煤礦礦井頂板、水災及井下透水事故防治培訓課件(99頁).ppt
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1、1,礦井頂板事故防治,2023-11-29,2,一、采煤過程中發生局部冒頂的預防 1、做好頂板破碎情況的預測預報工作(1)構造破碎的推斷。(2)開采因素影響分析,由于開采因素影響會使巖層內部產生次生破壞。在超前支承壓力作用下,直接頂內原生裂隙要進一步擴展,并且產生新的裂隙。工作面與巖層裂隙平行推進。,2023-11-29,3,支護工作不好(支護不及時,支護質量不好,支護方式不合理,及采用無梁支護,平行裂隙掛梁等)。(3)預測預報頂板情況,通過井下動態觀測,對老頂來壓時間、來壓地點進行預報,在此基礎上采取相應的支護措施,保證工作面安全推過直接頂破碎帶。2、合理選擇工作面推進方向 3、采取正確的支2、護方法。,2023-11-29,4,4、一般的防治措施(1)支架方式需和頂板巖性適應,不同巖性的頂板要采用不同支護方式,這是避免局部冒頂措施之一。(2)工作面上下出口要有特種支架,工作面上下出口,控頂面積大,暴露時間長,在超前支承壓力作用下,頂板下沉量大,頂板容易破碎。(3)防止放炮崩倒棚子,一是炮眼布置必須合理,裝藥量要適當;二是支柱質量要牢固有勁,不能打在浮煤浮矸上;三是留出炮道,萬一放炮崩倒柱子,必須及時架設,不允許空頂。(4)堅持工作面正規循環作業,正規循環作業規定工作面每天的進度,控頂距及支柱回柱等工序都是按順序地進行,因此頂板懸露面積小,壓力小,支柱不易折斷,便于控制頂板。,2023、3-11-29,5,(5)堅持執行必要的制度,例如敲幫問頂制度、驗收支架制度、崗位責任制度、金屬支柱檢查制度、頂板分析制度和交接班制度等。二、回柱過程中局部冒頂事故預防(1)防止采場內頂板破碎,提高頂板巖層及工作面支架的穩定性。(2)采取正確的回柱操作方法,防止頂板壓力向局部支柱集中,造成局部頂板破碎及回柱工作的困難,應嚴格遵守作業規程和操作規程,不能違章作業。,2023-11-29,6,三、特殊地質構造條件下預防冒頂的方法 1、遇斷層的預兆和通過斷層的支護方法(1)遇斷層的預兆。煤層的走向、傾斜、厚度發生明顯的變化,頂底出現不平整頂底板和煤層裂隙多,巖石松散破碎,裂隙中夾有白色結晶體,煤質變4、軟,光澤變暗。有的斷層帶有滴水和瓦斯涌出量增多的現象。,2023-11-29,7,(2)過斷層的方法。一是繞過斷層,當斷層落差較大,影響范圍廣,可利用巷道探明斷層范圍,繞過斷層帶另開工作面回采;二是在斷層落差小的地方,采取挑頂臥底的措施,在沿走向的斷層影響范圍小,幾個循環就能通過。三是對于傾斜斷層,可改變工作面方向,使斷層與工作面斜交;四是炮采時,在斷層處通常是增加炮眼密度,減少裝藥量,這樣對頂板的破壞可以減輕些。,2023-11-29,8,(3)過斷層常用的支護方式。在斷層附近都要打木垛,斷層面處要打上戧柱。1-加強木垛;2-加密支柱;3-迎山戧柱;4-支撐木。打戧柱是適于斷層落差較小頂底板5、或斷層面比較平整的條件。隨著工作面向前推進,木垛,戧柱也要向前移置,過完斷層為止。,2023-11-29,9,工作面遇上斷層或褶曲,煤層松軟易垮,采高在2.53m左右時,打垂直頂板的支柱較困難,可留底煤,墊底梁,在底梁上打支柱,側面用擋板把浮煤擋好,防止浮煤塌落,并在擋板外面加木垛。如果不留底煤,可先打超前托梁,然后順托梁上由下而上搭好木垛。,2023-11-29,10,2、過老巷預防冒頂的方法 當工作面接近老巷時,必須提前摸清老巷情況,修理好壞棚子,在老巷梯形棚子下打上一梁二柱或一梁三柱托梁順山棚子。