(精品)6、第五章 矿井通风与安全 (2).ppt

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1、第五章第五章矿井通风与安全矿井通风与安全主要内容主要内容n第一节第一节 矿井通风的任务与矿内空气矿井通风的任务与矿内空气n第二节第二节 矿井通风阻力和通风动力矿井通风阻力和通风动力n第三节第三节 矿井通风系统矿井通风系统n第四节第四节 矿井通风管理矿井通风管理n第五节第五节 矿井安全与灾害预防矿井安全与灾害预防n第六节第六节 矿山救护矿山救护第一节第一节 矿井通风的任务与矿井空气矿井通风的任务与矿井空气矿井通风的基本任务矿井通风的基本任务煤矿生产是地下作业，自然条件比较复杂，只有少煤矿生产是地下作业，自然条件比较复杂，只有少数井巷与地面相通，因此，矿井通风是保证矿井安全数井巷与地面相通，因此，

2、矿井通风是保证矿井安全的最主要的技术手段之一，在矿井建设和生产过程中，的最主要的技术手段之一，在矿井建设和生产过程中，必须源源不断地将地面空气输送到井下各个用风地点，必须源源不断地将地面空气输送到井下各个用风地点，其主要任务是：其主要任务是：提供井下足够的新鲜空气，以供人员呼吸。提供井下足够的新鲜空气，以供人员呼吸。冲淡并排除井下有毒、有害气体和矿尘。冲淡并排除井下有毒、有害气体和矿尘。保证井下有适合的气候条件。保证井下有适合的气候条件。第一节第一节 矿井通风的任务与矿井空气矿井通风的任务与矿井空气矿井空气中的主要成分矿井空气中的主要成分地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。地面空气进入矿井以后

3、即称为矿井空气。一般地说，地面空气的成分是固定的，它主要由氧、氮、一般地说，地面空气的成分是固定的，它主要由氧、氮、二氧化碳三种气体组成，按体积的百分比数计为：氧二氧化碳三种气体组成，按体积的百分比数计为：氧20.96%；氮；氮79%；二氧化碳；二氧化碳0.04%。煤矿安全规程煤矿安全规程规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于度不得低于20%；采掘工作面的进风流中，二氧化碳浓；采掘工作面的进风流中，二氧化碳浓度不得超过度不得超过0.5%，总回风流中二氧化碳浓度不得超过，总回风流中二氧化碳浓度不得超过0.75%。当采掘工作面风流中二氧化碳浓度超过。当采掘工

4、作面风流中二氧化碳浓度超过1.5%，或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过，或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停工处理。时，必须停工处理。第一节第一节 矿井通风的任务与矿井空气矿井通风的任务与矿井空气矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体矿井空气中所含有的对人体健康及生命安全有威胁矿井空气中所含有的对人体健康及生命安全有威胁的的切气体，均称为有害气体。除瓦斯（切气体，均称为有害气体。除瓦斯（CH4）外）外主要有一氧化碳（主要有一氧化碳（CO）、二氧化硫（）、二氧化硫（SO2）、二）、二氧化氮（氧化氮（NO2）、硫化氢（）、硫化氢（H2S）、氢气（）、氢气（

5、H2）、）、氨（氨（N2）等。这些有毒有害气体对煤矿井下作业）等。这些有毒有害气体对煤矿井下作业人员人身健康和安全有极大危害。人员人身健康和安全有极大危害。规程规程规定，井下空气中一氧化碳的浓度不得超规定，井下空气中一氧化碳的浓度不得超过过00024；井下空气中二氧化硫浓度不得超；井下空气中二氧化硫浓度不得超过过00005。第二节第二节 矿井通风阻矿井通风阻力和通风动力力和通风动力矿井通风阻力矿井通风阻力 1.摩擦阻力空气沿井巷流动时，由于流层之间的摩擦和流体与井巷周边壁面之间的相互摩擦而产生的阻力称为摩擦阻力，按下式计算，h摩=LUQ2/S3 通常令上式中 LU/S3=R摩 式中 R摩摩擦风

6、阻，NS2/m8。则可写成：h摩=R摩Q2第二节第二节 矿井通风阻矿井通风阻力和通风动力力和通风动力矿井通风阻力矿井通风阻力 2.局部阻力空气流经井巷的某些局部地点（如井巷突然扩大、突然缩小，急转弯以及分岔或汇合等），造成风流速度和方向的突然变化，导致均匀风流产生紊乱的涡流与撞击，因而在局部地点产生的附加阻力称为局部阻力。其值可按下式计算：h局=R局Q2井巷的通风总阻力h阻=h摩+h局 第二节第二节 矿井通风阻矿井通风阻力和通风动力力和通风动力降低通风阻力的措施降低通风阻力的措施1）减小井巷摩擦阻力系数。2）保证有足够大的井巷断面。3）尽量缩短通风路线长度。4）避免巷道内风量过于集中。5）降低

