第1篇 煤礦開(kāi)采主要災(zāi)害安全管理
一、瓦斯(甲烷)
甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體,甲烷比空氣輕,相對(duì)于氣空的比重為0.554。瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)主要災(zāi)害之一。煤礦一旦發(fā)生瓦斯爆炸,危害十分嚴(yán)重,其爆炸時(shí)產(chǎn)生的高溫、高壓和有害氣體可造成大量的人員傷亡和人亡礦毀,因此,防止瓦斯爆炸是安全管理的重點(diǎn),其主要措施是加強(qiáng)礦井通風(fēng),防止瓦斯局部積聚,防止煤(巖)與瓦斯突出,防止火源引燃瓦斯。
1.礦井瓦斯的危害:
(1)瓦斯窒息
甲烷本身雖然無(wú)毒,但空氣中的甲烷濃度較高時(shí),就會(huì)相對(duì)降低空氣中的氧氣濃度。氧氣濃度相對(duì)減少,使人窒息死亡。當(dāng)空氣中甲烷濃度升高,氧氣量降到17%,使感到呼吸困難,氧含量降到12%以下時(shí),使人窒息死亡。
因此,凡井下盲巷或通風(fēng)不良的地區(qū),都必須及時(shí)封閉或設(shè)置柵欄,并懸掛“禁止入內(nèi)”的警標(biāo),嚴(yán)防人員入內(nèi)。
(2)瓦斯燃燒和爆炸
當(dāng)瓦斯與空氣混合達(dá)到一定濃度時(shí),遇到高溫火源就能燃燒或發(fā)生爆炸,一旦形成災(zāi)害事故,就會(huì)造成大量作業(yè)人員的傷亡,嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn),瓦斯爆炸事故是煤礦事故中最嚴(yán)重的事故。
2.瓦斯爆炸的概念:
瓦斯是一種能夠燃燒和爆炸的氣體,瓦斯爆炸就是空氣中的氧氣與瓦斯發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的結(jié)果。瓦斯在高溫火源作用下,與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成二氧化碳和水,并放出大量的熱,這些熱量能夠使反應(yīng)過(guò)程中生成的二氧化碳和水蒸氣迅速膨脹,形成高溫、高壓,并以極高的速度向外沖擊而產(chǎn)生的動(dòng)力現(xiàn)象,這就是瓦斯爆炸。
3.瓦斯爆炸的危害:
瓦斯爆炸的主要危害是產(chǎn)生高溫焰面,沖擊波和有害氣體。
焰面是巷道中運(yùn)動(dòng)著的化學(xué)反應(yīng)區(qū)和高溫氣體,其速度快、溫度高。從正常的燃燒速度(1~2.5 m/s)到爆轟式傳播速度(2500m/s),焰面溫度可高達(dá)2150℃~2650℃。焰面經(jīng)過(guò)之處,人被燒死或大面積燒傷,可燃物被點(diǎn)燃而發(fā)生火災(zāi),擴(kuò)大災(zāi)情。
沖擊波鋒面壓力由幾個(gè)大氣壓到20個(gè)大氣壓,前向沖擊波疊加和反射時(shí)可達(dá)100個(gè)大氣壓。其傳播速度總是大于聲速,所到之處造成人員傷亡、設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施損壞、巷道垮塌。
瓦斯爆炸后生成大量有害氣體。據(jù)分析,瓦斯爆炸后的氣體成分為:o2為6%-10%、n2為82%-88%、co2為4%-8%、co為2%-4%。如果有煤塵參與爆炸,co的生成量更大,往往成為人員大量傷亡的主要原因,因此,《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,入井人員必須配戴自救器。
4.瓦斯爆炸的條件及其影響程度:
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。
(一)、瓦斯?jié)舛?/p>
瓦斯爆炸有一定的濃度范圍,我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱(chēng)為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸的界限為5%-16%,5%為爆炸下限,16%為爆炸上限。