頂壓大時,增加木垛。工作面距老巷數米時,停止放炮,避免老巷頂板震壞。當老巷頂板破碎,壓力大時6、,可采用工作面斜交過老巷的辦法。,2023-11-29,11,四、大冒頂的預兆、原因和防治措施回工作面大冒頂(切頂),一般是在頂板突然來壓和工作面支架總支撐力大量降低時發生的。1、冒頂的預兆(1)頂板的預兆。(2)煤幫的預兆。(3)支架的預兆。(4)瓦斯含量增多或水量增大。,2023-11-29,12,2、大冒頂的原因(1)初次放頂。(2)未掌握周期來壓規律。(3)過舊巷安全技術措施不利。(4)工作面工程質量低劣,支架規格質量標準不符合要求。3、防止冒頂的措施(1)必須加強礦井生產的地質工作,掌握每個采區、每個回采工作面的頂底板巖性、組成和物理力學性質,煤質軟硬、厚度和傾角的變化。(2)認真編7、制采區設計和工作面作業規程,正確確定采區巷道布置、開采程序和采煤方法是保證安全生產的重要因素。,2023-11-29,13,(3)大力開展頂板觀察工作,掌握頂板活動規律,進行頂板來壓預報。(4)重視初次放頂,加強有效的安全措施。(5)加強工作面支護和管理。(6)必須貫徹執行“安全第一”的方針,在指導思想上要扭轉重生產輕安全,多出煤而不遵守作業規程的現象。,2023-11-29,14,第二節 礦井瓦斯事故防治,2023-11-29,15,瓦斯是什么?,廣義上講,礦井瓦斯是礦井所有有毒、有害氣體的總稱。由于其中沼氣的含量占80以上,所以,習慣上又把沼氣叫做瓦斯。在有的場合,沼氣也叫做甲烷。,2028、3-11-29,16,瓦斯有哪些性質?,1、無色、無味、無臭。2、比空氣輕。(飄在上部)3、擴散性很強。(涌出)4、瓦斯微溶于水。5、遇火源可燃燒、爆炸。(瓦斯爆炸的根源)6、無毒,但會窒息。(瓦斯悶人、熏人的根源),2023-11-29,17,瓦斯存在嗎?,井下瓦斯無處不在。存在于煤層和空氣中。煤層中的瓦斯以游離和吸附兩種狀態存在,游離瓦斯和吸附瓦斯處于動態平衡狀態。,2023-11-29,18,瓦斯涌出,煤礦開采過程中,游離的瓦斯首先放散到開采空間,使鄰近煤層中瓦斯壓力降低、游離瓦斯量減少,這時,煤中吸附的瓦斯就解析出來,成為新的游離態瓦斯。這一過程不斷重復,從而使煤層中的瓦斯源源不斷地涌9、出到開采空間。,2023-11-29,19,瓦斯涌出,1、瓦斯涌出形式(1)普通涌出。長時間地、均勻地放出的形式。它是礦井瓦斯涌出的主要形式。(2)特殊涌出。特殊涌出包括噴出和突出。時間和空間上突然,量上集中。,2023-11-29,20,瓦斯涌出,2、礦井瓦斯等級(1)瓦斯礦井(2)高瓦斯礦井(3)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。,2023-11-29,21,影響煤層瓦斯含量的因素,1煤田地質史 2地質構造:封閉型的地質構造有利于瓦斯的存儲,而開放型的構造有利于于瓦斯排放。3煤層的賦存條件 4煤的變質程度 5煤層圍巖的性質 6.水文地質條件,2023-11-29,22,瓦斯爆炸的條件有哪10、些?,瓦斯濃度在爆炸界限內,一般為5%16%。混合氣體中氧的濃度不低于12%。有足夠能量的點火源(650_750)。環境溫度、壓力及點燃源的能量等都對瓦斯爆炸限有影響,因此,瓦斯爆炸的界限并不是一個固定不變的常數。,2023-11-29,23,范圍較小,一般為幾十米到幾百米。,幾千米,甚至沖出地面。,速度大于音速,壓力從幾個20個大氣壓。危害:人員創傷、巷道毀壞、冒頂、設備翻到破壞、摧毀礦井通風設施等。,瓦斯爆炸的危害,與爆炸后通風系統狀況有關,可波及下風側的生產區域。