7、局部阻力。第二节第二节 矿井通风阻矿井通风阻力和通风动力力和通风动力矿井通风动力矿井通风动力一、自然通风使空气获得能量，产生自然风压，使其沿井巷流动，这种自然力主要是由地面温度的变化，使矿井风侧和回风侧空气温度发生差异而引起的。规程规定，矿井必须采用机械通风，自然通风只能在特定条件下使用。第二节第二节 矿井通风阻矿井通风阻力和通风动力力和通风动力矿井通风动力矿井通风动力机械通风：机械通风：机械通风是矿井通风的主要动力。按其服务范围可以分为三种：1）主要通风机（简称主扇），主要用于全矿井或矿井的一翼（部分）；2）辅助通风机（简称辅扇），主要服务于矿井网络的某一分支（如采区或工作面），以帮助主要通

8、风机供风以保证该分支的风量；3）局部通风机（简称局扇），主要用于独头掘进的井巷等局部地区通风。矿用通风机按其构造又可分为离心式通风机和轴流式通风机两类。第二节第二节 矿井通风阻矿井通风阻力和通风动力力和通风动力1）离心式通风机1动轮;2螺形外壳;3扩散器;4通风机轴;5止推轴承;6径向轴承;7前导器;8轴承架;9齿轮联轴器;10制动器;11机座;12吸风口;13通风机房;14电动机;15风硐第二节第二节 矿井通风阻矿井通风阻力和通风动力力和通风动力2）轴流式通风机1集风口;2流线罩;3前导器;4第一级动轮;5中间整流器;6第二级动轮;7后整流器;8扩散器;9通风机架;10电动机;11通风机房;

9、12风硐;13流线形导风板 第三节第三节 矿井通风矿井通风系统系统矿井通风系统矿井通风系统 是矿井通风方法、通风方式和通风网络的总称。是矿井通风方法、通风方式和通风网络的总称。矿井通风方法矿井通风方法 指主扇的工作方式。抽出式、压入式、混合式指主扇的工作方式。抽出式、压入式、混合式矿井通风方式矿井通风方式 进回风井筒的相对位置。中央式、对角式、混合式进回风井筒的相对位置。中央式、对角式、混合式矿井通风网络矿井通风网络体现矿井井下风流分岔、交汇、风量等的网络结构。体现矿井井下风流分岔、交汇、风量等的网络结构。第三节第三节 矿井通风矿井通风系统系统矿井主要通风机的工作方式矿井主要通风机的工作方式a

10、抽出式通风;b压入式通风;c抽出和压入混合式通风 第三节第三节 矿井通风矿井通风系统系统矿井通风方式矿井通风方式按照矿井进风井和回风井相互位置关系，可把矿井通按照矿井进风井和回风井相互位置关系，可把矿井通风方式分为三种基本类型：风方式分为三种基本类型：1）中央式，又可分为中央并列式和中央分列式两种。）中央式，又可分为中央并列式和中央分列式两种。2）对角式，又可分为两翼对角式和分区对角式两种。）对角式，又可分为两翼对角式和分区对角式两种。3）混合式，混合式是中央式和对角式或中央并列式和）混合式，混合式是中央式和对角式或中央并列式和中央分列式所组成的一种综合形式，它是老矿井进行中央分列式所组成的一

11、种综合形式，它是老矿井进行深部开采时常采用的通风方式。深部开采时常采用的通风方式。第三节第三节 矿井通风矿井通风系统系统矿井通风方式矿井通风方式中央并列式1进风井;2回风井;3总进风巷;4总回风巷;5总回风石门 第三节第三节 矿井通风矿井通风系统系统矿井通风方式矿井通风方式中央分列式通风1进风井;2回风井;3总进风巷;4总回风巷 第三节第三节 矿井通风矿井通风系统系统对角式对角式对角式通风1进风井;2出风井;3总进风巷;4总回风巷 第三节第三节 矿井通风矿井通风系统系统中央式与对角式比较优点：（1）矿井总回风巷可以随采区接替逐步开掘，因而建井工期短，总回风巷的维护费用低；（2）回风井筒数目少，

12、同时运转的风机台数少，容易管理；（3）当进风井口及井底车场附近发生火灾需要反风时，容易实现。缺点：（1）随着向边界采区开采，总回风巷不断延长，通风线路随之加长，因而通风阻力不断增加；（2）矿井生产期间，由于井下巷道阻力不断增加，阻力变动范围大，难以保证通风机在高效率状态下运转；（3）矿井总进风和总回风风流反向平行流动，容易发生漏风；（4）在矿井生产的中后期，多采区同时生产时矿井通风系统关联性太强，系统独立性差，系统防灾抗灾能力差。第四节第四节 矿井通风矿井通风管理管理矿井反风矿井进风口、井筒、井底车场附近一量发生火灾，为缩小灾情、出，有时需要反风，即改变风流方向。规程规定，矿井：矿井主要通风机