當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí),遇火不爆炸,但能在火焰外圍形成燃燒層;當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí),其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應(yīng));瓦斯?jié)舛仍?6%以上時(shí),失去爆炸性,但在空氣中火仍會(huì)燃燒。
必須強(qiáng)調(diào)指出,瓦斯爆炸界限不是固定不變的,它受許多因素的影響:
(1)可燃?xì)怏w的混入,使瓦斯爆炸界限擴(kuò)大。
(2)惰性氣體的混入,降低了氧濃度,使瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性和爆炸界限降低。
(3)煤塵摻入可降低瓦斯爆炸下限。
(4)瓦斯與空氣混合氣體的初始溫度越高,爆炸界限范圍就越大。
(5)瓦斯與空氣混合氣體的初始?jí)毫υ酱?瓦斯爆炸界限范圍越大。
(二)、引火溫度:
瓦斯的引火溫度,即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為是650℃~750℃,但受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當(dāng)瓦斯含量在7%~8%時(shí),最易引燃;當(dāng)混合氣體的壓力增高時(shí),引火溫度降低;在引火溫度相同時(shí),火源面積越大、點(diǎn)火時(shí)間越長(zhǎng),越易引燃瓦斯。
瓦斯與高溫?zé)嵩唇佑|時(shí),并不立即燃燒、爆炸,而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的時(shí)間間隔,我們稱(chēng)此現(xiàn)象為火延遲性,間隔的這段時(shí)間稱(chēng)感應(yīng)期。感應(yīng)期的長(zhǎng)短與甲烷濃度、火源溫度、火源性質(zhì)、混合氣體壓力有關(guān)。火源溫度升高,感應(yīng)期迅速下降;瓦斯?jié)舛仍黾?感應(yīng)期略有增加。
瓦斯爆炸的感應(yīng)期對(duì)煤礦安全生產(chǎn)意義很大。例如,使用安全炸藥爆破時(shí),其初溫達(dá)2000℃左右,但高溫存在的時(shí)間只有千分之幾秒,小于瓦斯爆炸的感應(yīng)期,所以不會(huì)引起瓦斯爆炸。如果炸藥質(zhì)量不合格,炮泥充填不緊或放炮不正規(guī)(如放明炮、糊炮等),就會(huì)延長(zhǎng)高溫存在時(shí)間,造成瓦斯爆炸事故。為了安全井下電氣設(shè)備,必須采用安全隔爆器。
(三)、氧的濃度:當(dāng)氧在混合氣體中的濃度低于12%時(shí),混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。正確認(rèn)識(shí)氧的含量對(duì)瓦斯爆炸的作用,對(duì)密封或啟封火災(zāi)區(qū)及時(shí)封閉火區(qū)時(shí),判斷火區(qū)內(nèi)有無(wú)瓦斯爆炸性等均有指導(dǎo)意義。
防止瓦斯爆炸措施主要包括三個(gè)方面:防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃、防止瓦斯事故擴(kuò)大。
二、礦塵
礦塵是指在生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種礦物微細(xì)顆粒的總稱(chēng)。礦塵包括煤礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵、巖塵。礦塵不但對(duì)井下污染環(huán)境,還對(duì)工作人員的健康不利,而且在一定條件下,還可以燃燒和爆炸(煤塵具有可燃性,遇有外界火源,很容易引起火災(zāi),還可能導(dǎo)致爆炸事故),除此以外,還會(huì)加速機(jī)械設(shè)備的磨損,影響井下工作人員的視線,因此應(yīng)采取各種有效的排降措施,如:加強(qiáng)通風(fēng),灑水降塵,將礦塵濃度控制在規(guī)定的濃度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。(關(guān)于煤塵爆炸資料附后)
三、火災(zāi)
