采煤工作面灾害防治培训教案_煤矿灾害预防培训教案

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第一节 矿井五大灾害

一、矿井瓦斯概述

(一)瓦斯的概念、性质和危害

1.瓦斯的概念

瓦斯是指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。瓦斯是伴随着煤的生成而生成的，在生成 1t煤的同时，大约生成1000m3以上的瓦斯。经过很长的地质年 代，大部分瓦斯已逸散到大气中去了，只有少部分至今仍保存在 煤体和围岩中，煤层的倾角大，埋藏浅，顶板透气性好，煤层中 保留下来的瓦斯量就少;反之，煤层中保留下来的瓦斯量就多。

2.瓦斯的性质

瓦斯是无色、无味、无臭的气体，相对密度0.554.能燃烧和 爆炸，难溶于水，有较强的扩散性和渗透性。瓦斯的化学性质很 不活泼。不助然也不供给呼吸。

3.瓦斯的危害

（1）瓦斯燃烧。在瓦斯燃烧地点，空气中的氧气被大量消耗 掉，可能引起火灾或瓦斯和煤尘爆炸事故。

(2)瓦斯爆炸。瓦斯爆炸后产生高温、高压冲击波;引起煤 尘爆炸;反向冲击造成更严重破坏;摧毁巷道与设备;产生大量 有害气体，伤害井下人员。

（3）瓦斯窒息。瓦斯虽无毒性，但不能供人呼吸。当空气中 瓦斯浓度较高时，就会相应地降低空气中氧气含量，能使人因缺 氧面窒息死亡。

（二）瓦斯爆炸及防治措施

一、瓦斯爆炸的基本条件

瓦斯爆炸是指瓦斯和空气混合后，在一定条件下，遇高温热 源发生的热一链式氧化反应，并伴有高温及压力上升的现象。瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件;一是瓦斯浓度在爆炸界线内，一般为5%--16%;二是有足够能量的点火源;三是混合气体中氧气的浓度不低于12%。在井下常见的火源主要有:明火、煤炭自燃、电气火花、违章放炮产生的火焰等。

二、预防瓦斯爆炸的措施

1.防止瓦斯积聚

加强通风，每一矿井都必须采用机械通风，禁止单独利用自然通风。

2.采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度达到1.0%或二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

3.工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1%时，必须停止用电钻打眼;爆破地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1%时，严禁爆破。

4.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20m以内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，进行处理口。5.防止甩气火花和静甩火花。井下检修电器设备、设施时，必须先检查瓦斯，严禁带电作业。

6.防止摩擦和撞击火花。主要措施有;在摩擦发热的装置上安设过热保护装置和温度检测报警断电装置;工作面遇坚硬夹石或硫化铁夹层时，不能强行截割，应放炮处理:定期检查截齿和其后的喷水装置，保证其工作正常。

第二节 矿尘防治

一、矿尘概述

1.矿尘概念

在煤矿生产过程中，伴随煤和岩石破碎而产生的煤、岩石及其他固体物质的细微颗粒称为煤矿扮尘，简称粉尘。矿尘是指矿井生产过程中产生的粉尘。

按矿尘的岩性可分为两种:煤尘和岩尘。煤尘是指细微颗粒的煤炭粉尘;岩尘是指细微颗粒的岩石粉尘。

按矿尘的存在状态可分为两种:浮尘和落尘。浮尘是指悬浮在矿井空气中的粉尘;落尘是指矿井内，因自重而降落、沉积在巷道顶、帮、底板和物体上的粉尘。落尘受影响又可再次飞扬起来变为浮尘。

2.矿尘的来源

矿尘主要是在生产过程中随着煤(岩)体破碎、转运而产生大量矿尘。矿井地质构造复杂，煤层厚，倾角大，脆性强，水分含量小，矿尘发生量就大;机械化程度越高，旋转破碎煤(岩)产生的矿尘越多;爆破、装煤(岩)、锚喷等掘进工序所产生的矿尘次之;运输系统中的各转载点也产生大量矿尘。3.矿尘的性质

矿尘的主要性质有:密度、矿尘中游离二氧化硅的浓度、比表面积、可见度、悬浮性、凝聚性、润湿性、自燃性、爆炸性、荷电性。了解矿尘的性质是做好防尘工作的基础，通常形成粉尘的物质密度比它形成的粉尘密度大;细微顺粒的粉尘表面积显著增大;润湿性是选择除尘设备的主要依据之一;悬浮性、游离二氧化硅浓度、煤尘的自燃性、爆炸性构成矿尘危害。

