矿井灾害与预防及事故案例分析
授课班级：测量工培训班 授课教师：
授课时间：2015年6月
授课题目：矿井灾害与预防及事故案例分析 授课人：刘芋宏
教学目标：熟练掌握煤矿五大自然灾害发生事故前 的预兆及发生事故现场处理方法 教学重点和难点：
1、出现灾害事故如何进行安全撤离 2、出现灾害事故现场如何进行处理
矿井灾害与预防及事故案例分析
煤矿的五大灾害是瓦斯、煤尘、水、火和顶板灾害。 1.瓦斯是指井下各种有毒、易燃易爆的气体；
2.煤尘是指能爆炸的煤尘和浓度达到可以导致尘肺的煤尘； 3.水是指可以导致煤矿淹井或出现人员伤亡的涌水或透水； 4.火是泛指井下发生的各种火灾；
5.顶板灾害是指煤矿巷道或采区顶上的岩层发生的各种垮塌或冒落事故。 一：瓦斯灾害
（一）瓦斯爆炸的条件是：有一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。 1、瓦斯浓度
瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5％～16％。 当瓦斯浓度低于5％时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9．5％时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16％以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。
瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。 2、引火温度
瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7％一8％时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。 3、氧的浓度 实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12％以上，就可能发生爆炸。因此，对火区应严加管理，在启封火区时更应格外慎重，必须在火熄灭后才能启封 （二）瓦斯喷出预兆
从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯（二氧化碳）异常涌出的现象称为瓦斯（二氧化碳）喷出。
瓦斯喷出前常有预兆，如风流中的瓦斯浓度增加，或忽大忽小，嘶嘶的喷出声，顶底板来压的轰鸣声，煤层变湿，变软等。
（三）瓦斯、煤尘爆炸事故处理的具体措施 1、首先切断灾区电源。
2、组织受爆炸威胁的区域的工作人员按避灾路线迅速撤到安全地点，直至升井。 3、迅速组织矿山救护队对灾区全面侦察，救出遇险人员，查清遇难人数及地点、气体、温度和通风设施破坏情况，对通风设施破坏的，要及时采取有效措施恢复通风。 4、因爆炸引起的火灾，在恢复通风之后，按照火灾处理方案处理。 （四）煤与瓦斯突出预兆及突出事故的处理措施
1、内部向采掘工作空间突然喷出煤（岩）和瓦斯的现象，简称瓦斯突出或突出。 绝大多数的突出，在突出发生前都有预兆，没有突出预兆的突出是极少数。突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。
2、有声预兆：顶板来压，支架劈裂声，掉渣声，煤壁发生震动，从煤体深部发出煤炮声。
3、无声预兆：瓦斯涌出异常，瓦斯忽大忽小，打钻喷瓦斯、喷煤等。煤层紊乱，煤厚、倾角急变，见断层等。感觉迎头变冷。迎头出现\黑烟\现象。 （五）突出事故的具体处理措施
1、发生突出事故时，首先应切断灾区及其回风流电源，如因停电有可能造成水淹时，应做到停电的不送电，已送电的不停电。
2、不准停风或反风，防止风流紊乱扩大灾情，如通风系统和通风设施遭到破坏，应设置临时风障、风门及局部扇风机恢复通风，并以最短的路线引导瓦斯进入总回风道，排风井口50m范围内不得有火源，并设专人监视。
3、在处理突出事故过程中，时刻加强对突出点的观察，当突出点有异常情况，可能发生二次突出时，要立即撤出人员。
4、对灾区加强警戒工作，阻止没佩带呼吸器人员进入灾区，并引导遇险人员撤出危险区。
二：煤尘灾害
煤尘爆炸的条件：爆炸性煤尘浓度达到45-2000g每立方米，遇到高温火源(700-800℃)，有充足的氧气。
综合防尘措施：坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的防治水原则。 1、岩巷工作面综合防尘的要求 ⑴、岩巷掘进工作面必须使用高效除尘风机，并制定安全技术措施，经矿总工程师批准。推广使用附壁风筒新技术，可安设风量调节装置控制风量，保持供风量与除尘风机吸风量相匹配。
