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文檔簡介
第七章礦山安全技術第一節(jié)礦山安全基礎知識礦山是開采礦石或生產礦物原料的場所。一般包括一種或幾種露天采場、地下礦山和坑口.以及保證生產所需要的多種附屬設施(包括選礦廠、尾礦庫和排土場等)。按開采礦種的不一樣,礦山分為煤礦和金屬非金屬礦山。煤礦是生產煤炭的礦山,而金屬非金屬礦山則是開采金屬礦石、放射性礦石、建筑材料、輔助原料、耐火材料及其他非金屬礦物(煤炭除外)的礦山。按照開采方式的不一樣.礦山分為露天礦山和地下礦山及兩者聯(lián)合開采礦山。露天礦山是指在地表開挖區(qū)通過剝離圍巖、表土等,采出礦物的采礦場及其附屬設施;地下礦山(井工礦)則是以平硐、斜井、豎井等作為出入口,采出礦物的采礦場及其附屬設施。按礦山規(guī)模大小,礦山可分為大型礦山.中型礦山和小型礦山。二、礦山開采技術礦床開拓就是指按照一定的方式和程序.建立地面與采礦場各工作水平之間的運送通道,以保證礦場正常生產的運送聯(lián)絡,并借助這些通道,及時準備出新的生產水平。露天礦床開拓重要分為鐵路運送開拓、公路運送開拓和平硐溜井開拓;地下礦山礦床開拓措施大體可分為單一開拓和聯(lián)合開拓兩大類。(一)露天開采用一定的開采工藝,按一定的開采次序,剝離巖石、采出礦石的措施。即在露天條件下,將埋藏較淺的礦石,從礦坑露天礦、山坡露天礦或剝離露天礦進行開采。包括挖掘一系列次序的溝槽。露天開采工藝.按作業(yè)的持續(xù)性,分間斷式、持續(xù)式和半持續(xù)式。間斷式開采工藝合用于多種地質礦巖條件;持續(xù)式工藝勞動效率高,易實現(xiàn)生產過程自動化,但只能用于松軟礦巖;半持續(xù)式工藝兼有以上兩者的特點,但在硬巖中,需增長機械破碎巖石的環(huán)節(jié)。(二)地下開采礦山根據(jù)施工措施及地層賦存條件的不一樣,井筒(或巷道)施工分為一般鑿井法與特殊鑿井法。一般鑿井法是在穩(wěn)定或含水較少的地層中采用鉆眼爆破或其他常規(guī)手段鑿井的措施。特殊鑿井法是在不穩(wěn)定或含水量很大的地層中,采用非鉆爆法的特殊技術與工藝的鑿井措施。一般采用的有凍結法鑿井、鉆井法鑿井、注漿鑿井法鑿井。1.一般鑿井法一般鑿井法一般采用鉆眼爆破的措施。在巖體上鉆鑿一定直徑、一定深度及數(shù)量的炮眼,并在炮眼裝入炸藥,靠炸藥爆炸的力量破碎巖體,從而到達井巷掘進的目的。它的長處是操作簡樸,易于掌握,設備簡樸,安全可靠,可以根據(jù)規(guī)定,在巖體中鉆爆出不一樣形狀,不一樣深度的井筒或巷道。★根據(jù)炮眼深度與直徑的不一樣,我國將鉆爆法分為淺孔爆破法、中深孔爆破法和深孔爆破法。炮眼直徑不不小于50mm,深度不不小于2m時稱為淺孔爆破,多用于井巷工程;炮眼直徑不不小于50mm,深度2—4m稱為中深孔爆破,多用于井筒及大斷面硐室掘進;炮眼直徑不小于50mm、深度不小于5m則稱為深孔爆破,重要用于立井井筒及溜煤眼、大斷面硐室以及露天開采的臺階爆破。2.特殊鑿井法特殊鑿井法是當井筒(或巷道)穿過不穩(wěn)定含水地層時,一般是第四系和第三系,用一般鑿井法無法通過時采用的特殊施工措施。一般指凍結法、鉆井法、注漿法。根據(jù)煤層厚度不一樣,對于薄及中厚煤層,一般采用一次采全厚的單一長壁采煤法;對于厚煤藝重要有炮采、一般機械化采煤(高檔普采)和綜合機械化采煤3種類型。在選擇回采工藝方式時,應柱式體系采煤法分為3種類型:房式、房柱式及開掘某些煤房,煤房與煤房之間以聯(lián)絡巷相通?;夭稍诿悍恐羞M行,煤柱可2.金屬非金屬地下礦山采礦措施(1)全面采礦法。在薄和中厚的礦石和圍巖均穩(wěn)固的緩傾斜(傾角一般不不小于30‘)礦體中,應用全面采礦法。該措施的特點是:工作面沿礦體走向或傾向全面推進,在回采過程中將礦體中的夾石或貧礦留下,呈不規(guī)則的礦柱以維護采空區(qū),這些礦柱一般作永久損失,不進行回采。(2)房柱采礦法。房柱采礦法用于開采水平和傾斜的礦體,在礦塊或采空區(qū)礦房和礦柱交替布置,回采礦房時,留持續(xù)的或間斷的規(guī)則礦柱,以維護頂塊巖石。它比全面采礦法合用范圍廣,不僅能回采薄礦體,并且可以回采厚和極厚礦體。礦石和圍巖均穩(wěn)固的水平和緩傾斜礦體,是這種采礦措施應用的基本條件。(3)留礦采礦法。工人直接在礦房暴露面下的留礦堆上作業(yè),自下而上分層回采,每次采下的礦石靠自重放出1/3左右,其他暫留在礦房中作為繼續(xù)上采的工作臺。礦房所有回采后,暫留在礦房中的礦石再行大量放出,即大量放礦。這種采礦措施合用于開采礦石和圍巖穩(wěn)固、礦石無自燃性、破碎后不結塊的急傾斜礦床。(4)分階段礦房法。分階段礦房法是按礦塊的垂直方向,再劃分為若干分段;在每個分段水平布置礦房和礦柱,中分段采下的礦石分別從各分段的出礦巷道運出。分段礦房回采結束后,可立即回采本分段的礦柱并同步處理采空區(qū)。(5)階段礦房法。階段礦房法是用深孔回采礦房的空場采礦法。根據(jù)落礦方式的不一樣又可分為水平深孔階段礦房法和垂直深孔階段礦房法。前者規(guī)定在礦房底部進行拉底,后者除拉底外,有的還需在礦房的全高開出垂直切割槽。2)崩落采礦法崩落采礦法是以崩落圍巖來實現(xiàn)地壓管理的采礦措施,即伴隨崩落礦石,強制(或自然)崩落圍巖充填采空區(qū),以控制和管理地壓。重要包括單層崩落法、分層崩落法、分段崩落法、階段崩落法。(1)單層崩落法。單層崩落法重要用來開采頂板巖石不穩(wěn)固、厚度一般不不小于3m的緩傾斜礦層。將階段礦層劃提成礦塊,礦塊回采工作按礦體全厚沿走向推進。當回采工作面推進一定距離后,除保留回采工作所需的空間外,有計劃地回收支柱并崩落采空區(qū)的頂板,用崩落頂板巖石充填采空區(qū),以控制頂板壓力。按工作面形式可分為長壁式崩落法、短壁式崩落法和進路式崩落法。(2)分層崩落法。分層崩落法按分層由上向下回采礦塊,每個分層礦石采出之后,上面覆蓋的崩落巖石下移充填采礦區(qū)。分層回采是在人工假頂保護下進行的,將礦石與崩落巖石隔開,從而保證了礦石損失和貧化的最小化。(3)有底柱分段崩落法。此法也稱有底部構造的分段崩落法,其重要特性是:按分段逐一進行回采;在每個分段下部設有出礦專用的底部構造。分段回采由上向下逐分段依次進行。該采礦措施又可分為水平深孔落礦有底柱分段崩落法與垂直深孔落礦有底柱分段崩落法。(4)無底柱分段崩落法。無底柱分段崩落法中分段下部未設有專用出礦巷道所構成的底部構造;分段的鑿巖、崩礦和出礦等工作均在回采巷道中進行。(5)階段崩落法。其基本特性是回采高度等于階段全高??煞譃殡A段強制崩落法與階段自然崩落法。階段強制崩落法又可分為設有賠償空間的階段強制崩落法和持續(xù)回采的階段強制崩落法。3)充填采礦法伴隨回采工作面的推進,逐漸用充填料充填采空區(qū)的采礦措施叫充填采礦法。有時還用支架與充填料相配合,以維護采空區(qū)。充填采空區(qū)的目的,重要是運用所形成的充填體進行地壓管理,以控制圍巖崩落和地表下沉,并為回采發(fā)明安全和便利的條件。有時還用來防止有自燃礦石的內因火災。按礦塊構造和回采工作面推進方向充填采礦法又可分為單層充填采礦法、上向分層充填采礦法、下向分層充填采礦法和分采充填采礦法。按采用的充填料和輸出方式不一樣,又可分為干式充填采礦法、水力充填采礦法、膠結充填采礦法。(1)單層充填采礦法。此法合用于緩傾斜薄礦體,在礦塊傾斜全長的壁式回采面沿走向方向、一次按礦體全厚回采,隨工作面的推進、有計劃地用水力或膠結充填采空區(qū),以控制頂板崩落。(2)上向水平分層充填采礦法。此法一般將礦塊劃分為礦房和礦柱,第一環(huán)節(jié)回采礦房,第二環(huán)節(jié)回采礦柱?;夭傻V房時,自下向上水平分層進行,伴隨工作面向上推進,逐層充填采空區(qū),并留出繼續(xù)上采的工作空間。充填體維護兩幫圍巖,并作為上采的工作平臺。崩落的礦石落在充填體的表面上,用機械措施將礦石運至溜井中。礦房采到最上面分層時,進行接頂充填。礦柱則在采完若干礦房或全階段采空后,再進行回采。礦房的充填措施,可用干式充填、水力充填或膠結充填。(3)上向傾斜分層充填采礦法。這種措施與上向水平分層充填法的區(qū)別是,用傾斜分層回采,在采場內礦石和充填料的動搬重要靠重力。這種措施只能用干式充填。(4)下向分層充填采礦法。這種措施合用于開采礦石很不穩(wěn)固或礦石和圍巖均很不穩(wěn)固,礦石品位很高或價值很高的有色金屬或稀有金屬礦體。這種采礦措施的實質是從上往下分層回采和逐層充填,每一分層的回采工作是在上一分層人工假頂?shù)谋Wo下進行?;夭煞謱铀交蚺c水平成4°~10°或10°~15°傾角。傾斜分層重要是為了充填直接頂,同步也有助于礦石運搬,但鑿巖和支護作業(yè)不如(5)分采充填采礦法。