第三章 矿井通风与灾害防治档案教案

巷修工安全资格培训班《矿井通风与灾害防治》授课计划一．学员基本情况分析1.本班为操作资格培训班，学员年龄一般在25—45之间，进矿时间在4到6年，有一定的生产实践经验。2.文化基础不一，据学籍统计，初中生约占80%，高中生约占20%，文化程度有所悬殊，给教学带来一定的困难，在教学中以初中文化为主，需要下功夫，高中一点就懂，所以教学要采取合理的教学方法，制定强有力的教学措施。二．教学目的与要求1.通过本章的学习，使学员学习掌握基本矿井生产知识和通风系统以及煤矿发生瓦斯、火灾、煤尘事故的原因和危害，掌握预防煤矿瓦斯、火灾、煤尘事故的措施，达到实现安全生产的目的，杜绝“三违”的发生。2.要求每位学员都要认真学习和掌握五大灾害的发生、预防，并能在实际工作中运用。三．授课时间的具体安排时间授课章节及内容提要课时备注第一节：瓦斯事故及应急避险每天为学时第一节：矿井水灾事故及应急避险第二节：矿井火灾事故及应急避险第三节：煤尘危害及事故处理措施合计四．搞好本课程教学的具体措施由于学员文化程度和理论水平的差异，在教学中需贯彻因材施教的原则。备课以中等水平为主，讲课分层次进行，对程度低的提出较低要求，高的提出高要求。五．教具和教学手段的使用说明平煤十三矿职教中心1使用教具：挂图教学手段的应用：本课教学应用的手段主要有直观教学法，发挥视觉效应。运用讲授法，讲授术语，规定，原理和相关理论知识。授课课题：矿井通风与灾害防治授课班级：巷修工安全资格复训班授课时间：2010年月日一、教学目的：通过本章的学习，使学员学习掌握基本矿井生产知识和通风系统以及煤矿发生瓦斯、火灾、煤尘事故的原因和危害，掌握预防煤矿瓦斯、火灾、煤尘事故的措施，达到实现安全生产的目的，杜绝“三违”的发生。二、教学要求：要求每位学员都要认真学习和掌握五大灾害的发生、预防，并能在实际工作中运用。三、教学难点：灾害事故的原因和危害。四、教学重点：灾害事故预防措施。五、教学方法：讲述法、讨论法、案例举证法六、教具：挂图七、课时：4课时教学过程：导入新课煤矿生产是地下作业，环境条件十分复杂。在生产过程中，由于受到有害气体和矿尘的大量产生以及水分的蒸发和散热作用等因素的影响，使得矿井空气的成分、温度、湿度等发生了一系列的变化，形成了恶劣的气候条件。因此，为了保护煤矿职工的身体健康和生命安全，减少事故的发生，保证正常生产，必须对矿井进行通风。平煤十三矿职教中心2矿井通风与灾害防治矿井通风是煤矿的一项重要工作，它的基本任务是：(1)向井下各工作地点连续不断的供给适宜的新鲜空气，供人呼吸。(2)把有毒有害气体和矿尘稀释到安全浓度以下并排出井外。(3)提供适宜的气候条件，创造良好的工作环境，并保证职工身体健康和生命安全，提高劳动生产率。(4)增强矿井的防灾抗灾能力，实现矿井安全生产。第一节矿井通风基本知识一、矿内空气矿内空气是矿井井巷内气体的总称，它包括地面进入井下的新鲜空气和井下产生的有毒有害气体及浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气，但是地面空气进入井下后，在化学成分和物理状态上会发生一系列变化，因而矿内空气与地面空气在性质和成分上有较大的变化及差别。（一）地面空气的组成：地面空气主要由氧气O2占（20.96%）、氮气N2（79%）、二氧化碳CO2（0.04）还有水蒸汽微生物和尘埃等。1.氧气人体必须不断的吸入氧气，呼出二氧化碳，以维持正常的生理机能，《煤矿安全规程》规定：在采掘工作面进风流中，氧气浓度不得低于20%。2.二氧化碳CO2微毒、略带酸味、不助燃也不能供人呼吸，相对密度为1.52%，在新鲜空气中含有微量的CO2对人体是无害的，如空气中CO2超过1%人有呼吸中频率过快，3%呼吸量增加1倍，5%呼吸困难，《煤矿安全规程》规定：不能超过0.5%。3.氮气N2是一种惰性气体，它本身无毒，不助燃，也不能供人呼吸，但在矿井空气中的氮气含量过高时，会造成高氮窒息事故。二、井下有害气体的来源及性质在煤矿生产过程中，涌出的有害气体有：甲烷CH4、一氧化碳CO、硫化氢H2S、二氧化氮NO2、氨气NH3《煤矿安全规程》对井下空气中氧的含量及各种有害气体的浓度都做出了明确规定。如下表矿井有害气体最高允许浓度三、矿井通风系统矿井通风系统是矿井通风方式、方法和通风网络的总称，它对矿井安全生产和经济效益有重大影响。