2021年中級(jí)注冊(cè)安全工程師《技術(shù)基礎(chǔ)》精選資料:地下礦井災(zāi)害及防治技術(shù)

地下礦井災(zāi)害及防治技術(shù)：

一、地下礦山通風(fēng)技術(shù)

(一)地下礦山通風(fēng)系統(tǒng)

1.地下礦山通風(fēng)的目的

礦井通風(fēng)的目的有兩個(gè)：

在正常生產(chǎn)時(shí)期，保證向礦井各用風(fēng)地點(diǎn)輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，用以稀釋有毒有害氣體，排除礦塵和保持良好的工作環(huán)境，確保礦井安全生產(chǎn);

在發(fā)生災(zāi)變時(shí)，能有效、及時(shí)地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并與其他措施結(jié)合，防止災(zāi)害擴(kuò)大。

2.礦井通風(fēng)系統(tǒng)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣，排除污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動(dòng)力及其裝置和通風(fēng)控制設(shè)施(通風(fēng)構(gòu)筑物)的總稱。

(1)通風(fēng)方式。根據(jù)進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井的布置方式，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型可以分為中央式(中央并列式和中央分列式)、對(duì)角式(兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式)和混合式3類。

(2)通風(fēng)方法。根據(jù)主要通風(fēng)機(jī)的工作方法，礦井通風(fēng)方式分為抽出式、壓入式和壓抽混合式。

3.地下礦山漏風(fēng)

地下礦山漏風(fēng)是指通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流沿某些細(xì)小通道與回風(fēng)巷或地面發(fā)生滲漏的短路現(xiàn)象。產(chǎn)生漏風(fēng)的條件是有漏風(fēng)通道并在其兩端有壓力差存在。地下礦山漏風(fēng)按其地點(diǎn)可分為外部漏風(fēng)和內(nèi)部漏風(fēng)。前者是指地表與井下之間的漏風(fēng)，后者是指井下各處的漏風(fēng)。

地下礦山漏風(fēng)會(huì)造成動(dòng)力的額外消耗;使地下礦山、采區(qū)和工作面的有效風(fēng)量減少，造成瓦斯積聚、氣溫升高等，影響生產(chǎn)和工人身體健康;大量的漏風(fēng)會(huì)使通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，風(fēng)流易紊亂，調(diào)風(fēng)困難，易發(fā)生瓦斯事故;會(huì)使采空區(qū)、被壓碎的煤柱和封閉區(qū)內(nèi)的煤炭及可燃物發(fā)生氧化自燃，易發(fā)生火災(zāi);當(dāng)?shù)乇碛兴輩^(qū)時(shí)，老窯裂隙的漏風(fēng)會(huì)將采空區(qū)的有害氣體帶入井下，使井下環(huán)境條件惡化而威脅安全生產(chǎn)。

4.地下礦山反風(fēng)

礦井反風(fēng)是為防止災(zāi)害擴(kuò)大和搶救人員的需要而采取的迅速倒轉(zhuǎn)風(fēng)流方向的措施。

(1)全礦性反風(fēng)。全礦反風(fēng)是指井下各主要風(fēng)道的風(fēng)流全部反向的反風(fēng)。

在礦井進(jìn)風(fēng)井、井底車場、主要進(jìn)風(fēng)大巷或中央石門發(fā)生火災(zāi)時(shí)常采用全礦性反風(fēng)，避免火災(zāi)煙流進(jìn)入人員密集的采掘工作面?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：

礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在10 min內(nèi)改變巷道中風(fēng)流方向，當(dāng)風(fēng)流方向改變后主要風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量40%，每年應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)，反風(fēng)設(shè)施至少每季度檢查1次。礦井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)。

(2)局部反風(fēng)。在采區(qū)內(nèi)部發(fā)生災(zāi)害時(shí)，維持主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，主要進(jìn)風(fēng)風(fēng)道風(fēng)向不變，利用風(fēng)門開啟或關(guān)閉造成采區(qū)內(nèi)部風(fēng)流反向的反風(fēng)。

(二)地下礦山風(fēng)量計(jì)算及通風(fēng)參數(shù)測定

1.煤礦礦井風(fēng)量計(jì)算

2.金屬非金屬地下礦山風(fēng)景計(jì)算

3.通風(fēng)參數(shù)測定

(三)地下礦山通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)構(gòu)筑物

1.礦用通風(fēng)設(shè)備

礦用通風(fēng)設(shè)備中最主要的是通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)按其服務(wù)范圍的不同，可分為主要通風(fēng)機(jī)、輔助通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī);按通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理，可分為離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。

