中等职业矿井通风与安全MicrosoftPowerPoint 演示文稿.pptx

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1、1-1 煤层瓦斯含量 一、瓦斯的成因与赋存（一）矿井瓦斯的生成 煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的。成气过程两个阶段：第一阶段为生物化学成气时期 第二阶段为煤化变质作用时期第1页/共97页二、瓦斯在煤体中的存在状态 （一）游离状态 游离状态也称为自由状态。这种状态的瓦斯是以自由气体的形式存在于煤体或岩体的孔隙和裂隙之中。(二)吸附状态 1吸着状态 2吸收状态1一游离瓦斯；2吸着瓦斯；3一吸收瓦斯；4一煤体；5一孔隙 瓦斯在煤体中的存在状态第2页/共97页 二、煤层中瓦斯垂直分带 形成原因：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层

2、中渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。瓦斯空气-1000m-800m-600m-400m-200m第3页/共97页四带：CO2-N2带、N2带、N2CH4带、CH4带。现场实际过程中，将前三带总称为瓦斯风化带。COCO2 2N N2 2带带N N2 2带带N N2 2CHCH4 4带带CHCH4 4带带瓦斯风化带瓦斯风化带瓦瓦斯斯垂垂直直分分带带性性 在近代开采深度内，瓦斯带内煤层瓦斯含量和涌出量随深度增加而有规律地增大。第4页/共97页 意义：掌握本煤田煤层瓦斯垂直分带的 特征，是搞好矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理工作的基础。瓦斯风化带下界深度确定依据：（可以根据下列指标中的任何一项确

3、定）（1）煤层的相对瓦斯涌出量等于23m3/t处；（2）煤层内的瓦斯组分中甲烷及重烃浓度总和达到80%（体积比）；（3）煤层内的瓦斯压力为0.10.15MPa；第5页/共97页四、影响煤层瓦斯含量的因素 煤的瓦斯含量是指单位体积或重量的 煤在自然状态下所含有的瓦斯量（标准 状 态 下 的 瓦 斯 体 积）。单 位 为 m3/m3(cm3/cm3)或 m3/t(cm3/g)。煤的瓦斯含量包括游离瓦 斯和吸附瓦斯含量之和。主要影响因素：1.煤的吸附特性 煤的吸附性能决定于煤 化程度，一般情况下煤的煤 化程度越高，存储瓦斯的能 力越强。第6页/共97页 2.煤层露头 煤层如果有或曾经有过露头长时间与

4、大气相通，瓦斯含量就不会很大。3.煤层的埋藏深度 在近代开采深度范围内，瓦斯带内煤层的瓦斯含量随深度的增加而呈线性增加。第7页/共97页 4.围岩透气性 煤层围岩：是指煤层直接顶、老顶和直接底板等在内的一定厚度范围的层段。煤层围岩对瓦斯赋存的影响，决定于它的隔气、透气性能。5.煤层倾角 埋藏深度相同时，煤层倾角越小，瓦斯含量越大。煤层倾角愈大，煤层瓦斯含量愈低。Exp:芙蓉矿，北翼：40 80,南翼：6 12，第8页/共97页 6.地质构造 在围岩属低透气性的条件下，封闭型地质构造有利于瓦斯的储存，而开放型地质构造有利于排放瓦斯。(1）褶皱构造 （2）断层 7.水文地质条件第9页/共97页1-

5、2 矿井瓦斯涌出 瓦斯涌出 瓦斯涌出是指由受采动影响的煤层、岩层，以及由采落的煤、矸石向井下空间放出瓦斯的现象。1普通涌出 瓦斯从煤(岩)层以及采落的煤、矸石表面细微的裂缝和孔隙中缓慢、均匀地涌出称为普通涌出。特点：时间上：连续不断 空间上：普遍存在 涌出强度：缓慢、均匀 第10页/共97页 2 2特殊涌出特殊涌出 瓦斯特殊涌出形式包括瓦斯喷出和煤瓦斯特殊涌出形式包括瓦斯喷出和煤(岩岩)与瓦斯突出。与瓦斯突出。特点：时间上：突然地、间隔的特点：时间上：突然地、间隔的 空间上：非普遍存在空间上：非普遍存在 涌出强度：产生动力破坏涌出强度：产生动力破坏第11页/共97页 一、矿井瓦斯涌出量一、矿井

6、瓦斯涌出量 1.1.定义定义 矿井瓦斯涌出量是指煤层在开采过程中，单矿井瓦斯涌出量是指煤层在开采过程中，单位位时间内，从煤层本身及围岩和邻近煤层涌出的瓦时间内，从煤层本身及围岩和邻近煤层涌出的瓦斯斯数量的总和。数量的总和。2.2.瓦斯涌出量表示方法瓦斯涌出量表示方法 1 1）绝对瓦斯涌出量）绝对瓦斯涌出量 单位时间涌出的瓦斯体积，单位为单位时间涌出的瓦斯体积，单位为mm3 3/d/d或或mm3 3/min/min 2 2）相对瓦斯涌出量）相对瓦斯涌出量 平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是是 mm3 3/t/t第12页/共97页 二、影响矿井瓦斯涌出量

