矿 井 灾 害 防 治Word文件下载.docx

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8、正台阶采煤法：

在急倾斜煤层的阶段或区段内，沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面，沿走向推进的采煤方法。

9、水平分层采煤方法：

急倾斜煤层中，沿水平面划分分层的采煤方法。

10、斜切分层采煤法：

急倾斜煤层中，沿与水平面成250—300角度斜面划分分层的采煤法。

11、仓储式采煤法：

急倾斜煤层中，将采落的煤暂存于已采空间中，待仓房内的煤体采完后，再依次放出存煤的采煤方法。

12、房柱式采煤法：

沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界，再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。

13、房式采煤法：

沿巷道每隔一定距离开采煤房，煤房之间的煤柱予以保留支撑顶板的采煤方法。

我国安全生产的三个时期和1978年以来经历的三个发展阶段：

安全生产方针和管理体制初创时期（1949年至1965年）。

1949年11月召开的第一次全国煤矿工作会议提出“煤矿生产、安全第一”，1952年第二次全国劳动保护工作会议明确要坚持“安全第一”方针和管生产必须管安全的原则。

冲击时期（1966年至1977年）管理失控，1971年至1973年工矿企业平均事故死亡16119人，比1962年至1967年增长2.7倍。

1975年9月成立国家劳动总局，锅炉压力容器。

安全监察局的安全工作机构。

恢复和创新发展时期（1978年至今）

三个阶段：

1、恢复和整顿提高阶段（1978年至1991年）。

2、适应建立社会主义市场经济体制阶段（1992年至2002年）。

1998年国家的机构改革，2000年初国家煤炭工业局加挂国家煤矿安全生产监督管理局与国家煤矿安全监察局“一个机构，两块牌子”。

2002年11月出台了《安全生产法》安全状况出现较大的反复。

3、创新发展阶段（2003年至今）。

2003年国家安全生产监督管理局成为国务院的直属机构，成立了国务院安全生产委员会。

2004年国务院作出《关于进一步加强安全生产工作的决定》。

2005年初国家安全生产监督管理局升格为总局。

2006年初成立了国家安全生产应急救援指挥中心。

2004年10月中旬至2005年12月上旬相继发生了6起涉难百以上煤矿事故。

2005年全国发生一次死亡10人以上重大事故134起。

2005年全国各类事故717938起，死亡127089人，其中交通事故死亡98738人，铁路路外事故死亡7380人，煤矿事故死亡5938人，建筑施工事故死亡2607人。

目前工矿企业事故伤亡的风险仍然很高，10万人死亡率为10左右，其中煤矿的从业人员10万人死亡率高达109.1，非煤采矿业为80.2，化学工业和建筑业分别为10.26和9.95。

形势严峻的原因：

1、“严格不起来，落实不下去”，安全生产监管力度不足，技术装备落后，业务素质执法能力参差不齐。

执法不严，工作不实，普遍存在搞形式，走过场。

2、基础薄弱制约安全生产。

长期投入不足，欠账较多企业安全生产设施设备落后。

3、宏观因素对安全生产具有深刻，长远影响。

滞后性——影响安全生产的一些问题，深层次，历史性问题，很难在短期内根本解决。

所以出了认识不清的想法。

以后必须安全第一，预防为主，综合治理，治理隐患，防范事故标本兼治重在治本。

抓大系统，除大隐患，防大事故。

第一章：

矿井瓦斯

第一节：

矿井瓦斯概述

矿井瓦斯在煤矿的五大灾害中称为首害。

瓦斯是严重威胁煤矿安全生产的重大自然灾害之一，瓦斯是煤矿的无形杀手，在许多人看来如同传说中的魔鬼一样，无色、无味、无臭、无毒的气体，它来无影、去无踪，看不见、摸不着。

