第九章矿井安全技术课件.ppt

第九章第九章 矿井安全技术矿井安全技术1矿井瓦斯防治2矿井粉尘防治3矿井火灾防治4矿井水灾防治5顶板事故防治第一节第一节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治 一、矿井瓦斯及其性质一、矿井瓦斯及其性质 矿井瓦斯矿井瓦斯是指井下以甲烷为主的各种气体总称其成分是指井下以甲烷为主的各种气体总称其成分除甲烷外，还有除甲烷外，还有CO2、N2及少量及少量H2S、H2、稀有气体等稀有气体等甲甲烷烷又又称称沼沼气气(CH4)，无无色色、无无味味、无无嗅嗅的的气气体体空空气气和和甲甲烷烷的的混混合合气气体体中中，当当甲甲烷烷达达到到一一定定浓浓度度范范围围时时，遇遇高高温温热热源源(650750以以上上)即即能能发发生生爆爆炸炸，此此浓浓度度范范围围称称为为甲甲烷烷爆炸界限爆炸界限通通常常情情况况下下，甲甲烷烷爆爆炸炸界界限限为为516%(9.19.5%时时爆爆炸最猛烈炸最猛烈)甲烷无毒，但不能供呼吸甲烷无毒，但不能供呼吸甲烷比空气轻，它的密度是空气密度的甲烷比空气轻，它的密度是空气密度的0.554倍二、矿井瓦斯涌出量及矿井瓦斯等级二、矿井瓦斯涌出量及矿井瓦斯等级 1.矿井瓦斯的涌出形式矿井瓦斯的涌出形式 (1)普普通通涌涌出出：由由受受动动影影响响的的煤煤、岩岩以以及及由由采采落落的的煤煤、矸矸石石向向井井下下空空间间均均匀匀地地放放出出瓦瓦斯斯的的现现象象。

又又称称“瓦瓦斯斯涌涌出出”均匀的、缓慢的、经常性的均匀的、缓慢的、经常性的主要涌出主要涌出形式2)异常涌出异常涌出：瓦斯喷出、煤：瓦斯喷出、煤(岩岩)与瓦斯突出两种形式与瓦斯突出两种形式瓦瓦斯斯喷喷出出：指指从从煤煤体体或或岩岩体体裂裂隙隙中中大大量量瓦瓦斯斯异异常常涌涌出出的的现象简称现象简称“喷出喷出”瓦斯喷出一般持续时间较短瓦斯喷出一般持续时间较短煤煤(岩岩)与与瓦瓦斯斯突突出出：指指在在地地应应力力和和瓦瓦斯斯的的共共同同作作用用下下，破破碎碎的的煤煤、岩岩和和瓦瓦斯斯由由煤煤体体或或岩岩体体内内突突然然向向采采掘掘空空间间抛抛出出的的异异常常的的动动力力现现象象简简称称“突突出出”煤煤(岩岩)与与瓦瓦斯斯突突出出持持续续时时间间极短，一般为数秒或数十秒极短，一般为数秒或数十秒有有声声预预兆兆：劈劈裂裂声声、闷闷雷雷声声、响响煤煤炮炮以以及及气气体体穿穿水水裂裂缝缝时时的的吱吱声吱吱声等无声预兆：压力增大，片帮掉渣，顶钻、卡钻、喷瓦斯等无声预兆：压力增大，片帮掉渣，顶钻、卡钻、喷瓦斯等2.矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量 矿矿井井瓦瓦斯斯涌涌出出量量：矿矿井井正正常常生生产产过过程程中中以以普普通通涌涌出出形形式式涌涌入入矿矿井井风风流流中中的的瓦瓦斯斯量量。

它它可可用用绝绝对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量和和相相对对瓦瓦斯涌出量表示斯涌出量表示矿矿井井绝绝对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量:矿矿井井在在单单位位时时间间内内涌涌出出的的瓦瓦斯斯量量单位是单位是m3/min或或m3/d矿矿井井相相对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量:矿矿井井平平均均每每采采1t煤煤所所涌涌出出的的瓦瓦斯斯量单位是量单位是m3/t3.矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级 根据矿井根据矿井相对涌出量相对涌出量和和涌出形式涌出形式划分为：划分为：低瓦斯矿井低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量不大于：矿井相对瓦斯涌出量不大于10m3/t的矿井；的矿井；高瓦斯矿井高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t的矿井；的矿井；煤煤(岩岩)与与瓦瓦斯斯突突出出矿矿井井：经经鉴鉴定定，在在采采掘掘过过程程中中发发生生过过煤煤(岩岩)与瓦斯突出的矿井与瓦斯突出的矿井三、瓦斯爆炸及其防治三、瓦斯爆炸及其防治 1.瓦斯爆炸及其危害瓦斯爆炸及其危害 瓦瓦斯斯和和空空气气混混合合后后，在在一一定定条条件件下下，遇遇高高温温热热源源发发生生的的氧氧化化反反应应，并并伴伴有有高高温温及及压压力力上上升升的的现现象象称称为为瓦瓦斯斯爆炸爆炸。