當?shù)V脈厚度不不小于0.3~0.4m時,只采礦石工人無法在其中工作,必須分別回采礦石和圍巖,使其采空區(qū)到達容許工作的最小厚度(0.8~0.9m),采下的礦石運出采場,而采掘的圍巖充填采空區(qū),為繼續(xù)上采發(fā)明條件,這種采礦法就為分采充填法。(6)方框支架充填采礦法。開采薄礦脈過去多采用橫撐支柱或木棚支架采礦法。在礦體厚度較大,礦石和圍巖極不穩(wěn)固,礦體形態(tài)極其復雜,礦石寶貴等條件下,這種采礦措施是開采薄礦脈的有效措3.液體開采又稱特殊采礦法。是從天然鹵水里、湖里、海洋里或地下水中提取有用的物質;將有用礦物加以溶解(或熱水融化),再將溶液抽至地面后進行提??;用熱水驅、氣驅或燃燒,把礦物質從一種井孔驅至另一井孔中采出。大多數(shù)液體采礦是用鉆井法進行的。三、礦山安全技術規(guī)程和規(guī)范目前,金屬非金屬礦山技術規(guī)程重要有《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》、《尾礦庫安全技術規(guī)程》、《排土場安全生產規(guī)則》等,合用于金屬非金屬礦山開采及附屬設施的設計、建設和生產。2.煤礦安全規(guī)程、規(guī)范和規(guī)定煤礦安全規(guī)程、規(guī)范重要有:(1)《煤礦安全規(guī)程》;(2)《地下礦山瓦斯抽放管理規(guī)范》;(3)《防治煤與瓦斯突出細則》;(4)《地下礦山防滅火規(guī)范》;(5)《煤礦粉塵防治規(guī)范》。3爆破安全規(guī)程《爆破安全規(guī)程》(GB6722--)規(guī)定了爆破作業(yè)、爆破施工和爆破器材的儲存、運送、加工、檢查與銷毀的安全技術規(guī)定及其管理工作規(guī)定,合用于多種民用工程爆破和中國人民解放軍、武裝警察部隊從事的非軍事目的的工程爆破?!侗瓢踩?guī)程》的內容包括:爆破作業(yè)的基本規(guī)定、各類爆破作業(yè)的安全規(guī)定、安全容許距離與環(huán)境影響評價和爆破器材的安全管理等幾種部分的內容。礦用爆破器材重要包括炸藥和起爆器材。礦用炸藥一般有酸銨類炸藥、水膠炸藥、硝化甘油炸藥和乳膠炸藥。其中硝酸銨類炸藥是我國礦山最廣泛使用的工業(yè)炸藥。硝酸銨類炸藥曾稱“硝安炸藥”或“硝銨炸藥”,是經硝酸銨為主加有可燃劑或再加敏化劑(硝化甘油除外),可用雷管起爆的混合炸藥。該炸藥的特點是氧平衡靠近于零,有毒氣體產生量受到嚴格限制。硝酸銨炸藥均為粉狀,用紙包裝加工成圓柱形藥卷,外涂一層石蠟防水。硝酸銨炸藥的貯存期為4—6個月。水膠炸藥是20世紀70年代研制成功的新型炸藥,是硝酸甲胺的微小液滴分散在以硝酸鹽為主的氧化劑水溶液中,經稠化、交聯(lián)而制成的凝膠狀含水炸藥。水膠炸藥具有抗水性能強、密度高、威力大、安全性好、生產工藝簡樸、使用以便等特點,無硝酸銨類炸藥的重要缺陷。硝化甘油炸藥是硝化甘油被可燃劑和(或)氧化劑等吸取后構成的混合炸藥。其長處是威力高、耐水(可在水下爆破)、密度大、具有可塑性、爆炸穩(wěn)定性高。缺陷是會“老化”、“滲油”,機械敏度高,生產和使用安全度較差,價格昂貴,已經很少使用。乳化炸藥是通過乳化劑的作用,使以硝酸鹽為主的氧化劑水溶液微滴均勻地分散在具有氣泡或多孔性物質的油相持續(xù)介質中而形成的油包水型膏狀含水炸藥。在有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下工作面或工作地點應使用經主管部門同意,符合國家安全規(guī)程規(guī)定的煤礦許用炸藥。2.起爆器材起爆器材可分為起爆材料和傳爆材料兩大類。雷管是爆破工程的重要起爆材料,導火線、導爆管屬于傳爆材料,繼爆管、導爆線既可起起爆作用,又可起傳爆作用,是兩者的綜合。(1)雷管。雷管由外界能激發(fā),能可靠地引起其后的起爆材料或多種工業(yè)炸藥爆轟的起爆材料。雷管有火雷管與電雷管兩種。使用導火索引爆的雷管稱火雷管,用通電點火引爆的雷管稱為電雷管。由于煤礦井下存在瓦斯和煤塵。因此,煤礦井下嚴禁使用明火起爆,只能采用電能激發(fā)的電雷管。電雷管可以提成如下幾種:激發(fā)后瞬時爆炸的稱“瞬發(fā)電雷管”,隔一定期間爆炸的稱“延期電雷管”。按延期間隔時間不一樣,延期電雷管又可以分為“秒延期電雷管”和“毫秒延期電雷管”。延期電雷管是為了提高爆破效果,加大自由面,使工作面多種炮眼的爆炸有一定的先后次序。此外,尚有抗靜電性能的雷管,稱“抗靜電電雷管”。(2)導火索。導火索又叫導火線,用于引爆火雷管。由于導火索點燃后,自身是一發(fā)火體,因此不能在有瓦斯或礦塵爆炸的場所使用。(3)導爆索。導爆索又叫傳爆線,是以副爆藥為索芯,以棉、麻、纖維等為被覆材料,可以傳遞3.爆破材料的安全管理1.地下礦山通風的目的2.地下礦山通風系統(tǒng)礦井通風系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點供應新鮮空氣,排除污濁空氣的通風網(wǎng)絡、通風動力及其裝3.地下礦山漏風4.地下礦山反風10min內變化巷道中風流方向,當風流方向變化后重要風機的供應風量不1.煤礦礦井風量計算2.金屬非金屬地下礦山風量計算(2)按排塵風速計算。峒室型采場最低風速不不不小于0.15m/s,巷道型采場和掘進巷遣不不不小于0.25m/s;電耙道和二次破碎峒室巷道不不不小于0.5m/s;箕斗峒室、破碎峒室等作業(yè)地點,可根據(jù)詳細條件.在保證作業(yè)地點空氣中有害物質的接觸限值符合《工作場所有害原因職業(yè)接觸限值》 3.通風參數(shù)測定平巷道的風流流動無位壓差,在非水平巷道,風流的位壓差就是該區(qū)段垂直空氣柱的重力壓強。動壓是單位體積空氣風流定向流動具有的動能所展現(xiàn)的壓力,又稱為速壓。風流動壓一般用皮托管配合壓差計測定。全壓是單位體積風流具有的(靜)壓能與動能所展現(xiàn)的壓力之和??倷C械能(總壓力)是礦井風流在井巷某斷面具有的(靜)壓能、位能和動能的總和。(2)風速。風速的測定采用風表,風表一般分為高速風表(≥10m/s)、中速風表(0.5~10m/s)和微速風表(0.3~0.5m/s)。(三)地下礦山通風設備和通風構筑物1.礦用通風設備礦用通風設備中最重要的是通風機。通風機按其服務范圍的不一樣,可分為重要通風機、輔助通風機、局部通風機;按通風機的構造和工作原理,可分為離心式通風機和軸流式通風機。重要通風機是用于全礦井或礦井某一翼(區(qū))的通風;輔助通風機是用于礦井通風網(wǎng)絡內的某些分支風路中借以調整其風量、協(xié)助重要通風機工作;局部通風機是用于礦井局部地點通風的,它產生的風壓幾乎所有用于克服它所連接的風筒阻力。通風機工作基本參數(shù)是:風量、風壓、效率和功率,它們共同體現(xiàn)通風機的規(guī)格和特性。通風機的合理選擇是規(guī)定估計的工況點在H--Q曲線的位置應滿足兩個條件:(1)通風機工作時穩(wěn)定性好,估計工況點的風壓不超過H--Q曲線駝峰點風壓的90%,并且估計工況點更不能落在H--Q曲線點以左——非穩(wěn)定工作區(qū)段;(2)通風機效率要高,最低不應低于60%。2.通風構筑物地下礦山通風建(構)筑物是礦井通風系統(tǒng)中的風流調控設施,用以保證風流按生產需要的線路流動。礦井通風建(構)筑物可分為兩大類:一類是通過風流的構筑物,包括重要通風機風硐、反風裝置、風橋、導風板、調整風窗和風障;另一類是遮斷風流的構筑物,包括風墻和風門等。(四)局部通風技術運用局部通風機或重要通風機產生的風壓對井下獨頭巷道進行通風的措施稱為局部通風。1.局部通風措施向井下局部地點進行通風的措施。按通風動力形式的不一樣,可分為局部通風機通風、礦井全風壓通風和引射器通風,其中以局部通風機通風最為常用。(1)局部通風機通風。局部通風機的常用通風方式有壓入式、抽出式、壓抽混合式。壓入式通風:局部通風機及其附屬裝置安裝在距離掘進巷道口10m以外的進風側,將新鮮風流經風筒輸送到掘進工作面,污風沿掘進巷道排出。抽出式通風:局部通風機安裝在距離掘進巷道口10m以外的回風側。新鮮風流沿巷道流入,污風通過風筒由局部通風機抽出?;旌鲜酵L:混合式通風是壓入式和抽出式兩種通風方式的聯(lián)合運用,其中壓入式向工作面供新鮮風流,抽出式從工作面抽出污風,其布置方式取決于掘進工作面空氣中污染物的空間分布和掘進、裝載機的位置。(2)地下礦山全風壓通風。全風壓通風是運用礦井重要通風機的風壓,借助導風設施把新鮮空氣引入掘進工作面。其通風量取決于可運用的風壓和風路風阻。(3)引射器通風。運用引射器產生的通風負壓,通過風筒導風的通風措施稱為引射器通風。引射器通風一般都采用壓入式。2.地下礦山局部通風的安全管理規(guī)定(1)瓦斯噴出和煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出煤層的掘進通風方式必須采用壓入式;(2)壓入式局部通風機和啟動裝置,必須安裝在進風巷道中,距掘進巷道回風口不得不不小于(3)瓦斯噴出區(qū)域、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井中,掘進工作面的局部通風機應采用三專(專用變壓器、專用開關、專用線路)供電;(4)嚴禁使用3臺以上(含3臺)的局部通風機同步向1個掘進工作面供風。