但是它能夺取矿工生命。

是煤矿安全生产的大敌，它具有来势凶猛，涉及范围广，人员伤亡多，破坏性惨重，损失巨大等特点。

死亡率一直具高不下，与发达国家相比差距相当大，也就是南非的30倍，是美国的100倍，而产量与发达国相比低于南非50倍，低于美国100倍。

如：

2002年第一第度全国煤矿生产各类事556起，死亡人数994人比上年同期分别上升57.9%和13%，其中乡镇煤矿比较多。

瓦斯究竟是什么东西？

如何预防它的危害？

也就是说一个企业兴衰存亡、成在安全、败在事故。

做为一名安全管理人员，宁听千人骂，不听一人哭。

怎样才能做到这一点，取决于安全技术、管理人员的技术素质和管理水平。

2007年平均4.2天1起事故，我国DGP生产安全事故率是一些发达国家的10倍。

煤矿百万吨死亡率是世界平均水平的5倍多。

矿井瓦斯是煤生成过程中的一种伴生气体。

在煤炭开采过程中涌到各个空间而污染矿井空气的各种有害气体。

简单的说，矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。

目前世界各国煤矿一次死亡3人以上事故基本得到了控制。

而我们国家几乎每天都发生一起死亡3人以上事故。

一个星期就发生一起死亡10＿49人事故。

矿井瓦斯的生成：

植物遗体经过新氧菌和植物沉积物厌氧菌（甲烷生成菌）

纤维质分解　作用

不断分解、化合就形成泥炭层下沉、复盖、掩埋

压实、脱水　　　　　　　褐煤继续受影响　生成　稠煤（长

胶结、比重增加、碳含量　　　　温度、压力　　　烟煤、烟煤）

加、氧含量减少变成

引起内部分子结构　　无烟煤　形成　

物理、化学性质变化

每生产一吨烟煤就会产生600m3的瓦斯，烟煤变成无烟煤产生240m3的瓦斯。

　　保留在煤体中的瓦斯只占生成量的３—２４％。

瓦斯的存在状态

由于煤体内具有不同规格的孔隙、裂隙、沼气以游离与吸附两种状态，存在于这些孔隙与裂隙之中。

也就是

瓦斯的存在状态：

游离状态

吸附状态吸着状态

吸收状态

吸收状态沼气是沼气分子溶解于煤的分子团内部，类似于气体溶解于液体中的现象。

吸附状态沼气量的大小，决定于煤的空隙、变质程度以及外界的湿度与压力。

游离状态与吸附状态的沼气，在一定条件下，处于动平衡状态。

当条件变化时，这种平衡状态，就要受到破坏。

例：

当压力升高或湿度降低时，部分沼气将从游离状态，转化为吸附状态，这种现象叫吸附。

反之，当压力降低或湿度升高时，部分沼气由吸附状态转化为游离状态，这种现象叫解吸。

游离状态压力升高、温度降低吸附状态

压力降低、湿度升高吸附现象解吸现象

在自然条件下，游离瓦斯量占10—20%，吸附瓦斯量占80—90%。

煤层瓦斯含量

定义：

未开采的煤层或围岩中，被保留下来的瓦斯数量。

就叫瓦斯含量。

单位用同ｍ3/T表示。

　　　煤层瓦斯含量＝游离瓦斯含量+吸附瓦斯含量

　　煤层瓦斯含量的大小取决于两个方面：

一是成煤的变质过程中瓦斯生成量的多少；

二是瓦斯能被保存下来的条件。

影响煤层瓦斯含量的主要因素有：

1、煤的变质程度：

一般来说，煤的变质程度愈高，瓦斯生成量就愈大，空隙率愈高，而瓦斯含量就愈大。

　　2、煤层的赋存条件：

煤层埋藏较浅或有露头存在时，煤层中的瓦斯容量逸散到大气中去，瓦斯含量就小。

相　　　　　

反，煤层的瓦斯含量就较大。

煤层瓦斯含量随着浓度的增加而逐渐增大。

煤层的倾角也影响其瓦斯含量，一般说来，煤层的倾角越小，瓦斯含量也就越大。

　　3、围岩性质：

煤层围岩，特别是煤层顶板致密、完整透气性较差，煤层中的瓦斯就容易被保存下来，瓦斯含量就较高。

反之，瓦斯就容易逸散，瓦斯含量就较低。

　　例：

山西省大同煤田沉积年代早，变质程度高，但顶楹孔隙发达、瓦斯容易逸散。

瓦斯含量就小。

　　　　　例：

抚顺煤田，虽然沉积的年代比较晚，变质的程度比较低，顶板为百米厚的致密油田页岩和绿色页岩，透气性差，大量的瓦斯被保存下来，成为世界闻名的高沼气矿井。

