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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,煤矿安全知识,*,煤矿安全基础知识,煤矿安全知识,2,矿井瓦斯,*,煤矿安全知识,3,煤矿井下以甲烷为主的有毒有害气体的总称，有时单只甲烷。,一、什么叫矿井瓦斯？,天然气,沼气,CH,4,煤矿安全知识,4,1,、瓦斯的赋存,瓦斯在煤层及围岩中的赋存有两种状态,游离状态,吸附状态,1,一游离瓦斯；,2,一吸着瓦斯；,3,一吸收瓦斯；,4,一煤体；,5,孔隙,二、矿井瓦斯涌出,图,l,煤层瓦斯赋存状态示意图,煤矿安全知识,5,2,、矿井瓦斯涌出的形式：,（,1,）普通涌出,二、矿井瓦斯涌出,涌出形式,（,2,）特殊涌出,可分为,煤矿安全知识,6,（,1,）普通涌出,缓慢地、连续地、长时间地涌入开采空间,煤矿安全知识,9,3,、矿井瓦斯涌出量,绝对瓦斯涌出量,相对瓦斯涌出量,单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量。,单位：,m,3,min,矿井正常生产条件下，月平均日产,1t,煤所涌出的瓦斯数量。,单位,：,m,3,t,二、矿井瓦斯涌出,*,煤矿安全知识,10,一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现过瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井。,三、瓦斯矿井,1,、什么是瓦斯矿井,*,煤矿安全知识,11,（,1,）低瓦斯矿井,2,、我国瓦斯矿井的分级,瓦斯矿井划分为三个级别,（,2,）高瓦斯矿井,（,3,）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井,*,煤矿安全知识,12,相对瓦斯涌出量,10m,3,t,且,绝对瓦斯涌出量,40m,3,min,；,（,1,）低瓦斯矿井,*,煤矿安全知识,13,（,2,）高瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量,10m,3,t,或,绝对瓦斯涌出量,40m,3,min,；,*,煤矿安全知识,14,矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出,（,3,）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井,*,煤矿安全知识,15,瓦斯,空气,0.554,1,四、瓦斯的性质,瓦斯是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。,瓦斯比空气轻，其与空气相对密度（比重）为,0.554,。,*,煤矿安全知识,16,瓦斯具有可燃性和爆炸性,瓦斯本身无毒，但不能供人呼吸，,具有窒息性,。,四、瓦斯的性质,当空气中甲烷浓度较高时，氧气浓度相对降低。甲烷浓度达到,43,时，氧气就会降到,12,，,人会感到,呼吸困难,；甲烷浓度达到,57,时，氧气将降至,9,，,人会处于,昏迷状态,，不及时抢救，就会因缺氧窒息而死,*,煤矿安全知识,17,窒息事故,五、瓦斯事故,燃烧事故,爆炸事故,*,煤矿安全知识,18,（,1,）瓦斯爆炸事故,瓦斯爆炸的实质，就是一定数量的瓦斯与空气中的氧气进行剧烈化学反应的结果。在这个过程中能产生巨大的冲击力和响声，可使沿途巷道支架和设备受到损坏，人员出现伤亡。,瓦斯爆炸有十分严重危害性和破坏性，为煤矿各种灾害之首。,*,煤矿安全知识,19,根据瓦斯爆炸的特点和波及范围，,局部瓦斯爆炸；,大型瓦斯爆炸；,瓦斯连续爆炸。,瓦斯爆炸事故,一般可分为,3,类：,*,煤矿安全知识,20,河南大平煤矿发生瓦斯爆炸事故，,一次死亡,148,人；,陕西陈家山煤矿发生瓦斯爆炸事故，,一次死亡,166,人,2004,年,10,月,20,日,2004,年,11,月,28,日,2005,年,2,月,14,日,辽宁孙家湾煤矿发生瓦斯爆炸事故，,一次死亡,214,人,造成群死群伤的重、特大瓦斯事故时有发生。,*,煤矿安全知识,21,（,2,）瓦斯窒息事故,井下长期不通风的巷道容易发生人员误入而窒息事故。,*,煤矿安全知识,22,是长度大于,6,米,不通风的独头巷道。