方法減少對(duì)頂板管理的影響。
按作業(yè)規(guī)程規(guī)定控制空頂距離和臨時(shí)支護(hù)長(zhǎng)度。
做好基礎(chǔ)資料的積累和隱蔽工程的記錄工作。
巷道掘進(jìn)期間的頂板管理
敲幫問頂。
控制工作面的空頂距離。
單孔長(zhǎng)距離掘進(jìn),要經(jīng)常檢查工作面后方支架。
熟悉冒頂原因加強(qiáng)日常檢查采取措施預(yù)防冒頂。
影響掘進(jìn)巷道頂板管理的主要工序
合理布置炮眼并正確打眼。
合理選擇爆破參數(shù)及爆破順序。
按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求進(jìn)行支護(hù)。
頂板管理的針對(duì)措施
新掘巷道應(yīng)制定的開口安全措施
沿空掘巷頂板破碎時(shí)的頂板管理措施
有淋水的工作面頂板管理措施
過(guò)斷層、裂隙地質(zhì)構(gòu)造帶的頂板管理措施
《煤礦安全規(guī)程》對(duì)掘進(jìn)支護(hù)的相關(guān)規(guī)定
第三節(jié) 煤礦開采安全管理
一、開采順序
1.一般開采順序(采區(qū)前進(jìn)式,區(qū)內(nèi)后退式)
2.煤層群開采順序(下行式、上行式)
3.開采順序的安全管理
采用下行式開采時(shí),近距離煤層可上下同采,但上下工作面要有一定的錯(cuò)距。
開采急斜煤層時(shí),如果層間距小要考慮上下層之間影響。
當(dāng)上部煤層受壓大的情況下考慮采用上下式。
二、采煤的安全管理
1.常見采煤方法
我國(guó)主要是以壁式體系為主的國(guó)家,主要有單一走向長(zhǎng)壁采煤法、單一傾斜長(zhǎng)壁采煤法、放頂煤長(zhǎng)壁采煤法和傾斜分層長(zhǎng)壁上行充填采煤法;采煤工藝有炮采、普采和綜采三種。
2.采煤工藝的安全管理
炮采:注意各主要工序相互間安排時(shí)間與順序的合理性。
普采:注意各工序相互干擾或造成工作面頂板應(yīng)力疊加。
綜采:應(yīng)做到跟機(jī)及時(shí)移架、超前支護(hù)、端頭支護(hù)。
3.《煤礦安全規(guī)程》對(duì)回采和頂板控制的相互規(guī)定
4.急傾斜煤層開采
倒臺(tái)階采煤法
水平分層和斜切分層采煤法
偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法
第四節(jié) 礦井沖擊地壓與頂板
事故防治
一、礦井沖擊地壓防治
按原巖應(yīng)力分(重力、構(gòu)造、重力構(gòu)造中間型)
按發(fā)生地點(diǎn)分(煤體、圍巖)
按沖擊顯現(xiàn)強(qiáng)度分(彈射、礦震、弱沖擊、強(qiáng)沖擊)
按震級(jí)強(qiáng)度和拋出的煤量分
輕微沖擊(拋出煤10t以下、震級(jí)里氏1級(jí)以下)
中等沖擊(拋出煤10t~15t、震級(jí)里氏1~2級(jí))
強(qiáng)烈沖擊(拋出煤50t、震級(jí)里氏2級(jí)以上)
1.沖擊地壓的特征
突然爆發(fā)
巨大聲響
沖擊波強(qiáng)
彈性震動(dòng)
煤體移動(dòng)
頂板下沉或底鼓
煤幫拋射性塌落
2.防治沖擊地壓的相關(guān)規(guī)定
開采沖擊地壓煤層的煤礦必須有專人負(fù)責(zé)沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治工作
開采嚴(yán)重沖擊地壓煤層時(shí),在采空區(qū)不得留煤柱。
開采煤層群時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇無(wú)沖擊地壓或弱沖擊地壓煤層作為保護(hù)層開采。
3.沖擊地壓的防治措施
(1)采用正確的開采方法(開采保護(hù)層、避免形成孤立煤柱、選擇合理的開采方法、合理的巷道布置方式、合理的開采程序)
(2)局部卸壓措施(煤層注水、鉆孔卸壓法、震動(dòng)爆破法、強(qiáng)制放頂)
二、礦井頂板事故類型及其危害
1.礦井頂板事故分類
頂板事故:在地下采掘過(guò)程中,頂板意外冒頂、片幫、煤炮、沖擊地壓、頂板掉矸而造成的人員傷亡、設(shè)備損壞、生產(chǎn)終止等。
按冒頂范圍分:局部冒頂(1~2人)、大型冒頂(3人以上)
按力學(xué)原因分:壓垮型、推垮型、漏跨型
2.礦井頂板事故危害
都會(huì)推倒支架、埋壓設(shè)備,造成停電、停風(fēng),給安全管理帶來(lái)困難。
有時(shí)會(huì)引起透水事故。
有時(shí)會(huì)造成瓦斯事故
掘進(jìn)面發(fā)生事故人員被堵或被埋將造成人員傷亡。
三、冒頂事故的預(yù)兆
1.局部冒頂?shù)念A(yù)兆
響聲、掉渣、片幫、裂縫、離層、漏頂、瓦斯涌出量增大、頂板淋水增加。
2.大面積冒頂?shù)念A(yù)兆
頂板的預(yù)兆(連續(xù)發(fā)出斷裂聲或悶雷聲、掉渣)
煤幫的預(yù)兆(壓力增大、煤質(zhì)變軟、鉆眼省力)
支架的預(yù)兆(木支架壓彎折斷、金屬支柱破頂鉆低、頂梁楔子彈出擠出)
瓦斯和水的預(yù)兆(瓦斯、水量增加)
四、冒頂事故常發(fā)的地點(diǎn)及原因
(一)采煤工作面局部冒頂事故常發(fā)的地點(diǎn)及原因
原因:一是直接頂被破壞失去有效支護(hù)
二是基本頂下沉壓迫直接頂破壞工作面支架
地點(diǎn):一是靠煤壁附近
二是放頂線附近
三是采場(chǎng)兩端附近
四是地質(zhì)破壞帶附近
(二)采煤工作面大面積冒頂事故常發(fā)地點(diǎn)及原因
1、大面積冒頂事故常發(fā)的地點(diǎn)
開切眼、地質(zhì)破壞帶、老巷、大傾角、頂板含水
2.基本頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂發(fā)生的條件及原因
(1)發(fā)生壓垮型冒頂事故的一般條件:
直接頂比較薄,冒落后不能充填滿采空區(qū)。
直接頂上面基本頂厚度小初次來(lái)壓步距更大。
采煤工作面支柱初撐力低基本頂斷裂在煤壁內(nèi)。
(2)基本頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂事故的成因:
垮落帶基本頂巖塊壓壞采煤工作面支架致冒頂。
