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矿井火灾防治技术大全11篇

时间:2023-07-07 16:18:59

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矿井火灾防治技术

篇(1)

中图分类号 TD79 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)102-0202-01

在我国,煤炭资源有着较为复杂的赋存条件,在中、大型煤矿里,约有1/3的煤矿地质构造属于较复杂或复杂程度,给煤矿生产所带来的事故隐患和自然灾害是非常严重的。如何有效地防治煤矿自然灾害,一直都是我矿以及众多煤矿生产企业的研究重点。

1 一通三防技术的创新与集成

我国煤矿生产现状中,主要存在的灾害有煤岩动力灾害、热害、尘害、火灾、水害和瓦斯等,由于多数煤矿矿井都会涌出瓦斯,因此全国煤矿每年都会涌出超过100亿m3的瓦斯,全国总产量的1/3为瓦斯与煤突出和高瓦斯矿井。加之我国煤矿主要的开采方式为地下开采,比较多的是小型矿井,具有较广泛的分布地域和较大的差异性等特点,导致出现严重的事故灾害隐患,失衡的企业发展现状。而且煤矿行业极高的事故发生率造成了最为严重的伤亡,属于高危行业。作为煤矿灾害的主要防治手段措施,一通三防技术一直以来都是煤炭科学研究院的工作重点,无论是安全专用装备还是安全监测仪表都得到了全面的开发和研究,所形成的系列灾害防治设备和灾害防治技术体系,基本上与我国的煤矿生产条件相适应,并广泛地应用在全国煤矿的生产作业中,有力地保障了煤矿的安全生产。

2 一通三防技术的应用

2.1 矿井通风设备与技术

作为煤矿生产安全的基础,矿井通风系统要求居于较强的抗灾变能力、可靠、稳定,这对于保障煤矿的安全作业有着直接的决定性影响。建设高效安全的矿井,一面一矿进行集约化的生产发展,对于煤矿通风的可靠性和安全性做出了更严格的要求。在使用计算机优化通风系统、解算矿井通风网络的研究工作上,煤炭科学研究总院投入了巨大的精力,相关软件的成功研制和开发,实现了对自动控制风门、监测风流相关参数的遥控技术,同时以风流在火灾期间的特性为研究基础,对于煤矿灾变期间的特征加以深入研究,成功开发出通风网络在灾变期间作出辅助决策的软件,对于控制煤矿的通风系统打下了坚实的技术基础。伴随着不断大幅提高机械化程度的半煤巷、煤巷机械,长距离、大风量通风的问题日益突显出来。我矿采用的针对性系列产品,具有低噪声、高效能的特点,新式的导风筒能够适应大风量、长距离的通风系统,通风方式也更加趋于合理。我矿的旋局部通风机已经可以达到超过80%的通风效率,大大超过了原来所使用的的轴流局部式通风机,噪音只有80 dB左右,也要低于原来的100 dB。目前我矿所使用的一台风机的通风距离可以超过2000 m,不仅对掘进工作面的作业环境加以改善,同时也完全符合快速掘进对于通风的标准,对于煤矿局部通风技术具有很大的提升。

2.2 矿井防治瓦斯技术

经过50多年的研究与实践,一整套用于防治我国矿井瓦斯事故的技术体系已经基本构建起来,其中包括了监控检测煤矿瓦斯技术、防治煤尘瓦斯爆炸技术、防治瓦斯与煤突出技术、抽放瓦斯技术以及预测矿井瓦斯技术等方面的专业设备与工艺技术。在治理煤矿瓦斯时,我们充分地发挥出这些技术的特点,极其有利地保障了我煤矿作业的安全生产。1)预测矿井瓦斯技术。矿井安全生产、防治瓦斯和通风设计的基础就是预测矿井瓦斯的涌出量。研究的开展,主要围绕着预测涌出量和煤层瓦斯成份方法、比表面积、分布孔隙、煤物理结构特点和测定煤层瓦斯含量几个方面。2)抽放瓦斯技术。作为防治煤矿瓦斯技术的核心,同时也是相当有效的技术治理手段,抽放瓦斯技术从未停止过完善、创新的步伐,生产技术和生产条件的不断变化,对于抽放瓦斯技术的要求也更加严格。我国从上世纪60年代末就全面展开了强化抽放瓦斯技术在低透气性煤层应用的研究,针对危险突出煤层、高瓦斯煤层

中,无可采保护层和较差透气性的特点,先后研究试验了“密集钻孔”、“大直径钻孔”、“松动爆破”、“水力割缝”、“水力压裂”和“中高压注水”等多项抽放瓦斯技术。时至今日,我国的煤矿抽放瓦斯技术体系已然形成,我矿在抽放瓦斯技术中就使用到了包括了综合抽放、采空区抽放、围岩和卸压煤层抽放、围岩和未卸压煤层抽放等在内的多项技术,真正地从根本上治理了矿井瓦斯灾害。3)瓦斯与煤突出防治技术。我矿在研究瓦斯与煤突出防治技术时,以石门揭煤防护安全措施为主要方向,其中尤以金属骨架、震动性放炮为重点,一同展开多种防突技术的研究,包括深孔松动爆破、水力冲孔、水力钻孔冲刷、超前大小直接钻孔和保护层在条件不同煤层下的开采等。加强预报预测突出的技术,以及预测瓦斯和工作面煤突出技术的研究。

