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1、第七章 矿井其他灾害事故预防,7-1 矿井地热防治 7-2 顶板灾害预防 7-3 爆破事故预防 7-4 冲击地压防治,概述 我国煤炭生产大都采用地下作业，时时会有水、火、瓦斯、矿尘等自然威胁，而且由于作业条件复杂多变和管理失控等原因，还会发生地热、顶板、爆破、冲击地压等其他灾害事故。本章通过典型案例和综合分析，系统地总结了矿井地热、顶板、爆破和冲击地压事故的发生原因和规律，对如何遏制这类事故的发生提出了有效的防治对策。,7-1 矿井地热防治,一、矿井地热危害的现状 随着矿井开采深度的不断增加，井型的不断扩大，机械化程度的不断提高，矿井热害日趋严重。,二、矿井地热的形成及变化规律 地壳最表层的温
2、度受地面温度周期性变化的影响，这种影响是随着深度的增加而逐渐减弱的；到一定深度，这种影响基本消失，从而地温保持恒定。,三、高温、高湿对矿井的危害 1热害严重危及安全 由于井下温度高，湿度大，造成作业人员易于烦躁不安，注意力不集中，判断能力反应能力差，导致事故率上升。 2热害严重摧残作业人员的健康 在井下持续几个月3335（甚至更高）高温热害的情况下，容易造成施工人员热衰竭、热虚脱、热痉挛、热疲劳等现象。 3热害严重制约工作效益,电路图,四、矿井地热的防治 改善矿内气候条件的措施很多，归纳起来有两个方面：一是非人工制冷措施，即矿井通风；二是人工制冷来冷却风流的措施，也称为矿井空气调节。 矿井地热
3、防治的具体措施有：加大通风强度，可以降低风温、改善气候条件；改变通风方式，将上行风改为下行风，可使工作面的风温降低12；选择合理的通风系统，如缩短进风路线的长度，在巷道环境条件和风量不变的情况下，风路越短风流升温越小。,7-2 顶板灾害预防,一、顶板事故分类及成因 按事故发生地点不同，顶板事故可以分为采煤工作面冒顶、掘进工作面冒顶，以及其他地点冒顶3种，绝大多数顶板事故都发生在采煤工作面。 1采煤工作面冒顶事故 按冒顶事故范围的大小不同，采煤工作面冒顶事故分局部冒顶和大范围冒顶。局部冒顶常发生在采煤工作面煤帮附近、上下出口、放顶线附近，地质破坏带附近。采场大冒顶按顶板垮落类型分为压垮型、推垮型
4、、漏垮型3种。,2掘进工作面冒顶事故 掘进工作面冒顶事故一般发生在掘进工作面、巷道交叉及巷道贯通处。主要原因是由于空顶作业、未及时支护或遇地质变化、支护形式、结构不合理，违章爆破作业等原因造成。 3其他地点的冒顶事故 大多发生在井巷工程质量差，未及时检查发觉隐患或维修巷道时措施不当而造成的局部冒顶事故。,二、顶板冒落的预兆及识别 1顶板冒落的预兆 （1）岩层下沉断裂，发出响声 顶板压力急剧加大时，木支架会出现断裂声，紧接着出现断梁折柱现象；金属支柱活柱急速下缩，也会发出很大声响。采煤工作面发生冒顶前，有时能听到采空区顶板发出断裂的闷雷声。 （2）掉渣 顶板严重破裂时，折梁断柱增加，顶板出现掉渣
5、，掉渣越多，表明顶板压力越大。,（3）片帮增多 因煤壁所受压力增加，变得松软，片帮煤比平时增多。 （4）顶板裂缝 顶板裂缝增多，裂缝逐渐增大。 （5）顶板出现离层 顶板出现离层，是顶板即将冒落的征兆。 （6）漏顶 大冒顶前，破碎的伪顶或直接顶有时会因背顶不严或支架不牢出现漏顶现象，使棚顶托空，支架松动，造成冒顶。,（7）瓦斯涌出量异常 含瓦斯煤层在冒顶前有时会出现瓦斯涌出量突然增大的现象。 （8）有淋水的顶板淋水量增大 在含水或有淋水的顶板冒顶之前，往往会出现顶板淋水增大的现象。 2顶板冒落的识别 （1）木楔法 在顶板岩层的裂缝中打入小木楔，过一段时间，如果发现木楔松动或坠落，表明顶板裂缝在增
6、大，可能有冒顶危险。,（2）敲帮问顶法 用钢钎或手镐敲击顶板，若发出清脆响亮声，表明顶板完整，岩层未离层；发出沙哑的声音或“嗡嗡”声，表明顶板岩层已离层，应把离层的岩块挑下来。 （3）震动法 用钢钎或镐敲击顶板时，用手指尖托住顶板，若手感到顶板震动，即使听不到破裂声，也说明岩石已从整体顶板分离，变成了危岩。,三、顶板事故的预防 1采掘工作面在采掘施工前均要认真编制作业规程。 2井下所有人员必须时刻注意工作面顶板变化情况。 3加强金属支护、支架和单体液压支柱的检修、试压。 4加强工程质量管理，搞好质量标准化，提高优良品率。 5坚持矿压观测与顶板监控、分析。,6回采工作面的初次开采，过老窑、空巷、