,盲巷,*,煤矿安全知识,23,爆炸的高温度,1850,2650,爆炸的高压力,7,10,倍,产生有毒有害气体,一氧化碳（,CO,）,瓦斯爆炸,六、瓦斯爆炸有什么危害,*,煤矿安全知识,24,爆炸的高压力,正向冲击,反向冲击,由爆炸地点，沿巷道向外，高温高压气体,由外沿巷道向爆炸地点，常温压新鲜空气,*,煤矿安全知识,25,2,4,的一氧化碳（,CO,）,煤矿井下一氧化碳的最高允许浓度是,0.0024%,。,一氧化碳是强烈毒性气体,，,浓度达,0.,4,可致人死亡,产生,瓦斯爆炸,*,煤矿安全知识,26,死于一氧化碳中毒的人数占总死亡人数的,7090,瓦斯、煤尘爆炸事故,*,煤矿安全知识,27,一定的瓦斯浓度,5%,16%,一定的引火温度,650,750,充足的氧气含量,大于,12%,爆炸,七、瓦斯爆炸的基本条件,*,煤矿安全知识,28,瓦斯发生爆炸的浓度范围,新鲜空气中瓦斯爆炸的界限一般为,5%,16%,爆炸下限,爆炸上限,叫,叫,瓦斯爆炸下限,5%,瓦斯爆炸上限,16%,瓦斯爆炸的界限,最低爆炸浓度,最高爆炸浓度,*,煤矿安全知识,29,瓦斯最容易爆炸的浓度,7%,8%,。,爆炸威力最大浓度,9.5%,（理论）,8.5%,（实测）,*,煤矿安全知识,30,点燃瓦斯爆炸所需的最低温度,瓦斯爆炸的引火温度,650-750,引爆瓦斯的火源,（,1,）电火花,（,2,）放炮火花,（,3,）明火,（,4,）撞击磨擦火花,（,5,）静电火花和地面雷电,有,引火温度,*,煤矿安全知识,31,影响瓦斯,爆炸界限,的主要因素,可燃气体,煤尘,惰性气体,混合气体的初始温度,混合气体的初始压力,等,等,影响瓦斯爆炸,引火温度,的主要因素,有瓦斯浓度,混合气体压力,火源性质,八、影响瓦斯爆炸的主要因素,*,煤矿安全知识,32,先抽后采,监测监控,以风定产,九、煤矿综合治理瓦斯的方针,*,煤矿安全知识,33,十、瓦斯爆炸事故的防治,1,、防止瓦斯积聚的技术措施,（,1,）加强通风管理,（,2,）加强瓦斯捡查与监测,*,煤矿安全知识,34,局部瓦斯积聚,是指采掘工作面及其他地点，体积大于,0.5m,3,的空间内积聚瓦斯浓度达到或超过,2%,的现象,（,3,）及时处理局部积聚的瓦斯,*,煤矿安全知识,35,2,、,防止引爆瓦斯的技术措施,（,1,）防止明火,（,2,）防止出现电火花,（,3,）防止出现爆破火焰,（,4,）其他火源的治理,*,煤矿安全知识,36,3,、防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施,（,1,）编制灾害预防与处理计划,（,2,）安设安全裝置,（,3,）隔爆裝置,*,煤矿安全知识,37,煤矿粉尘,*,煤矿安全知识,38,一、什么叫矿尘,是矿井在建设和生产过程中所产生的各种岩矿微粒的总称。,*,煤矿安全知识,39,二、矿尘的分类,1,、按矿尘存在状态划分两类：,矿尘,浮游粉尘,沉积粉尘,悬浮在矿井空气中的粉尘,从矿井空气中沉降下来的矿尘,简称,落尘,简称,浮尘,互相转化,*,煤矿安全知识,40,、按矿尘的组成成分划分两类,矿尘,煤尘,岩尘,指细微颗粒的岩石粉尘,指细微颗粒的煤炭粉尘,以下,以下,*,煤矿安全知识,41,矿尘最大的危害,1,、能引起尘肺病,2,、煤尘能燃烧和爆炸,三、矿尘的危害,*,煤矿安全知识,42,五、煤尘爆炸的条件,1.,煤尘本身具有爆炸性，且悬浮在空气中，并达到一定浓度。,2.,一定的引火温度,610,1050,3.,充足氧含量 大于,18%,爆炸,*,煤矿安全知识,43,煤尘本身具有爆炸性,挥发分含量大于,10%,的煤尘一般都具有爆炸危险性。,我国以上的煤矿均有煤尘爆炸危,险,*,煤矿安全知识,44,悬浮在空气中，并达到一定浓度,一般我国煤尘爆炸的浓度范围为,45,2000,。,爆炸威力最强的浓度为,300,400,。,*,煤矿安全知识,45,六、预防煤尘爆炸的技术措施,1,、防尘措施,2,、防爆措施,3,、隔爆措施,*,煤矿安全知识,46,1,、防尘措施,是尽量减少煤尘的生成和使空气中含尘量降低的措施,。,*,煤矿安全知识,47,煤矿防尘技术大体上可分为五类：,（,1,）排尘,（,2,）减尘,（,3,）降尘,（,4,）除尘,（,5,）阻尘,*,煤矿安全知识,48,（,1,）排尘,指加强通风对除尘的作用，利用新鲜风流稀释并排除采用其他防尘技术尚末沉降的部分浮游粉尘。,排尘,*,煤矿安全知识,49,（,2,）减尘,减尘,减少和抑制尘源产尘。,治本性技术，从源头抓起。,不产生或少产生矿尘,*,煤矿安全知识,50,常用减尘方法,煤层注水，采空区灌水预湿煤体、湿式凿打眼、水封爆破和水炮泥、改革截齿和钻具、寻求采煤机最佳工作状态参数等都属减尘措施。