掘进工培训教材一通三防平斜巷部分Word格式文档下载.docx
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（二）矿井空气中的有害气体
矿井空气中所含有的对人体健康及生命安全有威胁的一切气体,均称为有害气体。
1、煤矿井下常见的有害气体的性质及规定
1）一氧化碳（CO）：
一氧化碳与空气的相对密度为0.97,是一种无色、无味、无臭的气体,微溶于水,浓度达13%～75%时有爆炸性。
一氧化碳极毒,人员轻微中毒时会出现耳鸣、头痛、心跳加快,严重中毒时会出现四肢无力、呕吐、丧失行动能力,致命中毒时会出现丧失知觉、痉挛、呼吸停顿、假死等症状（致命中毒的浓度为0.4%）。
2）硫化氢（H2S）：
硫化氢与空气的相对密度为1.19,无色、微甜、有臭鸡蛋味,易溶于水,浓度达4.3%～46%时有爆炸性。
硫化氢有强烈毒性,对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。
中毒症状:
浓度为0.02%时,眼、鼻、喉黏膜受强烈刺激,头痛、呕吐、四肢无力；
浓度为0.05%时,半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。
3）二氧化氮（N02）：
二氧化氮是一种棕红色、有刺激性臭味的气体,与空气的相对密度为1.57,极易溶于水。
二氧化氮有强烈毒性,能和水结合生成硝酸,对肺组织起破坏作用,造成肺浮肿,对眼、鼻、呼吸道等有强烈刺激作用。
二氧化氮中毒症状:
浓度为0.006%时,咳嗽、胸部发痛；
浓度为0.01%时,剧烈咳嗽、呕吐、神经系统麻木；
浓度为0.025%时，短时间内造成人员死亡。
《煤矿安全规程》规定:
井下空气中二氧化氮浓度不得超过0.00025%。
4）二氧化硫（S02）：
二氧化硫是一种无色、有硫磺燃烧味的气体,与空气的相对密度为2.2,易溶于水,有强烈毒性,与眼、呼吸道的湿表面接触后能形成硫酸,对眼、呼吸道有强烈腐蚀作用,引起肺气肿。
二氧化硫中毒症状:
浓度O.002%,引起眼红肿、流泪、咳嗽、喉痛；
浓度为0.005%时,引起急性支气管炎、肺水肿、并在短时间内造成人员死亡。
5）氨气（NH3）：
无色、有强烈刺激臭味的气体,与空气的相对密度为O.58,易溶于水,有毒,严重时可导致肺水肿。
当浓度为0.047%时,人接触后会有受刺激症状、贫血、体重下降,抵抗力降低,严重时将导致人员水肿死亡。
矿井空气中除以上介绍的五种主要的有害气体,还有二氧化碳、氢气和甲烷等。
2、防治井下有害气体的措施
1）加强通风,稀释并排出污浊的空气（如采掘工作面、硐室或其他作业地点），需有一系列的井下巷道,使空气能够按生产的需要定量、定向而且连续地流向各用风地点，保证井下各用风地点有足够的新鲜空气,并将各种有害气体冲淡到安全浓度以下排出井外。
2）对局部有害气体含量较高、涌出量较大的地区,可采用抽放或局部通风稀释的办法,使其降到安全浓度以下。
3）对爆破产生的二氧化氮等有害气体和工作面涌出的二氧化碳,可喷雾洒水,使其溶于水中,以降低其在空气中的含量。
4）加强监测监控与检查,如有异常情况及时采取相应措施,防止各种有害气体积聚或大量涌出。
5）凡井下通风不良的区域或巷道,要设置栅栏,并悬挂“禁止入内”的警标,未经检测,不得人内。
6）按标准构筑和封闭采空区、井下火区、盲巷或抽放瓦斯的各种密闭,并定期检查维修,保持完好,防止有害气体泄出。
对密闭内的气体定期采样分析,掌握其变化状况。
严禁随意破坏密闭,更不准任何人擅自入内。
7）保证通风系统的稳定可靠，定期对通风系统进行巡回检查，保证通风设施正常使用，风量、风压按计划需求进行分配。
8）对中毒人员应立即移送到有新鲜空气的巷道中,视其具体情况及时抢救。
【案例】
事故经过：
