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1、矿井通风与灾害防治 一 概述 一 矿井通风的作用 1 供给井下工作人员氧气 2 排除稀释有害气体和粉尘 3 创造良好的气候条件 二 矿井自然灾害 矿井主要自然灾害有 水 火 瓦斯 煤尘 顶板 五大自然灾害 二 荆各庄矿矿井概况 我公司矿井生产受水 火 瓦斯 煤尘 顶板等自然灾害的威胁 属低瓦斯 自然发火矿井 矿井水文地质条件复杂 一 矿井涌水量情况 矿井总涌水量为14 53m3 min 其中 375水平涌水量为3 64m3 min 东翼涌水量为1 83m3 min 西翼涌水量为0 33m3 min 南翼涌水量为0 65m3 min 水仓涌水量为0 7m3 min 主付井涌水量为0 13m3 m
2、in 475水平涌水量为10 89m3 min 其中三水平涌水量为3 89m3 min 二 矿井一通三防概况 1 矿井通风情况矿井通风为中央并列抽出式通风 两个副井为进风井 主井 箕斗提升井 为回风井 主通风机为2KZ No 28 一台工作 一台备用 电机功率为800kW 总排风量161 10m3 s 矿井总负压2380Pa 2 矿井瓦斯情况我公司属低瓦斯矿井 2008年瓦斯等级鉴定结果为 瓦斯绝对涌出量0 40m3 min 相对涌出量1 30m3 t 二氧化碳绝对涌出量9 72m3 min 相对涌出量3 02m3 t 三水平9煤层采区瓦斯涌出量相对较大 3 矿井防灭火情况我公司共有9s 11
3、s 12 1s 12 2s四个可采煤层 均具有自燃倾向性 9s煤层发火期2 3个月 11s 12 1s 12 2s煤层发火期8 12个月 各煤层采区上山及工作面均安装消防管路 4 矿井综合防尘情况我公司四个可采煤层煤尘均具爆炸危险性 煤尘爆炸指数为37 04 47 24 各采区上山及煤巷均铺设防尘供水管路 水源为 自 375中央泵房将水排至地面 再经2 副井井筒内的供水管路供至井下各用水地点 三 各类事故预兆及预防措施 每个井下员工都必须掌握一定的灾害事故预兆知识 在灾害发生前发现灾害对及时采取措施阻止灾害发生 减轻灾害损失 为抢险救灾赢得充分的时间具有十分重要的作用 一 水害事故预兆与预防措
4、施 1 水害事故预兆采掘工作面或其他地点发现有挂红 挂汗 空气变冷 出现雾气 水叫 顶板淋水加大 顶板来压 底板鼓起或产生裂隙出现渗水 水色发浑 有臭味等突水预兆时 必须停止作业 采取措施 立即报告矿调度室 发出警报 撤出所有受水威胁地点的人员 2 水害事故预防措施我矿防治水工作重点是一 三水平9煤层采掘工作面 9煤层回采受煤5以上砂岩裂隙承压含水层和煤8 煤5含水层水的威胁 尤其对深部工作面影响更大 12 2煤层在局部块段常受到底部含水层的威胁 应根据水文条件健全完善排水系统 此外对采掘工作面过积水老塘 老硐等必须加强防治水工作 落实 预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采 防治水原则 切实
5、将防治水安全技术措施落实到实处 另外 矿井防治水工作要与防汛工作结合起来 地面仓库备足水患处理的物资 并加强日常管理 二 煤矿火灾预兆与防治措施 煤矿火灾按火源成因不同分为内因火灾和外因火灾 由煤炭自然引起的火灾叫内因火灾 由其他可燃物燃烧引起的火灾叫外因火灾 1 煤炭自燃预兆 1 巷道空气温度升高 湿度增大 巷道出现雾气 煤壁 支架出现水珠 从煤体 老塘 密闭等流出的水温度升高 2 巷道中有煤油 松节油气味 风流中出现CO且有升高趋势 人有头痛 无力 闷热等感觉 3 判断煤层自燃的标志性气体 根据河北理工大学标志性气体分析结果看 出现CO气体的临界值为65 出现C2H4 C2H6气体的临界值
6、95 120 在优选原则下 70 200 之间选择CO气体 180 300 之间选择C2H4气体 300 以上选择C2H4 C2H6的比值作为标志性气体 2 煤矿火灾预防措施 一 预防外因火灾措施 一 井口附近20m内悬挂 严禁烟火 的安全标志 井下和井口房内不得从事电焊 气焊和喷灯焊接等工作 如果必须在井下主要硐室 主要进风井巷和井口房内进行电焊 气焊和喷灯焊接等工作 必须提前写出动火申请 每次必须制定安全措施 经有关人员批准后 并遵守下列规定 1 现场安排救护队员或瓦斯员值班方可作业 2 电焊 气焊和喷灯焊接等工作地点的前后两端各10m的井巷范围内 应是不燃性材料支护 并应有供水管路 有专