7、局部破碎带、断层、冲刷带、陷落柱，过煤柱、冒顶区或托伪顶开采时，都必须制定专门措施。 7回采工作面必须及时拉架、回柱。 8掘进工作面的顶板管理要严格执行“敲帮问顶”制度。 9掘进工作面遇地质构造、顶板破碎、压力较大、巷道开口、贯通、开帮挑顶、架设抬棚等零星工程时，要制定顶板管理安全技术措施。 10修复旧巷时，必须首先进行通风，检查瓦斯。,四、发生冒顶时的处理措施 1当采掘工作面发生冒顶事故后，首先将人员撤离危险区域，并向调度室汇报。 2发生冒顶事故后，班长应立即点清人数，积极组织抢救。 3发生冒顶事故后，要对冒顶区电缆、设备极有可能发生瓦斯超限的区域进行停电。 4积极恢复冒顶区的正常通风。,5
8、在处理冒顶事故时，应先由外向里加固冒顶周围的支护，消除进出口的堵塞物，尽快接近堵人部位进行抢救，必要时可以开掘通向遇险人员的专用巷道。 6遇有大块岩石威胁遇险人员时，可使用千斤顶等工具移动岩块，但尽量避免破坏冒顶岩石的堆积状态，清理矸石时要小心使用工具，以免伤害受伤遇险人员。 7处理大面积冒顶事故时，必须及时制订专门的安全技术措施。,7-3 爆破事故预防,一、矿井常见爆破事故 在我国煤矿生产和建设中，无论是采煤和巷道掘进，钻眼爆破技术仍然普遍使用，特别是在爆破过程中会引起人员伤亡和财产损失，这类事故称为爆破事故。矿井爆破事故也是常见的灾害之一，对矿井的危害也较大。矿井常见的爆破事故有爆破崩人事
9、故、爆破熏人事故、爆破崩倒支架、爆破崩坏设备或设施、爆破引起冒顶事故、爆破诱发冲击地压或突出事故、爆破引发瓦斯和煤尘爆炸事故。,二、井下爆破事故防治 1爆破前的防治措施 （1）按适用条件使用质量合格的炸药、雷管。 （2）加强对爆破器材的管理。 （3）对爆破地点进行认真检查。 （4）在有煤尘爆炸危险的地点进行爆破时，20m内应进行洒水降尘。 （5）加固爆破点附近支架，机器、工具和电缆必须加以保护或移出工作面。,2爆破过程中的防治措施 （1）爆破时，严格执行“一炮三检”制和“三人连锁”放炮制。 （2）加强警戒 （3）按规定装药、连线 （4）爆破工不得随意将把手或钥匙转交他人，不到爆破时，不得将把手
10、或钥匙插入放炮器或电力放炮接线盒。 （5）爆破时，爆破工必须发出警号，至少再等5s才可起爆。,3爆破后的防治措施 （1）加强通风 及时吹散炮烟，人员必须待炮烟散尽后，才能进入工作面，避免炮烟熏人。 （2）认真检查 爆破工、瓦检工、班（组）长必须巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架、拒爆、残爆等情况。 （3）正确处理拒爆、残爆 严禁用打眼方法往外掏药；严禁用压风吹拒爆（残爆）炮眼。拒爆、残爆应在当班处理完毕。,4特殊爆破事故的防治措施 （1）巷道贯通时爆破事故的防治 巷道贯通前，要检查和排放贯通地点的瓦斯。 （2）穿透“老空区”时爆破事故防治 穿透老空时，要把人员撤到安全地点，并在安全
11、地点实施爆破。爆破后，只有查明老空情况，确认无危险后，才能恢复工作。 （3）接近积水区时爆破事故防治 要根据实际情况，编制切实可行的探放水设计和安全措施，否则禁止爆破。,（4）处理溜煤眼堵塞时爆破事故防治 必须采用取得煤矿矿用产品安全标志的用于溜煤（矸）眼的煤矿许用刚性被筒炸药或不低于该安全等级的煤矿许用炸药。 （5）石门揭穿突出煤层进行震动爆破时的爆破事故防治 必须编制专门设计。爆破参数、爆破器材及起爆要求，爆破地点，反向风门位置，避灾路线及停电、撤人和警戒范围等，必须在设计中明确规定。,7-4 冲击地压防治,一、冲击地压的分类 冲击地压可根据应力状态、显现强度和发生的不同地点和位置进行分类