7、的因素二、影响矿井瓦斯涌出量的因素 决定于自然因素和开采技术因素的综合影决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。响。（一）自然因素（一）自然因素 1.1.本煤层和邻近层的瓦斯含量本煤层和邻近层的瓦斯含量 它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因素。它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因素。一一般般 地，煤层的瓦斯含量越高，开采时的瓦斯涌出地，煤层的瓦斯含量越高，开采时的瓦斯涌出量量 越大。越大。2.2.地面大气压力的变化地面大气压力的变化 3.3.地质构造地质构造 第13页/共97页（二）开采技术因素（二）开采技术因素 1.1.开采规模开采规模 开开采采规规模模指指开开采采深深度度，开开拓拓与与开开采采范范

8、围围和和矿井产量。矿井产量。A A、在在甲甲烷烷带带内内，随随着着开开采采深深度度的的增增加加，相相对瓦斯涌出量增大。对瓦斯涌出量增大。B B、开开拓拓与与开开采采的的范范围围越越广广，煤煤岩岩的的暴暴露露面面就越大，因此，矿井瓦斯涌出量也就越大。就越大，因此，矿井瓦斯涌出量也就越大。C C、矿矿井井产产量量与与矿矿井井瓦瓦斯斯涌涌出出量量间间的的关关系系比比较复杂，达产前、达产后及产量收缩期。较复杂，达产前、达产后及产量收缩期。第14页/共97页 2.2.开采顺序开采顺序 首先开采的煤层（或分层）瓦斯涌出量大；采首先开采的煤层（或分层）瓦斯涌出量大；采 空空区区丢失煤炭多，回采率低的采煤方法

9、，采区瓦斯涌出量丢失煤炭多，回采率低的采煤方法，采区瓦斯涌出量大。顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范大。顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范围的破坏和卸压，临近层瓦斯涌出量就比较大。回采围的破坏和卸压，临近层瓦斯涌出量就比较大。回采工作面周期来压时，瓦斯涌出量也会大大增加。工作面周期来压时，瓦斯涌出量也会大大增加。3.3.开采方法开采方法 瓦斯从煤层暴露面（煤壁和钻孔）和采落的煤炭瓦斯从煤层暴露面（煤壁和钻孔）和采落的煤炭内内涌出的特点是，初期瓦斯涌出的强度大，然后大致按涌出的特点是，初期瓦斯涌出的强度大，然后大致按指指数函数的关系逐渐衰减。所以落煤时瓦斯涌出量总是数函数的关系逐

10、渐衰减。所以落煤时瓦斯涌出量总是大大于其它工序。于其它工序。第15页/共97页 4.4.风量变化风量变化 矿井风量变化时，瓦斯涌出量和风流中的矿井风量变化时，瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度会发生扰动，但很快就会转变为另瓦斯浓度会发生扰动，但很快就会转变为另一稳定状态。一稳定状态。tC/%tC/%tC/%tC/%单一煤层风量增大单一煤层风量减少采区风量增大采区风量减少第16页/共97页 5.5.采区通风系统采区通风系统 采区通风系统对采空区内和回风流中瓦采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。斯浓度分布有重要影响。第17页/共97页三、矿井瓦斯等级及其鉴定矿井瓦斯等级三、矿井瓦斯等

11、级及其鉴定矿井瓦斯等级 1.1.矿井瓦斯等级划分矿井瓦斯等级划分 依依据据：按按照照平平均均日日产产一一吨吨煤煤涌涌出出瓦瓦斯斯量量（相对（相对瓦斯涌出量）和瓦斯涌出形式，划分为：瓦斯涌出量）和瓦斯涌出形式，划分为：低瓦斯矿井：低瓦斯矿井：10m10m3 3及其以下；及其以下；高瓦斯矿井：高瓦斯矿井：10m10m3 3以上；以上；煤与瓦斯突出矿井。煤与瓦斯突出矿井。2.2.矿井瓦斯等级鉴定矿井瓦斯等级鉴定 （1 1）鉴定时间和基本条件）鉴定时间和基本条件 矿井瓦斯等级的矿井瓦斯等级的鉴鉴定工作应在正常生产的条件下进行。定工作应在正常生产的条件下进行。（2 2）测点选择和测定内容及要求。）测点选

12、择和测定内容及要求。（3 3）矿井瓦斯等级的确定。）矿井瓦斯等级的确定。第18页/共97页 四、矿井瓦斯涌出量预测四、矿井瓦斯涌出量预测 瓦瓦斯斯涌涌出出量量的的预预测测：指指根根据据某某些些已已知知相相关关数数据据，按按照照一一定定的的方方法法和和规规律律，预预先先估估算算出出矿矿井井或或局局部区域瓦斯涌出量的工作。部区域瓦斯涌出量的工作。1 1.矿山统计法矿山统计法 统计法是根据生产矿井或生产水平，在以往统计法是根据生产矿井或生产水平，在以往生生产产过过程程中中积积累累的的大大量量不不同同深深度度相相对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量与与深深度度的的数数据据，通通过过整整理理分分析析找找出出相相互互