垮落帶基本頂巖塊沖擊壓壞采煤工作面支架冒頂。
3.厚層難冒頂板大面積冒頂發(fā)生的條件與原因
一是:頂板大面積懸漏彎曲應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度。
二是:采空區(qū)近邊煤柱上巖層剪應(yīng)力超過(guò)極限強(qiáng)度。
4.大面積漏垮型冒頂發(fā)生原因
由于煤層傾角大,直接頂異常破碎,支護(hù)點(diǎn)失效發(fā)生局部冒頂,破碎頂板從該點(diǎn)開始沿工作面往上全部漏空。
5.復(fù)合頂板推垮型冒頂特征與機(jī)理
推垮型冒頂是指因水平推力作用使工作面支架大量?jī)A斜而造成的冒頂事故。
(1)復(fù)合頂板的特征:
煤層頂板由于下軟上硬不同巖性的巖層組成。
軟、硬巖層間有煤線或薄層軟弱巖層。
下部軟巖層的厚度大于0.5m,小于3.0。
(2)復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理:
支柱的初撐力小,軟硬巖層下沉不同步,軟快而硬慢,從而倒是軟巖層與其上部硬巖層離層。
下位軟巖斷裂出六面體的原因:一是地質(zhì)構(gòu)造,即下位軟巖層中存在原生的斷層裂隙或尖滅構(gòu)造。二是巷道布置原因。三是由于支柱初撐力低。
6.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂發(fā)生的原因
原因:1.上下分層開切眼垂直布置,其上金屬網(wǎng)上的碎矸石與上部斷裂的硬巖大塊之間存在空隙。2.下分層開切眼內(nèi)錯(cuò)布置金屬網(wǎng)上的碎矸石與上部斷裂的硬巖大塊難以膠結(jié)。
全過(guò)程分形成網(wǎng)兜階段、推垮工作面階段。
(三)巷道頂板事故常發(fā)的地點(diǎn)及原因
常發(fā)生在掘進(jìn)工作面及巷道交叉點(diǎn)。
1.掘進(jìn)工作面冒頂事故的原因
第一類是掘進(jìn)破巖后,頂部存在將于巖體失去聯(lián)系的巖塊。
第二類是掘進(jìn)工作面附近已支護(hù)部分的頂板存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊。
2.巷道交叉處冒頂?shù)脑?/p>
開岔處巷道頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊。
3.壓垮型冒頂?shù)脑?/p>
巷道頂板或圍巖施加給支架的壓力過(guò)大。
4.漏垮型冒頂?shù)脑?/p>
因有無(wú)支護(hù)或支護(hù)失效巷道頂部有游離巖塊。
5.推垮型冒頂?shù)脑?/p>
巷道頂幫破碎后,在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在平行巷道軸線的分力。
五、冒頂?shù)奶綔y(cè)方法
觀察預(yù)兆法。
木楔探測(cè)法。
敲幫問頂法。
儀器探測(cè)法。
六、冒頂?shù)念A(yù)防措施
(一)采煤工作面局部冒頂?shù)念A(yù)防
(二)采煤工作面大面積冒頂?shù)念A(yù)防措施
1.采煤工作面大面積冒頂?shù)囊话泐A(yù)防措施
提高單體支柱的初撐力和剛度;提高支架穩(wěn)定性;嚴(yán)格控制采高;強(qiáng)制放頂;加強(qiáng)地質(zhì)測(cè)量和礦壓預(yù)測(cè)。
2.預(yù)防基本頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂事故的措施
使支架保證直接頂與基本頂之間不離層;支架可縮量滿足基本頂下沉要求;普采工作面遇到平行于工作面的斷層時(shí)要在斷層范圍內(nèi)加強(qiáng)支護(hù),不得常規(guī)回柱;支架支撐力能平衡垮落帶直接頂及基本頂?shù)闹亓?普采擴(kuò)大控頂距,木換金待斷層進(jìn)采空區(qū)再回柱。
3.預(yù)防厚層難冒頂板大面積冒頂事故的措施
人工強(qiáng)制放頂
4.復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)念A(yù)防措施
應(yīng)用偽府斜工作面;掘進(jìn)上下順槽時(shí)不破壞復(fù)合頂板;工作面初采時(shí)不要反推;控制采高使冒落巖層超過(guò)采高;布置樹脂錨桿。
5.金屬網(wǎng)上推垮型冒頂?shù)念A(yù)防措施
提高支柱初撐力及增加支架穩(wěn)定性。另外還有回采c下分層時(shí)用內(nèi)錯(cuò)式布置切眼;使用整體支架;采用偽府斜工作;初次放頂時(shí)要把金屬網(wǎng)下方到底板。
(三)巷道頂板事故的預(yù)防措施
1.預(yù)防掘進(jìn)工作面冒頂事故的措施
嚴(yán)謹(jǐn)空頂作業(yè),嚴(yán)格控制空頂距;嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度;冒頂區(qū)及破碎帶必須背嚴(yán)接實(shí);炮眼布置及裝藥量必須與巖石性質(zhì)、支架與掘進(jìn)工作面距離相適應(yīng);采用前探掩護(hù)式支架;根據(jù)頂板條件采區(qū)相應(yīng)的支護(hù)形式。
2.預(yù)防巷道開岔處冒頂?shù)拇胧?/p>
開岔后避開原來(lái)巷道冒頂范圍;交岔點(diǎn)抬棚的架設(shè)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度并連接成一個(gè)整體;采用錨噴支護(hù)時(shí)要使用加長(zhǎng)或全錨式錨桿,并使用小孔徑錨索補(bǔ)強(qiáng)。
3.支架支護(hù)巷道冒頂事故的一般防治措施
巷道布置在穩(wěn)定巖體中;支架有足夠的支護(hù)強(qiáng)度;盡可能做到支架與圍巖共同承載;重新支護(hù)時(shí)要先護(hù)頂再施工;替換支架時(shí)先支新再拆老支架;錨噴支護(hù)要定期檢查及時(shí)處理;提高巷道支架穩(wěn)定性。
4.壓垮型冒頂?shù)姆乐未胧?/p>
5預(yù)防垮落型冒頂?shù)拇胧?/p>
與一般事故措施基本相同。
(四)煤壁片幫的防治
1.爆破落煤時(shí)要注意炮眼布置炮眼角度裝藥量。
