瓦斯检查员培训教材.doc

第一部分 瓦斯浓度规定 第一百条 井下空气成分必须符合下列要求 （一）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20，二氧化碳浓度不超过0.5。 （二）有害气体的浓度不超过表1规定。 瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度按本规程的有关规定执行。 矿井中所有气体的浓度均按体积的百分比计算。 第一百二十九条 使用局部通风机通风的掘进工作面，不得停风；因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。 恢复通风前，必须检查瓦斯。只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5时，方可人工开启局部通风机。 第一百三十五条 矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75时，必须立即查明原因，进行处理。 第一百三十六条 采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0或二氧化碳浓度超过1.5时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。 第一百三十八条 采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0％时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，严禁爆破。 采掘工作面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。 采掘工作面及其他巷道内，体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。 对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1.0以下时，方可通电开动。 第一百三十九条 采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。 第一百四十一条 局部通风机因故停止运转，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，且符合本规程第一百二十九条开启局部通风机的条件时，方可人工开启局部通风机，恢复正常通风。 停风区中瓦斯浓度超过1.0或二氧化碳浓度超过1.5，最高瓦斯浓度和二氧化碳浓度不超过3.0时，必须采取安全措施，控制风流排放瓦斯。 停风区中瓦斯浓度或二氧化碳浓度超过3.0时，必须制订安全排瓦斯措施，报矿技术负责人批准。 在排放瓦斯过程中，排出的瓦斯与全风压风流混合处的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过1.5，且采区回风系统内必须停电撤人，其他地点的停电撤人范围应在措施中明确规定。只有恢复通风的巷道风流中瓦斯浓度不超过1.0和二氧化碳浓度不超过1.5时，方可人工恢复局部通风机供风巷道内电气设备的供电和采区回风系统内的供电。 第二部分 技术操作规程 1、瓦检员入井前应作好一些工作检查仪器是否完好、光谱是否清晰；基准线要在进风井温度与检查地点相近（温差小于10℃）的新鲜风流中校对。 2、检查瓦斯应在巷道顶部，检查二氧化碳应在巷道底部（操作是先检查下部瓦斯、然后检查混合气体，将混合气体浓度减去瓦斯浓度即为二氧化碳浓度。