1、第1章  礦井瓦斯及其防治 礦井瓦斯、礦塵、礦井火災(zāi)、礦井水災(zāi)及冒頂事故等構(gòu)成煤礦的五大自然災(zāi)害，而瓦斯災(zāi)害又是煤礦生產(chǎn)中最嚴重的災(zāi)害。系統(tǒng)地了解礦井瓦斯的基本知識，掌握瓦斯燃燒、爆炸和突出的防治措施，對提高礦井防災(zāi)抗災(zāi)能力，保障礦井安全生產(chǎn)極為重要。本章要求：1)        熟悉瓦斯性質(zhì)、礦井瓦斯生成及賦存規(guī)律；2)        理解礦井瓦斯涌出及影響因素；3)     

2、0;  了解礦井瓦斯噴出以及防治措施；4)        掌握煤（巖）與瓦斯突出機理、一般規(guī)律以及防治技術(shù)；5)        掌握礦井瓦斯爆炸條件、機理及預(yù)防技術(shù)；6)        熟悉礦井瓦斯抽放原則與方法。1.1 礦井瓦斯的生成與賦存一、 礦井瓦斯的概念廣義：凡是從煤層或巖層中放出或生產(chǎn)過程中產(chǎn)生涌入礦井內(nèi)的氣體，統(tǒng)稱礦井瓦斯。其主要成分為：甲烷(CH4)、二氧化碳(C

3、O2)、氮氣(N2)，還有少量的硫化氫(H2S)、一氧化碳(CO)、氫氣(H2)、二氧化硫(SO2)及其他碳氫化合物氣體等。狹義：礦井瓦斯就是指甲烷(CH4)。其原因是甲烷為井下有害氣體的主要成分，同時甲烷對煤礦的危害也最嚴重。二、瓦斯的性質(zhì)1、分子結(jié)構(gòu)2、色，味，嗅3、比重，密度4、溶水性5、窒息性6、可燃性7、可爆性三、礦井瓦斯的生成瓦斯是伴隨著煤的形成而生成的。1、生物化學(xué)造氣期2、煤化變質(zhì)造氣期四、瓦斯在煤層中的賦存狀況1、瓦斯在煤層中的垂直分帶沿煤層垂深，氣體主要成分形成四個分帶：l         二氧

4、化碳氮氣帶(CO2-N2)l         氮氣帶(N2)l         氮氣瓦斯帶(N2-CH4)l         瓦斯帶(CH4)2、瓦斯在煤體中的賦存狀態(tài)瓦斯在煤體及圍巖中的賦存有自由及吸附兩種狀態(tài)。1. 自由狀態(tài)(或稱游離狀態(tài))瓦斯以自由氣體狀態(tài)存在于煤層或圍巖的裂隙及孔洞之中，自由運動，并呈現(xiàn)出壓力。2. 吸附狀態(tài)按其結(jié)合的形式不同，又分為

5、吸著狀態(tài)和吸收狀態(tài)。實測表明：在未采動的煤層中，在目前開采深度條件下，煤層中自由狀態(tài)瓦斯占5一30，而吸附狀態(tài)的瓦斯占70一95。煤體中瓦斯存在的狀態(tài)不是固定不變的。當外界條件發(fā)生變化時，自由狀態(tài)的瓦斯與吸附狀態(tài)的瓦斯可以相互轉(zhuǎn)化：吸附現(xiàn)象解吸現(xiàn)象五、礦井瓦斯含量1、概念瓦斯含量：煤層或圍巖在自然條件下所含有的瓦斯數(shù)量，即是指自由狀態(tài)的瓦斯與吸附狀態(tài)的瓦斯之和。其單位為；m3t(m3)或cm3g(cm3)。2、瓦斯含量影響因素(1)煤的吸附性質(zhì)煤化變質(zhì)程度越高，瓦斯的生成量越大。（2)煤層的賦存條件煤層埋藏深度；有無露頭；煤層的傾角；煤層頂、底板巖層的透氣性；煤層周圍地下水活動。(3)煤田的地

6、質(zhì)條件沉積環(huán)境； 煤田生成年代；封閉的和傾伏的背斜或彎窿構(gòu)造；大型煤包；斷層：斷層的封閉性，與煤層接觸的對盤巖層的透氣性；開放性斷層； 1.2 礦井瓦斯涌出瓦斯從煤層或巖層中涌出的形式有兩種：普通涌出-特殊涌出在煤礦生產(chǎn)中，瓦斯普通涌出是瓦斯放散的主要形式，它的特點是范圍大，時間長，涌出雖均勻，速度緩慢。而瓦斯的特殊涌出即是瓦斯的噴出或突出，它是瓦斯礦井少見的一種瓦斯放散形式。一、瓦斯涌出量的表示方法礦井瓦斯涌出量：礦井在開采過程中涌入巷道內(nèi)或管道中的瓦斯量。1、絕對瓦斯涌出量是指生產(chǎn)礦井在一定時間內(nèi)所涌出的瓦斯量(Q絕)，單位m3d或m3min。其計算式為：式中 Q絕礦井的絕對瓦斯涌出量，m

7、3d；Q礦井總回風(fēng)道風(fēng)量，m3d；C回風(fēng)流中的平均瓦斯?jié)舛取         在相同條件下的煤層中，絕對瓦斯涌出量隨礦井生產(chǎn)規(guī)模的擴大利產(chǎn)量的增加而增加，但它們之間不一定是正比關(guān)系。l         絕對瓦斯涌出量只能表明涌出瓦斯的多少，難以判定礦井瓦斯涌出的嚴重程度。2、相對瓦斯涌出量是指礦井在正常生產(chǎn)情況下平均生產(chǎn)一噸煤的瓦斯涌出量(q相)，單位：m3t。其計算公式為：式中 Q絕礦井的絕對瓦斯涌出量，m3d；n礦井瓦斯鑒定月的工

8、作天數(shù)，d月T礦井瓦斯鑒定月的產(chǎn)量，t月。二、影響瓦斯涌出的因素礦井瓦斯涌出量的多少取決于自然因素和開采技術(shù)條件。(一)自然因素1煤層和圍巖的瓦斯含量是瓦斯涌出量多少的決定性因素。開采煤層的瓦斯含量高，瓦斯的涌出量就多。l         強調(diào)：煤層瓦斯含量(單位m3t)與相對瓦斯涌出量即噸煤瓦斯涌出量(單位：m3t)雖然單位相同，但是意義卻不同，而且數(shù)值也不相等。2開采深度在瓦斯帶內(nèi)，隨著開采深度的增加，相對瓦斯涌出量增多。3地面大氣壓它的變化對瓦斯涌出量有重要影響。l   