矿矿井井一一旦旦发发生生瓦瓦斯斯爆爆炸炸，危危害害是是十十分分严严重重的的，主主要要表现在以下表现在以下2个方面：个方面：(1)高高温温高高压压及及冲冲击击 由由于于瓦瓦斯斯爆爆炸炸是是激激烈烈的的氧氧化化放放热热反反应应，井井下下爆爆炸炸地地点点及及其其附附近近的的温温度度可可达达1850以以上上，压压力力可可达达0.74MPa以以上上，促促使使爆爆源源附附近近的的气气体体以以极极大大的的速速度度(每每秒秒数数百百米米以以上上)向向外外冲冲击击，造造成成人人员员伤伤亡亡，巷巷道道和和机机电设备严重破坏电设备严重破坏爆爆炸炸时时产产生生的的高高温温很很可可能能引引燃燃井井下下可可燃燃物物，造造成成矿矿井井火火灾灾爆爆炸炸时时产产生生的的冲冲击击，会会将将煤煤尘尘扬扬起起，使使空空气气中中煤煤尘尘浓浓度度增增加加，若若煤煤尘尘具具有有爆爆炸炸性性，煤煤尘尘浓浓度度又又处处在在爆爆炸炸浓浓度度范范围围内内，加加之之又又有有高高温温热热源源，将将会会引引发发煤煤尘尘爆爆炸炸，使使灾灾害害更为严重更为严重2)爆爆炸炸后后产产生生大大量量有有害害有有毒毒气气体体 据据有有关关资资料料，瓦瓦斯斯爆爆炸炸后后的的气气体体成成分分为为：O2=610%，N2=8288%，CO2=48%，CO=24%。

由由上上述述数数据据可可以以看看出出，爆爆炸炸后后空空气气中中氧氧的的含含量量大大为为减减少少，并并产产生生大大量量一一氧氧化化碳碳，这这将将造成人员窒息及中毒造成人员窒息及中毒2.瓦斯爆炸防治措施瓦斯爆炸防治措施 瓦斯爆炸的必要条件是必须同时具备以下瓦斯爆炸的必要条件是必须同时具备以下3个条件：个条件：一一定定的的瓦瓦斯斯浓浓度度，瓦瓦斯斯浓浓度度在在爆爆炸炸界界限限范范围围内内(通通常为常为516%)具有高温热源，具有高温热源，瓦斯的最低温度一般为瓦斯的最低温度一般为650750足够的氧气，足够的氧气，混合气体中氧气浓度必须大于混合气体中氧气浓度必须大于12%在在上上述述三三个个必必要要条条件件中中，只只要要能能消消除除和和控控制制其其中中之之一一，即可防止瓦斯爆炸即可防止瓦斯爆炸瓦斯爆炸防治的主瓦斯爆炸防治的主要技术措施：要技术措施：(1)防止瓦斯积聚防止瓦斯积聚 加强矿井通风加强矿井通风；及时处理局部及时处理局部积存瓦斯对井下易于积存瓦斯对井下易于积存瓦斯的地点；积存瓦斯的地点；加强瓦斯检查，加强瓦斯检查，并推广建立瓦斯自动并推广建立瓦斯自动检测监控系统检测监控系统；瓦斯抽放瓦斯抽放。

图图9-1 引导风流带走上隅角的瓦斯引导风流带走上隅角的瓦斯 图图9-2 导风板引入风流吹散瓦斯导风板引入风流吹散瓦斯 (2)防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃 严禁携带严禁携带烟草烟草及及引火物品引火物品入井；入井；使使用用煤煤矿矿安安全全炸炸药药；不不准准使使用用不不合合格格或或变变质质的的炸炸药药；严严格格执执行行打打眼眼、装装药药、放放炮炮的的有有关关规规定定，严严禁禁采采用用“糊糊炮炮”或明火放炮；或明火放炮；井井下下使使用用的的机机电电设设备备及及供供电电网网路路都都必必须须符符合合规规程程的要求；电气设备防爆，井下供电有过电保护；的要求；电气设备防爆，井下供电有过电保护；防止机械摩擦火花和摩擦发热引燃瓦斯防止机械摩擦火花和摩擦发热引燃瓦斯3)限制瓦斯爆炸范围扩大限制瓦斯爆炸范围扩大 实行分区通风；实行分区通风；通风系统力求简单，不用的巷道要及时封闭；通风系统力求简单，不用的巷道要及时封闭；装装有有扇扇风风机机的的井井口口，必必须须设设置置防防爆爆门门，防防止止爆爆炸炸波波冲毁扇风机而影响矿井救灾和恢复生产；冲毁扇风机而影响矿井救灾和恢复生产；矿矿井井主主要要扇扇风风机机必必须须装装有有反反风风设设备备，要要能能在在10分分钟钟内改变巷道中的风流方向；内改变巷道中的风流方向；在在连连接接矿矿井井两两翼翼、相相邻邻采采区区、相相邻邻煤煤层层之之间间的的巷巷道道中中，设设置置岩岩粉粉棚棚或或水水槽槽棚棚等等，以以防防止止瓦瓦斯斯爆爆炸炸火火焰焰的的传传播播和煤尘参与爆炸；和煤尘参与爆炸；编制周密的预防和处理灾害计划。