,氧濃度下降,燃燒生成大量的CO2和H2O,不完全反應產生的CO濃度一般也達到0.4%以上,成為井下人員傷亡的主要因素之一。,11、速度從每秒幾米到100m/s至音速以上。溫度達2000以上。造成人體皮膚、呼吸器官等燒傷,燒壞電氣設備、可引燃井巷中的可燃物。,大氣成份的變化,火焰鋒面,沖擊波,作用范圍,特征及破壞作用,作用過程,2023-11-29,24,瓦斯爆炸事故防治措施,一、防止瓦斯積聚的措施:加強通風。礦井通風是防止瓦斯積聚的基本措施,只有做到供風穩定、連續、有效,才能保證及時沖淡和排除瓦斯。局部通風機不得無計劃停電停風,風筒不得破損、脫節,禁止微風和無風作業。,2023-11-29,25,瓦斯爆炸事故防治措施,加強檢查。一定要按規定的檢查次數檢查采掘工作面瓦斯和二氧化碳濃度。并安設甲烷斷電儀。及時處理局部積聚的瓦12、斯。采煤工作面上隅角、頂板冒落空洞內和局部通風機送風達不到或不夠量的掘進工作面等處容易積聚瓦斯。一旦發現,必須立即處理。抽放瓦斯。,2023-11-29,26,瓦斯爆炸事故防治措施,二、杜絕引爆火源。對生產中可能產生的引爆火源,必須嚴加管理和控制。嚴禁攜帶煙草和火種下井;井下禁止使用燈泡和電爐取暖;未按有關規定審批同意不得從事井下焊接作業;不準穿化纖衣服下井;電氣設備做到完好和防爆。,2023-11-29,27,瓦斯爆炸事故防治措施,防止點火源的出現,防止點火源的出現,1)加強管理,提高防火意識,2)防止放炮火源,3)防止電氣火源和靜電火源,4)防止摩擦和撞擊點火,2023-11-29,28,13、瓦斯爆炸事故防治措施,三、防止事故擴大。一旦井下某地點發生瓦斯爆炸,應該使其限制在盡可能小的范圍內,使損失降到最低程度。具體措施主要有分區通風和設置防、隔爆設施。目前主要使用巖粉棚、隔爆水袋和撒布巖粉等三種隔爆設施。,2023-11-29,29,瓦斯爆炸事故防治措施,隔爆、阻爆及處理計劃,災害預處理計劃:針對可能發生的井下災害,預先編制處理計劃,是防止災害擴大,及時搶險救災的主要方法。主要內容包括兩方面,即:1)當前礦井的基本情況;2)可能災害的處理計劃。,隔爆阻爆,1)用巖粉預防和隔絕煤塵爆炸,2)用水預防和阻隔爆炸,3)自動式防爆棚,2023-11-29,30,瓦斯突出防治,什么是煤與瓦斯14、突出?煤與瓦斯突出是煤層開采過程中嚴重的自然災害之一,是煤礦井下發生的一種復雜的有煤、巖和瓦斯參與的動力現象。煤與瓦斯突出發生時,能在幾秒至幾十秒的時間內將幾噸到上萬噸的煤和幾百立方米到幾百萬立方米的瓦斯拋射到采掘空間。,2023-11-29,31,煤與瓦斯突出的危害,危及井下作業人員的安全破壞礦井正常的生產秩序破壞井下設備和建筑物,如摧毀支架、推倒礦車、破壞通風設施誘發其它災害事故,如瓦斯煤塵爆炸、瓦斯燃燒嚴重影響礦井經濟效益,2023-11-29,32,煤與瓦斯突出的一般規律,(1)煤層突出危險性隨采深增加而增大(2)絕大多數突出發生在煤巷掘進工作面(3)煤層突出危險性隨煤厚增加而加大(415、)突出大多數發生在地質構造(5)大多數突出前有作業方式誘導(6)突出前大多有預兆(7)煤體破壞程度越高,突出危險性越大(8)石門突出危險性最大,2023-11-29,33,瓦斯突出的常見預兆,聲響預兆-煤炮聲瓦斯預兆-瓦斯異常、噴孔煤結構預兆-煤結構紊亂、煤體發暗、煤厚急劇變化礦壓顯現預兆-片幫、煤墻外臌、底 臌、頂(夾)鉆溫度預兆-溫度降低、煤墻發涼,2023-11-29,34,瓦斯突出防治技術,綜合防突措施流程圖,2023-11-29,35,防突措施的類型,(1)區域防突措施 使煤層一定區域(如一個采區)消除突出危險性。(2)局部防突措施 使工作面前方小范圍煤體喪失突出危險性。