每次检查挤压气球不少于5次，并应缓慢进行。 检查掘进工作面瓦斯时，应在全断面检查，检查回风流瓦斯时，应在整条巷道中每20m选一点检查，并取最大值。 检查局扇附近瓦斯为局扇前后各10m之间；检查局部瓦斯应在背风处和高顶处，检查高顶处等瓦斯浓度高的地方检查后，必须退到安全地点观看数据。 回采工作面瓦斯检查，应在回风巷、上隅角、安全出口和采空区切顶线为界的工作空间检查，任何一处瓦斯超限都必须按规定处理。 3、局扇停风后，必须把人员撤到安全地点，切断电源，设置栅栏。 4、交班时必须详细交待通风系统、设施、风量、瓦斯等情况，并相互签字 二、调整仪器大、小数对零 （一）调整小数对零 1、左手拿好仪器，并按下精读数按钮。 2、右手逆时针方向转动测微轮，并观看小数窗内的读数，使刻度盘上的零位线对准指示线。 （二）调整大数对零 1、左手拿好仪器，右手将目镜筒护盖打开。 2、右手将粗动手轮护盖拧下。 3、左手拿好仪器，并按下粗读数电源按钮。 4、右手转动粗动手轮，并观看目镜筒内的光谱和刻度盘，使光谱线最左边的黑色条纹对准零位，并牢记其黑色光谱线对零位的准确位置。 5、装上粗动手轮护盖，观看光谱线黑色条纹是否移动位置，不移动时，再盖上目镜筒护盖。 注正常的光谱是－－光谱线从最左边第一组黑色条纹在零位线上算起，第五组的红绿分界线必须在7％位置。 第三部分 CH4、CO2浓度及温度的测定 一、确定CH4、CO2浓度的测定位置 1、CH4浓度的测定位置 在各类支架巷道中测量距支架均为50mm，在巷道的顶部；在裸体、锚喷、砌碹巷道中测量距顶、帮各为200mm，在巷道的顶部测量。 2、CO2浓度的测定位置 在各类支架巷道中测量距支架、底板均为50mm，在巷道的底板；在裸体、锚喷、砌碹巷道中测量距底为200mm，在巷道的底板测量。 二、CH4、CO2浓度的测定 1、CH4浓度测量 将仪器吸气口伸入测定地点，挤压气球5-6次，使被测定气体进入气室，按下粗读数按钮，调整测微手轮，使干涉条纹最左边一根黑线对准一个整数，并记住整数数据，按下精读数按钮，观看小数窗读数，并记住小数的数据，将目镜中的大数和小数窗的小数相加，即得出被测气体浓度。 2、CH4浓度测定 在测定地点先检查巷道底板CH4浓度；将钠石灰药管去掉，将吸气口伸入测定地点的巷道底板；挤压气球5-6次，使被测定气体进入气室；按下粗读数按钮，调整测微轮，使干涉条纹对准零位或一个整数，进行读数，并记住大数（整数）；按下精读数按钮，观看小数窗进行读数，并记住读数；将目镜中所读出的大数和小数相加即得出混合气体浓度。 注精确测定CO2应乘以0.955。 允许测量误差 测量范围％ 允许误差％ 0－1 0.05 1－4 0.10 4－7 0.20 7－8 0.50 光学瓦检器校正公式X＝X’760/PT’/293 三、测量空气温度 1、回采工作面测量空气温度，应在运煤道的中央，距回风口15m处的风流中进行。 2、掘进工作面空气温度的测量，应在风筒出风口前方3m处的巷道中央的风流中进行。 3、机电硐室空气温度的测量，应在硐室回风道口的风流中进行。 注测点时不应靠近人体及其发热或制冷设备，至少要隔0.5m进行测定；测定时间一般不少于5min；读数准确，记录清楚，其误差不得超过0.2℃。 第四部分 瓦斯、通风等知识 一、矿井瓦斯的基础知识 1、矿井瓦斯是与煤炭共生的气体产物，从广义上讲，凡是从煤岩层中放出或生产过程中产生并涌入到矿井内的气体，统称矿井瓦斯。其基本成分是CH4、CO2、N2还有少量的H2S、CO、H2、SO2及其它碳氢化合物。从狭义上说，由于以上气体中CH4涌出量最大，因此，人们习惯上说的瓦斯是指甲烷（CH4）。 