煤矿事故征兆及应急处置
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1、事故征兆及应急处置知识,1、火灾预防和应急。2、瓦斯爆炸预防和应急。3、煤尘爆炸预防和应急。4、顶板事故预防和应急。5、水灾事故预防和应急。6、有限空间事故预防和应急。7、煤矿安全规程对事故应急处置的相关规定。,1、矿井火灾分类:(一)按引火的热源不同分类 外因火灾和内因火灾。(二)按发火地点的不同分类 井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、采空区火灾等。(三)按燃烧物的不同分类 机电设备火灾、油料火灾、火药燃烧火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾等。,矿井火灾的危害(一)产生大量有害气体。如CO、SO2、CO2等。据统计,矿井火灾中的遇难者95%是死于有害气体中毒。(二)在火源及附近产生高温。高温往往引燃可
2、燃物,使灾害范围扩大。(三)引起爆炸。矿井火灾不仅提供了瓦斯、煤尘爆炸的火源,而且产生氢气、沼气等爆炸性气体,同时使沉积的煤尘重新悬浮。因此,火灾往往造成瓦斯、煤尘爆炸。(四)毁坏设备和资源。井下火灾一旦发生,生产设备和煤炭资源就会造成严重破坏和损失。,井下严禁吸烟和使用明火。井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。井下不准违反煤矿安全规程在井下存放汽油、煤油和变压器油。加强电气焊作业管理,严禁违反煤矿安全规程进行电气焊。加强电器设备管理,杜绝电器设备失爆。,矿井外因火灾的预防措施,内因火灾(煤炭自燃)的原因,关于煤炭自燃的原因,有多种学说解释,普遍认可的是煤氧复合作用学说,其主要观点是:煤在常温下吸
3、收空气中的氧气,产生低温氧化,释放热量和初级氧化产物,由于散热不良,热量积聚,温度上升,加速了低温氧化作用进程,最终导致自然发火。,(二)煤炭氧化自燃过程 如下图所示,煤的氧化过程分三个阶段,即潜伏阶段、自热阶段、燃烧阶段。潜伏阶段。有自燃倾向性的煤炭与空气接触后,吸附氧而形成不稳定的氧化物或称含氧的游离基,初期看不出其温度上升和周围环境温度上升的现象。此过程煤的氧化比较平缓,煤的总量略有增加,着火温度降低,化学活泼性增强。,自热阶段。潜伏期之后,煤氧化速度加快,不稳定的氧化物开始分解成水、CO2和CO。这时若产生的热量未散发和传导出来,则积聚起来的热量便会使煤体逐渐升温,达到某一临界值(一般
4、认为是6080)时,此时开始出现了煤的干馏,生成芳香族的碳氧化合物、氢及一氧化碳等可燃气体。这个阶段煤的热反应比较明显,使用常规的检测仪表就能测量出来,甚至于被人的感官感觉到。这个阶段通常称为煤的自热期。该阶段是煤炭自燃检测的最重要阶段。,燃烧阶段。煤进入燃烧阶段就出现了一般的着火现象明火、烟雾、一氧化碳、二氧化碳以及各种可燃气体,火源中心处的煤温可高达10002000。在煤的自燃阶段中,如果在达到临界温度之前,供氧减少,散热加快,则煤体增温过程可以终止,煤体逐渐冷却,并继续氧化成惰性的风化状态。如下图虚线部分所示。,自然发火三阶段曲线,燃烧,温度,潜伏期,自热期,燃烧期,风化,T=70,时间
5、,采空区自燃三带划分,现在国内外学者普遍将划分采空区自燃“三带”的指标定为漏风风速。当采空区中漏风风速大于0.9m/min的区域即认为是散热带;氧化升温带中采空区区域为漏风风速为0.02m/min0.9m/min;采空区中漏风风速小于0.02m/min的区域即认为是窒息带。,采空区自燃三带划分,而现场则多利用实测采空区氧浓度划分“三带”,采空区中氧气浓度大于18%的区域认定为散热带;采空区中氧浓度在8%18%的区域认定为氧化升温带;室息带中采空区区域的氧浓度小于8%。,煤层自然发火的预兆(1)煤层温度附近的空气温度和水的温度都比正常情况高。(2)附近氧气浓度低。(3)附近巷道湿度增大。(4)附
6、近巷道壁面和支架表面出现水珠(挂汗)。(5)出现有毒有害气体。(6)巷道中有煤油、汽油、松节油和焦油等气味。,内因火灾(煤炭自燃)发生条件,煤炭自燃必须同时具备以下条件:(1)煤炭具有自燃的倾向性,并呈破碎状态堆积存在。(2)连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展。(3)煤氧化生成的热量能大量蓄积,难以及时散失。4)以上三个条件同时存在且时间大于煤炭的自然发火期。,发现自然发火征兆时怎么办?,当井下发现自然发火征兆时,必须停止作业,立即采取有效措施处理。在发火征兆不能得到有效控制时,必须撤出人员,封闭危险区域。进行封闭施工作业时,其他区域所有人员必须全部撤出。,井下的灭火方法可分为:直接灭火