,2023-16、11-29,36,區域性防突措施-保護層開采,2023-11-29,37,區域性防突措施-預抽煤層瓦斯,預抽煤層瓦斯措施的沿層布孔方式示意圖,2023-11-29,38,局部防突措施-水力沖孔,水力沖孔工藝系統示意圖1鉆桿 2套管 3三通管 4鉆機 5閥門 6高壓水管 7壓力表 8射流泵 9排煤水管,2023-11-29,39,局部防突措施-水力沖刷,水力沖刷施工工藝示意圖1沖刷鉆孔 2沖刷水槍 3支撐柱 4高壓膠管 5高壓水泵 6水管 7水車,2023-11-29,40,局部防突措施-超前鉆孔,2023-11-29,41,局部防突措施-深孔松動爆破,深孔松動爆破鉆孔布置:如右圖示。-直徑為117、25mm的控制孔-直徑為50mm的爆破孔,2023-11-29,42,水力擠出鉆孔布置,局部防突措施-水力擠出,2023-11-29,43,“四位一體”綜合防突措施,1、危險性預測2、防突措施3、效果檢驗4、安全防護措施,2023-11-29,44,第三節礦井水災的防治,2023-11-29,45,造成礦井水災的水體有哪些?,1、大氣降水2、地表水3、含水層水4、巖溶陷落柱水5、斷層水6、舊巷或老空區積水,2023-11-29,46,地面水灌入井下的原因?,地面防洪、防水措施不周詳,或有了措施不認真執行,暴雨山洪沖破了防洪工程,致使地面水灌入地下。,2023-11-29,47,井下透水的原因有18、哪些?,1、水文地質情況不清,井巷接近老空、充水斷層、陷落柱、強含水層,未事先探放水,盲目施工,造成突水淹井或人身事故;,2023-11-29,48,井下透水的原因有哪些?,2、井巷位置設計不合理,接近強含水層等水源,施工后在礦山壓力和水壓共同作用下,發生頂底板透水;,2023-11-29,49,井下透水的原因有哪些?,3、亂采亂掘,破壞了防水煤、巖柱,或者施工質量低劣,平巷掘進腰線忽高忽低,造成頂板冒落,接通了強含水層透水;,2023-11-29,50,井下透水的原因有哪些?,4、積水巷道位置測量錯誤或資料遺漏、不準,新掘巷道與積水區打通;或是巷道掘進的方向與探水鉆孔的方向偏離,超出了鉆孔控19、制范圍,就可能與積水區掘通;,2023-11-29,51,井下透水的原因有哪些?,5、井下未構筑防水閘門,或雖有防水閘門但未順利及時關閉,在礦井發生突水的情況下,不能起堵截水的作用;,2023-11-29,52,井下透水的原因有哪些?,6、井下水泵房的水倉不按時清理,致使容量減少,或者水泵的排水能力不足,在礦井發生突水時,涌水量大于排水能力,而且持續的時間很長,采取臨時措施也無法補救時,礦井就可能被淹沒。,2023-11-29,53,地 面 防 治 水,地表防治水可以概括為“疏、防、排、蓄”四個字。,2023-11-29,54,一、事故發生主要地點:主要發生在掘進作業點,采空區貫通點、防水隔離20、煤柱、井簡、地面塌陷區、老窯積水貫通點等。,2023-11-29,55,二、事故的直接原因,1、地面防洪、防水管理措施不善,雨季山洪由井簡或塌陷裂縫、小煤礦老空區積水大量涌入井下,造成水災。如05.4.27事故。2、水文地質情況不清,井巷接近老空積水區、充水斷層、陷落煤柱、強含水層以及打開隔離煤柱時,未執行探放水制度,盲目施工。如2019.10.4事故。3、亂采亂掘,隔離煤柱距離留設不足,或破壞了防水隔離煤(巖)柱造成透水事故。如2019.9.15事故,2023-11-29,56,二、事故的直接原因,4、測量錯誤導致巷道穿透積水區引發透水.5、井巷位置不合理,井巷布置在不良地質條件和接近強含水21、層,導致頂底板透水,造成事故。