2005年6月17日，上午9时30分，苍南建峰矿山工程有限公司员工刘某和王某，二人到狮山段十三中段820水平2#沿脉及181#穿脉掘进迎头完成当班炮响后的出碴工作，任务是用电耙清除181#穿脉夜班放炮后的矿渣。
刘某走在前，王某走在后，两人沿2#沿脉向181#穿脉掘进迎头走去，刘某走朝前，未开局部通风机进行通风及现场安全确认工作，直接进入到掘进迎头查看夜班放炮崩下的矿渣，因感到头晕，并急转回头往外走去，走到与181#穿脉交汇口处，见王某已走到此，便向王某讲：
迎头尚有炮烟，不能进入工作面去出碴，先进行通风后再进入工作面，讲完后刘某便向进风口走去，刘某到达后，转身未发现王某跟出，随后又拆返回去找王某，只见王某平身仰躺在地上，已发生炮烟中毒，不省人事，后经医院实施抢救，但终因炮烟中毒较重抢救无效死亡。
原因分析：
（1）从业人员安全素质低，安全生产意识淡薄，操作技能低下。
本案中，王某属于新招员工，刘某虽为老员工，但并不懂矿山井下安全生产知识，是导致事故发生的主要原因。
（2）未严格按标准化操作程序作业。
进入工作面时又没有按“五坚持”的要求做好作业面的确认工作。
没有严格按操作程序作业，是导致事故发生的直接原因。
（3）现场管理不到位，通风措施不落实。
没有实行严格的交接班制度，班与班之间，人与人之间，未进行安全交接班制度，导致现场管理职责难以明确。
（4）从业人员属于临时工，人员不固定，流动性较大，公司内部管理混乱，安全规章制度不建全，对从业人员安全培训和管理的力度不够。
（5）通过事故案例的分析，事故教训的吸取，要杜绝事故的发生，就必须抓好“以人为本”的基础教育工作，从源头上把关，从员工的思想素质入手，通过培训教育来提高员工的综合安全意识与素质。
防范措施：
（1）从业人员应当积极参加本矿、公司各项安全生产教育和培
训，掌握必要的安全生产知识和操作技能，提高事故预防和应急处理的能力。
（2）扎扎实实有针对性的开展好从业人员的安全教育培训工作，做到“学以
致用，用必见效”，使从业人员能较好的掌握与本岗位、本工种相适应的安全生产知识，提高安全生产技能，增强事故预防和应急处理能力。
（3）认真开展好“安全第一、预防为主”的工作，严格规程的遵守，严格标准化作业程序，做到不冒险作业。
（4）建立健全安全生产责任制，设置安全生产监督员，开展好安全生产教育培训，做好以老带新的工作，做好现场传授、指导、帮助工作。
（5）加强现场管理，注重班前、班中、班后的巡视管理工作，严格安全交接班制度，抓好安全措施的落实，杜绝事故的发生。
（正）确处理好投入与产出的关系，确保安全设施的投入。
三、矿井气候条件
矿井气候条件的含义：
矿井空气的温度、湿度和风速三者的综合作用状态构成了井下的气候。
井下工作地点人体最适宜的气候条件是：
空气温度为15～20℃、空气相对湿度为50%～60%,而风速的大小应根据气温的高低而定。
“生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26℃,机电硐室的空气温度不得超过30℃。
”
《煤矿安全规程》对井巷各工作地点的风速规定见表3-2所列。
表2井巷中的允许风流速度
井巷名称
允许风速/（m/s）
最低
最高
无提升设备的风井和风硐
15
专为升降物料的井筒
12
风桥
10
升降人员和物料的井筒
8
主要进、回风巷
架线电机车巷道
1.0
运输机巷,采区进、回风巷
0.25
6
采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷
4
掘进中的岩巷
0.15
其他通风人行巷道
四、矿井通风系统
（一）概念
矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、通风方式和通风网络的总称。
（二）矿井主要通风机的工作方法
1、抽出式通风（也称负压通风）：
是将主要通风机安设在出风井井口附近,并用风硐使它和出风井筒连接,同时将出风井口封闭。
