煤矿开采“一通三防”基础知识.ppt

煤矿开采“一通三防” 基础知识讲座,矿井通风,矿井通风的任务： 1、向井下各工作场所连续不断地供给适宜的新鲜空气，供人员呼吸。 2、将有毒有害气体和矿尘稀释到安全浓度以下，并将其排出矿井之外。 3、提供适宜的气候条件，创造良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全以及机械设备正常运转，进而提高劳动生产率。 4、增强矿井的防灾、抗灾能力，实现矿井的安全生产。,矿井通风,矿内空气：主要来源于地面空气。 地面大气成份,矿井通风,（一）矿内空气的主要成份： 1、氧（O2）：是一种无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度为1.11。化学性质很活泼，能与多种元素起氧化作用，能助燃。 2、氮（N2）：是一种无色、无味、无臭的惰性气体，相对密度为0.97，微溶于水，不助燃，无毒，但有窒息性。 3、二氧化碳（CO2）：又名炭酸气。无色、略带酸臭味，易溶于水，对口腔、鼻、眼的粘膜有刺激作用。其相对密度为1.52，当通风不良时，易积聚在底板附近、井筒和下山的掘进迎头。,矿井通风,（二）井下空气中的主要有害气体： 1、一氧化碳（CO）：无色、无臭、无味，不用专门仪器不易觉察。相对密度为0.97，故能均匀散布于空气中，微溶于水。能燃烧，当体积分数达到13%75%时可能爆炸。规程规定最高允许浓度为0.0024%。 2、二氧化氮（NO2）：红褐色气体,相对密度为1.59，易溶于水而生成腐蚀性很强的硝酸。硝酸剧毒，对眼、鼻、呼吸道及肺有强烈刺激及腐蚀作用，可引起肺气肿。规程规定最高允许浓度为0.00025%。,矿井通风,3、硫化氢（H2S）：硫化氢剧毒、无色、微甜而有臭鸡蛋味，相对密度1.19，易溶于水。它能燃烧，空气中它的体积分数为4.3%45.5%时能爆炸。规程规定最高允许浓度为0.00066%。 4、二氧化硫（SO2）：剧毒、无色、有强烈的硫磺气味及酸味。空气中其体积分数达0.0005% 时，人能嗅到，相对密度为2.22，易溶于水，能强烈刺激眼及呼吸道粘膜，空气中SO2 体积分数达0.05%时，短时间有生命危险。 规程规定最高允许浓度为0.0005%。,矿井通风,5、沼气（CH4）：无色、无味、无毒，比空气轻，其与空气的相对密度为0.554，易积聚于巷道上部。扩散性强，扩散率是空气的1.34倍。虽无毒,但空气中浓度增高会导致氧气体积分数降低,从而使空气具有窒息性。具有燃烧性和爆炸性，微溶于水。 6、其它有害气体：矿内使用柴油机等废气排出，其主要成份为氧化氮、CO、醛类和油烟等。 此外，井下充电硐室也产生氢气。氢气有爆炸性，其最高允许浓度是0.5%。,矿井通风,（三）防止井下空气污染的措施： 1、加强通风 2、减少有毒有害气体的生成和净化风流 3、加强检查，掌握其涌出规律，防止危害 井下有毒有害气体、粉尘允许最高含量,矿井通风,（四）矿内气候条件 1、矿内空气温度：进风井2、工作面26、硐室30最高工作面30、硐室34 2、湿度 3、井巷中的风速,矿井通风,矿井主扇：离心式、轴流式 对矿井主要扇风机安装和使用的要求主要是： 1、主扇必须安装在地面 2、主扇必须保持经常运转 3、必须安装两部同等能力的主扇，一台工作，一台备用。备用风机必须能在十分钟内开动 4、至少每月检查一次 5、必须安装防爆门，井下一旦发生爆炸，起保护主扇作用,矿井通风,6、必须安装主扇的检测仪表 7、必须有反风设备，十分钟内使矿井内风流反向，反向风流40%主扇正常供风量。