13、之之间间变变化化关关系系的的统统计计规规律律，推推算算出出相相邻邻的的新新矿矿井井或或延延深深水水平平瓦瓦斯斯涌出量的方法。涌出量的方法。第19页/共97页（1 1）瓦斯涌出量梯度）瓦斯涌出量梯度 深深度度与与相相对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量的的比比值值，称称瓦瓦斯斯涌涌出量出量 梯度。梯度。（2 2）物理含义：物理含义：相对瓦斯涌出量每增加相对瓦斯涌出量每增加1m1m3 3/t/t 时，开采深时，开采深度增度增 加的米数，其单位为加的米数，其单位为m/(mm/(m3 3/t)/t)。瓦斯涌出量梯。瓦斯涌出量梯度愈度愈 小，矿井瓦斯涌出量随深度增加的速度愈快。小，矿井瓦斯涌出量随深度增加的速度愈快

14、。2.2.计算法计算法 以煤层瓦斯含量为基础进行计算。以煤层瓦斯含量为基础进行计算。第20页/共97页1-3 瓦斯爆炸及其预防一、瓦斯爆炸过程及其危害一、瓦斯爆炸过程及其危害（一）瓦斯爆炸的化学反应过程（一）瓦斯爆炸的化学反应过程 瓦瓦斯斯爆爆炸炸：一一定定浓浓度度的的甲甲烷烷和和空空气气中中的的氧氧气气在在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。最最终终的的化化学学反反应应式式为为：CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2OO 如果如果OO2 2不足，反应的最终式为：不足，反应的最终式为：CHCH4 4+O+O2 2=CO+

15、H=CO+H2 2+H+H2 2OO 矿矿井井瓦瓦斯斯爆爆炸炸是是一一种种热热链链反反应应过过程程(也也称称连连锁反应锁反应)。第21页/共97页（二）瓦斯爆炸的产生与传播过程（二）瓦斯爆炸的产生与传播过程 爆炸性的混合气体与高温火源同时存在，爆炸性的混合气体与高温火源同时存在，初燃初燃(初爆初爆)焰面焰面 冲击波冲击波 新的爆炸混合物新的爆炸混合物（三）瓦斯爆炸的危害（三）瓦斯爆炸的危害 矿内瓦斯爆炸的有害因素是：矿内瓦斯爆炸的有害因素是：高温焰面、冲击波和有害气体。高温焰面、冲击波和有害气体。第22页/共97页二、瓦斯爆炸的条件及其影响因素二、瓦斯爆炸的条件及其影响因素 瓦斯爆炸必须同时具

16、备三个条件：瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：（1 1）CHCH4 4浓度处于爆炸范围内（正常条件浓度处于爆炸范围内（正常条件 5 16 5 16%）;（2 2）氧浓度超过失爆氧浓度；）氧浓度超过失爆氧浓度；（3 3）引火源的能量大于最小点火能量（）引火源的能量大于最小点火能量（0.28mJ0.28mJ）、）、温度高于最低点火温度（温度高于最低点火温度（595595）且高温热源存在）且高温热源存在时时间大于瓦斯引火感应期。间大于瓦斯引火感应期。注：一般矿井中，注：一般矿井中，OO2 212%12%，只要瓦斯积存，只要瓦斯积存和火和火源两因素同时具备，即会发生瓦斯爆炸。源两因素同时具备，即会发生瓦斯

17、爆炸。第23页/共97页 （一）瓦斯浓度（一）瓦斯浓度 1.1.瓦斯的爆炸浓度瓦斯的爆炸浓度 在在正正常常的的大大气气环环境境中中，瓦瓦斯斯只只在在一一定定的的浓浓度度范范围围内内爆爆炸炸，这这个个浓浓度度范范围围称称瓦瓦斯斯的的爆爆炸炸界界限限，其其最最低低浓浓度度界界限限叫叫爆爆炸炸下下限限，其其最最高高浓浓度度界界限限叫叫爆爆炸炸上上限限，瓦瓦斯斯在在空空气气中的爆炸下限为中的爆炸下限为5 56 6，上限为，上限为14141616。第24页/共97页 2.2.影响瓦斯爆炸界限的因素影响瓦斯爆炸界限的因素 （1 1）其它可燃气体）其它可燃气体 混合气体中有两种以上可燃气体同时存在混合气体中

18、有两种以上可燃气体同时存在 时，其爆炸界限决定于各可燃气体的爆炸界和它们的浓度。时，其爆炸界限决定于各可燃气体的爆炸界和它们的浓度。例题：某矿封闭火区内的可燃气体成份与浓度分别为：例题：某矿封闭火区内的可燃气体成份与浓度分别为：CHCH4 4 4.5 4.5，CO 2.1CO 2.1，C C2 2HH4 4 0.02 0.02，C C2 2HH6 6 0.040.04，求该火区内可燃气体的爆炸界限，并判断其爆炸危，求该火区内可燃气体的爆炸界限，并判断其爆炸危险性。险性。第25页/共97页 解：可燃气体的总浓度为解：可燃气体的总浓度为：CC CH4C COC C2H4C C2H6 4.5+2.1

