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煤矿五大自然灾害防治培训课件新发煤矿魏俊有•一、瓦斯灾害防治•1、瓦斯的危害•瓦斯是开采煤炭过程中释放出来的无色、无味、无臭气体，有四大危害：一是可以燃烧，引起矿井火灾；二是会爆炸，导致矿毁人亡；三是浓度过高时会导致人员缺氧窒息、甚至死亡；四是会发生煤（岩）与瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡。•2、瓦斯爆炸的条件•氧气浓度不低于12％、瓦斯浓度达到5—16%、引爆火源650－750℃。•3、瓦斯爆炸的危害•（1）瓦斯爆炸时能产生大量的热，使附近温度升高。在一般正常风流中，瓦斯爆炸最高温度可达1850℃。在盲巷爆炸时，温度高达2500℃以上，所以造成大量人员烧死烧伤，并可能引起矿井火灾。（2）瓦斯爆炸时的气体温度很高，产生很大压力，是爆炸前气体压力的7—10倍，形成很大的冲击波，（每秒几百米或几千米）开始向外直接冲击，而后向内反冲击，造成人体肢离破碎，可能引起瓦斯连续爆炸，并场起巷道内沉积的煤尘，使之参与爆炸。（3）瓦斯爆炸时产生大量有毒有害气体，爆炸后空气中的氧气只有6%到10%，而氮气能达到82—88%、二氧化碳4%—8%、一氧化碳2—4%，而一氧化碳浓度达到0.4时%人就会中毒死亡，当氧气浓度减少到10-12%时，人就会失去知觉窒息死亡（4）瓦斯爆炸还可能破坏通讯、运输等系统和各类设施，诱发巷道冒顶，造成更大的危害。•4、瓦斯积聚的主要原因•（1）瓦斯积聚超限，首先来自自身的存在。例如，煤层中的瓦斯含量高，这样瓦斯相对涌出量就大；地质构造复杂，也能形成瓦斯窝；盲巷、采煤面上隅角、局部采空区等容易使瓦斯积聚超限。（2）管理不善导致瓦斯积聚。例如，瓦斯抽放不好、抽放条件恶劣、抽放时间短、抽放量小，以及开采程序、巷道布置、采掘方法不合理，均能导致瓦斯积聚超限。（3）通风不良能导致瓦斯积聚超限。例如，由于通风系统不健全、不合理；随意停开或停电停风；局部通风设置，串联风、循环风；通风网络混乱，风门经常打开，造成风流短路，出现零点通风，倒流风等，均能导致瓦斯积聚超限。（4）瓦斯检测失控。例如，由于瓦斯检测人员数量不足，漏检和失职未检，不能及时发现瓦斯积聚，因而不能及时排除瓦斯，导致瓦斯积聚超限。•5、防止瓦斯积聚的措施•（l）加强通风。通风是防止瓦斯积聚的主要措施合理选择最佳的通风系统，加强通风管理，做到有效、稳定和连续不断，才能将涌出的瓦斯及时冲淡排出，使采掘工作面和生产井巷中的瓦斯浓度符合《规程》规定的要求。•（2）及时处理局部积存的瓦斯。生产中易于积存瓦斯的地点有：回采工作面上隅角，顶板冒落的空洞内，低风速的顶板附近，停风的盲巷，回采工作面采空区边界处及采煤机附近。及时处理局部积存的瓦斯，是矿井日常瓦斯管理的重要内容，也是预防瓦斯爆炸事故、保证安全生产的关键工作。通常采用的主要方法是：向瓦斯积存地点加大供风量或提高风速，将瓦斯冲淡排出；将盲巷和顶板空洞内积存的瓦斯封闭隔绝；必要时应采取抽放的措施。•（3）、加强瓦斯检查•低瓦斯矿井每班检查2次，其间隔时间3－5小时，高瓦斯矿井每班检查3次，其间隔时间2－3小时，瓦斯检查时间间隔要均衡。•（4）、加强瓦斯监测监控，发现超限，及时采取措施处理••6、瓦斯爆炸的主要点火源•（1）瓦斯源附近有自然发火。（2）井下使用电、火焊，抽烟等产生的明火。（3）电气设备不防爆，电缆明接头等能产生电火花。（4）放炮不装水炮泥，放明炮、糊炮，火药倒掉消燃物，放炮时打筒等均能产生火花。（5）化纤衣料、非抗静电风筒、电缆等能产生静电火花。（6）各种机械或胶带磨擦能产生火花。（7）拆卸、敲打矿灯产生的火花。（8）金属支架撞击产生的火花。•7、防止瓦斯引燃的措施•（1）严禁携带烟草和点火物下井，井口房、瓦斯抽放站以及扇风机房周围20米内禁止烟火和用火炉取暖。井下严禁使用电炉，禁止打开矿灯。井下需要进行电焊、气焊时要严格审批手续。（2）使用合格的炸药，并严格执行放炮制度。