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煤矿五大自然灾害防治安全技术措施

  
评论: 更新日期:2015年10月15日

与排放瓦斯,从而消除大面积的煤层区域突出危险性。
  局部性防突措施包括超前抽放钻孔、松动爆破、水力冲孔、卸压槽、金属骨架等。这些措施的作用在于使突出煤层采掘工作面前方煤体产生地应力减弱、集中应力解除与瓦斯抽放的效果,从而消除突出危险性。
  3)防突措施的效果检验。防突措施的检验就是根据煤与瓦斯突出预测中的有关规定,
  对采取措施后的煤层再进行一次突出危险性指标的测定,根据实测的指标值判断是否降到临界值以下、有无突出危险。如果检验结果表明防突措施有效,就可以在采取安全防护措施后继续采掘作业。如果检验该防突措施无效或效果不好,就必须采取附加措施并经检验有效后,方可采取安全防护措施继续作业。防突措施效果检验的方法与工作面突出危险性预测方法基本相同。
  4)安全防护措施。其目的在于预测失误或防突措施失效后发生突出时,避免造成人员伤害,从而建立起防止突出事故的第二道保障线。安全防护措施主要包括岩巷揭穿突出煤层的震动放炮、远距离放炮、反向风门、避难所、挡栏设施、压风自救系统和隔离式自救器等。
  实践证明,“四位一体”综合防突措施体系,使我们防突技术提高到一个新的水平。
  二、矿井火灾防治
  1.矿井火灾的危害
  火灾是矿山的五大自然灾害之一。井下发生火灾,不仅会造成资源的损失、设备设施的损坏,导致生产中断,而且更为严重的是会直接威胁矿工的生命安全。
  矿井火灾的危害具体表现在以下几个方面:
  (1)井下发生火灾后,产生大量的有害气体。高温烟流德众一氧化碳、二氧化碳等气体会使人员窒息、中毒,严重威胁着矿工的生命安全。
  (2)引起瓦斯、煤尘爆炸。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井,火灾不仅会直接导致瓦斯、煤尘爆炸,就是在处理火灾事故中,也极易诱发瓦斯、煤尘爆炸事故,从而扩大灾情。
  (3)产生再生火源。炽热的含挥发性气体的烟流与相接巷道新鲜风流交汇燃烧,火源下风侧可能出现若干再生火源,使煤炭资源大量被烧毁或冻结、损坏机械设备。
  (4)产生火风压。火风压是指火灾产生的高温烟流流经有标高差的井巷所产生的附加风压。火风压常会造成风流紊乱,使某些井巷的风流方向发生逆转现象,导致受灾范围扩大,容易使灭火人员陷入获区。
  2.矿井火灾的分类
  根据发生火灾的原因不同,一般把矿井火灾分为两类:外因火灾和内因火灾。
  (1)外因火灾
  外因火灾是指由外部火源引起的火灾。
  外因火灾的特点是突然发生、火势凶猛、可防性差,可能发生在井下任何地点,但多数发生在井口房、井筒、机电硐室、火药库以及安装有机电设备的巷道或工作面内,如果不能及时处理,往往可能酿成重特大事故。
  (2)内因火灾
  内因火灾又称自然火灾。由于煤炭或其他易燃物自身氧化积热,发生燃烧引起的火灾。内因火灾的特点是发生在有限的条件下,有预兆,燃烧过程较为缓慢,伴生有害气体,不易早期发现,且火源隐蔽,有些发火地点很难接近,灭火难度大,时间长。内因火灾大多数发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的冒高处以及浮煤堆积的地点。
  3.外因火灾的防治
  (1)防止火源的产生
  1)加强明火管理。严格杜绝火源。严禁将烟火带入井下,严禁井下吸烟,井口房和通风机房附近20m内严禁烟火,也不准用火炉取暖。井下严禁使用灯泡或电炉取暖。
  2)井下和井口房内不得从事电焊、电焊作业,必须作业时要严格按《煤矿安全规程》的规定执行。
  3)地面木料场、矸石山、炉灰场与进风井的距离不得小于80m。不得将矸石山或炉灰场在进风井的主导风上风侧,也不得设在表土10以内有煤层的地面上和设在有漏风的采空区上方的塌陷范围内。
  4)严禁在井下存放用完后剩下的汽油、没有和变压器油。
  (2)采用不燃性材料支护
  新建矿井的永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场,主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处,井下机电设备硐室,主要巷道内带式输送机机头前后两端各20m范围内,都必须用不燃性材料支护。
