矿山安全技术.ppt
中国地质大学工程学院,矿山安全技术,安全工程系梅甫定教授,第一章、概论,矿山安全生产现状矿山分类课程性质主要内容,1.1矿山安全生产现状,我国的矿产资源十分丰富,目前已开发和利用的矿种有181种,资源总量占世界的12。近年来,我国采矿业的迅速崛起,有力地推动了国民经济的快速发展。矿山开采是一个综合性的技术行业,涉及到地质、采矿、通风、运输、安全、机电和电气、爆破、环境保护及企业管理等多方面的内容。因受自然地理条件等因素的影响,矿山开采活动的空间和场所处在不断变化的过程中,工作环境和安全状况非常复杂,有的甚至十分恶劣,安全生产受到很大威胁。尤其是近年来,大量非公有制中小矿山企业的不断涌现,,1.1矿山安全生产现状,给矿山安全生产工作带来很大压力。这些企业规模小,开采技术落后,作业环境差,安全生产投入严重不足,加之企业安全管理混乱,职工素质低,安全意识薄弱,致使“三违”现象屡禁不止,伤亡事故频繁发生,给国家和人民生命财产造成了重大损失,给社会带来了不良影响。据统计,从2001年到2004年,全国工矿商贸企业各类事故死亡人数从12554人上升到16497人,其中煤矿和非煤矿山事故死亡人数就占工业商贸企业事故死亡人数的一半以上。,1.1矿山安全生产现状势,20012004年工矿商贸企业事故死亡人数统计分析,1.1矿山安全生产现状,根据统计学的事故趋势预测水平,我国各类事故死亡总人数2005年将突破15万人(矿山达1.8万人),2010年达20万人(矿山达2.4万人),2020年将达35万人(矿山达4.2万人)。总体目标到2010年,工矿商贸就业人员十万人生产安全事故死亡率比2005年下降25以上,一次死亡10人以上特大事故起数比2005年下降20以上。其中,煤矿百万吨死亡率下降25以上,一次死亡10人以上特大事故起数下降20以上;非煤矿山死亡人数下降10以上。,1.1矿山安全生产现状,煤矿事故的主要特点煤矿的主要事故类型为顶板、瓦斯和运输事故。3类事故占事故总起数的82.94和死亡总人数的81.58。顶板事故的发生频率最高,占事故总起数的54.42。火灾死亡事故的严重度最大,平均每起事故造成9.25人死亡。瓦斯事故的危害最严重,事故起数占17.10,死亡人数占34.41。随着煤矿装备水平和管理水平的提高,自然灾害事故所占比例下降,生产性事故所占比例增大。,1.1矿山安全生产现状,煤矿事故的主要特点安全生产状况与煤炭产量成正比,即煤炭产量较高的省市或企业安全生产状况较好;产量越低,安全状况越差。事故发生具有时间规律。在月份方面,3、4、5月是事故的高发月,在工作班次方面,日班发生的重大事故占46.55。采掘工作地点事故集中,以掘进工作面的危险性最大。在国有煤矿特大事故中,采掘工作面占76.92,在重特大瓦斯事故中,掘进工作面占42.82,采煤工作面占25;但巷道事故比例也有增大趋势。,1.1矿山安全生产现状,煤矿事故的主要特点不同经济类型的煤矿安全生产的发展不平衡。国有重点煤矿产量占全国煤炭总产量的51.07,事故起数与死亡人数仅分别占全国煤矿的11.88和12.92;国有地方煤矿产量占全国的18.91,事故起数与死亡人数分别占全国的15.17和14.62;而乡镇煤矿产量仅占全国的30.02,事故起数和死亡人数分别占到72.95和72.45。,1.1矿山安全生产现状,煤矿事故的主要特点不同地域的煤矿安全生产的发展不平衡。由于地质条件、技术条件和管理水平的差异,不同地域的煤矿安全生产水平差别较大。神东、兖州、大同等35户企业百万吨死亡率已控制在0.5以下,平顶山、开滦等16家企业在0.5~1.0之间,而南桐、鸡西、资兴、攀枝花等9户企业在10以上。重大事故多发生在辽宁、黑龙江、江西、河南、湖南和贵州,六省占总起数的54.84;特大事故多发生在黑龙江、河北、山西、河南、四川等省市。,1.1矿山安全生产现状,非煤矿事故的主要特点集体企业和个体、私营企业的事故起数和死亡人数所占比重大,分别占非煤矿山事故起数和死亡人数的66%和71.3%。有色金属、非金属矿采选业的事故起数和死亡人数所占比重大且上升明显,分别占非煤矿山企业事故的75.4%和76%。事故的类型主要是坍塌、透水、冒顶和物体打击。事故的地区较为集中。主要集中在浙江、云南、广西、辽宁、江西、广东等地。