9、0;     要特別注意大氣壓力下降時瓦斯礦井的瓦斯管理工作，密切重視采空區(qū)和密閉區(qū)的瓦斯檢測工作，防止瓦斯事故的發(fā)生。(二)開采技術(shù)條件1開采規(guī)模是指開采深度，開采范圍以及礦井的產(chǎn)量而言。對一個礦井來說，開采規(guī)模越大，瓦斯的涌出量也越大。2開采方法是指開采順序、回采方法及生產(chǎn)工藝過程等。3通風(fēng)方法及采空區(qū)管理當?shù)V井采用抽出式通風(fēng)時，礦井瓦斯涌出量隨風(fēng)壓(負壓)的升高而增多。當?shù)V井采用壓入式通風(fēng)時，風(fēng)壓對礦井的瓦斯涌出量的影響與地面大氣壓相同。采空區(qū)如果密閉不嚴或是其回風(fēng)端的風(fēng)壓差比較大，就會造成瓦斯大量涌入巷道中。綜上所述，影響礦井瓦斯涌出量的因素是多

10、方面的。礦井瓦斯涌出量不是固定不變的。因此，礦井的瓦斯等級也不是固定不變的。所以，對礦井瓦斯等級必須每年進行鑒定，及時更正礦井瓦斯等級，以便安全有效地進行生產(chǎn)管理。三、礦井瓦斯等級及其鑒定方法(一)礦井瓦斯等級的劃分在一個礦井中，只要有一個煤、巖層中發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即定為瓦斯礦井，并依照礦井瓦斯等級的工作制度進行管理。礦井瓦斯等級，按照礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，劃分為：低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量10m3/t,且礦井絕對瓦斯涌出量40m3/min；高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量>10m3/t,或礦井絕對瓦斯涌出量>40m3/min；煤（巖）與瓦斯突出礦

11、井：礦井在采掘過程中，只要發(fā)生過一次煤（巖）與瓦斯突出，該礦井既定為煤（巖）與瓦斯突出礦井。 (二)礦井瓦斯等級鑒定方法1鑒定條件礦井瓦斯等級的鑒定工作應(yīng)在正常生產(chǎn)條件下進行。礦井瓦斯等級的確定，按每一自然礦井中的礦井、煤層、一翼、水平或采區(qū)分別計算月平均日產(chǎn)一噸煤瓦斯涌出量，并采取其中最大值。被鑒定的礦井、煤層、一翼、水平或采區(qū)的回采產(chǎn)量應(yīng)達到該地區(qū)總產(chǎn)量的60。2鑒定時問根據(jù)礦井生產(chǎn)和氣候變化規(guī)律定時間，一般放在7月或8月。3鑒定內(nèi)容在鑒定月內(nèi)上、中、下三旬中各取一天(間隔十天)分三個班(或四個班)進行測定工作。在礦井、煤層、一翼、水平或采區(qū)的回風(fēng)巷道中，分別測定風(fēng)量和瓦斯?jié)舛取Ｔ阼b定月中

12、，地面和井下的氣溫，氣壓和濕度等氣象條件也應(yīng)記錄，以備參考。4測定記錄整理與計算礦井、煤層、一翼、水平或采區(qū)測定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填表并計算。計算煤層、一翼、水平或采區(qū)的瓦斯涌出量時，應(yīng)扣去相應(yīng)的進風(fēng)流中瓦斯量。5礦井瓦斯等級鑒定報告在鑒定月上、中、下旬進行測定的三天中，選取瓦斯涌出量最大的一天作為計算生產(chǎn)一噸煤瓦斯涌出量的數(shù)據(jù)。各礦務(wù)局應(yīng)根據(jù)鑒定結(jié)果并結(jié)合產(chǎn)量水平，采掘比重，生產(chǎn)區(qū)域和地質(zhì)構(gòu)造等因素，提出確定礦井瓦斯等級的意見，連同有關(guān)資料報省(區(qū))煤炭局審批。煤與瓦斯突出礦井在瓦斯等級鑒定期間，仍須按照礦井瓦斯等級和二氧化碳的鑒定工作內(nèi)容進行測算工作。煤與瓦斯突出礦井的突出)鑒定，應(yīng)由煤炭科學(xué)研究單

13、位和礦務(wù)局共同提出鑒定報告，并報省(區(qū))煤炭局批準報。四、礦井瓦斯涌出量預(yù)測設(shè)計新礦井或生產(chǎn)礦井的新區(qū)(新采區(qū)，深部水平)，需要先掌握其瓦斯等級和瓦斯涌出量，作為礦井、水平和采區(qū)設(shè)計的依據(jù)。根據(jù)某些已知數(shù)據(jù)，按照一定的方法預(yù)先得出設(shè)計區(qū)或巷道瓦斯涌出量，稱作礦井瓦斯涌出量預(yù)測。目前，預(yù)測相對瓦斯涌出量的方法有兩大類。 (一)含量計算法根據(jù)煤層的瓦斯含量，分別預(yù)計采煤、掘進、圍巖和采空區(qū)的瓦斯涌出量，匯總為新礦井、新水平、新采區(qū)的瓦斯涌出量。一般可用來預(yù)測新開發(fā)煤田或新設(shè)計礦井的瓦斯涌出量。(二)礦山統(tǒng)計法根據(jù)已往礦井生產(chǎn)中的相對瓦斯涌出量與開采深度的統(tǒng)計規(guī)律，推算深部水平相對瓦斯涌出量的預(yù)測方

14、法。礦山統(tǒng)計法一般分兩步進行：l         將礦井歷年生產(chǎn)過程中積累的實際相對瓦斯涌出量按其對應(yīng)的開采深度進行整理填值。計算出相對瓦斯涌出量遞增值(稱為瓦斯涌出量梯度)；l         根據(jù)相對瓦斯涌出量梯度，推至預(yù)測深部區(qū)域，統(tǒng)計出深部開采的相對瓦斯涌出量數(shù)值。通常在地質(zhì)條件正常，采礦技術(shù)條件變化不大的情況下，瓦斯帶內(nèi)相對瓦斯涌出量與開采深度近似成正比關(guān)系。有了生產(chǎn)水平的瓦斯涌出量梯度a，預(yù)測深部水平的相對瓦斯涌水量：式中

15、q0瓦斯帶上邊界的相對瓦斯涌出量，一般為23m3/t； H0瓦斯帶上邊界的深度都。為了比較精確地預(yù)測相對瓦斯涌出量，應(yīng)該在礦井開采平面圖上標出各個已采區(qū)段的相對瓦斯涌出量，把相對瓦斯涌出量相同的點連成等相對瓦斯涌出量線，對于外推的區(qū)域，根據(jù)對應(yīng)地點的瓦斯涌出量梯度與底板等高線，用虛線畫出預(yù)測區(qū)等相對瓦斯涌出量線。該圖清晰簡明，不僅反映出傾斜方向上瓦斯涌出量的變化，而且還反映出走向方向上的變化。使用礦山統(tǒng)計法預(yù)測相對瓦斯涌出量時，必須注意以下問題：(1)此法只適用于瓦斯帶內(nèi)、外推的深度不超過100-200 m的情況下。(2)預(yù)測的精度取決于原始統(tǒng)計資料的精度與數(shù)量以及預(yù)測區(qū)域同已采區(qū)域在地質(zhì)條件