  (3)防止电气火灾
  电气火灾是指发生在各种电气设备上的火灾,常因供电过负荷、电气元件接触不良、操作失误产生电弧火花引起。
  预防电气火灾的措施是:机电设备应正确选用熔断器(片),正确使用检漏继电器,当电流短路、过载或接地时能及时切断电源;电缆接头必须使用防爆接线盒,严禁使用“鸡爪子”和“羊尾巴”接头;严禁违章使用和操作井下电气设备等。
  (4)防止摩擦火花引起火灾
  随着煤矿机械化程度的提高,必须做好井下机械运转部分的保养和维护工作,防止摩擦和冲击产生火花,引起火灾。
  (5)防止火灾扩大
  1)设置消防材料库。消防材料库的作用是储存消防材料以便发生火灾时迅速而有效地灭火。因此,每一矿井必须在井上下设置符合要求的消防材料库。
  2)设置防火门。在进风井口、井底车场与井筒连接处、部分专用硐室出口处等位置都必须设置防火铁门。防火铁门必须易于关闭严密,一旦发生火灾能及时关闭。
  3)设置消防水池和井下消防水管系统。每一矿井必须在地面设置消防水池和在井下设置消防管路系统。
  4)及时发现初起火灾。及时发现初起外因火灾是防止其发展和控制其危害的一个重要措施。除用感觉器官(眼睛、鼻子、皮肤等)来察觉初起火灾外,还可用标志性气体、火灾监测器、温升变色涂料等来科学地判断。
  (6)外因火灾的灭火方法
  常用的灭火方法有三种:直接灭火法、隔绝灭火法和联合灭火法。
  1)直接灭火法。直接灭火法包括以下几种:
  ①清除可燃物。将着火带及附近已发热或正燃烧的可燃物挖出并运出井外。这是扑灭火灾最彻底的方法,但是采用这种方法的条件是:火灾处于初起阶段,涉及范围不大;火区无瓦斯、无煤尘爆炸危险;火源位于人员可直接到达的地点。
  ②用水灭火。用水灭火,简单易行,经济有效。其作用是:强力水流把燃烧物的火焰压灭,使燃烧物充分浸湿而阻止其继续燃烧;水有很
大的吸热能力,能使燃烧物冷却降温;水遇火蒸发成大量水蒸气,能冲淡灾区空气中氧的浓度,并使燃烧物表面与空气隔绝。因此水有较强的灭火作用。
  用水灭火应注意的问题:供水量要充足,否则,高温火源会使水分解成具有爆炸性和氢和一氧化碳混合气体(又称水煤气),带来新的危险;灭火人员一定要站在火源的上风侧,并应保持正常通风,回风道要通畅以便将火烟和水蒸气引入回风道排出;当火势旺时,应先将水流射向火源外围,不要直射火源中心;水能导电,因此,用水扑灭电器火灾时,应先切断电源,然后灭火;水比油密度大,油浮在水的表面,可以随水流动而扩大火灾面积,因此,不能用水扑灭油类火灾;灭火过程中,要随时检查火区附近的瓦斯、一氧化碳浓度。
  ③用砂子(或岩粉)灭火。把砂子(或岩粉)直接撒在燃烧物体上能隔绝空气,将火扑灭。通常用来扑灭初起的电气设备火灾与油类火灾。
  ④用划分灭火器灭火。目前矿山使用的化学灭火器有两类:
  泡沫灭火器。使用时将灭火器倒置,使内外瓶中的酸性溶液和碱性溶液互相混合,发生化学反应,形成大量充满二氧化碳的气泡喷射出去,覆盖在燃烧物体上隔绝空气。在扑灭电器火灾时,应首先切断电源。
  干粉灭火器。目前矿用干粉灭火器以磷酸铵粉为主药剂。在高温作用下磷酸铵粉末进行一系列分解吸热反应,将火灾扑灭。目前适合于井下使用的干粉灭火器有灭火手雷和喷粉灭火器。
  ⑤高倍数泡沫灭火。远距离高倍数泡沫灭火是将高倍数起泡剂与压力水混合后在风扇的吹动下,经过两层锥形发泡线网,形成大量的泡沫涌向火源扑灭火灾。其原理是泡沫遇到高温而蒸发成水蒸气,吸收大量的热,使温度迅速下降,同时,大量的水蒸气能降低火源周围空气中的氧气含量,泡沫又迅速包围燃烧物,使火与空气隔绝而熄灭。
  2)隔绝灭火法。当井下火灾发展到不能直接被扑灭时,应在所有通往火区的巷道内砌筑密闭墙,使火源与外界隔绝,当火区内的氧气消耗完后,火灾自行熄灭。
  在建筑密闭墙时,一般先建进风侧,后建回风侧。在有瓦斯涌出的火区,为防止瓦斯积聚,进回风两侧要同时建筑密闭墙,同时封闭。对有发生瓦斯爆炸危险的火区,为保证救灾人员和建筑密闭墙人员的安全,应尽快地建筑一道防爆墙。防爆墙一般用砂子、黄土、炉灰等装在编织袋或麻袋内,建成5-6m厚砂袋墙。