《煤矿安全规程》第一百零七条规定：矿井必须有完整的独立通风系统。名称最高允许浓度％一氧化碳CO0.0024氧化氮(换算成二氧化氮N02)0.00025二氧化硫S020.0005硫化氢H2S0.00066氨NH30.004平煤十三矿职教中心3(一）.矿井通风方式根据矿井进风井与出风井之间的相互位置关系，矿井通风方式可分为中央式、对角式和混合式三种。1.中央式通风进、回风井位置大致位于井田中央的通风方式为中央式通风。若进风井与回风井均位于井田中央，且相距很近时(一般为30m～50m)，则称为中央并列式通风，如图4-1所示。若进风井位于井田中央，回风井位于井田走向中央上部边界上，则称为中央分列式通风，如图4-2所示。2.对角式通风进风井大致位于井田中央，回风井在两翼的通风方式称为对角式．3.混合式通风井田中央和两翼边界均有回风井的通风方式，即由中央式和对角式两种方式组成的综合通风方式称为混合式通风。不同的通风方式有不同的优缺点，应根据各矿井开拓方式及生产布置的不同选用不同的通风方式。（二）矿井通风方法矿井通风方法以风流获得的动力来源不同分为自然通风和机械通风两种。利用自然因素产生的通风动力，使空气在井下巷道中流动的通风方法称为自然通风。利用通风机运转产生的通风动力，使空气在井下巷道中流动的通风方法称为机械通风。在机械通风的矿井中，通风机的工作方式分抽出式和压入式。（三）通风网络通风网络可分为：串联、并联、角联和复杂联。每个工作面必须有独立的通风系统。（四）通风设施矿井通风设施是矿井通风系统的重要组成部分，它的主要作用是控制井下风流流动，实现风流按拟定的路线，定量、定向的流动。矿井通常将引导、隔断和控制风流的构筑物称为通风设施。所有职工都应努力保持井下的正常通风，爱护矿井通风设施。生产中应注意：(1)不经通风部门批准，任何人不准随便损坏和拆除通风设施，否则将导致井下风流混乱。(2)每次通过风门，一定要随手把风门关好，切不可把邻近的两道风门同时打开，否则将影响井下正常通风。(3)调节风门上的风窗木板，不可随意拨动，否则将影响井下风量的正确分配。(4)井下栅栏、警示牌、瓦斯记录牌、测风站等为通风辅助设施，任何人不得随意拆毁、摘除、涂改或变更位置等。(5)如发现通风设施有损坏现象，应向有关部门或领导报告，以便及时修复。案例一1996年11月27日，山西省大同市某煤矿井下发生特大瓦斯爆炸事故，死亡110人，4人下落不明，直接经济损失约976万元。这起事故的主要原因是矿井通风系统混乱，通风设施不齐全，质量差，存在风流平煤十三矿职教中心4短路、跑漏风、串联风、循环风。直接原因是该矿北顺槽正、副巷间未设风墙，造成风流短路，巷内局部通风机无风筒，使全巷处于无风、微风、循环风状态，6号贯眼至工作面35m处于盲巷，造成瓦斯积聚。电工违章带电检修开关，产生电火花引爆瓦斯，进而震起巷道积尘，煤尘参与爆炸。案例二1998年1月24日，辽宁某煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，死亡78人，伤7人，直接经济损失704．39万元。这起事故的直接原因是：2102工作面上山设置的两道临时调节风门，一道风门处于开启状态，另一道风门经常开启，造成边上山风流短路，工作面风量大量减少，支架顶部冒落区内瓦斯积聚，达到爆炸浓度界限，遇工作面支架顶部煤层自然发火产生的高温火点引起瓦斯爆炸。第二节矿井瓦斯危害及防治一．瓦斯的性质瓦斯是无色、无味、无臭的气体；比空气轻，与空气相比其相对密度为0．554，因此，瓦斯经常积聚在巷道顶部、上山掘进头、采煤工作面上隅角等处；瓦斯很难溶于水；瓦斯本身无毒，但空气中瓦斯浓度高时，会使氧含量相对减少，从而造成人员窒息，进而死亡。瓦斯不助燃，但与空气混合达到一定浓度时，遇到火源能燃烧和爆炸，造成重大灾害事故。二．瓦斯的赋存状态瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有游离状态和吸附状态两种。三．矿井瓦斯的涌出形式在矿井生产过程中，煤、岩层中的瓦斯不断向采掘工作面的空间和井巷内释放的现象称为瓦斯涌出，其涌出形式一般分为普通涌出和特殊涌出两种。普通涌出是指瓦斯通过煤体或围岩的细微裂隙，从其暴露面上均匀、缓慢、连续不断地放出的形式。这是井下瓦斯涌出的主要形式，它的特点是时间长、涌出量大、范围大，且一般不易觉察。