4、煤层的地质历史：

在漫长的地质年代中，地层的上升和下降、海浸海退的变化，地表河流暴露的长短，是对瓦斯的保存才有很大的影响。

　5、煤层的瓦斯压力：

煤层瓦斯压力越高，瓦斯含量也就越高。

瓦斯压力越低，瓦斯含量也就越低。

　6、矿区水文地质条件：

瓦斯在水中的溶解度虽然很小，但煤层中有较大的含水裂隙或有流动的地下水通过时，经过漫长的地质年代，则能从煤层中带走大量瓦斯，从而降低煤层的瓦斯含量。

　　　　　　　　　　　　　7、煤田地质构造：

地质构造往往是造成同一煤田内瓦斯含量分布不均衡的主要原因。

开放性的地质断裂有利于瓦斯排放，瓦斯含量较低。

封闭性的断裂不利于瓦斯排放，瓦斯的含量就高。

煤田的褶曲构造，对瓦斯含量有极大的影响，可能造成褶曲轴部瓦斯含量增大或减少，也可能造成储瓦斯构造。

此外，在火成岩侵入体附近，煤的变质程度增设，瓦斯含量可能增大。

　　　　　　影响瓦斯保存和放散条件　

1、煤的性质：

煤的孔隙率大，瓦斯含量就增大。

2、煤层的透气性差：

瓦斯含量就增大。

3、煤层含水大的：

瓦斯含量就减少。

煤层赋存的条件

1、煤层埋的深度：

复盖层深的瓦斯含量就越大。

2、煤层倾角小的：

瓦斯含量就越大。

　3、煤层围岩性质：

顶板越致密的瓦斯含量就越大。

　4、煤田地质构造：

在火成岩侵入体附近，煤变质程度越高，瓦斯含量就越高。

矿井瓦斯涌出

瓦斯从煤层或岩层中均匀的放出。

煤层开采后，其整体受到破坏，透气性增加，部分瓦斯会在压力的作用下，经煤层的暴露面渗透出来，涌入采掘工作空间。

矿井沼气的涌出形式，一般普通涌出和特殊涌出两种。

一、普通涌出：

瓦斯从采落的煤炭及煤层或岩层暴露面上，通过微小孔隙长时间地，均匀地的形式。

二、特殊涌出：

煤层或岩层的空洞裂隙中含有大量的瓦斯在采掘过程中，在很短时间内，会突然大量的涌出，有时还会伴有煤粉、煤块和岩石大量抛出，瓦斯的这种涌出形式就称为特殊涌出。

　　　　　　　　　　　　瓦斯涌出形式：

普通涌出特点：

缓慢，均匀，连续、时间长等。

　特殊涌出特点：

瞬间，突然，局部，数量大等。

矿井瓦斯涌出量

　矿井瓦斯涌出量是指开采过程中涌入采掘空间的瓦斯数量（只对普通涌出而言，不包括特殊涌出）。

通常用的单位时间内或单位质量的煤放出的瓦斯数量来表示大小的。

表示方法有两种：

　　　　　　　　　　　　　一、绝对瓦斯涌出量：

单位时间内涌进至采掘空间的瓦斯数量：

用ｍ3/ｍｉｎ或ｍ3/ｄ表示。

计算公式是：

影响矿井瓦斯涌出量的因素

　　影响矿井瓦斯涌出量的主要因素可分为两个：

1、是自然因素，2、是开采技术因素。

　一、自然因素：

1、煤层和邻近层的瓦斯含量而决定；

2、地面大气压力的变化而决定；

3、地震的影响。

二、开采技术因素：

1、开采的规模：

开采深度、范围、产量。

2、开采的顺序和回采方法；

3、生产工艺过程；

4、风压与风量：

正向风压大，涌出量越小，负压风量越大，涌出量大。

1995年6月23日某矿发生瓦斯爆炸事故、第一次死亡11人救出52人、第二次救险人员死亡32人，第三次记录发生连续爆炸58次、无伤亡人员、持续爆炸、防突扩大、切断进风、进行密闭记录上有1080次，连续爆炸。

原因瓦斯超限10多小时，瓦斯检查员失职、放炮员没按“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”放炮引起了瓦斯爆炸。

矿井瓦斯的成分及性质

1-瓦斯的成分：

矿井瓦斯是多种气体的混合物，其成分很多。

它的主要成分是甲烷，含量最多，约占83.4~96.5%；

此外还含有氮和二氧化碳。

其次还含有极少量的氢，一氧化碳，乙烷，乙烯，氧，硫化氢和二氧化硫。

瓦斯中各种气体的含量在不同的矿区是各不相同的。

我们国家各矿区实测含量，如：

各矿区瓦斯成分和含量

2-瓦斯的物理性质：

甲烷是一种无色，无味，无臭，无毒的气体。

它的分子量是16，它比空气轻，对空气的比重是0.554.