不得使用1臺局部通風機同步向2個掘進工作面供風;(5)恢復通風前,必須檢查瓦斯。只有在局部通風機及其開關附近10m以內風流中的瓦斯?jié)舛榷疾怀^0.5%時,方可人工啟動局部通風機。(五)地下礦山通風機系統(tǒng)參數(shù)測定1.風速測定(1)用風表測定風速。常用風表有杯式和翼式兩種。(2)用熱電式風速儀和皮托管壓差計測定風速。熱電式風速儀分熱線和熱球式兩種,熱電式風速儀操作比較以便,但既有的熱電式風速儀易于損壞,灰塵和濕度對它均有一定的影響,有待深入改善以便在礦山廣泛使用。(3)對很低的風速或者鑒別通風構筑物漏風時,可以采用煙霧法或嗅味法近似測定空氣移動速度。(4)運用風速傳感器測定。常用的風速傳感器有:超聲波渦街式風速傳感器、超聲波時差法風速傳感器、熱效式風速傳感器等。2.地下礦山通風阻力的測定礦井通風阻力測定的措施一般有如下3種:精密壓差計和皮托管的測定法、恒溫壓差計的測定法和空盒氣壓計的測定法。3.一氧化碳檢測一氧化碳是劇毒性氣體,吸入人體后,導致人體組織和細胞缺氧,引起中毒窒息。煤礦火災、瓦斯和煤塵爆炸及爆破作業(yè)時都將產生大量的一氧化碳。為了礦工的身體健康,《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,井下作業(yè)場所的一氧化碳濃度應控制在0.0024%如下。煤礦常用的一氧化碳檢測儀器有電化學式、紅外線吸取式、催化氧化式等。4.氧氣檢測《煤礦安全規(guī)程》對礦井氧氣含量有嚴格規(guī)定。煤礦中檢測氧氣常用的措施重要有氣相色譜法、電化學法和順磁法。其中氣相色譜儀一般安裝在地面,通過人工取樣分析礦井氣體成分濃度。5.溫度檢測1.瓦斯性質瓦斯是指礦井中重要由煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體,有時單獨指甲烷。瓦斯是一種無2.煤層瓦斯賦存狀態(tài)瓦斯在煤層中的賦存形式重要有兩種狀態(tài):在滲透空間內的瓦斯重要呈自由氣態(tài),稱為游離瓦深度下(1000~m以內)煤層吸附瓦斯量占70%~95%,而游離瓦斯量占5%~30%。3.煤層瓦斯含量及測定煤層瓦斯含量測定措施目前重要有地勘鉆孔測定法,試4.煤層瓦斯壓力及測定措施煤層瓦斯壓力是存在于煤層孔隙中的游離瓦斯分子熱運動對煤壁所體現(xiàn)的作用力。煤層瓦斯壓1.礦井瓦斯涌出的形式開采煤層時,煤體受到破壞或采動影響,貯存在煤體內的部分瓦斯就會離開煤體而涌入采掘空2.礦井瓦斯涌出量及重要原因絕對瓦斯涌出量——單位時間涌入采掘空間的瓦斯量,單位為m3/min;相對瓦斯涌出量——單位質影響礦井瓦斯涌出量的原因重要有煤層瓦斯含量、開采規(guī)模、開采程序、采煤措施與頂板管理措施、生產工序、地面大氣壓力的變化、通風方式和采空區(qū)管理措施等。3.礦井瓦斯等級及其鑒定《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,一種礦井中只要有一種煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯,該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須根據(jù)礦井瓦斯等級進行管理。根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為:低瓦斯礦井、高瓦斯礦井和煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。低瓦斯礦井:礦井相對瓦斯涌出量不不小于或等于10m3/t且礦井絕對瓦斯涌出量不不小于或等高瓦斯礦井:礦井相對瓦斯涌出量不小于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量不小于40m3/min;煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井:礦井在采掘過程中,只要發(fā)生過一次煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出,該礦井即定為煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井?!睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定:每年必須對礦井進行瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定。(三)瓦斯噴出及防止1.瓦斯噴出礦井瓦斯噴出是指從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯異常涌出的現(xiàn)象。在20m巷道范圍內,涌出瓦斯量不小于或等于1.0m3/min,且持續(xù)時間在8h以上時,該采掘區(qū)域即定為瓦斯噴出危險區(qū)域。瓦斯噴出的預兆:礦壓活動顯現(xiàn)劇烈,煤壁片幫嚴重、底板忽然鼓起、支架承載力加大甚至破壞,煤層變軟、潮濕等。2.瓦斯噴出的防止(1)加強礦井地質工作,摸清采掘地區(qū)的地質構造狀況;(2)在也許發(fā)生噴出的地區(qū)掘進巷道時,打前探鉆孔或抽排鉆孔;(3)加大噴出危險區(qū)域的風量;(4)將噴出的瓦斯直接引入回風巷或抽放瓦斯管路;(5)掌握噴出的預兆,及時撤離工作人員,并配置自救器,安設壓氣自救系統(tǒng);(6)掌握礦壓規(guī)律,防止礦壓集中,及時處理頂板,以防大面積忽然卸壓導致瓦斯噴出。(四)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出及防止煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出是指在地應力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤(巖)和瓦斯(二氧化碳)由煤體或巖體內忽然向采掘空間拋出的異常動力現(xiàn)象。煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出具有突發(fā)性、極大破壞性和瞬間攜帶大量瓦斯(二氧化碳)和煤(巖)沖出等特點,能摧毀井巷設施、破壞通風系統(tǒng)、導致人員窒息,甚至引起瓦斯爆炸和火災事故,是煤礦最嚴重的災害之一。煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的機理有許多種假設,但基本公認的是綜合假說,即:煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出是由地應力、瓦斯和煤的物理力學性質三者綜合作用的成果。1.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的一般規(guī)律(1)突出危險性隨采掘深度的增長而增長;(2)突出危險性隨煤層厚度的增長而增長,尤其是軟分層厚度;(3)石門揭煤工作面平均突出強度最大,煤巷掘進工作面突出次數(shù)最多,爆破作業(yè)最易引起突出、采煤工作面突出防治技術難度最大;(4)突出多數(shù)發(fā)生在構造帶、煤層遭受嚴重破壞的地帶、煤層產狀發(fā)生明顯變化的地帶、煤層硬度系數(shù)不不小于0.5的軟煤層中;(5)突出發(fā)生前一般有地層微破壞、瓦斯涌出變化、煤層層理紊亂、鉆孔卡鉆夾鉆、煤壁溫度減少、散發(fā)煤油氣味、煤層產狀發(fā)生變化等預兆;(6)突出按動力源作用特性可分為3種類型:突出、壓出和傾出;按突出物分類可分為4種類型:煤與瓦斯突出、煤與二氧化碳突出、巖石與瓦斯突出、巖石與二氧化碳突出。2.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出預測我國煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出預測分為區(qū)域性預測和工作面預測兩類。(1)區(qū)域性預測。區(qū)域性預測的任務是確定井田、煤層和煤層區(qū)域的危險性,在地質勘探、新井建設和新水平開拓時進行。區(qū)域性預測重要有如下幾種措施:①單項指標法。采用煤的破壞類型、瓦斯放散初速度、煤的結實性系數(shù)和煤層瓦斯壓力作為預測指標,多種指標的突出危險臨界值應根據(jù)實測資料確定。②按照煤的變質程度。