,煤层注水降尘率一般在,水炮泥一般可达到,80%,85%,的降尘效率。减少炮烟,70%,采空区灌水的降尘率为,70%,90%,湿式钻岩降尘率可在,98%,以上，煤电钻湿式打眼降尘率为,35%,85%,*,煤矿安全知识,51,（,3,）,降尘,降尘,现阶段煤矿降尘措施,使悬浮于矿井风流中的粉尘尽快沉降，减少浮尘浓度,主要是利用,喷雾洒水、喷射泡沫,和其他办法（如水中加湿润剂）加速粉尘的沉降。,*,煤矿安全知识,52,（,4,）除尘,除尘,减少工作面和巷道中的浮尘和落尘,减少工作面和巷道中的浮尘和落尘是防止煤尘爆炸的关键之一,*,煤矿安全知识,53,除尘包括两个方面,清除浮尘,清除积尘,除尘,将井下空气中浮尘聚集起来处理,是将井下沉积下来的煤尘要进行清除,*,煤矿安全知识,54,清除积尘,浮尘是煤尘爆炸的直接因素，积尘是,引起和扩大,煤尘爆炸事件的重大隐患，其危险性最大。,a.,为什么清除积尘,若有,厚的沉积煤尘飞扬在空气中，就可达到爆炸浓度界限,清除沉积在回风巷道及运输路线上的沉积煤尘非常必要,*,煤矿安全知识,55,b.,清除积尘的方法,清除积尘,（,a,）冲洗法,（,b,）,清扫法,*,煤矿安全知识,56,（,a,）,冲洗法,用高压水冲洗巷道壁帮的沉积煤尘,用水经常冲洗煤尘易沉积的地点,对一些重要巷道定期冲刷积尘,*,煤矿安全知识,57,（,b,）,清扫法,将扫落的煤尘集中起来运出,.,派专人定时清扫,巷道积尘,帮,、,顶、支架和设备表面上的煤尘要清扫干净,井下巷道不得有煤尘堆积出现,.,主要用于井筒、大巷、车场等地点,*,煤矿安全知识,58,.,清扫煤尘的方法有两种,人工清扫,机械清扫,常采用的机械清扫是用,干式吸尘器,和,湿式清扫车,清扫,*,煤矿安全知识,59,c.,什么是煤尘堆积,指井巷煤尘厚度,超过，,连续,长度超过,的沉积煤尘,（,a,）,煤尘堆积,*,煤矿安全知识,60,（,b,）,防止煤尘堆积引起爆炸的措施,.,清除巷道中浮煤，,.,清扫沉积煤尘,.,冲洗沉积煤尘,.,定期撒布岩粉,.,对主要大巷刷浆,.,粘结煤尘粒度,在巷道内撒布惰性岩粉，增加煤尘的,灰分,，使煤尘失去爆炸性,使用粘结剂增加煤尘的,粒度,，可使煤尘失去爆炸性,*,煤矿安全知识,61,（,5,）,阻尘,通过佩戴各种防护面具以减少人体吸入粉尘量的一项补救性技术措施。,佩戴防尘口罩。,阻尘,主要措施,是,（个体防护）,*,煤矿安全知识,62,防尘口罩有三种类型：,a,自吸式口罩,b,动力式口罩,c,压风呼吸器,防尘口罩,*,煤矿安全知识,63,l,一主过滤器；,2,一安全帽盔；,3,一微型风机；,4,一面罩；,5,一预过滤器；,6,一气流出口；,7,一含尘空气进口,图,2-20 AFM_l,型防尘送风头盔,*,煤矿安全知识,64,煤矿综合防尘,在煤矿生产全过程同时采用多种防尘措施进行防尘,*,煤矿安全知识,65,2,、防爆措施,主要是指防止引燃煤尘爆炸的措施。,预防煤尘爆炸必须防止井下火源出现，严禁出现一切非生产生火源，严格控制和限制生产中的火源、热源。,*,煤矿安全知识,66,3,、隔爆措施,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，从而减小灾害造成的损失。,是指阻止爆炸传播的技术措施。,*,煤矿安全知识,67,（,1,）隔爆装置,利用爆炸产生的高温冲击波设置隔爆装置,隔爆棚,目前煤矿采用的隔爆设施,主要是,*,煤矿安全知识,68,隔爆棚,按隔爆的保护范围可分为,隔爆棚,按隔爆棚的动作方式可分为,主要隔爆棚,辅助隔爆棚,被动式隔爆棚,自动式隔爆装置,（,2,）隔爆棚的分类,*,煤矿安全知识,69,（,3,）被动式隔爆棚,被动式隔爆棚,根据使用抑爆剂的不同包括,岩粉棚,水棚,*,煤矿安全知识,70,水棚,包括,水槽棚,水袋棚,水棚,*,煤矿安全知识,71,80L,水槽尺寸示意图,*,煤矿安全知识,72,水槽布置方式,a,一,悬,挂式水槽；,b,一放置式水槽；,c,一混合式水槽,*,煤矿安全知识,73,b,水袋棚,水袋棚是将水装在容量约的双抗涂敷布制作的迈似半椭园形的隔爆水袋里。袋子上部两侧开有吊挂孔，一个一个地横向挂于支架的钩上，沿巷道方向横着挂几排。,挂水袋隔爆是日本最先采用的一种形式独特的隔爆方法。,*,煤矿安全知识,74,水袋棚,水袋,*,煤矿安全知识,75,岩粉棚,由安装在巷道中靠近顶板处的若干块岩粉台板组成，台板的间距稍大于板宽，每块台板上放置一定数量的惰性岩粉。