13、必须有反风装置，必须能在10min内改变巷道中的风流方向；风流方向改变后，供风量应小于正常风量的40。第四节第四节 矿井通风矿井通风管理管理通风管理通风管理 通风技术水平、通风管理水平。通风技术水平、通风管理水平。通风测量通风测量 风速、风量、阻力测定风速、风量、阻力测定矿井通风构筑物矿井通风构筑物 风硐、风桥、密闭、风门、风窗、防爆门风硐、风桥、密闭、风门、风窗、防爆门 第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防矿井五大自然灾害矿井五大自然灾害 瓦斯、水灾、火灾、冒顶、矿尘瓦斯、水灾、火灾、冒顶、矿尘瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害事故瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害事故一、瓦斯的生

14、成一、瓦斯的生成瓦斯是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在瓦斯是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，在高温、高压的环境下中，在成煤的同时，由于物理在高温、高压的环境下中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，可继续生成瓦斯。和化学作用，可继续生成瓦斯。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防二、瓦斯的性质二、瓦斯的性质瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是出于芳香族的碳

15、氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.544，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg/m3。助燃也不能维持呼吸，瓦斯在空气中达到一定浓度时，遇火能燃烧或爆炸。在煤矿的采掘过程中，当条件合适时，会发生瓦斯突出（喷出），产生严重的破坏作用。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防三、瓦斯的存在状态瓦斯在煤体中存在的状态可分为两类：即游离状态和吸着状态。游离状态也叫自由状态，这种瓦斯是以自由气体状态存在于煤体或周围岩体的裂缝孔隙之中，游离瓦斯量的大小与存储空间的容积、瓦斯压力成正比，与温度成反比。吸着状态又称为结合状态，起特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形

16、式存在。按其结合形式不同又可分为吸附吸收两种：吸附状态是由于固体粒子与瓦斯分子之间分子吸引力的作用，使瓦斯分子在固体颗粒表面上形成很薄的吸附层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。煤体是一种复杂的多孔性固体，在成煤过程中生成的瓦斯，经过漫长的地质年代，大部分已排放入大气，只有一小部分至今仍被保存在煤体或围岩中。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防绝对瓦斯涌出量绝对瓦斯涌出量：矿井在一定时间内所涌出的瓦斯：矿井在一定时间内所涌出的瓦斯 量，量，m3/min。相对瓦斯涌出量相对瓦斯涌出量：矿井在一定时间内所涌出的瓦斯：矿井在一定时间内所涌出的瓦斯 量，量，m3/t。矿井瓦斯等级矿

17、井瓦斯等级低瓦斯矿井：低瓦斯矿井：CH4相对相对10 m3/t 且且CH4绝对绝对40 m3/min 高瓦斯矿井：高瓦斯矿井：CH4相对相对10 m3/t 或或CH4绝对绝对40 m3/min煤与瓦斯突出矿井煤与瓦斯突出矿井：发生过一次煤与瓦斯突出的矿井。：发生过一次煤与瓦斯突出的矿井。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防瓦斯爆炸的条件：瓦斯爆炸的条件：1）瓦斯浓度5-16%2)高温火源且持续一段时间3)氧气浓度12%以上三个条件必须同时具备，才会发生爆炸。防止瓦斯积聚的措施防止瓦斯积聚的措施加强通风；及时处理局部聚集的瓦斯；加强瓦斯监测检测防防止瓦斯引燃措施止瓦斯引燃措施1）在

18、井口和井口房内，禁止使用明火。2）在瓦斯矿井，要使用防爆型或安全火花型电器设备，对其防爆性能要经常检查，不符合要求的要及时更换。3）严格执行放炮制度。4）严格管理火区，防止密闭墙漏风，并定期测定火区温度。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防瓦斯喷出及其预防瓦斯喷出及其预防1、瓦斯喷出的特点1）瓦斯喷出与地质构造有密切关系。喷出一般都会发生在地质构造破坏带内，如断层、断裂和褶曲轴附近。如果煤层围岩中有溶洞、裂隙发育的石灰岩岩层存在，当其中储有大量瓦斯时，也能发生大规模的瓦斯喷出。2）瓦斯喷出量有大有小，从几立方米到几十万立方米，喷出的持续时间从几分钟到几年，甚至十几年。它与蓄积的瓦

19、斯量和瓦斯来源的范围有密切关系。3）瓦斯喷出前往往出现预兆，如瓦斯浓度变大，或忽大忽小，以及喷出量增加时的嘶嘶声等。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防2、喷出的预防与处理：总结为探、排、引、堵四类方法。1）探明地质构造。在掘进工作面的前方和两侧打钻，探明含有大量瓦斯的断层、断裂和溶洞，以及它们的位置、范围和瓦斯情况。2）排放（或抽放）瓦斯。如探明的高压瓦斯带范围不大，含量不多时，可让其自然排放。若范围较大，瓦斯时较多时可将钻孔封堵，接入瓦斯管路进行抽放。3）将瓦斯引至回风流。当喷出瓦斯的裂隙范围小和瓦斯量不大时，可用金属罩或帆布将喷瓦斯的裂隙盖住，然后在罩上接风筒或管子将瓦斯引

