第四章矿井一通三防安全管理

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1、 煤矿”一通三防”安全管理西安科技大学西安科技大学张张 恩恩 强强20112011年年5 5月月 提纲：1.1.矿井通风系统的安全管理要点矿井通风系统的安全管理要点2.2.瓦斯抽采原则、瓦斯爆炸、煤（岩）与瓦斯突出的管理要点瓦斯抽采原则、瓦斯爆炸、煤（岩）与瓦斯突出的管理要点3.3.矿井火灾防治的安全管理要点矿井火灾防治的安全管理要点4.4.矿井粉尘防治安全管理要点矿井粉尘防治安全管理要点5.5.矿井安全监控系统的组成、功能与装备要求矿井安全监控系统的组成、功能与装备要求第一节第一节 矿井通风的安全管理矿井通风的安全管理一、矿井通风的任务一、矿井通风的任务通风是保障煤矿安全的重要技术手段，主要

2、任务如下：1.供氧，满足人生存和设备工作的需要；2.冲淡有害气体、粉尘、水蒸气等；3.调节煤矿气候条件；4.保障井下作业人员的身体健康和生命安全。二、矿井空气成分及安全规定二、矿井空气成分及安全规定 1.地面空气与矿井空气（1）地面空气的组成 氧气(O2)20.96% 氮气(N2)79.00%（惰性稀有气体氦、氖、氩、氙等计入N2中） 二氧化碳(CO2)0.04% 湿空气中含有水蒸气（2）矿井空气 氧浓度降低 二氧化碳浓度增加 混入有毒有害气体:甲烷、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氢、氨、粉尘 空气状态参数（温度、湿度、压力等）改变2.煤矿安全规程对井下空气成分及状态参数的规定（1）对

3、氧和二氧化碳浓度的规定采掘面进风流采掘面进风流中，氧不低于20%,二氧化碳不超过0.5%;总回风巷或一翼回风巷总回风巷或一翼回风巷中,二氧化碳超过0.75%时,必须立即查明原因,进行处理;采区回风巷、采掘工作面回风流采区回风巷、采掘工作面回风流中二氧化碳超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。（2）矿井有害气体最高允许浓度(%)：一氧化碳 0.0024氧化氮（换算成二氧化氮）0.00025二氧化硫 0.0005硫化氢 0.00066氨 0.004（3）对空气的温度、风速、流量的规定采掘面温度不得超过26度，机电硐室温度不得超过30度。风速规定见煤矿安全规程 101条，其中规

4、定：采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷，最低允许风速为0.25m/s,最高允许风速为4m/s；掘进中的岩巷，最低允许风速为0.15m/s,最高允许风速为4m/s；其他通风人行巷道，最低允许风速为0.15m/s。应注意：规定中既有最高风速规定，又有最低风速要求。规定最高风速的理由：保证风流的稳定，控制通风能耗要求最低风速的理由：防止瓦斯激剧，防止聚热。风量规定见煤矿安全规程 103条，矿井需风量按下列要求分别计算，取其中最大值：（a）按井下同时作业人数计算，（b）按采掘面、硐室和其他用风点实际需风量总和计算。三、矿井通风系统及基本要求三、矿井通风系统及基本要求(一)矿井通风系统1.通风方式2.通

5、风方法自然通风机械通风:有抽出式和压入式两种。规定，必须采用机械通风必须采用机械通风。矿井反风：灾变时采取的一种救灾措施。生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在1010分钟内改变巷分钟内改变巷道中的风流方向，反风风量不得小于正常风量的道中的风流方向，反风风量不得小于正常风量的40%40%。反风设施必须至少每季度至少检查一次，每年进行一次反风演习。反风设施必须至少每季度至少检查一次，每年进行一次反风演习。反风演习时间应保证最远地点人员撤到地面，且不得少于反风演习时间应保证最远地点人员撤到地面，且不得少于2 2小时。小时。3.通风网络把风流分岔、汇合线