,*,煤矿安全知识,76,岩粉棚结构,*,煤矿安全知识,77自动式隔爆棚）,利用在设施前方一定位置的,各种传感器,，感知煤尘爆炸的有关参量（如温度、压力等），将信号传到运算机构并指令动作机构使隔爆设施动作，强制喷洒固体或液体等消焰剂，从而可靠地扑灭爆炸火焰，阻止煤尘爆炸蔓延。,（,4,）自动式隔爆装置,*,煤矿安全知识,78,矿井火灾,*,煤矿安全知识,79,一、矿井火灾,凡是发生在矿井,井下,或,地面,威胁到井下安全生产，造成损失的,非控制燃烧,。,1.,矿井火灾,*,煤矿安全知识,80,2.,火灾事故的确定,凡因矿井火灾,(,包括外因火灾和内因火灾,),而导致以下情形之一的，即确定为火灾事故：,(1),造成人员伤亡,(2),造成以下直接损失,烧毁煤炭、设备或材料折合价值,1,万元及其以上,。,(3),造成以下间接损失,工作面,停,止生产,8 h,以上,封闭设备、设施和材料折合价值,1,万元及其以上,冻结煤量,1,万,t,以上,封闭,1,个,工作面,*,煤矿安全知识,81,二、火灾三要素,1,、可燃物,2,、热 源,3,、空 气,*,煤矿安全知识,82,三、矿井火灾分类,1,、根据发生火灾的原因分两类,外因火灾,内因火灾,矿井火灾,主要指煤炭自燃,*,煤矿安全知识,83,2,、按发火地点不同划分,3,、按燃烧物不同划分,矿井火灾,矿井火灾,井筒火灾,采面火灾,巷道火灾,等,坑木火灾,电气火灾,油料火灾,煤炭自燃,等,*,煤矿安全知识,84,四、矿井火灾的危害,1,、产生大量有害气体,2,、火源及近邻产生高温,3,、引起爆炸,4,、燃毁设备和资源,5,、产生火风压,*,煤矿安全知识,85,（,1,）,发生突然，来势凶猛,，,时间与地点出人意料,；,外因火灾的特点,（,3,）,表面明火,，,容易发现，容易扑灭。,（,2,）,起因,很,容易扑灭的小火源,；,五、外因火灾,*,煤矿安全知识,86,外因火灾的预防主要,2,外因火灾的预防措施,（,1,）,是防止出现失控的高温热源,；,（,2,）,是尽量采用不燃或耐燃材料支护,（,4,）防止可燃物大量的积存,（,3,）不,燃,或难燃制品,，,*,煤矿安全知识,87,3,发现外因火灾,标志气体,一般情况下采用,CO,CO,2,发生火灾,标志气体,*,煤矿安全知识,88,六、内因火灾,是由于煤炭或其他自燃物自身氧化积热，发生燃烧引起的火灾。,也叫,自然发火,自然火灾,*,煤矿安全知识,89,1.,内因火灾发生的地点,内因火灾多数发生在,风流不畅通,的地点,采空区停采线,遗留的煤柱,破裂的煤壁,煤巷的高冒处,假顶工作面,浮煤堆积的巷道,任何浮煤堆积的地方,井下内因火灾发生的地点,*,煤矿安全知识,90,2.,内因火灾的特点,（,1,）,根据预兆能够早期发现,（,2,）,火源隐蔽,（,3,）,难以扑灭,（,4,）,火灾可以持续时间长,*,煤矿安全知识,91,3,.,煤炭氧化自燃过程一般可分为三个阶段：,潜伏阶段,自热阶段,燃烧阶段,（低温氧化阶段）,*,煤矿安全知识,92,图一煤炭自燃过程,I,一潜伏阶段；,I,一自热阶段；,一燃烧阶段,*,煤矿安全知识,93,4.,人体感官对煤炭自燃初期的识别,视力感觉,气味感觉,温度感觉,疲劳感觉,*,煤矿安全知识,94,5.,气体分析方法,通过测定矿井空气中气体成分可以判断煤炭自燃。,氧气浓度降低,二氧化碳含量增加,出现,一氧化碳,出现,其他碳氢化合物,空气成分变化,煤炭氧化,能使附近地区,*,煤矿安全知识,95,使用三个指标作为综合判断指标。,煤自然发火的标志气体,一氧化碳,乙烯（,C,2,H,4,）,乙炔（,C,2,H,2,煤矿安全知识,96,出现,0.0001%,的,CO,时,；,预测预报指标,出现,0.0001%,的,CO,和,C,2,H,4,时,出现,0.0001%,的,CO,和,C,2,H,4,C,2,H,2,时,缓慢氧化阶段,即自热阶段,矿井风流中,是,是加速氧化,是激烈氧化,即燃烧阶段,即将出现,明火,*,煤矿安全知识,97,七、火灾事故避灾措施,1,、处在火灾火源,上风侧,的人员，应,迎着（逆）着风流撤退,2,、处在火源,下风侧,的人员，火势小，越过火源没有危险时，可迅速穿过火区到火源上风侧。,火势太大,，则必须找到,捷径，尽快进入新鲜风流,中撤退,3,、自救器使用超过有效的防护时间 或无自救器时，,应用,湿毛巾堵住嘴鼻,寻找供风点,*,煤矿安全知识,98,八、矿井灭火方法,1,、直接灭火法,、封闭火区灭火法,3,、联合灭火法,（综合灭火法）,（隔绝灭火法）,*,煤矿安全知识,99,1,、直接灭火法,（,1,）挖除可燃物灭火法,（,2,）用水灭火,（,3,）灌浆灭火,（,4,）泡沫灭火法：,*,煤矿安全知识,100,井下用水灭火必须注意的问题：,灭火人员都应站在火源进风侧（上风头）。