当主要通风机运转时,造成风硐中空气压力低于大气压力,迫使空气从进风井口进入井下,再由出风井排出,井下空气压力低于大气压力。
如图（a）所示。
矿井主要通风机的工作方法图
2、压入式通风：
将主要通风机安设在进风井井口附近,并用风硐和进风井筒连接,如图（b）所示。
当主要通风机运转时,将地面空气压入井下,迫使空气从出风井排出。
进风井口一般采用密闭式井口房,使井下空气和地面空气隔开。
井下任意一点的压力都高于大气压力。
3、抽出和压入混合式通风：
它是以上两种方法的综合。
主要应用于通风距离大、通风阻力大的矿井。
在管理上比较复杂,应用很少。
五、矿井漏风及其危害
（一）矿井漏风的含义
矿井漏风是指在矿井通风中,进入井巷的风流未达到用风地点,而通过通风构筑物的缝隙、采空区、煤柱裂隙及地表塌陷裂缝等直接渗透到回风巷或地面的现象。
（二）矿井漏风的危害
1、漏风使工作地点风量减少,可能造成瓦斯积聚、空气温度升高、气候条件恶化,这不仅影响工人的劳动效率,而且影响工人的身体健康和矿井安全。
2、漏风使矿井通风系统复杂化,降低了通风系统的稳定性、可靠性,影响井下风流控制和调节效果。
3、大量漏风会造成矿井通风费用增大,甚至使主要通风机能力不足。
4、采空区等处的漏风易造成煤炭自然发火,而地表塌陷区风量的漏入,会将采空区有害气体带入井下,直接威胁采掘工作面的安全生产。
六、采区通风
（一）采区通风系统的构成
采区通风系统是矿井通风系统的组成部分,它是指矿井风流从主要进风巷进入采区,流经采掘工作面、硐室和其他用风地点后,排至矿井主要回风巷的整个线路。
1、轨道上山进风、输送机上山回风的采区通风系统：
新风由水平运输大巷及采区下部车场→轨道上山→采区中部车场→区段运输平巷→回采煤工作面→（输送机上山）→采区回风石门排出矿总回风巷（井）。
2、输送机上山进风、轨道上山回风的采区通风系统：
新风自运输大巷→进风行人斜巷→输送机上山→区段运输平巷→回采煤工作面→区段回风平巷→（轨道上山）→采区回风石门排出矿总回风巷（井）。
（二）串联通风和循环风
1、串联通风
采、掘工作面或硐室的回风再进入其他采、掘工作面或硐室的通风方式,称为串联通风,也叫“一条龙”通风。
它的害处：
1）被串联的采掘工作面或硐室中的空气质量无法保证，有毒有害气体和矿尘浓度会增大，恶化作业环境和增加灾害危险程度。
2）前面的采掘工作面或硐室一旦发生灾变，将会影响或波及到被串联的采掘工作面或硐室，将扩大灾害范围。
《煤矿安全规程》规定,采、掘工作面应实行独立通风。
同一采区内,同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、相邻的2个掘进工作面,布置独立通风有困难时,在制定措施后,可采用串联通风,但串联通风的次数不得超过1次。
采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重新掘进的巷道,布置独立通风确有困难时,其回风可以串入采煤工作面,但必须制定安全措施,且串联通风的次数不得超过1次；
构成独立通风系统后,必须立即改为独立通风。
对于本条规定的串联通风,必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪,且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%,其他有害气体浓度都应符合《煤矿安全规程》的规定。
开采有瓦斯喷出或有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层时,严禁任何2个工作面之间串联通风。
2、循环风
循环风一般发生在局部通风过程中。
即局部通风机的回风流部分或全部再进入同一台局部通风机的进风风流中。
它的害处是：
掘进工作面的乏风反复返回掘进工作面，有毒有害气体和粉尘浓度越来越大，不仅使作业环境越来越恶化，更为严重的是由于风流中的瓦斯浓度不断增加，当进入局部通风机时，极易引起瓦斯爆炸。