4.矿尘的危害

矿尘的危害是多方面的，但其主要的危害是引起工人患尘肺病、发生煤尘燃烧和爆炸事故。

（1）工人长期在矿尘环境中工作，吸入大量细微粉尘，从而引起以肺组织纤维化为主的职业病，严重影响人体健康和寿命。预防尘肺病的关键是降低集中发生矿尘地点的矿尘浓度。采取湿式打眼、喷雾洒水、通风除尘、净化风流和个体防尘在内的综合防尘措施，改善井下作业环境，使许多地点的粉尘浓度符合《规程》要求。作业人员要防止吸入人体肺泡区的浮尘，就必须佩戴个体保护器具:防尘口罩、送风口罩或压风呼吸器。

二、煤尘爆炸

(一)煤尘爆炸的基本条件

煤尘爆炸必须同时具备三个基本条件:煤尘本身具有爆炸性 且必须悬浮在空气中，并达到一定浓度(45--2000g/m3);引爆火 源的温度为700---8000C;氧浓度不低于18%。这三个条件缺少任 何一个都不可能发生煤尘爆炸。

煤尘爆炸的主要特征是产生高温、高压冲击波;产生大量的 有害气体是造成人员大量伤亡的重要原因;有“皮渣”和“粘 块”产生。粘结性煤的煤尘爆炸时，一部分煤尘被局部焦化、粘 结在一起，沉积在支架和巷道壁上，形成煤尘爆炸的特有产物 “皮渣”和“粘块”。这是煤尘爆炸区别于瓦斯爆炸的特有标 志。

(二)预防煤尘爆炸的技术措施

预防煤尘爆炸的技术措施可分为三大类:防尘措施、防爆措施、隔爆措施。

1.防尘措施

防尘措施是指尽量减少煤尘的生成和使空气中含尘量降低的措施。减少煤尘生成的措施包括煤层注水湿润煤体、采空区灌水、水封爆破和使用水炮泥、改进采掘机械截齿结构、合理选择截割参数等。降尘、除尘措施包括喷雾洒水降尘、确定合理的风速、清除落尘等。

2.防爆措施

防爆措施主要是指防止引燃煤尘爆炸的措施。包括防止引爆瓦斯措施、《规程》有关安全放炮的一切规定和采用不燃性支护材料等。

3.隔爆措施

隔爆措施是指阻止爆炸传播的技术措施。行之有效的方法是:撒布岩粉、设置岩粉棚、水槽棚、水袋棚、隔爆水幕和自动隔爆装置等。

第三节

矿井火灾防治

矿井火灾是指发生在井下，或发生在地面井口附近，井能直 接威胁井下安全的火灾。

(一)造成火灾的原因

造成火灾事故的主要原因有三个:可燃物的存在、有引火热 源、空气供给。三个要素缺少任何一个，火灾就不能发生。发生 火灾后，取掉任何一个要素，火灾就会逐渐熄灭，这是矿井防灭 火工作的根本依据。

(1)可燃物是被氧化剂所氧化的物质，如煤、木支架、风筒 布、输送带、电缆、瓦斯、燃油等。

(2)热源是指具有一定温度和放出很多热量的火源。

(3)空气供给提供了燃烧所需的氧气，使火灾得以发生和发 展。

(二)矿井火灾的危害

(1)井下发生火灾后，产生大量的有害气体。高温火烟中，一 氧化碳、二氧化硫等严重地威胁着人的生命安全口

(2)引起瓦斯、煤尘爆炸。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井 内，处理火灾过程中易诱发爆炸事故，扩大了灾情及伤亡。

(3)产生火风压口火风压是指火灾产生的高温烟流流经有高 差的井巷所产生的附加风压。火风压常造成风流紊乱，使某些井 巷的风流方向发生逆转现象，受灾范围扩大了，容易使灭火人员陷人火区。