2.工作面煤壁要直、齊打貼幫柱。
3.采高大于兩米煤質(zhì)松軟時(shí)要在貼幫柱與煤壁間加橫撐。
4.片幫嚴(yán)重地點(diǎn)要在貼幫柱上加托梁或超前掛金屬鉸接頂梁。
5.落煤后要及時(shí)挑梁刷幫,使煤壁不留傘檐、活矸。
6.總采工作面頂板破碎或支架梁端距較大時(shí),可采取及時(shí)支護(hù)。
第五節(jié) 礦井水害防治
礦井水害:影響礦井正常生產(chǎn)活動(dòng)、對(duì)礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅、增加生產(chǎn)成本以及使礦井局部或全部被淹沒的礦井水。
水源不同:地表、地窖、空隙、裂隙及巖溶水水害。
發(fā)生礦井水害所具備的條件:
有水源、有透水通道、失控。
一、影響礦井涌水量的因素
1.充水巖層的出露條件和補(bǔ)給條件。2.礦井邊界條件。3.地質(zhì)構(gòu)造條件。
二、礦井突水預(yù)兆
掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來(lái)壓、底鼓、水色發(fā)渾、有臭味、有害氣體增加、裂隙出現(xiàn)滲水。
三、礦井水害發(fā)生的原因
1.工程技術(shù)方面
地面防洪、防水措施不當(dāng)。水文地質(zhì)情況不清。
井巷位置不合理。工程質(zhì)量低劣。亂采濫挖。測(cè)量誤差。排水能力不足。排水設(shè)施平時(shí)缺少維護(hù)。
2.管理方面的原因
容易使人麻痹、人力物力不足、不嚴(yán)格執(zhí)行“有疑必探、先探后掘”、對(duì)防水工程質(zhì)量驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)、對(duì)以水為載體的有害氣體的災(zāi)害和危害認(rèn)識(shí)不足。
四、礦井水害的危害
惡化生產(chǎn)環(huán)境
增加排水費(fèi)用
縮短生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命
損失煤炭資源
引起瓦斯積聚、爆炸或硫化氫中毒
一旦失控,造成淹井及人員傷亡
五、礦井井下水害防治
1.井下防治水的措施和要求《煤礦安全規(guī)程》
2.老窯水害防治
克服麻痹僥幸心里,避免疏忽大意。
認(rèn)真分析老窯積水的調(diào)查資料。
制定合理有效的防治對(duì)策。
嚴(yán)密組織探水掘進(jìn)。
特別注意近探近放和貫通積水巷道或積水區(qū)。
重視自采自掘采空廢巷積水的探訪。
鉆、物探結(jié)合問題。
3.巖溶突水災(zāi)害的防治
查明礦井水文地質(zhì)條件。
承壓水采煤必須探水和留設(shè)防水煤柱。
加大排水能力,確保防水設(shè)施的正常使用。
了解防治底板突水的先進(jìn)理論和探查、防治技術(shù)。
4.井下排水
(1)井下主要排水設(shè)備的配備
必須要有工作、備用和檢修的水泵。
必須有工作和備用的水管。
應(yīng)有同工作、備用以及檢修水泵相適應(yīng),并能夠同時(shí)開動(dòng)工作和備用水泵的配電設(shè)備。
(2)對(duì)主要泵房出口的規(guī)定
至少需要兩個(gè)出口。一個(gè)用斜井連接到井筒,并高出泵房底板7m以上,一個(gè)連接到井底車場(chǎng)。
(3)對(duì)水倉(cāng)有效容量的規(guī)定
必須有主副兩個(gè)水倉(cāng)。正常用水量小于1000立方米每小時(shí)以下,能容納8小時(shí)涌水。大于1000立方米每小時(shí),能容納4小時(shí)涌水。
(4)加強(qiáng)排水系統(tǒng)的檢查和維護(hù)
六、礦井水災(zāi)的防治技術(shù)
1.地面防水
2.井下防水(防水閘門、防水墻、防水煤巖柱)
3.礦井探放水技術(shù)
4.礦井疏放降壓技術(shù)
5.礦井注漿堵水技術(shù)
6.采煤工作面透水事故的處理方法
迅速判斷突水的地點(diǎn)、性質(zhì)、水量、范圍、水源。
迅速判斷災(zāi)區(qū)的基本情況,以便迅速組織搶救。
第六節(jié)、礦井熱害防治
熱害:礦內(nèi)高溫、高濕環(huán)境嚴(yán)重影響井下人員的身體健康和生產(chǎn)效率的一類新災(zāi)害。
一、礦井熱源
地表大氣、流體自壓縮(或膨脹)、圍巖散熱、運(yùn)輸中煤炭及矸石的散熱、機(jī)電設(shè)備散熱、自然氧化物散熱、熱水、人員放熱。
二、礦井熱害防治技術(shù)措施
(一)通風(fēng)降溫
1.合理的通風(fēng)系統(tǒng)
2.改善通風(fēng)條件
3.調(diào)熱巷道通風(fēng)
4.其他通風(fēng)降溫措施
(二)礦內(nèi)冰冷降溫
冰冷降溫系統(tǒng)和空調(diào)制冷降溫系統(tǒng)
(三)礦內(nèi)空調(diào)的應(yīng)用
1.地面集中式空調(diào)系統(tǒng)
優(yōu)點(diǎn):廠房施工、設(shè)備安裝維護(hù)管理方便;可用一般制冷設(shè)備,安全可靠;冷凝熱排放方便;冷量便于調(diào)節(jié);無(wú)需在井下開槽大斷面硐室;冬季可利用天然冷源。
缺點(diǎn):高壓載冷劑處理困難;供冷管道長(zhǎng),冷損大;需在井筒中安裝大直徑管道;空調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜。
2.井下集中式空調(diào)系統(tǒng)
設(shè)置井下并用井下回風(fēng)流排熱
優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)簡(jiǎn)單,冷量調(diào)節(jié)方便,供冷管道短,無(wú)高壓冷水系統(tǒng)。
缺點(diǎn):井下風(fēng)量有限,當(dāng)需冷量大時(shí)無(wú)法全部帶走冷凝熱。
設(shè)置井下冷凝熱在地面排放
優(yōu)點(diǎn):供冷管道短、冷損少;無(wú)高壓冷水系統(tǒng);可利用礦井水或回風(fēng)流排熱;供冷系統(tǒng)簡(jiǎn)單,冷量調(diào)節(jié)方便。