20、至回风流，以保证工作面放炮、掘进安全。4）封堵裂隙。喷瓦斯的裂隙较小，瓦斯量较少时，可用黄泥或其它材料封堵裂隙，阻止瓦斯喷出。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防煤与瓦斯突出及其预防煤与瓦斯突出及其预防 1）煤与瓦斯突出的特点（1）煤与瓦斯突出多发生在地质构造附近，如断层、褶曲、扭转等；（2）高应力集中区，如巷道的上隅角、受煤柱集中应力影响的位置等；（3）突出次数、强度随煤厚（特别是软分层厚度）、倾角等增大二危险性增大；（4）突出与采掘的工序有关，且多发生在放炮和落煤时或其后；（5）突出与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间没有固定关系。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防

21、2）预防煤与瓦斯突出的措施（1）区域性措施区域性措施是指使大范围煤层消除突出危险性的措施，主要有开采解放层和预抽煤层瓦斯两种。（2）局部性防突措施钻孔排放瓦斯。放震动炮。水力冲孔。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防瓦斯抽放瓦斯抽放瓦斯抽放是将矿井瓦斯通过钻孔（或专门抽放瓦斯的巷道）、管道、瓦斯泵直接抽至地面。抽放办法有：本煤层抽放、邻近导抽放、采空区抽放及地面定向钻孔抽放等。一、本煤层抽放瓦斯本煤层抽放瓦斯是在开采煤层之前或开采煤层过程中利用钻孔或巷道进行该煤层的抽放工作。二、掘进巷道瓦斯抽放在掘进巷道的两帮随掘进巷道的推进，每隔1015m开一钻窝，在巷道周围卸压区内打12个4

22、560m的钻孔，封孔深1.52.0m，封孔后连接于抽放系统进行抽放。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防三、邻近煤层抽放瓦斯当开采含瓦斯的煤层群时，在有瓦斯赋存的邻近煤层内预先开凿抽放瓦斯的巷道或预先从开采煤层的某些巷道中向邻近煤层的顶板或底板打抽放钻孔，装上瓦斯抽放管道，进行瓦斯抽放 四、采空区抽放瓦斯如果在采空区内积存大量瓦斯时，往往会通过漏风而进入生产巷道或采煤工作面，造成瓦斯超限而影响正常生产。（1）在采空区上方开掘一条专用瓦斯抽放巷道，在巷道中布设钻场向下部采空区打钻抽放；（2）从工作面超前巷道中掘专用钻窝向工作面采空区的上隅角打钻抽放；（3）在放顶煤工作面煤层中沿顶板

23、在靠风巷一侧开设专用的瓦斯排放巷道，密闭后安设管道抽放。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防五、地面定向钻孔抽放瓦斯 近年来，应用石油部门的拐弯钻机从地面打抽放瓦斯钻孔获得成功，先从地面打垂直钻孔到煤层，经拐弯后沿煤层钻进，在煤层内可延伸达1000m以上，然后在地面利用钻孔直接抽放瓦斯。规程规定：“抽放瓦斯的矿井中，利用瓦斯时其浓度不得低于30%，不利用瓦斯时，采用干式抽放瓦斯设备，瓦斯浓度不得低于25%”。抽出的瓦斯可以按浓度不同，合理的加以利用：浓度为35%40%时，可作为工业或民用燃料；浓度50%以上的瓦斯可作为化工原料。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防一

24、、矿尘及其危害性一、矿尘及其危害性煤矿矿尘，就其危害和数量而言，主要是煤尘和岩尘。其生成量，以采掘工作面最高，其次为运输过程中的各转载点。矿尘危害的主要表现为：（1）污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。作业地点矿尘过多会影响视线，甚至造成视力减退，不利于及时发现事故隐患，从而增加了发生事故的机会；皮肤沾染矿尘，阻塞毛孔能引起皮肤病或发炎；人体吸入过量的矿尘，轻者可引起上呼吸道炎症，严重时可导致尘肺病，尘肺病是目前危害较大的一种矿工职业病。（2）燃烧或爆炸井下煤尘在一定的条件下可以燃烧或爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘可能参与瓦斯同时爆炸，煤尘或瓦斯煤尘爆炸可酿成严重的矿山灾害。（3）加速机械设备的

25、磨损，缩短仪器设备的使用寿命。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防二、煤尘的爆炸及其预防煤尘爆炸不仅表现出有连续性的特点，而且在连续爆炸的条件下，还可能有离开爆源越远其破坏力越大的特征。煤尘引燃的温度变化范围较大，一般为700800以上，有时也可达1100。煤矿中能点燃煤尘的高温热源有爆破时出现的火焰、电气设备的电火花、电缆和架线上的电弧、采掘机械工作时出现的冲击火花、安全灯火焰、井下火灾以及瓦斯爆炸等。煤尘爆炸性可以分为有爆炸危险性及无爆炸危险性两种，需经过煤尘爆炸试验来确定。一般来讲，无烟煤的煤尘没有爆炸危险性。但煤尘无论有无爆炸危险，对人体健康都是有害的，因此，在矿井生产过