16、和開采技術(shù)條件上的相似程度。1.3 瓦斯噴出及其預(yù)防一、瓦斯噴出及類型瓦斯噴出：在開采過程中，從煤或巖石的裂隙、孔洞中突然涌出大量瓦斯的現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的主要原因是存在高壓瓦斯源。瓦斯噴出的通道，一般有兩類：l         原始地質(zhì)構(gòu)造孔洞、裂隙如：地質(zhì)破碎帶、斷層帶、石灰?guī)r溶洞裂隙區(qū)、背斜(或向斜)軸部儲瓦斯區(qū)或其他儲瓦斯構(gòu)造附近的原始孔洞、裂隙等。從此類通道噴出瓦斯的特點：流量大、持續(xù)時間長，無明顯的地壓顯現(xiàn)情況；l       

17、0; 采掘地壓顯現(xiàn)時生成的裂隙此類裂隙也往往與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，因為在各種地質(zhì)構(gòu)造破壞影響區(qū)內(nèi)，原有處于封閉狀態(tài)的構(gòu)造裂隙在采掘地壓與瓦斯壓力綜合作用下很容易張開，成為瓦斯噴出的通道。若地壓顯現(xiàn)突然發(fā)生，瓦斯噴出也是突然的，這就更增加了危險性。這類噴出的特點：噴出瀕臨發(fā)生時伴隨著地壓顯現(xiàn)效應(yīng)，噴出持續(xù)的時間較短；流量與卸壓區(qū)面積、瓦斯壓力和瓦斯含量大小等因素有關(guān)。二、瓦斯噴出預(yù)兆瓦斯噴出前，通常出現(xiàn)巖石壓力上升，發(fā)生底鼓、破壞支架，煤層變軟以及瓦斯?jié)舛群龃蠛鲂。袝r出現(xiàn)嘶嘶聲。三、瓦斯噴出防治措施根據(jù)瓦斯噴出量的大小，瓦斯壓力的高低以及瓦斯噴出通道的類型，通常選用以下措施加以防治。1探明地質(zhì)情況2

18、封堵、引排、抽放綜合治理3加強管理工作1.4煤與瓦斯突出及其預(yù)防煤與瓦斯突出是煤礦中瓦斯涌出的特殊形式，是一種非常復(fù)雜的動力現(xiàn)象。煤與瓦斯突出：在開采過程中，在短暫的時間內(nèi)(幾秒或幾分鐘)突然從煤層(或巖層)中噴出大量的瓦斯和煤炭(或巖石)的現(xiàn)象。煤與瓦斯突出危害：高速瓦斯流(含煤粉或者粉)能夠摧毀巷道設(shè)施，破壞通風(fēng)系統(tǒng)，甚至造成風(fēng)流逆轉(zhuǎn)；噴出的瓦斯能使井巷充滿瓦斯，造成人員窒息，引起瓦斯燃燒或爆炸；巖能夠造成煤流埋人；猛烈的動力效應(yīng)可能導(dǎo)致冒頂和火災(zāi)事故的發(fā)生。l         世界上第一次煤與瓦斯突出發(fā)生于1

19、834年法國魯阿雷煤田伊薩克礦井。l         世界上最大的一次煤與瓦斯突出發(fā)生于1969年蘇聯(lián)加加林煤礦，突出煤炭14000t，瓦斯25萬m3。l         我國最大的一次煤與瓦斯突出發(fā)生于l975年8月四川天府三匯壩一井，突出煤(巖)12780t、瓦斯110萬m3。一、突出的特點大量的高濃度的瓦斯噴出；伴有大量的煤炭(或巖石)同時被拋出；拋出的煤炭有明顯的分選現(xiàn)象；突出時有強大的動力效應(yīng)，能使煤炭破碎成粉末狀并拋至數(shù)百米

20、、數(shù)千米之外；使風(fēng)流逆轉(zhuǎn)；強大的沖擊被能使礦井設(shè)備及通風(fēng)系統(tǒng)破壞；突出后所形成的孔洞形狀一般是口小腔大，孔洞較長，呈梨形或倒瓶形等。二、 突出的原因煤與瓦斯突出是一種極為復(fù)雜的動力現(xiàn)象，其原因說法不一。多數(shù)國家采用煤與瓦斯突出實例的統(tǒng)計分析、實驗室研究和現(xiàn)場觀測的方法，對煤與瓦斯突出機理進行了廣泛深入地研究，提出了很多假說。綜合起來，突出機理假說大體可以分為以下幾類：（1）瓦斯主導(dǎo)假說如“瓦斯包”說、“煤粉帶”說、“煤空隙結(jié)構(gòu)不均勻說” 、“裂隙堵塞”說、“閉合孔隙瓦斯釋放”說、“瓦斯膨脹”說、“地質(zhì)破壞帶”說、“瓦斯解吸”說等。（2）地質(zhì)主導(dǎo)假說如“巖石變形潛能”說、“應(yīng)力集中”說.“剪切應(yīng)

21、力”說、塑形變型”說、“振動波動”說、“拉應(yīng)力”說、“應(yīng)力疊加”說、“沖擊移近”說、“放炮突出”說、“頂板位移不均勻”說等。（3）化學(xué)本質(zhì)假說如“瓦斯水化物”說、“爆炸的煤”說、“重煤”說、“地球化學(xué)”說、“硝基化合物”說等。（4）綜合假說認為煤與瓦斯突出是由地應(yīng)力、瓦斯與煤的物理及力學(xué)性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。煤與瓦斯突出是一種能量突然釋放的現(xiàn)象，從能量平衡角度分析，研究出能量集中與釋放全過程，就能有效地進行防突。即只要防止能量的過度集中與突然釋放，就能有效地控制住突出。要想實現(xiàn)這一目標，就必須研究能量集中的條件和釋放的方式。煤與瓦斯突出的內(nèi)在因素是應(yīng)力、瓦斯和煤的物理及力學(xué)性質(zhì)。而外在因素是

22、形成集中應(yīng)力和造成突然卸載的條件。為了防治煤與瓦斯突出，必需改善其內(nèi)在因素和消除其形成集中應(yīng)力和突然卸載的條件。這是防治突出的主要理論依據(jù)。設(shè)法降低應(yīng)力和瓦斯壓力，設(shè)法增加煤體(或巖休)的堅固性是制止煤與瓦斯突出的關(guān)鍵。三、煤與瓦斯突出的流變機理在采掘過程中，常發(fā)現(xiàn)工作面煤巖體發(fā)生外移。在許多煤與瓦斯突出的發(fā)生過程中，含瓦斯煤巖體表現(xiàn)出具有“流動”行為，如突出孔洞縮小或消失(突出煤巖的體積遠大于突出孔洞的體積)；延期突出；特別是距突出地點數(shù)十米處的含瓦斯煤巖發(fā)生流動；突出瓦斯涌出量遠遠大于突出煤巖體中的瓦斯含量等實際現(xiàn)象。對這些行為或現(xiàn)象，“綜合作用假說”等是無法做出解釋的。受外力作用的系統(tǒng)向