,应有充足的水量。,灭火喷射水流应先从火源边缘逐渐地推向中心。,不能用水扑灭带电的电器设备火灾。,要保持正常通风。,不宜用水扑灭油料火灾。,必须保持一个畅通的排烟通道。,*,煤矿安全知识,101,灭火泡沫有两类,化学泡沫灭火,空气机械泡沫灭火,*,煤矿安全知识,102,1,一风机；,2-,泡沫发射器；,3,一潜水泵；,4,一管路,I 5-,盛剂桶；,6-,水桶；,7,一喷嘴；,8-,棉线网；,9-,水管；,10,一水柱计；,1l,一密闭,图,3-30,高倍数空气机械泡沫灭火装置,*,煤矿安全知识,103,化学泡沫灭火,化学泡沫灭火器一般分泡沫式和酸碱式两类。它们都是利用物质间的化学变化产生泡沫，喷洒在着火物的表面上而灭火的。,泡沫灭火器的药剂是碳酸氢钠（,NaHCO,3,）发泡剂硫酸铝,Al,2,（,SO,4,）,3,酸碱灭火器是碳酸氢钠（,NaHCO,3,）与硫酸（,H,2,SO,4,）煤矿安全知识,104,1,一机壳；,2,一机盖；,3,一玻璃瓶；,4,一铁架；,5,一喷嘴；,6,一碱性药液；,7,一酸性药液,图,3-27,泡沫灭火器,*,煤矿安全知识,105,（,5,）沙子、岩粉灭火,（,6,）干粉灭火器灭火,（,7,）惰性气体灭火,氮气,N,2,二氧化碳,惰性气体,*,煤矿安全知识,106,、封闭火区灭火法,（隔绝灭火法）,封闭火区灭火法,就是在通往火区的所有巷道内以最快的速度，在最短的时间内建立起防火墙，阻断氧气的供给而使火源熄灭的灭火主法。,*,煤矿安全知识,107,图,3,33,砂袋防爆防火墙,*,煤矿安全知识,108,1,一秫秸帘子；,2,一砖墙；,3,一充填管；,4,一观测孔；,5,一注浆管；,6,一放水管；,7,一返水池,图,3-34,水砂充填防爆防火墙,*,煤矿安全知识,109,3,、联合灭火法,（综合灭火法）,是指以封闭火区为基础，再加其他阻燃、阻爆、降温、均压灭火等措施的灭火方法,联合灭火法,*,煤矿安全知识,110,矿井水灾,*,煤矿安全知识,111,一、矿井水灾,1,、矿井水灾,矿井突然涌出大量的水，发生,淹井,或,局部淹井,事故,“,透水”事故,又叫,“,突水”事故,或,矿井水灾,*,煤矿安全知识,112,2,、矿井水灾的危害,（,1,）停产,（,5,）处理灾害费用大,（,4,）资源丢失,（,2,）人员伤亡,（,3,）设备损坏,煤矿安全知识,113,1984,年,6,月,2,日，开栾矿务局范各庄煤矿，由于,2171,采煤工作面沟通奥灰岩陷落柱，发生突水峰值涌水量高达,2053m,3,/min,，年产,300,万吨的开采了,20,年的大矿，,21,小时全部淹没,。,9,名工人,未及时撤出,遇难,。,1984,年，开滦范各庄煤矿特大突水事故造成经济损失近,5,亿元人民币,，损失,煤炭近,8.5Mt,.,。恢复生产经济耗资高达,6,亿人民币,左右,*,煤矿安全知识,114,焦作矿区，全矿区总排水量,540m,3,/min,，含水系数,63 m,3,/t,，,吨煤排水成本,5,元，占原煤成,20%,，年排水费高达,2000,万,2500,万元,*,煤矿安全知识,115,3,、矿井水害,凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的，增加吨煤成本使矿井局部或全部被淹没的矿井水，都称为矿井水害。,*,煤矿安全知识,116,1,矿井水灾发生的条件,（,1,）水源,（,2,）涌水通道,水源和,通道,失控,发生水灾,二、矿井充水条件,*,煤矿安全知识,117,（,1,）构造断裂带与接触带,（,2,）导水陷落柱,（,3,）采矿造成的裂隙通道,（,4,）封闭不良的钻孔,（,5,）岩溶塌陷及天窗,2,矿井涌水通道,*,煤矿安全知识,118,3,、矿井充水水源,矿井水的来源是多方面的，主要有四种充水水源：,、地下水,、地表水,、大气降水,、老窑积水,*,煤矿安全知识,119,、煤壁挂汗,、煤壁挂红,、空气变冷,、水呼声,四、矿井突水前的预兆,*,煤矿安全知识,120,、发生雾气,、滴水、淋水成水线,、底板鼓起,、煤层变暗、发湿,、臭鸡蛋味,*,煤矿安全知识,121,矿井水防治应从两方面着手，即,：,（,1,）地面防治水,（,2,）井下防治水,矿井防水,五、矿井水害防治,*,煤矿安全知识,122,开凿泄洪隧道，把矿区内汇集水疏通到矿区外,建水库、增大雨季蓄洪量,挖沟、建闸、设站,矿井井口标高应高于当地历年最高洪水位。