通風(fēng)機(jī)工作的基本參數(shù)是風(fēng)量、風(fēng)壓、效率和功率。

(四)局部通風(fēng)技術(shù)

局部通風(fēng)方法按通風(fēng)動(dòng)力形式的不同分為局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)、地下礦山全風(fēng)壓通風(fēng)和引射器通風(fēng)，其中以局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)最為常用。

局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)分為壓入式、抽出式、混合式。

壓入式通風(fēng)：局部通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置安裝在距離掘進(jìn)巷道口10m以外的進(jìn)風(fēng)側(cè)，將新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)筒輸送到掘進(jìn)工作面，污風(fēng)沿掘進(jìn)巷道排除。

抽出式通風(fēng)：局部通風(fēng)機(jī)安裝在距離掘進(jìn)巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。新鮮風(fēng)流沿巷道流入，污風(fēng)通過風(fēng)筒有局部通風(fēng)機(jī)抽出。

(五)地下礦山通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)測定

1.風(fēng)速測定

2.地下礦山通風(fēng)阻力的測定

3.一氧化碳檢測

4.氧氣檢測

5.溫度檢測

二、瓦斯及其防治技術(shù)

(一)瓦斯性質(zhì)及瓦斯參數(shù)測定

1.瓦斯性質(zhì)

瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體，有時(shí)單獨(dú)指甲烷。瓦斯是一種無色、無味、無臭、可以燃燒或爆炸的氣體，難溶于水，擴(kuò)散性較空氣高。瓦斯無毒，但濃度很高時(shí)，會(huì)引起窒息。

2.煤層瓦斯賦存狀態(tài)

瓦斯在煤層中的賦存形式主要有兩種狀態(tài)：在滲透空間內(nèi)的瓦斯主要呈自由氣態(tài)，稱為游離瓦斯或自由瓦斯，這種狀態(tài)的瓦斯服從理想氣體狀態(tài)方程;另一種稱為吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒內(nèi)部，占據(jù)著煤分子結(jié)構(gòu)的空位或煤分子之間的空間。實(shí)測表明，在目前開采深度下(1 000～2 000 m以內(nèi))煤層吸附瓦斯量占70%～95%，而游離瓦斯量占5%～30%。

3.煤層瓦斯含量及測定

煤層瓦斯含量是指單位質(zhì)量煤體中所含瓦斯的體積，單位為m3/t。煤層瓦斯含量是確定礦井瓦斯涌出量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是礦井通風(fēng)及瓦斯抽放設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。煤層在天然條件下，未受采動(dòng)影響時(shí)的瓦斯含量稱原始含量;受采動(dòng)影響，已有部分瓦斯排出后而剩余在煤層中的瓦斯量，稱殘存瓦斯含量。

影響煤層原始瓦斯含量的因素很多，主要有：煤化程度、煤層賦存條件、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等。

煤層瓦斯含量測定方法目前主要有地勘鉆孔測定法、實(shí)驗(yàn)室間接測定法和井下快速直接測定法3種。

4.煤層瓦斯壓力及測定方法

煤層瓦斯壓力是存在于煤層孔隙中的游離瓦斯分子熱運(yùn)動(dòng)對(duì)煤壁所表現(xiàn)的作用力。煤層瓦斯壓力是用間接法計(jì)算瓦斯含量的基礎(chǔ)參數(shù)，也是衡量煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)。測定方法主要有直接測定法和間接測壓法。

(二)礦井瓦斯涌出及瓦斯等級(jí)

1.礦井瓦斯涌出的形式

2.礦井瓦斯涌出量及主要因素

3.礦井瓦斯等級(jí)及其鑒定：

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，一個(gè)礦井中只要有一個(gè)煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須依照礦井瓦斯等級(jí)進(jìn)行管理。

根據(jù)礦井相對(duì)瓦斯涌出量、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：低瓦斯礦井、高瓦斯礦井和煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。

低瓦斯礦井：礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10 m3/t且礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于40 m3/min。

高瓦斯礦井：礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10 m3/t或礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40 m3/min。

煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井：礦井在采掘過程中，只要發(fā)生過一次煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出，該礦井即定為煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每年必須對(duì)礦井進(jìn)行瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定。

(三)瓦斯噴出及預(yù)防

1.瓦斯噴出

地下礦山瓦斯噴出是指從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯異常涌出的現(xiàn)象。在20m巷道范圍內(nèi)，涌出瓦斯量大于或等于1.0m 3/min，且持續(xù)時(shí)間在8h以上時(shí)，該采掘區(qū)域即定為瓦斯噴出危險(xiǎn)區(qū)域。