19、+0.02+0.04=6.66 各种可燃气体占可燃气体总浓度的百分比各种可燃气体占可燃气体总浓度的百分比为：为：C CH44.5/6.6667.59 C CO2.1/6.66 31.51 CC2H40.02/6.66 0.3 C C2H62.1/6.66 0.6 第26页/共97页 则该火区内可燃气体的爆炸界限为：下限 ：上限：因为火区可燃气体浓度为6.66%，大于爆炸下限6.1，故有爆炸危险性。第27页/共97页（2 2）爆炸性煤尘的混入爆炸性煤尘的混入 煤尘具有爆炸危险，使瓦斯的爆炸危险性增加。煤尘具有爆炸危险，使瓦斯的爆炸危险性增加。（3 3）空气压力）空气压力 爆爆炸炸前前的的初初始始

20、压压力力对对瓦瓦斯斯爆爆炸炸上上限限有有很很大大影影响响。使使燃燃烧烧反反应应易易进进行行，爆爆炸炸极极限限范范围围扩大。扩大。（4 4）惰性气体）惰性气体 可以降低瓦斯爆炸的危险性。可以降低瓦斯爆炸的危险性。（二）引火温度（二）引火温度 1.1.瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量 第28页/共97页 瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量决瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量决定于空气中的瓦斯浓度，瓦斯定于空气中的瓦斯浓度，瓦斯-空气混合气体空气混合气体的最低点燃温度，绝热压缩时的最低点燃温度，绝热压缩时565565，其它，其它情况时情况时650650750 750 。最

21、低点燃能量为最低点燃能量为0.28mJ0.28mJ。2.2.瓦斯的引火延迟性瓦斯的引火延迟性 引火延迟性：瓦斯与高温热源接触后，引火延迟性：瓦斯与高温热源接触后，不是立即燃烧或爆炸，而是要经过一个很短不是立即燃烧或爆炸，而是要经过一个很短的间隔时间，这种现象叫引火延迟性。的间隔时间，这种现象叫引火延迟性。（安全意义）（安全意义）第29页/共97页（三）（三）氧含量氧含量第30页/共97页三三 、煤矿井下瓦斯爆炸事故原因分析煤矿井下瓦斯爆炸事故原因分析 1.1.火源火源 井下的一切高温热源都可以引起瓦斯燃井下的一切高温热源都可以引起瓦斯燃烧或爆炸，但主要火源是放炮和机电火花。烧或爆炸，但主要火源

22、是放炮和机电火花。2.2.发生地点发生地点 煤矿任何地点都有发生爆炸的可能性，煤矿任何地点都有发生爆炸的可能性，但大部分爆炸事故发生在采掘工作面。但大部分爆炸事故发生在采掘工作面。第31页/共97页四、预防瓦斯爆炸的措施（一）防止瓦斯积聚（一）防止瓦斯积聚 所所谓谓瓦瓦斯斯积积聚聚是是指指瓦瓦斯斯浓浓度度超超过过2 2，其其体体积积超超过过0.5m0.5m3 3的现象。的现象。（1 1）搞好通风。）搞好通风。（2 2）及时处理局部积存的瓦斯。）及时处理局部积存的瓦斯。生产中容易积存瓦斯的地点有：回采工作面上隅生产中容易积存瓦斯的地点有：回采工作面上隅 角，独头掘进工作面的巷道隅角，顶板冒落的空

23、洞内，角，独头掘进工作面的巷道隅角，顶板冒落的空洞内，低低风风速速巷巷道道的的顶顶板板附附近近，停停风风的的盲盲巷巷中中，综综放放工工作作面面放放煤口及采空区边界处，以及采掘机械切割部分周围等。煤口及采空区边界处，以及采掘机械切割部分周围等。（）抽放瓦斯抽放瓦斯 （4 4）经常检查瓦斯浓度和通风状况）经常检查瓦斯浓度和通风状况第32页/共97页 (a)风障法 (b)回风尾巷法 导风流带走上隅角的瓦斯第33页/共97页利用局部通风机排除上隅角瓦斯 l一水管；2一风筒；3一喷嘴；4一木板风障利用水力通风机排除上隅角瓦斯第34页/共97页 （二）防止瓦斯引燃 防止瓦斯引燃的原则，是对一切非生产必需的

24、热源，要坚决禁绝。生产中可能发生的热源，必须严加管理和控制，防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力。（三）防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施 万一发生爆炸，应使灾害波及范围局限在尽可能小的区域内，以减少损失。第35页/共97页1-4 瓦斯检测与监测 一、光学甲烷检测仪 （一）光学甲烷测定器 1结构和原理 2使用方法 1）测定前的准备 （1）药品性能检查 （2）气路系统检查 （3）光路系统检查 （4）清洗空气室 第36页/共97页 2）测定方法 （1）对零 （2）测定。3）使用时注意事项 （二）催化式甲烷测定器 二、煤矿安全监控系统第37页/共97页1-5 煤与瓦斯突出一、概述 含义：煤矿地下采掘过程中

25、，在极短的时间内(几秒到几分钟)，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤(岩)和瓦斯(CH4、CO2)的现象，称为煤与瓦斯突出。危害：1.产生的高压瓦斯流，能摧毁巷道，造成风流逆转、破坏通风系统。2.井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸。3.喷出的煤岩，造成煤流埋人。4.猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。到1992年底全国已有282个突出矿井，截止1995年共发生了16000多次突出。突出包括：压出、倾出和突出。第38页/共97页 二、突出的机理 突出的机理是关于解释突出的原因和过程的理论。突出是十分复杂的自然现象，它的机理还没有统一的见解，假说很多。多数人认为，突出是