缺點(diǎn):井下要開槽大斷面的硐室;對(duì)制冷設(shè)備要求嚴(yán)格;設(shè)備安裝、管理和維護(hù)不方便。
3.井上、下聯(lián)合式空調(diào)系統(tǒng)
地面和井下同時(shí)設(shè)置制冷站,冷凝熱地面集中排放。相當(dāng)于兩級(jí)制冷。
優(yōu)點(diǎn):可提高一次載冷劑回水溫度,減少冷損;可利用一次載冷劑將井下制冷機(jī)的冷凝熱帶到地面排放。
缺點(diǎn):系統(tǒng)復(fù)雜;設(shè)備分散,不便管理。
第2篇 煤礦開采主要災(zāi)害及安全管理
一、瓦斯（甲烷）
甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體，甲烷比空氣輕，相對(duì)于氣空的比重為0.554。瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)主要災(zāi)害之一。煤礦一旦發(fā)生瓦斯爆炸，危害十分嚴(yán)重，其爆炸時(shí)產(chǎn)生的高溫、高壓和有害氣體可造成大量的人員傷亡和人亡礦毀，因此，防止瓦斯爆炸是安全管理的重點(diǎn)，其主要措施是加強(qiáng)礦井通風(fēng)，防止瓦斯局部積聚，防止煤（巖）與瓦斯突出，防止火源引燃瓦斯。
1.礦井瓦斯的危害：
（1）瓦斯窒息
甲烷本身雖然無(wú)毒，但空氣中的甲烷濃度較高時(shí)，就會(huì)相對(duì)降低空氣中的氧氣濃度。氧氣濃度相對(duì)減少，使人窒息死亡。當(dāng)空氣中甲烷濃度升高，氧氣量降到17%，使感到呼吸困難，氧含量降到12%以下時(shí)，使人窒息死亡。
因此，凡井下盲巷或通風(fēng)不良的地區(qū)，都必須及時(shí)封閉或設(shè)置柵欄，并懸掛“禁止入內(nèi)”的警標(biāo)，嚴(yán)防人員入內(nèi)。
（2）瓦斯燃燒和爆炸
當(dāng)瓦斯與空氣混合達(dá)到一定濃度時(shí)，遇到高溫火源就能燃燒或發(fā)生爆炸，一旦形成災(zāi)害事故，就會(huì)造成大量作業(yè)人員的傷亡，嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn)，瓦斯爆炸事故是煤礦事故中最嚴(yán)重的事故。
2.瓦斯爆炸的概念：
瓦斯是一種能夠燃燒和爆炸的氣體，瓦斯爆炸就是空氣中的氧氣與瓦斯發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的結(jié)果。瓦斯在高溫火源作用下，與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化碳和水，并放出大量的熱，這些熱量能夠使反應(yīng)過(guò)程中生成的二氧化碳和水蒸氣迅速膨脹，形成高溫、高壓，并以極高的速度向外沖擊而產(chǎn)生的動(dòng)力現(xiàn)象，這就是瓦斯爆炸。
3.瓦斯爆炸的危害：
瓦斯爆炸的主要危害是產(chǎn)生高溫焰面，沖擊波和有害氣體。
焰面是巷道中運(yùn)動(dòng)著的化學(xué)反應(yīng)區(qū)和高溫氣體，其速度快、溫度高。從正常的燃燒速度（1~2.5 m/s）到爆轟式傳播速度（2500m/s），焰面溫度可高達(dá)2150℃~2650℃。焰面經(jīng)過(guò)之處，人被燒死或大面積燒傷，可燃物被點(diǎn)燃而發(fā)生火災(zāi)，擴(kuò)大災(zāi)情。
沖擊波鋒面壓力由幾個(gè)大氣壓到20個(gè)大氣壓，前向沖擊波疊加和反射時(shí)可達(dá)100個(gè)大氣壓。其傳播速度總是大于聲速，所到之處造成人員傷亡、設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施損壞、巷道垮塌。
瓦斯爆炸后生成大量有害氣體。據(jù)分析，瓦斯爆炸后的氣體成分為：o2為6%-10%、n2為82%-88%、co2為4%-8%、co為2%-4%。如果有煤塵參與爆炸，co的生成量更大，往往成為人員大量傷亡的主要原因，因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，入井人員必須配戴自救器。
4.瓦斯爆炸的條件及其影響程度：
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。
（一）、瓦斯?jié)舛?/p>
瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸的界限為5%-16%，5%為爆炸下限，16%為爆炸上限。
當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí)，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層；當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí)，其爆炸威力最大（氧和瓦斯完全反應(yīng)）；瓦斯?jié)舛仍?6%以上時(shí)，失去爆炸性，但在空氣中火仍會(huì)燃燒。
必須強(qiáng)調(diào)指出，瓦斯爆炸界限不是固定不變的，它受許多因素的影響：
（1）可燃?xì)怏w的混入，使瓦斯爆炸界限擴(kuò)大。
（2）惰性氣體的混入，降低了氧濃度，使瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性和爆炸界限降低。
（3）煤塵摻入可降低瓦斯爆炸下限。
（4）瓦斯與空氣混合氣體的初始溫度越高，爆炸界限范圍就越大。
（5）瓦斯與空氣混合氣體的初始?jí)毫υ酱螅咚贡ń缦薹秶酱蟆?/p>
（二）、引火溫度：
瓦斯的引火溫度，即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為是650℃~750℃，但受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當(dāng)瓦斯含量在7%~8%時(shí)，最易引燃；當(dāng)混合氣體的壓力增高時(shí)，引火溫度降低；在引火溫度相同時(shí)，火源面積越大、點(diǎn)火時(shí)間越長(zhǎng)，越易引燃瓦斯。