瓦斯噴出的預(yù)兆：礦壓活動(dòng)顯現(xiàn)激烈，煤壁片幫嚴(yán)重、底板突然鼓起、支架承載力加大甚至破壞，煤層變軟、潮濕等。

2.瓦斯噴出的預(yù)防

(1)加強(qiáng)地下礦山地質(zhì)工作，摸清采掘地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造情況;

(2)在可能發(fā)生噴出的地區(qū)掘進(jìn)巷道時(shí)，打前探鉆孔或抽排鉆孔;

(3)加大噴出危險(xiǎn)區(qū)域的風(fēng)量;

(4)將噴出的瓦斯直接引入回風(fēng)巷或抽放瓦斯管路;

(5)掌握噴出的預(yù)兆，及時(shí)撤離工作人員，并配備自救器，安設(shè)壓氣自救系統(tǒng);

(6)掌握礦壓規(guī)律，避免礦壓集中，及時(shí)處理頂板，以防大面積突然卸壓造成瓦斯噴出。

(四)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出及預(yù)防

煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出是指在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤(巖)和瓦斯(二氧化碳)由煤體或巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動(dòng)力現(xiàn)象。

特點(diǎn)：煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出具有突發(fā)性、極大破壞性和瞬間攜帶大量瓦斯(二氧化碳)和煤(巖)沖出等特點(diǎn)，能摧毀井巷設(shè)施、破壞通風(fēng)系統(tǒng)、造成人員窒息，甚至引起瓦斯爆炸和火災(zāi)事故，是煤礦最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。

1.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的一般規(guī)律

(1)突出危險(xiǎn)性隨采掘深度的增加而增加;

(2)突出危險(xiǎn)性隨煤層厚度的增加而增加，尤其是軟分層厚度;

(3)石門揭煤工作面平均突出強(qiáng)度最大，煤巷掘進(jìn)工作面突出次數(shù)最多，爆破作業(yè)最易引發(fā)突出，采煤工作面突出防治技術(shù)難度最大;

(4)突出多數(shù)發(fā)生在構(gòu)造帶、煤層遭受嚴(yán)重破壞的地帶、煤層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化的地帶、煤層硬度系數(shù)小于0.5的軟煤層中;

(5)突出發(fā)生前通常有地層微破壞、瓦斯涌出變化、煤層層理紊亂、鉆孔卡鉆夾鉆、煤壁溫度降低、散發(fā)煤油氣味、煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化等預(yù)兆;

(6)突出按動(dòng)力源作用特征可分為3種類型：突出、壓出和傾出;按突出物分類可分為4種類型：煤與瓦斯突出、煤與二氧化碳突出、巖石與瓦斯突出、巖石與二氧化碳突出。

2.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出預(yù)測

3.防治煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的措施

(1)防治突出的技術(shù)措施。

防治突出的技術(shù)措施主要分為區(qū)域性措施和局部性措施兩大類。

區(qū)域性措施是針對(duì)大面積范圍消除突出危險(xiǎn)性的措施;

局部性措施主要在采掘工作面執(zhí)行，針對(duì)采掘工作面前方煤巖體一定范圍消除突出危險(xiǎn)性的措施。

目前區(qū)域性措施主要有3種，即預(yù)留開采保護(hù)層、大面積瓦斯預(yù)抽放、控制預(yù)裂爆破;

局部性措施有許多種，如卸壓排放鉆孔、深孔或淺孔松動(dòng)爆破、卸壓槽、固化劑、水力沖孔等。

(2)“四位一體”綜合防治突出措施。所謂“四位一體”綜合防治突出措施，就是說首先應(yīng)對(duì)開采煤層及其對(duì)開采煤層構(gòu)成影響的鄰近煤層進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測。對(duì)確認(rèn)的突出危險(xiǎn)區(qū)域，應(yīng)采取區(qū)域性防治突出技術(shù)措施，對(duì)確認(rèn)的突出危險(xiǎn)工作面，必須采取防治突出技術(shù)措施。在采取防治突出技術(shù)措施后，必須對(duì)防治突出技術(shù)措施和消除突出危險(xiǎn)性的效果進(jìn)行檢驗(yàn)，如果檢驗(yàn)有效，在采取安全防護(hù)措施的前提下進(jìn)行采掘作業(yè);如果檢驗(yàn)無效，必須補(bǔ)充防治突出技術(shù)措施，直至再次檢驗(yàn)為有效時(shí)方可在采取安全防護(hù)措施前提下進(jìn)行采掘作業(yè)。否則，必須繼續(xù)補(bǔ)充技術(shù)措施。