礦井防滅火工作是安全生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容,首先應(yīng)通過(guò)改進(jìn)開(kāi)采技術(shù)措施,健立完善的通風(fēng)系統(tǒng);其次采取防止漏風(fēng)和預(yù)防性灌漿、噴灑阻化劑、均壓滅火、注入惰性氣體等綜合措施防止煤炭自燃的發(fā)生;再次采用不燃性支護(hù)材料,杜絕或控制明火和電火花的產(chǎn)生等有效措施,防止煤礦外因火災(zāi)發(fā)生。(礦井火災(zāi)防治附后)
四、水害
礦井水害對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響和危害很大,輕則使生產(chǎn)條件惡化,管理困難;重則造成傷亡或淹井事故,因此,在安全生產(chǎn)和管理方面,應(yīng)該在保證排水系統(tǒng)可靠的前提下,加強(qiáng)采掘工作在探、放水的安全管理工作。嚴(yán)格執(zhí)行“有疑必探,先探后掘”的方針,保障礦井安全。(礦井水害防治附后)
五、頂板
頂板事故會(huì)造成井下人員傷亡、設(shè)備損壞和生產(chǎn)停頓等事故,是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。隨著開(kāi)采深度的不斷增加,巷道斷面不斷增加,預(yù)防采掘工作面的頂板事故更加重要。為防止頂板事故的發(fā)生,應(yīng)制定和執(zhí)行嚴(yán)格合理的頂板管理安全技術(shù)措施;應(yīng)建立頂板災(zāi)害發(fā)生的預(yù)警、預(yù)報(bào)系統(tǒng);加強(qiáng)對(duì)頂板的支護(hù);加強(qiáng)對(duì)采空區(qū)的觀察,合理留設(shè)煤柱的安全防范措施,有效控制頂板事故。
除上述“五大”災(zāi)害以外,隨著礦井開(kāi)采深度不斷增加,采空區(qū)面積隨著增大,沖擊地壓的危險(xiǎn)也將會(huì)更加突出,沖擊地壓又稱(chēng)巖爆,常伴有煤巖體拋出,巨響及氣浪等現(xiàn)象。它具有很大的破壞性,也是煤礦的重大災(zāi)害之一,我礦應(yīng)采取有效措施防范采空區(qū)大面積冒頂引發(fā)地表塌陷,使地表水透入井下造成的水害。
第2篇 煤礦開(kāi)采主要災(zāi)害及安全管理
一、瓦斯（甲烷）
甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體，甲烷比空氣輕，相對(duì)于氣空的比重為0.554。瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)主要災(zāi)害之一。煤礦一旦發(fā)生瓦斯爆炸，危害十分嚴(yán)重，其爆炸時(shí)產(chǎn)生的高溫、高壓和有害氣體可造成大量的人員傷亡和人亡礦毀，因此，防止瓦斯爆炸是安全管理的重點(diǎn)，其主要措施是加強(qiáng)礦井通風(fēng)，防止瓦斯局部積聚，防止煤（巖）與瓦斯突出，防止火源引燃瓦斯。
1.礦井瓦斯的危害：
（1）瓦斯窒息
甲烷本身雖然無(wú)毒，但空氣中的甲烷濃度較高時(shí)，就會(huì)相對(duì)降低空氣中的氧氣濃度。氧氣濃度相對(duì)減少，使人窒息死亡。當(dāng)空氣中甲烷濃度升高，氧氣量降到17%，使感到呼吸困難，氧含量降到12%以下時(shí)，使人窒息死亡。
因此，凡井下盲巷或通風(fēng)不良的地區(qū)，都必須及時(shí)封閉或設(shè)置柵欄，并懸掛“禁止入內(nèi)”的警標(biāo)，嚴(yán)防人員入內(nèi)。
（2）瓦斯燃燒和爆炸
當(dāng)瓦斯與空氣混合達(dá)到一定濃度時(shí)，遇到高溫火源就能燃燒或發(fā)生爆炸，一旦形成災(zāi)害事故，就會(huì)造成大量作業(yè)人員的傷亡，嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn)，瓦斯爆炸事故是煤礦事故中最嚴(yán)重的事故。
2.瓦斯爆炸的概念：
瓦斯是一種能夠燃燒和爆炸的氣體，瓦斯爆炸就是空氣中的氧氣與瓦斯發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的結(jié)果。瓦斯在高溫火源作用下，與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化碳和水，并放出大量的熱，這些熱量能夠使反應(yīng)過(guò)程中生成的二氧化碳和水蒸氣迅速膨脹，形成高溫、高壓，并以極高的速度向外沖擊而產(chǎn)生的動(dòng)力現(xiàn)象，這就是瓦斯爆炸。