特殊涌出包括瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出两种形式。大量的瓦斯在压力状态下，从煤层或围岩的裂隙中快速放出的现象称为瓦斯喷出。其特点是：发生在局部地点；喷出时间有长有短，短的几个小时到几天，长的几个月到几年；喷出量大。四．瓦斯的危害(1)瓦斯窒息。当空气中瓦斯浓度较高时，空气中氧的含量相对降低，会使人因缺氧而窒息。(2)瓦斯燃烧和爆炸。空气中瓦斯的浓度达到一定值时，遇到高温火源就会燃烧或爆炸，从而造成矿井重大灾害事故。(3)煤与瓦斯突出。在突出矿井中作业时，有可能发生煤(岩)与瓦斯(一氧化碳)突出事故，从而造成大量人员伤亡和财产损失。煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出是在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体内突然喷平煤十三矿职教中心5出到采掘空间的现象。其特点是：涌出突然，时间短，速度快，量大且集中，伴有强大的动力冲击和响声，因此，有很大的破坏性，对矿井安全生产威胁很大。一个矿井中只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须按矿井瓦斯等级进行管理。矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：(1)低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3／t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3／min。(2)高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3／t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3／min。(3)煤(岩)与瓦斯(一氧化碳)突出矿井：只要发生过一次煤与瓦斯突出事故的矿井就叫做煤与瓦斯突出矿井，简称突出矿井。在低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大于10m3／t或有瓦斯喷出的个别区域(采区或工作面)为高瓦斯区，该区应按高瓦斯矿井管理。1992年1月27日原中国统配煤矿总公司下发的中煤总安字（1992）42号文（关于落实+完善+消灭的通知）要求实现有突出危险的采掘工作面都必须采用“四位一体”预测预报、防突措施、效果检验、安全防护的综合措施。(一)突出的特征及危害煤与瓦斯突出有以下基本特征：(1)突出的煤向外抛出距离较远，具有分选现象，大块在下，小块在中间，煤粉在上。(2)抛出的煤堆积角小于煤的自然安息角。(3)抛出的煤破碎程度高，含有大量的块煤和手捻无力感的煤粉。(4)有明显的动力效应，破坏支架，推倒矿车，破坏和抛出安装在巷道中的设备设施。(5)有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量远远超过突出煤的瓦斯含量，有时会使风流逆转。(6)突出孔洞呈口小腔大的梨形、倒瓶形以及其他分岔形等。一旦发生突出，抛出的煤岩瞬间会堵塞巷道，阻断风流；突出的强大冲击力能摧毁巷道、设施，破坏通风系统，甚至使风流逆转，造成瓦斯窒息、燃烧和爆炸事故，造成人员伤亡。因此，突出是煤矿严重的自然灾害。（二）煤与瓦斯突出的预兆1．无声预兆(1)煤层结构变化，层理紊乱，煤质变软，有时软硬相间，疏松易碎，光泽暗淡，煤岩严重破坏等。(2)工作面煤体和支架压力增大；煤壁外鼓，片帮掉碴，煤被挤出、弹出；顶板下沉；打眼顶钎、夹钎；喷孔、装药顶炮。(3)工作面瓦斯涌出量增大或忽大忽小，温度下降，煤壁发凉，煤尘增多。2．有声预兆(1)顶板来压，出现裂缝，不断发生掉碴和支架断裂声。(2)煤壁发生震动或冲击，并伴有声响，听到劈裂声、鞭炮声或闷雷声，一般是先远后近、先小后大、先单响后连响，最后一声巨响便发生突出。(三)预防煤与瓦斯突出的措施平煤十三矿职教中心6开采突出煤层时必须采取突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施“四位一体”的综合性防突措施。区域