瓦斯與高溫?zé)嵩唇佑|時(shí)，并不立即燃燒、爆炸，而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的時(shí)間間隔，我們稱此現(xiàn)象為火延遲性，間隔的這段時(shí)間稱感應(yīng)期。感應(yīng)期的長(zhǎng)短與甲烷濃度、火源溫度、火源性質(zhì)、混合氣體壓力有關(guān)?；鹪礈囟壬撸袘?yīng)期迅速下降；瓦斯?jié)舛仍黾?，感?yīng)期略有增加。
瓦斯爆炸的感應(yīng)期對(duì)煤礦安全生產(chǎn)意義很大。例如，使用安全炸藥爆破時(shí)，其初溫達(dá)2000℃左右，但高溫存在的時(shí)間只有千分之幾秒，小于瓦斯爆炸的感應(yīng)期，所以不會(huì)引起瓦斯爆炸。如果炸藥質(zhì)量不合格，炮泥充填不緊或放炮不正規(guī)（如放明炮、糊炮等），就會(huì)延長(zhǎng)高溫存在時(shí)間，造成瓦斯爆炸事故。為了安全井下電氣設(shè)備，必須采用安全隔爆器。
（三）、氧的濃度：當(dāng)氧在混合氣體中的濃度低于12%時(shí)，混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。正確認(rèn)識(shí)氧的含量對(duì)瓦斯爆炸的作用，對(duì)密封或啟封火災(zāi)區(qū)及時(shí)封閉火區(qū)時(shí)，判斷火區(qū)內(nèi)有無(wú)瓦斯爆炸性等均有指導(dǎo)意義。
防止瓦斯爆炸措施主要包括三個(gè)方面：防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃、防止瓦斯事故擴(kuò)大。
二、礦 塵
礦塵是指在生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種礦物微細(xì)顆粒的總稱。礦塵包括煤礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵、巖塵。礦塵不但對(duì)井下污染環(huán)境，還對(duì)工作人員的健康不利，而且在一定條件下，還可以燃燒和爆炸（煤塵具有可燃性，遇有外界火源，很容易引起火災(zāi)，還可能導(dǎo)致爆炸事故），除此以外，還會(huì)加速機(jī)械設(shè)備的磨損，影響井下工作人員的視線，因此應(yīng)采取各種有效的排降措施，如：加強(qiáng)通風(fēng)，灑水降塵，將礦塵濃度控制在規(guī)定的濃度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。（關(guān)于煤塵爆炸資料附后）
三、火 災(zāi)
礦井防滅火工作是安全生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容，首先應(yīng)通過(guò)改進(jìn)開采技術(shù)措施，健立完善的通風(fēng)系統(tǒng)；其次采取防止漏風(fēng)和預(yù)防性灌漿、噴灑阻化劑、均壓滅火、注入惰性氣體等綜合措施防止煤炭自燃的發(fā)生；再次采用不燃性支護(hù)材料，杜絕或控制明火和電火花的產(chǎn)生等有效措施，防止煤礦外因火災(zāi)發(fā)生。（礦井火災(zāi)防治附后）
四、水 害
礦井水害對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響和危害很大，輕則使生產(chǎn)條件惡化，管理困難；重則造成傷亡或淹井事故，因此，在安全生產(chǎn)和管理方面，應(yīng)該在保證排水系統(tǒng)可靠的前提下，加強(qiáng)采掘工作在探、放水的安全管理工作。嚴(yán)格執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的方針，保障礦井安全。（礦井水害防治附后）
五、頂 板
頂板事故會(huì)造成井下人員傷亡、設(shè)備損壞和生產(chǎn)停頓等事故，是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。隨著開采深度的不斷增加，巷道斷面不斷增加，預(yù)防采掘工作面的頂板事故更加重要。為防止頂板事故的發(fā)生，應(yīng)制定和執(zhí)行嚴(yán)格合理的頂板管理安全技術(shù)措施；應(yīng)建立頂板災(zāi)害發(fā)生的預(yù)警、預(yù)報(bào)系統(tǒng)；加強(qiáng)對(duì)頂板的支護(hù)；加強(qiáng)對(duì)采空區(qū)的觀察，合理留設(shè)煤柱的安全防范措施，有效控制頂板事故。
除上述“五大”災(zāi)害以外，隨著礦井開采深度不斷增加，采空區(qū)面積隨著增大，沖擊地壓的危險(xiǎn)也將會(huì)更加突出，沖擊地壓又稱巖爆，常伴有煤巖體拋出，巨響及氣浪等現(xiàn)象。它具有很大的破壞性，也是煤礦的重大災(zāi)害之一，我礦應(yīng)采取有效措施防范采空區(qū)大面積冒頂引發(fā)地表塌陷，使地表水透入井下造成的水害。
第3篇 煤礦開采主要災(zāi)害安全管理
一、瓦斯(甲烷)
甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體,甲烷比空氣輕,相對(duì)于氣空的比重為0.554。瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)主要災(zāi)害之一。煤礦一旦發(fā)生瓦斯爆炸,危害十分嚴(yán)重,其爆炸時(shí)產(chǎn)生的高溫、高壓和有害氣體可造成大量的人員傷亡和人亡礦毀,因此,防止瓦斯爆炸是安全管理的重點(diǎn),其主要措施是加強(qiáng)礦井通風(fēng),防止瓦斯局部積聚,防止煤(巖)與瓦斯突出,防止火源引燃瓦斯。
1.礦井瓦斯的危害:
(1)瓦斯窒息
甲烷本身雖然無(wú)毒,但空氣中的甲烷濃度較高時(shí),就會(huì)相對(duì)降低空氣中的氧氣濃度。氧氣濃度相對(duì)減少,使人窒息死亡。當(dāng)空氣中甲烷濃度升高,氧氣量降到17%,使感到呼吸困難,氧含量降到12%以下時(shí),使人窒息死亡。
因此,凡井下盲巷或通風(fēng)不良的地區(qū),都必須及時(shí)封閉或設(shè)置柵欄,并懸掛“禁止入內(nèi)”的警標(biāo),嚴(yán)防人員入內(nèi)。