  3)联合灭火法。在单独采用一种方法达不到灭火目的,或灭火时间太长时,可将直接灭火法和隔绝灭火法联合起来运用,称为联合灭火法。归纳起来有以下几种:
  ①先隔绝,然后打开密闭墙用水直接灭火。
  ②包围缩小火区,然后进行封闭。
  ③移动密闭墙逐渐缩小火区,分段灭火。
  ④先封闭再灌浆灭火。
  ⑤封闭火区后注入惰性气体,加速灭火。
  ⑥封闭火区,采用均压(火区进风侧和回风侧的风压差接近于零)灭火。
  三、矿尘防治
  1.矿尘的产生及其危害
  (1)在煤矿建设和生产过程中,如钻眼工作、炸药爆破、掘进机和采煤机作业、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。一般来说,在现有防尘技术措施条件下,各生产环节产尘量比例大致是:采煤工作面占45%-80%,掘进工作面占20%-30%,锚喷作业点占10%-15%,运输通风巷道占5%-10%,其他作业点占2%-5%。各作业点随机械化程度的提高,矿尘的生成量增大。
  矿尘按其成分可分为岩尘、煤尘和水泥粉尘三类。按其存在状态分为浮尘和落尘,浮尘是悬浮于矿内空气中的矿尘,落尘是从矿内空气中沉落下来的矿尘。
  (2)矿尘的危害
  1)对人体的危害。人长期吸入矿尘后,轻者会患呼吸道炎症,重者会患尘肺病。矿尘对人体的危害还有皮肤病、眼病和慢性中毒(如矿尘中含有铅、汞等有毒粉尘)。
  2)煤尘在一定条件下可以爆炸。煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸,对于瓦斯矿井,煤尘则有可能与瓦斯同时爆炸。
  3)降低工作场所能见度,容易发生工伤事故。在一些综采工作面割煤时,工作面煤尘浓度高达4000-8000mg/m3,工作面能见度极低,往往会导致人员误操作或不能及时发现事故隐患,增加了发生人身事故的可能性。
  4)加速机械磨损,缩短设备使用寿命。随着煤矿机械化、电气化、自动化程度的提高,矿尘对设备性能及其使用寿命的影响会越来越突出,应引起高度的重视。
  2.煤尘爆炸及预防
  (1)煤尘爆炸的条件
  煤尘爆炸必须同时具备三个条件:煤尘本身具有爆炸性,并在空气中有一定浓度;存在能引燃煤尘爆炸的热源;有足够氧浓度的空气。
  1)具有一定浓度的能够爆炸的煤尘云。有的煤尘具有爆炸性,有的不具有爆炸性。具有爆炸性的煤尘只有在空气中呈浮游状态并具有一定的浓度时才能发生爆炸。
  能形成爆炸的浮游煤尘浓度的范围,叫煤尘爆炸界限。试验表明,煤尘爆炸下限为45g/m3,上限为1500-2000g/m3。爆炸力最强的煤尘浓度为300-400g/m3。
  2)高温的热源。能够引燃煤尘爆炸的热源温度变化的范围是比较大的,它与煤尘中挥发分含量有关。我国煤尘爆炸的引燃温度变化大约在610-1050℃之间,烟煤一般650-900℃。煤矿井下能点燃煤尘的高温火源主要为:爆破时出现的火焰、电气火花、电弧、静电放电、冲击火花、摩擦高温、井下火灾和瓦斯爆炸等。
  3)空气中氧浓度。空气中氧含量低于18%时,煤尘就不会爆炸。但必须注意,空气中氧浓度虽然减至18%以下,并不能完全防止瓦斯与煤尘在空气中的混合物爆炸。
  (2)预防煤尘爆炸的技术措施
  预防煤尘爆炸的技术措施主要包括防尘措施、防止煤尘引燃的措施和各报措施三个方面。
  1)防尘措施
  ①煤层注水湿润煤体。在采煤和掘进之前,利用钻孔向煤层注入压力水,使水沿着煤层的层理、节理或裂隙向四周扩散并渗入到煤体的微孔中去,增加煤的水分,使煤体和其内部的原生煤尘都预先湿润。同时,使煤体的塑性增
强,以减少采煤时生成煤尘的数量。这是防治煤尘的一项根本措施。
  ②采空区灌水。采空区灌水也是一种预先湿润煤体的防尘方法,当采用下行垮落法分层开采活煤层、近距离且无隔水层法开采煤层群或急倾斜水平分层法采煤时,可以利用往采空区灌水的方法,以润湿下分层下组煤的煤层,防止开采时生成大量的煤尘。
  ③湿式打眼。在工作面使用电钻或风钻打炮眼时,将压力水经过钻杆中央的水孔送到炮眼底部,将粉尘湿润后从炮眼中冲洗出来,从而达到降尘的目的。
 

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