云南省礦山安全生產(chǎn)培訓(xùn):煤礦五大自然災(zāi)害防治
一、礦井瓦斯防治
瓦斯爆炸的條件及其影響因素
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。
預(yù)防瓦斯爆炸的措施
(1)防止瓦斯積聚的措施
所謂瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^2%,其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。防止瓦斯積聚的方法有:
1)加強通風(fēng)。防止瓦斯積聚的最主要的措施是加強通風(fēng)。礦井建立一個完善合理的礦井通風(fēng)現(xiàn)象,做到穩(wěn)定、可靠、連續(xù)地向井下所有用風(fēng)地點輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣,以保證及時排除和沖淡礦井瓦斯和粉塵,使井下各處的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》的要求。
2)嚴(yán)格檢查和監(jiān)測井下瓦斯?jié)舛。?yán)格檢查礦井的通風(fēng)狀況及瓦斯?jié)舛鹊淖兓峭咚沟V井重要的日常管理工作,它是防止瓦斯事故的前提。為了防止漏檢,除加強管理,加強教育,提高工作者的責(zé)任心之外,還必須應(yīng)用現(xiàn)代化裝備,采用先進(jìn)的瓦斯自動檢測報警裝置。
3)及時處理積聚瓦斯!睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定,每一礦井必須從采掘生產(chǎn)管理上采取措施,防止瓦斯積聚。當(dāng)發(fā)生瓦斯積聚時,必須及時處理,這是礦井日常瓦斯管理工作的重要內(nèi)容,是預(yù)防瓦斯爆炸的關(guān)鍵工作。
生產(chǎn)中容易積聚瓦斯的地點有:采煤工作面上隅角、獨頭掘進(jìn)工作面的巷道隅角、采煤機附近、頂板冒落的空洞內(nèi)、停風(fēng)的盲巷中、低風(fēng)速巷道的頂板附近、綜采工作面放煤口及采空區(qū)邊界處、發(fā)生瓦斯噴出的地點等。處理局部積聚瓦斯的方法主要:加大風(fēng)速及風(fēng)量、密閉隔離和抽放瓦斯三種。
4)抽放瓦斯。對于采用一般通風(fēng)方法不能解決瓦斯超限的礦井或工作面,可以采用抽放瓦斯的方法,將瓦斯抽至地面加以儲存利用或排除。
(2)防止瓦斯引燃的措施
防止瓦斯引燃的原則:禁止一切非生產(chǎn)需要的火源下井;對生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源嚴(yán)加管理;防止熱源產(chǎn)生或限制其引燃瓦斯的能力。
1)加強明火管理。按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定:嚴(yán)禁煙火進(jìn)入井下;井下嚴(yán)禁使用燈泡取暖或使用電爐;井下禁止打開礦燈外殼;井口房、瓦斯抽放站及通風(fēng)機房周圍20m內(nèi)禁止使用明火;井下焊接時,應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定,嚴(yán)格井下火區(qū)的管理等。任何人發(fā)現(xiàn)井下火災(zāi)時,應(yīng)立即采取一切可能的辦法直接滅火,并迅速報告礦調(diào)度室。
2)消除電器火花。井下使用的電氣設(shè)備及供電網(wǎng)絡(luò),都必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)要求。要保證電氣設(shè)備的防爆性能好,消除電器火花的產(chǎn)生。
