煤矿掘进工作面一通三防管理

掘进工作面一通三防管理

授课人马怀加

一、矿井“一通三防”的内容及其任务

基本内容：通风、防瓦斯、防火和防尘

1．矿井通风的含义及基本任务

矿井通风就是向井下输送新鲜空气。

基本任务是保证井下各用风地点有源源不断的足够的新鲜空气供给，同时冲淡和排除各种有毒、有害气体，降低热害，创造良好的气候条件，并在发生灾变时能够根据救灾的需要控制和调度风流流动路线。

2．掘进工作面常用的通风方式

按照通风机的工作方式分为压入式、抽出式和混合式3种，淮南矿区全部采用压入式通风。压入式通风指用局部通风机向掘进工作面输送空气的通风方式。压入式通风安全性好，风流有效射程远，可使用普通柔性风筒，但作业环境差，适用于有瓦斯涌出的巷道。

压入式抽出式

3．局扇安装和使用要求

a.专人管理，保证正常运转；

b.距回风口不小于10m；

c.风筒抗静电、阻燃，风筒距迎头（煤巷≤5m，半煤巷≤8m，岩巷≤10 m）；

d.高突矿井要实现“三专两闭锁”；

e.严禁三台局扇同时向一个头供风，严禁一台局扇同时向两个头供风。

4.井下空气成份及风速要求

（1）井下空气成份：O2≥20%，CO2≤0.5%；有害气体：CO ≤0.0024%；H2S≤0.00066%；NO2≤0.00025%；SO2≤0.0005%；NH3≤0.004%。

（2）风速：掘进中的煤巷和半煤岩巷：0.25～4m/s；掘进中的岩巷：0.15～4m/s；其他通风人行巷道不低于0.15m/s；采区进回风道：不超过6m/s；主要进回风道：不超过8m/s。

5．通风系统中的基本概念和几种通风方法的区别

（1）盲巷

凡长度超过6M而又不通风或通风不良的独头巷道，统称为盲巷。盲巷内往往积存大量高浓度瓦斯和其他有害气体，是导致人员窒息、瓦斯燃爆事故的重大隐患。

（2）独立通风系统

采区或采掘工作面的回风流直接进入回风巷而不再进入其它采掘工作面或用风地点的通风系统，称为独立通风系统（简称独立通风）或分区通风。

独立通风的优点：风路短，阻力小，漏风少，经济合理；各用风点能保持新鲜风流，作业环境好；当发生灾变时，不致于影响其他地

点，较为安全可靠。

（3）串联通风

采掘工作面或硐室的部分或全部回风再进入其它采掘工作面或硐室的通风方式，称为串联通风。

串联通风的害处：被串联的工作地点空气质量无法保证，有害气体和矿尘浓度会增大，恶化作业环境。串联通风的工作地点发生灾变时，将会影响或波及到被串的采掘面或硐室。

掘进工作面布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风次数不得超过1次。

串联通风必须在被串的工作面的进风中装设CH4断电仪，且瓦斯和二氧化碳浓度不得超过0.5%。

开采有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出危险的煤层时，严禁任何2个工作面之间串联通风。

（4）扩散通风及其适用条件

利用空气的自然扩散运动而对掘进工作面或硐室进行通风的方法叫扩散通风。井下采掘工作面采用全风压通风或局扇通风，不得采用扩散通风，但如果井下机电硐室设在进风流中，且深度不超过6M，入口宽度不小于1.5M而无瓦斯涌出,可采用扩散通风.

（5）循环风及其危害

掘进工作面的回风部分或全部再次被局扇吸入，送到掘进工作面叫循环风。

循环风的害处是：掘进工作面的乏风反复进入掘进工作面,有毒

有害气体和粉尘浓度会越来越大，不仅使作业环境恶化，更为严重的是由于风流中瓦斯浓度不断增加，当其进入局部通风机时，极易引起瓦斯爆炸事故。

6．掘进工作面通风可能存在的问题

巷道失修严重，阻力高，风速超限；通风设施质量差，漏风严重，风门单道化；巷道存在无风、微风、循环风现象；存在不合理的扩散通风、串联通风、角联通风。

二、矿井瓦斯

1.矿井瓦斯的含义及其性质

含义:矿井瓦斯是指井下煤体和围岩中涌出以及生产过程中产生的各种有毒有害气体的总称。性质:瓦斯是一种无色、无味的气体。它比空气约轻一半，故在井下巷道顶部、巷道高冒点、采煤工作面上隅角和独头上山的掘进工作面易于积聚瓦斯。

2.矿井瓦斯等级划分标准

低瓦斯矿井：相对瓦斯涌出量≤10m3/t且绝对瓦斯涌出量≤40m3/min。高瓦斯矿井：相对瓦斯涌出量＞10m3/t或绝对瓦斯涌出量＞40m3/min。突出矿井：只要发生一次突出，即为突出矿井；或通过鉴定，指标超标定为突出矿井。

