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1、煤矿安全,长治职业技术学院,一、教材、大纲分析,煤矿安全是煤炭采矿工程技术领域的专业必修课之一。本教材选用我国国煤炭高等职业教育采矿工程类规划教材，由中国煤炭教育协会和中国矿业大学（北京）教材编审室共同组织编写。适用于煤炭技工学校、技师学院、高职高专和高级技工学校教学和工人在职培训、就业前培训使用。,教学大纲要求是： 1、专业知识及专业技术要求： 掌握煤矿电工、地质与矿图、计算机等专业基础知识 掌握煤矿安全生产方针、政策和法律法规 熟练掌握各类矿井灾害的预防措施 掌握矿井灾害预防及处理计划的编制,2、能力结构及要求 基本能力及要求 熟悉煤矿井下的生产过程 具有对职业危害因素识别分析能力 熟练掌
2、握“敲帮问顶”制度的操作 具有安全管理和一定的计划组织能力 具有热爱矿山、吃苦耐劳的品质及较好的人际交流与团队合作能力，有较强的环保意识,专业能力及要求 熟练掌握测定瓦斯和二氧化碳的方法步骤 熟练掌握粉尘浓度测试仪的使用及测尘步骤 掌握矿井灾害预防处理计划的编制方法及内容 掌握触电的现场救护注意事项 掌握灭火设施的使用注意事项 熟练掌握自救器的具体使用方法,二、培养目标与业务范围,（一）培养目标 主要面向煤矿生产企业一线，培养拥护党的基本路线，德、智、体、美全面发展，身心健康，具有与本专业岗位群相适应的文化水平和良好的职业道德，掌握本专业的基本知识和技能，具有较强专业实践能力的中级技能型应用人
3、才。 （二）业务范围 本专业毕业生主要面向煤矿建设和生产单位，从事煤矿安全方面的施工和检测等工作。,三、教学重点、难点分析,根据大纲要求和学生实际情况确定本专业教学重、难点如下： 重点学习瓦斯防治技术、矿尘防治技术、矿井防灭火技术及矿井防治水技术。培养学生树立“安全第一”的思想意识，了解我国安全生产方针、有关法律法规和规章，了解煤矿作业的危险、职业危害因素，掌握安全操作规程以及个人防护、避灾、自救与互救基本方法，具备与其从事作业场所和工作岗位相应的知识和能力。,四、教学程序,1、专业基础知识的学习 通过对基础知识和基础理论的学习，熟悉煤矿井下生产过程，掌握安全生产法规、煤矿作业的危险、职业危害
4、因素、以及职业病预防知识等方面的知识，为专业技术和专业能力的学习提高奠定理论基础。,2、专业技术的学习 通过对瓦斯防治技术、防尘、防灭火、防水技术的技术训练以及综合生产实习训练。通过实践训练使学生了解安全设施、常见事故防范、应急措施、个人劳动防护用品的使用和简单维护等基本常识、具备煤矿安全规程编制的能力；能陈述班级管理的基本内容和方法，能与企业相关人员进行有效合作和专业沟通，具备解决实际问题的基本经验；取得技能证书。, 矿尘的产生及分类?,矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。 几种常用的分类方法： 1、按矿尘粒径划分 (1) 粗尘。粒径大于40m，相当于一般筛分的最小颗
5、粒，在空气中极易沉降。 (2) 细尘。粒径为1040m，肉眼可见，在静止空气中作加速沉降。 (3) 微尘。粒径为0.2510m，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中作等速沉降。,五、教学过程,(4) 超微尘。粒径小于0.25m，要用电子显微镜才能观察到，在空气中作扩散运动。 2、按矿尘的存在状态划分 (1) 浮游矿尘：悬池于矿内空气中的矿尘，简称浮尘。 (2) 沉积矿尘：从矿内空气中沉降下来的矿尘，简称落尘。 3、按矿尘的粒径组成范围划分 (1) 全尘(总粉尘)。各种粒径的矿尘之和。对于煤尘，常指粒径为1mm以下的尘粒。 (2) 呼吸性粉尘。主要指粒径在5m以下的微细尘粒。, 矿尘的危害 矿尘
6、具有很大的危害性，表现在以下几个方面： (1) 污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。 (2) 某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸。 (3) 加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。 (4) 降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。,黑龙江七台河东风煤矿“11.27“特别重大煤尘爆炸事故,2005年11月27日21时22分，黑龙江龙煤矿业集团有限责任公司七台河分公司东风煤矿发生一起特别重大煤尘爆炸事故，造成171人死亡，48人受伤，直接经济损失4293万元。 事故直接原因是：违规放炮处理主煤仓堵塞，导致煤仓给煤机垮落、煤仓内的煤炭突然倾出，带出大量煤尘并造成巷道内的积尘飞扬达到爆炸界