⑵、在工作面100-150m范围内，必须安装2-3道全断面纱网防尘帘。防尘帘必须按巷道断面设计，确保紧贴巷道周边，与巷道周边的间隙不大于50mm。每道防尘帘前0.3-0.5m，必须安装能覆盖巷道全断面的喷雾装置，作业时施工单位必须开启喷雾装置。
⑶、综掘机组外喷雾装置必须完好，如原无内喷雾或外喷雾效果差，应增加高压雾屏外喷雾装置，水压不小于8MPa。
⑷、人员作业时必须佩带防尘口罩。综掘机司机等相对固定的岗位人员，必须佩带个体正压呼吸装置。
2、煤巷工作面综合防尘的要求
⑴、煤厚超过1.3m的综掘工作面，应该采取工作面煤层注水。
⑵、在工作面100-150mm范围内，必须安装2-3道全断面纱网防尘帘。防尘帘必须按巷道断面设计，确保紧贴巷道周边，与巷道周边的间隙不大于50mm。每道防尘帘前0.3-0.5m，必须安装能覆盖巷道全断面的喷雾装置，作业时施工单位必须开启喷雾装置。 ⑶、推广使用泡沫除尘技术、根据煤尘特性先择除尘剂，提高除尘效果。
⑷、综掘机组外喷雾装置必须完好，如原无内喷雾或外喷雾效果差，应增加高压雾屏外喷雾装置，水压不小于8MPa。
⑸、人员作业时必须佩带防尘口罩。综掘机司机等相对固定的岗位人员，必须佩带个体正压呼吸装置。
3、采煤工作面综合防尘的要求
⑴、煤厚超过1.3m的采煤工作面，两巷必须采取两巷长钻孔注水（可利用瓦斯抽采钻孔）；工作面可利用检修时间实施短钻孔注水，并在作业规程中明确注水压力、时间等。 ⑵、安装采煤机高压引射喷雾降尘装置，喷雾压力在10-12MPa，提高采煤机外喷雾效果。
⑶、综采支架必须安装有移架喷雾或尘源跟踪自动喷雾装置。回风巷安装2-3道全断面纱网防尘帘。每道防尘帘前0.3-0.5m，必须安装能覆盖巷道全断面的喷雾装置，作业时施工单位必须开启喷雾装置。 4、其它地方的防尘要求 （1）、打钻地点的防尘：岩孔施工必须采取湿式钻孔。煤孔施工原则上采用湿式钻孔，采取干式钻孔施工时，必须使用孔口环形喷雾、负压引射器等防尘装置。干式钻孔下风侧20-30m处，至少安设两道防尘帘，每道防尘帘前安装一道净化喷雾装置。 （2）、喷浆地点的防尘：开展应用湿式喷浆技术试验。喷浆地点具备条件应采用正压呼吸面罩，喷浆地点下风侧50m范围内必须安装能覆盖巷道全断面的净化喷雾装置，拌料、喷浆时必须开启喷雾装置。 三、水灾
透水事故预兆及水灾事故的处理措施 （一）井下采掘工作面透水前的预兆：
挂汗、挂红、水叫、空气变冷、出现雾气、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起、水色发浑、有臭味、采掘工作面有害气体增加、积水区向外散发出瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体、裂隙出现渗水。
（二）由于矿井水的来源不同，发生透水前的预兆各有特点： 1、老空水透水预兆； 2、溶洞水透水预兆； 3、断层水透水预兆； 4、冲积层透水预兆。
（三）水灾事故处理的具体措施
1、迅速组织和抢救受水灾威胁区域人员的撤离危险区，直至升井。 2、切断灾区电源。
3、启动泵房所有水泵，加强排水，必要时可增加大功率扬程的水泵。 四、火灾
火灾有两种：一种是内因火灾；一种是外因火灾 （一）外因火灾预防
定义：由外部火源(如明火、爆破、电流短路等)引起的火灾。 1、严禁携带烟火、戴电子手表、穿化纤衣服入井。
2、井下和硐室不准存放汽油、煤油和变压器油，井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶内，用过的棉纱布头和纸也必须放在盖严的铁桶内，并由专人定期送地面处理，不准乱放乱扔。严禁将剩油、废油洒在井巷和硐室内。
3、加强电气设备管理，消灭\鸡爪子\、\羊尾巴\和明接头，禁止使用非阻燃皮带，皮带机的低速、满眼、堆煤等保护装置必须齐全可靠，托辊转动灵活，遗煤要清理干净，防止皮带摩擦着火。
4、井下储存的炸药、雷管量不得超限，严禁炸药、雷管混放，火工品的运送和使用应按《煤矿安全规程》规定执行。
5、皮带机必须按《煤矿安全规程》规定安装安全保护保护装置，并严格执行护实验制度，确保各种保护动作灵敏可靠。及时清理皮带下积煤，防止磨擦发火。 （二）内因火灾预防
定义：由于煤炭或其他易燃物质自身氧化积热，发生燃烧而引起的火灾。 1、回采工作面收作后，必须及时撤出设备，在45天内实施双墙封闭，并及时灌满灌实。 2、所有入井人员必须佩戴隔离式自救器，并会正确使用。 3、严格入井检身制度。