26、程中应当采取必要的防尘措施。防止煤尘爆炸的措施分为降尘措施、防止引燃措施、隔爆措施三类。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防（一）降尘措施 (1)煤层注水湿润煤体。(2)采空区灌水。(3)水封爆破及水炮泥。(4)喷雾洒水。(5)采用合理的风速。(6)清扫积尘。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防（二）防止煤尘引燃措施参见本章防止瓦斯引燃部分。（三）隔爆措施岩粉棚是有安装在巷道中靠近顶板处的若干块木制岩粉台板组成，板与板的间隙稍大于板宽，每块台板上放置一定数量的不燃性岩粉，在出现煤尘爆炸时，爆炸波将台板震翻，岩粉弥漫在巷道中，从赤热的燃烧煤尘中吸收热量并隔断火焰，从而

27、起到阻止爆炸向前扩展的作用。用水槽棚或悬挂水袋的方法代替岩粉棚，用水代替岩粉，效果比岩粉好。采用自动水幕作为隔爆设施，利用煤尘爆炸所产生的爆炸波打开水阀门，自动喷雾形成水幕，以隔断煤尘爆炸的传播。岩粉棚或水槽棚应设置在矿井两翼、相邻采区和相邻煤层处。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防三、煤矿尘肺病的预防（1）湿式凿岩湿式凿岩是在风钻凿眼时用水冲洗炮眼内破碎的岩粉，使其成胶质状从炮眼中流出。（2）喷雾洒水喷雾洒水在采掘工作面是降低爆破、装岩（煤）及其它工序产生矿尘和防止落尘飞扬的重要措施。如在掘进机、采煤机、液压支架内、放顶煤的放煤口等的集中产尘点安装喷雾洒水装置，此外在矿井运输

28、、转载等其它生产系统中都普遍采用安装喷雾洒水装置方法降低煤岩尘。（3）净化风流在矿井巷道中，按照规定每隔一定距离安装喷雾器喷雾形成净化水幕，在掘进巷道的局扇风筒中装设喷雾器形成水幕，使风流中的空气得到净化。（4）个人防护在实施上述综合防尘的基础上，为防止人员直接吸入矿尘，对凡粉尘较大场所的工人发放防尘口罩等个体防尘面具。要求所有接触粉尘作业人员，必须佩带风尘口罩等。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防矿井火灾矿井火灾发生在矿井内的火灾统称为矿井火灾。发生在井口附近的地面火灾能直接影响井下生产、威胁矿工安全的火灾亦称为矿井火灾。1）发生火灾的条件火灾发生必须同时具备：存在可燃物、引

29、发燃烧的热源、充足氧气的供给3个方面的条件。这3个要素只有同时具备才能形成一场火灾，2）矿井火灾的分类按引火原因可分为内因（自燃）火灾和外因火灾两类。（1）内因（自燃）火灾：自燃物在一定的外部（适量的通风供养）条件下，自身的物理化学变化，产生并积聚热量，使其温度升高，达到自燃点而形成的火灾称之为内因火灾。煤矿中自燃物主要是具有自燃倾向性的煤炭。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防煤炭自燃火灾经常发生的地点有：采空区，特别明大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的已采区；巷道两侧受地压破坏的煤柱；巷道堆积的浮煤和冒顶垮帮处；与地面老窑连通处。（2）外因火灾：可燃物在外界火源（明火、放炮、机

30、械摩擦、电流短路等）作用下，引起燃烧形成的火灾称为外因火灾。外源火灾大多发生在井下风流畅通的工作地点，如果发现不及时或者灭火方法不当，火势发展很快，将造成严重后果。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防3）矿井火灾的危害 (1)矿井火灾发生后，随着火灾的发展而产生高温和大量火烟，火烟内含有大量毒和窒息性气体，严重威胁工人生命安全。(2)能够引起瓦斯、煤尘爆炸。(3)使并下风流逆转。(4)产生再生火源。(5)损坏机械设备，破坏矿井的正常生产秩序。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防一、煤炭自燃的原因煤炭自燃是氧化过程自身加速发展的结果。煤炭在常温下能吸附空气中的氧而发生

31、氧化作用产生热量，如果产生的热量不能很好散发并继续积聚，当温度上升达到煤的着火温度时，就会引起煤炭自燃。煤炭自燃大体上可以划分为3个主要阶段，即潜伏期、自热期和燃烧期。总之，煤炭的自燃的加速度很大，生成的热量来不及放散，一自动加速氧化过程的特性，不仅在说明煤炭自燃的理论方面有其意义，而且可以作为鉴别煤炭自燃难易的依据 煤的自燃过程 第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防二、煤炭自燃的早期识别二、煤炭自燃的早期识别1）按自燃的外部征兆判断）按自燃的外部征兆判断早期自燃的外部征兆有：空气的湿度、温度增加，在火区早期自燃的外部征兆有：空气的湿度、温度增加，在火区附近出现烟雾，巷道壁和支架