(4)产生再生火源。炽热含挥发性气体的烟流与相接巷道新鲜风流交汇后燃烧，使火源下风侧可能出现若干再生火源。煤炭资源大量被烧毁或冻结，损坏机械设备。

（三）矿井火灾的预防

预防矿井火灾的基本原则是“预防为主，消防并举”。矿井火灾的预防措施按发火原因不同，分为两类:外因火灾预防措施和内因火灾预防措施。

外因火灾的预防措施

1.杜绝产生火源

(1)井下进行电焊、气焊时，要制定专门可靠的安全措施。

(2)使用煤矿许用安全炸药，要严格执行放炮规定，不准用明火或动力线放炮。

（3)采用矿用防爆型电器设备，井使其性能完好;电缆敷设符合《规程》要求，避免产生火花扩保护系统要安装齐全。

（4）机械设备要灵活、可靠，符合要求，避免产生摩擦火花。风流，控制火势;在井下火药库和机电酮室出入口也要安设防火门。

（5）设置消防器材和灭火设备

井下要按规定设消防材料库，贮备灭火材料和工具，并要定期检查和更换。

第四节

矿井水灾防治

矿井水来源于地表水和地下水。矿井水的危害：

（1）井下巷道和采掘工作面出现淋水时，空气潮湿，入易患风湿病。

(2)矿并水腐蚀井下各种金属设备、支架、轨道等。

(3)如果发生了突水和透水，就可能淹没采掘工作面或矿井，造成人员伤亡。

(三)透水事故

煤层或岩层透水前，一般都有预兆，并下工作人员都应该熟 悉发生透水事故前的各种预兆，以便及时采取防范措施。

1.透水前的预兆

（l）煤层发潮发暗。由于水的渗入，使煤层变得潮湿，光泽 变暗淡，如果挖去一层仍是这样，说明附近有积水。

(2)巷道壁或顶板“挂汗”，它是积水通过岩石微小裂隙时，凝聚于岩石表面的水珠，顶板“挂汗”多呈尖形水珠。而煤炭自 燃发火预兆中的“挂汗”则常常是平行水珠，为蒸汽凝结于顶板 所形成。

(3)煤层变凉。煤层含水时能吸收人体的热量，用手触摸时 会有发凉的感觉，并且手放的时间越长，感到越凉。空气变冷，产 生雾。

(4)工作面顶板淋水加大，或出现压力水头。

(5)从煤层或岩层裂缝中挤出“嘶嘶”的水叫声，表示有涌 出危险;出现压力水流，这是离水源很近的征兆;若出水混浊说 明离水源较近;若出水清净，说明距离水源还稍远口

Cs)工作面有害气体增加，积水区向外散出的主要有害气体 有硫化氢、二氧化碳、甲烷等。

(7)煤壁或巷道“挂红”，水的酸度大，味发涩，有臭鸡蛋味，通常属于“死水”，这是老空积水的预兆。采掘工作面或其他地点发现有突水预兆时，必须发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。最先发现透水的现场工作人员，一方面报告矿调度室，另一方面迅速组织抢救口打木垛或用密集柱，堵住出水点，防止事故继续扩大;水势猛来不及进行加固时，人员应向高处撤退，安全出井。

井下突然突水，破坏了巷道中的照明和避灾路线上的指示牌，人员一旦迷失方向，必须朝着有风流通过的上山巷道方向撤退，这 些上山又能通达地面。切勿进人独头下山巷道。万一被堵在其他 巷道内，应做到以下几点:

（1）在巷道内或碉室口放上衣服、工具做标志，以便救护队 员早日发现，前来营救。

（2）应保持静卧，尽量减少体力消耗，延长生命的时间。

（3）室内只留一盏灯照明，将其余灯关闭，以延长照明时 间。

（4）间断地敲击，发出呼救信号。

（5）要听从指挥，团结一致，等待救援。

第五节

顶板事故防治

顶板事故是煤矿五大自然灾害之一。顶板事故的伤亡人数约 占煤矿总伤亡人数的37%。所以，认识煤层顶板、控制煤层顶板、预防顶板事故的发生是煤矿安全工作的重要内容。

煤层上面的岩层叫顶板。根据顶板的坚硬程度及距煤层的距 离，可把煤层的顶板分为三层:

1.伪顶

伪顶是在煤层之上、紧贴煤层的一层松软岩层，一般厚度3--5m当煤层被采落时，伪顶也同时下落，混人煤中，影响煤质。

2.直接顶

直接顶是位于伪顶之上或煤层之上的顶板，它具有一定的稳 定性。工作面煤层被采落时，直接顶不会立即垮落，面是要在工 作面上方悬露一定的时间才垮落。直接顶是采掘工作面支护的对 象。如果支护好，就不会冒顶，否则会造成冒顶伤亡事故。

3.老顶

老顶是在直接顶上方的岩层，一般由坚硬岩层组成。老顶在 采空区上方悬露一定的面积后才能垮落。老顶垮落后会给采煤工 作面带来很大压力，如果工作面支护不好，就会发生大冒顶伤人 事故。煤矿顶板事故

(一)冒顶的原因

井下采掘工作面发生冒顶的原因很多，也比较复杂，但常见 的有以下几种:

1.地质因素的影响

采掘工作面在遇到顶板松软破碎时较难控制，易发生局部冒顶事故。但是，顶板坚硬难冒时，一旦冒落，会造成采煤工作面大面积冒顶事故。我国有些矿区还有冲击地压的影响。除此之外，采掘工作面如果遇到断层、褶曲、风化带、陷落柱时，由于顶板破碎，难以控制也易发生冒顶事故。

2.顶板压力变化影响

在采煤工作面开采中，有老顶的初次来压和周期来压，工作面靠采空区一侧还有固定的支承压力口如果支护措施不能有效地抵抗压力，就会发生冒顶事故。在掘进巷道布置中，如果布置在压力集中区，也易造成冒顶事故。