23、新的平衡點過渡的過程，就是流變過程，其中包含變形和破裂過程。流變是物質(zhì)的固有屬性。含瓦斯煤巖體是一種很強的流變介質(zhì)。1含瓦斯煤巖的流變特征2煤與瓦斯突出的流變機理l         煤和瓦斯突出本質(zhì)上是屬于含瓦斯煤體的流變行為。l         煤與瓦斯突出過程從時間上可劃分為四個流變破壞階段，即突出的流變準備階段、高速動態(tài)流變破壞發(fā)動階段、持續(xù)流變破壞發(fā)展階段和結(jié)束階段，從空間上可劃分為流變松弛區(qū)、強流變區(qū)、弱流變區(qū)三個區(qū)域。在采掘

24、工作面前方，依次存在著三個區(qū)域，它們是松弛區(qū)域(即卸壓帶)，應(yīng)力集中區(qū)(強流變區(qū)、弱流變區(qū))和原始應(yīng)力區(qū)。l         突出有兩類：瞬時突出；延期突出。“流變機理”的提出為含瓦斯煤巖動力災(zāi)害的預(yù)測防治奠定了理論基礎(chǔ)。四、突出的一般規(guī)律(1)突出發(fā)生在一定的深度下，而隨著深度的增加，突出的危險性增加。(2)突出的次數(shù)和強度，隨著煤層厚度的增加特別是軟分層厚度的增加而增多和增高，突出最嚴重的煤層一般都是最厚的主采煤層。(3)突出煤層多數(shù)為煤的強度低、變化大，透氣性差；瓦斯放散快；濕度小，層理紊亂，遭到地質(zhì)構(gòu)造嚴重

25、破壞的煤層。(4)突出受煤自重的影響。(5)突出同瓦斯壓力有關(guān)。在同一煤層中，瓦斯壓力超高、突出危險性越大。不同煤層，其瓦斯壓力與突出危險性之間無直接聯(lián)系。(6)突出危險區(qū)呈條帶狀分布。(7)采掘工作形成的應(yīng)力集中區(qū)是突出點密集地區(qū)。(8)突出的發(fā)生同外力沖擊誘發(fā)有關(guān)。(9)大多數(shù)突出都有預(yù)兆。主要表現(xiàn)在三個方面，即地壓顯現(xiàn)、瓦斯涌出及煤層結(jié)構(gòu)的變化等。l         地壓顯現(xiàn)：煤炮聲、支架聲響、巖煤開裂、掉碴、底鼓、巖煤自行剝落、煤壁顫動、鉆孔變形、垮孔、頂鉆、夾鉆桿、鉆機過負荷等；l  

26、       瓦斯涌出：瓦斯涌出異常、瓦斯?jié)舛群龃蠛鲂　⒚簤m增大、氣溫異常、氣味異常、打鉆噴瓦斯、噴煤粉、哨聲、蜂鳴聲等；l         煤層結(jié)構(gòu)及構(gòu)造：煤層層理紊亂、煤層強度松軟或不均質(zhì)、煤暗淡無光澤、煤厚增大(特別是軟分層增大)、煤層傾角變陡、波狀隆起、煤體干燥、頂?shù)装咫A梯凸起、斷層等。(10)突出危險性隨著煤層圍巖厚度和硬度的增加而增加。五、防治煤與瓦斯突出的主要措施1局部性措施指開采有突出危險的煤層時，采取作用范圍比較小的預(yù)防措施。主要有：1)

27、專用支架專用支架的形式有：超前支架、金屬骨架和金屬柵欄等。(1)超前支架多用于有突出危險的急傾斜煤層和緩傾斜厚煤層中的平巷內(nèi)。(2)金屬骨架用于石門揭開煤層時的一種超前支架。(3)金屬柵欄金屬柵欄是種抑制突出強度的專用支架。2)超前鉆孔與水力沖孔(1)超前鉆孔在石門揭開瓦斯突出危險煤層或在瓦斯交出危險煤層中掘進時，在工作面前方一定距離的煤體內(nèi)，一般都打足夠數(shù)量的較大直徑的鉆孔，用以預(yù)排工作面前方煤層內(nèi)的瓦斯，使工作面前方保持一個較長的卸壓帶，防止突出發(fā)生。工作面前方一般有三個應(yīng)力帶：卸壓帶、集中應(yīng)力帶和正常應(yīng)力帶。在卸壓帶內(nèi)，地壓力和瓦斯壓力都大大降低。卸壓帶是阻止突出的保護帶一般孔長35m時

28、就可以預(yù)防突出。l         鉆孔布置l         注意問題(2)水力沖孔在采掘之前，使用高壓水(40-50個大氣壓)沖擊有突出危險的煤體。l         作用l         工藝流程l      &

29、#160;  適用條件3)震動放炮和松動爆破(1)震動放炮是一種誘導(dǎo)突出的方法。l         適用條件(2)松動放炮在掘進工作面使用普通震動放炮的基礎(chǔ)上，在煤體深部3-7m的應(yīng)力集中帶內(nèi)，布置幾個長炮眼進行爆破。l         目的l         適用條件2區(qū)域性措施區(qū)域性措施是指開采有突出危險煤層時，采用影響范圍比較大的預(yù)防措施。主

30、要有：l         開采保護層（目前常采用的方法，是最經(jīng)濟有效的防治瓦斯突出的措施）l         預(yù)抽煤層瓦斯（后面有專門一節(jié)內(nèi)容將介紹瓦斯抽放）1)開采保護層及其作用l         開采保護層保護層，被保護層；上保護層，下保護層。l         開采保護層的

31、作用2)保護范圍的確定保護范圍：指保護層對被保護層沿垂直(層間距)、沿傾斜、沿走向方向的有效保護范圍。這個范圍，現(xiàn)場用實測的辦法來確定。當沒有實測數(shù)據(jù)時，可參考下列數(shù)值。層間保護范圍沿走向方向保護范圍沿傾斜方向保護范圍3)開采保護層應(yīng)注意的問題為了提高保護層的保護效果及合理處理瓦斯，必須采取抽放瓦斯的措施；保護層內(nèi)不允許留煤柱，應(yīng)全部采出。如非留不可時，應(yīng)在圖紙上標明煤柱的尺寸和方位以便在開采被保護層時在其影響的范圍內(nèi)采取相應(yīng)措施，預(yù)防突出發(fā)生；開采下保護層時，在被保護層的未保護帶內(nèi)進行采掘工作時，要采取預(yù)防災(zāi)出的措施；如果煤層群中有幾個保護層，應(yīng)優(yōu)先選用上保護層。保護層的厚度一般都比較小、應(yīng)

32、盡可能提高機械化程度，以加快采掘速度，降低采動強度和成本，提高經(jīng)濟效益。3技術(shù)組織措施加強煤與瓦斯突出的科研工作。加強職工預(yù)防突出的教育工作。加強瓦斯地質(zhì)工作。加強通風(fēng)工作。開采保護層要做到“三區(qū)成套二超前”。即：每個生產(chǎn)水平部要具有開拓區(qū)、保護層開采區(qū)和被保護層回采區(qū)，開拓區(qū)要超前于保護層開采區(qū)，保護層開采區(qū)要超前于被保護層回采區(qū)。六、防治煤與瓦斯突出技術(shù)的新進展煤與瓦斯突出的發(fā)生與發(fā)展過程容易受自然與人為因素的影響，現(xiàn)有的突出假說很難解釋清楚煤與瓦斯突出的發(fā)生與發(fā)展過程，難以制定出有效地防治突出的措施，這也是世界各國在防治突出工作中未能有效地防止突出發(fā)生的根蒂所在。從近150余年來防突措施