2、瓦斯在煤层中的赋存状态有 ⑴ 游离状态－－指瓦斯以自由气体状态存在于煤、岩的裂隙或空洞之中。其特点是瓦斯分子能自由运动，并呈现出压力。 ⑵ 吸附状态 吸附状态－－由气体分子和固体分子之间的引力造成，瓦斯分子吸着在煤体或岩体孔隙表面，形成瓦斯薄膜。 吸收状态－－瓦斯被溶解在煤体或岩体之中，类似于气体溶解在液体之中。 3、瓦斯涌出形式 有两种涌出形式，一种是均匀缓慢的涌出叫普通涌出，另一种是在压力的作用下，由于应力的变化，而引起的突然喷出，叫特殊涌出。包括喷煤与瓦斯突出。 二、瓦斯爆炸及其预防 （一）瓦斯爆炸 1、瓦斯爆炸界限 上限体积浓度16％；下限5％。 当浓度小于5％时，，遇火能够燃烧并呈蓝色火焰，但不会爆炸；当浓度大于16％时，在混合气体内遇火，不爆炸也不燃烧，但如有新鲜空气从外界供给时，在混合气体与新鲜空气的接触面上遇火就可燃烧。 按理论计算在地面条件下，瓦斯与空气混合的浓度为9.5％时，爆炸威力最大；一般在矿井条件下为8.5％时威力最大。 2、扩大瓦斯爆炸界限的因素 ①可燃气体的混入，可使爆炸的下限下降，上限上升。 ②煤尘混入煤尘能燃烧，有的本身就有爆炸性，在高温下，能挥发出可燃气体，因此煤尘混入将使下限降低。 ③爆前温度爆前温度越高，爆炸界限越大。 ④爆前压力爆前混合气体压力越大，爆炸界限越大。 注惰性气体的混入可抑制爆炸。 3、爆炸的三个条件 瓦斯浓度在5-16％；混合气体中氧气浓度不低于12％；引火温度650－750℃。 注三个条件同时存在并大于其感应期。 4、爆炸的效应 ①爆炸温度在9.5％时爆炸高温达1850-2650℃。 ②爆炸压力在空间一定情况下，爆炸后压力时爆炸前气体压力的7.4-10.2倍。 ③爆炸速度爆源附近气体以几百至几千米的速度向外传播。 ④冲击波正向、反向冲击，若爆源中心还有火源存在可发生连续爆炸。 ⑤有害气体CO、CO2、N2等。 （二）瓦斯爆炸预防 有瓦斯爆炸三个条件分析，氧气浓度浓度在井下总能满足，要预防瓦斯爆炸就要消除引发爆炸的另2个基本条件，即防止瓦斯的积聚和点火源的出现。 1、 防止瓦斯积聚。 井下容易发生瓦斯积聚的地点采掘工作面和通风不良的场所，防止积聚要从以下几方面采取措施保证工作面风量；实行分区通风，完善通风系统，保护好通风设施，杜绝不合理的串联通风；避免出现盲巷，长期不用的巷道及时封闭；及时处理采面上隅角的瓦斯积聚（采用的主要方法有改变通风方式、风幛引流、采空区抽放、尾巷排放、增加风量、密实上隅角减少漏风、充填置换等）；及时处理掘进工作面局部瓦斯积聚，对冒落孔洞采取充填法、引风法、风筒分支排放法、钻孔抽放法、黄泥抹缝等；分支刮板运输机底槽瓦斯积聚，保证底槽畅通并经常运转，或用压风排出。 2、防止点火源出现 原则禁止一切非生产火源，对生产中可能产生的火源要一个管理和控制。主要从以下几方面考虑 ① 防止明火。禁止井口房、主要通风机房和瓦斯泵站周围20m内使用明火、吸烟；严禁携带烟草和点火物品下井；井下禁止使用电炉和灯泡取暖；防止煤炭自燃，防止火区复燃等。 ②防止出现电火花。矿井必须采用防爆型电气设备；井口和井下设备必须设有防雷电和防短路保护装置；所有电缆接头不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头；不准带电作业；严禁在井下拆卸、敲打、撞击矿灯等。 ③防止出现炮火。不准使用变质和不合格的炸药，必须使用与矿井瓦斯等级向适应的安全炸药；放炮作业要符合 煤矿安全规程的要求，坚持使用水炮泥，炮眼封泥要符合规定，禁止裸露放炮；禁止使用不合格的放炮母线和明接头等。 ④防止撞击摩擦火花。采用合金工具、喷水降温、防止跑车、防止撞击火花等。 ⑤防止其它火源出现。