(2)瓦斯燃燒和爆炸
當(dāng)瓦斯與空氣混合達(dá)到一定濃度時(shí),遇到高溫火源就能燃燒或發(fā)生爆炸,一旦形成災(zāi)害事故,就會(huì)造成大量作業(yè)人員的傷亡,嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn),瓦斯爆炸事故是煤礦事故中最嚴(yán)重的事故。
2.瓦斯爆炸的概念:
瓦斯是一種能夠燃燒和爆炸的氣體,瓦斯爆炸就是空氣中的氧氣與瓦斯發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的結(jié)果。瓦斯在高溫火源作用下,與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成二氧化碳和水,并放出大量的熱,這些熱量能夠使反應(yīng)過(guò)程中生成的二氧化碳和水蒸氣迅速膨脹,形成高溫、高壓,并以極高的速度向外沖擊而產(chǎn)生的動(dòng)力現(xiàn)象,這就是瓦斯爆炸。
3.瓦斯爆炸的危害:
瓦斯爆炸的主要危害是產(chǎn)生高溫焰面,沖擊波和有害氣體。
焰面是巷道中運(yùn)動(dòng)著的化學(xué)反應(yīng)區(qū)和高溫氣體,其速度快、溫度高。從正常的燃燒速度(1~2.5 m/s)到爆轟式傳播速度(2500m/s),焰面溫度可高達(dá)2150℃~2650℃。焰面經(jīng)過(guò)之處,人被燒死或大面積燒傷,可燃物被點(diǎn)燃而發(fā)生火災(zāi),擴(kuò)大災(zāi)情。
沖擊波鋒面壓力由幾個(gè)大氣壓到20個(gè)大氣壓,前向沖擊波疊加和反射時(shí)可達(dá)100個(gè)大氣壓。其傳播速度總是大于聲速,所到之處造成人員傷亡、設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施損壞、巷道垮塌。
瓦斯爆炸后生成大量有害氣體。據(jù)分析,瓦斯爆炸后的氣體成分為:o2為6%-10%、n2為82%-88%、co2為4%-8%、co為2%-4%。如果有煤塵參與爆炸,co的生成量更大,往往成為人員大量傷亡的主要原因,因此,《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,入井人員必須配戴自救器。
4.瓦斯爆炸的條件及其影響程度:
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。
(一)、瓦斯?jié)舛?/p>
瓦斯爆炸有一定的濃度范圍,我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸的界限為5%-16%,5%為爆炸下限,16%為爆炸上限。
當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí),遇火不爆炸,但能在火焰外圍形成燃燒層;當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí),其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應(yīng));瓦斯?jié)舛仍?6%以上時(shí),失去爆炸性,但在空氣中火仍會(huì)燃燒。
必須強(qiáng)調(diào)指出,瓦斯爆炸界限不是固定不變的,它受許多因素的影響:
(1)可燃?xì)怏w的混入,使瓦斯爆炸界限擴(kuò)大。
(2)惰性氣體的混入,降低了氧濃度,使瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性和爆炸界限降低。
(3)煤塵摻入可降低瓦斯爆炸下限。
(4)瓦斯與空氣混合氣體的初始溫度越高,爆炸界限范圍就越大。
(5)瓦斯與空氣混合氣體的初始?jí)毫υ酱?瓦斯爆炸界限范圍越大。
(二)、引火溫度:
瓦斯的引火溫度,即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為是650℃~750℃,但受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當(dāng)瓦斯含量在7%~8%時(shí),最易引燃;當(dāng)混合氣體的壓力增高時(shí),引火溫度降低;在引火溫度相同時(shí),火源面積越大、點(diǎn)火時(shí)間越長(zhǎng),越易引燃瓦斯。
瓦斯與高溫?zé)嵩唇佑|時(shí),并不立即燃燒、爆炸,而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的時(shí)間間隔,我們稱此現(xiàn)象為火延遲性,間隔的這段時(shí)間稱感應(yīng)期。感應(yīng)期的長(zhǎng)短與甲烷濃度、火源溫度、火源性質(zhì)、混合氣體壓力有關(guān)。火源溫度升高,感應(yīng)期迅速下降;瓦斯?jié)舛仍黾?感應(yīng)期略有增加。
瓦斯爆炸的感應(yīng)期對(duì)煤礦安全生產(chǎn)意義很大。例如,使用安全炸藥爆破時(shí),其初溫達(dá)2000℃左右,但高溫存在的時(shí)間只有千分之幾秒,小于瓦斯爆炸的感應(yīng)期,所以不會(huì)引起瓦斯爆炸。如果炸藥質(zhì)量不合格,炮泥充填不緊或放炮不正規(guī)(如放明炮、糊炮等),就會(huì)延長(zhǎng)高溫存在時(shí)間,造成瓦斯爆炸事故。為了安全井下電氣設(shè)備,必須采用安全隔爆器。
(三)、氧的濃度:當(dāng)氧在混合氣體中的濃度低于12%時(shí),混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。正確認(rèn)識(shí)氧的含量對(duì)瓦斯爆炸的作用,對(duì)密封或啟封火災(zāi)區(qū)及時(shí)封閉火區(qū)時(shí),判斷火區(qū)內(nèi)有無(wú)瓦斯爆炸性等均有指導(dǎo)意義。
防止瓦斯爆炸措施主要包括三個(gè)方面:防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃、防止瓦斯事故擴(kuò)大。
二、礦塵