3．矿井瓦斯的危害

当井下空气中瓦斯浓度高时，会相对降低空气中的氧气浓度，使人窒息死亡。

当瓦斯与空气混合到一定浓度时，遇火就能燃烧和爆炸。

瓦斯爆炸时，产生大量的高温、高压的气流，摧毁支架、设备和巷道，瓦斯爆炸时伴生大量的有害气体（主要是CO和CO2）。

瓦斯的另一种危害就是煤与瓦斯突出。

4.瓦斯爆炸的条件

三个条件：瓦斯的浓度必须为5～16%；氧气浓度必须大于12%；温度为650～750℃的火源。9.5%是瓦斯最猛烈的爆炸浓度。

5. 影响瓦斯爆炸的因素

可燃气体的混入、煤尘的混入、惰性气体的混入、混合气体的初温（爆炸前混合气体的温度）、引火温度、氧气的浓度。

６．不同地点的瓦斯浓度的规定

（1）矿井总回风或一翼回风中瓦斯浓度不得超过0.75%；采区回风道中瓦斯浓度不得超过1%；

（2）采掘工作面风流中瓦斯浓度达到1%时，停止电钻打眼；浓度达到1.5%时，停止工作，撤出人员，切断电源；

（3）采掘工作面局部积聚瓦斯达到2%，体积大于0.5m3时，附近20m内，停止工作，撤出人员，切断电源；

（4）放炮地点附近20m风流中瓦斯浓度达到1%时，禁止放炮。

（5）局扇因故停止运转，在恢复通风前，必须首先检查瓦斯。只有停风区中最高瓦斯浓度不超过1.0%和最高二氧化碳浓度不超过1.5%，且局扇及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可人工开启局扇，恢复正常通风。

7.煤与瓦斯突出的含义及其危害性

煤与瓦斯突出是指在煤矿井下，由于极复杂的动力现象的作用，突然间造成大量的煤流及瓦斯充满工作面的动力现象。突出有压出、倾出、突出三种形式。

煤与瓦斯突出的危害在于突然间使工作面或井巷充满瓦斯，造成人员窒息和瓦斯爆炸；破坏通风系统，造成风流紊乱或逆转；突出的煤流堵塞巷道，破坏支架，破坏设备与设施。

8.煤与瓦斯突出预兆

无声预兆。煤层结构变化，层理紊乱，煤层松软，厚度变化；倾角由小变大，煤层干燥，光泽暗淡；煤层顶底板出现断层、断裂、波状起伏，煤岩严重破坏；工作面压力增大，煤壁外鼓，温度降低；瓦斯突然增大，或忽大忽小。

有声预兆。响煤炮，有时在煤层内发出像机枪或炮击声音；有时出现爆豆声；深部岩层或煤层的破裂声；掉渣、支柱折断，打钻顶钻喷孔等。

每一次突出前发生的预兆和时间都不完全相同，但是可以从统计中找出规律。只要熟悉和掌握煤层的突出预兆，就可以及时撤人，避免伤亡事故的发生。

9．煤与瓦斯突出的规律

①突出危险性随开采深度增加而增大；②突出绝大多数发生在掘进工作面；③突出发生在地质构造带；④突出发生前会出现突出预兆；

⑤突出一般需要生产作业诱发。

10．瓦斯爆炸事故的防治

（1）瓦斯积聚的原因：有通风系统、局扇停风、风量不足、巷道局部无风、盲巷积存瓦斯、采空区积存瓦斯、炮后积聚瓦斯、违章排放瓦斯、循环风等。

（2）瓦斯爆炸事故的原因分析

a.违背技术政策和法律法规开采；

b.通风管理不善；

c.瓦斯检查制度执行不严；

d.瓦斯抽采不到位；

e.违章放炮；

f.电气系统管理不严及机械设备摩擦；

g.着火引发；

h.职工安全意识薄弱。

（3）矿井瓦斯防治对策

防治瓦斯积聚（四项原则）：风量充足；经常检查；报警断电；及时处理。

三、矿井防火

1．矿井火灾的含义及其发生的条件

凡是发生在煤矿井下的火灾，或发生在井口附近的地面火灾，能直接影响井下生产，威胁职工安全的统称矿井火灾。发生矿井火灾必须具有可燃物、引火源和燃烧所需的空气三个条件。