每季至少检查一次反风装置，每年进行一次反风演习 8、主扇停风时必须有停风安全措施 9、矿井主要扇风机外部漏风每年至少测定一次，外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升设备时不得超过15% 10、新主扇在投入使用前，必须进行1次通风机性能测定工作，以后每5年进行一次,矿井通风,矿井通风系统：矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的进、回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网路（络）以及风流控制设施的总称。 （一）通风方法：抽出式、压入式、压入抽出混合式。 （二）通风方式：中央式（中央并列式、中央边界式）、对角式（两翼对角式、分区对角式）、区域式、混合式。,矿井通风,（三）通风网路（络）：矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成一个复杂系统。用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统，称为通风网路（络）。通风网路（络）的基本形式有串联、并联和角联。,矿井瓦斯,规程133条规定：一个矿井只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。 矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为： （一）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。 （二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。 （三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。,矿井瓦斯,（一）什么是矿井瓦斯：是指煤矿生产过程中从煤层、岩层中涌出的各种有害气体的总称。 瓦斯的成份组成为： 瓦斯：基本成份、其它成份 基本成份：CH4、CO2、N2 其它成份：H2S、CO、H2、SO2、其它重碳氢化合物（乙烷、丙烷、丁烷） 另外，根据瓦斯成份不同，大致分为三种：一是可燃性爆炸性气体，主要是CH4 ；二是窒息性气体，主要是CO2；三是有毒有害气体，主要是CO、 SO2、 H2S、NO2等。 CH4占80%。,矿井瓦斯,（二）矿井沼气的成因：矿井沼气是古代植物成煤过程中的一种伴生气体。每生成一吨煤炭，可伴生1000m3左右的沼气。由于沼气的渗透必和扩散性很强，在漫长的地质变化过程中，部分沼气已扩散到邻近地层和地面大气中去，另一部分仍留在煤体和围岩中，在进行开采时，这些沼气就涌逸出来。,矿井瓦斯,（三）沼气的性质： 1、物理性质：无色、无味、无臭，比空气轻，其与空气的相对密度为0.554，易积聚于巷道上部。扩散性强，扩散率是空气的1.34倍。 2、化学性质：微溶于水，沼气本身无毒,但浓度很高时，氧含量相对减少，能使人窒息死亡。,矿井瓦斯,（四）沼气在煤岩中的存在状态：游离状态、吸附状态。 （五）沼气涌出的形式：普通涌出、特殊涌出（喷出、煤与沼气突出）。 （六）沼气涌出量的表示方法：绝对沼气涌出量用m3/min表示；相对沼气涌出量用t/m3表示。 影响沼气涌出量的因素： 自然因素：1、开采煤层和邻近煤层的沼气含量大小；2、大气压力的变化；3、地质构造。 开采因素：1、开采规模；2、开采方法；3、通风方法。,矿井瓦斯,（七）沼气的燃烧与爆炸 1、沼气爆炸机理：沼气燃烧和爆炸，实质上是一定浓度的沼气和空气的混合气体，在高温火源的引发下所发生的猛然氧化反应。