4、井下工作人员必须熟悉灭火器材的使用方法，并熟悉本职工作区域内灭火器材的存放地点。
5、任何人发现井下火灾及征兆时，应视火灾地点的性质、灾区的通风和瓦斯情况，立即采取一切可能的方法直接灭火，控制火势，并迅速报告矿调度室。火灾在现场无法扑灭的情况下，由班组长、保安员带领人员佩戴自救器，有组织地按避灾路线撤离危险区到新鲜风流中，直至地面。 6、根据火区实际情况，分析火灾原因，进一步判断火区的范围，预测火灾发展的趋势，制定切实可行的治理方案，并遵循下列原则，立即组织实施。
①电气设备着火时，应首先切断电源,在电源切断前，只准用不导电的灭火器材灭火。 ②对于油料着火不能使用喷水灭火，应使用砂子、干粉等灭火材料。 ③机电硐室发生火灾时，要关闭防火门或构筑临时密闭隔离风流。
④用水灭火时，要从火源的外围逐渐向火源的中心喷射，灭火人员站在上风侧。抢救人员和灭火过程中，必须指定专人检查瓦斯、一氧化碳及其它有害气体及煤尘、风流、风量情况，还必须采取防止瓦斯、煤尘爆炸和人员中毒的安全措施。 （三）煤炭自然发火预兆
煤炭自燃的初期，人体感观能感觉到的预兆有： 1、视力感觉。 2、气味感觉。 3、温度感觉。 4、疲劳感觉。
（四）火灾事故处理的具体措施 1、处理火灾事故的基本原则
⑴积极抢救遇难遇险人员，组织撤出火区及波及范围内的人员。
⑵采取积极有效措施扑灭火灾，防止烟雾沿井巷蔓延，危及井下工作人员安全。
⑶火灾过程中，采取有效的措施，充分利用控制通风方法和方式，防止瓦斯聚积，发生瓦斯、煤尘爆炸事故，防止火风压产生风流逆转，扩大灾情。 2、扑灭不同地点火灾的方法
⑴回风井筒、井底车场发生火灾时，风流方向不应改变，应采用控制入风防火门，打开通风机风道的闸门或停止通风机等方法减少风量，积极灭火。
⑵进风井筒及井底车场及毗连的硐室发生火灾时，应进行反风或风流短路等方法积极灭火。
⑶火药库着火时，应先将雷管运出，然后将其他爆炸材料运出，如因高温运不出时，则关闭防火门，退往安全地点。
⑷绞车房着火时，应将火源下方的矿车固定，防止烧断钢丝绳，造成跑车伤人。
⑸蓄电池车库着火时，为防止H2爆炸，应切断电源，停止充电，加强通风，并及时把蓄电池运出硐室。
⑹独头巷道发生火灾：
①平巷独头巷道迎头发生火灾，瓦斯不超过2%，要在通风的条件下积极灭火，火灾发生在平巷独头煤巷中段时，严禁用局扇把已聚集的瓦斯经过火点排出，如果情况不清应远距离封闭。
②火灾发生在上山独头煤巷迎头瓦斯不超过2%时，加强通风，排除瓦斯，积极灭火，如瓦斯超过2%仍继续上升，远距离封闭；上山独头煤巷火灾无论发生在什么地方，如局扇已经停止，严禁进入灭火或侦察，应远距离封闭。 五、顶板灾害
（一）空顶作业的管理方法：
(1)锚喷工作面掘进过程中必须打超前锚杆控制顶板。
(2)炮掘架棚巷必须使用前探梁进行超前支护，放炮前要有防崩倒装置。
(3)综掘巷道要使用托梁器托钢梁进行临时支护，掘锚一体化巷道采用机组自身支撑顶梁临时支护。
(4)在开口或贯通前，架棚巷道要先在主巷架设抬棚，抬棚必须有三保险。锚网支护巷道应当补打锚杆锚索维护顶板。 （二）顶板冒落事故预兆
1、发出响声。岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大，木支架会发出劈裂声，紧接着会出现折梁断柱现象，金属支柱活柱会急速下缩，采空区内会发出顶板断裂的闷雷声。 2、掉渣。顶板严重破裂时，出现掉渣；掉渣越多，说明顶板压力越大。 3、片帮加重。
4、顶板出现裂缝。顶板有裂缝并张开，裂缝增多。
5、顶板出现离层。检查顶板要用\问顶\的方法，如果声音清脆表明顶板完好；顶板发出\空空\的响声，说明上下岩层之间已脱离。
6、漏顶。大冒顶前，破碎的伪顶或直接顶有时会因背顶不严和支架不牢固出现漏顶现象，造成棚顶托空、支架松动。
7、瓦斯涌出量增加，含瓦斯煤层顶板冒落前瓦斯涌出量会突然增大。 8、顶板的淋水量明显增加。
9、锚杆支护巷道出现锚杆锚索拉断、失效，托盘变形，顶板整体下沉或出现锅底状，两肩断裂等。
（三）顶板事故预防措施及处理
1、掘进工作面的顶板管理要严格执行\敲帮问顶\制度，不准空顶作业，工作面必须使用临时支护。
2、巷道掘进过程中，要先打超前锚杆或其它临时支护进行维护，严禁在空顶下作业。 3、巷道如遇顶板破碎或地质构造区，可缩小锚杆排间距，并可使用挂网，喷浆联合支护，同时要加大检查力度。
4、锚杆锚网支护安全技术措施：
(1)定期进行井下锚杆锚固力拉拔试验，每次不少于3根，如果发现锚杆实际锚固力与
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