虽然它的本身没有毒性,但是当它在空气中的含量增加时.那么空气中的氧气含量就会相对降低.因此,就会使人感到呼吸困难,身心不适,对人体生理活动和健康就会有严重的危害.如果甲烷在空气中的含量达到47%时,人在这种空气中就会窒息,如果甲烷在空气中的含量增加到57%时人就会死亡.

3.甲烷的化学性质

●甲烷是一种化学性质比较稳定的气体。

它的化学性质有好多方面，但是我们最关心的是它的燃烧和爆炸的性质，所以我们只介绍它的燃烧与爆炸的一些特性。

●甲烷是一种可燃烧的气体。

甲烷在空气中的含量较低时，遇到火原就可以燃烧。

当甲烷含量达到一定浓度范围时，遇到火原就会发生爆炸。

●CH4+2O2_----CO2+2H2O+898.6千焦/摩尔

●甲烷在燃烧时的化学反应式是相同的，都是甲烷与空气中的氧气发生还原反应，因此两者的本在质是一样的。

但是燃烧与爆炸的传播速度慢，10n/s。

而爆炸

的传播速度快。

可以达到2000——3000m/s。

其次是燃烧只发出光和热，没有响声，它发出的热量不多，也没有气体的高速膨胀。

而爆炸则发出大量的光和热，化学反应速度极快，气体高速膨胀，发出巨大的响声。

4.甲烷爆炸的浓度界限：

在讨论爆炸的浓度界限时，我们国家采用的是体积浓度，而不是质量浓度。

在各种可燃性混合物中，都有一个能发生爆炸的范围，称为爆炸浓度的界限。

它的大小由混合物的物理.化学特性及外界的温度，压力等因素决定的。

我们国家经过多次反复的试验，最后确定在标准状态下（760mmHg20

正负5C）,甲烷与空气混合的爆炸浓度界限为5至

16%.各个国家试验数据很相似,联帮德国是5-15%,美国是5.3-14%,日本是5–14%,英国是5–15%,苏联是4.9–15.4%,甲烷在空气中的浓度的低于5%或高于16%时,都不会发生爆炸,只能燃烧.但目前尚没有一个明确的燃烧浓度界限.