32、上有水珠，或有煤油、煤附近出现烟雾，巷道壁和支架上有水珠，或有煤油、煤焦油、松节油等的气味。焦油、松节油等的气味。2）矿内空气成分的变化）矿内空气成分的变化煤的氧化过程可使附近地区空气成分发生变化，即氧的浓煤的氧化过程可使附近地区空气成分发生变化，即氧的浓度降低，一氧化碳和二氧化碳浓度增加，并出现一些碳度降低，一氧化碳和二氧化碳浓度增加，并出现一些碳氢化合物。氢化合物。三、自燃火灾的预防三、自燃火灾的预防1）合理的开拓开采系统、采煤方法及通风系统）合理的开拓开采系统、采煤方法及通风系统 2）预防性灌浆）预防性灌浆 3）阻化剂防火）阻化剂防火4）均压防灭火）均压防灭火 5）惰性气体防灭火）惰性气

33、体防灭火 第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防外因火灾的预防主要应采取“预防为主，消防结合”的方针，把防火放在首位。防火措施主要有：技术措施、教育措施和管理措施等三种。1、技术措施主要有：（1）防止起火，确定发火危险区，加强对明火和高温火源的管理与控制，防止火源产生；消除燃烧的物质基础；防止火源与可燃物接触；安装可靠的保护设施，防止潜在热源转化为显热源。（2）防止火灾扩大。2、教育措施包括知识、技术和态度教育三个方面。3、管理措施主要是制定各种规程、规范和标准，且强制执行。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防矿内灭火方法有：矿内灭火方法有：直接灭火法、隔绝灭火法和联

34、合灭火法直接灭火法、隔绝灭火法和联合灭火法。一、直接灭火法：矿内火灾特别是外因火灾初起时，通常是局部的，燃烧一、直接灭火法：矿内火灾特别是外因火灾初起时，通常是局部的，燃烧也较缓慢。因此，可根据火源的性质采用水、砂子、化学灭火器、高倍数也较缓慢。因此，可根据火源的性质采用水、砂子、化学灭火器、高倍数泡沫灭火装置以及挖除火源等方法直接扑灭火源。泡沫灭火装置以及挖除火源等方法直接扑灭火源。二、隔绝灭火法：矿内火灾用直接灭火法不能扑灭时，应迅速在通往火区二、隔绝灭火法：矿内火灾用直接灭火法不能扑灭时，应迅速在通往火区的所有巷道内建筑防火墙（密闭墙）进行封闭，使火源与外界空气隔绝，的所有巷道内建筑防火

35、墙（密闭墙）进行封闭，使火源与外界空气隔绝，当火区内氧气耗尽，火灾即自行熄灭。当火区内氧气耗尽，火灾即自行熄灭。常见的防火墙有砖和料石砌筑。此外，还有高水材料、泡沫塑料快速密闭常见的防火墙有砖和料石砌筑。此外，还有高水材料、泡沫塑料快速密闭灭火方法等。灭火方法等。三、联合灭火法：实践证明，单独使用防火墙封闭火区，熄灭火灾所需要三、联合灭火法：实践证明，单独使用防火墙封闭火区，熄灭火灾所需要的时间很长，造成一定时期的回采煤炭呆滞、影响生产，如果密闭质量不的时间很长，造成一定时期的回采煤炭呆滞、影响生产，如果密闭质量不高，漏风较大，达不到灭火的目的。通常在火区封闭后，同时采取一些其高，漏风较大，达

36、不到灭火的目的。通常在火区封闭后，同时采取一些其他配套措施，加快熄灭火灾，提高灭火速度，这种方法称为联合灭火法。他配套措施，加快熄灭火灾，提高灭火速度，这种方法称为联合灭火法。常用的联合灭火法是向封闭的火区灌注泥浆、惰性气体以及采用调节风压常用的联合灭火法是向封闭的火区灌注泥浆、惰性气体以及采用调节风压法等。法等。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防矿井水灾矿井水灾在矿井建设和生产过程中，地面水和地下水都可能通过各种通道涌入矿井，我们把所有涌入矿井的水，统称为矿井水。为了保证矿井建设和生产正常进行。必须采取有效措施防止水进入矿井，或将进入矿井的水排至地表。前者称为防水，后者称为排

37、水。当矿井涌水超过正常排水能力时，就可能造成水灾，给矿井建设和生产带来严重后果，甚至威胁井下人员的生命安全。因此矿井水防治必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的十六字方针。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防一、矿井水源，按其来源分为地面水和地下水两类。1、地面水地面的江、河、湖、沟、渠、池塘里的积水或季节性的雨水和山洪都叫做地面水。地面水往往可通过井筒、塌陷裂缝、断层裂隙、溶洞和钻孔等直接进入井下造成水灾。2、地下水:地下水分为含水层水、断层水及老空水等。（1）含水层水。把矿井下的砾石层、流沙层、石灰岩层等含水比较丰富的岩层称为含水层。若含水层与地面水相连通时，对