7、法、隔绝灭火法和综合灭火法三种直接灭火法:扑灭井下火灾主要是采用直接灭火法,特别是当火灾涉及范围不大,灭火人员能接近发火点或是火灾触处于初级阶段时,直接灭火法灭火更加快速、有效。用砂子或是岩粉灭火 挖除火源 干粉、泡沫灭火 用水灭火,矿井灭火方法,隔绝灭火法,当井下火灾发展到不能直接被扑灭时,应在所有通往火区的巷道内砌筑密闭墙,使火源与外界隔绝,当火区内的氧气消耗完后,火灾自行熄灭的灭火方法。封闭火区的顺序 目前基本上有两种:一是先进后回(又称为先入后排);二是进回同时。,综合灭火法,采取风墙封闭、均压、向封闭的火区灌浆或注入惰性气体等两种以上配合使用的灭火方法。,用水灭火的注意事项:1、应先
8、从火源外围逐渐火源中心喷射水流,以免产生大量水蒸气和灼热的煤渣飞溅,伤害灭火人员。2、应有足够水量,以防止水在高温作用下分解成氢气和一氧化碳,形成爆炸性混合气体。3、应保持正常通风,以使高温烟气和水蒸气直接导入回风流中。4、用水扑灭电火气设备火灾时,应先切断电源。5、因为水比油重,故不宜用水扑灭油类火灾。6、要经常检查火区附近的瓦斯浓度。灭火人员只准站在进风侧,以防止高温烟流伤人或使人中毒。,灭火器的使用方法,1、将灭火器提到起火地点附近站在火场的上风头 2、拔下保险销;一手握紧喷管;另一手捏紧压把;喷嘴对准火焰根部扫射。,处理矿井火灾事故,应当遵守下列规定:,(一)控制烟雾的蔓延,防止火灾扩
9、大。(二)防止引起瓦斯、煤尘爆炸。必须指定专人检查瓦斯和煤尘,观测灾区的气体和风流变化。当甲烷浓度达到2.0以上并继续增加时,全部人员立即撤离至安全地点并向指挥部报告。(三)处理上、下山火灾时,必须采取措施,防止因火风造成风流逆转和巷道垮塌造成风流受阻。,处理矿井火灾事故,应当遵守下列规定:,(四)处理进风井井口、井筒、井底车场、主要进风巷和硐室火灾时,应当进行全矿井反风。反风前,必须将火源进风侧的人员撤出,并采取阻止火灾蔓延的措施。,煤矿安全规程中防灭火知识,矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应当敷设到采掘工作面,每隔100m 设置支管和阀门,但在带式输送机巷道中应当
10、每隔50m 设置支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于200 m3的水量。消防用水同生产、生活用水共用同一水池时,应当有确保消防用水的措施。,煤矿安全规程中防灭火知识,井筒与各水平的连接处及井底车场,主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处,井下机电设备硐室,主要巷道内带式输送机机头前后两端各20m 范围内,都必须用不燃性材料支护。在井下和井口房,严禁采用可燃性材料搭设临时操作间、休息间。,井下电气焊安全规定,井下和井口房内不得进行电焊、气焊和喷灯焊接等作业。如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作,每次必须制定安全措施,由矿长批准并遵守下列规定:(一)
11、指定专人在场检查和监督。,井下电气焊安全规定,(二)电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的前后两端各10m的井巷范围内,应当是不燃性材料支护,并有供水管路,有专人负责喷水,焊接前应当清理或者隔离焊碴飞溅区域内的可燃物。上述工作地点应当至少备有2个灭火器。(三)在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作时,必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受火星。,井下电气焊安全规定,(四)电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中,甲烷浓度不得超过0.5,只有在检查证明作业地点附近20m 范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时,方可进行作业。(五)电焊、气焊和喷灯焊接等作业完毕后,作业地点应当再次用水