2．煤炭自燃火灾初期征兆

外部征兆：巷道中空气和煤壁温度增高，煤壁和支架有水珠，空气中有干澡味、煤油、煤焦油或松节油味，有少量烟雾等。

气体分析法：氧气减少，CO2增加，并出现CO，其含量逐渐增加，测定该地点的温度也在不断增加。

3．什么情况下，容易发生煤炭自然发火事故

（1）煤的自然发火倾向越高越容易发生自然发火

（2）有一个不能很好散发热量的储热空间

（3）煤炭越破碎越容易自燃

4．火灾事故的预防

（1）利用人体生理感觉预报自燃发火

嗅觉。可燃物受高温或火源作用，会分解生成一些正常时大气中所没有的异常气味的火灾气体。例如煤体自热到一定温度后出现煤油味、汽油味和轻微芳香气味。

视觉。人体视觉发现可燃物起火时产生的烟雾，煤在氧化过程中产生的水蒸气，及其在附近煤岩体表面凝结成水珠（俗称为“挂汗”）进行报警。

感（触）觉。煤炭自燃或自热、可燃物燃烧会使环境温度升高，并可能使附近空气中的氧浓度降低，CO2等有害气体增加，所以当人们接近火源时，会有头痛、闷热、精神疲乏等不适之感。

（2）气体成分分析法

用仪器分析和检测煤在自燃和可燃物在燃烧过程中释放出的烟气或其他气体产物，预报火灾。常用的指标气体：一氧化碳（CO）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）。

5．矿井防灭火技术

灌浆防灭火技术、阻化剂灭火技术、均压通风灭火技术、惰性气体灭火技术、凝胶防灭火技术。

四、矿井防尘

1．煤尘的含义

在井下采掘过程中所产生的各种煤的微粒就称为煤尘。飞扬在空气中的叫浮游煤尘，从空气中沉降下来的叫沉积煤尘。

2.煤尘的危害

（1）危害人体引起呼吸道发生炎症，导致尘肺病；

（2）可以燃烧或爆炸；

（3）影响视线，造成视力减退，不利于及时发现事故隐患。

3．煤尘爆炸的条件

煤尘本身具有爆炸性；煤尘在空气中呈悬浮状态，而且要有一定的浓度（下限浓度是45～335g/m3，上限浓度是1500～2000g/m3）；存在高温热源。浓度为300～400g/m3时爆炸威力最大。

4．引起煤尘爆炸的直接原因

（1）违章放炮扬起煤尘产生火源引起煤尘爆炸。如不掏净炮眼内的煤粉，不填或少填炮泥，用炮纸和煤粉代替炮泥，不使用水炮泥，使用变质炸药或煤矿安全炸药，放炮前不洒水等，使放炮时出现明火，把扬起的煤尘点燃引爆。在煤尘中使用段发雷管或毫秒雷管延期时间大于等于130毫秒，使起爆火焰存在时间长，点燃高浓瓦斯和煤尘。一次装药，在煤层中用多根放炮线分次放连珠炮，放明炮，放炮处理堵仓。

（2）局部火灾或瓦斯爆炸引爆扬起的沉积煤尘。

（3）掘进机、割煤机、煤电站、电缆等产生电火花引爆周围煤尘。

（4）各种明火引爆煤尘，如摩擦撞击火花点燃，人员携带烟火

等。

4．煤尘爆炸的特征

最显著特征是巷道或支柱上有“结焦物”；产生大量的CO，其含量一般可达2～3%以上，这是造成人员伤亡的主要原因。

5. 掘进工作面煤尘的防治

煤层注水，水炮泥，井下巷道清扫，冲洗煤尘，控制风速，采取隔爆措施，湿式打眼，放炮喷雾，综掘机内外喷雾，转载喷雾，净化喷雾，个体防尘口罩等。

6. 掘进工作面防尘管理规定

（1）掘进工作面防尘用水系统，必须安装过滤装置（过滤网不低于120目）。防尘供水水压必须符合规定要求，进入工作面水压不小于4MPa。煤、岩巷综掘工作面必须安装增压泵。

（2）采区巷道防尘供水管管径不小于100mm，掘进工作面的防尘供水管管径不小于75mm。掘进工作面排水系统必须保持畅通，及时排出净化喷雾等产生的污水。

（5）煤厚超过1.3m的煤巷综掘工作面，应采取工作面煤层注水。

（6）煤、岩巷综掘面，在工作面100～150m范围内，必须安装2～3道全断面纱网防尘帘。防尘帘必须按巷道断面设计，确保紧贴巷道，间隙不大于50mm。每道防尘帘前0.3～0.5m，必须安装覆盖巷道全断面的喷雾装置，作业时开启喷雾装置。

（7）综掘机组外喷雾装置必须完好，如原无内喷雾或外喷雾效

果差，应增加高压雾屏外喷雾装置，水压不小于8 MPa。各转载点必须安设喷雾装置，出煤（矸）时开启喷雾装置。

（8）人员作业时必须佩戴防尘口罩，过滤片每小班更新一次。综掘机司机等相对固定岗位人员，必须佩戴个体正压呼吸装置。