6、路的结构形式和控制风流的通风构筑物统称为通风网络。通风线路的连接形式有：串联、并联、角联。4.主要通风设施功能：隔断风流、引导风流、调节控制风量常用通风设施：风门、风桥、风窗等（二）矿井通风系统的基本要求（1）系统完整：一进一出、风流可靠（2）通风井口位置安全（3）通风路线短、阻力小、简单（4）用风点的风速、风量、温度等符合规定（5）采用机械通风，严禁采用局扇或风机群作为主要通风机（6）风机双回路供电、有反风装置、井口应设防爆门（7）安装2套同力风机，一用一备，多机联合运转时，相互影响小，工况稳定。（8）各采区风量均衡，避免过多调节风量，减少通风构筑物，减少漏风，保证风流稳定（9）具有较强的抗

7、灾能力，风流易控制，安全出口方便逃生，避灾路线简单。四、采区通风及基本要求四、采区通风及基本要求（一）采区通风系统1.规程规定采掘面应独立通风，不能独立通风应满足相关规定：采掘面应独立通风，不能独立通风应满足相关规定：独立通风回风流直接进入回风巷。串联通风上一个用风点的回风进入下一个用风点。有采串采、掘串掘、掘串采等情况。2.采面通风长壁面上行风、下行风有双突危险的采煤工作面不得采用下行通风。有双突危险的采煤工作面不得采用下行通风。（二）采区通风系统的基本要求(1)采区通风系统必须有独立的风巷，实行分区通风。采区进回风巷必须贯穿整个采区的长度或高度。严禁将一条上山、下山或盘区风巷分为两段，一段

8、进风，一段回风。（2）采掘面、硐室都应采用独立通风，采用串联通风时，应符合规程104条规定。（3）合理配风（4）通风网络简单（5）要有较强的抗灾和防灾能力（6）采掘工作面的进、回风不得经过采空区或冒顶区。采空区必须及时封闭（7）采区机电硐室配足风量（三）局部通风1.概念全矿井风压通风、扩散通风、局部通风机（一般采用轴流风机）通风2.通风方法抽出式、压入式（突出区域只能采用压入式） 、混合式3.相关规定（1）风机安装位置：压入式在距巷口10米以外的进风巷中，抽出式在距巷口10米以外的回风巷中。（2）硐室深度不超过6米，硐口宽度不小于1.5米，无瓦斯突出，可采用扩散通风。（3）“三专”供电：专用变

9、压器、专用开关、专用线路 （4）严禁使用3台以上局扇向一个工作面供风，不得用1台风机同时向2个作业的掘进面供风五、矿井通风系统安全管理五、矿井通风系统安全管理1主要通风机安全管理2局通风安全管理3盲巷安全管理4巷道贯通时安全管理5矿井测风的安全管理六、矿井通风系统安全检查要点六、矿井通风系统安全检查要点1矿井通风系统完善性检查2矿井通风可靠性检查风量、风机工况点、风流稳定性、串联通风3主要通风机检查4井巷通风检查5矿井通风设施检查6矿井漏风检查7矿井通风管理的检查8矿井通风重大事故隐患检查9采区通风安全检查10掘进通风检查第二节第二节 矿井瓦斯防治矿井瓦斯防治一、矿井瓦斯的危害及其影响因素瓦斯

10、以甲烷为主的矿井有害气体的总称，有时单指甲烷。以自由或吸附状态存在于煤及围岩中，留在其中的仅占变质过程产生量的3%-24%。1.矿井瓦斯的危害瓦斯窒息瓦斯燃烧与爆炸2.矿井瓦斯涌出普通涌出特殊涌出:瓦斯喷出、煤与瓦斯突出瓦斯突出的特点：局部的、短暂的、突发性的。瓦斯涌出的来源：煤岩壁、采落煤炭、采空区、邻近煤层瓦斯涌出量：相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量3矿井瓦斯等级划分瓦斯矿井有一个煤层发现瓦斯，即为瓦斯矿井。分为：低瓦斯矿井高瓦斯矿井煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井突出矿井、突出煤层突出矿井和突出煤层的确定和撤消程序确定：提出报告、鉴定、审批、备案；撤消：提出报告、鉴定确认、审批、备案。矿