煤層的突出危險程度與其揮發(fā)分之間是親密有關的:在煙煤的揮發(fā)分不小于35%和無煙煤的比電阻的對數(shù)值不不小于3.3時,沒有突出危險;而揮發(fā)分在18%~22%時突出危險最高。③地質記錄法。根據(jù)已開采區(qū)域突出點分布與地質構造的關系,然后結合未采區(qū)域的地質構造條件來大體預測發(fā)生突出也許發(fā)生的范圍。(2)平常預測。平常預測也稱工作面預測,其任務是確定工作面附近煤體的突出危險性,即該工作面繼續(xù)向前推進時有無突出危險。1)石門揭煤突出危險性預測。石門揭煤突出危險性預測的措施重要有:①綜合指標法。在石門向煤層至少打2個測壓孔,測定煤層瓦斯壓力,并在打鉆過程中采樣,測定煤的結實性系數(shù)和瓦斯放散初速度,按綜合指標進行預測。②鉆屑指標法。在距煤層最小垂距3~5m時至少向煤層打2個預測鉆孔,用1—3mm的篩子沖洗液中的鉆屑,測定其瓦斯解吸指標。鉆屑瓦斯解吸指標的臨界值應根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)確定。③鉆孔瓦斯涌出初速度結合瓦斯涌出衰減系數(shù)。當石門距煤層3m以外時,至少打2個穿透煤層全厚的預測鉆孔,打鉆結束后立即用充氣式膠囊封孔器封孔,充氣壓力0.5MPa。打鉆結束到開始測量的時間不應超過5min。封孔后先測第1min的瓦斯涌出初速度,第2min測定解吸瓦斯壓力,假如瓦斯涌出初速度超過預定的工作指標,還須測定第5min的鉆孔涌出速度,以便算出瓦斯涌出衰減系數(shù)。2)煤巷突出危險性預測。煤巷突出危險性預測的措施重要有:①鉆孔瓦斯涌出初速度法。在距巷道兩幫0.5m處,各打一種平行于巷道掘進方向的鉆孔,用充氣式膠囊封孔器封孔,測定鉆孔瓦斯涌出初速度,從打鉆結束到開始測量的時間不應超過2min。②鉆屑指標法。在工作面打2個或3個鉆孔。鉆孔每打1m測定一次鉆屑量,每打2m測一次鉆屑解吸指標。根據(jù)每個鉆孔沿孔深每米的最大鉆屑量和鉆屑解吸指標預測工作面突出危險性。3.防治煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的措施(1)防治突出的技術措施。防治突出的技術措施重要分為區(qū)域性措施和局部性措施兩大類。區(qū)域性措施是針對大面積范圍消除突出危險性的措施,局部性措施重要在采掘工作面執(zhí)行,針對采掘工作面前方煤巖體一定范圍消除突出危險性的措施。目前區(qū)域性措施重要有3種,即預留開采保護層、大面積瓦斯預抽放、控制預裂爆破;局部性措施有許多種,如卸壓排放鉆孔、深孔或淺孔松動爆破、卸壓槽、固化劑、水力沖孔等。(2)“四位一體”綜合防治突出措施。所謂“四位一體(是說首先應對開采煤層及其對開采煤層構成影響的鄰近煤層進行突出危險性預測。對確認的突出危險區(qū)域,應采用區(qū)域性防治突出技術措施,對確認的突出危險工作面,必須采用防治突出技術措施。在采用防治突出技術措施后,必須對防治突出技術措施和消除突出危險性的效果進行檢查,假如檢查有效,在采用安全防護措施的前提下進行采掘作業(yè);假如檢查無效,必須補充防治突出技術措施,直至再次檢查為有效時方可在采用安全防護措施前提下進行采掘作業(yè)。否則,必須繼續(xù)補充技術措施。(3)安全防護措施。安全防護措施是控制突出危害程度的措施,也就是說雖然發(fā)生突出,也要使突出強度減少,對現(xiàn)場人員進行保護不致危及人身安全。如震動性放炮、遠距離放炮、反向防突風門、壓風自救器、個體自救器等。(五)瓦斯爆炸及防止礦井瓦斯不助燃,但它與空氣混合成一定濃度后,遇火能燃燒、爆炸。瓦斯爆炸時會產生3個致命的原因:爆炸火焰、爆炸沖擊波和有毒有害氣體。瓦斯爆炸不僅導致大量的人員傷亡,并且還會嚴重摧毀礦井設施、中斷生產。礦井瓦斯爆炸往往引起煤塵爆炸、礦井火災、井巷坍塌和頂板冒落等二1.瓦斯爆炸的條件引起瓦斯燃燒與爆炸必須具有3個條件:一定濃度的甲烷、一定溫度的引火源和足夠的氧氣。2.防止瓦斯爆炸技術措施防止瓦斯爆炸技術措施包括4個方面:(1)防止瓦斯積聚和超限;(2)嚴格執(zhí)行瓦斯檢查制度;(3)防止瓦斯引燃的措施;(4)防止瓦斯爆炸災害擴大的措施。(六)礦井瓦斯抽放1.瓦斯抽放措施瓦斯抽放系統(tǒng)重要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路(帶閥門)、瓦斯抽放鉆孔或巷道、鉆孔或巷道密封等構成。根據(jù)抽放瓦斯的來源,瓦斯抽放可以分為:本煤層瓦斯預抽、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放以及幾種措施的綜合抽放。2.瓦斯抽放指標(1)反應瓦斯抽放難易程度的指標:煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、百米鉆孔瓦斯涌(2)反應瓦斯抽放效果的指標:瓦斯抽放量、瓦斯抽放率。3.瓦斯抽放重要設備設施(1)瓦斯抽放泵。瓦斯抽放泵是進行瓦斯抽放最重要的設備。(2)瓦斯抽放管路。瓦斯抽放管路是進行瓦斯抽放必備也是使用量最大的材料。(3)瓦斯抽放施工用鉆機。絕大多數(shù)的瓦斯抽放工程都需要運用鉆孔進行瓦斯抽放,因此,鉆機是進行瓦斯抽放的礦井使用最多的設備。(4)瓦斯抽放參數(shù)測定儀表。煤礦瓦斯流量測定儀表重要有孔板流量計、均速管流量計、皮托管、(5)瓦斯抽放鉆孔的密封。封孔是保證抽放效果的重要環(huán)節(jié),采用先進的封孔技術和加強封孔的平常施工管理,是提高封孔質量的重要途徑。(七)瓦斯檢測瓦斯檢測實際上是指甲烷檢測,重要檢測甲烷在空氣中的體積濃度。使用便攜式瓦斯檢測報警儀,可隨時檢測作業(yè)場所的瓦斯?jié)舛?,也可使用瓦斯傳感器持續(xù)實時地監(jiān)測瓦斯?jié)舛?。煤礦常用的瓦斯檢測儀器,按檢測原理分類有:光學式、催化燃燒式、熱導式、氣敏半導體式等等,可以根據(jù)使用場所、測量范圍和測量精度等規(guī)定,選擇不一樣檢測原理的瓦斯檢測儀器。①光干涉瓦斯檢定器。光干涉瓦斯檢定器重要用于檢測甲烷和二氧化碳,檢測范圍為0~10%、0—40%和0—100%。②熱催化瓦斯檢測報警儀。熱催化瓦斯檢測報警儀重要檢測低濃度甲烷,檢測范圍0-5%。③智能式瓦斯檢測記錄儀,重要檢測甲烷濃度,以單片機為關鍵,以載體催化元件及熱導元件為敏感元件,用載體催化元件檢測低濃度甲烷、熱導元件檢測高濃度甲烷,實現(xiàn)0~99%CH的全量程測量,并能自動修正誤差。④瓦斯、氧氣雙參數(shù)檢測儀。瓦斯、氧氣雙參數(shù)檢測儀裝有檢測甲烷和氧氣兩種敏感元件,同步持續(xù)檢測甲烷和氧氣濃度。最新研制出四參數(shù)檢測儀,同步測定甲烷、氧氣、一氧化碳和溫度,一氧化碳測量范圍:0—0.0999%,甲烷測量范圍:0~4%,氧氣檢測范圍:0—25%,溫度檢測范圍:⑤瓦斯報警礦燈,在礦燈上附加一瓦斯報警電路,即為瓦斯報警礦燈。儀器以礦燈蓄電池為電源,具有照明和瓦斯超限報警兩種功能。既有數(shù)十種不一樣構造形式的產品,從報警電路的部位看,初期產品將電路裝于蓄電池內,近期產品則將電路置于頭燈或礦帽上。有的裝在礦帽前方,有的裝在礦帽后部,尚有裝在礦帽兩側的。一氧化碳檢測報警儀,能持續(xù)或點測作業(yè)環(huán)境的一氧化碳濃度,儀器開機即可檢測,檢測范圍:0~0.2%。(八)瓦斯、煤塵爆炸事故的救護及處理1.瓦斯煤塵爆炸事故發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故時,礦山救護隊的重要任務是:(2)對充斥爆炸煙氣的巷道恢復通風;(3)急救人員時清理堵塞物;(4)撲滅因爆炸而產生的火災。首先抵達事故礦井的小隊應對災區(qū)進行全面?zhèn)刹?,查清遇險遇難人員數(shù)量、地點、倒地方向和姿勢,遇險遇難人員傷害類型、部位和程度,并進行現(xiàn)場描述,發(fā)現(xiàn)幸存者立即佩戴自救器救出災區(qū),發(fā)現(xiàn)火源要立即撲滅。2.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出事故的救護及處理1.一般原則發(fā)生煤與瓦斯突出事故時,礦山救護隊的重要任務是急救人員和對充斥瓦斯的巷道進行通風。救護隊進入災區(qū)偵察時,應查清遇險遇難人員數(shù)量、地點、倒地方向和姿勢,遇險遇難人員傷害類型、部位和程度,并進行現(xiàn)場描述。2.急救遇險人員措施采掘工作面發(fā)生煤與瓦斯突出事故后,首先抵達事故礦井的礦山救護隊,應派1個小隊從回風側,另1個小隊從進風側進入事故地點救人。僅有1個小隊時.如突出事故發(fā)生在采煤工作面,應從回風側進入救人。救護隊進入災區(qū)前,應攜帶足夠數(shù)量的隔絕式自救器或全面罩氧氣呼吸器,以供遇險人員佩戴。偵察中發(fā)現(xiàn)遇險人員應及時急救,為其佩戴隔絕式自救器或全面罩氧氣呼吸器,引導出災區(qū)。