38、矿井威胁更大。（2）断层水。由于断层附近的岩石通常较破碎，易于积水，同时，由于断层容易将若干个含水层导通，形成较强的水力通道，因此，把积存与断层附近或通过断层导通涌出的含水层水称为断层水。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防（3）老空水。井下采空区和废旧井巷里常积有水，称为老空水。老空水一般都在生产区的上部，所以静水压力很大，来势凶猛，且常含有有害气体。因此采掘工作面接近这些地区，必须提高警惕，采取措施，以防止发生井下透水事故。一般来说，上述水源不是孤立存在的，往往是互相沟通，互相补给。二、涌水通道水源进入矿井的可能通道有：断层破碎带、采掘过程形成的裂缝、井巷、封闭不好或没有封孔

39、的旧钻孔等。对某一具体矿井来说，上述因素不一定同时具有充水作用，而往往只是其中个别因素或几个因素起着主导作用。所以，必须抓住主要因素加以分析，以便采取有效的措施，防止矿井水灾事故发生。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防一、造成矿井水灾的原因1）井田内的水文地质等资料不清。盲目开采。如果对井田范围内的含水层数目，含水层与地表水的关系，水的循环条件，岩层的透水性、断层、裂隙及其与水源和煤层的关系，古井、小窑的分布以及采空区塌陷情况等水文地质资料掌握不清，就盲目进行开采，有可能使地下水或地表水经透水通道涌进开采区而造成水灾。2）井筒位置选择不合理 如对矿区地形、地貌及气象资料掌握不足

40、将井口位置选择在当地历年最高洪水位以下的河谷或洼地，一旦遭受暴雨袭击引起山洪暴发，就可能造成淹井事故。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防3）技术决定不正确 由于技术决定上的错误，也能造成水灾，例如在断层附近，生产矿井与废弃矿井之间，新采区与采空区之间，没有留隔水煤柱或所留煤柱尺寸太小等技术上的失误也会造成水灾。4）麻痹大意，丧失警惕 某矿务局对淹井事故统计分析表明：由于勘探资料不足，对矿井地质构造、水文情况不清而造成的水灾占20；由于没有执行探放水“有掘必探”制度，在构造破碎带违章作业，以及注浆质量不高等原因造成的透水事故占80。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预

41、防二、矿井水灾的预防1）地面水的防治 (1)防止井口灌水。所有矿井的井口标高，都应在本地区历年最高洪水位以上。如果因受地形限制，难以找到合适的井筒位置。则应修筑坚实的高台，以使井口标高高于历年最高洪水水位。(2)防止地面渗水。对井田范围内的河流、沟渠等。应将其疏干或改道，移到矿区之外如不能将河流改道，则应修筑护河堤坝，加固河床，以防向井下漏水或汛期河水出潮对矿井的危害。(3)加强地面防水工程的检查。在雨季到来之前，应对整个地面防水工程进行检查，发现问题及时处理。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防2）井下防水 (1)掌握矿井的水文地质资料。水文地质资料是制定防水措施的依据，因此、

42、必须掌握井田范围内井上、下水源及涌水通道等情况，并将有关资料标注在采掘工程平面图上，划定安全开采范围。(2)井下探水。当掘进巷道接近地下水源、被淹井巷或遇到可疑水源以及打开隔水煤柱放水时，都必须贯彻执行好“十六字”的原则。探水作业不仅直接关系到探水作业人员的安全，而且关系到探水区域甚至整个矿井的安全。因此探水作业必须严格执行规程中的有关规定。(3)井下放水。掌握和探明地下水源之后，应采取一定的措施将威胁矿井安全生产的水有计划地放出，并排出地面。(4)井下堵水。对于井下水源若不能将具疏干就需要留一定宽度的煤柱或岩柱隔水，对局部涌水通道进行充填。或在涌水巷道中设置水闸墙(水闸门)进行堵水。第五节第

43、五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防三、矿井透水事故的预兆及处理1）透水的预兆 (1)煤层发潮、发暗。煤层本来是干燥光亮的，由于水的渗入，就变得潮湿发暗了，如果挖去一层还是这样。就说明附近有积水。(2)巷道壁或煤壁“挂汗”。这是由于压力水渗过微小的裂缝和裂缝凝结于岩石或煤层表面造成的现象。看上去就好像煤壁或巷道壁出汗似的。(3)煤壁或巷道空气变冷。煤层含水时，能吸收大量的热，所以用手摸煤壁时感到发凉，巷道的空气也会较正常时低。(4)顶板压力及淋水增大，或底板鼓起并向外渗水。(5)出现压力水流(或叫压力水线)且水质浑浊这是离水源已经很近的预兆。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害

44、预防(6)有水声出现。一种是水受挤压发出的“嘶嘶”声，另一种是空洞泄水声，这些都是离水源很近的危险预兆。(7)有硫化氢、二氧化碳等气体逸出。工作面的有害气体增加。(8)煤壁或巷道壁“挂红”，酸味大水味发涩，有臭鸡蛋味。这些都属于积木年久，水中溶解许多杂质的原因。含铁能使水变成红色酸性水发涩，合硫化氢的水有臭鸡蛋味。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防2）透水时采取的措施(1)尽快掌握透水事故的地点、水量、已经淹没或可能淹没的巷道用不同方法尽快通知井下可能受威胁的一切人员撤到安全地点。(2)组织所有力量，采取一切有效措施，迅速抢救遇险人员。(3)加强通风，排除透水带来的有害气体，必