,1.2矿山分类,煤矿非煤矿山(以金属非金属矿山为主),1.2课程性质,是一门以防治为主的工程技术课重点介绍矿山安全生产基本知识和矿山主要灾害的防治与其它学科关系,1.3课程主要内容,煤矿安全技术非煤矿山安全技术矿山职业危害及其控制矿山应急救援,1.3煤矿安全技术,采煤概论矿井瓦斯灾害的机理及防治矿井火灾的致因及防治煤矿顶板灾害的致因及防治矿井水灾的致因及防治矿井通风安全管理,1.3非煤矿山安全技术,采矿概论地压灾害及防治爆破安全技术矿山机电安全技术尾矿库安全技术矿山通风、顶板、火灾、水灾事故安全技术,1.3矿山职业危害及其控制,矿尘防治生产性毒物及防治噪音与振动控制矿井热害治理,1.4矿山应急救援,矿尘防治生产性毒物及防治噪音与振动控制矿井热害治理,第二章采煤概论,我国煤炭资源丰富,含煤面积约55万km2;1995年探明储量为11450亿吨;1999年我国煤炭产量超过14亿吨;我国在一次能源总资源中,煤炭约占90;煤炭与我国现代化建设、人民生活息息相关,在今后相当长的时期内,煤炭作为主要能源的主导地位不会改变,煤炭工业是朝气蓬勃的支柱产业。,第二章采煤概论,根据煤层赋存条件,大多数煤层适宜地下开采,少数煤层适于露天开采。地下开采是掘进井巷采出煤炭或其他矿产品的技术。地下开采需要开凿井简通至地下、掘进巷道、布置采区和采煤工作面,安装机电设备,试运转后,进行采煤;采煤工作而要及时支护,采煤之后的采空区要进行处理;采出的煤要运到地面。随煤炭的采出,采煤工作面要不断移动,因此要边生产边掘进巷道,以保证采煤工作能够不断地进行。,第二章采煤概论,为保证井下正常生产,必须有完善的运输、提升、通风、排水、动力供应、通讯、照明等生产系统;为保证安全生产.要防治矿井的水、火、瓦斯、矿尘及顶板等灾害。总之,要以开采为中心,同时搞好掘进、运输、提升、通风、排水、动力供应等生产环节及其相互间的配合。,2.1矿井开拓,确定由矿井地面通达地下开采区的主要井巷布置。开拓方式平硐开拓、斜井开拓、立井开拓和综合开拓基本要求●每一个生产矿井至少有2个能行人的通达地面的安全出口,各个出口间的距离不得小于30m。●井下每一个水平到上一个水平和各个采区至少有2个便于行人的安全出口,并与通达地面的安全出口相连接。,2.1矿井开拓,基本要求●安全出口倾角等于或小于45时,必需设置人行道,倾角大于45时,必需设置梯道间或梯子间。●巷道净断面满足行人、运输、通风、安全设施及设备安装、检修和施工的需要。●井口标高高于当地最高洪水位标高0.5m以上。,2.2矿井开采,采煤方法采煤方法虽然种类较多,但归纳起来,基本上可以分为壁式和柱式两大体系。前者占95,后者占5。壁式体系采煤法根据煤层厚度不同,对于薄及中厚煤层,一般采用一次采全厚的单一长壁采煤法;对于厚煤层,一般是将其分成若干中等厚度的分层,采用分层长壁采煤法。按照回采工作面的推进方向与煤层走向的关系,壁式采煤法又可分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法两种类型。,2.2矿井开采,采煤方法柱式体系采煤法分为房式、房柱式及巷柱式3种类型。房式及房柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一些煤房,煤房与煤房之间以联络巷相通。回采在煤房中进行,煤柱可留下不采;或在煤房采完后,再回采煤柱。前者称为房式采煤法,后者称为房柱式采煤法。落煤工艺爆破、机械,2.2矿井开采,采煤方法炮采工作面回采工序包括破煤、装煤、运煤、推移输送机、工作面支护和顶板控制六大工序。普通机械化采煤是用浅截式滚筒采煤机落煤、装煤,利用可弯曲刮板输送机运煤,使用单体液压支柱或摩擦血属支柱和铰接顶梁组成的悬臂式支架支护的采煤方法。综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程,包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制以及回采巷道运输等全部实现机械化的采煤方法。,2.2矿井开采,采煤方法综合机械化放顶煤开采技术我国放顶煤开采主要是指长壁综合机械化放顶煤开采以下简称综放开采。综放开采的实质是沿煤层底部布置一个长壁工作面,用综合机械化方式进行回采,同时充分利用矿山压力作用特殊情况下辅以人工松动方法,使工作面上方的顶煤破碎,并在支架后方或上方放落、运出工作面的一种井工开采方式。,2.2矿井开采,基本要求采煤工作面必须保持至少2个畅通的安全出口,一个通到回风巷,另一个通到进风巷。采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20米范围内,必须加强支护;综合机械化采煤工作面,此范围内的巷道高度不得低于1.8m,其它采煤工作面,此此范围内的巷道高度不得低于1.6m。