煤矿基本知识讲座

煤矿基本知识讲座煤炭是我国的主要能源，是国民经济发展的主要支柱。煤炭工业的发展直接关系到我国经济建设的进程。我国煤炭生产多以井工为主，井下生产条件比较特殊，除了生产过程比较复杂、环节多、工作地点经常移动外、尤其是经常受到水、火、瓦斯、煤尘、顶板等自然灾害威胁，煤矿事故发生的概率较大。第一节煤矿作业特点及煤矿事故灾害分类一、煤矿作业特点煤炭工业是采掘工业，主要的生产开采过程和环节都是在地下完成的。因此，煤炭生产有其特有的自然规律和特点。1．煤矿开采受各种复杂地质条件的制约。根据不同的地质条件和煤层贮存条件，往往需要采用不同的开采技术。许多自然灾害，比如矿山压力造成的冲击地压，冒顶片帮，透水和井下瓦斯煤尘爆炸以及火灾等，均与常见的顶板、瓦斯、煤尘、火、水等自然灾害因素和开采技术条件有关，从而形成煤矿特有的不安全因素。2．矿井开采的流动性和移动性。在生产过程中，需要开掘很多断面，长短不同的井巷，硐室构成生产系统和作业场所。由于生产作业场所经常移动，人员流动也较频繁，所以，难免出现险情和不安定隐患，出现意外事故和责任事故。3．煤矿生产和建设必然同时进行，要保证矿井持续生产，必须保持采掘平衡，不断进行巷道开拓，保证生产接替，在开拓新水平、新采区，新工作面，安装新设备的同时，还要对采空区和老巷进行处理。这些生产环节的交替，增加了生产，安全、组织管理和技术管理的复杂性。4．煤矿不仅受其特有的自然灾害因素的威胁，而且存在着其它工业所共有的事故因素。矿井生产是一个复杂的生产过程，必须综合运用地质、开拓、掘进、爆破、支护、运输、提升、通风、排水、供电、供应、机械化、选煤、安全生产和组织管理等多方面的科学技术，同时还要配备检修、劳动保护、安全培训等项工作。这些事故因素，时刻危及煤矿生产人身的安全，稍有疏漏，即造成事故。5．煤矿生产必须具备良好外部生产秩序，除了自然因素，涉及和生产影响煤矿作业安全的人为因素就是部分煤矿特别是小煤矿越层越界开采，造成相邻煤矿发生透水、火灾和瓦斯爆炸事故。煤矿作业要求每个煤矿都必须按照划分的井田范围和开采计划从事生产，不得扰乱和破坏相邻煤矿正常的生产秩序。煤矿外表生产秩序无保证，生产安全必然受到威胁。近年我省通过组织整顿，在这方面明显改善。由此可见，煤矿作业的特点，决定了安全管理和煤炭工业主管部门的特殊属性。二、煤矿事故灾害的分类1、分类：⑴．按造成事故的原因，可分为以下几种事故:a、自然事故。自然事故指人不能抗拒的事故，如：滑坡、陷落、断层、突出、突水。b、破坏事故。破坏事故指有意识的破坏活动造成的事故，如人为故意爆炸事故。c、责任事故：责任事故指因玩忽职守、麻痹大意所造成的事故，如提升过卷事故。⑵．按伤亡人数分为以下几种事故按国务院493号令《生产安全事故报告和调查处理条例》规定:将事故划分为特别重大事故30人;重大事故10—29人;较大事故3—9人;一般事故3人。事故报告时间：现场单位一小时内必须向上级主管部门报告;接到报告的相关部门在2小时内必须向上一级主管部门报告.⑶．按伤害程度分为以下几种事故a、轻伤事故：指伤后歇工一个工作日或几个工作日，但未达到重伤程度的事故。b、重伤事故：重伤指经医师诊断为残废或可能成为残废的事故。一般分完全丧失劳动能力，需要人扶助；完全丧失劳动力，不需人扶助；部分丧失劳动能力，尚能工作，需减轻或调换工作。c、死亡事故：指事故发生后造成死亡或伤后一个月内死亡的。⑷．按事故的发生级分：a、顶板事故：顶板事故指矿井冒顶，片帮，冲击地压，顶板掉矸（煤）造成伤害事故。b、机电事故：机电事故指触电，机械伤人等形成的伤害事故。c、运输事故：指运输工具造成的伤害事故。如车辆挂、挤、轧人，斜井跑车，竖井礅罐，连续运输机及胶带运输机皮带伤人。d、瓦斯事故：瓦斯事故指瓦斯（煤尘）爆炸（燃烧）煤（岩）瓦斯突出，气体窒息（中毒）造成的伤害。e、火药及放炮事故：火药放炮事故指火药，雷管爆炸，崩人、伤人、跑烟熏人等形式的伤害事故。f、水害事故：水害事故指老空水、含水层水，井下透地面水，巷道或工作面积水等，造成的伤害事故。g、火灾事故：火灾事故指煤矿自然发火和外因造成的火灾，直接伤人或产生有害气体造成人员中毒伤亡及地面火灾等造成的事故。