11、井瓦斯等级鉴定4矿井瓦斯等级鉴定煤矿安全规程规定，每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报批，备案。5瓦斯涌出的影响因素（1）煤层和围岩的瓦斯含量（2）开采深度（3）开采规模（4）开采顺序和开采方法（5）地面气压的变化6瓦斯治理的十二字方针“先抽后采、以风定产、监测监控”三者关系：基础管理措施重要防线和保障措施二、瓦斯抽放二、瓦斯抽放三、瓦斯爆炸事故的防治三、瓦斯爆炸事故的防治瓦斯爆炸必须具备的三个基本条件：（1）一定的瓦斯浓度，5%-16%；（2）引火温度，650-750度；（3）充足的氧气含量，不低于12%。瓦斯爆炸预防途径：防止瓦斯积聚 防止引爆瓦斯 防止爆炸扩大（一）防

12、止瓦斯积聚的措施1加强通风2加强瓦斯检查和监测3及时处理局部积聚的瓦斯（二）防止引爆瓦斯的措施1防止明火2防止出现爆破火焰3防止出现电火花4其他引火源的治理（三）防止瓦斯爆炸灾害扩大措施1编制灾害预防与处理计划2安设安全装置（1）设防爆门（2）设反风装置（3）设隔爆设施：水棚、岩粉棚（4）佩带自救器四、煤与瓦斯突出及其防治四、煤与瓦斯突出及其防治第三节第三节 矿井火灾防治矿井火灾防治一、矿井火灾分类一、矿井火灾分类按引火源分：外因火灾、内因火灾按可燃物分：机电设备火灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾、煤炭自燃火灾按发火地点：井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、采空区火灾、硐室火灾按燃

13、烧形式：明火灾、隐燃火灾二、外因火灾的预防措施二、外因火灾的预防措施1安全设施2明火管理3消防器材管理矿井必须在井上、井下设消防材料库，并遵守下列规定：矿井必须在井上、井下设消防材料库，并遵守下列规定：三、矿井内因火灾的防治三、矿井内因火灾的防治1合理的开拓开采技术2通风系统的防火要求3预防性灌浆4阻化剂防火5凝胶防火6惰性气体防灭火7均压防灭火四、火区的管理与启封四、火区的管理与启封1 1 火区的封闭条件及工作原则火区的封闭条件及工作原则(1) 火区的封闭条件：火势发展迅猛、范围较大、直接灭火无效时，采取封闭火区的方法最合适。另外，在采取灭火处理任何类型的火灾的同时都要作好封闭火区的准备，一

14、旦灭火失败，应立即采取封闭火区。（2）封闭火区的工作原则：封闭范围尽可能小，防火墙的数量最少、施工速度最快。2 2 封闭火区的方法封闭火区的方法（1）断风封闭火区。在不维持通风的情况下，同时在进、回风两侧构筑防火墙。适用于火区内空气中氧浓度小于12%。（2）通风封闭火区。在保持火区通风的条件下，同时在进、回风两侧构筑带通风孔的防火墙。适用于在火区有可能形成可燃气体达到爆炸下限的情况。（3）注入惰气封闭火区。在封闭的同时注入惰气（二氧化碳、氮、水蒸气）等，既可以防止火区发生爆炸，又能加速火在的熄灭。但需要增加注惰和惰气装置。3 3 防火墙类型防火墙类型（1）临时防火墙：木版涂黄泥、充器式防火墙等

15、（2）永久防火墙：料石、混凝土、黄泥等构筑（3）耐爆防火墙：由沙袋、沙段、石膏等材料构筑的防火墙4 4 火区的管理火区的管理（1）建立火区卡：记录发火时间、原因、火区处理情况等（2）防火墙的管理：进行编号，记录位置、厚度等，在墙前设栅栏、悬挂警标。（3）火区的检查：定期进行火区检查，检测瓦斯浓度，若有问题及时处理。5 5 火区熄灭的条件火区熄灭的条件（1）火区温度下降到30度以下或达到火灾前正常温度（2）火区内空气中氧浓度到5%以下（3）火区内空气中不含乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期逐渐下降，并稳定在0。001%以下（4）火区出水温度低于25度或达到火灾前正常温度（5）以上四个指标持续稳定时