判断局部通风是否发生循环风的简单方法是：
站在局部通风机的风筒一则，用手将粉笔沫捻下，观察粉笔沫飘动的方向，如果飘向局部通风机的吸风则，则说明发生了循环风。
《煤矿安全规程》规定,采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。
无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时,应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。
当采掘工作面进回风流通过采空区和冒顶区时,其进风流必然将采空区和冒顶区的瓦斯带出,增加采掘工作面风流中瓦斯含量,使工作面及回风巷的瓦斯极易超限,有时甚至达到瓦斯爆炸浓度的界限；
同时,将造成采空区煤炭的自然发火,对安全造成极大威胁。
（三）掘进通风
掘进通风又称局部通风。
其方法有总风压通风、引射器通风和局部通风机通风等。
其中,局部通风机通风是我国目前广泛采用的一种掘进通风方法。
它有压入式、抽出式和混合式三种。
全风压通风方法的最大优点是安全可靠,管理方便,但需有足够的全风压,以克服导风设施的阻力,否则不能用。
压入式通风巷道内风流污染大,卫生条件差,但是局部通风机使用时,安全性好,通风距离长,装卸风筒轻便柔软等特点。
混合式通风兼有压入式和抽出式通风的优点,通风能力强,效果好,但它只能使用在低瓦斯的工作面内。
掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。
煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式,不得采用抽出式（压气、水力引射器不受此限）；
如果采用混合式,必须制定安全措施。
瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。
局部通风机必须由指定人员负责管理,保证正常运转。
压入式局部通风机和启动装置,必须安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口不得小于10m；
全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量,局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必须符合《煤矿安全规程》的有关规定。
低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机,可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电,或与采煤工作面分开供电。
瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中,掘进工作面的局部通风机应采用三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电；
也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电,但每天应由专人检查1次,保证局部通风机可靠运转。
严禁使用3台以上（含3台）的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。
不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。
使用局部通风机通风的掘进工作面,不得停风；
因检修、停电等原因停风时,须撤出人员,切断电源。
恢复通风前,必须检查瓦斯。
只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时,方可人工开启局部通风机。