7、人负责喷水 上述工作地点应至少备有 个灭火器 3 在井口房 井筒和倾斜巷道内进行电焊 气焊和喷灯焊接等工作时 必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受火星 4 电焊 气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中 瓦斯浓度不得超过0 5 只有在检查证明作业地点附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时 方可进行作业 5 电焊 气焊和喷灯焊接等工作完毕后 工作地点应再次用水喷洒 并应有专人在工作地点检查1h 发现异状 立即处理 6 采掘工作面和回风区域严禁点火作业 煤层中未采用砌碹或喷浆封闭的主要硐室和主要进风大巷中 不得进行电焊 气焊和喷灯焊接等工作 二 井下使用的汽油 煤油和变压器油必须装入盖严的铁
8、桶内 由专人押运送至使用地点 剩余的汽油 煤油和变压器油必须运回地面 严禁在井下存放 井下使用的润滑油 棉纱 布头和纸等 必须存放在盖严的铁桶内 用过的棉纱 布头和纸 也必须放在盖严的铁桶内 并由专人定期送到地面处理 不得乱放乱扔 严禁将剩油 废油泼洒在井巷或硐室内 井下清洗风动工具时 必须在专用硐室进行 并必须使用不燃性和无毒性洗涤剂 保持井下电缆安全供电 电缆吊挂 联结装置符合防火要求 不合格电缆及时更换 三 各皮带运输机按照要求设置煤位 超载 跑偏 烟雾 温度传感器 并保证完好 有条件的地点要安设自动喷淋防火装置 液力藕合器使用合格的易熔塞 皮带运输机要用好防跑偏 防打滑装置 机头 机尾
9、及时清挖并备足消防器材 四 每季度应对井上 下消防管路系统 防火门 消防材料库和消防器材的设置情况进行1次检查 发现问题 及时解决 需要配备沙箱 灭火器 灭火锹镐 消防水等消防器材的地点 砂箱砂量不少于0 20m3 并经常保持砂质符合要求 配电室 充电室 水泵房 火药库应装备不少于4个干粉灭火器 各皮带机头 井下油库 临时配电点备有不少于2个干粉灭火器 五 限制已发生火灾的扩大和蔓延 火灾发生后利用已有的防火安全设施 把火灾局限在最小的范围内 对于减少火灾的危害和损失是极为重要的 其措施有 1 在适当的位置建造防火门 防止火灾事故扩大 2 每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库 3 每一矿井必
10、须在地面设置消防水池 在井下设置消防管路系统 4 主要通风机必须具有反风系统或设备 并保持其状态良好 二 预防煤层自然发火 内因火灾 措施 一 井下易于自燃的区域根据统计分析 采空区 煤柱 断层附近煤巷高冒顶 煤巷巷帮和碹后 破碎带 上下隅角 地质构造破碎带和起采及停采线等地点都是自燃火灾的多发场所 因此 采区设计时必须同时编制防灭火设计 并抓好现场落实 按照设计施工 为防火工作奠定基础 1 采空区 煤层自然发火主要分布在有碎煤堆积和漏风同时存在 时间大于自燃发火期的地方 2 煤柱 尺寸偏小 服务期较长 受采动压力影响的煤柱 容易压酥碎裂 其内部产生自燃发火 3 巷道顶煤 采区石门 综采工作面
11、沿底掘进的进回风巷等 巷道顶煤受压时间长 压酥破碎 风流渗透和扩散至内部 便会发热自燃 4 工作面搬家和不正常推进以及工作面过地质构造带或破碎带都是煤自燃发生频率较高的区域 二 防止矿井自燃发火的开采技术要求是 1 提高回采率 减少丢煤 即减少或消除自燃的物质基础 2 限制或阻止空气流入和渗透至疏松的煤体 消除自燃的供氧条件 对此 可从两方面着手 一是消除漏风通道 二是减小漏风压差 3 使流向可燃物质的漏风 在数量上限制在不燃风量之下 在时间上限制在自燃发火期以内 保持通风系统稳定 通风设施设置合理 消除不合理的漏风和防止巷道冒高 三 通风措施防治自燃发火措施是通过选择合理的通风系统和采取控制