3.瓦斯爆炸的危害：
瓦斯爆炸的主要危害是產(chǎn)生高溫焰面，沖擊波和有害氣體。
焰面是巷道中運(yùn)動(dòng)著的化學(xué)反應(yīng)區(qū)和高溫氣體，其速度快、溫度高。從正常的燃燒速度（1~2.5 m/s）到爆轟式傳播速度（2500m/s），焰面溫度可高達(dá)2150℃~2650℃。焰面經(jīng)過(guò)之處，人被燒死或大面積燒傷，可燃物被點(diǎn)燃而發(fā)生火災(zāi)，擴(kuò)大災(zāi)情。
沖擊波鋒面壓力由幾個(gè)大氣壓到20個(gè)大氣壓，前向沖擊波疊加和反射時(shí)可達(dá)100個(gè)大氣壓。其傳播速度總是大于聲速，所到之處造成人員傷亡、設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施損壞、巷道垮塌。
瓦斯爆炸后生成大量有害氣體。據(jù)分析，瓦斯爆炸后的氣體成分為：o2為6%-10%、n2為82%-88%、co2為4%-8%、co為2%-4%。如果有煤塵參與爆炸，co的生成量更大，往往成為人員大量傷亡的主要原因，因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，入井人員必須配戴自救器。
4.瓦斯爆炸的條件及其影響程度：
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。
（一）、瓦斯?jié)舛?/p>
瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱(chēng)為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸的界限為5%-16%，5%為爆炸下限，16%為爆炸上限。
當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí)，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層；當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí)，其爆炸威力最大（氧和瓦斯完全反應(yīng)）；瓦斯?jié)舛仍?6%以上時(shí)，失去爆炸性，但在空氣中火仍會(huì)燃燒。
必須強(qiáng)調(diào)指出，瓦斯爆炸界限不是固定不變的，它受許多因素的影響：
（1）可燃?xì)怏w的混入，使瓦斯爆炸界限擴(kuò)大。
（2）惰性氣體的混入，降低了氧濃度，使瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性和爆炸界限降低。
（3）煤塵摻入可降低瓦斯爆炸下限。
（4）瓦斯與空氣混合氣體的初始溫度越高，爆炸界限范圍就越大。
（5）瓦斯與空氣混合氣體的初始?jí)毫υ酱?，瓦斯爆炸界限范圍越大?/p>
（二）、引火溫度：
瓦斯的引火溫度，即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為是650℃~750℃，但受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當(dāng)瓦斯含量在7%~8%時(shí)，最易引燃；當(dāng)混合氣體的壓力增高時(shí)，引火溫度降低；在引火溫度相同時(shí)，火源面積越大、點(diǎn)火時(shí)間越長(zhǎng)，越易引燃瓦斯。
瓦斯與高溫?zé)嵩唇佑|時(shí)，并不立即燃燒、爆炸，而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的時(shí)間間隔，我們稱(chēng)此現(xiàn)象為火延遲性，間隔的這段時(shí)間稱(chēng)感應(yīng)期。感應(yīng)期的長(zhǎng)短與甲烷濃度、火源溫度、火源性質(zhì)、混合氣體壓力有關(guān)?；鹪礈囟壬?，感應(yīng)期迅速下降；瓦斯?jié)舛仍黾?，感?yīng)期略有增加。
