下载此文档

【采矿课件】第一章矿井瓦斯灾害防治.doc


文档分类:行业资料 | 页数:约24页 举报非法文档有奖
1/24
下载提示
  • 1.该资料是网友上传的,本站提供全文预览,预览什么样,下载就什么样。
  • 2.下载该文档所得收入归上传者、原创者。
  • 3.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
1/24 下载此文档
文档列表 文档介绍
该【【采矿课件】第一章矿井瓦斯灾害防治 】是由【小屁孩】上传分享,文档一共【24】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【【采矿课件】第一章矿井瓦斯灾害防治 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。-1-课程教案-2--3-第一章矿井***灾害防治矿井***是严重威胁煤矿安全生产的主要自然因素之一。本章在阐述***的赋存状况、涌出形式与***灾害形式等基本理论的基础上,着重介绍矿井***防治的有关措施。第一节基本概念和理论概述矿井******的定义矿井***是指从煤层或岩层中放出或生产过程中产生并涌入到矿井内的各种气体。其基本成分是甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和氮气(N2),还有少量的硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)、氢气(H2)、二氧化硫(SO2)及其它碳氢化合物气体。***的性质图1-1-l顿巴斯煤田煤层***组分在各***带中的变化I—N2-CO2;II—N2;III—N2-CH4;IV—CH4***是无色、无味、无臭、无毒的气体。***,温度为0℃的标准状态下,。***比空气轻,,因此在煤矿井下常积聚在巷道顶部或上山迎头。***不助燃,但条件适宜时能发生燃烧和爆炸。矿井***的成因和分带矿井***的成因煤层***是腐植型有机物(植物)在成煤过程中生成的,是与煤炭共生的气体产物。成气过程可分为两个阶段。第一阶段为生物化学成气时期,第二阶段为煤化变质作用时期。煤层***垂直分带根据井下煤层***组分和含量,将煤层***按赋存深度不同自上而下分为4个带:N2—CO2带、N2带、N2—CH4带和CH4带(见图1-1-1)。图1-1-2煤体中***的赋存状态示意图1-自由***;2-吸着***;3-吸收******风化带的深度取决于煤层的地质条件和赋存状况,如围岩性质、煤层露头、断层、煤层倾角、地下水活动等。围岩透气性越大、煤层倾角越大、开放性断层越发育、地下水活动越剧烈,则***风化带下部边界就越深。有露头的煤层往往比无露头的隐伏煤层***风化带深。煤层***的赋存状态***的赋存状态矿井***在煤、岩层中以两种状态存在,即自由状态和吸附状态,如图1-1-2所示。自由状态又称游离状态,是指***以自由气体状态存在于煤、岩层的裂隙或空洞之中。吸附状态分为两种形式,即吸着状态和吸收状态。吸着状态由气体分子和固体分子之间的引力造成,***分子被吸着在煤体或岩体孔隙表面上,形成***薄膜。以吸着状态存在的***称吸着-4-***。吸收状态的***被溶解于煤体或岩体之中,类似气体溶解于液体之中。以吸收状态存在的***称吸收***。影响煤层***含量的因素煤层***含量是指单位质量(或体积)煤在自然状态下所含有的***量(标准状态下的***体积),单位为m3/m3或m3/t。影响煤层***含量的因素有以下几个方面:(1)煤田地质史。(2)地质构造。(3)煤层的赋存条件。(4)煤层的围岩性质。(5)煤的变质程度。(6)岩浆活动。(7)水文地质条件。总之,影响煤层***含量的因素是多种多样的。在矿井***管理工作中,必须结合本井田或本矿具体情况,做全面的调查和深入细致的分析研究,找出影响本煤田、本矿井***含量的主要因素,作为预测***含量和***涌出量的参考。***压力煤层***压力是指煤孔隙中所含游离***的气体压力,即气体作用于孔隙壁的压力。它是决定煤层***含量的一个主要因素,当煤吸附***的能力相同时,煤层***压力越高,煤中所含的***量也就越大。在煤与***突出的发生、发展过程中,***压力起着重大作用。矿井******涌出形式***从煤层或围岩中涌出的形式有两种:(1)普通涌出。随着采掘工作的不断进行,***从煤层或围岩中不断地向采掘空间涌出。