12、喷洒,并有专人在作业地点检查1h,发现异常,立即处理。,井下电气焊安全规定,(六)突出矿井井下进行电焊、气焊和喷灯焊接时,必须停止突出煤层的掘进、回采、钻孔、支护以及其他所有扰动突出煤层的作业。煤层中未采用砌碹或者喷浆封闭的主要硐室和主要进风大巷中,不得进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作。,2、瓦斯事故预防,瓦斯爆炸条件(1)空气中的瓦斯浓度在爆炸界限范围内,一般为5%16%之间;瓦斯爆炸的浓度范围一般为5-16%。爆炸威力最大浓度为9.5%;(2)高温热源的存在时间应长于瓦斯爆炸的引爆感应期,且引爆高温热源的温度达到650750。(3)空气中氧气的浓度不低于12%.,煤矿井下的明火、吸烟、煤炭自
13、燃、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花等都能够引爆瓦斯。,瓦斯爆炸的危害主要体现在三个方面:(1)、产生高温。瓦斯爆炸所产生的高温可达2150-2650以上,这样的高温会烧伤、烧死井下人员、烧毁设备和煤炭资源。(2)、产生高压。瓦斯爆炸产生的高压,形成强大冲击波,造成人员伤亡、巷道和机械设备遭到破坏,扬起大量积尘甚至会导致二次爆炸或煤尘爆炸。,瓦斯爆炸的危害,(3)、产生大量的有毒有害气体。瓦斯爆炸后的空气成份发生变化,含氧量下降到6%-8%、CO2增加到4%-8%,特别是CO高达2%-4%,造成大批人员因窒息而死亡,这是造成人员死亡的主要原因(70%以上)。,矿井瓦斯等级分类,低瓦斯矿井高瓦斯
14、矿井煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井(你所在的煤矿属于低瓦斯矿井),低瓦斯矿井,(一)低瓦斯矿井。同时满足下列条件的为低瓦斯矿井:1.矿井相对瓦斯涌出量不大于10m3/t;2.矿井绝对瓦斯涌出量不大于40 m3/min;3.矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量不大于3 m3/min;4.矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量不大于5 m3/min。,高瓦斯矿井,(二)高瓦斯矿井。具备下列条件之一的非突出矿井为高瓦斯矿井:1.矿井相对瓦斯涌出量大于10 m3/t;2.矿井绝对瓦斯涌出量大于40 m3/min;3.矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3 m3/min;4.矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大
15、于5 m3/min。5.发生过瓦斯喷出现象的。,突出矿井,有下列情况之一的煤层,应当立即进行煤层突出危险性鉴定,否则直接认定为突出煤层;鉴定未完成前,应当按照突出煤层管理:(一)有瓦斯动力现象的。(二)瓦斯压力达到或者超过0.74MPa的。(三)相邻矿井开采的同一煤层发生突出事故或者被鉴定、认定为突出煤层的。,瓦斯爆炸事故的预防措施,(1)加强通风,防止瓦斯积聚(2)杜绝引燃火源(3)建立健全监测监控系统,及时处理积聚的瓦斯,3、煤尘事故预防,煤尘爆炸条件1、煤尘本身具有爆炸性;2、煤尘必须悬浮在空中,并达到一定浓度(45g/m3-2000g/m3,爆炸力最强的煤尘浓度为300400g/m3)
16、;3、有一个能点燃煤尘的热源(我国煤尘爆炸的引燃的温度在6101050,一般为700800);4、氧气浓度不小于18%。,煤尘爆炸的危害,煤尘爆炸的危害与瓦斯爆炸相同,只是程度不一样。主要表现在以下三个方面:(1)、产生高温。煤尘爆炸产生的高温高达2300-2500,爆炸火焰最大传播速度是1120-1800m/s。,煤尘爆炸的危害,(2)、产生高压。煤尘爆炸的理论压力位735.5kPa。高压产生巨大冲击波(正向冲击和反向冲击),冲击速度为2340m/s.(3)、产生大量有害气体。煤尘爆炸后,产生大量的二氧化碳和一氧化碳(2%-3%,个别高达8%)。它是造成人员大量伤亡的主要原因。,预防煤尘爆炸