礦塵是指在生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種礦物微細(xì)顆粒的總稱。礦塵包括煤礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵、巖塵。礦塵不但對(duì)井下污染環(huán)境,還對(duì)工作人員的健康不利,而且在一定條件下,還可以燃燒和爆炸(煤塵具有可燃性,遇有外界火源,很容易引起火災(zāi),還可能導(dǎo)致爆炸事故),除此以外,還會(huì)加速機(jī)械設(shè)備的磨損,影響井下工作人員的視線,因此應(yīng)采取各種有效的排降措施,如:加強(qiáng)通風(fēng),灑水降塵,將礦塵濃度控制在規(guī)定的濃度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。(關(guān)于煤塵爆炸資料附后)
三、火災(zāi)
礦井防滅火工作是安全生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容,首先應(yīng)通過(guò)改進(jìn)開采技術(shù)措施,健立完善的通風(fēng)系統(tǒng);其次采取防止漏風(fēng)和預(yù)防性灌漿、噴灑阻化劑、均壓滅火、注入惰性氣體等綜合措施防止煤炭自燃的發(fā)生;再次采用不燃性支護(hù)材料,杜絕或控制明火和電火花的產(chǎn)生等有效措施,防止煤礦外因火災(zāi)發(fā)生。(礦井火災(zāi)防治附后)
四、水害
礦井水害對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響和危害很大,輕則使生產(chǎn)條件惡化,管理困難;重則造成傷亡或淹井事故,因此,在安全生產(chǎn)和管理方面,應(yīng)該在保證排水系統(tǒng)可靠的前提下,加強(qiáng)采掘工作在探、放水的安全管理工作。嚴(yán)格執(zhí)行“有疑必探,先探后掘”的方針,保障礦井安全。(礦井水害防治附后)
五、頂板
頂板事故會(huì)造成井下人員傷亡、設(shè)備損壞和生產(chǎn)停頓等事故,是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。隨著開采深度的不斷增加,巷道斷面不斷增加,預(yù)防采掘工作面的頂板事故更加重要。為防止頂板事故的發(fā)生,應(yīng)制定和執(zhí)行嚴(yán)格合理的頂板管理安全技術(shù)措施;應(yīng)建立頂板災(zāi)害發(fā)生的預(yù)警、預(yù)報(bào)系統(tǒng);加強(qiáng)對(duì)頂板的支護(hù);加強(qiáng)對(duì)采空區(qū)的觀察,合理留設(shè)煤柱的安全防范措施,有效控制頂板事故。
除上述“五大”災(zāi)害以外,隨著礦井開采深度不斷增加,采空區(qū)面積隨著增大,沖擊地壓的危險(xiǎn)也將會(huì)更加突出,沖擊地壓又稱巖爆,常伴有煤巖體拋出,巨響及氣浪等現(xiàn)象。它具有很大的破壞性,也是煤礦的重大災(zāi)害之一,我礦應(yīng)采取有效措施防范采空區(qū)大面積冒頂引發(fā)地表塌陷,使地表水透入井下造成的水害。
第4篇 煤礦開采安全管理教案
本章培訓(xùn)與考核要點(diǎn)：
掌握地質(zhì)構(gòu)造對(duì)安全生產(chǎn)的影響；
熟悉煤礦開采的基本安全生產(chǎn)條件與礦井開拓方式；
掌握井巷工程施工、支護(hù)及維護(hù)的安全管理要求；
掌握常用采煤方法及其回采工藝的安全管理要求；
掌握礦井沖擊地壓與頂板事故防治的安全管理要求及其致因和預(yù)防措施；
掌握礦井水害防治的安全管理要求及其致因和預(yù)防措施；
掌握礦井熱害防治的安全管理要求及其致因和預(yù)防措施。
第一節(jié) 煤礦地質(zhì)與礦圖
一、煤層的埋藏特征
1.煤層的形態(tài)與結(jié)構(gòu)
煤是由古代植物遺體演變而成的。和其他沉積巖一樣，煤在地下通常是層狀埋藏的，但由于沉積條件和地殼運(yùn)動(dòng)的影響，也有似層狀和非似層狀煤層。
根據(jù)夾矸穩(wěn)定性不同煤層的結(jié)構(gòu)可劃分為
簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層
復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層
2.煤層的厚度
煤層厚度是指煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。
薄煤層 ：地下開采時(shí)厚度1.3m以下的煤層；露天開采時(shí)厚度3.5m以下的煤層。
中厚煤層： 地下開采時(shí)厚度1.3~3.5m的煤層；露天開采時(shí)厚度3.5~10m的煤層。
厚煤層： 地下開采時(shí)厚度3.5m以上的煤層；露天開采時(shí)厚度10m以上的煤層。
可采厚度：在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，可以開采的煤層厚度。
3.煤層的頂、底板巖石
頂板：覆蓋在煤層上面的巖層
偽頂：直接覆蓋在每層之上極易垮塌的薄層巖
層，常隨采隨落。
直接頂：能隨回柱放頂垮落的巖層。
基本頂：位于直接頂之上，抗彎剛度較大，較難
垮落的巖層
底板：墊在煤層下面的巖層
直接底：煤層之下與煤層直接接觸的巖層。
基本底：位于直接底之下的巖層。
二、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響
沉積巖層一般都是水平連續(xù)的，但由于地殼運(yùn)動(dòng)的影響使它位置和形態(tài)發(fā)生變化。這種變化稱為地質(zhì)構(gòu)造。一般包括：?jiǎn)涡?、褶皺、斷裂等?gòu)造。
1.褶曲對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響
增大開采難度
給頂板管理帶來(lái)困難
容易引起瓦斯事故
易發(fā)生水災(zāi)事故
2.斷層對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響