其特点是:范围大、时间长、量均匀,速度缓。普通涌出是煤矿***涌出的主要形式。(2)特殊涌出。包括***的喷出和煤与***突出。其特点是涌出地点为局部地点,涌出时间短、速度快、量大而集中、有机械破坏力。它是***矿井中极具危害的一种涌出形式。***涌出量矿井***涌出量是指在矿井生产过程中涌入巷道内的***量,可用绝对***涌出量和相对***涌出量两个参数来表示。矿井绝对***涌出量(Q绝)是指矿井在单位时间内涌出***的体积,单位为m3/min或m3/d。可用下式计算:Q绝=Q×C×60×24(1-1-1)式中Q—矿井总回风道风量,m3/d;C—回风流中的平均***浓度,%。相对***涌出量(q相)是指在正常生产条件下开采1吨煤所涌出的***体积,其单位为m3/t。q相=(Q绝×n)/T(1-1-2)-5-式中Q绝—矿井绝对***涌出量,m3/d;n—矿井***鉴定月的工作天数,d/月;T—矿井***鉴定月的产量,t/月。***涌出的影响因素(1)煤层和围岩的***含量。(2)开采深度。(3)开采规模。(4)开采顺序与开采方法。(5)地面气压的变化。矿井***等级《煤矿安全规程》规定:一个矿井中,只要有一个煤(岩)层中发现过***,该矿井即定为***矿井,并依照矿井***等级的工作制度进行管理,矿井***等级,按照平均日产一吨煤涌出***量和***涌出形式划分为:低***矿井:10m3及其以下;高***矿井:10m3以上;煤与***突出矿井。矿井在采掘过程中,只要发生过一次煤与***突出,该矿井即为突出矿井,发生突出的煤层定为突出煤层。第二节***爆炸及突出的规律一、***爆炸(一)***爆炸的过程及其危害***爆炸的化学反应过程***爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。最终的化学反应式为:CH4+2O2=CO2+2H2O如果煤矿井下O2不足,反应的最终式为:CH4+O2=CO+H2+H2O2.***爆炸的产生与传播过程爆炸性的混合气体与高温火源同时存在,就将发生***的初燃(初爆),初燃产生以一定速度移动的焰面,焰面后的爆炸产物具有很高的温度,由于热量集中而使爆源气体产生高温和高压并急剧膨胀而形成冲击波。如果巷道顶板附近或冒落孔内积存着***,或者巷道中有沉落的煤尘,在冲击波的作用下,它们就能均匀分布,形成新的爆炸混合物,使爆炸过程得以继续下去。3.***爆炸的危害矿内***爆炸的有害因素是:高温、冲击波和有害气体。***爆炸后生成大量有害气体,某些煤矿分析爆炸后的气体成分为O26%~10%,N282%~88%,CO24%~8%,CO2%~4%。如果有煤尘参与爆炸,CO的生成量更大,往往成为人员大量伤亡的主要原因。-6-图1-2-1柯瓦德爆炸三角形(二)***爆炸的条件及影响因素1.***爆炸的基本条件①***浓度在爆炸界限内,一般为5%~16%。②混合气体中的氧浓度不低于12%。③有足够能量的点火源。***爆炸发生的因素(1)其它可燃气体的影响。(2)氧浓度和过量惰气的影响。(3)温度的影响。(4)气压的影响。(三)矿井***爆炸的致因1.***积聚******浓度超过2%的现象。局部地点的***积聚是造成***爆炸事故的根源,积聚原因主要有以下几个方面:(1)通风系统不合理、供风距离过长、采掘布置过于集中、工作面***涌出量过大而又没有采取抽放措施、通风路线不畅通等,都容易造成采煤工作面风量供给不足。(2)正常生产时期,煤矿井下的通风设施被随意改变其状态。(3)采掘工作面的串联通风,上工作面的污浊空气未经监测控制进入下工作面,导致与下工作面风流中的***叠加而超限。(4)局部通风机停止运转可能使掘进工作面很快达到***爆炸的界限。(5)对封闭的区域或停工一段时间的工作面恢复通风,未制定专门的排放***措施。(6)气压发生变化或采空区发生大面积冒顶时。(7)当采掘工作面推进到地质构造异常区域时。(8)巷道冒落空洞由于通风不良容易形成***积聚。2.***爆炸的点火源煤矿井下的明火、煤炭自燃、电弧、电火花、赤热的金属表面以及撞击和摩擦火花,都能点燃***。此外,采空区内岩石悬顶冒落时产生的碰撞火花,也能引起***的燃烧或爆炸。原苏联的研究认为,岩石脆性破裂时,它的裂隙内可以产生高压电场(达108V/cm),电场内电荷流动,也能导致***燃烧。二、煤(岩)与***突出煤(岩)与***突出是煤矿井下发生的一种复杂的***动力现象,即在很短时间内,大量的煤(岩)和***由煤(岩)体向采掘巷道空间喷出的现象。