17、的措施,预防煤尘爆炸的技术措施 1、落实综合防尘措施;煤层注水 采煤机掘进机内外喷雾转载喷雾通风除尘净化风流水幕 支架间、放煤口喷雾 清扫积尘2、杜绝引爆火源;3、防止煤尘爆炸事故扩大。瓦斯爆炸会引起煤尘飞扬并提供热源,其结果引发煤尘爆炸。而煤尘爆炸有时又会为瓦斯爆炸提供热源。,4、矿井水害事故预防 矿井发生透水时的预兆 1透水预兆的识别(1)煤壁“挂汗”。由于压力水渗过微细裂隙后,凝聚于岩石和煤层表面后结成若干水珠的现象叫挂汗”。但井下空气中的水分遇到低温煤体有时也会聚集成水珠,这是“假汗”。区别“真汗”与“假汗”的方法是:仔细观察新暴露的煤壁面上是否潮湿,若潮湿则是“真汗”,即透水预兆。(
18、2)煤壁“挂红”。由于矿井水中含有铁的氧化物,在它通过煤岩裂隙而渗到采掘工作面的煤岩表面时,会呈现出暗红色的水锈,这种现象叫“挂红”,“挂红是透水信号。,(3)“嘶嘶”水叫。由于含水层或积水区内的高压水向煤岩裂隙强烈挤压,与四壁摩擦会发出嘶嘶水叫声,这时,采掘工作面距积水区或其他水源已经接近了,即将发生透水。(4)空气变冷。采掘工作面接近积水时,空气温度会骤然降低,煤壁发凉,人一进去就有凉爽、阴凉的感觉,时间越长就越明显。,(5)出现雾气。当采掘工作面或巷道内空气温度较高时,从煤壁渗出的积水,由于蒸发而形成雾气。(6)底板鼓起。由于承压水(或积水区)作用,使巷道或采掘工作面的底板出现鼓起现象。
19、(7)水色发浑。由于老空水、断层水和冲积层水常出现淤泥、砂,使水变混浊,多呈黄色;其中老空水有时是黑色。,(8)出现臭味。由于老空区水中硫化氢有害气体浓度增加,所以,老空区水渗出后一般可闻到臭鸡蛋味。(9)淋水增加。由于顶板裂隙增多、增大,积水渗透到顶板上,使顶板淋水增加。(10)矿压加大,由于顶板受承压水的影响,造成顶板压力加大,往往发生冒顶、片帮事故。老空水防治四步工作法:一查全,二探清,三放净,四验准。,(1)老空水透水征兆 由于老空水积存时间较长,水量补给较差,故称“死水”。老空透水征兆为:煤层发潮、色暗无光;采掘工作面、煤层和岩层内“发凉”;煤层挂汗;采掘工作面、煤层和岩层内听到“嘶
20、嘶”水叫;老空水 呈红色,含铁,水面泛油花,有臭鸡蛋味,口尝发涩,酸性大。,(2)承压水和承压水有关的断层水透水征兆 断层破碎带中的地下水是流动的,故称“活水”。所以很少有“挂红”现象,水无涩味而发甜。承压水和承压水有关的断层水透水征兆为:在岩巷中遇到或接受断层水时,有时在岩缝中可见到淤煤,水较混浊,多呈黄色;当采掘面接近含水断层破碎带时,会出现来压、淋水增大等现象,使工作面顶板来压、掉碴、冒顶、支架倾倒或折梁,底板软时膨胀鼓起,底板硬时产生张裂;先出小水后出大水;采掘工作面和巷道内瓦斯显著增大。,发现透水预兆应该怎么办?,“采掘工作面或其他地点发现有透水征兆时,应当立即停止作业,报告矿调度室
21、,并发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。在原因未查清、隐患未排除之前,不得进行任何采掘活动。,煤矿防治水原则和综合防治措施煤矿防治水细则第三条规定:煤矿防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则,根据不同水文地质条件,采取探、防、堵、疏、排、截、监等综合防治措施。,水害防治“五必须”是指:1、必须配备防治水专业技术人员、专职探放水队伍和专用探放水设备;2、必须采用物探、钻探等方法查明矿井及周边水文地质条件;3、出现突水(透水、溃水)征兆或极端天气可能导致淹井等重大险情,必须立即停产撤人;4、必须储备水泵、管路、电缆等必要的水害抢险救灾设备;5、必须对涌水量、长观孔水位、矿
22、区降雨量等水害感知数据开展在线监测预警。,水害防治“五严禁”是指:1、严禁边探放水边进行采掘活动;2、严禁在水体下或老空水淹区域下开采急倾斜煤层;3、凡是放顶煤开采后有可能与地表水、老空水、强含水层、离层水、松散层含水层导通的,严禁采用放顶煤开采;4、严禁在暴雨、洪水、台风过境等极端天气条件下安排人员入井作业;5、严禁开采各类防隔水矿(岩)柱。,5、顶板事故发生预兆1、响声。岩层下沉断裂,顶板压力急剧加大时,支柱(支架)的活柱急速下缩,也发出很大响声,有时也能听到采空区顶板发生断裂的闷雷声、煤炮声。2、掉渣。顶板严重破裂时,折梁断柱就要增加,出现顶板掉渣。掉渣越多,说明顶板压力越大。3、片帮煤
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