第四章　礦井事故及其防治

　　安全生產(chǎn)事故是指生產(chǎn)經(jīng)營單位在生產(chǎn)經(jīng)營活動中發(fā)生的造成人身傷亡或者直接經(jīng)濟(jì)損失的事故。事故會造成生產(chǎn)活動的暫時中斷或永久終止，并會引起人員傷亡或(和)財(cái)產(chǎn)損失。事故具有因果性、條件性和規(guī)律性，還具有偶然性、必然性和可預(yù)防性。認(rèn)識事故的本質(zhì)和發(fā)生規(guī)律，對于預(yù)防事故發(fā)生很有必要。礦井常見的事故包括瓦斯事故、煤塵爆炸事故、水害事故、頂板事故、火災(zāi)事故、機(jī)電運(yùn)輸事故和其他事故等。

第一節(jié)　瓦斯事故及其防治

　　瓦斯事故是指由于瓦斯的存在并失控而導(dǎo)致的事故。包括瓦斯爆炸事故、煤與瓦斯突出事故、瓦斯燃燒事故、窒息事故等。瓦斯爆炸事故是可以造成多人傷亡事故的“第一殺手”。

　　一、礦井瓦斯

　　1.礦井瓦斯的性質(zhì)

　　礦井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，有時單獨(dú)指甲烷。甲烷是無色、無味、無臭的氣體;不易溶于水;相對空氣密度為0.554，比空氣輕;它有很強(qiáng)的擴(kuò)散性、滲透性;甲烷本身無毒，但不能供人呼吸;甲烷不助燃，但具有燃燒和爆炸性。

　　瓦斯在煤層及圍巖中的賦存狀態(tài)有以下2種：

　　(1)游離狀態(tài)。瓦斯以自由氣體狀態(tài)存在于煤層或圍巖的空隙之中，其分子可自由運(yùn)動，處于承壓狀態(tài)。

　　(2)吸附狀態(tài)。吸附狀態(tài)的瓦斯按照結(jié)合形式的不同，又分為吸著狀態(tài)和吸收狀態(tài)。吸著狀態(tài)是指瓦斯被吸著在煤體或巖體微孔表面，在表面形成瓦斯薄膜;吸收狀態(tài)是指瓦斯被溶解于煤體中，與煤的分子相結(jié)合。

　　2.礦井瓦斯的危害

　　礦井瓦斯的危害主要有以下3個方面：

　　(1)當(dāng)空氣中瓦斯的含量達(dá)到一定值時，遇火就會燃燒或爆炸。瓦斯氣體和氧氣的量相匹配時，反應(yīng)就充分、劇烈，表現(xiàn)為瓦斯爆炸;反之就表現(xiàn)為瓦斯燃燒。

　　(2)當(dāng)空氣中瓦斯?jié)舛群芨邥r，空氣中的氧含量相對降低，會使人窒息。

　　(3)煤層及圍巖中的瓦斯氣體達(dá)到一定的壓力，在沖擊地壓和采掘活動等誘因作用下，可以導(dǎo)致煤與瓦斯突出。

　　3.礦井瓦斯等級的劃分

　　礦井瓦斯等級根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，劃分為瓦斯礦井、高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井。

　　二、礦井瓦斯爆炸及其防治

　　礦井瓦斯爆炸就其本質(zhì)來說，是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產(chǎn)生的激烈氧化反應(yīng)。其危害非常巨大：瓦斯爆炸時能產(chǎn)生1850℃以上的高溫氣體和強(qiáng)大沖擊波，從而造成人員傷亡和設(shè)備、設(shè)施的損壞;如果爆炸源附近的沉積煤塵被揚(yáng)起，還將導(dǎo)致煤塵爆炸;瓦斯爆炸將產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，會造成大量人員中毒而傷亡。

　　(一)瓦斯爆炸的條件

　　瓦斯爆炸必須同時具備3個條件，即：一定濃度的瓦斯5%～16%;一定溫度的引燃火源，瓦斯在空氣中的引爆溫度為650～750℃;足夠的氧氣含量，氧含量達(dá)到12%。三者缺一不可。

　　(二)瓦斯爆炸事故的預(yù)防

　　瓦斯爆炸事故是可以預(yù)防的。預(yù)防瓦斯爆炸是指消除瓦斯爆炸的條件并限制爆炸火焰向其他區(qū)域傳播，預(yù)防瓦斯爆炸事故主要考慮以下3個方面。

　　1.防止瓦斯積聚

　　(1)加強(qiáng)通風(fēng)。加強(qiáng)通風(fēng)是防止瓦斯積聚的根本措施。瓦斯礦井的通風(fēng)必須做到有效、穩(wěn)定和連續(xù)不斷，才能將井下涌出的瓦斯及時稀釋并排除。