33、的發(fā)展來看，防治突出措施可分三個階段：第一階段：避免發(fā)生人身傷亡而采取的以放炮震動為主的安全防護措施。第二階段：以消除突出因素為主要目的的防止突出措施，例如開采保護層，超前排放鉆孔。此階段存在的主要問題是一些局部措施的防止突出效果不理想。第三階段：綜合防治突出階段，此階段起始于20世紀80年代末期在解決了工作面突出預(yù)測方法后，為此階段提供了技術(shù)支持。綜合防治突出措施，是由突出危險性預(yù)測、防止突出措施實施、防治突出措施效果檢驗和為防止人員傷亡而采取安全措施等所組成。隨著礦井的采掘深度的不斷加深，采掘強度不斷加大，對防治突出的要求也將不斷提高，主要表現(xiàn)為：已有防突方法已不適應(yīng)自然條件和采掘方式的變

34、化，例如：自然條件的變化對執(zhí)行防治突出措施不利，受市場經(jīng)濟的影響，突出礦井要求高效低成本，因而要求防突措施必須在提高效率降低成本上下功夫，防突的發(fā)展趨勢是采用高科技手段來預(yù)測煤層的突出危險性和提高措施的有效性。為此：l         在工作面預(yù)測方面：采用聲發(fā)射(地音檢測)、電磁輻射等非接觸式預(yù)測方法，l         在區(qū)域預(yù)測方面：采用物探法(無線電波透視或槽波地震CT成像)技術(shù)，l    

35、;     在防突措施方面：提高措施的有效作用范圍，例如水力擴孔技術(shù)、氣體致裂低透氣性煤層技術(shù)等。七、煤與瓦斯突出預(yù)測技術(shù)通常根據(jù)預(yù)測范圍將預(yù)測分為區(qū)域預(yù)測和工作面預(yù)測。l         20世紀50年代開始進行預(yù)測的嘗試，1959年從原蘇聯(lián)引進與研究了p與f測定方法。l         從20世紀50年代到20世紀80年代初的30多年里，我國大多數(shù)的研究者從事區(qū)域性預(yù)測，并取得了進展。l

36、60;        從20世紀80年代開始，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院著手研究工作面的預(yù)測方法與指標，確定了以測定鉆屑瓦斯解吸量與鉆屑量為主要方法的工作面預(yù)測方法，研制出ATY突出預(yù)測儀和其改進型WTC瓦斯突出參數(shù)測定儀，該方法被列入我國防治煤與瓦斯突出細則)中主要的工作面預(yù)測方法之一。l         與此同時，煤炭科學(xué)研究總院撫顧分院研制了MD2型解吸指標測定儀在北票礦務(wù)局試驗了h2工作面預(yù)測方法，從多方面多途徑開展了工作面突出預(yù)測。1、突

37、出危險區(qū)域預(yù)測 （1）多因素綜合預(yù)測法（2）物探法（3）瓦斯地質(zhì)法2、工作面煤與瓦斯突出危險性預(yù)測工作面突出預(yù)測指標分為兩類：l         以鉆屑量為代表的應(yīng)力指標l         瓦斯指標瓦斯指標有：鉆孔瓦斯涌出初速度（q）鉆屑瓦斯解吸量指標(K1，h2)3、聲發(fā)射預(yù)測預(yù)報突出（1）技術(shù)原理（2）系統(tǒng)組成4、電磁輻射法預(yù)測工作面突出危險1.5 礦井瓦斯爆炸及其預(yù)防一、礦井瓦斯的爆炸現(xiàn)象 (一)瓦斯爆炸化學(xué)反應(yīng)瓦斯爆炸是瓦斯和空

38、氣組成混合爆炸性氣體在火源作用下發(fā)生的一種迅猛的氧化反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)式為：l         瓦斯?jié)舛葹?.5是理論上瓦斯爆炸最猛烈的濃度。l         瓦斯氧化、燃燒、爆炸的通常解釋為鏈鎖反應(yīng)理論。根據(jù)瓦斯空氣混合氣體燃燒、爆炸時的火焰?zhèn)鞑ニ俣燃皼_擊波壓力的大小，可以把瓦斯的燃爆類型分為三種：1速燃火焰?zhèn)鞑ニ俣仍?0 ms以內(nèi)，沖擊波壓力在0.15大氣壓以內(nèi)。它可以使人燒傷，引起火災(zāi)。2爆燃火焰的傳播速度在音速以內(nèi)；沖擊波壓力高

39、于0.15大氣壓。它對人和設(shè)施有較強的殺傷能力和摧毀作用。3爆炸火焰?zhèn)鞑ニ俣瘸^音速，達到每秒數(shù)千米；沖擊波壓力達到數(shù)個至數(shù)十個大氣壓。它對人和設(shè)施具有強烈的殺傷能力和摧毀作用。 (二)瓦斯爆炸的效應(yīng)激烈的氧化反應(yīng)；放出大量的熱，產(chǎn)生高溫；高溫氣體引起體積的驟然膨脹，形成的高溫高壓氣體；正向沖擊波；反向沖擊波；會發(fā)生第二次爆炸和連續(xù)爆炸；有時還能引起煤塵爆炸及導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生；產(chǎn)生大量的有害氣體，大量的一氧化碳產(chǎn)生，是造成人員傷亡的主要原因。(三)瓦斯爆炸的條件及影響因素瓦斯爆炸的必要條件：一是瓦斯?jié)舛冗_到一定范圍；二是存在高溫火源；三是有足夠的氧氣。三者缺一不可。1.瓦斯?jié)舛?)瓦斯爆炸的濃度界

40、限。當瓦斯?jié)舛葹?-6至14-16時，混合氣體有爆炸性；l         瓦斯只有在一定的濃度范圍內(nèi)才有爆炸性，這個濃度范圍稱為爆炸界限。其最低濃度(5-6)稱為爆炸下限，最高濃度(14-16)稱為爆炸上限。l         當瓦斯?jié)舛葹?.5發(fā)生爆炸時，其爆炸威力最大。2)影響瓦斯爆炸界限的因素瓦斯爆炸界限并不是固定不變的。其變化同混入混合氣體中其他可燃氣體、煤塵、惰性氣體的多少及混合氣體所在環(huán)境的溫度高低、壓力大小等因素有關(guān)。上

41、述諸因素中擴大爆炸界限的因素有：     其他可燃氣體的混入多種可燃氣體混入，增加了爆炸性混合氣體的總濃度，使瓦斯爆炸界限擴大，即爆炸下限降低，爆炸上限增高。多種可燃氣體混合物的爆炸界限可按下式計算：式中 C混合氣體的爆炸下限(或上限)，按體積； C1、C2、C3混合氣體中各種可燃氣體的爆炸下限(或上限) x1, x2, x3一混合氣體中各種可燃氣的體積百分數(shù)、； x可燃氣體之總含量(xx1+x2+x3+)。煤塵混入煤塵混入到瓦斯空氣的混合氣體中，使瓦斯的爆炸下限降低，爆炸的危險性增加。初始溫度初始溫度越高，瓦斯爆炸范圍越大。初始壓力初始壓力越大，瓦斯爆