16、间在1个月以上。6 6 火区的启封火区的启封（1）通风启封火区。在确认火源已经熄灭时采用（2）锁风启封火区。在难以确认是否完全熄灭时采用五、矿井火灾安全检查要点五、矿井火灾安全检查要点1 地面消防水池和井下消防管路系统2 防火措施3 灌浆系统4 注氮系统5 火区管理第四节第四节 矿井粉尘防治矿井粉尘防治一、矿尘的产生与危害一、矿尘的产生与危害矿井粉尘指煤矿生产过程中产生的各种矿物细微颗粒的总称。1 1 矿尘的产生矿尘的产生（1）采煤工作面产尘（2）掘进工作面产尘（3）其他地点产尘2 2 矿尘的危害矿尘的危害（1）污染作业环境，降低能见度（2）对矿工的身体健康产生危害（3）煤尘能发生爆炸（4）加

17、速机械、电器设备的损坏，缩短精密仪器仪表的使用寿命。3 3 煤矿安全规程煤矿安全规程对矿尘浓度的规定对矿尘浓度的规定粉尘中二氧化硅含量（%）最高允许浓度（mg/m3）总粉尘呼吸性粉尘10103.510-502150-8020.58020.3二、煤尘爆炸性鉴定二、煤尘爆炸性鉴定按规定进行煤尘爆炸性鉴定。一个矿井只要有一个煤层的粉尘有爆炸危险性，该矿井就应定为有煤尘爆炸危险的矿井。我国80%以上的煤矿属于开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井。三、煤尘爆炸发生的条件及影响因素三、煤尘爆炸发生的条件及影响因素1 1 条件条件（1）煤尘有爆炸危险性（2）浮沉浓度在45-2000 g/m3之间（3）有火源且能量大

18、于爆炸最小点火能，高温610-1050度（4）氧浓度不低于18%。2 2 影响煤尘爆炸的因素影响煤尘爆炸的因素（1）煤的挥发分含量和成分（2）煤的灰分和水分。灰分和水分都有降低煤尘爆炸性的作用，但由于天然灰分和水分都很低，所以降低爆炸性的作用不明显。煤尘的灰分对爆炸性的影响与挥发分有关，挥发分小于15%时影响较显著，而大于15%时几乎没有影响。（3）煤尘粒度。平均体积直径在1mm以下的煤尘都可能参与爆炸，而且爆炸的危险性随直径减小而迅速增加。粒径在75微米以下，特别是在30-75微米的煤尘的爆炸性最强。当粒径小于60微米时，粒径减小爆炸性变化趋缓。（4）空气中瓦斯浓度。随瓦斯浓度增高，爆炸浓度

19、的下限急剧降低，煤尘爆炸的上限也会提高，即爆炸浓度范围扩大。在煤尘参与下，小规模的瓦斯爆炸可能演变为大规模的煤尘瓦斯爆炸。（5）空气中氧含量。含量高，点燃温度低；含量低，点燃困难，当低于18%时煤尘就不再爆炸。（6）引爆热源。温度越高，能量越大，越易爆炸，且初始爆炸强度也越大。四、预防煤尘爆炸的措施四、预防煤尘爆炸的措施1 1 防止煤尘达到爆炸浓度防止煤尘达到爆炸浓度（1）冲洗法（2）撒布岩粉（3）粘结法（4）清扫法2 2 防止引爆煤尘的措施防止引爆煤尘的措施（1）加强明火管理（2）防止爆破火源（3）防止电气火源和静电火源（4）防止摩擦和撞击火花3 3 隔爆措施隔爆措施设置水棚或岩粉棚。五、矿井粉尘灾害的检查要点五、矿井粉尘灾害的检查要点一是检查防尘撒水系统的有效性，水量、水压、供水管路是否满足矿井降尘的要求；二是检查矿井喷雾降尘、撒水降尘等工作是否正常进行以及效果等。具体包括：（1）蓄水池的水量、水压（2）供水管径、是否有调节阀门、供水管路漏水等（3）工作地点撒水头是否足够，出雾是否呈雾状，水质是否清洁（4）井巷清扫、冲洗是否正常，是否有积尘（5）是否有完备的防尘资料。