　　(2)先抽后采。先抽后采是預(yù)防瓦斯事故的治本措施。對于采用一般通風(fēng)方法不能解決瓦斯超限的礦井或工作面，可以采用抽放瓦斯的方法，將瓦斯抽排至地面。

　　(3)及時處理積聚的瓦斯。瓦斯積聚是指局部空間的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2%，其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生瓦斯積聚時，必須及時處理，防止局部區(qū)域達(dá)到瓦斯爆炸濃度的下限。

　　(4)加強(qiáng)檢查和監(jiān)測瓦斯。井下采掘工作面和其他地點(diǎn)要按要求檢查瓦斯?jié)舛取�對于不同地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛取睹旱V安全規(guī)程》有明確規(guī)定;同時，礦井必須裝備安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

　　2.防止出現(xiàn)引爆火源

　　引爆瓦斯的火源主要有明火、爆破火焰、電火花及摩擦火花4種。

　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，嚴(yán)禁攜帶煙草和點(diǎn)火物品下井;井下嚴(yán)禁使用燈泡取暖和使用電爐;井下嚴(yán)格燒焊管理;嚴(yán)格井下火區(qū)管理;防止出現(xiàn)爆破火焰;井下不得帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備;井下防爆電氣設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)和修理工作，必須符合防爆性能的各項(xiàng)技術(shù)要求。

　　3.防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴(kuò)大

　　井下局部區(qū)域一旦發(fā)生瓦斯爆炸，應(yīng)盡可能縮小其波及范圍，避免繼發(fā)性的瓦斯煤塵爆炸。防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴(kuò)大措施有以下4種：

　　(1)實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。每一生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，都必須布置單獨(dú)的回風(fēng)巷，防止事故發(fā)生區(qū)域?qū)ζ渌麉^(qū)域的影響。

　　(2)安設(shè)隔爆設(shè)施。有煤塵、瓦斯爆炸危險(xiǎn)的礦井，都必須按要求安設(shè)隔爆水槽或巖粉棚，主要是利用它們的降溫作用，破壞相鄰區(qū)域發(fā)生繼發(fā)性煤塵爆炸的條件，防止事故擴(kuò)大化。

　　(3)建立礦井緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)，以保證發(fā)生事故時相關(guān)人員的避難，減小傷亡損失。

　　(4)組織編制災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃以及事故應(yīng)急預(yù)案，并組織演練，提高逃生能力。

　　三、煤(巖)與瓦斯突出事故及其防治

　　煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出是指在地應(yīng)力和瓦斯(二氧化碳)氣體壓力的共同作用下，破碎的煤(巖)和瓦斯(二氧化碳)瞬間由煤體(巖體)內(nèi)突然噴出到采掘空間的現(xiàn)象。煤與瓦斯突出是一種破壞性極強(qiáng)的動力現(xiàn)象，常發(fā)展成較大型事故。由于強(qiáng)大的能量釋放，能摧毀井巷設(shè)施，破壞通風(fēng)系統(tǒng)，造成人員窒息，甚至引發(fā)火災(zāi)和瓦斯、煤塵爆炸等二次事故，嚴(yán)重時會導(dǎo)致整個礦井正常生產(chǎn)系統(tǒng)的癱瘓。

　　1.煤與瓦斯突出的預(yù)兆

　　(1)有聲預(yù)兆。煤層在變形過程中發(fā)出劈裂聲、爆竹聲、悶雷聲，間隔時間不一，在突出瞬間常伴有巨雷般的響聲;支架受力發(fā)出“嘎嘎”聲音甚至折裂聲音。

　　(2)無聲預(yù)兆。其主要表現(xiàn)是：①煤層結(jié)構(gòu)變化，層理紊亂，煤層由硬變軟，由薄變厚，傾角由小變大，煤由濕變干，暗淡無光澤，煤層頂?shù)装宄霈F(xiàn)斷裂，煤巖嚴(yán)重破壞等。②瓦斯涌出異常(忽大忽小)、煤塵增大、氣溫異常、氣味異常，打鉆噴瓦斯、噴煤粉并伴有哨聲、蜂鳴聲等。③地壓顯現(xiàn)、巖煤開裂掉渣、底鼓、巖煤自行剝落、煤壁顫動、鉆孔變形等。

　　2.煤與瓦斯突出的預(yù)防措施

　　突出礦井應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際狀況和條件，制定區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施。

　　區(qū)域防突措施是指在突出煤層進(jìn)行采掘前，對突出煤層較大范圍采取的防突措施。區(qū)域防突措施包括開采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯2類。開采保護(hù)層分為開采上保護(hù)層和下保護(hù)層2種方式。預(yù)抽煤層瓦斯可采用的方式有地面預(yù)抽煤層瓦斯、井下穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯和順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯等。

　　局部綜合防突措施包括預(yù)震動爆破、水力沖孔、金屬骨架、煤體固化、注水濕潤煤體或其他經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的防突措施。

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