安全出口必须设专人维护。,2.3提升运输,提升容器箕斗、罐笼主运输运送煤炭辅助运输运送材料、矸石等运输方式轨道运输、皮带运输,2.3提升运输,立井提升基本要求立井中升降人员,应使用罐笼或带乘人间的箕斗。升降人员或升降人员和物料的单绳提升罐笼、带乘人间的箕斗,必须装设可靠的防坠器。必须装防过卷装置必须装闭锁装置定期检查,2.4排水系统,基本要求水泵必须有工作、备用、检修的水泵。工作泵应能在20h内排出一昼夜的正常涌水量;备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70;检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25。水管必须有工作、备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h小时内排出矿井24h的正常涌水量。主要水仓必须有主仓和副仓,当一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用。,2.5通风系统,矿井通风的目的在正常生产时期,保证向矿井各用风地点输送足够数量的新鲜空气,用以稀释有毒有害气体,排除矿尘和保持良好的工作环境,确保矿井安全生产;在发生灾变时,能有效、及时地控制风向及风量,并与其他措施结合,防止灾害扩大。矿井通风系统向矿井各作业地点供给新鲜空气.排除污浊空气的通风网络、通风动力及其装置和通风控制设施通风构筑物的总称。,2.6通风系统,通风类型根据进风井和出风井的布置方式,矿井通风系统的类型可以分为中央式中央并列式和中央分列式、对角式两翼对角式和分区对角式和混合式3类。通风方式根据主要通风机的工作方法,矿井通风方式分为抽出式、压入式和压抽混合式。矿井反风是为防止灾害扩大和抢救人员的需要而采取的迅速倒转风流方向的措施。矿井反风有全矿性反风、局部反风。,2.7通风系统,基本要求矿井必须有完整的独立通风系统。采掘工作面应实行独立通风。矿井必须采用机械通风。矿井主要通风机必须装有反风设施,并能在10min内改变巷道中风流方向;当风流方向改变后,主要通风机的供给风量不应小于正常供风量40%。每季度应至少检查1次反风设施,每年应进行1次反风演习;矿井通风系统有较大变化时,应进行1次反风演习。,2.8供配电,基本要求矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时,另一回路应能担负矿井全部负荷。为了在煤矿井下安全使用电能,不论是低瓦斯矿井、高瓦斯矿井或有煤岩与瓦斯二氧化碳突出的矿井,均须采用矿用电气设备。矿用电气设备分为矿用一般型和矿用防爆型两类。矿用防爆电气设备入井前,应检查其“产品合格证”、“防爆合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能;检查并签发合格证后,方准入井。,2.9其它系统,供风系统供水系统地面生产系统监测监控系统,2.10巷道掘进施工技术,井巷是为进行采掘工作在岩层或煤层内所开凿的一切空硐。掘进主要工序有破岩、装岩、运输、支护。破岩常用的方法有凿岩爆破、掘进机一般井巷掘出空间后,都要进行临时支护或永久支护,以防止围岩的破坏。常用的支护形式有锚杆支护与锚喷支护、混凝土及钢筋混凝土支护、棚状支架。,2.10巷道掘进施工技术,锚杆支护是单独采用锚杆的支护。掘进后即向巷道围岩钻孔,然后向孔中安装锚杆,必要时也可安装锚索,目的是使锚杆和锚索与围岩共同作用进行巷道支护。锚喷支护又称喷锚支护,联合使用锚杆和喷射混凝土或喷浆的支护。从广义上讲可以将除锚杆支护以外的其他与锚杆联合的支护型式都纳入此范围。如喷浆支护、喷混凝土支护、锚网支护、锚喷网支护、锚梁网喷支护以及锚索支护等。,2.10巷道掘进施工技术,混凝土支护是用预制混凝土块或浇筑混凝土砌筑的支架所进行的支护。钢筋混凝土支护是用预制的钢筋混凝土构件或浇筑的钢筋混凝土砌筑的支架所进行的支护。这两种支护是立井井筒及运输大巷及井底车场所采用的主要支护方式。棚状支架根据材质不同可以分为木支架和金属支架。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,煤矿生产大部分是地下作业,地质及开采条件复杂多变,不安全因素多,经常受到瓦斯、煤尘、火、水及顶板等灾害的威胁。因此,为确保井下作业人员的安全和保证矿井正常生产,必须把煤矿安全工作放在各项工作的首位。