挖防洪沟、堵塞开采塌陷和裂缝、封闭钻孔、河床铺底、改道等,疏,防,排,蓄,（,1,）地面防治水,*,煤矿安全知识,123,制定相应的,“探、防、堵、截、排”,综合防治措施。,（,2,）井下防治水,*,煤矿安全知识,124,“,探”,即井下探水（包括物探、钻探和化探）,（探水前进）,必须坚持,“有疑必探、先探后掘”,的探放水原则,*,煤矿安全知识,125,（防水煤柱）,可采取选择合理的开拓开采方法，减少矿井涌水量和,留设防水煤柱,，使工作面与地下水源保持一定距离等措施,即留设各种防水煤柱，阻隔有害水源,。,“,防”,*,煤矿安全知识,126,1984,年,6,月,6,日，范各庄煤矿水位至,156.17m,时，,遭开采破坏且间距极小边界煤柱,被水压破，,水涌入溃入与范各庄矿相邻的吕家坨煤矿，实测最大过水量388.8 m,3,/min,。,6,月,10,日，吕家坨矿,425m,水进入主排水泵房，年产,200,万吨原煤的,吕家坨矿被淹没,。因,边界煤柱渗水,，又使,林西矿被迫停产。,*,煤矿安全知识,127,即注浆堵住出水口，或加固裂隙带、充填岩溶、改造含水层、加固底板等,“,堵”,（堵塞水源）,浆液在空隙中,扩散、胶结、硬化,、最终起到,加固地层,和,堵隔水源,作用,*,煤矿安全知识,128,“,截”,（截断水路）,a.,修筑截水建筑物,在井下适当地点,修筑截水建筑物,，如,水闸门、水闸墙,等,截水建筑物是井下防水的主要安全设施,*,煤矿安全知识,129,当井下局部,发生涌水,时，将其,截住,使其不致危及其他地区；或用水闸墙，水闸门将,煤层开采区,与水源,隔离,，以保证开采安全。,b.,截水建筑物的作用,*,煤矿安全知识,130,c.,截水建筑物,截水建筑物,（,a,）,水闸门,（,b,）,水闸墙,包括,*,煤矿安全知识,131,图,41,水闸门示意图,*,煤矿安全知识,132,图,42,永久水闸墙示意图,*,煤矿安全知识,133,放，即对老空积水、可疑水源采取放水，或超前放出顶板水,在地面或井下打专门钻孔和利用专门疏水巷道进行疏放排水，以降低含水层的水位和水压；并疏干局部地下水,“,排”,（排出水患）,包括疏水、放水和排水。,疏，即疏水降压或疏干有害含水层,排，即井下排水设施和排水能力,*,煤矿安全知识,134,顶板灾害,*,煤矿安全知识,135,一、煤层顶板,煤层下面的岩层,煤层上面的岩层,1,、煤层顶板,2,、煤层底板,3,、,煤层的围岩,煤层顶、底板岩层的总称,*,煤矿安全知识,136,二、煤层顶板分层,煤层顶板一般分三层：,3.,老顶,2.,直接顶,1.,伪顶,（基本顶）,*,煤矿安全知识,137,*,煤矿安全知识,138,三、顶板事故,是指在地下采、掘生产过程中，顶板意外垮落造成,人员伤亡、设备损坏、生产中止,等事故,顶板事故,*,煤矿安全知识,139,四、顶板事故分类,1.,按冒顶范围可将顶板事故分为：,局部冒顶,大型冒顶,顶板事故,*,煤矿安全知识,140,压垮型冒顶,2.,按发生事故的力学原因分三类：,漏垮型冒顶,推垮型冒顶,*,煤矿安全知识,141,3.,按冒顶发生的地点可分为：,维修巷道冒顶,发生在维修巷道的顶板事故。,掘进巷道冒顶,发生在掘进工作面的顶板事故。,采煤工作面冒顶,发生在采煤工作面的顶板事故,（采场顶板事故）,*,煤矿安全知识,142,五、顶板事故的危害,（,1,）,推倒支架、埋压设备，造成停电、停风,（,2,）会引起透水事故,（,3,）易造成瓦斯事故,；,（,4,）,造成人员伤亡；,（,5,）造成巨大经济损失。,*,煤矿安全知识,143,六,、工作面顶板管理,要进行地下矿产资源的安全高效开采，防止顶板事故发生，则必须支护回采空间并处理采空区。,采场顶板管理包括两部分内容,1.,支护,2.,采空区处理,*,煤矿安全知识,144,要,安全有效地,支护顶板，首先应进行,顶板分类,，其次根据顶板类型,选择适宜的支架,，最后对各种架型支架的顶板控制效果进行预测分析，以达到预定的控顶效果。,1.,支护,*,煤矿安全知识,145,工作面顶板控制：,工作面周围岩石发生变形、破坏及至冒落。架设支架后，支架会因受到上术变化而产生支撑力，可以防止顶板下沉及、乃至冒落，尽管支架也可能会发生变形、破坏。,即对工作面支架的架设。,支护,工作面支护,*,煤矿安全知识,146,（,1,）,采煤工作面支护,*,煤矿安全知识,147,*,煤矿安全知识,148,*,煤矿安全知识,149,*,煤矿安全知识,150,*,煤矿安全知识,151,*,煤矿安全知识,152,1,木支架,木支架所用的材料。