3)防止靜電火源。礦井中使用的高分子材料(如塑料、橡膠、樹脂)制品,其表面電阻應(yīng)低于規(guī)定值。灑水、排水用塑料管壁表面電阻應(yīng)小于109Ω,壓風(fēng)管、噴漿管壁表面電阻應(yīng)小于108Ω,抽放瓦斯用管壁表面電阻應(yīng)小于106Ω。
4)防止摩擦火花。由于機械化程度的不斷提高,機械摩擦、沖擊火花引起的燃燒危險增加了。為防止由此而發(fā)生瓦斯爆炸事故,采取的措施有:在摩擦發(fā)熱的部件上安設(shè)過熱保護(hù)裝置(如液壓聯(lián)軸器上的易熔合金塞),溫度檢測報警斷電裝置,利用難引燃性合金工具,在摩擦部件的金屬表面溶敷活性小的金屬(如鉻),使形成的摩擦火花難以引燃瓦斯。
5)嚴(yán)格放炮制度。有瓦斯爆炸危險的煤層中,采掘工作面只準(zhǔn)使用煤礦安全炸藥和瞬發(fā)電雷管,在使用毫秒煙氣電雷管時,最后一段的延期時間不得超過130ms。打眼、放炮和封泥都必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。嚴(yán)禁放糊炮、明火放炮和一次裝藥分次放炮。
二、礦井火災(zāi)防治
外因火災(zāi)的防治
(1)防止火源的產(chǎn)生
1)加強明火管理。嚴(yán)格杜絕火源。嚴(yán)禁將煙火帶入井下,嚴(yán)禁井下吸煙,井口房和通風(fēng)機房附近20m內(nèi)嚴(yán)禁煙火,也不準(zhǔn)用火爐取暖。井下嚴(yán)禁使用燈泡或電爐取暖。
2)井下和井口房內(nèi)不得從事電焊、電焊作業(yè),必須作業(yè)時要嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行。
3)地面木料場、矸石山、爐灰場與進(jìn)風(fēng)井的距離不得小于80m。不得將矸石山或爐灰場在進(jìn)風(fēng)井的主導(dǎo)風(fēng)上風(fēng)側(cè),也不得設(shè)在表土10以內(nèi)有煤層的地面上和設(shè)在有漏風(fēng)的采空區(qū)上方的塌陷范圍內(nèi)。
4)嚴(yán)禁在井下存放用完后剩下的汽油、沒有和變壓器油。
(2)采用不燃性材料支護(hù)
新建礦井的永久井架和井口房、以井口為中心的聯(lián)合建筑井筒、平硐與各水平的連接處及井底車場,主要絞車道與主要運輸巷、回風(fēng)巷的連接處,井下機電設(shè)備硐室,主要巷道內(nèi)帶式輸送機機頭前后兩端各20m范圍內(nèi),都必須用不燃性材料支護(hù)。
(3)防止電氣火災(zāi)
電氣火災(zāi)是指發(fā)生在各種電氣設(shè)備上的火災(zāi),常因供電過負(fù)荷、電氣元件接觸不良、操作失誤產(chǎn)生電弧火花引起。
預(yù)防電氣火災(zāi)的措施是:機電設(shè)備應(yīng)正確選用熔斷器(片),正確使用檢漏繼電器,當(dāng)電流短路、過載或接地時能及時切斷電源;電纜接頭必須使用防爆接線盒,嚴(yán)禁使用“雞爪子”和“羊尾巴”接頭;嚴(yán)禁違章使用和操作井下電氣設(shè)備等。
(4)防止摩擦火花引起火災(zāi)
隨著煤礦機械化程度的提高,必須做好井下機械運轉(zhuǎn)部分的保養(yǎng)和維護(hù)工作,防止摩擦和沖擊產(chǎn)生火花,引起火災(zāi)。
(5)防止火災(zāi)擴大
1)設(shè)置消防材料庫。消防材料庫的作用是儲存消防材料以便發(fā)生火災(zāi)時迅速而有效地滅火。因此,每一礦井必須在井上下設(shè)置符合要求的消防材料庫。
2)設(shè)置防火門。在進(jìn)風(fēng)井口、井底車場與井筒連接處、部分專用硐室出口處等位置都必須設(shè)置防火鐵門。防火鐵門必須易于關(guān)閉嚴(yán)密,一旦發(fā)生火災(zāi)能及時關(guān)閉。