实践表明,只要坚定不移地贯彻落实“安全第一、预防为主”的方针,认真执行煤矿安全规程等一系列指导煤矿安全生产的法规,对各类灾害采取有效的防治措施,就可以最大限度地减少或避免各类灾害的发生,确保安全生产。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,在我国煤矿的重大灾害事故中,70以上是瓦斯事故。据统计,1990-1999年全国煤矿共发生3人以上的死亡事故4002起,共死亡27495人,其中瓦斯事故2767起,共死亡20625人,占3人以上死亡事故总起数的69.14,死亡人数的75.01。我国现有国有重点煤矿657处,其中有煤尘爆炸危险的矿井567处,占86.3;其中,煤与瓦斯突出矿井130处,高瓦斯矿井180处。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,根据对地方国有煤矿年产3万t以上的1650处矿井统计,有煤尘爆炸危险的矿井700处,煤与瓦斯突出矿井120处,高瓦斯矿井700处。瓦斯灾害防治工作不论是过去还是将来,一直是煤矿安全工作的重点,也是煤矿安全工作的难点。为了有效地防治瓦斯灾害,有必要了解和掌握瓦斯灾害发生发展的规律。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,矿井瓦斯及其性质矿井瓦斯是指井下以甲烷为主的各种气体的总称。其成分主要为甲烷约占有害气体的80%左右外,其它为二氧化碳、氮气及少量硫化氢、氢气、稀有气体等。瓦斯的主要来源从煤体和井巷围岩中涌出;开采过程中产生的各种有害气体,包括炮烟、设备排放废气、井下矿物和材料的化学生化反应生成气体等。从狭义上讲,矿井瓦斯即指甲烷,这已在煤炭界普遍使用。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,矿井瓦斯及其性质甲烷它是一种无色、无味、无臭并在一定条件下可以燃烧爆炸的气体。甲烷爆炸界限为5%~16%9.1%~9.5%时爆炸最猛烈。甲烷无毒,但不能供呼吸。当井下混合气体中甲烷浓度较高时,氧气的浓度则相对降低,会因缺氧而使人窒息。甲烷比空气轻,它的密度是空气密度的0.554倍。因此甲烷易在巷道的顶部、顶板冒落空洞处、由下向上施工的掘进工作面和其他较高的地方积聚。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,案例分析某矿为低瓦斯矿井。该矿有一工作面长44米,煤层平均厚度1.5m,顶底板岩石较坚硬。采用薄煤综采回采工艺,薄煤综采支架共28架。2005年9月4日初采,9月7日已推进长度21米,工作面14号架处有一落差0.3m的正断层。工作面风量530m3/min,运料巷回风瓦斯浓度0.18%。9月7日4点45分,采煤机割到17号架时,突然蓬的一声,一瞬间将采煤机正副司机右侧脸部及手部烧伤,同时将附近工作的其他4人轻微烧伤。现场检查发现,自14号架断层处往上至19号架处离顶板400mm高度内瓦斯浓度1%-2%,煤帮瓦斯达到8%-9%以上。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯参数瓦斯参数主要有瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯涌出量、煤层透气性等。煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力,即气体作用于孔隙壁的压力。煤层瓦斯压力随深度增加而成正比例增加,通常用下式描述PP0mH-H0式中P在深度H处的瓦斯压力,MPa,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯参数PP0mH-H0式中P在深度H处的瓦斯压力,MPa;P0瓦斯风化带H0深度的瓦斯压力,取0.15-0.2MPa;H0瓦斯风化带深度,m;H距地表垂深,m;m瓦斯压力梯度,MP/m。M一般在0.007-0.0012MP/m变化。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯参数煤层透气性是煤层对于瓦斯流动的阻力,通常用透气性系数表示。透气性系数越大,瓦斯在煤层中流动越容易。物理意义在1m长煤体上,当压力平方差为1MPa2时,通过1m2煤层断面,每日流过的瓦斯立方数。单位1m2/(MPa2.d1m2/(MPa2.d相当于0.025mD毫达西,第三章瓦斯灾害的机理及防治,,,,部分矿井煤层实测透气性系数,第三章瓦斯灾害的机理及防治,矿井瓦斯涌出量在采掘过程中,采掘空间附近的煤、岩层会受到不同程度的破坏,使原有的瓦斯平衡状态受到破坏,而沿煤、岩层的孔隙、裂隙涌入采掘空间。