(3)安全防護(hù)措施。安全防護(hù)措施是控制突出危害程度的措施，也就是說即使發(fā)生突出，也要使突出強(qiáng)度降低，對(duì)現(xiàn)場人員進(jìn)行保護(hù)不至危及人身安全。如震動(dòng)性放炮、遠(yuǎn)距離放炮、反向防突風(fēng)門、壓風(fēng)自救器、個(gè)體自救器等。

(五)瓦斯爆炸及預(yù)防

1.瓦斯爆炸的條件

引起瓦斯燃燒與爆炸必須具備3個(gè)條件：一定濃度的甲烷、一定能量的引火源和足夠的氧氣。

2.預(yù)防瓦斯爆炸技術(shù)措施

預(yù)防瓦斯爆炸技術(shù)措施包括4個(gè)方面：

(1)防止瓦斯積聚和超限;

(2)嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯檢查制度;

(3)防止瓦斯引燃的措施;

(4)防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴(kuò)大的措施。

(六)瓦斯抽放

1.瓦斯抽放方法

瓦斯抽放系統(tǒng)主要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路(帶閥門)、瓦斯抽放鉆孔或巷道、鉆孔或巷道密封等組成。

根據(jù)抽放瓦斯的來源，瓦斯抽放可以分為：本煤層瓦斯預(yù)抽、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放以及幾種方法的綜合抽放。

2.瓦斯抽放指標(biāo)

(1)反映瓦斯抽放難易程度的指標(biāo)：煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、百米鉆孔瓦斯涌出量。

(2)反映瓦斯抽放效果的指標(biāo)：瓦斯抽放量、瓦斯抽放率。

(七)瓦斯檢測

瓦斯檢測實(shí)際上是指甲烷檢測，主要檢測甲烷在空氣中的體積濃度。地下礦山瓦斯檢測方法有實(shí)驗(yàn)室取樣分析法和井下直接測量法兩種。使用便攜式瓦斯檢測報(bào)警儀，可隨時(shí)檢測作業(yè)場所的瓦斯?jié)舛?，也可使用傳感器連續(xù)實(shí)時(shí)地監(jiān)測瓦斯?jié)舛取?/p>

1.光干涉瓦斯檢定器

2.熱催化瓦斯檢測報(bào)警儀

3.智能式瓦斯檢測記錄儀

4. 瓦斯、氧氣雙參數(shù)檢測儀

5. 瓦斯報(bào)警礦燈

(八)瓦斯、煤塵事故的救護(hù)及處理

1. 瓦斯煤塵爆炸事故

發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故時(shí)，礦山救護(hù)隊(duì)的主要任務(wù)是：

(1)搶救遇險(xiǎn)人員;

(2)對(duì)充滿爆炸煙氣的巷道恢復(fù)通風(fēng);

(3)搶救人員時(shí)清理堵塞物;

(4)撲滅爆炸而產(chǎn)生的火災(zāi);

2.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出事故的救護(hù)及處理

(1)一般原則

(2)搶救遇險(xiǎn)人員方法

(3)救護(hù)措施

三、礦(地)壓災(zāi)害及防治技術(shù)

(一)礦(地)壓災(zāi)害的概念及成因

1.礦(地)壓的概念

通常把由開采過程而引起的巖移運(yùn)動(dòng)對(duì)支架圍巖所產(chǎn)生的作用力，稱為礦(地)壓。礦(地)壓災(zāi)害的常見類型主要有：采掘工作面或巷道的冒頂片幫、采場(采空區(qū))頂板大范圍垮落和沖擊地壓(巖爆)。

2.礦(地)壓災(zāi)害的成因

(1)采掘工作面或巷道的冒頂片幫、采場(采空區(qū))頂板大范圍垮落是最常見的事故，主要原因有：

1)采礦方法不合理和頂板管理不善;

2)缺乏有效支護(hù);

3)檢查不周和疏忽大意;

4)地質(zhì)條件不好;

5)地壓活動(dòng);

6)其他原因。

(二)礦(地)壓災(zāi)害的防治技術(shù)

1.井巷支護(hù)及維護(hù)

井巷支護(hù)的方式主要有以下幾種：

(1)錨桿支護(hù)與錨噴支護(hù)