影响甲烷爆炸浓度界限的因素

1.温度：

提高可燃性混合物的初始温度，可以扩大爆炸浓度界限的范围。

对甲烷与空气混合物来说，若初始温度上升，可使甲烷爆炸浓度界限下限减小。

而使甲烷爆炸浓度界限的上限提高。

其具体数据

初温

浓度

界限%

下限

上限

20

6.00

13.40

100

5.45

13.50

200

5.05

13.85

300

4.40

14.25

400

4.00

14.70

500

3.65

15.35

600

3.35

16.40

700

3.25

16.75

2.与试验容器的体积关系

●在不同直径的玻璃容器内做爆炸试验，试验的结果可见表；

使用不同容器做爆炸试验，它的浓度界限也不同。

容器越大，爆炸浓度界限也将扩大。

当管子直径减小到某一临界值时，就不会发生爆炸了。

容器与爆炸浓度界限的关系

管的直径

浓度

mm

50.0

5.40

13.30

25.0

5.80

9.0

7.80

11.60

8.1

8.30

10.90

7.2

8.45

10.60

5.6

8.50

10.50

4.5

9.95

3.6

不点燃

-------

3.压力：

●适当增加可燃性混合物压力，也可使甲烷爆炸浓度的下限减小，甲烷爆炸浓度上限提高，增大甲烷爆炸浓度界限的范围。

从试验获得的甲烷与空气混合物的压力和甲烷爆炸浓度界限的关系如：

●混合物的压力与爆炸浓度界限的关系

压力

kg/cm3

上限

1.0

4.50

14.2

32.0

4.45

44.2

64.0

52.9

128.0

3.60

59.0

192.0

3.15

60.0

充入不燃性气体时的影响

●向甲烷与空气的混合物中充入不燃性气体，随才充入另的增加，其甲烷爆炸浓度界限将逐渐减小。

并在最终，使爆炸浓度的上限与下限相互重合。

例如：

在甲烷与空气的混合物中充入二氧化碳时，那么每增加1%，其甲烷的爆炸浓度的下限就提高0.033%。

上限下降0.26%。

若在甲烷与空气混合物中充入氮气，每增加1%，则甲烷爆炸浓度的下限就提高0.017%,而上限下降0.54%。

当二氧化碳或氮气充入后，还能使爆炸的压力减低并使迟延时间增加。

加入煤尘的影响

●当甲烷与空气的混合物中有煤尘存在时，会使甲烷爆炸浓度界限的下限值降低，见表：

。

因此矿井中的甲烷与煤尘同时存在时是很危险的，必须采取更有效的措施来控制他们的浓度。

●甲烷与煤尘同时存在时爆炸下限值

空气中的甲烷%

0.5

1.4

2,5

3.5

煤尘的下限浓度g/m3

34.5

26,4

15.5

6.1

0.4

点火源

●众所周知，可燃性混合物的燃烧与爆炸，都需要具有一定温度的点火条件。

对煤矿井下的甲烷来说。

要使它发生燃烧或爆炸，除了甲烷的含量要达到一定的浓度范围以外，还必须同时存在点燃的火源，这两个条件缺一不可。

●点火源的种类：

●根据点火源的性质不同，可把点火源分为两种；

即火焰点燃和热面点燃。

第一种火焰是直接接触可燃性混合物，如井下的炮焰，煤的自燃发火和裸火等。

第二种是热面点燃的点火源有电气设备发热的导体，透明罩和泡皮破损的白炽灯灯丝；

电路触头在闭合或断开瞬间产生的点火花，

电弧；

物体摩擦或撞击时产生的火花；

静电放电时产生的点火花；

电弧短路时形成的灼热金属微粒及激光照射源。

●点燃或燃率是用试验过程中的点燃次数的比值来表示的。

所谓的最易点燃，就是指它的点燃或燃率等于100%的点燃。

也就是说，每一次点燃都会引起爆炸。

经过试验我们可以发现，各种不同的点火源对甲烷与空气混合物的最易点燃浓度是不同的，它们的具体数值可见表。

●点火源与最易点燃浓度

点火源种类

甲烷与空气混合物最易点燃浓度%

绝热压缩

6.5

热表面

6.0

火焰

10.5

放电火花

8.5

灼热灯丝

摩擦火花

●当采煤机切割煤层时，如果碰到煤层中夹石或滚筒碰到顶，底板的岩石，也会产生摩擦火花。

从试验中得知岩层中的石英对点燃甲烷与空气混合物起主要作用。

只要摩擦温度达到1250摄氏度，

●这些情况往往是被人们忽视的，而造成事故。

第二节：

沼气的燃烧与爆炸

矿井沼气具有燃烧性与爆炸性，一旦发生沼气燃烧与爆炸事故，有时会引起井下火灾，造成人员伤亡，破坏矿井的正常生产，在国内外都有沉重的教训。

如：

在一九四二年四月二十六日本溪煤矿发生特大瓦斯煤尘爆炸事故。

一次伤亡1795人，其中死亡率1549人，伤的是246人。

有如：

一九五0年二月二十七日义马矿务局义落煤矿发生瓦斯爆炸事故、一次死亡174人。

二000年九月二十七日贵州省木冲沟煤矿发生特大瓦斯煤尘爆炸事故、一次死亡162人。

二00二年六月二十日，黑龙江省鸡西矿务局城子河煤矿西二采区发生特大瓦斯爆炸事故、当时井下工作的有136人，其中死亡115人，伤21人。

因此，我们必须掌握沼气爆炸的发生发展规律，以便采取预防措施，杜绝类似事故的发生，确保安全生产。

沼气的燃烧与爆炸按本质来说、均是空气中有一定浓度的沼气和氧在一定温度下产生激烈复杂的氧化反应。

只不过爆炸比燃烧时的氧化反应更为激烈。

产生更强的高温、高压、冲击波、具有更大的动力效应。

瓦斯爆炸是产生高温高压。

。

沼气浓度为9、5％时的条件下，爆炸时的瞬间温度在自由空间内可达到1850℃。

而在封闭的空间内可达到2150℃—2650℃。

爆炸时产生的高温会使空气迅速膨胀，形成高压。

在理想的条件下，爆炸后的压力为爆炸前的9倍。

（但事实上不可能有这么高）。

如果发生瓦斯连续爆炸、爆炸产生的冲击压力会越来越大，而它的破坏威力也就越大。

由于破坏威力最大的地点而不在爆源附近，而在其外周，所以作为事后寻找爆炸的依据。

由于爆炸波传播的速度快，冲击力大，有可能扬起煤尘、造成煤尘爆炸，还可能将附近巷道和采空区内积聚的瓦斯引出来。

形成瓦斯连续爆炸事故，从而加大矿井的灾害程度。

瓦斯爆炸的危害：

瓦斯爆炸时产生的高温高压、促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，称为正向冲击。

与此同时，由于爆源气体向外冲击，加大爆炸后生成的一部分水蒸气很快的凝聚，而在爆源附近形