矿井瓦斯的涌出形式按其涌出特点,可分为普通涌出和异常涌出两种类型。普通涌出是指由采动影响的煤、岩层以及由采落的煤、矸石向井下空间均匀地放出瓦斯的现象,又称“瓦斯涌出”。这种涌出是均匀的、缓慢的、经常性的。它是矿井瓦斯主要涌出形式,煤矿日常所进行的瓦斯管理工作.主要是针对这部分瓦斯。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,矿井瓦斯涌出量异常涌出包括瓦斯喷出、煤岩与瓦斯突出两种形式瓦斯喷出是指从煤体或岩体裂隙中大量瓦斯异常涌出的现象,简称“喷出”。瓦斯喷出一般持续时间较短。煤岩与瓦斯突出是指在地应力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象,简称“突出”。煤岩与瓦斯突出持续时间极短,一般为数秒或数十秒。它会给矿井生产和人员安全造成严重灾害。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,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低瓦斯矿井、高瓦斯矿井和煤岩与瓦斯二氧化碳突出矿井。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。高瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量大于l0m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min;,第三章瓦斯灾害的机理及防治,矿井瓦斯等级煤岩与瓦斯二氧化碳突出矿井矿井在采掘过程中,只要发生过一次煤岩与瓦斯二氧化碳突出,该矿井即定为煤岩与瓦斯二氧化碳突出矿井。煤矿安全规程规定每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯爆炸条件瓦斯爆炸时会产生3个致命的因素爆炸火焰、爆炸冲击波和有毒有害气体。瓦斯爆炸不仅造成大量的人员伤亡,而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产。矿井瓦斯爆炸往往引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷坍塌和顶板冒落等二次灾害。瓦斯爆炸的条件引起瓦斯燃烧与爆炸必须具备3个条件一定浓度的甲烷、一定温度的引火源和足够的氧气。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯爆炸过程处于爆炸浓度极限内的瓦斯空气混合气体,首先在点火源处被引燃,形成厚度仅有0.01-0.1mm的火焰层面向未燃的混合气体中传播,瓦斯燃烧产生的热使燃烧波前方的气体膨胀,产生一个超前于燃烧波的压缩波(冲击波),压缩波作用于未燃气体使其温度升高,从而使火焰的传播速度进一步增大,这样就产生压力更高的压缩波,从而获得更高的火焰传播速度,最终形成依靠压缩波本身高压产生的温度就能点燃瓦斯的爆轰波。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯爆炸灾害的控制因素从瓦斯爆炸的条件可以看出,瓦斯源的控制是防止灾害发生最容易控制的因素;其次是火源因素的控制;第三是空气中的氧含量,对该因素当前还没有有效的控制方法。根据长期生产实践,瓦斯爆炸防治的主要技术措施可归纳三个方面1防止瓦斯积聚和超限;2防止瓦斯引燃的措施;3防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,防止瓦斯积聚瓦斯积聚局部空间(体积不超过0.5m3瓦斯浓度超2的现象。这是瓦斯爆炸灾害防治的难点。加强矿井通风合理、可靠的矿井通风系统可保证井下各工作地点有足够的风量和适当的风速,以冲淡和排除瓦斯、粉尘及其他有毒有害气体,使瓦斯浓度降至爆炸界限以下并符合煤矿安全规程的有关规定。及时处理局部积存瓦斯常用的处理方法是向积存瓦斯地点加大风量或提高风速,将瓦斯稀释并排出。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,防止瓦斯积聚加强瓦斯检查,并推广建立瓦斯自动检测监控系统。瓦斯自动检测监控系统可在地面和井下同时对矿井各地点的瓦斯浓度进行昼夜检测和监控,一旦井下某地点的瓦斯浓度超限时,会立即自动报警,并同时切断该区域内的供电电源。