12、风流的技术手段 以减少漏风 消除自燃发火的供氧条件 从而达到预防和消灭自燃发火的目的 1 选择合理的通风系统 2 实行分区通风 3 选择合理的采区和工作面通风系统 四 增阻减少漏风防灭火1 合理确定通风构筑物的位置2 堵漏措施 1 沿空巷道挂帘布 在沿空巷道中挂帘布是一种简单易行的防止漏风技术 2 利用粉煤灰充填带隔绝采空区 3 利用水砂充填带隔绝采空区 4 喷涂空气泡沫防止漏风 5 凝胶堵塞漏风 五 均压减少漏风防灭火均压减少漏风防灭火 又称为均压防灭火 其实质是利用风窗 风机 调压气室和连通管等调压设施 改变漏风区域的压力分布 降低漏风压差 减少漏风 从而达到抑制遗煤自燃 惰化火区 或熄灭
13、火源的目的 采用均压技术防灭火时 应遵守下列规定 1 应有完整的区域风压和风阻资料以及完善的检测手段 2 必须有专人定期观测与分析采空区和火区的漏风量 漏风方向 空气温度 防火墙内外空气压差等的状况 并记录在专用的防火记录簿内 3 改变矿井通风方式 主要通风机工况以及井下通风系统时 对均压地点的均压状况必须及时进行调整 保证均压状态的稳定 4 应经常检查均压区域内的巷道中风流流动状态 应有防止瓦斯积聚的安全措施 六 介质法防治煤层自燃发火措施 一是消除或破坏煤自燃发火基本条件中的供氧条件 降低煤自燃氧化的供氧量 二是吸热降温作用 延缓和彻底阻止煤自燃发火的进程 主要技术有灌浆防灭火 惰化防灭火
14、 阻化防灭火 凝胶防灭火以及泡沫防灭火等 七 惰气防灭火措施惰气系指不可燃气体或窒息性气体 主要包括氮气 二氧化碳等 惰气防灭火措施就是将惰气注入已封闭的或有自燃危险的区域 降低其氧的浓度 从而使火区因氧含量不足使火源熄灭 或者使采空区中因氧含量不足而使遗煤不能氧化自燃 八 建立煤层自然发火预测预报制度 健全矿井束管监测系统 完善监测范围和地点 每一个工作面都要建立防火观测站 采区和回风巷道设置CO传感器 同时做好人工检查 发现煤体内温度达到35 要立即采取措施进行处理 九 保持供水 灌浆系统可靠 供水管路距离采 掘 开工作面迎头不超过50m 并按照要求设置三通阀门 要保证各用水地点水压 水量
15、符合要求 灌浆管路要延接到工作面顺槽外口 回收巷道和工作面必须在45天内永久性封闭 十 消防材料库设在副井上口及1248 3048 具体位置见避灾路线图中标注 消防材料库由通风区负责管理 材料 设备未经总工程师批准 任何人不准动用 因防灭火消耗的材料要及时补齐 三 瓦斯 煤尘爆炸条件过程 危害及预防措施 一 瓦斯 煤尘爆炸条件过程 一 瓦斯爆炸条件1 瓦斯浓度 5 16 2 引燃温度 650 750 以上 3 氧气浓度 12 以上 由于井下环境变化复杂 当其它可燃气体渗入 使CH4爆炸极限浓度范围增大 因此 在组织生产中 必须提起高度重视 二 煤尘爆炸条件 1 煤尘本身具有爆炸性2 浮游煤尘浓
16、度 45 2000g m3 3 引燃温度 750 850 4 有足够的供氧条件 氧气浓度大于18 积聚巷道的煤尘受到震动时 会重新浮起达到爆炸浓度 当瓦斯爆炸时极易引起煤尘爆炸 三 瓦斯爆炸的过程及其危害 1 瓦斯爆炸的化学反应过程瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程 2 瓦斯爆炸的产生与传播过程爆炸性的混合气体与高温火源同时存在 就将发生瓦斯的初燃 初爆 初燃产生以一定速度移动的焰面 焰面后的爆炸产物具有很高的温度 由于热量集中而使爆源气体产生高温和高压并急剧膨胀而形成冲击波 如果巷道顶板附近或冒落孔 内积存着瓦斯 巷道中有沉落的煤尘 在冲击波的作用下 它们就能均匀分布 形成新的爆炸混合物 使爆炸过程得以继续下去 3 瓦斯爆炸的危害矿内瓦斯爆炸的有害因素是 高温 冲击波和有害气体 瓦斯爆炸后生成大量有害气体 分析爆炸后的气体成分为O26 10 N282 88 CO24 8 CO2 4 如果有煤尘参与爆炸 CO的生成量更大 往往成为人员大量伤亡的主要原因 二 预防瓦斯事故的措施 一 加强通风管理的措施1 瓦斯积聚是指体积超过0 5m3时的空间瓦