七、通风设施
矿井通风设施是矿井通风系统的重要组成部分，它的主要作用是控制井下风流流动，实现风流按拟定的路线，定量、定向的流动。
矿井通常将引导、隔断和控制风流的构筑物称为通风设施。
所有职工都应努力保持井下的正常通风，爱护矿井通风设施。
应注意：
（一）不经通风部门批准，任何人不准随便损坏和拆除通风设施，否则将导致井下风流混乱。
（二）每次通过风门，一定要随手把风门关好，切不可把邻近的两道风门同时打开，否则将影响井下正常通风。
（三）调节风门上的风窗木板，不可随意拨动，否则将影响井下风量的正确分配。
（四）井下栅栏、警示牌、瓦斯记录牌、测风站等为通风辅助设施，任何人不得随意拆毁、摘除、涂改或变更位置等。
（五）如发现通风设施有损坏现象，应向有关部门或领导报告，以便及时修复。
【案例】1997年12月10日，河南省平顶山市石龙区五七集团公司大井发生一起特大瓦斯爆炸事故，死亡79人。
该矿为低瓦斯矿井。
矿井原本采用一立一斜两井开拓方式，主井有罐笼提升，副井原为斜井，采用中央边界抽出式通风。
后来新建一新立井，作为回风。
斜井底有一掘进头，斜井口安装一台局部通风机向掘进头供风；
斜井通风兼出煤，因而斜井井口简易风门频繁开启，漏风严重；
斜井底与新风井之间无风门控制，由斜井漏进井下的风经新立井直接排到地面。
经测算，新立井主要通风机运行后，斜井漏风量达到300m3/min,致使矿井主要生产区的四个采掘面风量的50％，这是造成瓦斯积聚的主要原因，后因违章放炮引发了瓦斯爆炸。
第二节矿井瓦斯的防治
一、矿井瓦斯的性质及赋存状态
（一）矿井瓦斯的概念
1、广义瓦斯概念：
矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。
2、狭义瓦斯概念：
是单独指甲烷这一种气体。
（二）瓦斯（甲烷）的性质
甲烷是一种无色、无味、无臭的气体,标准状态下1m3甲烷的质量为0.7168千克。
与空气的相对密度为0.554,比空气轻。
甲烷无毒,但空气中甲烷浓度的增高会导致氧气浓度的降低。
当空气中甲烷达到一定浓度后,可使人因缺氧而窒息,如遇高温热源可引起燃烧或爆炸。
（三）瓦斯的赋存状态
瓦斯在煤体中的存在状态有两种：
1、吸附状态：
又分为吸收状态和吸着状态两种,吸着状态是指瓦斯被吸着在煤体或岩体微孔表面,在表面形成瓦斯薄膜（这些瓦斯不能自由活动）。
吸收状态是指瓦斯被溶解于煤体分子团中,与煤的分子相结合,即进入煤体胶粒结构。
2、游离状态：
瓦斯以自由气体状态存在于煤（岩）孔洞或裂隙内。
其分子可自由运动,处于承压状态。
二、矿井瓦斯涌出
（一）瓦斯涌出形式
1、普通涌出
由于受采掘工作的影响,促使瓦斯长时间均匀、缓慢地从煤岩体中释放出来,这种涌出形式称为普通涌出。
这种涌出时间长、范围广、涌出量多,是瓦斯涌出的主要形式。
2、特殊涌出
特殊涌出包括喷出和突出：
1）喷出:
在短时间内,大量处于高压状态的瓦斯,从采掘工作面煤（岩）裂缝中突然涌出的现象,称为喷出。
2）突出：
在瓦斯喷出的同时,伴随有大量的煤粉（岩石）抛出,并有强大的机械效应,则称为煤（岩）与瓦斯突出。
（二）矿井瓦斯涌出量
1、概念
矿井瓦斯涌出量是指在开采过程中,单位时间内或单位重量煤中放出的瓦斯量。
2、矿井瓦斯涌出量的表示方法
1）绝对瓦斯涌出量：
是指单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量，用m3/min或m3/d表示。
2）相对瓦斯涌出量：
是指在矿井正常生产条件下,月平均日产1t煤所涌出的瓦斯数量,用m3/t表示。
（三）矿井瓦斯等级
根据瓦斯涌出及涌出形式,可将矿井瓦斯的等级划分为：
1、低瓦斯矿井：
相对瓦斯涌出量≤10m3/t且绝对瓦斯涌出量≤40m3/min。
2、高瓦斯矿井：
相对瓦斯涌出量>
10m3/t或绝对瓦斯涌出量>