26、地压、瓦斯、煤的力学性质和重力综合作用的结果。三、突出的一般规律 1.突出发生在一定的采掘深度以后。2.突出多发生在地质构造附近。3.突出多发生在集中应力区。4.突出次数和强度，随煤层厚度、特别是软分层厚度的增加而增加。煤层倾角愈大，突出的危险性也愈大。第39页/共97页 5.突出与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间没有固定的关系。6.突出煤层的特点是强度低，而且软硬相间，透气系数小。7.大多数突出发生在放炮和落煤工序。8.突出前常有预兆发生。四、突出的预测 突出危险性预测是防治煤与瓦斯突出综合措施的第一步。突出危险性预测包括区域性预测和工作面预测。第40页/共97页1、预测指标（1）煤的瓦斯放散指

27、数P 它是表示瓦斯从煤内放散出来快慢的相对指标，能反映煤的孔隙结构和微观破坏程度。一般情况下，P1525时有突出危险。（2）煤的坚固系数f 它是一个相对指标，反映煤的力学性质。当f0.60.8时有突出危险；f1.2时，无突出危险。第41页/共97页（3）软煤比 软煤分层厚度与煤层总厚度之比称软煤比，亦称揉皱系数。该值越高，煤层越不稳定，突出可能性越大。（4）钻孔瓦斯涌出量和钻渣量 这是一种可以在掘进工作面即时预测有无突出危险的方法，它综合反映了工作面前方煤体渗透性、破坏程度、瓦斯涌出速度和岩层应力状态。第42页/共97页 五、预防煤与瓦斯突出的主要技术措施 区域性防突措施：实施以后可使较大范围

28、煤层消除突出危险性的措施，称为区域性防突措施；局部防突措施：实施以后可使局部区域(如掘进工作面)消除突出危险性的措施称为局部防突措施。（一）区域性防突措施 区域性防突措施主要有开采保护层和预抽煤层瓦斯两种。1.开采保护层 保护层：在突出矿井中，预先开采的、并能使其它相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层。第43页/共97页 被保护层：后开采的煤层称为被保护层。保护层位于被保护层上方的叫上保护层，位于下方的叫下保护层。1）开采保护层的作用 地压减少，弹性潜能得以缓慢释放。煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气系数增加。所以被保护层内的瓦斯能大量排放到保护层的采空区内，

29、瓦斯含量和瓦斯压力都将明显下降。第44页/共97页 2）保护范围 保护范围：指保护层开采后，在空间上使危险层丧失突出危险的有效范围。垂直保护距离保护层与被保护层间的有效垂距 名称 上保护层,m 下保护层,m 急倾斜煤 层 60 80 缓倾斜和倾斜煤层 50 100 沿倾斜的保护范围确定沿倾向的保护范围就是沿倾向划定被保护层的上、下边界。第45页/共97页 沿走向的保护范围：超前距一般不得小于两个煤层之间垂直距离的两倍，至少不小于30m。目的：使被保护层能充分卸压和排放瓦斯。第46页/共97页 煤柱的影响：影响范围根据考察结果确定，否则，按以下角度确定。第47页/共97页（二）、局部防突措施 1

30、.水力冲孔 作用机理：水力冲孔是在安全岩(煤)柱的防护下，向煤层打钻后，用高压水射流在工作面前方煤体内冲出一定的孔道，加速瓦斯排放。同时，由于孔道周围煤体的移动变形，应力重新分布，扩大卸压范围。此外，在高压水射流的冲击作用下，冲孔过程中能诱发小型突出，使煤岩中蕴藏的潜在能量逐渐释放，避免大型突出的发生。水力冲孔主要用于石门揭煤和煤巷掘进。第48页/共97页 2.超前钻孔 作用机理：是在煤巷掘进工作面前方始终保持一定数量的排放瓦斯钻孔。它的作用是排放瓦斯，增加煤的强度，在钻孔周围形成卸压区，使集中应力区移向煤体深部。第49页/共97页3.钻孔排放瓦斯 作用机理：石门揭煤前，由岩巷或煤巷向突出危险

31、煤层打钻，将煤层中的瓦斯经过钻孔自然排放出来，待瓦斯压力降到安全压力以下时，再进行采掘工作。第50页/共97页 4.震动放炮 震动放炮是采用增加炮眼数和装药量，一次爆 破揭开煤层并成巷的爆破方法。作用机理：因爆破震动，围岩应力和瓦斯压差 急剧变化，创造了最有利的突出条件。所以震动放 炮基本上是一种人为的诱使突出的措施，而不是防 止突出的方法。注意事项：震动放炮时，应将井下人员撤至地面。为了少影 响生产，一般在交接班时放炮。放炮时应将放炮区或全井断电，进风系统内不得 有火源存在，以免引燃瓦斯。第51页/共97页 放炮半小时后由救护队进入检查。具有延期突出的矿井，进入的时间还要加长。为了限制突出的