42、炸范圍越大。2氧的含量當氧在混合氣體中的濃度低于l2時，混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。3引火溫度引火溫度是指點燃瓦斯所需要的最低溫度，一般認為是650-750。它的高低與瓦斯的濃度有關(guān)。l         引火延遲性l         感應(yīng)期綜上所述，瓦斯空氣混合氣體爆炸一定要同時具備三方面條件：瓦斯在混合氣體中的濃度超過爆炸下限，即形成瓦斯積聚；混合氣體中氧的濃度不低于12；存在溫度高于引燃瓦斯的熱源并且其存在時間比感應(yīng)期長。(四)煤礦

43、瓦斯爆炸原因的分析根據(jù)瓦斯爆炸的必要條件，分析煤礦井下瓦斯爆炸的基本因素是積存瓦斯和火源。對國內(nèi)外煤礦發(fā)生瓦斯爆炸的地點統(tǒng)計表明，絕大部分瓦斯爆炸發(fā)生在瓦斯煤層的采掘工作面，其個又以掘進工作面占多數(shù)。掘進工作面較易發(fā)生瓦斯爆炸的原因：l         瓦斯涌出量大，局部通風(fēng)機通風(fēng)可靠性差，容易形成瓦斯積聚；l         使用的電氣設(shè)備較多(電鉆、扇風(fēng)機、掘進機等)及經(jīng)常放炮，出現(xiàn)引火熱源機會多。回采工作面容易發(fā)生瓦斯爆炸的地點：

44、 l         工作面上隅角處l         采煤機工作時切割機構(gòu)附近此外，由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)不合理，通風(fēng)巷道失修，供風(fēng)量不足，管理不善造成風(fēng)流短路及自然風(fēng)壓大的礦井在倒風(fēng)季節(jié)等均會造成瓦斯積存。造成瓦斯爆炸的原因，國內(nèi)外統(tǒng)計資料說明，還有思想上的麻痹，管理上的松懈。二、瓦斯爆炸案例某煤礦特大瓦斯爆炸事故1礦井概況2事故經(jīng)過及搶險救災(zāi)過程3事故的直接原因(1)事故的直接原因(2)事故性質(zhì)4造成傷亡嚴重的主要原因及礦井安全管理中存

45、在的問題三、預(yù)防瓦斯爆炸的措施防止瓦斯爆炸事故發(fā)生的措施很多，總結(jié)起來，主要包括三個方面：防止瓦斯積聚；防止瓦斯引燃；防止瓦斯爆炸事故擴大。(一)防止瓦斯積聚的措施（每項措施結(jié)合煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定展開講解）所謂瓦斯積聚是指局部瓦斯的濃度超過2，其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。防止瓦斯積聚的方法有：1加強通風(fēng)2嚴格檢查和監(jiān)測井下瓦斯?jié)舛?及時處理積聚瓦斯4抽放瓦斯(二)防止瓦斯引燃措施（每項措施結(jié)合煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定展開講解）防止瓦斯引燃的原則：堅決禁止一切非生產(chǎn)需要的火源下井；對生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源嚴加管理，防止熱源產(chǎn)生或限定其引燃瓦斯的能力。1加強明火管理 2嚴格放炮制度3消除電器火花4.

46、嚴防摩擦火花發(fā)生5防止靜電火源出現(xiàn) (三)防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴大措施 (1)編制預(yù)防和處理瓦斯爆炸事故計劃；組織與訓(xùn)練好礦山救護隊；使礦工熟悉并掌握預(yù)防瓦斯爆炸的基本知識和有關(guān)的規(guī)章制度；每個下井人員部必須隨身攜帶自救器，而且每年至少組織一次礦井救災(zāi)演習(xí)。(2)發(fā)生重大瓦斯爆炸事故時，礦務(wù)局局長、礦長和總工程師必須立即趕到現(xiàn)場指揮搶救工作，以防事故范圍擴大。(3)各生產(chǎn)水平、各生產(chǎn)采區(qū)，都必須有單獨的回風(fēng)道，各采掘工作面應(yīng)采用獨立通風(fēng)。實行分區(qū)通風(fēng)。(4)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)力求簡單。(5)主要通風(fēng)機出風(fēng)井口安設(shè)防爆門，主要通風(fēng)機安設(shè)反風(fēng)裝置。(6)礦井兩翼、相鄰采區(qū)(或煤層)都必須用巖粉棚或水棚等隔開，

47、在所有運輸巷道和回風(fēng)巷道中進行撤布巖粉。四、綜放面瓦斯瓦斯涌出特點及治理(一)綜采放頂煤瓦斯涌出的特點(1)瓦斯來源同普通綜采相比有了明顯變化。(2)綜放工作面瓦斯涌出地點的特殊性。(3)隨著工作面的推進，在風(fēng)量不變的情況下，瓦斯量有增大的趨勢。(二)引起瓦斯爆炸的幾種可能性(1)火災(zāi)引爆瓦斯；(2)頂板巖石冒落沖擊引爆瓦斯；(3)處理大塊殲石放炮引爆瓦斯；(4)其他高溫引爆瓦斯。(三)處理綜放瓦斯問題(1)加強采前煤層瓦斯抽放是從根本上減少綜故開采瓦斯的途徑。(2)開采保護層。(3)重點瓦斯場所設(shè)專職瓦斯檢驗員負責檢查瓦斯情況，同時負責監(jiān)督檢查本區(qū)內(nèi)的通風(fēng)設(shè)施，發(fā)現(xiàn)風(fēng)門損壞、工作面風(fēng)量不足等

48、情況時及時進行處理。(4)重點瓦斯場所的班組長、放炮員、機組手每班各帶一臺便攜式報警儀，在打眼前、放窗前、放窗時、開機組前、開機組割煤時檢查CH4，當CH41.0時停止作業(yè)。(5)在工作面設(shè)兩臺瓦斯探頭Tl、T2，Tl設(shè)在上隅角與回風(fēng)叉口處，T2設(shè)在全風(fēng)壓回風(fēng)岔口以里10l 5m處。(6)工作面回風(fēng)流及上隅角瓦斯探頭信號反饋至地面微機監(jiān)測室，使井上下數(shù)據(jù)準確，嚴禁超差，每隔10天對探頭用標推氣樣進行校準，地面監(jiān)測室發(fā)現(xiàn)瓦斯超限，立即匯報調(diào)皮室，并下達停止生產(chǎn)指令。(7)工作面所有電器設(shè)備設(shè)專人檢查維修，防爆率達到100。(8)當采空區(qū)瓦斯量增大，采取掘送瓦斯尾巷的辦法抽放采空區(qū)瓦斯，以達到降低