6、施工措施不力,工程質量低劣,致使井巷嚴重塌落冒頂、跑砂、透水等。7、排水設備能力不足、機電事故造成淹井。8、排水設備維護不當,清理水倉不及時,排水設備、設施失去效用而淹井等。9、對水害重視不夠,無嚴格的防治水管理規章制度,沒有嚴格執行探放水原則等人為因素。,2023-11-29,57,井下防治水,為了預防水害事故,當巷道含水體一定距離或在疑問區內掘進時,必須堅持超前鉆探,探明情況或將水放出,消除威脅后再掘進,保證礦井安全生產。為此,防治水工作應當堅持預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采的原則,采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施。一、做好礦井水文觀測與水文地22、質工作 1做好水文觀測工作-收集地表水、井下水源的水壓、水位、水量和井下涌水量變化。2做好礦井水文地質工作掌握沖擊層厚度、各分層的透水、含水性;斷層和裂隙位置、落差、延伸、含水導水性;含水層與隔水層數量、位置、厚度、巖性;老窯和現采小窯的范圍、采空區積水分布。,2023-11-29,58,二、煤礦防治水規定為了預防水害事故,當巷道含水體一定距離或在疑問區內掘進時,必須堅持超前鉆探,探明情況或將水放出,消除威脅后再掘進,保證礦井安全生產。為此,防治水工作應當堅持預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采的原則,采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施。采掘工作面遇有下列情況之一的,應當進行探放水:,2023、23-11-29,59,2023-11-29,60,(一)接近水淹或者可能積水的井巷、老空或者相鄰煤礦;(二)接近含水層、導水斷層、暗河、溶洞和導水陷落柱;(三)打開防隔水煤(巖)柱進行放水前;(四)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶;(五)接近有出水可能的鉆孔;(六)接近水文地質條件復雜的區域;(七)采掘破壞影響范圍內有承壓含水層或者含水構造、煤層與含水層間的防隔水煤(巖)柱厚度不清楚可能發生突水;(八)接近有積水的灌漿區;(九)接近其他可能突水的地區。,2023-11-29,61,1、探水起點的確定:1)積水線積水區域范圍線;水位標高,積水量;2)警戒線積水線外6024、m,紅色,超前探水,邊探邊掘;3)探水線根據積水位置、積水量、地質、水文地質、采空區和巷道受礦壓力等影響來確定。,2023-11-29,62,探水線規定:對于老窯、采空區、峒室等積水清楚,P1Mpa,巖層不小于20m,煤層不小于30m;積水區位置邊界不清楚,最小不小于60m;小窯、斷層等,不小于60m;石門揭含水層不小于20m。2、探水鉆孔布置1)探水超前距離、允許掘進距離、幫距和密度確定:探水-掘進-再探水-再掘進超前距一般20m,幫距與超前距一樣。鉆孔密度3m,2023-11-29,63,2)探水鉆孔布置原則:巷道掘進所占空間應有鉆孔控制,且鉆孔間距小于巷道高度、寬度、或煤層厚度。(1)平25、巷鉆孔 對于薄煤層,3組,每組12個鉆孔;厚煤層,3組,每組不少于3個鉆孔(2)上山巷道鉆孔布置對于薄煤層,5組,每組12個鉆孔;厚煤層,5組,每組不少于3個鉆孔,至少有一孔見頂或見底。