7、限，放炮火焰引起煤尘爆炸。,黑龙江七台河东风煤矿“11.27“特别重大煤尘爆炸事故,晋蔺家庄煤矿“715”煤尘爆炸事故,2006年7月15日下午，山西省灵石县段纯镇蔺家庄煤矿发生煤尘爆炸事故，截至目前共造成53人死亡。初步分析，由于灵石县夏门煤矿违章作业，明火放炮导致煤尘爆炸，波及相邻的蔺家庄煤矿，造成人员严重伤亡。,平顶山宝丰王庄矿煤尘爆炸事故,2007年4月16日19时40分, 河南平顶山市宝丰县王庄煤矿（私营煤矿证照齐全）井下发生煤尘爆炸事故，当班入井人员中，9人安全升井，经过进一步核实，确认井下实际被困人数为31人。抢救时又发生二次爆炸，到19日，专家组认为井下遇险人员已无生还可能，暂
8、时停止下井抢险。,煤尘爆炸及预防,我国历史上最严重的一次煤尘爆炸发生在1942年日本统治下的本溪煤矿，牺牲1549人，残246人，牺牲的人员中大多为CO中毒，事故发生前，巷道内沉积了大量煤尘，是由于电火花点燃局部聚积的瓦斯而引起的重大煤尘爆炸事故。建国以来我国煤矿共发生死亡百人以上事故24起，其中煤尘爆炸及瓦斯煤尘爆炸12起，占事故总数的50% 一、煤尘爆炸的机理及特征 1、煤尘爆炸的机理 煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下，空气中氧气与煤尘急剧氧化的反应过程，是一种非常复杂的链式反应。一般煤尘爆炸机理及过程主要表现在以下方面：,煤本身是可燃物质，当它以粉末状态存在时，总表面积 显著增加
9、，吸氧和被氧化的能力大大增强，一旦遇见火源，氧化过程迅速展开。 当温度达到300400时，煤的干馏现象急剧增强，放出大量的可燃性气体。如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢 形成的可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量，在尘粒周围形成活化中心，当活化中心的能量达到一定程度后，链反应过程开始，游离基迅速增加，发生了尘粒的闪燃。 闪燃所形成的热量传递给周围的尘粒，并使之参与链反应，导致燃烧过程急剧地循环进行。当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后，煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。,2煤尘爆炸的特征 (1)形成高温、高压、冲击波 (2)煤尘爆炸具有连续性 (3)煤尘爆炸的感应期 即煤尘受热
10、分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。 (4)挥发分减少或形成“粘焦” (5)产生大量的CO,二、煤尘爆炸的条件 煤尘爆炸必须同时具备三个条件： 1、煤尘本身具有爆炸性 煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。煤尘爆炸危险性必须经过试验确定。 2、煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度 单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低和最高煤尘量称为下限和上限浓度。低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。一般说来，煤尘爆炸的下限浓度为3050g/m3，上限浓度为10002000g/m3。 3、存在能引燃煤尘爆炸的高温热源 我国煤尘爆炸的引燃温度在6101050之间，一般为700800。煤尘爆炸的最
11、小点火能为4.540mj。,1、煤的挥发分 2、煤的灰分和水分 3、煤尘粒度 4、空气中的瓦斯浓度 瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低。瓦斯浓度低于4%时，煤尘的爆炸下限可用下式计算： MWMK 式中： MW - 空气中有瓦斯时的煤尘爆炸下限，g/m3； M - 煤尘的爆炸下限，g/m3； K - 系数，,5、空气中氧的含量 6、引爆热源,三、影响煤尘爆炸的因素,四、煤尘爆炸性鉴定 规程规定：新矿井的地质精查报告中，必须有所有煤层的煤尘爆炸性鉴定材料。生产矿井每延深一个新水平，由矿务局组织一次煤尘爆炸性试验工作。,鉴定方法有两种： 一种是在大型煤尘爆炸试验巷道中进行，这种方法比较准确可靠，但工作繁重复