49、瓦斯?jié)舛鹊哪康摹?9)加大工作面入風(fēng)量，將采空區(qū)涌出的瓦斯及時沖淡或排除。(10)對于采空區(qū)及工作面上隅角瓦斯積聚可采取設(shè)置擋風(fēng)障或局部通風(fēng)機的辦法，使一部分風(fēng)流經(jīng)瓦斯積聚地點將瓦斯沖淡或排除。1.6 礦井瓦斯抽放及利用一、概述二、瓦斯抽放方法的分類根據(jù)瓦斯的來源、抽放與采掘的時間配合、抽放工藝手段等，可分為兩大類、三種形式、五種方法。三、 礦井瓦斯抽放(一)本煤層抽放瓦斯 (二)鄰近層的瓦斯抽放(三)采空區(qū)的瓦斯抽放四、 抽放設(shè)備(一)瓦斯泵 (二)瓦斯管路(三)安全裝置1. 放水器 2防回火網(wǎng)3水封式阻焰器 (四)瓦斯罐五、礦井瓦斯利用1、化工原料2、工業(yè)燃料3、民用燃料第2章 礦塵及防治

50、煤塵爆炸是煤礦五大災(zāi)害之一，其后果往往極為慘痛，傷亡嚴重，損失驚人，危害性極大。同時由礦塵引起的塵肺病危害著職工的健康，每年因塵肺死亡人數(shù)3000人左右。因此，解礦塵的性質(zhì)和危害，掌握其防治方法十分必要。本章要求：1)        了解礦塵的產(chǎn)生、分類、礦塵的危害性；2)        掌握礦塵性質(zhì)；3)        熟悉塵肺病發(fā)病機理及影響因素；4)  

51、0;     理解煤塵爆炸機理；5)        掌握綜合防塵技術(shù)。2.1 礦塵的產(chǎn)生及其危害一、礦塵及其分類(一)礦塵的含義l         礦塵是指在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中生成的直徑不大于l mm的礦物微粒的總稱。l         礦塵的大小叫粒度(D)，單位： (二)礦塵的分類l   &#

52、160;     按礦塵的組成可分為：巖塵和煤塵，它們都能使人得礦塵職業(yè)病，而且煤塵還能爆炸，給礦井造成極大威脅。l         全塵，呼吸性粉塵l         浮塵，落塵二、礦塵的性質(zhì) 1、游離二氧化硅 2、粒度 3、分散度4、濃度5、濕潤性6、荷電性7、光學(xué)特性三、礦塵的生成及影響因素 (一)礦塵的產(chǎn)生l       

53、;  煤礦在開拓、掘進、采煤、運輸及提升各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，隨著巖體和煤體的破壞、碎裂，便產(chǎn)生大量的礦塵。l         打眼、爆破、放頂?shù)裙ば蛏傻牡V塵最多。l         礦山壓力和地質(zhì)構(gòu)造的作用也會生成礦塵。l         礦塵的主要來源是在生產(chǎn)過程中形成的。(二)影響礦塵產(chǎn)生的因索1自然條件1)礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層、褶皺比較多，巖層

54、和煤層遭到破壞的地區(qū)，開拓、開采時，礦塵的產(chǎn)生量最大。2)煤層的傾角越大，厚度越大，采掘過程中煤塵的發(fā)生量越大。3)煤質(zhì)脆、節(jié)理發(fā)育、結(jié)構(gòu)疏松、水分少的煤層，開采時，煤塵助產(chǎn)生量大。2采掘條件1)采掘機械化程度高，采掘強度大時，礦塵的發(fā)生量大。2)采煤的方法不同，生成煤塵的量不一樣。3)通風(fēng)的狀態(tài)不同，空氣中的礦塵量不同。風(fēng)速是影響井下空氣中含塵量的重要因素。四、礦塵的存在狀態(tài)煤礦井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)形成的礦塵，一般是一種不均質(zhì)的、不規(guī)則的和不平衡的礦物微粒，它呈復(fù)雜運動狀態(tài)懸浮于空氣中，隨風(fēng)流而飄動，一部分被風(fēng)流帶出礦井，而大部分卻留在礦井內(nèi)。隨著時間的延長，在井下各處的礦塵的存在狀態(tài)又可分為兩種

55、：浮游礦塵和沉積礦塵。(一)浮游礦塵(浮塵)浮塵指懸浮飛揚在煤礦井下空氣中的礦塵，其粒度(D)小于 。(二)沉積礦塵(落塵)落塵指礦井空氣中沉降在巷道四周和巷道中各種堆積物上的礦塵，其粒度(D)大于10 。l         浮塵和落塵的存在狀態(tài)不是絕對不變的。l         浮塵在空氣中的飛揚時間，取決于粒度、比重、形狀。同時還受空氣的溫度、濕度，尤其是風(fēng)速的影響。l     &#

56、160;   當落塵受到機械振動、爆風(fēng)沖擊以及巷道中風(fēng)速的變化等外界條件干擾時，可再次飛揚，成為浮塵。五、礦塵含量的表示方法及衛(wèi)生標準(一)礦塵的含量及礦塵的分散度1礦塵的合量及表示方法礦井空氣中單位體積內(nèi)所含浮塵的數(shù)量叫礦塵濃度。有兩種表示方法：1) 重量法。單位：mg/ m3或gm3。2）計數(shù)法。單位：粒/cm3。我圍規(guī)定用重量法表示礦塵濃度。2礦塵的分散度及其表示方法礦塵的分散度是指礦塵的整體組成中各種粒度的塵粒所占的百分比。分散度有兩種表示方法：1)重量百分比2)數(shù)量百分比l       

57、0; 我國對礦塵的分散度劃分為四個計測范圍：小于2 ；2-5 ；5-10 ；大于10 。l         礦塵組成中，小于5 的塵粒所占的百分比越大，對于人體的危害就越大。l         根據(jù)礦井的實測資料， 5 以下的礦塵占90以上。這部分礦塵不僅危害性很大，而且更難捕獲和沉降。為此，應(yīng)是通風(fēng)防塵工作的重點。(二)礦塵的衛(wèi)生標準礦塵的衛(wèi)生標準、就是礦塵的最高允許濃度。規(guī)程規(guī)定了井下有人工作的地點和人行道的空氣中粉塵的濃度的標準。

58、六、礦塵的危害(1)對人體的危害：塵肺病皮膚病；慢件中毒。(2)煤塵爆炸。會使人身受到傷害。破壞設(shè)備，其至毀壞整個礦井。(3)加速機械的磨損，減少精密儀表的使用時間。(4)降低工作場所的能見度，使工傷事故增多。2.2 礦塵職業(yè)病及其預(yù)防一、礦塵職業(yè)病l         概述l         煤礦塵肺病分類二、塵肺的發(fā)病原因及影響因素(一)發(fā)病原因關(guān)于塵肺的發(fā)病原因，說法很多，但一般認為得病的原因是：含有游離的二氧化硅粉塵侵入肺泡中后，