3)設(shè)置消防水池和井下消防水管系統(tǒng)。每一礦井必須在地面設(shè)置消防水池和在井下設(shè)置消防管路系統(tǒng)。
4)及時發(fā)現(xiàn)初起火災(zāi)。及時發(fā)現(xiàn)初起外因火災(zāi)是防止其發(fā)展和控制其危害的一個重要措施。除用感覺器官(眼睛、鼻子、皮膚等)來察覺初起火災(zāi)外,還可用標(biāo)志性氣體、火災(zāi)監(jiān)測器、溫升變色涂料等來科學(xué)地判斷。
(6)外因火災(zāi)的滅火方法
常用的滅火方法有三種:直接滅火法、隔絕滅火法和聯(lián)合滅火法。
1)直接滅火法。直接滅火法包括以下幾種:
①清除可燃物。②用水滅火。③用砂子(或巖粉)滅火。④用化學(xué)滅火器滅火。
2)隔絕滅火法。當(dāng)井下火災(zāi)發(fā)展到不能直接被撲滅時,應(yīng)在所有通往火區(qū)的巷道內(nèi)砌筑密閉墻,使火源與外界隔絕,當(dāng)火區(qū)內(nèi)的氧氣消耗完后,火災(zāi)自行熄滅。
在建筑密閉墻時,一般先建進(jìn)風(fēng)側(cè),后建回風(fēng)側(cè)。在有瓦斯涌出的火區(qū),為防止瓦斯積聚,進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)要同時建筑密閉墻,同時封閉。對有發(fā)生瓦斯爆炸危險的火區(qū),為保證救災(zāi)人員和建筑密閉墻人員的安全,應(yīng)盡快地建筑一道防爆墻。防爆墻一般用砂子、黃土、爐灰等裝在編織袋或麻袋內(nèi),建成5—6m厚砂袋墻。
3)聯(lián)合滅火法。在單獨采用一種方法達(dá)不到滅火目的,或滅火時間太長時,可將直接滅火法和隔絕滅火法聯(lián)合起來運用,稱為聯(lián)合滅火法。歸納起來有以下幾種:
①先隔絕,然后打開密閉墻用水直接滅火。
②包圍縮小火區(qū),然后進(jìn)行封閉。
③移動密閉墻逐漸縮小火區(qū),分段滅火。
④先封閉再灌漿滅火。
⑤封閉火區(qū)后注入惰性氣體,加速滅火。
⑥封閉火區(qū),采用均壓(火區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)的風(fēng)壓差接近于零)滅火。
三、礦塵防治
預(yù)防煤塵爆炸的技術(shù)措施
預(yù)防煤塵爆炸的技術(shù)措施主要包括防塵措施、防止煤塵引燃的措施和各報措施三個方面。
1)防塵措施
①煤層注水濕潤煤體。在采煤和掘進(jìn)之前,利用鉆孔向煤層注入壓力水,使水沿著煤層的層理、節(jié)理或裂隙向四周擴散并滲入到煤體的微孔中去,增加煤的水分,使煤體和其內(nèi)部的原生煤塵都預(yù)先濕潤。同時,使煤體的塑性增強,以減少采煤時生成煤塵的數(shù)量。這是防治煤塵的一項根本措施。
②采空區(qū)灌水。采空區(qū)灌水也是一種預(yù)先濕潤煤體的防塵方法,當(dāng)采用下行垮落法分層開采活煤層、近距離且無隔水層法開采煤層群或急傾斜水平分層法采煤時,可以利用往采空區(qū)灌水的方法,以潤濕下分層下組煤的煤層,防止開采時生成大量的煤塵。
③濕式打眼。在工作面使用電鉆或風(fēng)鉆打炮眼時,將壓力水經(jīng)過鉆桿中央的水孔送到炮眼底部,將粉塵濕潤后從炮眼中沖洗出來,從而達(dá)到降塵的目的。
④水封爆破和水炮泥。水封爆破和水炮泥都是由鉆孔注水濕潤煤體演變而來的,它是將注水和爆破聯(lián)合起來,不僅起到消除炮煙和防塵作用,而且還提高了炸藥的爆破效果。
⑤噴霧灑水降塵。噴霧撒水是將壓力水通過特制的噴嘴噴出,使水流霧化成細(xì)小的水滴散布在空氣中,將漂浮的塵粒濕潤下沉,防止飛揚。噴霧灑水簡單方便,廣泛應(yīng)用于采掘機械切割、工作面爆破、煤炭裝載、運輸轉(zhuǎn)載、液壓支架前移、單體支柱放頂?shù)染伦鳂I(yè)過程中。