1)錨桿支護(hù)。錨桿支護(hù)是單獨(dú)采用錨桿的支護(hù)。掘進(jìn)后即向巷道圍巖鉆孔，然后在孔中安裝錨桿，目的是使錨桿與圍巖共同作用進(jìn)行巷道支護(hù)。錨桿支護(hù)的作用機(jī)理有多種：懸吊作用、組合梁作用及擠壓連接、加固拱作用和松動(dòng)圈支護(hù)理論等。

2)錨噴支護(hù)。錨噴支護(hù)又稱噴錨支護(hù)，是聯(lián)合使用錨桿和噴射混凝土或噴漿的支護(hù)。從廣義上講可以將除錨桿支護(hù)以外的其他與錨桿聯(lián)合的支護(hù)形式都納入此范圍。如噴漿支護(hù)、噴混凝土支護(hù)、錨網(wǎng)支護(hù)、錨噴網(wǎng)支護(hù)、錨梁網(wǎng)(噴)支護(hù)以及錨索支護(hù)等。

(2)混凝土及鋼筋混凝土支護(hù)。

(3)棚狀支架支護(hù)。

2.采場地壓事故防治技術(shù)

(1)煤礦采場礦山壓力控制方法。

煤礦采場礦山壓力控制主要根據(jù)直接頂穩(wěn)定性和老頂來壓強(qiáng)度來選擇合理支護(hù)方式和支護(hù)強(qiáng)度。

直接頂是指直接位于煤層之上的易垮落巖層。煤礦直接頂穩(wěn)定性分類主要以直接頂初次垮落步距為主要指標(biāo)，將直接頂分為不穩(wěn)定、中等穩(wěn)定、穩(wěn)定和非常穩(wěn)定4類。

老頂是位于直接頂之上較硬或較厚的巖層。老頂壓力顯現(xiàn)分為4級(jí)，即老頂來壓不明顯、來壓明顯、來壓強(qiáng)烈和來壓極強(qiáng)烈。

(2)金屬非金屬礦山采場地壓控制方法。

1)空?qǐng)霾傻V法地壓控制

2)充填采礦山法的地壓控制

3)崩落采礦法地壓控制

3.搞好地質(zhì)調(diào)查工作

4.堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，嚴(yán)格頂板監(jiān)測制度

5.沖擊地壓(巖爆)預(yù)防技術(shù)

(1)沖擊地壓(巖爆)現(xiàn)象及特點(diǎn)

沖擊地壓(巖爆)是井巷或工作面周圍巖體，由于彈性變形能的瞬時(shí)釋放而產(chǎn)生的一種以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動(dòng)力現(xiàn)象。

根據(jù)原巖(煤)體應(yīng)力狀態(tài)不同，沖擊地壓(巖爆)可分為3類：重力型沖擊地壓、構(gòu)造應(yīng)力型沖擊地壓、中間型或重力—構(gòu)造型沖擊地壓。

沖擊地壓(巖爆)的特點(diǎn)：

1)一般沒有明顯的預(yù)兆，難于事先確定發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和沖擊強(qiáng)度;

2)發(fā)生過程短暫，伴隨巨大聲響和強(qiáng)烈震動(dòng);

3)破壞性很大，有時(shí)出現(xiàn)人員傷亡。

(2)沖擊地壓(巖爆)的預(yù)測方法

(3)沖擊地壓(巖爆)的防治措施

根據(jù)發(fā)生沖擊地壓的成因和機(jī)理，防治措施分為兩大類：一類是防范措施;另一類是解危措施。

1)防范措施。防范措施主要包括：預(yù)留開采保護(hù)層;盡量少留煤柱和避免孤島開采;盡量將主要巷道和硐室布置在底板巖層中;回采巷道采用大斷面掘進(jìn);盡可能避免巷道多處交叉;加強(qiáng)頂板控制;確定合理的開采程序;煤層預(yù)注水，以降低煤體的彈性和強(qiáng)度等。

2)解危措施。沖擊地壓(巖爆)解危措施包括卸載鉆孔、卸載爆破、誘發(fā)爆破和煤層高壓注水等。

(三)地下礦山冒頂事故的救護(hù)及處理

1.一般原則

2.搶救遇險(xiǎn)人員方法

3.冒頂事故的處理方法

(1)局部小冒頂?shù)奶幚怼?/p>

(2)局部冒頂范圍較大的處理。

(3)大冒頂?shù)奶幚怼?/p>

四、礦山火災(zāi)及防治技術(shù)

(一)礦山火災(zāi)的分類和特點(diǎn)