斷層破壞嚴(yán)重的地段，影響采區(qū)的劃分及工作面和巷道的布置
斷層破壞嚴(yán)重的地段，使工作面布置不規(guī)則巷道掘進(jìn)率增高，還會(huì)造成無(wú)效進(jìn)尺
會(huì)給支護(hù)工作和頂板管理帶來(lái)困難，還有可能發(fā)生冒頂
會(huì)引起斷層透水事故
在高瓦斯含量煤層中，斷層破碎帶可能聚集瓦斯，當(dāng)工作面通過(guò)時(shí)，易發(fā)生瓦斯事故。
三、熔巖塌陷對(duì)安全生產(chǎn)的影響
熔巖塌陷：石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石在地下水的溶蝕作用下產(chǎn)生塌陷的現(xiàn)象。
按成因及特征可分為：陷落柱和淤泥帶。
1.陷落柱及其特征
熔巖塌陷體的刨面形態(tài)似一錐形柱體所以取名。
特征：整體形態(tài)是一個(gè)上小下大的圓錐體，陷落柱內(nèi)的巖石碎塊棱角顯著、形狀不規(guī)則、排列紊亂。
2.淤泥帶及其特征
巖石的塌陷和水流攜帶地表泥土一齊填入大型裂縫形成淤泥帶。
淤泥帶的主要特征：大型的淤泥帶地表多呈低洼的沖溝，垂直方向表現(xiàn)為上寬下窄的裂隙帶，其內(nèi)有大量的黃泥和碎塊巖石。
3.判斷的標(biāo)志
巖性標(biāo)志。斷層的地層系統(tǒng)未被打亂，陷落柱地層局部破壞，雜亂無(wú)章巖性復(fù)雜。
接觸帶特征。陷落柱的柱壁傾角很陡往往成90°接觸面不平整，無(wú)擦痕。斷層直立情況少常見擦痕。
煤層及頂?shù)装宓淖兓?。陷落柱頂?shù)装鍘r層除裂隙發(fā)育外產(chǎn)狀無(wú)變化。斷層附近煤巖層產(chǎn)狀變化大。
陷落柱一般上下影響范圍較大。通過(guò)上下煤層對(duì)照能預(yù)測(cè)其出現(xiàn)的位置和范圍。
4.陷落柱對(duì)煤礦生產(chǎn)安全的影響
陷落柱發(fā)育的礦區(qū)煤系地層破壞嚴(yán)重煤儲(chǔ)量減少。
破壞煤層連續(xù)性，給巷道布置、采煤方法的選擇造成很多困難。
采煤工作面遇到陷落柱，復(fù)雜了生產(chǎn)組織，不利安全生產(chǎn)。
陷落柱穿透含水層時(shí)，可將地下水導(dǎo)入井巷，對(duì)安全生產(chǎn)威脅極大。
四、礦圖基礎(chǔ)知識(shí)
（一）地形圖
地形圖：反映地球表面高低起伏的圖紙。一般用地形等高線來(lái)反映地貌。
1.地形等高線基本特征
同一等高線各點(diǎn)高程相等
等高線是一條閉合的曲線
一條等高線不能分叉
等高線越密表示坡度越陡，越稀則越緩，平行則表示坡度相等
2.典型地貌的等高線
山地???????????? 盆地??????????? 山脊????????????? 山谷
（二）煤層底板等高線圖
煤層底板等高線：煤層底板與有一定高程的水平面相交所得到的交線。
煤層底板等高線圖：把上者用標(biāo)高投影的方法投影到水平面上所得到的圖形。
1.根據(jù)煤層底板等高線圖確定煤層的產(chǎn)狀
2.地質(zhì)構(gòu)造在煤層底板等高線圖上表現(xiàn)
褶皺?????????? 斷層??????????? 穹窿?????????????? 盆地
（三）礦圖的內(nèi)容及要求
井上、下對(duì)照?qǐng)D（1:2000、1:5000）
采掘工程平面圖（1:1000、1:2000、1:5000）
通風(fēng)系統(tǒng)圖（1:1000、1:2000、1:5000）
井下避災(zāi)路下圖
供電系統(tǒng)圖和井下電器設(shè)備布置圖
主要巷道平面布置圖（1:1000、1:2000）
第二節(jié) 煤礦開采的基本安全條件與礦井開拓
一、煤礦開采的基本條件
煤礦生產(chǎn)是一種特殊條件下的作業(yè)生產(chǎn)，由于工作場(chǎng)所的特殊性、客觀因素的不定性，再加上諸多主觀因素的影響，致使生產(chǎn)事故不斷的發(fā)生。為了保障安全生產(chǎn)應(yīng)具備以下基本安全生產(chǎn)條件：
礦井應(yīng)有及時(shí)填繪的反映實(shí)際情況的各種圖紙及規(guī)程。
礦井必須有兩個(gè)獨(dú)立的能夠行人并直達(dá)地面安全出口，出口之間距離不得小于30m。
礦井在用巷道凈斷面能滿足安全生產(chǎn)的需要。
采煤工作至少保持2個(gè)暢通的安全出口。
礦井每年必須經(jīng)過(guò)瓦斯等級(jí)鑒定。
礦井應(yīng)當(dāng)具備完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。
高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井應(yīng)有瓦斯抽放措施，并裝備安全監(jiān)控系統(tǒng)。
礦井必須實(shí)行瓦斯檢查制度和礦長(zhǎng)、技術(shù)負(fù)責(zé)人瓦斯日?qǐng)?bào)審查簽字制度。
礦井有完善的防塵供水系統(tǒng)、防排水系統(tǒng)和火災(zāi)防治措施及設(shè)施。
礦井應(yīng)當(dāng)保證雙回路電源線供路。
礦井提升使用礦用提升絞車，并裝設(shè)齊全的保險(xiǎn)裝置和深度指示器。
礦井應(yīng)有完善可靠的通信系統(tǒng)，保持礦內(nèi)外、井上下和重要場(chǎng)所、主要作業(yè)地點(diǎn)通信暢通。
煤礦井下爆破，須按礦井瓦斯等級(jí)選用相應(yīng)的煤礦許用炸藥和雷管。
礦井實(shí)行入井檢身制度，入井人員必須隨身攜帶自救器。
煤礦應(yīng)當(dāng)建立應(yīng)急救援組織。
煤礦應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)粉塵的檢測(cè)和防治工作，制定職業(yè)危害防治措施，并為從業(yè)人員提供符合標(biāo)準(zhǔn)的勞動(dòng)防護(hù)用品。
二、礦井開拓方式
礦井開拓方式：開拓巷道在井田內(nèi)的布置形式。
通常以井筒形式劃分開拓方式為：
1.斜井開拓（片盤斜井、集中斜井）
2.立井開拓
單水平
立井多水平上山開拓
多水平??? 立井多水平下山開拓
立井多水平混合開拓
3.平硐開拓（走向、垂直、階梯）
4.綜合開拓