對于被突出煤炭堵在里面的人員,應運用壓風管路、打鉆等輸送新鮮空氣救人,并組織力量清除阻塞物。如不易清除,可開掘繞道,救出人員。3.救護措施(1)發(fā)生煤與瓦斯突出事故,不得停風和反風,防止風流紊亂擴大災情。假如通風系統(tǒng)及設施被破壞,應設置風障、臨時風門及安裝局部通風機恢復通風。(2)發(fā)生煤與瓦斯突出事故時,要根據(jù)井下實際狀況決定與否停電。如不會因停電導致被水淹的危險,應遠距離切斷災區(qū)電源;否則應加強通風,尤其要加強電氣設備處的通風,做到運行的設備不停電,停運的設備不送電,防止產生火花,引起爆炸。(3)瓦斯突出引起火災時,要采用綜合滅火或惰氣滅火。(4)小隊在處理突出事故時,檢查礦燈,要設專人定期定點用100%瓦斯測定器檢查瓦斯?jié)舛?,設置安全崗哨。(5)處理巖石與二氧化碳突出事故時,除嚴格執(zhí)行處理煤與瓦斯突出事故各項規(guī)定外,還必須對災區(qū)加大風量,迅速急救遇險人員。礦山救護隊進入災區(qū)時,要戴好防護眼鏡。三、礦(地)壓災害及防止技術(一)礦(地)壓災害的概念及成因1.礦(地)壓的概念在礦體沒有開采之前,巖體處在平衡狀態(tài)。當?shù)V體開采后,形成了地下空間,破壞了巖體的原始應力,引起巖體應力重新分布,并一直延續(xù)到巖體內形成新的平衡為止。在應力重新分布過程中,使圍巖產生變形、移動、破壞,從而對工作面、巷道及圍巖產生壓力。一般把由開采過程而引起的巖移運動對支架圍巖所產生的作用力,稱為礦山壓力。在礦山壓力作用下所引起的一系列力學現(xiàn)象,如頂板下沉和垮落、底板鼓起、片幫、支架變形和損壞、充填物下沉壓縮、煤巖層和地表移動、露天礦邊坡滑移、沖擊地壓、煤與瓦斯突出等現(xiàn)象,均礦(地)壓災害的常見類型重要有采掘工作面或巷道的冒頂片幫、采場(采空區(qū))頂板大范圍垮落和沖擊地壓(巖爆)。2.礦(地)壓災害的成因(1)在采礦生產活動中,采掘工作面或巷道的冒頂片幫、采場(采空區(qū))頂板大范圍垮落是最常見的事故,重要原因有:1)采礦措施不合理和頂板管理不善(工藝和管理)。采礦措施不合理,采掘次序、鑿巖爆破、支架放頂?shù)茸鳂I(yè)不妥當,是導致此類事故發(fā)生的重要原因。2)缺乏有效支護(措施)。支護方式不妥、不及時支護或缺乏支架、支架的初撐力與頂板壓力不相適應是導致此類事故的另一重要原因。3)檢查不周和疏忽大意(人)。在頂板事故中,諸多事故都是由于事先缺乏認真、全面的檢查,疏忽大意.沒有認真執(zhí)行“敲幫問頂”制度等原因導致的。4)地質條件不好(物)。斷層、褶曲等地質構造形成破碎帶,或者由于節(jié)理、層剪發(fā)育,破壞了頂板的穩(wěn)定性,輕易發(fā)生頂板事故。5)地壓活動。地壓活動也是頂板事故的一種重要原因。6)其他原因。不遵守操作規(guī)程、發(fā)現(xiàn)問題不及時處理、工作面作業(yè)循環(huán)不正規(guī)、爆破崩倒支架等都輕易引起頂板事故。(二)礦(地)壓災害的防止技術1.井巷支護及維護。井巷掘進出空間后,都要進行臨時支護或永久支護,以防止圍巖的破壞。井巷支護的方式重要有(1)錨桿支護與錨噴支護1)錨桿支護。錨桿支護是單獨采用錨桿的支護。掘進后即向巷道圍巖鉆孔,然后向孔中安裝錨桿,必要時也可安裝錨索,如在大斷面巷道或硐室支護時。目的是使錨桿和錨索與圍巖共同作用進行巷道支護。錨桿支護的作用機理有多種:懸吊作用、組合梁作用及擠壓連接、加固拱作用和松動圈支護理論下科技有限公司銷售錨桿臺車請江聯(lián)系綜合產品資訊一目了然的價格中空注漿錨桿空心錨桿支護錨桿http://ww.bokee.not/http://ww.bokee.not/江西達識地下科技有限公司直銷錨桿臺車請江聯(lián)系綜合產品資訊一目了然價格漏桿支護2)錨噴支護。錨噴支護又稱噴錨支護,聯(lián)合使用錨桿和噴射混凝土或噴漿的支護。從廣義上講可以將除錨桿支護以外的其他與錨桿聯(lián)合的支護型式都納入此范圍。如噴漿支護、噴混凝土支護、錨網(wǎng)支護、錨噴網(wǎng)支護、錨梁網(wǎng)(噴)支護以及錨索支護等。(2)混凝土及鋼筋混凝土支護混凝土支護是用預制混凝土塊或澆筑混凝土砌筑的支架所進行的支護。鋼筋混凝土支護是用預制的鋼筋混凝土構件或澆筑的鋼筋混凝土砌筑的支架所進行的支護。這兩種支護是立井井筒及運送大巷及井底車場所采用的重要支護方式。(3)棚狀支架棚狀支架根據(jù)材質不一樣可以分為木支架和金屬支架。2.采場地壓事故防治技術(1)煤礦采場礦山壓力控制措施直接頂是指直接位于煤層之上的易垮落巖層。煤礦直接頂穩(wěn)定性分類重要以直接頂初次垮落步距為重要指標,將直接頂分為不穩(wěn)定、中等穩(wěn)定、穩(wěn)定和非常穩(wěn)定4類。老頂是位于直接頂之上較硬或較厚的巖層,老頂壓力顯現(xiàn)分為4級,即老頂來壓不明顯、來壓明顯、來壓強烈和來壓極強烈?;夭晒ぷ髅嬷Ъ苤匾袉误w摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱和液壓自移支架等幾種,少數(shù)礦井也還使用木支柱。(2)金屬非金屬礦山采場地壓控制措施1)空場采礦法地壓控制空場采礦法藉礦柱控制采場頂板和圍巖的暴露面積。根據(jù)礦巖的強度,采用合適的礦房和礦柱尺寸,以維護采場的穩(wěn)定。有時為了提高礦巖的承載能力,除留礦柱外,還可采用木支柱、錨桿支護等輔助性措施,以保證回采工作的安全。2)充填采礦法地壓控制充填采礦法在回采礦石的同步,用充填材料充填回采空間,實現(xiàn)采場地壓控制。充填體限制圍巖的位移和變形,減緩圍巖移動的危害和減少地表下沉的程度;充填體使礦柱由單向或雙向受力狀態(tài)變?yōu)槿蚴芰顟B(tài),從而提高了礦柱的強度;回采空間充填后,能減少蓄積在圍巖中的彈性應變能,從而提高了地下構造抵御動荷的能力。(3)崩落采礦法地壓控制伴隨回采工作面向前推進,頂板巖層中壓力波亦向前移動。在回采工作面前后方頂板巖層中形成應力減少區(qū)、應力升高區(qū)和原始應力區(qū)。頂板巖層強度越大,開采深度越深,其應力峰值越高。采用單層崩落法采礦時,為使工作面附近有一種安全地段.應根據(jù)頂板巖石的力學性質,合理確定最大懸頂距。為保證回采工作安全,使作用在工作面上方的壓力值較小,必須隨回采工作面的進行,工作面向前推進一定距離,在控頂距處架設密集切頂立柱,進行放頂。采用無底柱分段崩落法采礦時,為維持回采進路良好的穩(wěn)定性,必須掌握回采進路周圍巖體中的應力分布,回采次序對進路的影響,以便采用對應的維護措施。采用有底柱崩落采礦法的地壓控制問題,重要是維護出礦巷道的穩(wěn)定性。3.搞好地質調查工作。對于采掘工作面通過區(qū)域的地質構造必須調查清晰,通過地質構造帶時要采用可靠的安全技術措施。4.堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè),嚴格頂板監(jiān)測制度。5.沖擊地壓(巖爆)防止技術(1)沖擊地壓(巖爆)現(xiàn)象及特點沖擊地壓(巖爆)是井巷或工作面周嗣巖體,由于彈性變形能的瞬時釋放而產生的一種以忽然、急劇、劇烈的破壞為特性的動力現(xiàn)象。根據(jù)原巖(煤)體應力狀態(tài)不一樣,沖擊地壓(巖爆)可分為3類:重力型沖擊地壓、構造應力型沖擊地壓、中間型或重力一構造型沖擊地壓。沖擊地壓(巖爆)的特點:1)一般沒有明顯的預兆,難于事先確定發(fā)生的時間、地點和沖擊強度;2)發(fā)生過程短暫,伴隨巨大聲響和強烈震動;3)破壞性很大,有時出現(xiàn)人員傷亡。(2)沖擊地壓(巖爆)的預測措施目前,沖擊地壓(巖爆)的預測措施重要有如下幾種:1)鉆屑法。鉆屑法是通過在煤體中打小直徑(42-50rnm)鉆孔,根據(jù)排出的煤粉量及其變化規(guī)律以及鉆孔過程中的動力現(xiàn)象鑒別沖擊危險的一種措施,目前在我國應用較普遍。鉆屑法是我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定采用的沖擊危險程度監(jiān)測和解危措施效果檢查的重要措施。2)聲發(fā)射和微震監(jiān)測措施。聲發(fā)射監(jiān)測的過程重要是對沖擊地壓前兆信息的記錄,沖擊危險的鑒別根據(jù)是能率、事件頻度及其變化規(guī)律,單個聲發(fā)射事件的幅度、延續(xù)時間、頻率等參數(shù)作為鑒別沖擊危險的參照指標。3)綜合指數(shù)法。綜合指數(shù)法是在進行采掘工作前,首先分析影響沖擊地壓發(fā)生的重要地質和開采技術原因,在此基礎上確定各個原因對沖擊地壓的影響程度及其沖擊危險指數(shù)。然后綜合評估沖擊地壓危險狀態(tài)的一種區(qū)域預測措施。(3)沖擊地壓(巖爆)的防治措施根據(jù)發(fā)生沖擊地壓的成因和機理,防治措施分為兩大類:一類是防備措施;另一類是解危措施。