40m3/min。
3、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井：
生产矿井只要出现过一次煤（岩）与瓦斯突出,即定为煤（岩）与瓦斯突出矿井。
（四）矿井瓦斯涌出的主要来源
按照瓦斯涌出地点和分布状况,瓦斯涌出来源可分为：
1、掘进区：
即巷道掘进时从巷壁（岩裂隙）和落煤中涌出的瓦斯。
2、采煤区：
即回采工作面煤壁、落煤中涌出的瓦斯。
3、已采区：
即已采区（采空区）的顶底板和浮煤中涌出的瓦斯。
三、矿井瓦斯浓度的有关规定与处理要求
煤矿井下各地点瓦斯浓度规定与处理要求如表3所列。
表3井下各地点瓦斯浓度规定与处理要求
巷道（地点）名称
超限瓦斯浓度/%
瓦斯达到（或超限）处理要求
矿井总回风巷或一翼总回风巷风流
超过0.75
矿总工程师必须查明原因进行处理,并报局总工程师
采区的回风巷风流
超过1.00
必须停止工作,由矿总工程师负责采取措施进行处理
掘进工作面回风巷风流
掘进工作面风流
达到1.00
必须停止用电钻打眼
达到1.50
必须停止工作,切断电源,进行处理
爆破地点20m以内风流
禁止爆破
掘进工作面电动机附近20m以内风流
必须停止运转,切断电源,进行处理,必须降在1%以下启动
井下巷道局部地点
达到2.00,体积达到0.5m3
停止运转,切断电源,进行处理,必须降在1%以下启动
掘进工作面局部积聚瓦斯浓度（范围包括冒顶处,背风处,回风角、密柱间及距顶板200mm、距煤帮300mm处）
附近20m范围内,必须停止工作,切断电源,进行处理。
临时停工停风的掘进工作面（在栅栏处检查）
超过2.00
采取风流短路方法进行处理
井下停电后,由主要通风机排除瓦斯时,主要通风机出口扩散处
不超过2.00
救护队员方可入井检查瓦斯
不超过1.00
通风人员方可入井检查瓦斯
不超过0.75
其他人员方可入井
井下采掘工作面之间或掘进工作面之间采用串联通风,进入串联工作风流.
超过0.50
四、影响瓦斯爆炸的因素
（一）可燃性气体的混入
在瓦斯和空气的混合气体中，如果有一些可燃性气体混入，像硫化氢、乙烷等，这些气体本身具有爆炸性，不仅增加了爆炸气体的总浓度，而且会使瓦斯爆炸下限降低，从而扩大了瓦斯爆炸的界限。
（二）爆炸性煤尘的混入
当瓦斯和空气的混合气体中混入了爆炸性煤尘，由于煤尘本身遇到火源会放出可燃性气体，因而会使瓦斯爆炸下限降低。
（三）惰性气体的混入
瓦斯和空气的混合体中，惰性气体的混入会使氧气的含量降低，因而可以缩小瓦斯的爆炸界限，降低瓦斯爆炸的危险性。
（四）混合气体的压力
混合气体的压力越大，所需的点火温度就越低，也就越容易发生瓦斯爆炸事故。
（五）混合气体的初始温度
混合气体的初始温度越高，瓦斯爆炸的界限就越大。
（六）瓦斯浓度与点火温度
不同的瓦斯浓度，所需的点火温度不同。
瓦斯浓度在7％－8％时，所需的点火温度最低，也就最容易发生瓦斯爆炸。
五、瓦斯爆炸及其防治
（一）瓦斯爆炸的基本条件
瓦斯是一种能够燃烧或爆炸的气体,当同时具备以下三个基本条件时,就会发生爆炸。
1、在正常情况下,瓦斯爆炸浓度为5%～16%（按体积计算）,5%是最低爆炸浓度,叫爆炸下限；
16%是最高爆炸浓度,叫爆炸上限。
瓦斯浓度低于下限时,只能发生燃烧,不能爆炸；
瓦斯浓度高于上限时,也只能在混合气体与新鲜空气的接触面上发生燃烧,而不能发生爆炸。
当瓦斯浓度为8%～10%时,爆炸威力最大。
2、引爆火源温度。
一般为650～750℃以上,且火源存在的时间大于瓦斯爆炸的感应期。
炮火、明火、吸烟、电器火花、煤炭自燃甚至铁器撞击或摩擦产生的火花都能达到这个温度。
3、氧气浓度。
煤矿井下空气中氧气的浓度大于12%时,瓦斯才爆炸。
低于12%时,瓦斯即失去爆炸性。
（二）防止瓦斯爆炸的措施
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