h、其他事故：如地面工厂等轧死，矸石山滚下至死，等等。第二节煤矿自然灾害及有关基本常识我们知道，煤矿的七大灾害为，瓦斯、水、火、粉尘、顶板、高温、岩爆。同时要抓好矿井一通四防工作。指的是，通风、防瓦斯、防尘、防火、防水。由于煤矿的特殊性，七大自然灾害，一直伴随着煤矿的生产全过程，无非有的矿井某一方面会严重一些，有的矿井会好一些。下面对七大灾害的相关基础知识给大家作一简要的介绍。一、瓦斯据统计，我省死亡三人以上重大事故中，瓦斯事故占了事故起数和死亡人数的60%左右，而死亡10人以上的特大事故中，占了90%左右，全国目前发生重特大事故以瓦斯为主。那么什么叫瓦斯？矿井瓦斯是井下有害气体的总称，包括在采掘过程中从煤层和围岩中放出的瓦斯，以及空气与有用矿物、围岩、支架和其它材料之间的化学反应、生物化学反应形成的瓦斯。矿井瓦斯的成分比较复杂，除甲烷和二氧化碳外，还含有其它烃类，如乙烷、丙烷，以及氮、氢、硫化氢、一氧化碳和微量的稀有气体等。矿井瓦斯成分中主要为甲烷（可达80％—90％以上），煤矿术语中的瓦斯往往指的就是甲烷。瓦斯是煤矿普遍存在的一种有害气体，它能燃烧、爆炸，大量积聚时能使人窒息、死亡。有些煤层还能在短时间内大量地喷出瓦斯或发生煤与瓦斯突出现象，产生很大的动力破坏作用。瓦斯事故以爆炸最为严重。为什么会产生爆炸？一般要同时满足以下三个条件才会产生爆炸：简单的讲，一是必须有一定的瓦斯浓度，一般情况下，爆炸界限为5—16%；二是必须有引火温度，点燃瓦斯的最低温度为650—750度；三是含氧量必须大于12%。瓦斯浓度低于5%不爆炸，高于16%只燃烧，瓦斯浓度达到40%以上时，人就会立即窒息死亡。当混有其他气体时，瓦斯爆炸浓度的下限还会下降。如：乙烷C2H6，乙烯C2H4，H2，CO，H2S，CO2，N2等。井下的火源来自于明火，煤炭自燃，电火花，赤热的金属表面，吸烟，甚至撞击摩擦产生的火花，坚硬岩层断落摩擦的火花，都可以引起瓦斯爆炸或燃烧。二、粉尘矿井粉尘，主要是指井下的煤尘及岩尘，尘粒直径小于1毫米的煤炭颗粒叫煤尘，尘粒直径小于5微米的岩石颗粒叫岩尘。粉尘的危害：工人长期吸入粉尘，轻者会引起呼吸道炎症，重者可导致矽肺病。煤尘在一定条件下会引起燃烧或爆炸，其爆炸的特点是爆炸过程连续，跳跃式发展，爆炸范围大，产生大量CO而引起人员中毒死亡。煤尘爆炸性主要取决于煤的挥发份含量多少和煤尘浓度。挥发份V=10—15%煤尘可以引起燃烧V=15—28%煤尘有爆炸危险V大于25%爆炸性强烈煤尘浓度30—2000mg/m3时有爆炸性小于30mg/m3，大于2000mg/m3无爆炸危险三、矿井水矿井水灾是煤矿的主要灾害之一。在煤矿建设和生产过程中，往往会遭到程度不同的透水事故，轻则造成排水设备增多，费用增大、原煤成本提高、采区接续紧张，影响生产建设的发展；重则发生淹井事故、人员伤亡、国家蒙受巨额经济损失。一般矿井水分静压水和动压水两种。静压水是指压力小，没有后续的补给。水量虽小，但突然性较强的水。如：老空透水。小煤矿经常出水，就属于这种水。而动压水指的是有一定压力，水头高，压力大，影响面较广的水。如：焦作矿区的奥陶纪灰岩水，压力高，涌水量大，影响面广，后续补给水量充沛。一般要求，煤矿生产无论大小煤矿，必须坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，就可以做到防止井下的透水伤人事故。而解决井下透水的根本在于疏堵结合，能排的要排出疏干。可采用地表井下相结合的办法，能堵的一定要隔离堵截。如底板加固，突水点堵水等。1984年6月2日开滦矿物局范各庄矿2171工作面发生了一场奥陶灰岩溶洞陷落特大突水灾害，最大突水量为205205m3，超过我国1935年发生的世界最大水灾之一的山东淄博洪山煤矿北大井突出水量的4.74倍。突水通过矿田边界煤柱，溃决流人相邻的吕家坨矿，相邻的林西矿危在旦夕，被迫停产。仅8天时间里年产共500万吨的范、吕两大型矿井全部被淹没，给国家带来严重的经济损失。因此必须加强水文地质工作，掌握矿井水灾的水源分布和造成矿井水灾的原因，采取相应的防治措施，防止水患的发生。四、矿井火灾一般分为外因火灾和内因火灾两种。很显然，外因火灾就是人们在生产过程中可能引起的一切火灾。