编制周密的预防和处理灾害计划第二节第二节 矿井粉尘防治矿井粉尘防治 一、矿井粉尘及其危害一、矿井粉尘及其危害 矿矿井井粉粉尘尘矿矿井井生生产产过过程程中中产产生生的的固固体体物物质质细细微微颗颗粒的总称粒的总称矿尘按其成分可分为：矿尘按其成分可分为：煤煤尘尘细细微微颗颗粒粒的的煤煤炭炭粉粉尘尘它它主主要要是是在在采采煤煤、煤煤巷掘进及煤装运过程中产生的巷掘进及煤装运过程中产生的岩岩尘尘细细微微颗颗粒粒的的岩岩石石粉粉尘尘它它主主要要是是在在岩岩巷巷掘掘进进及岩石装运过程中产生的及岩石装运过程中产生的矿尘按其存在状态可分为：矿尘按其存在状态可分为：浮尘浮尘悬浮在矿井空气中的粉尘悬浮在矿井空气中的粉尘落落尘尘矿矿井井内内，因因自自重重而而降降落落，沉沉积积在在巷巷道道顶顶、帮帮、底板和物体上的粉尘底板和物体上的粉尘矿尘按其颗粒组成范围可分为：矿尘按其颗粒组成范围可分为：全尘全尘飞扬在矿井空气中各种粒径矿尘的总合飞扬在矿井空气中各种粒径矿尘的总合呼呼吸吸性性粉粉尘尘粒粒径径在在5m以以下下、能能被被吸吸入入人人体体肺肺泡泡区的浮尘区的浮尘矿尘的危害：矿尘的危害：(1)对人体的危害对人体的危害 (2)煤尘爆炸煤尘爆炸 二、矿井综合防尘二、矿井综合防尘 1.减尘减尘(1)煤层注水煤层注水(2)采空区灌水采空区灌水(3)湿式凿岩湿式凿岩 2.降尘降尘(1)喷雾洒水喷雾洒水(2)水封爆破和水炮泥水封爆破和水炮泥 (3)物理化学方法降尘物理化学方法降尘 泡沫降尘泡沫降尘 磁化水降尘磁化水降尘 湿润剂降尘湿润剂降尘 3.除尘除尘 (1)通风除尘通风除尘 (2)除尘器除尘除尘器除尘 (3)清扫和冲洗巷道落尘清扫和冲洗巷道落尘 4.阻尘阻尘 三、煤尘爆炸及其防治措施三、煤尘爆炸及其防治措施 煤尘爆炸指悬浮在空气中的煤尘，在一定条件下，遇高温热源而发生的剧烈氧化反应，并伴有高温和压力上升的现象(一一)煤尘爆炸及其产生条件煤尘爆炸及其产生条件 煤尘爆炸产生的必要条件是必须同时具备以下煤尘爆炸产生的必要条件是必须同时具备以下3个条件：个条件：(1)煤尘本身具有爆炸性煤尘本身具有爆炸性。

2)煤尘必须悬浮在空气中并达到一定浓度煤尘必须悬浮在空气中并达到一定浓度我国煤尘爆我国煤尘爆炸的下限浓度：褐煤为炸的下限浓度：褐煤为4555g/m3；烟煤为；烟煤为110335g/m3上限浓度一般为限浓度一般为15002000g/m33)具具有有高高温温热热源源能能引引起起煤煤尘尘爆爆炸炸的的温温度度一一般般为为700800以以上上而而井井下下的的明明火火、电电火火花花、机机械械摩摩擦擦火火花花、违违章章放放炮产生的火焰及瓦斯燃烧或爆炸等都会达到此温度而引爆煤尘炮产生的火焰及瓦斯燃烧或爆炸等都会达到此温度而引爆煤尘二二)煤尘爆炸防治措施煤尘爆炸防治措施1.降低煤尘浓度降低煤尘浓度 2.消除引爆热源消除引爆热源 3.限制煤尘爆炸范围扩大限制煤尘爆炸范围扩大(1)抑爆措施抑爆措施(2)隔爆措施隔爆措施 岩粉棚岩粉棚 水棚水棚 图图9-5 活拼式岩粉棚活拼式岩粉棚 图图9-6 悬挂式水槽棚悬挂式水槽棚 图图9-7 放置式水槽棚放置式水槽棚 第三节第三节 矿井火灾防治矿井火灾防治 一、矿井火灾及其分类一、矿井火灾及其分类 矿矿井井火火灾灾按按引引火火热热源源的的不不同同可可分分为为外外因因火火灾灾和和内内因因火火灾灾两类。

两类外外因因火火灾灾是是指指由由外外部部火火源源引引起起的的火火灾灾如如电电流流短短路路、焊焊接接、机机械械摩摩擦擦、违违章章放放炮炮产产生生的的火火焰焰、瓦瓦斯斯和和煤煤尘尘爆爆炸炸等都可能引起该类火灾等都可能引起该类火灾内内因因火火灾灾又又称称自自燃燃火火灾灾它它是是指指由由。