瓦斯抽放指将煤、岩层及采空区中的瓦斯,采用专用设施钻孔或专门巷道、管路、瓦斯泵等抽出的技术措施。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃的原则是杜绝一切非生产高温热源,而对生产中可能产生的高温热源,要加强管理和控制,防止或限定其引燃瓦斯的能力。严禁携带烟草及引火物品人井;在有瓦斯和煤尘爆炸危险的作业中,必须使用煤矿安全炸药;井下使用的机电设备及供电网路都必须符合规程的要求;防止机械摩擦火花和摩擦发热引燃瓦斯。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,限制瓦斯爆炸范围扩大实行分区通风,各水平、各采区和各工作而都应有独立的进、回风系统。通风系统力求简单,不用的巷道要及时封闭。装有通风机的井口,必须设置防爆门,防止爆炸波冲毁通风机而影响矿井救灾和恢复生产。矿井主要通风机必须装有反风设备,要能在10min内改变巷道中的风流方向。在连接矿井两翼、相邻采区、相邻煤层之间的巷道中,设置岩粉棚或水槽棚,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯抽放瓦斯抽放方法瓦斯抽放指标瓦斯抽放主要设备设施瓦斯抽放方法瓦斯抽放系统主要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路带阀门、瓦斯抽放钻孔或巷道、钻孔或巷道密封等组成。根据抽放瓦斯的来源,瓦斯抽放可以分为本煤层瓦斯预抽、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放以及几种方法的综合抽放。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯抽放指标反映瓦斯抽放难易程度的指标煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、百米钻孔瓦斯涌出量。反映瓦斯抽放效果的指标瓦斯抽放量、瓦斯抽放率。瓦斯抽放主要设备设施(1)瓦斯抽放泵。瓦斯抽放泵是进行瓦斯抽放最主要的设备。(2)瓦斯抽放管路。瓦斯抽放管路是进行瓦斯抽放必备也是使用量最大的材料。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,(3)瓦斯抽放施工用钻机。绝大多数的瓦斯抽放工程都需要利用钻孔进行瓦斯抽放,因此,钻机是进行瓦斯抽放的矿井使用最多的设备。(4)瓦斯抽放参数测定仪表。煤矿瓦斯流量测定仪表主要有孔板流量计、均速管流量计、皮托管、涡街流量计等。(5)瓦斯抽放钻孔的密封。封孔是确保抽放效果的重要环节,采用先进的封孔技术和加强封孔的日常施工管理,是提高封孔质量的主要途径。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,煤岩与瓦斯二氧化碳突出及预防煤岩与瓦斯二氧化碳突出的机理有许多种假设,但基本公认的是综合假说,即煤岩与瓦斯二氧化碳突出是由地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果。防治突出的技术措施主要分为区域性措施和局部性措施两大类。区域性措施是针对大面积范围消除突出危险性的措施。目前区域性措施主要有3种,即预留开采保护层、大面积瓦斯预抽放、控制预裂爆破。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,煤岩与瓦斯二氧化碳突出及预防局部性措施主要在采掘工作面执行,针对采掘工作面前方煤岩体一定范围消除突出危险性的措施。局部性措施有许多种,如卸压排放钻孔、深孔或浅孔松动爆破、卸压槽、固化剂、水力冲孔等。,第三章瓦斯灾害的机理及防治,瓦斯检测及监测瓦斯检测实际上是指甲烷检测,主要检测甲烷在空气中的体积浓度。使用便携式瓦斯检测报警仪,可随时检测作业场所的瓦斯浓度,也可使用瓦斯传感器连续实时地监测瓦斯浓度。矿井瓦斯监测监控系统主要由监测终端、监控中心站、通信接口装置、井下分站、传感器组成。目前国内在用的矿井瓦斯监测、监控系统有KJ4、KJ90、KJ95、KJl01、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统,以及SSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。,谢谢,