而内因火灾是指煤层由于自身的性质，在氧化条件下引起的火灾。煤是否不自燃取决于三个因素：一是含氧量小于4%；二是含水量小于1.4%；三是发火点温度大于210度一般是不会自燃的。而含氧量、含水量越大，发火点越低，越容易自燃。一般煤体中含固定碳越低（如褐煤约70%左右），越容易自燃，其次是80—85%的烟煤，含90%以上的半无烟煤，无烟煤很少自燃。五、顶板在80年代以前，顶板事故占所有死亡事故的30%左右，大面积的采场来压，工作面跨落切顶等，零敲碎打事故死亡人员较多。如今随着煤炭科学技术的不断发展，矿压研究，认识采场来压规律，加之支护材料的不断更新，采煤工艺的变革等等，顶板事故大幅度的下降，现已成为煤矿井下灾害中事故最少的一项。出现这种事故的主要原因有，支架与顶板不相适应，采场支架支护阻力低，支柱失效，违章作业。六、地温由于开采深度加大600—800m，井下生产的掘进头、工作面会出现30—35℃的高温，规程规定（≤26℃），高温作业给工人带来了不便，易疲劳，有损于健康。七、岩爆采深超过800m-1000m时，井下原来能支护的岩石已经支不住了，岩层变软，支护难度加大，有时会出现岩体的自然爆炸现象，一是破坏巷道，二是会伤及工人，这也是目前煤矿生产与发展中出现的难题，正在攻关解决。第三节煤矿自然灾害预防措施对于我们现行生产的煤矿来讲，上面我们谈到，随着采深的增加，井下的自然灾害也在不断的增多，从原有的五大自然灾害发展到七大自然灾害。即：瓦斯、水、火、粉尘、顶板、高温、岩爆。在现有技术经济条件下所采取的主要预防措施有以下方法：一、防瓦斯瓦斯是煤矿的第一杀手，所谓瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度超过2％，其体积超过0.5m3的现象。防止瓦斯积聚的基本方法如下：（一）加强通风加强通风是防止瓦斯积聚最基本最有效的措施。为达到加强通风的目的，必须做到：（1）合理选择最佳的通风系统，采用分区通风，尽量避免角联通风。（2）采用机械通风，全矿井或一翼使用的主通风机台数、能力以及备用通风机的启动均要符合《规程》规定。（3）瓦斯矿井一般应采用抽出式通风，以防止主通风机停运时，积存在采空区的瓦斯大量涌出。（4）正确分配风量，使每一工作面都有足够的风量通过。（5）正确选择通风构筑物，并加强管理，防止漏风。（6）在瓦斯矿井中，回采工作面、回风巷道都要采用上行风。（7）瓦斯矿井的掘进工作面，禁止用扩散通风。（8）临时停工的地点，不得停风，否则必须设置栅栏、提示警标，切断电源，禁止人员入内。停工区瓦斯浓度达3％或其它有害气体超过规定时，必须予以封闭。（二）加强瓦斯浓度和通风情况的检查瓦斯浓度管理规定《规程》中有以下规定：采掘工作面的风流中，瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过0.5％，采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0％时，必须停止用电钻打眼；爆破地点2m以内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，严禁爆破。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1.0％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。采掘工作面及其巷道内，体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0％时。附近20m内必须停止工作，撤出人员切断电源，进行处理。对瓦斯浓度超过规定被切断电源的电器设备，必须在瓦斯浓度降到1.0％以下时，方可通电开动。采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5％时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。采区回风巷或一翼回风巷中瓦斯浓度、二氧化碳浓度超过0.75％时，必须立即查明原因，进行处理。采区回风巷、采掘工作面回风