⑥合理的風(fēng)速。風(fēng)速同空氣中含塵量的關(guān)系比較密切,風(fēng)速太小,不能把懸浮的煤塵及時吹出工作面,使空氣中含塵量增加;風(fēng)速太大,雖然將浮塵吹走,但是也把大量的落塵吹揚起,增加工作面的煤塵濃度。因此,工作面的風(fēng)速以控制在1.2—1.6m/s為宜。
⑦消除落塵。沉積在巷道四周的煤塵,一旦受到振動和沖擊會再度飛揚起來,為煤塵爆炸創(chuàng)造條件。必須及時清除巷道中的浮煤,清掃或沖洗沉積煤塵,定期散布巖粉,定期對主要大巷刷漿。
2)防止煤塵引燃的措施。防止煤塵引燃的措施與防止瓦斯引燃的措施基本相同,參見“礦井瓦斯防治”。
3)隔爆措施。隔爆措施就是將已發(fā)生的煤塵爆炸或瓦斯煤塵爆炸限制在一定區(qū)域,盡量減少爆炸產(chǎn)生的危害而采取的技術(shù)措施。其主要措施是設(shè)置被動式隔爆裝置和采用自動抑爆裝置。
①被動式隔爆裝置。被動式隔爆裝置是借助于爆炸沖擊波的動力使隔爆裝置動作(巖粉槽、水槽破碎,水袋脫鉤),并拋灑消焰劑形成抑制帶,撲滅滯后于沖擊波傳播的爆炸火焰,以阻止爆炸的傳播。最早采用的撒布巖粉和設(shè)置普通巖粉棚方法,雖然防止傳播效果好,但巖粉暴露在潮濕空氣中,極易受潮而失去消焰劑功效,頻繁更換巖粉的工作量較大。因此我國礦山已幾乎不采用這兩種方法。在20世紀(jì)80年代,我國開發(fā)使用了隔爆水槽和隔爆水袋,以水為消焰劑,方便安裝和使用,得到了廣泛應(yīng)用。
②自動抑制裝置。自動抑爆裝置的作用原理是:利用傳感器測量煤塵爆炸所產(chǎn)生的各種物理參數(shù)并迅速轉(zhuǎn)換成電信號,指令機構(gòu)的演算器根據(jù)這些電信號準(zhǔn)確地計算出爆炸火焰的傳播速度,并在最恰當(dāng)?shù)臅r間發(fā)出動作信號,噴灑機構(gòu)及時噴出消焰劑,準(zhǔn)確可靠地?fù)錅绫ɑ鹧,阻止爆炸的傳播?/span>
四、礦井水災(zāi)防治
1、透水預(yù)兆(征兆)
1、掛汗。積水區(qū)的水,在自身壓力作用下,通過煤巖裂隙而在采掘工作面的煤巖壁上聚結(jié)成許多水珠的現(xiàn)象,叫掛汗。井下空氣中的水分遇到低溫的煤體,有時也可能聚結(jié)成許多水珠的現(xiàn)象。區(qū)別真假掛汗的方法是,仔細(xì)觀察新暴露的煤壁面上是否潮濕,若潮濕則是透水預(yù)兆。
2、掛紅。礦井水中含有鐵的氧化物,在它通過煤巖裂隙而滲透到采掘工作面的煤巖體表面時,會呈現(xiàn)暗紅色水銹,這種現(xiàn)象叫掛紅。掛紅是一種出水信號。
3、水叫。含水層或積水區(qū)內(nèi)的高壓水,向煤壁裂隙擠壓時,與兩壁磨擦?xí)l(fā)出“嘶嘶”叫聲,這就說明采掘工作面距積水區(qū)或其他水源已經(jīng)很近了若是煤巷掘進(jìn),則透水即將發(fā)生,這時必須立即發(fā)出警報,撤出所有受水威脅的人員。
4、空氣變冷。采掘工作面接近積水區(qū)域時,空氣溫度會下降,煤壁發(fā)涼,人一進(jìn)入工作面就有涼爽、陰冷的感覺;但應(yīng)注意,受地?zé)嵊绊戄^大的礦井地下水的溫度偏高,當(dāng)采掘工作面接近積水區(qū)時,氣溫反而升高。
5、出現(xiàn)霧氣。當(dāng)采掘工作面氣溫較高時,從煤壁滲出的積水,就會被蒸發(fā)而形成霧氣。
6、頂板淋水加大。
7、頂板來壓,底板鼓起。
8、水色發(fā)渾,有臭味。
9、采掘工作面有害氣體增加,積水區(qū)向外散發(fā)出瓦斯、二氧化碳和硫化氫等有害氣體。
10、裂隙出現(xiàn)滲水。如果出水清凈,則離積水區(qū)較遠(yuǎn);若渾濁,則離積水區(qū)已近。