(一)煤(岩)与***突出分类按照突出物质的不同,突出可分为煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、砂岩和二氧化碳突出,以及煤、岩、二氧化碳和甲烷突出。按照突出动力源的不同,突出又可分为倾出、压出和突出。其中,倾出的主要动力是地应力,其基本能源是煤的重力位能,它经常发生在急斜松软煤层中;压出的主要动力是地应力,其基本能源是煤中所积聚的弹性能;突出的-7-动力是地应力和***压力的合力,其基本能源是煤中积聚的***能。(二)煤(岩)与***(岩)与***突出是一种力学现象,是地应力、***和煤(岩)的物理力学性质三个因素综合作用的结果。地应力、***和煤(岩)强度是突出的主要自然因素,突出的发生与否取决于这三个因素的一定组合。对突出发生的区域条件来说,该区域的地应力越大,煤(岩)层***压力(含量)越高,煤(岩)越松软,则区域的突出危险性就越大。对采掘工作面来说,突出危险性除与上述三个因素各参数的原始值有关外,而且在很大程度上,还取决于近工作面区域各参数的变化,工作面前方应力和***压力梯度越大,煤(岩)越不均质,则工作面的突出危险性也就越大。:(1)放炮落煤、石门突然揭开煤层、采掘工作面进入地质构造带、打钻、悬顶冒落等使工作面附近煤(岩)体应力状态突然改变,并导致煤(岩)体局部的突然破坏,这是突出的诱发条件。(2)突出诱发后,煤(岩)的暴露面处于高地应力和高***压力区,使煤(岩)体能产生自发地连续破碎,这是突出的发展条件。(3)煤(岩)体和已破碎的煤(岩)能快速涌出***(包括游离***和吸附***),并形成能抛出已破碎煤(岩)的***流,这是突出发展的必要条件。(三)煤(岩)与***(岩)与***突出的一般规律(1)危险性随开采深度及煤层厚度增大而增大。(2)绝大多数发生在掘进工作面。(3)引起应力状态突然变化的区域。(4)主要诱导因素是采掘作业,其次为爆破、风镐、手镐作业。①声响预兆。煤体中发出闷雷声、爆竹声、机枪声、嗡嗡声,这些声响在我国许多突出矿井统称为“煤炮”。在个别突出发生前,也会出现渗水声和其它声响。②煤结构变化预兆。如煤层层理紊乱、煤变松软、煤变暗而无光泽、煤干燥和煤尘增多等。③地压方面的预兆。支架来压、掉渣、片帮、工作面煤壁外鼓、底鼓、煤眼变形装不进炸药等。④***方面的预兆。风流***浓度增大、***浓度忽大忽小、打钻时顶钻、钻孔喷煤喷***等。⑤其它预兆。在某些突出发生前,会出现煤壁和工作面温度降低,散发特殊气味等。-8-第三节***爆炸的防治与处理技术防止***积聚的技术措施(一)按照《煤矿安全规程》的要求做好通风工作(1)矿井通风必须采用机械通风。(2)所有没有封闭的巷道、采掘工作面和硐室必须保持足以稀释***到规定界限的风量和风速,使***不能达到积聚的条件。(3)采煤工作面必须保持风路畅通,每个掘进工作面必须有合理的进、回风路线,避免形成串连通风。(4)掘进工作面供风最容易出现安全问题,特别是在更换、检修局部通风机或通风机停运时,必须加强管理。(5)对高***矿井,为防止局部通风机停风造成的危险,必须使用“三专两闭锁”,局部通风机要挂牌制定专人管理,严格禁止非专门人员操作局部通风机和随意开停通风机。(6)整个矿井的生产和通风是相匹配的。(二)及时处理局部聚积的******积聚处理技术1)增风吹散法图1-3-1风障引流法该方法是通过增大向上隅角的供风,吹散积聚的***。具体措施有风障引流吹散法、液压局部通风机吹散法、脉动通风技术吹散法等。(1)风障引流法。(2)液压局部通风机吹散法。(3)脉动通风技术吹散法。2)无火花设备抽排法该方法是利用抽排的方式处理上隅角处积聚的***。(1)风筒引射导风法。(2)无火花风机抽排法。图1-3-2小型液压局部通风机处理上隅角积聚的***1-工作面液压支架;2-甲烷传感器;3-柔性风筒;4-小型液压通风机5-中心控制处理器;6-液压泵站;7-磁力启动器;8-油管(3)小型液压风扇治理上隅角***积聚。(4)移动泵站抽放法。3)***积聚处理技术(1)设专人清理输送机底下遗留的煤炭,保证底槽畅通,使***不易积聚。(2)保持输送机经常运转,即使不出煤也让输送机继续运转,以防止***积聚。-9-(3)如果发现输送机底槽内有***超限的区段,可把输送机吊起来,使空气流通排除***。(4)有压风管路的地点可以将压风引至底槽进行通风,排除积聚的***。***积聚的处理(1)加大工作面的进风量。(2)降低***涌出的不均匀性。(3)抽放***和煤壁注水。