在氧化反应过程中，产生CO2、CO和水蒸气，并放出大量的热，如果氧化极为剧烈，就会使热量迅速产生和大量积聚，形成高温、高压的爆源，并以极快的速度向外传播，当急剧膨胀的高温气体难以散失时，产生动力效应，形成爆炸。,矿井瓦斯,2、沼气爆炸的危害： （1）爆炸产生高温 （2）爆炸产生高压气体，形成强大的冲击波 （3）爆炸产生大量有害气体 3、沼气爆炸的条件： （1）沼气浓度（5%16%） （2）高温火源（650750） （3）充足的氧含量（12%）,矿井瓦斯,冲击波的速度大于12501350m/s，其前沿后面的温度大于500。 瓦斯和煤尘爆炸火焰前沿的温度20002500。 炸药爆炸产物的温度4500 。 电弧、电火花的平均温度4000 ，（放电主通道的温度10000 ） 火柴的明火温度1200 。 点燃香烟温度600800。,矿井瓦斯,4、影响沼气爆炸的因素 （1）可燃性气体混入 （2）煤尘混入 （3）爆前气温 （4）引火温度与最低引燃沼气的热能量 （5）爆前压力 （6）惰性气体混入,矿井瓦斯,瓦斯爆炸经常发生的地点 瓦斯爆炸直接原因,矿井瓦斯,5、瓦斯爆炸原因分析 （1）采掘工作面容易发生瓦斯爆炸，而且以掘进面发生次数最多 （2）井下停风或风量不足，容易发生瓦斯爆炸，特别是局扇停风 （3）掘透积存瓦斯的巷道、盲巷或老塘，当安全措施不落实时，容易发生瓦斯爆炸 （4）串联通风和局扇循环风容易发生瓦斯爆炸 （5）放炮地点和巷道高冒点容易发生瓦斯爆炸 （6）低瓦斯矿井瓦斯爆炸发生次数较多 （7）在点火方面，电气火花和放炮引起次数较多,矿井瓦斯,（八）防止瓦斯爆炸的措施 1、防止瓦斯积聚（加强通风、安全措施、加强检查、加强瓦斯管理） 2、防止瓦斯引燃（严格明火管理、严格机电防爆、严格放炮制度、严防产生撞击和摩擦火花） 3、防止瓦斯事故扩大（系统可靠、实行分区通风、反风装置、人员佩带自救器、编制灾防计划）,矿井防火,凡是发生在井下或地面而威胁矿井安全的火灾称为矿井火灾。 矿井火灾按发生地点不同，分为地面火灾和井下火灾两种。 矿井火灾按发火原因不同，分为外因火灾和内因火灾。 外因火灾与内因火灾不同。外因火灾多发生在风流畅通地点。而内因火灾多发生在风流不畅通地点，发火征兆不明显，不易及时觉察，灭火困难，燃烧延续时间较长，造成损失较大。,矿井防火,（一）矿井火灾的主要危害 1、火灾烧毁设备和资源，甚至毁掉整个矿井 2、封闭火区，冻结煤量，影响矿井生产 3、火灾造成人员伤亡，特别是火灾产生大量有毒有害气体，造成人员重大伤亡 4、引起瓦斯、煤尘爆炸 5、产生火风压，使火灾范围扩大,一氧化碳浓度对人体的影响,矿井防火,（二）外因火灾的预防 1、外因火灾形成的条件： （1）要有一定数量的可燃物； （2）要有足够数量的氧气； （3）火源具有一定的温度和足够的热量； （4）必须以上三个条件相互作用。,矿井防火,2、发生外因火灾的原因： （1）明火引起火灾； （2）电火花引起火灾； （3）违章放炮引起火灾； （4）机械摩擦和撞击引起火灾； （5）瓦斯、煤尘爆炸出现再生火源引起火灾。,矿井防火,3、外因火灾的预防措施： （1）禁止入井人员携带烟草及点火工具入井; （2）井下硐室不准存放汽油、煤油、变压器油； （3）放炮要用安全炸药，炮眼的装药量和炮泥量要符合规定，禁止明火放炮、放明炮、不封泥放炮； （4）采用阻燃 电缆、皮带、风筒等； （5）井口房、进风井筒、回风井筒、平硐、井口主要硐室和采区变电所等，应采用不燃性材料支护； （6）安设防火门，并保证其灵活可靠； （7）设置消防材料库； （8）建筑地面消防水池；井下主要巷道铺设消防管路。,矿井防火,（三）内因火灾的防治 1、煤层自燃的原理： 煤自燃的三要素： （1）具有自燃倾向性的煤层； （2）有不断适量供给的氧气； （3）有散热不良、热量得以积聚的条件。 