11、無水陷落柱是否出現(xiàn)涌水。隨著采掘工作面不斷地進(jìn)行掘進(jìn)和回采,巖石應(yīng)力受到破壞,造成巷道的底板和頂板出現(xiàn)裂隙,頂、底板含水層中的裂隙水從頂板或者底板中流出的現(xiàn)象,尤其是在陷落柱中,導(dǎo)通的垂距較大,溝通不同的含水層,在圍巖應(yīng)力遭到破壞后,陷落柱的膠結(jié)程度發(fā)生變化進(jìn)而發(fā)生涌水現(xiàn)象。3.井下防治水
防治礦井水災(zāi)的原則,是在保證礦井安全生產(chǎn)的前提下,以防為主,防治結(jié)合。礦井水災(zāi)的防治方法,可歸納為“查、探、放、截、堵、排、監(jiān)”七個字的綜合防治措施。
(2)井下探水
1、長探方面
1、采掘隊組有義務(wù)加強對本工作面(巷道)內(nèi)的設(shè)備的日常管理工作,不得損壞鉆探設(shè)備。
2、掘進(jìn)隊組在接到通知后,必須停止掘進(jìn),清理完巷道迎頭的浮煤浮矸,做好鉆場和鉆探設(shè)備存放硐室,安裝好排水系統(tǒng),做好探放水準(zhǔn)備。
3、采煤工作面在回采前必須進(jìn)行鉆探,施工隊組做好探水前的各項準(zhǔn)備工作。
4、施工隊負(fù)責(zé)落實礦部安排的探放水工作,積極組織,不得延誤探放水時間。
5、探放水過程中,要嚴(yán)格落實探放水各項措施。
2、短探方面
掘進(jìn)工作面為了彌補長探的不足,必須進(jìn)行短探施工,短探設(shè)備為風(fēng)鉆或者錨索鉆機,鉆桿長度不低于6m,有施工隊自行配備。
1、掘進(jìn)工作面在掘進(jìn)過程中,為了彌補長探的不足,必須堅持短探,并做好短探記錄和各方的簽字工作,以便查閱。
2、使用錨索鉆機或者風(fēng)鉆進(jìn)行短探工作。短探參數(shù):設(shè)計3個鉆孔,煤層中3個,兩幫孔與巷道成30°夾角。堅持探6m,掘進(jìn)2m。
3、采空區(qū)和水文地質(zhì)情況不清的采掘工作面必嚴(yán)格執(zhí)行短探措施。
五、礦井頂板事故防治
(1)采場局部冒頂?shù)闹饕A(yù)防措施
1)防止煤壁附近冒頂,應(yīng)及時支護(hù)懸露頂板,加強敲幫問頂。
2)炮采時合理布置炮眼,控制藥量,避免崩倒支架。
3)防止兩出口冒頂時,首先支架必須有足夠強度,其次系統(tǒng)應(yīng)具有一定阻力,防止老頂來壓時推倒支架。
4)防止放頂線附近局部冒頂,要加強地質(zhì)及觀察工作,在大塊巖石范圍內(nèi)加強支護(hù),必要時用木支架代替單體金屬支架。
5)隨時注意地質(zhì)構(gòu)造的變化,采取相應(yīng)措施。
2.采場大型冒頂?shù)念A(yù)兆及防治
(1)采場大型冒頂?shù)念A(yù)兆
采場大型冒頂一般包括老頂來壓時的壓垮型冒頂、直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂、大面積漏垮型冒頂、復(fù)合頂板推垮型冒頂和大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)型冒頂?shù)。一般大型冒頂主要預(yù)兆表現(xiàn)在以下幾個方面:
1)頂板的預(yù)兆。頂板連續(xù)發(fā)出斷裂聲,這是由于直接頂和老頂離層或頂板斷開而發(fā)出的響聲。
2)兩幫的預(yù)兆。由于壓力增加,煤壁受壓后,煤質(zhì)變軟,片幫增多。
3)支架的預(yù)兆。使用木制家時被大量折斷。使用金屬支柱時活柱快速下沉,連續(xù)發(fā)出“咯咯”聲。
4)瓦斯涌出量增多,淋水加大。
(2)采場大型冒頂?shù)闹饕乐未胧?/span>
1)經(jīng)常檢查巷道支護(hù)情況,加強維護(hù),發(fā)現(xiàn)有變形或折損的支架,應(yīng)及時加固修復(fù)。
2)維修巷道時,必須保證在發(fā)生冒頂時有人員撤退的出口。獨頭巷道維護(hù)時,必須由外向里逐架進(jìn)行。撤掉指甲鉗,應(yīng)加固工作地點支架。