(4)采煤机附近局部***积聚,可在采煤机的切割部或牵引部安装小型局扇或水力引射器,吹散积存的***。***聚积的处理图1-3-9钻孔抽放裂隙带的***1)顶板附近***层状积聚的处理(1)加大巷道内风流速度。(2)加大顶板附近的风速。(3)喷浆封闭法。(4)***抽放法。2)顶板冒落空洞内积存***处理顶板冒落空洞内积聚***处理的方法通常有以下几种:(1)隔离法。(2)***积聚处理技术(1)对于***涌出量大的掘进工作面,应优先采用长距离大孔径预抽预排***方法,尽量使用双巷掘进,每隔一定距离开掘联络巷,构成全负压通风,以保证工作面的供风量。(2)盲巷部分要安设局部通风机供风,使掘进排除的***直接流入回风道中。(3)掘进工作面及其巷道中很容易出现冒落空洞或裂隙发育带,对于这些地点积聚的***应使用上述有关方法予以及时处理。***积存的盲巷或在打开密闭时的***处理(1)最好在非生产班进行,回风涉及的巷道中机电设备停止运转,切断电源,停止作业,禁止人员进入危险区;(2)排放工作一般由一个救护小队操作,排放前应由救护队员佩戴氧气呼吸器,进入***积存地点检查***浓度,查明有关情况,再决定排放方法和补充安全措施;(3)开动局扇前必须检查局扇附近20m内***浓度是否超限,开动后要检查局扇附近是否有循环风;(4)***积存量较大时,应逐段恢复通风,并不断检查***浓度,防止突然涌出造成事故;(5)采用巷道积聚***自控排放装置,避免形成“一风吹”,确保独头巷道中排出的风流在同全风压风流混合处的***浓度在规定安全值以下。二、防止点火源的出现-11-,提高防火意识提高井下工人和工程技术人员的素质,加强其防火、防爆意识,是做好杜绝***点火源在井下出现的基础。因此,大力宣传井下的防火、防爆知识,贯彻执行有关规定,发现隐患和违章就严格处理,对防止点火源的出现有重要的意义。(1)煤矿井下的爆破必须使用符合《煤矿安全规程》规定的安全炸药;(2)有爆破作业的工作面必须严格执行“一炮三检”的***检查制度,保证放炮前后的***浓度在规定的界限内;(3)禁止使用明接头或裸露的放炮母线;(4)炮眼的深度、位置、装药量要符合该工作面作业规程的要求,炮眼充填要填满、填实,严禁使用可燃性物质代替炮泥充填炮眼,要坚持使用水炮泥;(5)禁止放明炮、糊炮;(6)严格执行井下***、***的存放、运输的管理规定,爆破工作人员要持证上岗。,井下使用的高分子材料,如塑料、橡胶、树脂制品等,其表面电阻应低于其安全限定值。洒水、排水用塑料管外壁表面电阻应小于1×109Ω,压风管、喷浆管的表面电阻应小于1×108Ω。消除井下杂散电流产生的火源首先应普查井下杂散电流的分布,针对产生的原因采取有效措施,防治杂散电流。,机械摩擦、冲击引燃***的危险性也相应增加。防止摩擦和撞击火花的主要措施有: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;在摩擦部件的金属表面,附着活性低的金属,使其形成的摩擦火花难以引燃***;并在摩擦部件的合金表面涂上苯乙烯醇酸,以防止摩擦火花的产生。工作面遇坚硬夹石或硫化铁夹层时,不能强行截割,应放松动炮或弱化处理。定期检查截齿和其后的喷水装置,保证其正常运行。(1)严禁携带烟草、点火物品入井,严禁携带易燃物品入井;必须带入井下的易燃物品要经过矿总工程师的批准,并指定专人负责。(2)严禁在井口房、通风机房、***泵房周围20m范围内使用明火、吸烟或用火炉取暖。(3)不得在井下和井口房内从事电气焊作业。(4)严禁在井下存放汽油、煤油、变压器油等,井下使用的棉纱、布头、润滑油等必须放在有盖的铁桶内,严禁乱扔乱放或抛在巷道、硐室及采空区内。(5)井下严禁使用电炉或灯泡取暖。。在工作场所,由于机械作业和金属材料的大量使用,很多情况下撞击、摩擦等火源难以避免,这些地点的通风工作就显得更为重要。但是,对灾害区域、封闭的***积聚区域,必须采取措施防止点火源的出现。此外,地面的闪电或其它突发的电流也可能通过井下管道进入这些可能爆炸的区域而引燃***。因此,应当截断通向这些区域的铁轨、金属管道等。

【采矿课件】第一章矿井瓦斯灾害防治 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.

相关文档 更多>>
非法内容举报中心
文档信息
  • 页数24
  • 收藏数0 收藏
  • 顶次数0
  • 上传人小屁孩
  • 文件大小1.94 MB
  • 时间2024-04-17