凡是發(fā)生在礦山地下采場或地面而威脅到井下安全生產(chǎn)，造成損失的非控制燃燒均稱為礦山火災(zāi)。礦山火災(zāi)的發(fā)生具有嚴(yán)重的危害性，可能造成人員傷亡、礦山生產(chǎn)接續(xù)緊張、巨大的經(jīng)濟(jì)損失、嚴(yán)重的環(huán)境污染等。

根據(jù)引火源的不同，礦山火災(zāi)可分為外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)兩大類。外因火災(zāi)是指由于外來熱源，如明火、爆破、瓦斯煤塵爆炸、機(jī)械摩擦、電路短路等原因造成的火災(zāi)。外因火災(zāi)的特點(diǎn)是突然發(fā)生，來勢兇猛，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往可能釀成惡性事故。內(nèi)因火災(zāi)是指煤(巖)層或含硫礦場在一定的條件和環(huán)境下自身發(fā)生物理化學(xué)變化積聚熱量導(dǎo)致著火而形成的火災(zāi)。內(nèi)因火災(zāi)的特點(diǎn)是發(fā)生過程比較長，而且有預(yù)兆，易于早期發(fā)現(xiàn)，但很難找到火源中心的準(zhǔn)確位置，撲滅比較困難。

(二)地下礦山內(nèi)因火災(zāi)防治技術(shù)

1.煤炭自燃傾向性

煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性，它取決于煤在常溫下的氧化能力，是煤層發(fā)生自燃的基本條件。煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃3類。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，新建地下礦山的所有煤層必須由國家授權(quán)單位進(jìn)行自燃傾向性鑒定;生產(chǎn)地下礦山延深新水平時(shí)，必須對(duì)所有煤層的自燃傾向性進(jìn)行鑒定。

2.煤炭自燃的預(yù)測預(yù)報(bào)

我國的煤炭自燃的預(yù)測預(yù)報(bào)主要采用氣體分析法。

(1)預(yù)測預(yù)報(bào)指標(biāo)。

最新研究成果表明，可以使用一氧化碳、乙烯及乙炔等指標(biāo)預(yù)測預(yù)報(bào)煤炭自燃情況。

煤炭自燃劃分為3個(gè)階段，即: 地下礦山風(fēng)流中只出現(xiàn)10-6級(jí)的一氧化碳時(shí)的緩慢氧化階段，出現(xiàn)10-6級(jí)的一氧化碳、乙烯時(shí)的加速氧化階段，出現(xiàn)10-6級(jí)的一氧化碳、乙烯及乙炔時(shí)的激烈氧化階段，此時(shí)即將出現(xiàn)明火。

3.煤炭自燃的預(yù)防技術(shù)

煤炭自燃的預(yù)防技術(shù)包括：惰化、堵漏、降溫等，以及它們的組合。

(1)惰化技術(shù)防滅火。惰化技術(shù)就是將惰性氣體或其他惰性物質(zhì)送入擬處理區(qū)，抑制煤炭自燃的技術(shù)。主要包括黃泥灌漿、粉煤灰、阻化劑及阻化泥漿和惰氣等。

(2)堵漏技術(shù)防滅火。堵漏就是采用某些技術(shù)措施減少或杜絕向煤柱或采空區(qū)的漏風(fēng)，使煤缺氧而不至于自燃。堵漏技術(shù)和材料主要有：抗壓水泥泡沫、凝膠堵漏技術(shù)、尾礦砂堵漏和均壓等。

4.火區(qū)封閉、管理和啟封

(1)火區(qū)封閉。當(dāng)防治火災(zāi)的措施失敗或因火勢迅猛來不及采取直接滅火措施時(shí)，就需要及時(shí)封閉火區(qū)，防止火災(zāi)勢態(tài)擴(kuò)大?；饏^(qū)封閉的范圍越小，維持燃燒的氧氣越少，火區(qū)熄滅也就越快，因此火區(qū)封閉要盡可能地縮小范圍，并盡可能地減少防火墻的數(shù)量。

(3)煤炭自燃火區(qū)啟封。只有經(jīng)取樣化驗(yàn)分析證實(shí)，同時(shí)具備下列條件時(shí)，方可認(rèn)為火區(qū)已經(jīng)熄滅，才準(zhǔn)予啟封：

1)火區(qū)內(nèi)溫度下降到30℃以下，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的空氣日常溫度相同;

2)火區(qū)內(nèi)的氧氣濃度降到5%以下;

3)區(qū)內(nèi)空氣中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳在封閉期間內(nèi)逐漸下降，并穩(wěn)定在0.001%以下;