59、同肺泡中的水形成硅酸，而硅酸毒化肺部組織并逐漸使肺部組織纖維化，失去彈性，呼吸能力受到損傷，從而出現(xiàn)喘息、咳嗽、胸癰等塵肺病各種癥狀，嚴重時可使人喪失勞動能力，直至死亡。(二)影響塵肺發(fā)病的因素1礦塵中游離二氧化硅的含量2礦塵粒度3礦塵濃度4從事巖石作業(yè)時間5個體防護三、預(yù)防塵肺的技術(shù)措施采取綜合性防塵措施，包括：濕式鑿巖、加強通風(fēng)、放炮噴霧、裝巖灑水、沖洗巖幫以及個體防護等。(一)濕式鑿巖l         在巖巷掘進中，濕式鑿巖是最有效的防塵措施。l     &

60、#160;   為了提高濕式鑿巖的防塵效果，必須抓住兩個重要環(huán)節(jié)：水質(zhì)和水量。(二)通風(fēng)除塵(三)放炮噴霧爆破是產(chǎn)生礦塵的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。事實說明，爆破時采用噴霧灑水措施防塵效果是顯著的。(四)裝巖灑水裝巖灑水主要是為了防止混雜在破碎巖石中的礦塵在裝車時再度飛揚，為此在裝巖之前要盡量多灑水，使之充分濕潤。(五)洗刷巖(煤)幫在放炮時，未能被噴霧灑水捕捉而沉落于巷道兩幫與頂部的礦塵，在撮碴時受到擾動而再度飛揚的結(jié)果。(六)個體防護措施個人防護是指戴防塵口罩等。防塵口罩有兩種：一種是普通過濾式口罩，另一種是過濾式送風(fēng)口罩。前者有紗布口罩、泡沫塑料口罩、上海勞研口罩、武安302

61、型口罩等；后者是借助小型通風(fēng)機的動力，使含塵空氣通過高效率的濾料凈化，然后送到口罩內(nèi)供人呼吸。2.3 煤塵爆炸及預(yù)防一、煤塵的燃燒和爆炸l         凡是遇火源能發(fā)生燃燒和爆炸的固體粉塵都稱為可燃粉塵。l         煤塵是一種可燃粉塵。(一)煤塵爆炸的原因1煤塵的氧化面積增大2. 可燃氣的作用(二)煤塵爆炸發(fā)展過程分析煤塵爆炸的過程，由以下三步發(fā)展形成的：l     

62、0;   懸浮的煤塵在熱源的作用下被干餾而形成可燃氣體；l         可燃氣體與空氣混合而形成燃燒；l         煤塵燃燒放出熱量，熱傳導(dǎo)和火焰輻射，附近懸浮受熱氣化，燃燒循環(huán)持續(xù)進行，反應(yīng)速度越來起快，通過劇烈的燃燒，最后形成爆炸。(三)煤塵爆炸的特征煤塵的爆炸具有與瓦斯爆炸相類似的特點，爆炸后同樣要產(chǎn)生高溫、高壓和沖擊波及生成大量有害氣體、皮渣、粘塊等。1. 爆炸溫度煤塵的爆炸使爆源周圍氣體的溫度上升

63、到2300-3500。這種高溫是造成煤塵爆炸連續(xù)發(fā)生的重要條件。2爆炸壓力煤塵的爆炸使爆源周圍氣體的溫度急劇上升，必然使氣體的壓力突然增大。許多國家曾分別在實驗空和巷道中進行測定。其結(jié)過表明，爆炸壓力隨離開爆源的距離的延長而跳躍式的不斷增大，爆炸在擴展過程中如果有障礙物阻攔或巷道的斷面突然變化及巷道拐彎等，則爆炸壓力將增加得更大。3爆炸速度在爆炸產(chǎn)生高溫高壓的同時，爆炸火焰和爆炸沖擊波以極快的速度間外傳播：利用實驗巷道對其傳播速度進行了測定，結(jié)果表明，每秒可達到1000多米。4. 沖擊波煤塵爆炸向樣形成沖擊波，其傳播速度比爆炸火焰?zhèn)鞑サ眠€要快，有的可達2400 ms，對礦井的破壞極大。5。煤塵

64、爆炸后生成大量的一氧化碳氣體，其濃度可達2-3，有時甚至高達8左右這是造成礦工大量中毒傷亡的主要原因。6爆炸生成皮渣和粘塊煤中含有不可燃物體，煤塵爆炸又缺乏氧氣，因此，煤塵的燃燒是不完全的，一部分煤塵燃燒了，另一部分煤塵被局部焦化，并附在巷道、支架上，在巷道的周圍及煤壁上形成一種燒焦的皮渣和粘塊。根據(jù)皮渣和粘塊在支柱上的位置不同，可以判斷出煤塵爆炸的程度。1)當煤塵爆炸速度較小時，火焰和沖擊波以較慢的速度傳播，皮渣和粘塊在支柱的兩側(cè)，爆炸傳來的方向堆積較密；2)當爆炸速度很大時，皮渣和粘塊在支柱的迎風(fēng)側(cè)； 3)當爆炸速度極大時，皮渣和粘塊在支柱的背風(fēng)側(cè)，而在迎風(fēng)側(cè)有火燒痕跡。l &#

65、160;       煤塵爆炸生成的皮渣和粘塊是它區(qū)別于瓦斯爆炸的重要特征。二、煤塵爆炸的必要條件及影響因素(一)煤塵爆炸的必要條件煤塵爆炸必須同時滿足以下三個條件：l         煤塵本身具有爆炸性；l         煤塵必須懸浮在空氣中，并達到一定的濃度；l         有一個引爆煤塵

66、的熱源。1. 煤塵的爆炸性煤塵爆炸是煤塵受熱氧化后，放出可燃性氣體遇高溫發(fā)生劇烈反應(yīng)形成的。有的煤塵受熱氧化后，產(chǎn)生很少的可燃氣體，不能使煤塵發(fā)生爆炸。所以煤塵又可分為有爆炸性煤塵和無爆炸性煤塵。確定煤塵爆炸性可用下列方法：1)試驗鑒定法。試驗鑒定煤塵的爆炸性有兩種方法：一種方法是在類似于并下巷道的大型煤塵爆炸試驗巷道內(nèi)，用近似礦井的條件下進行爆炸性鑒定。此法比較準確，但是工作比較繁重，而且復(fù)雜，同時消耗的人力及物力也較大，需要的時間長，所以，一般僅為標準鑒定用。另一種方法是我國目前采用的“大管狀煤塵爆炸鑒定儀”的試驗鑒定法，此法是在1100高溫下確定煤塵的爆炸性的。l         鑒定方法2)統(tǒng)計判斷法。利用工業(yè)分析計算出來的可燃揮發(fā)分，又稱揮發(fā)指數(shù)(符號VT)來大致判斷煤塵的爆炸性。一般說來，可燃揮發(fā)分越高，煤塵的爆炸性越強。計算公式從公式中可以看出，可燃揮發(fā)分就是煤中所含揮發(fā)分與可燃物質(zhì)的百分比。l         正是由煤塵可揮發(fā)分(VT)能夠初步地判斷其爆炸的危險程度，所以又稱其為煤塵爆炸指數(shù)。l