,2023-11-29,64,三、放水 有計劃地將威脅性水源全部或部分地疏放掉,是消除水患的有效措施之一 疏放老空水1)直接放水當水量不大,不超過排水能力;,2023-11-29,65,2)先堵后放與巨大水源有聯系,儲水量大;3)先放后堵雖有補給水源,但補給量不大,4)用煤柱或構筑物先隔離,水量大,水質壞,準備好設備排,或留隔水保護煤(巖)柱。四、截水 截水是利用水閘墻、水閘門和防水煤(巖)柱等物體,臨時或永久26、地截住涌水,將采掘區與水源隔離,使某一地點突水不致危及其它地區,減輕水災危害的重要措施。,2023-11-29,66,防水煤(巖)柱厚度:最小垂直距離BR大于20m 防水墻:地點、承壓、材料、墻厚。水閘墻是用不透水材料構成的永久性構筑物,用于隔絕有透水危險的區域 水閘門:防水閘門一般設置于井下運輸巷內,正常生產時防水閘門敞開著,當突然發生水患時,閘門關閉將水阻擋于閘門之外。,2023-11-29,67,沖積層水突水征兆1、巖層發潮2、滴水且逐漸增大3、局部冒頂4、水量突增5、水時清時混6、水中有流砂7、潰水、潰砂,2023-11-29,68,老空水突水征兆1、煤層里有“吱吱”的水叫聲,甚至有向27、外滋水的現象,這是因為附近有壓力大的含水層湖或積水區,水從煤層的裂縫向外擠出造成的。,2023-11-29,69,老空水突水征兆2、煤層掛汗,就是煤層上結成小水珠,說明前面有地下水。,2023-11-29,70,老空水突水征兆3、工作面發潮,甚至有淡淡的霧氣,由于水分蒸發吸熱而使空氣變冷,一進去就有陰涼的感覺,前面不遠可能有地下水。,2023-11-29,71,老空水突水征兆 4、如果聞到工作面有臭雞蛋氣味,用舌頭嘗滲出來的水感到發澀,把水珠放在手指間摩擦有發滑的感覺,就可以肯定前面有老空水。,2023-11-29,72,老空水突水征兆 5、老空水發紅,很像鐵銹水,如果發現煤壁上掛紅,也是有老28、空水信號。,2023-11-29,73,第四節礦井火災防治,2023-11-29,74,什么是礦井火災?,礦井火災是指發生在煤礦井下及地面井口附近、威脅到礦井安全生產和井下人員安全的火災。,火,2023-11-29,75,礦井火災的分類,按地點分 地面火災和井下火災按起火的熱源分:外因火災(外源火災):由于外界引火源(如明火、電纜著火或爆破引燃等)而引起的火災。特點內因火災(自燃火災)是煤炭在一定條件和環境下自身的物理化學作用引起的火災。特點,2023-11-29,76,發生礦井火災的基本條件,1)、具有一定溫度和足夠能量的熱源。在煤礦井下,瓦斯煤塵爆炸、放炮、機械摩擦、電氣火花、吸煙、燒焊和29、各種明火等均能引起礦井火災。2)、存在一定的可燃物。煤炭、坑木、各類機電設備、各種油料(潤滑油、變壓器油、油壓設備油等)、炸藥等都是可導致火災的可燃物。3)、具有新鮮空氣。燃燒是劇烈的氧化反應,因此,必須要有足夠的新鮮空氣。,2023-11-29,77,井下火災的危害有哪些?,1、發生火災時,常常會生成大量有毒氣體和窒息性煙霧,還可形成火風壓,造成風流逆轉,嚴重威脅井下人員的生命安全和健康。2、在有瓦斯和煤塵爆炸危險的礦井,當發生火災時,容易引起瓦斯煤塵爆炸,從而擴大了災害的影響范圍。,2023-11-29,78,發生外因火災的原因有哪些?,1)存在明火2)出現電火3)有炮火4)瓦斯、煤塵爆炸30、引起火災。5)機械摩擦及物體碰撞引燃可燃物,進而引起火災。,2023-11-29,79,內因火災 煤的自燃過程及特點、潛伏(自燃準備)期:以物理吸附,煤溫開始升高,無宏觀現象。、自熱階段:自熱過程是煤氧化反應自 動加速、氧化生成熱量逐漸積 累、溫度自動升高的過程。、自燃階段:煤溫達到其自燃點后,若能得到充分的供氧(風),則發生燃燒,出現明火。