4)在火區(qū)的出水溫度低于25℃，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同。

(三)火災(zāi)時(shí)期救災(zāi)技術(shù)

1.地下礦山火災(zāi)事故救護(hù)原則

2.風(fēng)流控制技術(shù)：選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)，加強(qiáng)通風(fēng)管理，減少漏風(fēng);

3.地下礦山反風(fēng)技術(shù)：根據(jù)井下火災(zāi)具體情況，在保證作業(yè)人員和重大設(shè)備設(shè)施的安全條件下，可采用局部反風(fēng)或全礦反風(fēng)方法;

4.火災(zāi)的常用撲救方法

(1)直接滅火方法。

(2)隔絕方法滅火。

(3)綜合方法滅火。

五、水害及其防治技術(shù)

(一)地下礦山突水源及涌水特征

1.大氣降水為主要充水水源的涌水特征

2.以地表水為主要充水水源的涌水特征

3.以地下水為主要充水水源的礦床

4.以老窯水為主要充水水源的礦床

(二)地下礦山導(dǎo)水通道及探測技術(shù)

1.自然導(dǎo)水通道

2.人為導(dǎo)水通道

3.導(dǎo)水通道探測技術(shù)。

(三)地下礦山防治水技術(shù)

1.地表水治理措施

2.地下水的排水疏干

3.地下水探放

4 地下礦山水的隔離與堵截

隔離煤(巖)柱防水。為防止煤(礦)層開采時(shí)各種水流進(jìn)入井下，在受水威脅的地段留一定寬度或厚度的煤(礦)柱。防水煤(礦)柱尺寸的確定應(yīng)考慮到含水層的水壓、水量、所開采煤(礦)的機(jī)械強(qiáng)度、厚度等因素及有關(guān)規(guī)定，并通過實(shí)踐綜合確定。

5.礦山排水

(1)金屬非金屬礦山。

(2)煤礦。 必須有工作、備用和檢修的水泵。

工作水泵的能力，應(yīng)能在20 h內(nèi)排出礦井24 h的正常涌水量(包括充填水和其他用水)。

備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70%。工作水泵和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20 h內(nèi)排出地下礦山24 h的最大涌水量。

檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%。水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地下礦山，可在主泵房內(nèi)預(yù)留一定數(shù)量的水泵位置。

(四)地下礦山水災(zāi)的預(yù)測和突水預(yù)兆

1.地下礦山水災(zāi)的預(yù)測

2.地下礦山突水預(yù)兆

(1)一般預(yù)兆

1)煤層變潮濕、松軟;煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水由小變大;有時(shí)煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡;

2)工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣或硫化氫氣味;

3)有時(shí)可聞到水的“嘶嘶”聲;

4)礦壓增大，發(fā)生冒頂片幫及底鼓。

(2)工作面底板灰?guī)r含水層突水預(yù)兆

(3)松散孔隙含水層突水預(yù)兆

(五)地下礦山水災(zāi)事故的救災(zāi)及處理

(六)地下礦山淤泥、黏土和流砂潰決事故的救災(zāi)及處理

1. 地下礦山潰決事故的類型

2. 處理地下礦山潰決事故的行動(dòng)準(zhǔn)則

六、礦山粉塵及其防治技術(shù)

礦山粉塵是地下礦山在建設(shè)和生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各種巖礦微粒的總稱。

(一)礦山粉塵的性質(zhì)及危害

1.粉塵的概念

(1)全塵

(2)呼吸性粉塵

(3)浮塵和落塵

2.粉塵性質(zhì)

(1)粉塵中游離二氧化硅的含量。粉塵中游離二氧化硅的含量是危害人體的決定因素，含量越高，危害越大。游離二氧化硅是引起塵肺病的主要因素。

(2)粉塵的粒度。粉塵粒度是指粉塵顆粒大小的尺度。一般來說，塵粒越小，對(duì)人的危害越大。

(3)粉塵的分散度。粉塵的分散度是指粉塵整體組成中各種粒級(jí)的塵粒所占的百分比。粉塵組成中，小于5μm的塵粒所占的百分?jǐn)?shù)越大，對(duì)人的危害越大。

(4)粉塵的濃度。粉塵的濃度是指單位體積空氣中所含浮塵的數(shù)量。粉塵濃度越高，對(duì)人體危害越大。

(5)粉塵的吸附性。粉塵的吸附能力與粉塵顆粒的表面積有密切關(guān)系，分散度越大，表面積也越大，其吸附能力也增強(qiáng)。主要指標(biāo)有吸濕性、吸毒性。