在有瓦斯或煤尘爆炸危险矿井中，必须使用煤矿安全炸药，不合格或变质的炸药不准使用。爆破时其装药量、雷管、炮泥及放炮地点附近的瓦斯浓度等必须遵守《煤矿安全规程》的规定。（3）杜绝电气设备失爆，严格执行规程对电器设备的使用要求。井下使用的机械和电气设备以及供电网路都必须符合《煤矿安全规程》的要求。要使电气设备的防爆性能处于完好状态，要经常进行检查与维护。推广使用供电闭锁装置和超前切断电源的控制设备，对于局扇和掘进工作面的电气设备，必须装有延时的风电闭锁装置。（4）尽量机械摩擦火花。机械摩擦火花引燃瓦斯的问题，将随着采煤机械化程度的提高日益显得重要，不少国家对这个问题进行了研究，并提出在摩擦部件的金属表面加入少量的铍，能降低摩擦火花的点燃性能，使摩擦火花不能引燃瓦斯。•8、防止瓦斯爆炸事故范围扩大的主要措施•答：⑴每一水平、每一采区都要布置单独的回风道，实行分区通风。⑵通风系统力求简单，总进风道与总回风道布置间距不得太近，以防发生爆炸时使风流短路。⑶装有主要扇风机的出风井口，必须安装防爆门。⑷矿井主要扇风机必须装有反风装置，且能在10分钟内改变矿井的风流方向。⑸在连接矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层和采掘工作面等处的巷道中，设置隔爆设施，以阻止爆炸火焰的传播。⑹编制周密的矿井灾害预防及处理计划。•9、井下发生瓦斯爆炸时的自救•井下作业人员平时应当熟悉矿井通道及出口，以便井下发生事故时能快速逃生。一旦矿井发生瓦斯爆炸事故，就会产生强大的爆炸声响和空气冲击波，瞬间产生高温火焰，并产生大量有毒有害气体。这时在现场或附近工作面的人员，一定要沉着冷静，千万不可惊慌失措，乱喊乱叫，应迅速采取自救措施。(1)当听到爆炸声响或感觉到爆炸冲击波造成的空气震动气浪时，所有人员应迅速背朝爆炸冲击波传来的方向卧倒，脸要朝下，头尽量低些，有水沟地方要卧到在水沟侧，然后用湿毛巾捂住口鼻；爆炸瞬间，要尽力屏住呼吸，防止吸入有毒高温气体。要用衣物盖住身体裸露部分，使身体露出部分尽量减少，以防止爆炸瞬间产生的高温灼伤身体。(2)要迅速正确佩戴好自救器，辨别方向，沿避灾路线尽快进人有新鲜风流的巷道，离开灾区。两人以上要同行，互相照应。行进中注意通风情况，迎着风流方向走。(3)如巷道破坏严重，没法去较安全的地点时，或不清楚撤退路线是否安全，就要设法进人避难硐室，或在顶板坚固、支护完整、无有害气体，有水源或水源较近的地方构筑临时避难硐室，将压风阀门打开，放出压缩空气，供人员呼吸。把矿灯、衣物挂在明显处，在硐室内安静而耐心地等待救援，硐室如有电话，可通过电话与矿调度室联系。•10、采掘工作面及其他作业地点风流中的瓦斯的规定•采区回风巷,采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。•采掘工作面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20米风流中的瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。•第二节矿井火灾防治•1、什么是矿井火灾•凡发生在煤矿井下的火灾，以及发生在井口附近危害井下安全的火灾，都叫做矿井火灾。根据热源不同，将矿井火灾分为内因火灾和外因火灾。由外来火源引起的火灾，如灯火、火柴、吸烟、火炉、放炮、机械摩擦、电焊，电流短路等发生的明火引起的火灾叫外因火灾。由煤炭自燃引起的火灾叫内因火灾，内因火灾占矿井火灾总数的75％左右。•2、矿井火灾的危害•⑴产生大量的有害气体；⑵引起瓦斯和煤尘爆炸；⑶毁坏设备和资源。（矿井一旦发生火灾，不仅会烧毁大量的设备器材和煤炭资源，给生产带来损失，而且会产生大量有毒气体，弥漫井下，使大批矿工中毒死亡。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井中，还可能引起瓦斯、煤尘爆炸事故，其危害更加严重）。•3、矿井火灾发生的三要素•每一场火灾的发生都必须同时具备一下三个方面的条件，也就是人们通常所说的发火三要素：•可燃物的存在•在煤矿里，煤炭本身就是一个大量而且普遍存在的可燃物。