,（,1,）坑木,（,2,）木支架的优点,重量轻,易加工,有一定强度,架设方便,发出响声,矿压突然增大,木支架具有,（,2,）,掘进工作面支护,*,煤矿安全知识,153,巷道中的梯形木支架,*,煤矿安全知识,154,2,钢筋混凝土支架,利用钢筋混凝土制作的“钢筋混凝土装配式支架”的简称,（,1,）钢筋混凝土支架,（,2,）钢筋混凝土支架分类,钢筋混凝土支架,可分为,普通混凝土支架,预应力混凝土支架,*,煤矿安全知识,155,3,金属支架,（,1金属支架的特性,优点,强度大,体积小,坚固耐用,防火,可回收复用,结构上可制成各种形式构件,*,煤矿安全知识,156,缺点,初期投资大,不能封闭岩石,不能阻水,不能防止围岩风化,*,煤矿安全知识,157,可缩性金属支架,*,煤矿安全知识,158,4,砌碹支护,是指用砖、各种料石、混凝土及钢筋混凝土等砌筑或现场浇制而成的连续整体式巷道支架,（,1,）砌碹支护,发碹,石材支护,又称,或,砌碹支护,*,煤矿安全知识,159,料石旋半圆拱支护,料石旋三心拱支护,*,煤矿安全知识,160,5,锚杆支护,是一种在巷道,围岩中安装锚杆,，使层状的、块状的、整体的、软质的岩体以不同的形态得到加固，形成一个完整的支护结构的支护方法。,（,1,）锚杆支护,*,煤矿安全知识,161,节约材料和钢材；降低支护成本；,（,2,）锚杆支护的特点,减少材料运输量,使用范围广，适用性强；。,有利于一次成巷施工和提高掘进速度；,减少通风阻力；,锚杆轻便，施工工艺简单，有利机械化施工,可以改变顶板力学性质减少冒顶、片帮；,掘进断面小；巷道维修费用较少；,*,煤矿安全知识,162,（,3,）锚杆支护作用的原理,锚杆不同于一般的支架，它不只是消极地承受巷道围岩所产生的压力和阻止破碎岩石的冒落，而是通过锚入围岩内的锚杆来,改变围岩本身的力学状态,，在巷道周围形成一个,整体而稳定的岩石带,，锚杆与围岩,共同作用,而达到支护巷道的目的。,锚杆支护是一种积极防御的支护方法。,*,煤矿安全知识,163,锚杆支护作用的原理,（,a,）,悬吊作用,（,b,）,组合梁作用,（,c,）,挤压加固作用,（,d,）,均匀压缩拱作用,*,煤矿安全知识,164,（,a,）,悬吊作用,在层状岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。,*,煤矿安全知识,165,a-,锚杆的悬吊作用；,*,煤矿安全知识,166,（,b,）,组合梁作用,在没有稳固岩层的薄层状岩层中，锚杆将薄层岩石锚固成一个岩石板梁，提高顶板的承载能力。,决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的锚固力及杆体强度和岩层性质。,*,煤矿安全知识,167,b,一锚杆的组合梁作用,*,煤矿安全知识,168,（,c,）,挤压加固作用,在块状围岩中，锚杆可将巷道周围的危石彼此挤紧，对岩石起到挤压加固作用，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能阻止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而能保持巷道的稳定性。,*,煤矿安全知识,169,c,一锚杆的紧固作用；,*,煤矿安全知识,170,（,d,）,均匀压缩拱作用,在松软岩层中，点锚固锚杆就会在巷道周围形成连续的均匀压缩带，即承载的压缩拱,(,相当于在该处打了点柱，减小了巷道跨度,),。该拱的加固作用取决于锚杆的长度与间距之比及锚杆的强度。,（减少跨度作用）,*,煤矿安全知识,171,d,一锚杆的均匀压缩拱作用,*,煤矿安全知识,172,木锚杆,（,4,）常用锚杆的类型：,双快水泥锚杆。,快硬膨胀水泥锚杆；,钢筋和钢丝绳砂浆锚杆；,树脂锚杆；,金属锚杆,管缝式锚杆；,金属侧楔式锚杆,金属楔缝式锚杆,压缩锚杆,普通锚杆,*,煤矿安全知识,173,锚杆的种类很多,*,煤矿安全知识,174,（,5,）锚杆组合支护形式,即使用锚杆与梁的联合支护,即在打锚杆之后，紧贴墙面铺一层金属网，然后喷射混凝土或砂浆；,锚喷网支护,即使用锚杆，金属网和钢带加锚索的联合支护。目前在大断面煤巷掘进中广泛使用。,锚网带支护,锚梁支护,*,煤矿安全知识,175,锚喷支护：锚杆一挂金属网一喷混凝土,*,煤矿安全知识,176,（,6,）锚喷支护,喷射,砂浆,联合支护,喷射,混凝土,联合支护,锚杆和,*,煤矿安全知识,177,采空区处理方法分类,现有的各种采空区处理方法：,煤柱支撑法,缓慢下沉法,采空区充填法,全部垮落法,2.,采空区处理,*,煤矿安全知识,178,有步骤地将已采空间顶板岩层,放落,，利用冒落岩石的,碎胀性,使采空区,充填,，支撑并控制覆岩活动。