2.3 矿井火灾防治技术

煤层自燃的隐患普遍存在于我国的大小矿井,当火灾发生在煤矿时,多数属于自燃火灾,特别是塑料、橡胶等非金属材料和制品被广泛地使用于井下之后,就更加突显出了自然火灾的危害。为此,通过与日方的合作,科学研究总院开始研究检测气味技术,通过此种办法,对于微弱的煤低温初期氧化释放出的气味所发生的变化,能够比以前的一氧化碳分析气体法指标提前大概20℃。为了对自燃火灾进行有效地防治,研究总院还针对煤矿火灾预报预测系统和不同煤种自燃标志气体指标开始了科技攻关。上世纪70年代末,研究了惰气灭火技术和惰气发生装置,充分联用了发泡装置和惰气发生装置,起到了很好的灭火效果。针对带式传送机成为矿井作业主要传送工具的现象,我矿引进使用了煤炭研究总院研发出的多种不同类别的带式输送机自动灭火系统,有效地解决了带式输送机火灾埋下的生产安全隐患。

3 结束语

随着不断变化的煤矿生产作业条件和技术,一通三防技术的完善、创新和发展也需要与时俱进。作为主要的防治矿井灾害手段措施,一通三防技术对于提高煤矿生产安全性,降低安全风险系数,解决生产中存在的安全隐患并及时消除各类灾害所带来的影响,始终具有着十分重要的作用。

篇(2)

中图分类号:TD72-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 12-0000-01

目前,矿井通风技术和相关理论不够完善,矿井通风系统的良好运作是必要条件之一,以确保煤矿的安全生产、通风系统不完善,就不能保证矿井的安全生产。矿井通风安全不仅关系到煤矿的效益,更关系到井下施工工人的生命安全,它的重要性是不言而喻的。

一、通风安全技术的发展

我国煤炭事业起步的较晚,通过五六十年的发展,已经有了一定规模,矿井在通风安全方面也取得了较大进步。我国建立“以人为本”的安全生产理念,“安全第一、预防为主、综合治理”的指导方针,努力完善相关法律法规[1],通过采用先进的科学技术推动矿井通风系统稳定性的提升,取得了重要进步。上世纪八十年代后期,开始使用高产高效的矿井,进行集中式生产管理,杜绝了很多“一通三防”事故。

在煤矿领域,世界上最早实现瓦斯抽放的国家中就包括中国,而我国也是煤与瓦斯突出最为严重的国家之一。除此之外,威胁到煤矿生产安全的因素还很多,其中“一通三防”的包括矿井瓦斯、火灾、煤尘等,其中瓦斯爆炸造成的损失最大,发生频率也远远高于其他因素。

在矿井作业中,对矿尘的防治是很重要的。如果矿尘的防治工作做的不够,就会使在井下工作的工人因吸入大量粉尘而危害身体健康,而且煤尘也是矿井安全隐患之一,对矿井生产的安全存在很大的威胁。

通过科学实践,相关领域提出了在进行矿井通风安全工作时,应注重防尘、防灭火、通风、防治瓦斯等安全条例[2]。

与矿井安全相关的法律法规的出台能够有效抑制通风系统不完善造成的井下事故,并能够有效规范煤矿开采过程中的违规行为。

二、对矿井通风及安全的展望

(一)构建稳定可靠的通风系统

近些年,我国煤矿事故频发,究其原因,大多与矿井的通风系统有关,所以建立可靠、稳定的通风系统对煤矿事业的发展是十分重要的。在建立通风系统时,需要考虑通风系统在日常生产中能够提供足够的风量,在灾变期时通风设施可靠,这些在实行矿井救灾时都是生死攸关的大事。在对通风系统进行设计时,应尽量使风路系统简单,回风系统的巷道能保证正常回风,且风速符合相关规定。使用通风系统监控,能够将通风设施、设备及通风系统的状态进行实时反馈,并通过办公室计算机就能够实现对通风设备参数进行及时调整,可增加对矿井灾害的防治能力。

(二)对安全设备进行更新、完善

掘进工作面是煤矿施工的主要场所,在这里对瓦斯煤尘的防治是至关重要的。掘进安全设备是进行掘进工作与瓦斯煤尘处理的重要设备[3],在一系列设备中,应实现的功能包括:(1)通过使用双电源、双风机以及自动切换机、倒风机等,增加对通风的管理力度,通过加强对风电闭锁、瓦斯电闭锁的监控;(2)使用报警断电装置、瓦斯遥测仪等对瓦斯浓度进行严格管理,在管理过程中实行专人管理责任制;(3)使用防爆、防火、防尘的综合防治手段,做好防灾与自救等工作;(4)对整个矿井实行自动化改革,对设备、现场施工等实行远程测控,现场工作人员可以直接与地面总调室进行及时联络,且设备参数、现场参数等都会传入到总调室以供参考、分析和事故责任追究与隐患排查。