1)防備措施。防備措施重要包括:預留開采保護層;盡量少留煤柱和防止孤島開采;盡量將重要巷道和硐室布置在底板巖層中;回采巷道采用大斷面掘進;盡量防止巷遭多處交叉;加強頂板控制;確定合理的開采程序;煤層預注水,以減少煤體的彈性和強度等。2)解危措施。沖擊地壓(巖爆)解危措施包括卸載鉆孔、卸載爆破、誘發(fā)爆破和煤層高壓注水等。(三)地下礦山冒頂事故的救護及處理1.一般原則(1)地下礦山發(fā)生冒頂事故后,礦山救護隊的重要任務是急救遇險人員和恢復通風。(2)在處理冒頂事故之前,礦山救護隊應向事故附近地區(qū)工作的干部和工人理解事故發(fā)生原因、冒頂?shù)貐^(qū)頂板特性、事故前人員分布位置、瓦斯?jié)舛鹊?,并實地查看周圍支架和頂板狀況,必要時加固附近支架,保證退路安全暢通。(3)急救人員時,可用呼喊、敲擊的措施聽取回擊聲,或用聲響接受式和無線電波接受式尋人儀等裝置,判斷遇險人員的位置,與遇險人員保持聯(lián)絡,鼓勵他們配合急救工作。對于被堵人員,應在支護好頂板的狀況下,用掘小巷、繞道通過冒落區(qū)或使用礦山救護輕便支架穿越冒落區(qū)靠近他們。(4)處理冒頂事故的過程中,礦山救護隊一直要有專人檢查瓦斯和觀測頂板狀況,發(fā)現(xiàn)異常,立(5)清理堵塞物時,使用工具要小心,防止傷害遇險人員;遇有大塊矸石、木柱、金屬網(wǎng)、鐵架、鐵柱等物壓人時,可使用千斤頂、液壓起重器、液壓剪刀等工具進行處理,絕不可用鎬刨、錘砸等措施扒人或破巖。(6)急救出的遇險人員,要用毯子保溫,并迅速運至安全地點進行創(chuàng)傷檢查,在現(xiàn)場開展輸氧和人工呼吸,止血、包扎等急救處理,危重傷員要盡快送醫(yī)院治療。對長期困在井下的人員,不要用燈光照射眼睛,飲食要由醫(yī)生決定。2.急救遇險人員措施(1)頂板冒落范圍不大時,假如遇難人員被大塊矸石壓住,可采用千斤頂、撬棍等工具把大塊巖石頂起,將人迅速救出。(2)頂板沿煤壁冒落,矸石塊度比較破碎,遇難人員又靠近煤壁位置時,可采用沿煤壁方向掏小洞,架設臨時支架維護頂板,邊支護邊掏洞,直到救出遇難人員。(3)假如遇難者位置靠近放頂區(qū),可采用沿放頂區(qū)方向掏小洞,架設臨時支架,背幫背頂,或用前探棚邊支護邊掏洞,把遇難人員救出。3.冒頂事故的處理措施四、礦山火災及防治技術(一)礦山火災的分類和特點但凡發(fā)生在礦山地下或地面而威脅到井下安全生產,導致?lián)p失的非控制燃燒均稱為礦山火災。礦山火災的發(fā)生具有嚴重的危害性,也許會導致人員傷亡、礦井生產接續(xù)緊張、巨大的經濟損失、嚴重根據(jù)引燃源的不一樣,礦山火災可分為外因火災和內因火災兩大類。外因火災是指由于外來熱源,如明火、爆破、瓦斯煤塵爆炸、機械摩擦、電路短路等原因導致的火災。外因火災的特點是忽然發(fā)生,來勢兇猛,如不能及時發(fā)現(xiàn),往往也許釀成惡性事故。內因火災是指煤(巖)層或含硫礦場在一定的條件和環(huán)境下自身發(fā)生物理化學變化積聚熱量導致著火而形成的火災。內因火災的特點是發(fā)生過程比較長,并且有預兆,易于初期發(fā)現(xiàn),但很難找到火源中心的精確位置,撲滅此類火災比較困難。(二)地下礦山內因火災防治技術1.煤炭自燃傾向性煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性,它取決于煤在常溫下的氧化能力,是煤層發(fā)生自燃的基本條件。煤的自燃傾向性分為輕易自燃、自燃、不易自燃3類?!睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定,新建礦井的所有煤層必須由國家授權單位進行自燃傾向性鑒定;生產礦井延深新水平時,必須對所有煤層的自燃傾向性進行鑒定。2.煤炭自燃的預測預報我國的煤炭自燃的預測預報重要采用氣體分析法。炭自燃劃分為三個階段:礦井風流中只出現(xiàn)10?級的一氧化碳時的緩慢氧化階段,出現(xiàn)10級的一氧化3.煤炭自燃的防止技術4.火區(qū)封閉、管理和啟封當防治火災的措施失敗或因火勢迅猛來不及采用直接滅火措施時,就需要及時封閉火區(qū),防止為了便于隔離火區(qū),應首先封閉或關閉進風側的防火墻,然后再封閉回風側,同步,還應優(yōu)先封閉向火區(qū)供風的重要通道(或主干風流),然后再封閉那些向火區(qū)供風的旁側風道(或旁側風流)?;饏^(qū)封閉后來,在火區(qū)沒有徹底熄滅之前,應加強火區(qū)的管理?;饏^(qū)管理技術工作包括對火區(qū)繪制火區(qū)位置關系圖,標明所有火區(qū)和曾經發(fā)火的地點,并注明火區(qū)編號、發(fā)火時間、地點、只有經取樣化驗分析證明,同步具有下列條件時,方可認為a.火區(qū)內溫度下降到30℃如下,或與火災發(fā)生前該區(qū)的空氣平常溫度相似;b.火區(qū)內的氧氣濃度降到5%如下;c.區(qū)內空氣中不具有乙烯、乙炔,一氧化碳在封閉期間內逐漸下降,并穩(wěn)定在0.001%如下;d.在火區(qū)的出水溫度低于25℃,或與火災發(fā)生前該區(qū)的平常出水溫度相似。1.地下礦山火災救護原則選擇合理的通風系統(tǒng),加強通風管理,減少漏風;3.地下礦山反風技術:根據(jù)井下火災詳細狀況,在保證作業(yè)人員和重大設備設施的安全條件下,可采用局部反風或全4.火災的常用撲救措施直接滅火法隔絕措施滅火綜合措施滅火(一)地下礦山突水源及涌水特性在礦山開采過程中,礦井突水水源重要有地表水、溶洞一溶蝕裂隙水、含水層水、斷層水、封閉不良的鉆孔水、采空區(qū)形成的“人工水體”等。地下礦山水質分析措施有多種,其中用得較多的是重量法、容積法和比色法。重量法重要用于雜質含量較多的水樣;容積法合用于中等雜質含量的水樣;比色法合用于微量含量的水樣。1.大氣降水為重要充水水源的涌水特性這里重要指直接受大氣降水滲透補給的礦床,多屬于包氣帶中、埋藏較淺、充水層裸露、位于分水嶺地段的礦床或露天礦區(qū)。其充(涌)水特性與降水、地形、巖性和構造等條件有關。(1)地下礦山涌水動態(tài)與當?shù)亟邓畡討B(tài)相一致,具明顯的季節(jié)性和數(shù)年周期性的變化規(guī)律。(2)多數(shù)礦床隨采深增長礦井涌水量逐漸減少,其涌水高峰值出現(xiàn)滯后的時間加長。(3)地下礦山涌水量的大小還與降水性質、強度、持續(xù)時間及入滲條件有親密關系。2.以地表水為重要充水水源的涌水特性地表水充水礦床的涌水規(guī)律有:(1)地下礦山涌水動態(tài)隨地表水的豐枯作季節(jié)性變化,且其涌水強度與地表水的類型、性質和規(guī)模有關。受季節(jié)流量變化大的河流補給的礦床,其涌水強度亦呈季節(jié)性周期變化,有常年性大水體補給時,可導致定水頭補給穩(wěn)定的大量涌水,并難于疏干。有匯水面積大的地表水補給時,涌水量大且衰減過程長。(2)地下礦山涌水強度還與井巷到地表水體間的距離、巖性與構造條件有關。一般狀況下,其間距愈小,則涌水強度愈大;其間巖層的滲透性愈強,涌水強度愈大。當其間分布有厚度大而完整的隔水層時,則涌水甚微,甚或無影響;其間地層受構造破壞愈嚴重,井巷涌水強度亦愈大。(3)采礦措施的影響。根據(jù)礦床水文地質條件選用對的的采礦措施,開采近地表水體的礦床,其涌水強度雖會增長,但不會過于影響生產;如選用的措施不妥,可導致崩落裂隙與地表水體相通或形成塌陷,發(fā)生突水和泥沙沖潰。3.以地下水為重要充水水源的礦床能導致井巷涌水的含水層稱礦床充水層。當?shù)叵滤蔀橹匾克磿r,有如下規(guī)律:(1)礦井涌水強度與充水層的空隙性及其富水程度有關。(2)礦井涌水強度與充水層厚度和分布面積有關。(3)礦井涌水強度及其變化,還與充水層水量構成有關。4.以老窯水為重要充水水源的礦床在我國許多老礦區(qū)的淺部,老采空區(qū)(包括被沉沒井巷)星羅棋布,且其中充斥大量積水。它們大多積水范圍不明,連通復雜,水量大,酸性強,水壓高。如現(xiàn)生產井巷靠近或崩落帶到達老采空區(qū),便會導致突水。(二)地下礦山導水通道及探測技術礦體及其周圍雖有水存在,但只有通過某種通道,它們才能進入井巷形成涌水或突水。涌水通道可分為地層的空隙、斷裂帶等自然形成的通道和由于采掘活動等引起的人為涌水通道兩類。1.自然導水通道(1)地層的裂隙與斷裂帶。堅硬巖層中的礦床,其中的節(jié)理型裂隙較發(fā)育部位彼此連通時可構成裂隙涌水通道。根據(jù)勘探及開采資料,我們把斷裂帶分為兩類,即隔水斷裂帶和透水斷裂帶。(2)巖溶通道。巖溶空間極不均一,可以從細小的溶孔直到巨大的溶洞。它們可彼此連通,成為溝通多種水源的通道,也可形成孤立的充水管道。我國許多金屬與非金屬礦區(qū),都深受其害。欲認識這種通道,關鍵在于能否確切地掌握礦區(qū)的巖溶發(fā)育規(guī)律和巖溶水的特性。(3)孔隙通道??