防止地面闪电或其它电流通过管道传到井下，防止静电火花等。 3、防止瓦斯事故扩大的措施 瓦斯爆炸的突发性、瞬时性，使瓦斯事故往往难以进行救助，因此还要防止瓦斯事故扩大。要防止事故扩大，除要建立完善合理、抗灾哪里强的通风系统外，还应编制矿井灾害预防与处理计划，教育职工一旦发生瓦斯爆炸事故时，撤出和避灾的路线或地点；矿井主要通风机的出风井口安设防爆门和反风设施；井下安设隔爆设施；所有入井人员佩戴自救器并会熟练使用。 为防止事故扩大，实现必须作好以下工作 （1）每年有总工程师组织编制矿井灾害预防与处理计划，并报上级审批，每季度末根据具体情况修改、补充完善，并有矿长负责规程执行。每年组织一次矿井救灾演习。 （2）必须有反映矿井实际情况的图纸矿井地质和水文地质图、井上下对照图、巷道布置图、采掘工程平面图、通风系统图、井下运输系统图、安全监测监控布置图、管路系统图（排水、防火、注浆、压风、充填、抽放等）、井下通讯系统图、地面与井下配电系统图、井下电气设备布置图、井下避灾路线图等。 （3）矿井发生重大事故时，救护队及相关领导必须立即赶到现场组织抢救，矿长负责指挥处理事故。 （4）实现分区通风，每一生产水平和每一采区，都必须布置单独的回风道，采掘工作面都应采用独立通风，提出煤层严禁串联通风。 （5）通风系统力求简单。 （6）出风井口装防爆门，主要通风机必须装有反风设施。 （7）开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井两翼、相邻的采区、相邻的煤层和相邻的工作面，都必须用岩粉棚或水棚隔开。在所有运输巷道和回风巷道必须撒布岩粉。 三、煤尘的燃烧与爆炸 （一）煤尘爆炸的效应 1、产生高温煤尘爆炸是剧烈的化学反应，可使爆源附近气体温度上升到2300-2500℃，这种高温将导致煤尘爆炸的连续不断的发生。 2、产生高压爆源附近气体温度骤然升高，必然使气体压力突然增大。 3、高速火焰爆炸火焰以极快的速度传播。 4、高速冲击波冲击波速度可达2340m/s。 5、产生有毒气体煤尘爆炸产生大量的CO气体，，一般可达2-3％，有的可达8％，这是造成大量人员伤亡的主要原因。 （二）煤尘爆炸的特点 1、煤尘爆炸的区域大。 2、煤尘爆炸产生的CO量大。 3、煤尘爆炸往往是连续性，跳跃式发展，而且表现出离爆源越远，破坏越远越严重和形成二次爆炸的特点。 4、在开采有粘结性煤炭的矿井中，煤尘产生皮渣和粘块，是区别瓦斯爆炸与煤尘爆炸的主要特征。 （三）煤尘爆炸的必备条件 1、煤尘本身具有爆炸性，且悬浮在空气中，达到一定浓度（45－2000g/m3）； 2、有能引起爆炸热源的存在（610－1050℃）； 3、氧气浓度不低于18％。 注浓度300－400g/m3爆炸最剧烈。 （四）煤尘爆炸的危害 1、产生高温，1600－1900℃。煤尘爆炸时释放的热量，按理论计算可使爆炸时产生的气体产物加热到2300－2500℃； 2、产生高压。理论压力为750kPa，但在大量沉积煤尘的巷道中，爆炸压力将随着距爆炸源距离的增加而跳跃式增加； 3、产生冲击波。爆炸冲击波的传播速度可达2340m/s； 4、生成有害气体。爆炸后可产生2-4％的一氧化碳，有时甚至高达8-10％。 （五）影响煤尘爆炸的因素 1、挥发份。煤的挥发份越高，煤尘爆炸性越强；反之亦然。 2、煤的灰份。灰份吸热起阻燃作用，当灰份超过30-40％时，才会显著减弱煤尘爆炸性。 3、煤的水分。吸热、阻燃作用。 4、煤尘粒度。粒度1mm以下的煤尘都参与爆炸，爆炸的主体煤尘是0.075mm以下的煤尘，但小于0.01mm后，爆炸性反而变弱，主要是过细的尘粒在空气中 很快氧化成灰烬。 5、甲烷的影响。当空气中存在甲烷时，爆炸的下限浓度降低，甲烷浓度越高煤尘爆炸下限浓度越低。 