45、要时先通风后组织抢救人员。(4)排水期间，要经常检查有害气体的变化情况，并应时刻警惕再次透水。3）恢复被淹矿井的方法(1)直接排干法。对于水量不大、水泥有限或与其它水源无通道联系的被淹井巷，可以通过增加排水设备，加大排水能力的方法，直接排干被淹井巷。(2)先堵后排法。当井下涌水特别大，单纯采用排水方法无法恢复时，则可先进行堵水，截断水源再进行排水。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防顶板事故顶板事故顶扳事故是指在地下采煤过程中，因为顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损坏、影响生产等事故。在实行综采以前，顶扳事故在煤矿中占有很高的比例，高达75。随着液压支架的使用及对顶板事故的研究和

46、预防技术的深入从逐步完善，顶板事故所占的比例有所下降。但仍占到煤矿事故的50。随着采深增加、巷道断面加大等，工作面与巷道的顶板事故预防更加重要。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防1、顶板事故的分类按冒顶范围可将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类。局部冒顶范围不大，有时仅在三架到五架范围内。伤亡人数不多的冒顶，常发生在靠近煤壁附近、采煤工作面两端以及放顶线附近。煤矿实际生产中，局部冒顶事故的次数远多于大型冒顶事故，约占采煤工作面冒顶事故的70，总的危害比较大。大型冒顶指范围较大，伤亡人数较多的冒顶事故。它包括基本顶来压时的压垮型冒顶、厚层难冒顶板大面积冒顶、直接顶导致的压垮型冒顶

47、、大面积漏垮型冒顶、复合顶板推垮型冒顶、金属网下推垮型冒顶、大块游离顶板旋转推垮型冒顶、采空区冒落矸石冲入采煤工作面的推垮型冒顶及冲击推垮型冒顶等。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防2、顶板事故的常见原因（1）地质构造复杂。松软破碎的顶板常有小的局部冒顶，坚硬难冒的顶板会发生大冒顶，少数矿井还有冲击地压。如果采掘过程中遇到了断层、褶曲等地质构造，更容易发生冒顶。（2）顶板压力的变化。初次来压和周期来压时，顶扳下沉量和下沉速度都急剧增加，支架受力猛增，顶板破碎，还会出现平行煤壁的裂隙，甚至顶板出现台阶状下沉，这时冒顶的可能性最大。（3）回采工序的影响。采煤机切割煤壁或工作面放炮时

48、，换柱、回柱和放顶时，对顶板的震动破坏较大，比进行其他工序时容易冒顶。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防（4）工作面部位不同。输送机机头和机尾处；不按规格要求支护的地方；工作面与回风 巷和运输巷连接的上、下出口；工作面煤壁线、放顶线与顶板交接处，都是容易冒顶的地方。（5）顶板管理方式。托伪顶、留煤顶开采、厚煤层用笆片、金属网作假顶开采等，工序复杂，管理不好就要冒顶。（6）人为因素。违章指挥、违章作业是造成顶板事故最根本、最直接的原因。从全国历年统计分析看，有80以上的事故是因为各种违章和工程质量低劣造成的。（7）技术装备落后。目前大多数小型矿井回采工作面还在不同程度地使用摩擦支

49、柱和 木支柱，回柱基本上是人工作业，埋下事故隐患。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防3、冒顶前的预兆在正常情况下，顶板冒落事故都有预兆。预兆有以下几方面：（1）响声。岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时，木支架会发生劈裂声，紧接着出现折粱断柱现象；金属支柱的活柱急速下缩，也发出很大响声。有时也能听到采空区顶板断裂的闷雷声。（2）掉渣。顶板严重破裂时，折粱断柱就要增加，随着就会出现顶板掉渣现象。掉渣越多，说明顶板压力越大。在人工顶板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，这是发生冒顶的危险信号。（3）片帮。冒顶前煤壁所受压力增加，变的松软，片帮煤比平时多。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全

50、与灾害预防（4）裂隙。顶板的裂隙，种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。若裂隙加深加宽，说明顶板继续恶化。（5）脱层。顶板冒落前，往往出现脱层现象。检查脱层要用“问顶”的方法，如果声音清脆，表明顶板完好；顶板发山“空空”的响声，说明上下岩层之问已经脱层。（6）漏顶。破碎的伪顶或直接顶，在大面积冒顶之前，有时因为背顶不严或支架不牢出现漏顶现象。漏顶如不及叫处理，会使棚顶托空，支架松动，顶板岩石继续冒落，就会造成没有响声的大冒顶。第五节第五节 矿井矿井安全与灾害预防安全与灾害预防4、顶板事故的防治技术措施（1）局部顶板事故的防治措施。做好顶板破碎的预测预报；合理选择工