4、熄滅:降到燃點以下,,潛伏期,自熱期,自燃期,風化,燃燒,時間,溫度,TC=70,TB,2023-11-29,80,影響采空區自燃的因素 采空區三帶劃分 對于后”U”通風系統)的采空區,按漏風風速、采空區氧氣濃度、采空區遺煤溫升速度和遺煤發生自燃的可能31、性采空區可分為三帶 散熱帶:L1=520m,由于自由堆積,空隙漏風大,Q生Q散 窒息(不自燃)帶:漏風小,氧氣濃度低,L1,L2,W,2023-11-29,81,礦井火災時期通風一、火風壓及其計算方法 火災時高溫煙流流過巷道所在的回路中的自然風壓發生變化,這種因火災而產生的自然風壓變化量,在災變通風中稱之為火風壓。在如圖所示的模型化的通風系統中,在點發火,由于火源下風側34風路的風溫和空氣成分發生變化,從而導致其密度減小,該回路產生火風壓,根據火風壓定義可得:式中 H f 火災時1-2-3-4-1回路的火風壓,Pa;Z1-2-3-4-1回路的高差,m。ma、mg-分別為3-4分支火災前 后空氣32、和煙氣的平均密度,kg/m3。,F,1,2,mg,4,ma,3,2023-11-29,82,三、火災時期風流紊亂規律及防治 1、風流的紊亂形式。風流紊亂的形式主要有:旁側支路風流逆轉、主干風路煙流逆退和火煙滾退三種形式。)旁側支路風流逆轉。當火勢發展到一定的程度時,通風網路中與火源所在排煙主干風路相連的某些旁側分支的風流可能出現與正常風向相反的流動,在災變通風中把這種現象叫做旁側支路風流的逆轉。)主干風路煙流逆退。)火煙滾退。,2023-11-29,83,2,6,5,D,1,3,4,2,5,1,3,4,2,5,煙,1,3,4,旁側支路風流逆轉,主干風路煙流逆退,新鮮風流,火煙滾退,2023-133、1-29,84,2023-11-29,85,用水直接滅火時應注意的問題1)、要有充足的水量,并應先從火源外圍逐漸向火源中心噴射水流。2)、要保持正常通風,并要有暢通的回風道,以便及時將高溫氣體和水蒸汽排出。3)、用水滅電氣設備火災時,首先要切斷電源。4)、水比油重,不宜用水撲滅油類火災。5)、滅火人員一般不準在火源的回風側,以避免火煙、蒸汽傷人。,2023-11-29,86,礦井火災處理與控制一、滅火原理 滅火原理:)冷卻,把燃燒物質的溫度降低到燃點以下。)隔離和窒熄,使燃燒反應體系與環境隔離,抑制參加反應的物質。)稀釋,降低參加反應物(液、氣體)的濃度。)中斷鏈反應。二、直接滅火 采用滅火劑34、或挖出火源等方法把火直接撲滅,稱謂直接滅火法(一)常用滅火劑及其使用方法 可用于撲滅火源的物質,稱為滅火劑。常用的滅火劑有水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、鹵代烷、惰氣、砂子和巖粉等。,2023-11-29,87,三、隔絕滅火 當火源不能直接將火撲滅時,為了迅速控制火勢,使其熄滅,可在通往火源的所有巷道內砌筑密閉墻,使火源與空氣隔絕。(一)密閉墻的結構和種類 分為:臨時密閉、永久密閉和防爆密閉三種。、臨時密閉墻 其作用是暫時切斷風流,控制火勢發展。為砌筑永久密閉墻或直接滅火創造條件。2、永久密閉墻。較長時間地(至火源熄滅為止)阻斷風流,使火區因缺氧而熄滅。其要求是具有較高的氣密性、堅固性和不35、燃性,同時又要求便于砌筑和啟開。、防爆密閉墻 在有瓦斯爆炸危險時,需要構筑防爆密閉,以防止封閉火區時發生瓦斯爆炸。防爆密閉墻一般是用砂袋堆砌而成。,2023-11-29,88,(二)密閉墻的位置選擇 密閉墻的位置選擇合理與否不僅影響滅火效果,而且決定施工安全性。封閉火區的原則是:密、小、少、快四字。密是指密閉墻要嚴密,盡量少漏風;小是指封閉范圍要盡量小;少是指密閉墻的道數要少;快是指封閉墻的施工速度要快。