6、引爆热源温度。引爆热源温度越高，能量越大，越容易点燃煤尘，煤尘初始爆炸强度也越大；反之亦然。 7、空气中的氧气含量。空气中氧含量增加，煤尘点燃温度下降；氧含量降低，煤尘点燃温度升高；当氧气浓度低于18时，单独的煤尘就不能爆炸。 （六）煤尘爆炸事故防治 1、防止煤尘沉积和飞扬的技术措施煤层注水；湿式打眼；水炮泥；通风除尘；喷雾洒水；冲洗煤尘。 2、防止煤尘引燃的措施 ①严禁携带烟草和点火工具入井；井口房、瓦斯抽放站及通风机房附近20m内禁止烟火和用电炉取暖；井下禁止使用电炉，禁止打开矿灯；需进行焊接，应严格审批手续，并遵守煤矿安全规程的有关规定。 ②在有煤尘爆炸的矿井中，必须使用安全炸药；不合格或变质的炸药不许使用；并遵守有关规定。 ③井下使用的机械和电气设备，不许符合规程要求；电气设备的防爆性能处于完好状态，并经常坚持与维修。 ④防止机械、摩擦、撞击火化产生。 四、矿井空气 名称 来源 色、味 危害性 中毒症状 安全浓度 CH4 煤、岩层中涌出 无色、无味、无臭 浓度高时可窒息；5-16可爆炸 43时呼吸困难；57短时内死亡 CO 爆破、爆炸、火灾 无色、无味、无臭 极毒，与血色素的亲和力比氧强250倍，使人体缺氧而死亡，在13-75有爆炸性。 轻微中毒（0.481h内）耳鸣、头痛、心跳； 严重中毒（0.1280.5－1h）四肢无力，呕吐、丧失行动能力； 致命浓度（0.4短时间内）丧失知觉，痉挛、呼吸停顿，假死。 ≤0.0024％ NO2 爆破工作 棕红色有刺激臭 有强烈毒性，与水结合成硝酸，对肺组织起破坏作用，造成肺浮肿，对眼、鼻、呼吸道有强烈刺激作用 0.006时，咳嗽、胸痛；浓度为0.01，剧烈咳嗽、呕吐、神经系统麻木；浓度0.025时，短时间内死亡 ≤0.00025％ H2S 有机物腐烂、硫化矿物水解，煤层、岩层放出 无色、稍甜，有臭鸡蛋味 有强烈毒性，使人血液中毒，对眼睛粘膜、呼吸道有强烈刺激作用，4.3-46时有爆炸性 0.01-0.015时、流唾液和清水鼻涕、呼吸困难；0.02，眼、鼻、喉粘膜收强烈刺激，头痛、呕吐、四肢无力；0.05时，半小时内失去知觉，痉挛死亡。 ≤0.0066 SO2 含硫矿物氧化、自燃，含量煤层爆破，硫化矿尘爆炸 有刺激臭和酸味 有强烈毒性，与眼、呼吸道表面接触形成硫酸，对眼睛呼吸道有腐蚀作用，引起肺水肿 0.002时，眼红肿、流泪、咳嗽、头痛、喉痛；0.05时，引起支气管炎、肺水肿，并在短时间内死亡。 ≤0.0005 AN3 爆破产生 无色、有刺激异味 能氧化生成NO、NO2，危害性同NO2 同NO2 ≤0.0005 氢气 蓄电池充电放出 无色、无味、无臭 2.5 时可爆炸 ≤0.5 五、矿井通风基础知识 1、矿井通风的基本任务供给井下各地点适量的新鲜空气；冲淡并排出井下的有毒有害气体和矿尘；给井下创造严格良好的气候条件。 2、矿井通风系统就是矿井主要通风机的工作方式、进回风井的相对位置、通风网路的总称。 3、采煤工作面通风系统 “U”型通风 “Y”型通风 W型通风 4、掘进通风 压入式、抽出式、混合式 六、通风设施 1、什么通风设施 是保证矿井通风系统的稳定、合理，顺利地实现矿井通风的一些构筑物。 2、通风设施的种类风门、调节窗、密闭（挡风墙）、风桥、测风站。 风门的作用在行人、行车的巷道为了隔断风流或控制调节风量而设置的。 调节窗是在不行车、不行人的巷道中，为调节风量大小而设置的。 密闭（挡风墙）是在不行车、不行人的巷道，截断风流的设施。 风桥是使两条巷道新鲜风流与乏风流交叉的地方相遇时，采用立体交叉的方式，使这两种风流分开通过的建筑物。 测风站专为准确测定风量的固定测风地点。 12