煤自燃的三个阶段： （1）低温氧化阶段（潜伏期）； （2）自热阶段（自热期）； （3）燃烧阶段（燃烧期）。,矿井防火,2、煤层自燃发火的预防： （1）综合治理，预防煤层自燃发火； （2）煤层自燃发火的早期识别和预报； （3）加强通风系统管理、防止漏风，预防煤炭自燃； （4）预防性注浆、注砂、洒阻化剂、注氮防火等。,矿井防火,（四）矿井火灾的扑救 1、火灾的发展阶段： （1）初起阶段； （2）发展阶段； （3）猛烈阶段。 2、矿井灭火方法： （1）直接灭火法； （2）隔绝灭火法； （3）综合灭火法。,矿井防火,火区同时具备下列条件时，方可认为火已熄灭： （一）火区内的空气温度下降到30以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。 （二）火区内空气中的氧气浓度降到5.0%以下。 （三）火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下。 （四）火区的出水温度低于25，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。 （五）上述4项指标持续稳定的时间在个月以上。,矿井防尘,煤尘爆炸是煤矿重大灾害之一。然而，并非是所有煤层的煤尘具有爆炸危险，其煤层性质及其煤尘爆炸性能的强弱也不尽相同。必须通过煤尘爆炸性鉴定加以区别，以便对具有不同爆炸性能的煤尘采取针对性的防治技术措施。所以，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资料。 煤尘（矿尘）不仅可以燃爆并导致重大灾害事故，而且还能够引起尘肺病。而尘肺病是目前难以治愈的严重威胁煤矿工人身体健康和生命安全的一种顽症。煤矿工人患尘肺病和死于尘肺病的人数均居首位。,矿井防尘,神东矿区： 1、内水8%9%，全水1517%； 2、主要尘源点以煤尘为主； 3、煤尘爆炸指数3237%，具有强爆炸性； 4、主要尘源点的粉尘大部分属于可吸入人体的呼吸性粉尘，10m以下，占6680%，潜伏导致尘肺病的可能性极大； 5、主要尘源点60%全尘、呼尘超标。,矿井防尘,作业场所空气中粉尘浓度标准,矿井防尘,(一)矿尘的生成与危害 1、矿尘：矿井在生产过程中新产生的微小煤、岩颗粒。 2、矿尘的产生：原生矿尘、次生矿尘。 3、矿尘的危害：造成职业病、煤尘爆炸。 煤尘爆炸的条件： （1）煤尘必须具有爆炸性； （2）煤尘达到一定的浓度（下限3045g/m3，上限15002000g/m3，其中爆炸力最强300400g/m3） （3）有点燃煤尘的引爆火源（6101050，氧浓度低于12%时，遇火不会爆炸）,矿井防尘,引起煤尘爆炸的直接原因： （1）违章放炮扬起煤尘，并产生火源引起爆炸； （2）局部火灾或沼气爆炸引爆扬起的沉积煤尘； （3）掘进机、割煤机、煤电钻、电缆等产生电火花引爆周围煤尘； （4）各种明火引爆煤尘；,矿井防尘,煤尘爆炸的危害： （1）高温和冲击波造成死亡和破坏； 煤尘爆炸时，产生16001900的高温和10个左右的大气压。由于高温高压作用，形成高速冲击波，最快能够达到2340m/s。 （2）一氧化碳中毒： 煤尘爆炸时，产生大量的CO，灾区空气中CO的含量一般可达13%，人在这样的环境中很快就会死亡。,煤尘爆炸,矿井防尘,（二）综合防尘措施 （1）组织和管理措施； （2）建立矿井防尘供水系统； （3）煤层注水； （4）湿式打眼； （5）水炮泥； （6）使用采、掘、喷浆等机械的除尘； （7）工作面和各转载点的喷雾洒水；,矿井防尘,（8）防止煤尘二次飞扬； （9）水幕净化； （10）撒布岩粉； （11）通风除尘； （12）个体防护； （13）防止煤尘爆炸火源的产生； （14）煤尘爆炸的隔爆措施。,谢谢大家,