紫锻ǖ乐匾侵杆缮恿ig的孔隙輸水。它可在開采礦床和開采上覆松散層的深部基巖礦床時碰到。前者多為均勻涌水,僅在大顆粒地段和有豐富水源的礦區(qū)才可導致突水;后者多在建井時期導致危害。此類通道可輸送本含水層水入井巷,也可成為溝通地表水的通道。2.人為導水通道此類通道是由于不合理勘探或開采導致的,理應杜絕產生此類通道。(1)頂板冒落裂隙通道。采用崩落法采礦導致的透水裂隙,如抵達上覆水源時,則可導致該水源涌入井巷,導致突水。(2)底板突破通道。當巷道底板下有間接充水層時,便會在地下水壓力和礦山壓力作用下,破壞底板隔水層,形成人工裂隙通道,導致下部高壓地下水涌入井巷導致突水。(3)鉆孔通道。在多種勘探鉆孔施工時均可溝通礦床上、下各含水層或地表水,如在勘探結束后對鉆孔封閉不良或未封閉,開采中揭發(fā)鉆孔時就會導致突水事故。3.導水通道探測技術導水通道的探測分析技術重要有:(1)用音頻電穿透儀探測含水層與導水構造;(2)用地震勘探儀和組合測井儀探測地質構造;(3)通過地質構造檢測水位;(4)用同位素質譜儀對礦山地下水中環(huán)境放射性同位素H、C的能譜進行測定用以判斷地下水年(5)用離子色譜儀、高壓液相色譜儀對礦山地下水中常量、微量的離子進行分析。(三)地下礦山防治水技術1.地表水治理措施(1)合理確定井口位置。井口標高必須高于當?shù)貧v史最高洪水位,或修筑堅實的高臺,或在井口附近修筑可靠的排水溝和攔洪壩,防止地表水經井筒灌入井下。(2)填堵通道。為防雨雪水滲透井下,在礦區(qū)內采用填坑、補凹、整平地表或建不透水層等措施。(3)整改河流。①整鋪河床。河流的某一段通過礦區(qū),而河床滲透性強,可導致大量河水滲透井下,在漏失地段用粘土、料石或水泥修筑不透水的人工河床,以制止或減少河水滲透井下。②河流改道。如河流流入礦區(qū)附近,可選擇合適地點修筑水壩,將原河道截斷,用人工河道將河水引出礦區(qū)以(4)修筑排(截)水溝。山區(qū)降水后以地表水或潛水的形式流人礦區(qū),地表有塌陷裂縫時,會使礦區(qū)涌水量大大增長。在這種狀況下,可在井田外緣或漏水區(qū)的上方迎水流方向修筑排水溝,將水排至影響范圍之外。2.地下水的排水疏干在調查和探測到水源后,最安全的措施是預先將地下水源所有或部分疏放出來。疏干措施有3種:地表疏干、井下疏干和井上下相結合疏干。(1)地表疏干。在地表向含水層內打鉆,并用深井泵或潛水泵從互相溝通的孔中把水抽到地表,使開采地段處在疏干降落漏斗水面之上,到達安全生產的目的。(2)井下疏干。當?shù)叵滤摧^深或水量較大時用井下疏干的措施可獲得很好的效果。根據(jù)不一樣類型的地下水,有疏放老孔積水和疏放含水層水等措施。3.地下水探放(1)礦井工程地質和水文地質觀測工作。水文地質工作是井下水害防治的基礎,應查明地下水源(2)超前探放水。在礦井生產過程中,必須堅持“有疑必探,先探后掘”的原則,探明水源后制定措施放水。4.地下礦山水的隔離與堵截在探查到水源后,由于條件所限無法放水,或者能放水但不合理,需采用隔離水源和堵截水流的(1)隔離水源。隔離水源的措施可分為留設隔離煤(巖)柱防水和建立隔水帷幕帶防水兩類措施。①隔離煤(巖)柱防水。為防止煤(礦)層開采時多種水流進入井下,在受水威脅的地段留一定寬度或厚度的煤(礦)柱。防水煤(礦)柱尺寸確實定應考慮到含水層的水壓、水量、所開采煤(礦)的機械強度、厚度等原因及有關規(guī)定,并通過實踐綜合確定。②隔水帷幕帶。隔水帷幕帶就是將預先制好的漿液通過由井巷向前方所打的具有角度的鉆孔,壓入巖層的裂縫中,漿液在孔隙中滲透和擴散,再經凝固硬化后形成隔水的帷幕帶,起到隔離水源的作用。由于注漿工藝過程和使用的設備都較簡樸,效果也好,因此國內外均認為它是礦井防治水害的有效措施之一。(2)地下礦山突水堵截。為防止采掘過程中忽然涌水而導致波及全礦的淹井事故,一般在巷道一定的位置設置防水閘門和防水墻。5.礦山排水礦山的排水能力要到達如下規(guī)定。(1)金屬非金屬礦山。井下重要排水設備,至少應由同類型的3臺泵構成。工作泵應能在20h內排出一晝夜的正常涌水量;除檢修泵外,其他水泵在20h內排出一晝夜的最大涌水量。井筒內應裝備2條相似的排水管,其中1條工作,1條備用。水倉應由兩個獨立的巷道系統(tǒng)構成。涌水量大的礦井,每個水倉的容積,應能容納2~4h井下正常涌水量。一般礦井重要水倉總容積,應能容納6—8h小時的正常涌水量。(2)煤礦。必須有工作、備用和檢修的水泵。工作水泵的能力,應能在20h小時內排出礦井24h的正常涌水量(包括充填水和其他用水)。備用水泵的能力應不不不小于工作水泵能力的70%。工作水泵和備用水泵的總能力,應能在20h內排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應不不不小于工作水泵能力的25%。水文地質條件復雜的礦井,可在主泵房內預留一定數(shù)量的水泵位置。必須有工作、備用的水管。工作水管的能力應能配合工作水泵在20h小時內排出礦井24h的正常涌水量。工作水管和備用水管的總能力,應能配合工作水泵和備用水泵在20h內排出礦井24h的最大涌水量。水平正常涌水量在1000m3/h如下時,重要水倉的有效容量應能容納8h的正常涌水量。 (四)地下礦山水災的預測和突水預兆1.地下礦山水災的預測(1)地下礦山水災危險程度確實定①用突水系數(shù)來確定礦井水害的危險程度。突水系數(shù)是含水層中靜水壓力(kPa)與隔水層厚度(m)的(2)地下礦山水災預測圖的編制。根據(jù)隔水層厚度和礦區(qū)各地段的水壓值,計算某開采水平的突水系數(shù),編制對應比例的簡樸突水預測圖,然后根據(jù)礦區(qū)突水系數(shù)的臨界值,圈定安全區(qū)和危險區(qū)。水災預測圖的另一種編制措施是在開采平面圖上圈定地下水災的等級區(qū)域,據(jù)此制定最佳礦井規(guī)劃和防治水害的措施,加強危險2.地下礦山突水預兆地下礦山突水過程重要決定于礦井水文地質及突水水量不不小于礦井最大排水能力,地下水形成穩(wěn)定的降落漏斗,迫使礦井長期大量排水;另一種是突水水量超過礦井的最大排水能力,導致整個礦井或局部采區(qū)沉沒。在各類突水事故發(fā)生之前,一般均會顯示出多種①煤層變潮濕、松軟;煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象,且淋水由小變大;④底板破裂,沿裂縫有高壓水噴出,并伴有“嘶嘶”聲或刺耳水聲。⑤底板發(fā)生“底爆”,伴有巨響,地下水大量涌出,水色呈乳白或黃色。(3)松散孔隙含水層水突水預兆:①突水部位發(fā)潮、滴水且滴水現(xiàn)象逐漸增大,仔細觀測發(fā)現(xiàn)水中具有少許細砂。②發(fā)生局部冒頂,水量突增并出現(xiàn)流砂,流砂常呈間歇性,水色時清時混,總的趨勢是水量、砂量增長,直至流砂大量涌出。③頂板發(fā)生潰水、潰砂,這種現(xiàn)象也許影響到地表,致使地表出現(xiàn)塌陷坑。以上預兆是經典的狀況,在詳細的突水事故過程中,并不一定所有體現(xiàn)出來,因此應當細心觀測,認真分析、判斷。(五)地下礦山水災事故的救護及處理1.井巷發(fā)生透水事故時,礦山救護隊的任務是急救受淹和被困人員,防止井巷深入被淹和恢復井巷通風。2.處理地下礦山水災事故時,礦山救護隊抵達事故礦井后,要理解災區(qū)狀況、突水地點、性質、涌水量、水源補給、水位、事故前人員分布、礦井具有生存條件的地點及其進入的通道等,并根據(jù)被堵人員所在地點的空間、氧氣、瓦斯?jié)舛纫约熬瘸霰焕藛T所需的大體時間,制定對應的救災方案。3.礦山救護隊在偵察時,應鑒定遇險人員位置,涌水通道、水量、水的流動淹程度、巷道沖壞和堵塞狀況,有害氣體濃度及巷道分布狀況和通風狀況等。4.采掘工作面發(fā)生透水事故時,第1個小隊一般應進入下部水平救人,第2個小隊應進入上部水平救人。5.對于被困在井下的人員,其所在地點高于透水后水位時,可運用打鉆等措施供應新鮮空氣、飲料及食 物;假如其所在地點低于透水后水位時,則嚴禁打鉆,6.地下礦山透水量超過排水能力,有全礦或水平被淹危險時,應組織人力物力強行排水,在下部水平人員救出后,可向下部水平或采空區(qū)放水。假如下部水平人員尚未撤出,重要排水設備受到被淹威脅時,可用裝 8.排水過程中要切斷電源、保持通風、加強對有毒有害氣體的檢測,并且要注意觀測巷道狀況,防止冒頂和掉底。(六)地下礦山淤泥、粘土和流砂潰決事故的救護及處理1.地下礦山潰決事故的類型(1)巖溶突泥。大量的巖溶充填物(如黃泥(2)地面淤泥從塌陷區(qū)裂縫潰入井下。由于采動的影響,采空區(qū)冒落導致地表塌陷,導致地面淤泥從裂縫(3)煤層頂部含水泥砂層潰入。當煤層頂部有含水、含泥沙層,開采后由于頂板冒落不實,黃泥、泥漿從(2)潰出的淤泥、粘土和流砂使遇險礦工被困堵時,在急救時應首先確定遇險人員所處的位置,并盡快清(5)在拆除阻擋淤泥的阻塞物時,可在其中開某些小孔,供淤泥逐漸流放之用。