,全部垮落法,(,简称放顶,),*,煤矿安全知识,179,全部垮落法回柱放顶工序,a,一最小控顶,距,时支架形式；,b,一第一次推进后支架形式；,c,一放顶前,(,最大控顶距,),支架形武；,d,一放顶后恢复到最小控顶状态,*煤矿安全知识,180,垮落法,*,煤矿安全知识,181,用,人工,或,机械,的方法将充填料充入采空区并将其,填满,，以,支撑,和,控制覆岩,。,采空区充填法,*,煤矿安全知识,182,充填法,*,煤矿安全知识,183,可细分为,采空区充填法,将采空区全部充满,全部充填法,仅部分充填采空区,部分充填法,*,煤矿安全知识,184,局部充填法示意图,*,煤矿安全知识,185,煤柱支撑法,是在采空区内，留设适当宽度的煤柱以支撑顶板的岩层控制方法，,（又称刀柱法）,*,煤矿安全知识,186,煤柱支撑法示意图,*,煤矿安全知识,187,煤柱支撑法,*,煤矿安全知识,188,随着工作面推进，顶板岩层在采空区后方,自行挠曲下沉,，使采空区顶板和底板,逐渐合拢,，从而充满采空区并控制覆岩的活动,的顶板管理方法，,缓慢下沉法,*,煤矿安全知识,189,缓慢下沉法示意图,*,煤矿安全知识,190,（,2,）采取有效的支护措施,（,1,）充分掌顶板压力分布及来压规律,防止冒顶事故的措施有：,七、顶板事故的预防,（,3,）及时支护，严禁空顶作业,（,4,）及时处理局部漏顶,（,6,）特殊条件下要采取有针对性安全措施,*,煤矿安全知识,191,采掘工作面在遇到,托伪顶、过断层、过老巷及地质破碎带,时，必须采取有针对性地,放炮措施、支护措施、背顶措施及回柱措施，,严格执行防止冒顶。,*,煤矿安全知识,192,八、冒顶前的预兆,6.,漏顶,5.,脱层,4.,裂缝,3.,片帮,2.,掉渣,1.,响声,*,煤矿安全知识,193,顶板掉碴是冒顶的预兆之一,*,煤矿安全知识,194,煤壁片帮是冒顶的 预兆之一,*,煤矿安全知识,195,顶板出现裂隙或原有裂隙加大，也是冒顶的预兆之一,*,煤矿安全知识,196,九、试探冒顶危险的办法,试探有没有冒顶危险的四种办法,3.,震动法,2.,敲帮问顶法,1.,木楔法,4.,仪器探测法,（微振仪、地音仪、超声波地层应力仪等）,*,煤矿安全知识,197,严格执行敲帮问顶，杜绝事故的发生,*,煤矿安全知识,198,矿井通风,*,煤矿安全知识,199,一,、矿井通风的作用,（1,）供给井下工人足够新鲜空气，满足人员呼吸需要,（,3,）调节井下气候条件，提高生产效率。,（,2,）稀释和排除井下有害气体、矿尘；,*,煤矿安全知识,200,二、一通三防,加强通风来，防瓦斯、防煤尘、防火灾事故,一通三防,*,煤矿安全知识,201,受到井下浮尘和有害气体污染的空气,新鲜空气,成分与地面空气相同或近似的空气,污浊空气,简称“新风”,简称“乏风”,1.,新风与乏风,三、井下空气,*,煤矿安全知识,202,矿井空气中常见的有害气体主要有,二氧化碳,和,瓦斯,外，主要还有：,2,、,井下有害气体,（,1,）一氧化碳（）,（,3,）,硫化氢（,H,2,S,）,（,2,）,二氧化氮（6,）,氢（,H,2,）,（,5,）,氨（,NH,3,）,（,4,）,二氧化硫（,S,）,*,煤矿安全知识,203,四、井下气候条件,井下气候条件,是指井下,空气的温度、湿度和风速,三者综合给予人的舒适感觉。,*,煤矿安全知识,204,国有重点煤矿中有,70,多处矿井采掘工作面温度,超过,其中,30,多处矿井采掘工作面温度,超过,30,，最,高达,37,热害已成为矿井的新灾害,全国煤矿热害突出的矿井有,平顶山八矿,新汶斜庄矿,丰城建新矿,徐州三河尖矿,永荣曾家山矿,新开发的巨野矿区,等,*,煤矿安全知识,205,是指工作面到风筒口这一段巷道中的风流,五、有关概念,1.,采掘工作面风流1,）掘进工作面风流,(,见下图,),*,煤矿安全知识,206,掘进工作面,风流,示意图,风流,*,煤矿安全知识,207,（,2,）采煤工作面风流,采煤工作面空间中的风流,采煤工作面距顶板、底板、煤帮各,200,毫米和放顶线之间的风流。,采煤工作面,T,1,甲烷传感器，布置在上风巷距安全出口,10,米的位置，其监测的瓦斯浓度为,“,采煤工作面风流,”,中的浓度。,有三种解释：,*,煤矿安全知识,208,（,4,）必须设,T,0,甲烷传感器监测。,2.,上隅角,采煤工作面放顶线和回风巷的上帮及其顶板的,“交面处”,（,1,）上隅角,叫,（,2,）上隅角的瓦斯应,按,“,采煤工作面风流,”,