3.采掘工序的影响

采煤工作面放炮、采煤机割煤、移输送机、回柱放顶都可能引起冒顶事故。工作面在托伪顶、过老巷、过断层等特殊条件下，如果支护措施不当，同样会发生冒顶事故。在掘进工作面，不采用前探梁支护，空顶距离大，易发生冒顶事故。放炮前、如果对掘进工作面支架不实行十连锁也会由于放炮打倒棚子而引起冒顶事故。

(二)易发生冒项的地点 1.采煤工作面易冒顶的地点

采煤工作面易发生冒顶的地点可概括为“一道、一线、两出口”。“一道”:是指采煤工作面机道。机道上方支护力相对较小，加之煤壁片帮及破煤后顶板支护不及时，顶板失去控制，极易发生局部冒顶。如果局部冒顶处理不及时，还会发展为大冒顶事故口

“一线”:是指采煤工作面放顶线。在采煤工作面放顶线处，顶板最破碎，顶板压力也最大。在回柱放顶过程中，由于压力的重新分布。在回收受力最大的1--2根支柱时，易发生冒顶事故。“两出口”:是指采煤工作面的两个安全出口。在采煤工作面安全出口前后10m范围之内，由于应力集中，压力很大，加之控 顶面积大、顶板破碎，发生冒顶的次数最多。

(三)冒顶的预兆

冒顶的预兆是多方面的，有声音方面的预兆、顶板上的预兆、支架及棚子上的预兆及煤帮上的预兆等。

1.声音方面的预兆

采掘工作面冒顶前会发出许多种声音，如采煤工作面老顶断 裂时发出鸣炮声，直接顶受压时的碎裂声，掘进工作面棚子及背 顶材料受压后劈裂声等都是冒顶的预兆。

2.直接顶上的预兆

采煤工作面直接顶在受到老顶压力后，会更加破碎，裂缝条 数会增多、加宽，出现掉渣甚至下“研雨”。同时，直接顶的下沉 量也会增大，下沉速度加快。在掘进工作面，顶板同样会出现裂 缝、掉渣、离层等，这些现象的出现表明冒顶即将发生。

3.支架上的预兆

采煤工作面冒顶前反映在支架上的预兆有活柱下缩速度加 快、下缩量增大、支柱被压折压弯或整体向一方倾斜推倒。在掘 进工作面，棚子及前探支架被压弯压劈。这些都说明顶板压力极 大，而且支架已难以控制顶板，冒顶事故会立刻发生。

4.煤壁上的预兆

顶板来压时，工作面煤壁会因受压而片帮，且片帮速度比平 时快，片帮程度严重。同时，由于煤壁片帮，导致顶板裸露，破 碎的直接顶失去支撑也会发生冒顶。

(四)项板事故的预防和处理

顶板事故的预防

煤矿顶板事故的发生，造成人力、财力及物力方面的极大损失，同时威胁矿工的生命安全，严重影响煤矿安全生产。但是，只要在工作中严格执行煤矿支护及顶板管理方面的措施，按章作业，冒顶事故是可以避免的。防止冒顶事故的措施有:

1)充分掌握顶板压力分布及来压规律

采煤工作面冒顶事故大都发生在直接顶初次垮落、老顶初次 来压和周期来压过程中。只要充分掌握压力分布及来压规律，采 取有效的支护措施，是可以防止冒顶的。掘进巷道在布置及支架 形式的选择上也要充分考虑压力的分布规律及顶板压力大小，把 巷道布置在压力降低区内。

2）采取有效的支护措施

在采煤工作面，根据顶板持性及压力大小采取合理、有效的 支护形式控制顶板，防止冒顶。如果工作面压力太大基本支架难 以承受时，还可采用特殊支架支护顶板。综采工作面要严格控制 采高，及时移架控制裸露顶板。掘进工作面要坚持使用前探梁支 护。在放炮前要加固棚子，实行连锁，防止崩倒棚子引起冒顶。

3）及时处理局部漏顶

采掘工作面如果出现局部掉研、漏顶时，必须及时处理。否 则，会出现漏顶处支架受力不均，受力大的支架被压断而引起大 冒顶。

4)坚持敲帮问顶制度

敲帮问顶制度是煤矿井下防止冒顶伤人的一项有效制度。在进人采掘工作面装煤、支护前，首先要敲帮间顶、处理活石。具体方法是:人员站在有支架掩护的安全处，用长把工具由轻到重敲击顶板，根据敲击声音判断顶板是否离层。一般地，实心声则顶板没有离层;空心声，说明顶板已经离层。对于已离层顶板要处理下来。如果无法处理下来，要用点柱先支撑，防止在工作中顶板冒落伤人。