(6)粉塵的荷電性。粉塵粒子可以帶有電荷，其來源是煤巖在粉碎中因摩擦而帶電，或與空氣中的離子碰撞而帶電，塵粒的電荷量取決于塵粒的大小并與溫濕度有關(guān)，溫度升高時(shí)荷電量增多，濕度增高時(shí)荷電量降低。

(7)煤塵的燃燒和爆炸性。煤塵在空氣中達(dá)到一定的濃度時(shí)，在外界明火的引燃下能發(fā)生燃燒和爆炸。

3. 礦塵的危害性

(1)引起職業(yè)病;

(2)在一定條件下可以爆炸;

(3)加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器使用壽命;

(4)降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。

(二)礦山粉塵的防治技術(shù)

礦山粉塵的防治技術(shù)包括風(fēng)、水、密、凈和護(hù)5個(gè)方面，并以風(fēng)、水為主。

1.采煤工作面防塵

(1)煤層注水;

(2)合理選擇采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu);

(3)噴霧降塵;

(4)采用除塵設(shè)備。

2.掘進(jìn)工作面防塵

(1)炮掘工作面防塵。

1)打眼防塵

2)放炮防塵

(2)機(jī)掘工作面通風(fēng)除塵

1)通風(fēng)除塵系統(tǒng)

2)通風(fēng)除塵設(shè)備

3)通風(fēng)工藝的要求

(3)錨噴支護(hù)防塵

3.運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載防塵

(1)機(jī)械控制自動(dòng)噴霧降塵裝置

(2)電器控制自動(dòng)噴霧降塵裝置

4.綜合防塵

綜合防塵措施包括濕式鉆眼、沖刷井壁巷幫、使用水炮泥、放炮噴霧、裝巖(煤)灑水和凈化風(fēng)流等措施。

(三)煤塵爆炸和防、隔爆措施

1.礦山粉塵(煤礦煤塵)爆炸的條件

礦山粉塵(煤礦煤塵)爆炸必須同時(shí)具備以下4個(gè)條件：

粉塵本身具有爆炸性;

粉塵懸浮在空氣中并達(dá)到一定濃度;

有足以點(diǎn)燃粉塵的熱源;

有可供爆炸的助燃劑。

2.煤塵爆炸性評(píng)價(jià)方法

3.防止煤塵爆炸的技術(shù)措施

(1)防塵措施。減少巷道內(nèi)的沉積煤塵量并清除出井，是最簡單有效的防爆措施。

(2)杜絕著火源。主要技術(shù)措施有：保持礦用電氣設(shè)備完好的防爆性能，加強(qiáng)管理，防止出現(xiàn)電器設(shè)備失爆現(xiàn)象;選用非著火性輕合金材料避免產(chǎn)生危險(xiǎn)的摩擦火花;膠帶、風(fēng)筒、電纜等常用的非金屬材料必須具有阻燃，抗靜電性能;采用阻化劑、凝膠或氮?dú)夥乐姑褐?、采空區(qū)殘留煤發(fā)生自燃。

(3)撒布巖粉法。防止煤塵爆炸的專門技術(shù)，其中使用歷史最長，應(yīng)用面廣、簡單易行的防止煤塵爆炸技術(shù)措施是撒布巖粉法。

—— 吸熱、屏蔽作用

4.防止煤塵爆炸傳播技術(shù)

防止煤塵爆炸傳播技術(shù)也稱為隔絕煤塵爆炸傳播技術(shù)(以下簡稱隔爆技術(shù))，是指把已經(jīng)發(fā)生的爆炸控制在一定范圍內(nèi)并撲滅，防止爆炸向外傳播的技術(shù)措施。

該技術(shù)不僅適于對(duì)煤塵爆炸的控制，也適用于對(duì)瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸的控制。該技術(shù)分為兩大類，被動(dòng)式隔爆技術(shù)和自動(dòng)式隔爆技術(shù)。

(四)礦山粉塵檢測方法

1. 礦山粉塵濃度的測定

(1)礦山粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)。

我國對(duì)作業(yè)場所空氣中粉塵的允許濃度規(guī)定為：巖礦中游離二氧化硅含量大于10%的礦山，粉塵允許濃度為1mg/m3;巖礦中游離二氧化硅含量小于10%的礦山，粉塵允許濃度為4mg/m3。

(2)粉塵濃度測定

2. 粉塵游離二氧化硅的測定

3.粉塵分散度的測定

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