12、杂，所以一般作为标准鉴定用； 另一种是在实验室内使用大管状煤尘爆炸性鉴定仪进行，方法简便，目前多采用这种方法。,五、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：减、降尘措施；防止煤尘引燃措施及限制煤尘爆炸范围扩大等三个方面。目的是将空气中含尘浓度控制在国家规定的卫生标准内。 1、减、降尘措施 指在煤矿井下生产过程中，通过减少煤尘产生量或降低空气中悬浮煤尘含量以达到从根本上杜绝煤尘爆炸的可能性。方法很多，下面主要介绍煤层注水。,（1）煤层注水实质 在回采之前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分，从而减少煤层开采过程煤尘的产尘量。煤层注水的减尘作用
13、主要有以下三个方面： 煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入后，可将原生煤尘湿润并粘结，使其在破碎时失去飞扬能力，从而有效地消除尘源。 水进入煤体内部，并使之均匀湿润。当煤体在开采中受到破碎时，绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细粒煤尘的飞扬，预防了浮尘的产生； 水进入煤体后使其塑性增强，脆性减弱，改变了煤的物理力学性质，当煤体因开采而破碎时，脆性破碎变为塑性变形，因而减少了煤尘的产生量。,煤的裂隙和孔隙的发育程度 上履岩层压力及支承压力 液体性质的影响 煤层内的瓦斯压力 注水参数的影响,（2）影响煤层注水效果的因素,（3）煤层注水方式 指钻孔的位置、长度和方向。按国内外注水状况，有以下4种方
14、式： 短孔注水 在回采工作面垂直煤壁或与煤壁斜交打钻孔注水，注水孔长度一般为23.5m, 深孔注水 在回采工作面垂直煤壁打钻孔注水，孔长一般为525m。 长孔注水 从回采工作面的运输巷或回风巷，沿煤层倾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水，孔长30100m；,巷道钻孔注水 由上邻近煤层的巷道向下煤层打钻注水或由底板巷道向煤层打钻注水。,邻近煤层巷道,底板巷道,（4） 注水系统 注水系统分为静压注水系统和动压注水系统。 静压注水：利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差导入钻孔的注水叫静压注水。 动压注水：利用水泵或风包加压将水压入钻孔的注水叫动压注水，水泵可以设在地面集中加压，也可直接设在注
15、水地点进行加压。 （5）注水设备 煤层注水所使用的设备主要包括钻机、水泵、封孔器、分流器及水表等。,（6）注水参数 注水压力 适宜的注水压力是：通过调节注水流量使其不超过地层压力而高于煤层的瓦斯压力。 注水速度(注水流量) 注水速度是指单位时间内的注水量。一般来说，小流量注水对煤层湿润效果最好。 注水量 一般来说，中厚煤层的吨煤注水量为0.0150.03m3/；厚煤层为0.0250.04m3/。 注水时间 每个钻孔的注水时间与钻孔注水量成正比，与注水速度成反比。在实际注水中，常把在预定的湿润范围内的煤壁出现均匀“出汗”(渗出水珠)的现象，作为判断煤体是否全面湿润的辅助方法。,2、限制煤尘爆炸范
16、围扩大的措施 （1）清除落尘 （2）撒布岩粉 （3） 设置水棚 （4）设置岩粉棚 （5）设置自动隔爆棚 由安装在巷道中靠近顶板处的若干块岩粉台板组成，台板的间距稍大于板宽，每块台板上放置一定数量的惰性岩粉。 作用：爆炸时，在爆炸火焰到达隔爆棚区前，爆炸产生的前驱爆炸波掀反盛放岩粉的木板或使水槽、水袋破碎，形成弥漫飞扬状态的惰性岩粉或水雾，在巷道中形成扑灭火焰的抑制带，起到吸热、降温、阻燃的作用，使瓦斯煤尘爆炸火焰限制在爆源附近。,爆炸火焰、前驱爆炸波及隔爆棚相互关系图,内容小结：,矿尘的产生及分类 矿尘的危害 煤尘爆炸的机理及特征 煤尘爆炸的条件 影响煤尘爆炸的因素 预防煤尘爆炸的技术措施,作业与练习：,煤尘爆炸的条件及过程是什么 煤尘爆炸与瓦斯爆炸有何异同？ 煤尘注水的实质是什么？ 岩粉棚组和水棚组的限爆作用原理是什么？,谢谢大家！,