32、波及范围，可在距离工作面45m处，垒起高不小于1.5m的矸石堆或高至顶板的木垛。有人提出，采用延发雷管分次爆破，使一部分岩石落在工作面附近，起到限制突出的作用。第52页/共97页 5.超前支架 多用于有突出危险的急倾斜煤层厚煤层的煤层平巷掘进时。为了防止因工作面顶部煤体松软垮落而导致突出，在工作面前方巷道顶部事先打上一排超前支架，增加煤层的稳定性。6.卸压槽 近年，在采掘工作面推广使用了卸压槽的方法，作为预防煤(岩)与瓦斯突出和冲击地压的措施。作用实质：预先在工作面前方切割出一个缝槽，以增加工作面前方的卸压范围。第53页/共97页1-5 煤与瓦斯突出 一、概述 瓦斯喷出、煤与瓦斯突出是矿井瓦斯

33、的特殊涌出形式。（一）煤与瓦斯突出机理 1）瓦斯作用说 2）地压作用说 3）综合作用说 （二）煤与瓦斯突出现象的分类第54页/共97页 （三）煤与瓦斯突出的一般规律 1突出分布规律 1）我国突出矿区的分布规律 2）矿区内突出分布规律 （1）突出具有方向性 （2）突出具有集中性 （3）突出具有相似性 （4）随开采深度的增加，突出的分布密度加大 2矿井发生突出的一般规律第55页/共97页1-6 瓦斯抽放 一、概述 规定：当回采工作面瓦斯涌出量5m3/min，掘 进工作面瓦斯涌出量3m3/min，采用通风方法解决 瓦斯问题不合理时，应该抽放瓦斯。抽放瓦斯的方法：按瓦斯的来源分为：开采煤层的抽放、邻近

34、层抽放和采空区抽放三类；按抽放的机理分为：未卸压抽放和卸抽放两类；按汇集瓦斯的方法分为：钻孔抽放、巷道抽放和 巷道与钻孔综合法三类。第56页/共97页 二、抽放方法（一）开采煤层的瓦斯抽放 开采煤层的瓦斯抽放，是在煤层开采之前或采掘的同时，用钻孔或巷道进行该煤层的抽放工作。1.未卸压的钻孔抽放 本法适用于透气数较大的开采煤层预抽的瓦斯。按钻孔与煤层的关系分为穿层钻孔和沿层钻孔；按钻孔角度分为上向孔、下向孔和水平孔。我国多采用穿层上向钻孔。第57页/共97页（1）钻孔参数：A.钻孔方向 我国多为上向孔；B.孔间距 它是决定抽放效果的重要参数。钻孔的间距应小于极限抽放半径的两倍。C.抽放负压 抽放

35、负压与抽出量的关系，国内外都有不同的看法。D.钻孔直径 抽放瓦斯的钻孔直径一般为70-100mm。第58页/共97页2、卸压的钻孔抽放 在受回采或掘进的采动影响下，引起煤层和围岩的应力重新分布，透气系数大大增加。如果在这个区域内打钻抽放瓦斯，可以提高抽出量。其方法分为：1）随掘随抽：第59页/共97页2）随采随抽:这类抽放方法只适用于赋存平稳的煤层，有效抽放时间不长，每孔的抽出量不大。3、人工增加煤层透气系数的措施 主要包括：水力压裂、水力割缝、深孔爆破、酸液处理和交叉钻孔等。第60页/共97页（二）邻近层的瓦斯抽放 开采煤层群时，回采煤层的顶、底板围岩将发生冒落、移动、龟裂和卸压，透气系数增

36、加。邻近层：能向开采煤层采空区涌出瓦斯的煤层或夹层，就叫做邻近层。位于开采煤层顶板内的邻近层叫上邻近层，底板内的叫下邻近层。为什么邻近层抽放总能抽出瓦斯呢？煤层开采后，在其顶板形成三个受采动影响的地带：冒落带、裂隙带和变形带，在其底板则形成卸压带。增大。第61页/共97页 注意：邻近层距开采煤层愈近，流向采空区的瓦斯量愈大。邻近层距开采煤层愈远，抽放率愈大，抽出的瓦斯浓度愈高。1.邻近层的极限距离 邻近层抽放瓦斯的的上限与下限距离，应通过实际观测。上邻近层取冒落带高度为下限距离，裂隙带的高度为上限距离。下邻近层不存在冒落带，所以不考虑上部边界，至于下部边界，一般不超过6080m。第62页/共9

37、7页 2.钻场位置 钻场位置应根据邻近层的层位、倾角、开拓方式以及施工方便等因素确定，要求能用最短的钻孔，抽出最多的瓦斯，主要有下列几种：（1）钻场位于开采煤层的运输平巷内；（2）钻场位于开采煤层的回风巷内；（3）钻场位于层间岩巷内；（4）钻场位于开采煤层顶板，向裂隙带打平行于煤层的长钻孔；（5）混合钻场，上述方式的混合布置。3.钻场或钻孔的间距 决定钻场或钻孔间距的原则，是工程量少、抽出瓦斯多，且不干扰生产。第63页/共97页 4.钻孔角度 指它的倾角和偏角。上邻近层抽放时的仰角，应使钻孔通过顶板岩石的裂隙带进入邻近层充分卸压区，仰角太大，进不到充分卸压区，抽出的瓦斯浓度虽然高，但流量小；仰