假如阻塞物內的淤泥帶具(6)遇險人員救出后,應將處在淤堵地點附近人員迅速繞過災區(qū)進入安全地帶,嚴禁逆著淤泥蔓延的方向六、礦山粉塵及其防治技術(1)全塵。全塵是指用一般敞口采樣器采集到一定期間內懸浮在空氣中的所有固體微粒。(2)呼吸性粉塵。呼吸性粉塵是指能被吸入人體肺部并滯留于肺泡區(qū)的浮游粉塵??諝鈩恿χ睆讲徊恍∮?.07μm的極細微粉塵,是引起塵肺病的重要粉塵。(3)浮塵和落塵,懸浮于空氣的粉塵稱浮塵,沉積在巷道頂、幫、底板和物體上的粉塵稱為落塵。2.粉塵性質 (1)粉塵中游離二氧化硅的含量。粉塵中游離二氧化硅的含量是危害人體的決定原因,含量越高,危害越大。游離二氧化硅是引起矽肺病的重要原因。(2)粉塵的粒度。粉塵粒度是指粉塵顆粒大小的尺度。一般來說,塵粒越小,對人的危害越大。(3)粉塵的分散度。粉塵的分散度是指粉塵整體構成中多種粒級的塵粒所占的比例。粉塵構成中, 不不小于5μm的塵粒所占的百分數(shù)越大,對人的危害越大。 (4)粉塵的濃度。粉塵的濃度是指單位體積空氣中所含浮塵的數(shù)量。粉塵濃度越高,對人體危害越大。 (5)粉塵的吸附性。粉塵的吸附能力與粉塵顆粒的表面積有親密關系,分散度越大,表面積也越 大,其吸附能力也增強。重要指標有吸濕性、吸毒性。(6)粉塵的荷電性。粉塵粒子可以帶有電荷,其來源是煤巖在粉碎中因摩擦而帶電,或與空氣中的離子碰撞而帶電,塵粒的電荷量取決于塵粒的大小并與溫濕度有關,溫度升高時荷電量增多,濕度增高時荷電量減少。(7)煤塵的燃燒和爆炸性。煤塵在空氣中到達一定的濃度時,在外界明火的引燃下能發(fā)生燃燒和爆炸。3.礦塵的危害性礦塵的危害性重要表目前如下4個方面:(1)污染工作場所,危害人體健康,引起職業(yè)??;(2)某些礦塵(如煤塵、硫化塵)在一定條件下可以爆炸;(3)加速機械磨損,縮短精密儀器使用壽命;(4)減少工作場所能見度,增長工傷事故的發(fā)生。(二)礦山粉塵防治技術礦山防塵技術包括風(除塵)、水(濕式作業(yè))、密(密閉抽塵)、凈(凈化風流)和護(個體防護)等5個方面,并以風、水為主。風就是通風除塵;水是指濕式作業(yè);密是指密閉抽塵;凈是凈化風流;護是采用個體防護措施。下面分別論述礦山生產過程中的重要防塵技術。1.采煤工作面防塵(2)合理選擇采煤機截割機構;(4)采用除塵設備。2.掘進工作面防塵(1)炮掘工作面防塵。風動鑿巖機或電煤鉆打眼是炮掘工作面持續(xù)時間長,產塵量高的工序。一般干打眼工序的產塵量占炮掘工作面總產塵量的80%~90%,濕式打眼時占40%~60%。因此,打眼防塵是炮掘工作面防塵的重點。①打眼防塵。打眼防塵的重要技術有濕式鑿巖、干式鑿巖捕塵等。風鉆濕式鑿巖:這是國內外巖巷掘進行之有效的基本防塵措施。干式鑿巖捕塵:在無法實行濕式作鑿巖時,如巖石遇水會膨脹,巖石裂隙發(fā)育,實行濕式作業(yè)其防塵效果差等狀況下,可用于式孔口捕塵器等于式孔口除塵技術。煤電鉆濕式打眼:在煤巷、半煤巷炮掘中,采用煤電鉆濕式打眼能獲得良好的降塵效果,降塵率可達75%~90%。②放炮防塵。放炮是炮掘工作面產塵最大的工序,采用的防塵措施重要有如下幾種:水炮泥:這是減少放炮時產塵量最有效的措施。放炮噴霧:這是簡樸有效的降塵措施,在放炮時進行噴霧可以減少粉塵濃度和炮煙。(2)機掘工作面通風除塵。掘進工作面雖然采用了對應的防塵措施,但某些細微的粉塵仍然是懸浮于空氣中,尤其是掘進機械化程度的不停提高,產塵強度劇增,機掘工作面的產塵強度就大大高于炮掘工作面,用一般的防塵措施難于控制粉塵,因此國內外研究了通風除塵技術,以便有效控制高濃度塵源。①通風除塵系統(tǒng)。合理的通風除塵系統(tǒng)是控制工作面懸浮粉塵運動和擴散的必要條件,重要有三種通風系統(tǒng)在國內外使用:長壓短抽通風除塵系統(tǒng)、長抽通風除塵系統(tǒng)和長抽短壓通風除塵系統(tǒng)。②通風除塵設備。重要設備有濕式除塵風機、濕式除塵器、袋式除塵器以及配套的抽出式伸縮風筒、附壁風筒等。③通風工藝的規(guī)定。壓、抽風筒口互相位置的關系:壓抽風量的匹配;局部通風機安裝位置;抽出式局部通風機與除塵局部通風機的串聯(lián)規(guī)定。(3)錨噴支護防塵。錨噴支護技術發(fā)展很快,它也是煤礦的重要產塵源之一。錨噴支護的粉塵重要來自打錨桿眼、混合料轉運、拌料和上料、噴射混凝土以及噴射機自身等生產工序和設備。針對這些產塵源,錨噴支護重要采用配制潮料向噴射機上料、雙水環(huán)加水、加接異徑葫蘆管、低壓近噴、水幕凈化和通風除塵等。3.運送、轉載防塵(1)機械控制自動噴霧降塵裝置。該類裝置的特點是構造簡樸、輕易制造,使用和維護以便并且降塵效果很好。(2)電器控制自動噴霧降塵裝置。該裝置合用于煤礦轉載運送系統(tǒng)中不一樣的塵源,它是靠電器控制實現(xiàn)自動噴霧,有光控、聲控、觸控、磁控等多種形式。4.綜合防塵措施綜合防塵措施包括濕式鉆眼、沖刷井壁巷幫、使用水炮泥、放炮噴霧、裝巖(煤)灑水和凈化風流(三)煤塵爆炸和防、隔爆措施1.礦山粉塵(煤礦煤塵)爆炸的條件礦山粉塵(煤礦煤塵)爆炸必須同步具有如下4個條件:粉塵自身具有爆炸性;粉塵懸浮在空氣中并到達一定濃度;有足以點燃粉塵的熱源;有可供爆炸的助燃劑。2.煤塵爆炸性評價措施(1)煤塵爆炸指數(shù)。煤塵爆炸指數(shù),也被稱作可燃揮發(fā)分含量,在煤礦設計時,可作為初步鑒定煤塵爆炸危險的指標。(2)煤塵爆炸性鑒定。雖然用煤塵爆炸指數(shù)可以鑒定其爆炸性,但鑒于煤種和煤質的復雜性,爆炸指數(shù)只是一種初步判斷。還必須按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定進行煤塵爆炸性鑒定試驗。我國原則中規(guī)定,采用大管狀煤塵爆炸鑒定裝置進行試驗,并由國家授權單位承擔鑒定試驗。3.防止煤塵爆炸的技術措施煤塵爆炸必須在4個條件同步具有時才也許發(fā)生,假如不讓這些條件同步存在,或者破壞已經形成的這些條件,就可以防止煤塵爆炸的發(fā)生和發(fā)展。這是制定多種防止煤塵爆炸措施的出發(fā)點和基本(1)防塵措施。一般狀況下,生產場所的浮游煤塵濃度是遠低于爆炸下限濃度的。不過,因空氣震蕩(放炮的沖擊波)等原因使沉積煤塵重新飛揚起來,這時的煤塵濃度大大超過爆炸下限濃度。據(jù)估算4m2斷面小巷道的周圍上,只要沉積0.04mm厚的一層煤塵,當它所有飛揚起來,就到達了爆炸下限。實際上,井下的沉積煤塵都超過了這個厚度,因此,減少巷道內的沉積煤塵量并清除出井,是最簡樸有效的防爆措施。各生產環(huán)節(jié)采用有效的防塵,降塵措施,減少煤塵的產生,減少空氣中的煤塵濃度,也就減少了沉積煤塵量。因此,綜合防塵措施既是減少粉塵危害工人健康的措施,也是防止煤塵爆炸的治本措施。(2)杜絕著火源。井下能引起煤塵爆炸的著火源有電氣火花、摩擦火花、摩擦熱、煤自燃而形成的高溫點、爆破作業(yè)出現(xiàn)的爆燃以及瓦斯爆炸所產生的高溫產物等。消除此類著火源的重要技術措施有:保持礦用電氣設備完好的防爆性能,加強管理防止出現(xiàn)電器設備失爆現(xiàn)象;選用非著火性輕合金材這種措施是定期向巷道周圍撒布惰性巖粉,用它覆蓋沉積在巷道周圍上的沉積煤塵。巖粉層在巷道當發(fā)生瓦斯爆炸等異常狀況時,巨大的空氣震蕩風流把巖粉和沉積煤塵都吹揚起來形成巖粉一煤塵4.防止煤塵爆炸傳播技術防止煤塵爆炸傳播技術也稱為隔絕煤塵爆炸傳播技術(如下簡稱隔爆技術),是指把已經發(fā)生的爆炸技術就是運用這一規(guī)律,運用壓力波的能量使隔爆措施動作,在巷道內形成撲滅水槽棚和水袋棚,統(tǒng)稱為被動式隔爆棚。在井巷系統(tǒng)中限制煤塵爆炸的作用和保護范圍,可將它們分為重要隔爆棚(重型棚)和輔助隔爆棚(輕型棚),重型棚的作用是保護全礦性的安全,設置在礦井兩翼與井筒相通的重要運送大巷和回風大巷;相鄰m)范圍內發(fā)揮克制爆炸的作用。因此,在爆炸發(fā)傳感器、控制器和噴灑裝置是自動隔爆裝置三大構成部分,由若干臺自動隔爆裝置構成的隔爆系統(tǒng)即為自動式隔爆措施,采用的傳感器重要有3類:接受瓦斯煤塵爆炸動力效應的壓力傳感器,運用爆炸熱作指令的儀器;噴灑機構一般由執(zhí)行機構、噴灑器和克制劑儲存容器構成。它的作用是將克制劑(巖粉、克制劑的選擇原則是克制火焰用量少、效果好、價格廉價。雖然巖粉在煤礦應用最廣,不過在弱的瓦斯煤塵爆炸條件下以及在劇烈的強爆炸時,它的克制效果不理想。合用于自動隔爆裝置的克制劑重要有液體克制劑水、水加鹵代烷、粉末無機鹽類克制劑和效果好,但它有破壞臭氧層的缺陷,已經開始禁用。(四)礦山粉塵檢測措施粉塵檢測是以科學的措施對生產環(huán)境空氣中粉塵的含量及其物理化學性狀進行測定、分析和檢查的工作。從安全和衛(wèi)生學的角度出發(fā),平常的粉
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