另外，在生产过程中产生的煤尘、用处的瓦斯以及所用的坑木、机电设备、油料、炸药等都具有可燃性。它们的存在是发生火灾的基本因素。•热源•热源是出发火灾的必要因素，只有具备足够热量和温度的热源才能引燃可燃物。在矿井里，煤的自燃、瓦斯、煤尘燃烧与爆炸、放炮作业、机械摩擦生热、电流短路火花、电气设备运转不良产生的过热、吸烟、烧焊以及其它明火都可能是引火的热源。•空气的供给•燃烧就是剧烈的氧化，任何可燃物尽管有热源点燃，如果缺乏足够的氧气，燃烧是难以持续的，所以空气的供给是维持燃烧形成火灾必不可少的条件。实验证明，在氧浓度为3%的空气环境里，任何可燃物的燃烧都不能维持；在氧浓度为12%的空气中瓦斯失去爆炸性，浓度在14%以下，蜡烛也要熄灭。所以，这里所说的空气是正常含氧量的空气，而不是贫氧的空气。4、煤炭自燃（内因火灾）的原因和条件1）煤炭自燃的原因和条件煤炭与空气中的氧接触后，会发生氧化作用，放出热量。若氧化生成的热量不能及时向周围扩散，造成热量聚积，煤温就会上升，当温度上升到一定程度(达到煤的燃点，即300-500ｏC)时，煤就会发生自燃。煤炭自燃条件包括煤本身有自燃倾向性;空气的供给条件(足够供氧条件)-煤与周围物质的热交换条件。•2)煤炭自燃的发展过程及特点•(1)低温氧化阶段(或称潜伏期)。煤在常温下能吸附空气中的氧，生成不稳定的氧化物，放出少量的热，煤重量有增加，其增加的重量相当于所吸收的氧的重量，这时煤的化学活泼性增加，着火温度降低，很难发现外部征兆，故又称潜伏期。潜伏期长短取决于煤炭的变质程度和外部条件。如褐煤的氧化过程就没有潜伏期。•(2)自热阶段(自热期)。经过潜伏期，煤的氧化速度加快，发热量逐渐增大，如果热量来不及扩散，煤温就逐渐升高。煤的温度每升高10ｏC，氧化速度就增加2-3倍。这个阶段的特征是空气中的氧含量减少，一氧化碳、二氧化碳量增加，煤中水分被蒸发，空气中的温度升高并出现雾气，附近巷道壁上、支架上出现水珠。•(3)燃烧阶段(燃烧期)。如果煤的自热温度继续上升，达到临界温度(一般为70-80ｏC)以上，氧化速度急剧加快，大量产生热量，会使煤温迅速升高，当达到煤的着火温度时(300ｏC以上)，煤就燃烧起来，此时产生大量的可燃气体，如一氧化碳和其他的碳氢化合物。火区附近空气和岩、煤温度显著增高，出现特殊的气味等，有时能出现烟雾或明火。•在煤的自热阶段，若在达到临界温度(70-80ｏC)之前改变供氧和散热条件，煤的自热增温过程就可以终止，煤就会逐渐冷却下来，此时煤炭处于风化状态，并逐渐丧失自燃能力。•3)内因火灾的特征及危害•内因火灾是指在没有外来火源条件下，煤炭或其他可燃物本身因接触空气，氧化发热而燃烧起火的火灾。内因火灾多发生于采空区停采线、遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷高顶处、假顶工作•面、巷道及任何浮煤堆积的地方。•内因火灾有如下特征:•(1)内因火灾的发生、发展有一个过程，且有预兆，人们可以通过感觉器官觉察煤炭自燃的初期特征。•(2)火源隐蔽、难于发现，也难于扑灭。，•(3)燃烧时间长。有的可持续儿个月、几年、几十年甚至上百年。•矿井火灾大多数是由内因火灾引起的，它对煤矿的主要危害如下:•(1)煤炭不完全燃烧，产生CO。煤炭自燃时要产生很多有毒有害气体，特别是CO易使井下人员中毒或死亡。•(2)烧毁大量煤炭资源。煤炭自燃后，煤质降低、特别是大面积自燃，可冻结大量可采煤量。•(3)可引起瓦斯、煤尘爆炸。煤炭自燃后，作为新的火源点，可引起爆炸事故。•(4)直接影响生产。一旦煤炭自燃，就直接影响矿井正常生产秩序，消耗人力物力灭火，在经济上造成重大损失。•4)内因火灾的预兆•(1)巷道中出现雾气，巷道壁出汗。这是由于热量的积聚，煤体温度升高，煤体中的水分蒸发冷凝而成，其形状呈圆形。要注意与透水预兆的出汗水珠(呈尖形)相区别。•(2)巷道中出现煤油味、汽油味、松节油味或焦油味等。当人们嗅到焦油味时，煤炭自燃已发展到相当严重的程度了。•