38、角太小钻孔中段将通过冒落带，钻孔与采空区沟通，必将抽进大量空气，也大大降低抽放效果。下邻近层抽放时的钻孔角度没有严格要求，因为钻孔中段受开采影响而破坏的可能性较小。第64页/共97页 5.钻孔进入的层位 对于单一的邻近层，钻孔穿透该邻近层即可。对于多邻近层，视情况而定。6.孔径和抽放负压 与开采煤层抽放不同，孔径对瓦斯抽出量影响不大。三、瓦斯抽放设备 抽放瓦斯的设备主要有钻机、封孔装置、管道、瓦斯泵、安全装置和检测仪表。第65页/共97页2-1 矿尘的性质、危害及其测定 一、矿尘 矿尘全称为矿山粉尘，是指在矿山建设和生产过程中所产生的各种矿物微粒的总称。二、矿尘的性质 1.矿尘的粒度 矿尘粒度

39、是指矿尘颗粒的平均直径，单位为m。第66页/共97页 矿尘按其粒度的大小分为以下三类：（1）可见粉尘 （2）显微镜粉尘 （3）超显微镜粉尘 2.矿尘的分散度 3.矿尘中游离SiO2的含量 4.矿尘的润湿性第67页/共97页 三、矿尘的危害 1.危害人体健康，引起职业病 2.某些矿尘在一定条件下可以爆炸 3.加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命 4.降低作业场所能见度，增加工伤事故的发生 四、矿尘浓度测定 （1）计数法 （2）质量法第68页/共97页2-2 矿山尘肺病 一、尘肺病及其发病机理 尘肺病是矿山作业人员在生产中长期吸入大量微细粉尘，引起以肺组织纤维化为主的全身性疾病。1.尘肺病的分类 （

40、1）硅肺病 （2）煤硅肺病 （3）煤肺病 2.尘肺病发病机理第69页/共97页 二、尘肺病的发病症状及影响因素 （一）尘肺病发病症状 1.矿尘的成分 2.矿尘的粒度与分散度 （二）影响尘肺病发生发展的主要原因 1.矿尘的成分 2.矿尘的粒度与分散度 3.矿尘的浓度 4.接触矿尘的作业时间第70页/共97页2-3 煤尘爆炸及预防 一、煤尘爆炸的机理与特征（一）煤尘爆炸的机理（二）煤尘爆炸的性质 1.形成高温、高压 2.煤尘爆炸具有连续性 3.煤尘爆炸感应期 4.挥发分减少或形成“粘焦”5.产生大量的一氧化碳第71页/共97页二、煤尘爆炸的条件 1.煤尘的爆炸性 2.煤尘的浓度 3.引燃煤尘爆炸的

41、热源三、影响煤尘爆炸的主要因素 1.煤的挥发分 2.煤的灰分和水分 3.煤尘的粒度 4.瓦斯对煤尘爆炸性的影响第72页/共97页 四、预防煤尘爆炸的措施 （一）减尘与降尘措施 1.煤层注水 2.喷雾洒水 3.水炮泥 4.清扫落尘 （二）防止煤尘引燃的措施 （三）隔绝煤尘爆炸的措施第73页/共97页2-4 矿山综合防尘 一、湿式作业 湿式作业时利用水或其他液体将粉尘润湿捕获的方法。（一）湿式打眼 1.水量 2.水压 3.减少微细颗粒的产生量（二）爆破喷雾与净化风流第74页/共97页（三）装岩洒水 1.人工洒水 2.用喷雾器洒水 3.在装岩机上安装喷雾器洒水 二、通风除尘 三、冲洗煤壁和岩帮 四、

42、个体防护 1.防尘口罩 2.防尘安全帽第75页/共97页 3-1 概述 一、矿井火灾 矿井火灾是煤矿主要灾害之一，它严重地威胁着煤矿生产安全；因此，必须掌握矿井火灾的发生原因、发火规律和预防措施，以便做好矿井火灾的防治工作。我们把发生在井下和发生在地面但火烟能进入井下威胁井下安全的火灾，都叫做矿井火灾。第76页/共97页二、引起矿井火灾的基本要素 1.可燃物 2.热源 3.氧气三、矿井火灾的分类 1.外因火灾 2.自燃火灾第77页/共97页四、矿井火灾的危害：（1）燃烧煤炭资源，烧毁生产设备，消耗大量的材料，造成巨大的经济损失。（2）为了灭火封闭采区，冻结大量开采的煤炭，影响矿井的产量。（3）

43、矿井火灾能引起瓦斯煤尘的爆炸，使矿井事故进一步扩大，造成更大的损失。（4）矿井火灾产生大量的有毒有害气体，尤其是一氧化碳危害极大，造成大量的人员伤亡。第78页/共97页3-2 煤炭自燃 一、煤炭自燃的条件及发展过程（一）煤炭自燃机理（二）煤炭自燃的基本条件：（1）煤本身具有自燃倾向性 （2）煤呈破碎状态 （3）连续供氧 （4）热量易于积聚第79页/共97页（三）煤炭自燃的发展过程 1.低温氧化阶段 2.自燃阶段 3.自燃阶段 二、自燃发火的早期预测预报 三、煤炭自燃倾向性 四、煤层自燃发火期 五、影响煤炭自燃的因素第80页/共97页3-3 矿山防火技术 一、矿井防火的一般性规定 1.建立防火制