(三)封閉火區的順序 目前基本上有兩種:一是先進后回(又稱為先入后排);二是進回同時。,火,2023-11-29,89,四、封閉火區的方法封閉火區的方法分為三種:1、鎖風封閉火區。從火區的進回36、風側同時密閉,封閉火區時不保持通風。這種方法適用于氧濃度低于瓦斯爆炸界線(O212%)的火區。、通風封閉火區。在保持火區通風的條件下,同時構筑進回風兩側的密閉。、注惰封閉火區。第二、三種方法,即封閉火區時保持通風的方法在國內外被認為是最安全和最正確的方法,應用較廣泛。五、火區啟封的有關注意事項 1、必須制定安全措施 2、應逐段恢復通風(鎖風啟風)3、啟封火區必須由救護隊負責完成,2023-11-29,90,第五節礦井粉塵防治,2023-11-29,91,什么是礦塵?,礦塵(又叫粉塵)是礦井在生產過程中所產生的各種礦物細微顆粒的總稱。懸浮于空氣中的礦塵叫浮塵,沉落下來的礦塵叫落塵。,2023-137、1-29,92,礦井粉塵的危害有哪些?,1)導致塵肺病 2)煤塵爆炸 3)影響視線,2023-11-29,93,與瓦斯點燃相同。,煤塵爆炸的條件,必須經過專門部門的試驗鑒定,一般煤的揮發分Vr10%屬有爆炸性的煤塵。除少數無煙煤外,其余各類煤均屬于爆炸性煤塵。,濃度下限3040g/m3。直接產生很難40g/m3時25W的燈泡,2m內人看不見燈光。間接產生容易積塵飛揚。,能量4.540mJ;溫度700800;足夠長的時間爆炸感應期。,煤塵本身具有爆炸危險性。,空氣中煤塵的濃度處于爆炸界限范圍內。,有足夠能量的點火源。,煤塵爆炸,在井下存在的可能性,2023-11-29,94,預防煤塵爆炸的主要措38、施,1)防止煤塵沉積和飛揚:減少工作面中浮塵和落塵是預防煤塵爆炸的主要措施。2)防止點火源的出現,主要是防止放炮火源、防止電氣火源、防止摩擦和撞擊火花。3)防止煤塵爆炸傳播的主要措施:分區通風、設置隔爆裝置。,2023-11-29,95,防止煤塵沉積和飛揚,防止煤塵沉積和飛揚,1)煤層注水,2)濕式打眼,3)水炮泥,4)通風除塵,5)噴霧灑水,6)沖洗粉塵,2023-11-29,96,煤塵開始發生再爆炸的過程 大體可分為四步:(1)懸浮的煤塵在300400熱源作用下會被迅速干餾,釋放出大量可燃氣體,lkg揮發分為20%-26%的焦煤,受熱后可放出290350L可燃氣體。其主要成分為甲烷、乙烯、39、丙烷。丁烷、氫等有機氣體化合物,聚集于塵粒周圍,形成氣體外殼。(2)可燃氣體與空氣混合燃燒。,2023-11-29,97,(3)煤塵燃燒放出熱量,并有效地傳遞給周圍塵粒,使之參與燃燒循環,繼續反應,引起反應速度急劇增加,火焰傳播自動加速,達到每秒數百米臨界條件后即跳躍式的轉變為爆炸。(4)煤塵爆炸的重要特點是能夠連續發生爆炸:初次爆炸后,形成負壓區,造成空氣向爆炸地點逆流,成為二次沖擊,沖擊波將沉積煤塵吹揚起來,火焰稍后跟蹤而來,把煤塵點燃,再次發生爆炸。,2023-11-29,98,(三)煤塵爆炸的特征及產物(1)火焰溫度:煤塵爆炸的火焰溫度為1600-2000(2)火焰傳播速度:爆炸火焰的傳播速度為6101800ms。(3)爆炸沖擊波傳播速度:初速與火焰速度相同,并不斷加速可達2340ms。(4)爆炸壓力(5)產生黏塊與皮渣:礦塵爆炸時,對于結焦煤塵(氣煤、肥煤、焦煤)會產生焦炭皮渣與黏塊黏附在支架、巷壁、煤壁上面,用以判斷區分是瓦斯爆炸還是煤塵爆炸。,2023-11-29,99,(6)揮發分減少:這是判斷不結焦煤是否有煤塵參與爆炸的判斷依據。(7)產生大量的一氧化碳和二氧化碳:爆炸的氣體中C0可達2%3%以上,二氧化碳含量高,氧氣含量低,造成大量工作人員中毒死亡,