12、。 1根据原岩（煤）体的应力状态分类 （1）重力应力型冲击地压 主要受重力作用，没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击地压。 （2）构造应力型冲击地压 主要受构造应力（构造应力远远超过岩层自重应力）的作用引起的冲击地压。 （3）中间型或重力构造型冲击地压 主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。,2根据冲击的显现强度分类 （1）弹射 弹射是一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。 （2）矿震 它是煤、岩内部的冲击地压，即深部的煤或岩体发生破坏，煤、岩并不向已采空间抛出，只有片带或塌落现象，但煤或岩体产生明显震动，伴有巨大声响，有时产生煤尘。较
13、弱的矿震称为微震，也称为煤炮。,（3）弱冲击 煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不很大，对支架、机器和设备基本上没有损坏；围岩产生震动，一般震级（地震震级是根据地震仪记录的地震波振幅来测定的，一般采用里氏震级标准，用Ms表示）在2.2级以下，伴有很大声响；产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。 （4）强冲击 部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在2.3级以上，伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。,3根据震级强度和抛出的煤量分类 （1）轻微冲击 抛出煤量在10t以下，震级在1级以下的冲击地压。 （2）中等冲击 抛出煤量在10t50t以下，震级在1
14、 2级的冲击地压。 （3）强烈冲击 抛出煤量在50t以上，震级在2级以上的冲击地压。 4根据发生的地点和位置分类 （1）煤体冲击 发生在煤体内，根据冲击深度和强度又分为表面、浅部和深部冲击。 （2）围岩冲击 发生在顶底板岩层内，根据位置有顶板冲击和底板冲击。,二、冲击地压成因的机理 1强度理论 该理论认为，冲击地压发生的条件是矿山压力大于煤体围岩力学系统的综合强度。一旦高应力突然加大或系统阻力突然减小时，煤体可产生突然破坏和运动，抛向已采空间，形成冲击地压。,2能量理论 该理论认为：当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于其破坏所消耗能量时，就会发生冲击地压。 3冲击倾向理论 该理
15、论认为：发生冲击地压的条件是煤体的冲击倾向度大于实验所确定的极限值。 4失稳理论 在非稳定的平衡状态中，一旦遇有外界微小扰动，则有可能失稳，从而在瞬间释放大量能量，发生急剧、猛烈的破坏，即冲击地压。,三、冲击地压的影响因素 1地质因素 开采深度的加大使地应力值增加。 地质构造如褶曲、断裂、煤层倾角及厚度突然变化等也影响冲击地压的发生。 煤岩结构及性能也是冲击地压影响的主要因素。 2开采技术因素 开采多煤层时，任何造成应力集中的因素，如开采程序不合理、本层回采不干净、相邻两层开采错距不合适等，均对防治冲击地压不利。,四、冲击地压的防治 1降低应力集中 减弱煤层区域内的矿山压力值的方法有： （1）
16、超前开采保护层。 （2）无煤柱开采，在采区内不留煤柱和煤体突出部分，禁止在邻近层煤柱的影响范围内开采； （3）合理安排开采顺序，避免形成三面采空状态的回采区段或条带和在采煤工作面前方掘进巷道，必要时应在岩石或安全层内掘进巷道，禁止工作面对采和追采。,2采用合理的开拓布置和开采方式 （1）开采煤层群时，开拓布置应有利于保护层开采。 （2）划分井田或采区时，应保证合理的开采顺序。（3）采区或盘区的采煤工作面应朝一个方向推进。 （4）在地质构造等特殊部位，应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采程序。 （5）有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、永久硐室、主要上（下）山、主要溜煤巷和回风巷应布置在底板岩层或无冲击危险煤层中。 （6）开采有冲击危险的煤层，应采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采方法。 （7）顶板管理尽量采用全部垮落法，工作面支架应采用具有整体性和防护能力的可缩性支架。,五、冲击地压的解危措施 1爆破卸压 爆破卸压是指对形成冲击危险的煤体，用爆破方法