44、度 2.防止烟火入井 3.设置防火门 4.设置消防材料库 5.矿井消防用水第81页/共97页二、外因火灾预防措施 1.防止使用明火 2.防止控制的高温热源 （1）预防电器设备失控引火。（2）预防机械摩擦引火。（3）防止爆破引火。3、采用不燃性材料支护及不燃和难燃制品 4、防止可燃物大量堆积第82页/共97页1段2段鸡西小恒山皮带井火灾事故 (1990(1990年年)第83页/共97页案例案例一：鸡西矿业集团公司城子河煤矿“620”特大瓦斯事故案例案例二：东风煤矿“11.27”特别重大煤尘爆炸事故案例案例三：丰城矿务局建新煤矿“10.13”重大煤与瓦斯突出事故案例案例四：黑龙江省鸡西市建宝煤矿“

45、2.28”重大透水事故案例五：黑龙江省鹤岗市泰源煤矿“3.5”重大火灾事故案例六：白水煤矿“7.19”机电运输事故案例案例七：辽宁省阜新矿业（集团）有限责任公司孙家湾煤矿海州立井“2.14”特别重大瓦斯爆炸事故调查第84页/共97页三、自燃火灾的防治 煤炭防止自燃发火的措施：（一）开采技术措施（二）均压防灭火 1.开区均压 （1）采空区浮煤氧化状态 （2）采煤工作面的漏风形式第85页/共97页（3）回采工作面均压措施：调节风门均压 改变工作面通风方式均压 风门与通风机联合均压和脚联漏风的均压。2.闭区均压 （1）调节门与调压风机联合均压 （2）连通管均压 （3）调整通风系统均压（三）灌浆防灭火

46、第86页/共97页3-4 矿井灭火 一、发生火灾时应采取的措施（一）发生火灾时的行动原则（二）发生火灾时控制风流的措施 1.控制风流措施 2.火风压对矿井风流的影响与防治 二、灭火方法 井下灭火方法可分为直接灭火、隔绝灭火和联合灭火。第87页/共97页（一）直接灭火法 1.用水灭火 2.用砂子或岩粉灭火 3.挖出火源 4.用化学灭火器灭火 5.高倍数空气机械泡沫灭火第88页/共97页（二）隔绝灭火法 隔绝灭火法是当火灾不能直接扑灭时，用防火墙将火源或发生火区域严密地封闭起来，防止新鲜空气进入火区，并利用火区产生的惰性气体使火熄灭。（三）综合灭火法 1.临时防火墙 2.永久防火墙 3.火区封闭顺

47、序第89页/共97页4-1 地面防治水 矿井水灾：凡影响、威胁矿井安全生产、是矿井局部或全部被淹没，并造成人员伤亡和经济损失的矿井用水事故都称为矿井水灾。一、慎重选择井筒位置 二、铺整河底 三、河流改道 四、添堵通道 五、挖排洪沟 六、排出积水 七、加强雨季前的防汛工作第90页/共97页4-2 井下防治水 井下综合防治水分为“探、防、堵、截、排”五个方面。一、做好水文观测工作二、做好矿井水文地质工作三、井下探水四、探水起点的确定五、探水钻孔的布置方法第91页/共97页4-3矿井突水事故的处理一、矿井突水征兆 1.与承压水有关断层水突水征兆 2.冲击层水突水征兆 3.老空水量征兆二、突水时应对措

48、施 1.发生突水时在场人员的行动原则 2.突水事故的抢救措施 三、被淹井巷的恢复第92页/共97页案例（一）1994年10月30日8时40分鹤岗矿务局多钟经营总公司兴安小井的水灾事故 要点：露天坑底原来掌握的标高是210.4，实际是194.8；事故点标高原来掌握是198，实际是186.坑底。原来估计保护岩柱20米，实际不到10米。导致186巷透水（一人死亡），又波及150巷淹没（4人死亡）。第93页/共97页案例（二）1993年10月14日11时峻德矿水采区的水害事故，死亡5人。事故要点：10月10日下午5时30分11段腰巷跑水，将11段溜煤道上部淤塞10多米，溜子冲走10余节。处理：炮崩或者

49、用水枪冲开；认为水枪的方案好，但是审批措施没有；区长带头下去。第94页/共97页 我们对以上煤矿已发生的比较典型的事故进行事故前因后果进行了全面分析，总结提出我们应该吸取的教训、防范措施、以及深化煤矿安全生产的意识的重要性。自始自终贯穿于树立安全第一的思想。通过我们对煤矿常见事故分析与防范知识的学习，可以达到提高从业人员安全意识、自我保安的能力、知识、防范各类事故的能力。有利于减少或杜绝事故的发生。第95页/共97页 用鲜血和生命换为代价换来的案例来警示教育我们切记“安全就是生命，责任重于泰山”全面分析总结每起事故发生的直接原因、间接原因和事故教训与防范措施，“前车之覆，后车之鉴”事故案例本身就是活生生的安全教材，通过案例教育，强化安全的思想。做到结合实际，认真分析对照案例查找隐患，既可以吸取教训也可以总结事故发生的规律，以便采取相应的防范措施，保证将“安全第一，防范为主，综合治理”的方针落到实处。让安全培训，伴随企业终生。第96页/共97页谢谢您的观看！第97页/共97页