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(qiáng)通風(fēng)。防止瓦斯積聚的最主要的措施是加強(qiáng)通風(fēng)。礦井建立一個(gè)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(diǎn)輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，以保證及時(shí)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(cè)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(qiáng)管理，加強(qiáng)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(dòng)檢測(cè)報(bào)警裝置。3）及時(shí)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(shí)，必須及時(shí)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(diǎn)有：采煤工作面上隅角、獨(dú)頭掘進(jìn)工作面的巷道隅角、采煤機(jī)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(diǎn)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(duì)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(chǔ)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(duì)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(qiáng)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(jī)房周圍20m內(nèi)禁止使用明火；井下焊接時(shí)，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(shí)，應(yīng)立即采取一切可能的辦法直接滅火，并迅速報(bào)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(jī)械化程度的不斷提高，機(jī)械摩擦、沖擊火花引起的燃燒危險(xiǎn)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(cè)報(bào)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(xiǎn)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(shí)，最后一段的延期時(shí)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(qiáng)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(jī)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(shí)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(chǎng)、矸石山、爐灰場(chǎng)與進(jìn)風(fēng)井的距離不得小于80m。不得將矸石山或爐灰場(chǎng)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(chǎng)，主要絞車道與主要運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷的連接處，井下機(jī)電設(shè)備硐室，主要巷道內(nèi)帶式輸送機(jī)機(jī)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(jī)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(shí)能及時(shí)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(jī)械化程度的提高，必須做好井下機(jī)械運(yùn)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(kuò)大1）設(shè)置消防材料庫。消防材料庫的作用是儲(chǔ)存消防材料以便發(fā)生火災(zāi)時(shí)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(chǎng)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(shí)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(shí)發(fā)現(xiàn)初起火災(zāi)。及時(shí)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(gè)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(cè)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(shí)，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(shí)，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(shí)建筑密閉墻，同時(shí)封閉。對(duì)有發(fā)生瓦斯爆炸危險(xiǎn)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(dú)采用一種方法達(dá)不到滅火目的，或滅火時(shí)間太長時(shí)，可將直接滅火法和隔絕滅火法聯(lián)合起來運(yùn)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(dòng)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(bào)措施三個(gè)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(kuò)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(shí)，使煤體的塑性增強(qiáng)，以減少采煤時(shí)生成煤塵的數(shù)量。這是防治煤塵的一項(xiàng)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(shí)，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(shí)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(shí)，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(yáng)。噴霧灑水簡單方便，廣泛應(yīng)用于采掘機(jī)械切割、工作面爆破、煤炭裝載、運(yùn)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(shí)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(yáng)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(dòng)和沖擊會(huì)再度飛揚(yáng)起來，為煤塵爆炸創(chuàng)造條件。必須及時(shí)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(duì)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(dòng)式隔爆裝置和采用自動(dòng)抑爆裝置。①被動(dòng)式隔爆裝置。被動(dòng)式隔爆裝置是借助于爆炸沖擊波的動(dòng)力使隔爆裝置動(dòng)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(dòng)抑制裝置。自動(dòng)抑爆裝置的作用原理是：利用傳感器測(cè)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(hào)，指令機(jī)構(gòu)的演算器根據(jù)這些電信號(hào)準(zhǔn)確地計(jì)算出爆炸火焰的傳播速度，并在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，噴灑機(jī)構(gòu)及時(shí)噴出消焰劑，準(zhǔn)確可靠地?fù)錅绫ɑ鹧?，阻止爆炸的傳播。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(shí)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(shí)，會(huì)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(hào)。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(shí)，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(shí)必須立即發(fā)出警報(bào)，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(shí)，空氣溫度會(huì)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(shí)，氣溫反而升高。5、出現(xiàn)霧氣。當(dāng)采掘工作面氣溫較高時(shí)，從煤壁滲出的積水，就會(huì)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(gè)字的綜合防治措施。（2）井下探水1、長探方面1、采掘隊(duì)組有義務(wù)加強(qiáng)對(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)組做好探水前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。4、施工隊(duì)負(fù)責(zé)落實(shí)礦部安排的探放水工作，積極組織，不得延誤探放水時(shí)間。5、探放水過程中，要嚴(yán)格落實(shí)探放水各項(xiàng)措施。2、短探方面掘進(jìn)工作面為了彌補(bǔ)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(jī)，鉆桿長度不低于6m，有施工隊(duì)自行配備。1、掘進(jìn)工作面在掘進(jìn)過程中，為了彌補(bǔ)長探的不足，必須堅(jiān)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(jī)或者風(fēng)鉆進(jìn)行短探工作。短探參數(shù)：設(shè)計(jì)3個(gè)鉆孔，煤層中3個(gè)，兩幫孔與巷道成30°夾角。堅(jiān)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(chǎng)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(shí)支護(hù)懸露頂板，加強(qiáng)敲幫問頂。2）炮采時(shí)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(shí)，首先支架必須有足夠強(qiáng)度，其次系統(tǒng)應(yīng)具有一定阻力，防止老頂來壓時(shí)推倒支架。4）防止放頂線附近局部冒頂，要加強(qiáng)地質(zhì)及觀察工作，在大塊巖石范圍內(nèi)加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)用木支架代替單體金屬支架。5）隨時(shí)注意地質(zhì)構(gòu)造的變化，采取相應(yīng)措施。2.采場(chǎng)大型冒頂?shù)念A(yù)兆及防治（1）采場(chǎng)大型冒頂?shù)念A(yù)兆采場(chǎng)大型冒頂一般包括老頂來壓時(shí)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