瓦斯爆炸的感應(yīng)期對(duì)煤礦安全生產(chǎn)意義很大。例如，使用安全炸藥爆破時(shí)，其初溫達(dá)2000℃左右，但高溫存在的時(shí)間只有千分之幾秒，小于瓦斯爆炸的感應(yīng)期，所以不會(huì)引起瓦斯爆炸。如果炸藥質(zhì)量不合格，炮泥充填不緊或放炮不正規(guī)（如放明炮、糊炮等），就會(huì)延長(zhǎng)高溫存在時(shí)間，造成瓦斯爆炸事故。為了安全井下電氣設(shè)備，必須采用安全隔爆器。
（三）、氧的濃度：當(dāng)氧在混合氣體中的濃度低于12%時(shí)，混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。正確認(rèn)識(shí)氧的含量對(duì)瓦斯爆炸的作用，對(duì)密封或啟封火災(zāi)區(qū)及時(shí)封閉火區(qū)時(shí)，判斷火區(qū)內(nèi)有無(wú)瓦斯爆炸性等均有指導(dǎo)意義。
防止瓦斯爆炸措施主要包括三個(gè)方面：防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃、防止瓦斯事故擴(kuò)大。
二、礦 塵
礦塵是指在生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種礦物微細(xì)顆粒的總稱(chēng)。礦塵包括煤礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵、巖塵。礦塵不但對(duì)井下污染環(huán)境，還對(duì)工作人員的健康不利，而且在一定條件下，還可以燃燒和爆炸（煤塵具有可燃性，遇有外界火源，很容易引起火災(zāi)，還可能導(dǎo)致爆炸事故），除此以外，還會(huì)加速機(jī)械設(shè)備的磨損，影響井下工作人員的視線，因此應(yīng)采取各種有效的排降措施，如：加強(qiáng)通風(fēng)，灑水降塵，將礦塵濃度控制在規(guī)定的濃度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。（關(guān)于煤塵爆炸資料附后）
三、火 災(zāi)
礦井防滅火工作是安全生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容，首先應(yīng)通過(guò)改進(jìn)開(kāi)采技術(shù)措施，健立完善的通風(fēng)系統(tǒng)；其次采取防止漏風(fēng)和預(yù)防性灌漿、噴灑阻化劑、均壓滅火、注入惰性氣體等綜合措施防止煤炭自燃的發(fā)生；再次采用不燃性支護(hù)材料，杜絕或控制明火和電火花的產(chǎn)生等有效措施，防止煤礦外因火災(zāi)發(fā)生。（礦井火災(zāi)防治附后）
四、水 害
礦井水害對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響和危害很大，輕則使生產(chǎn)條件惡化，管理困難；重則造成傷亡或淹井事故，因此，在安全生產(chǎn)和管理方面，應(yīng)該在保證排水系統(tǒng)可靠的前提下，加強(qiáng)采掘工作在探、放水的安全管理工作。嚴(yán)格執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的方針，保障礦井安全。（礦井水害防治附后）
五、頂 板
頂板事故會(huì)造成井下人員傷亡、設(shè)備損壞和生產(chǎn)停頓等事故，是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。隨著開(kāi)采深度的不斷增加，巷道斷面不斷增加，預(yù)防采掘工作面的頂板事故更加重要。為防止頂板事故的發(fā)生，應(yīng)制定和執(zhí)行嚴(yán)格合理的頂板管理安全技術(shù)措施；應(yīng)建立頂板災(zāi)害發(fā)生的預(yù)警、預(yù)報(bào)系統(tǒng)；加強(qiáng)對(duì)頂板的支護(hù)；加強(qiáng)對(duì)采空區(qū)的觀察，合理留設(shè)煤柱的安全防范措施，有效控制頂板事故。
除上述“五大”災(zāi)害以外，隨著礦井開(kāi)采深度不斷增加，采空區(qū)面積隨著增大，沖擊地壓的危險(xiǎn)也將會(huì)更加突出，沖擊地壓又稱(chēng)巖爆，常伴有煤巖體拋出，巨響及氣浪等現(xiàn)象。它具有很大的破壞性，也是煤礦的重大災(zāi)害之一，我礦應(yīng)采取有效措施防范采空區(qū)大面積冒頂引發(fā)地表塌陷，使地表水透入井下造成的水害。