(三)瓦斯防突与抽放

瓦斯突出是矿井面临的重要威胁之一,瓦斯抽放是矿井安全工作中重要点工作,是防突的有效手段。在世界原煤产量排行中,我国居第一位,而在瓦斯抽放量方面,我国却位列第四位。落后的瓦斯抽放设备及抽放方式使得我国瓦斯治理水平相比其他国家较差。我国在未来的瓦斯抽放设备及方式上应投入科研资金,研究出更高效的抽放设备及抽放方式,提高安全生产的系数。

(四)矿井火灾防治

煤矿防治火灾的技术分为五部分:预测、预报、火灾防治、火源探测、措施落实。在对火灾进行防治的装备、工艺和技术方面,我国的进步还是很快的,但灭火方法在实施中仍存在许多问题,如对灌浆效果的检查、对灌浆量的实时监测、对所需浆料浓度的控制等等问题。对防治火灾设备及现场进行自动化改革是很重要的,通过电子设施、仪器、现场总线等技术,可对设备设运行状况进行实时监控,并可依据现场情况对设备参数进行调整,充分发挥现代电子信息科技在煤矿安全生产中的作用。煤层火灾的防治是安全生产的重中之重,每年发生的矿井火灾事故都会消耗大量的财力、物力、人力,对职工的生命安全及社会的稳定和谐极具危害性,因此相关科研院所应加大研究应用于煤层火灾的防治,并实现防灭火一体化。

(五)矿井粉尘治理

在煤矿中,煤粉不仅危害着煤矿工人的身体健康,更是瓦斯爆炸事故扩大化的“推手”。我国现阶段对煤尘的治理已经取得了防尘效果,但在粉尘的综合治理技术上还需要不断完善。一方面是加强对粉尘引起的尘肺病等职业病病理和医疗防治方法的研究,另一方面应研发并引进先进的除尘、防尘技术与设备,如使用声波、干雾进行降尘,又如研究旋流除尘、泡沫除尘、二次负压降尘等技术,并推广到生产实践中。在研究除尘设备和技术时,应注重在保障除尘效果的前提下,降低设备和技术成本,以便除尘设备与技术的普及。

三、结束语

煤矿事业是我国重要的能源事业之一,煤矿安全关系到企业效益及职工的生命安全,为保障煤矿的安全生产,需做好矿井通风安全工作。本文对矿井通风安全工作的发展历史进行了概述,并对其未来的发展进行展望。在未来的技术与理论发展中,应更加注重理论技术与实际状况相结合,真正做到安全生产。

参考文献:

[1]魏连江,王德明.《矿井通风与安全》课程设计教学模式研究与改革[J].中国安全生产科学技术,2011(15):65-66.

篇(3)

中图分类号:TD75 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(b)-0-02

随着矿井高产高效集约化的发展的需要和国家对煤矿安全生产的高度重视,对煤矿安全生产保障体系提出了更高的要求。矿井火灾是煤矿主要灾害之一,每一场火灾的发生,轻则影响生产,重者可以烧毁煤炭资源和矿井设备,更为严重者则可能引燃瓦斯煤尘爆炸或火烟毒化矿井。在煤矿里,通常根据引火的热源不同将矿井火灾分为外因火灾和内因火灾。

由外部热源如明火、放炮、瓦斯煤尘爆炸、机电设备运转不灵、摩擦、电流短路等原因引燃可燃物而发生的火灾称为外因火灾,外部火灾可以发生在矿井的任何地点,且属于偶然事件。

煤矿内因火灾主要是指煤炭在一定条件和环境下(如煤柱破裂、浮煤集中堆积又有一定风流供给)自身发生物理化学变化,聚集热量导致着火引起的火灾。

可燃物由蓄积热量发展发展成为火灾要经过三个阶段,即潜伏期、自热期和燃烧期。潜伏期和自热期的时间较长,如果在潜伏期和自热期,破坏了外部的供氧条件或热量蓄积条件,自燃过程终止,便不能发展成为火灾。所以,内因火灾往往是由于发现不及时或处理不当造成的。

就内因火灾的特点而言,它的发生是一个或长或短的过程,而且有预兆,易于早期发现。但火源隐蔽,往往发生在人们难以或不能进入的采空区或煤柱内,要想找到真正的火源却非易事,因此不能及时扑灭,以致有的内因火灾可以持续数月、数年、数十年而不灭,烧毁大量煤炭资源,冻结大量开拓煤量。分析当前众多防灭火技术,发现每一项技术都有其特殊性和适用条件,利用每一项技术还不能完全预防和杜绝自然发火事故的发生。

因此,在“预防为主”的宗旨指导下,加强综合防灭火技术研究,发展防灭火技术的可靠性和稳定性,成为每一个防灭火科技人员的责任和重担。

1 建立一整套完整的防治煤层自然发火保障体系

对于开采具有煤层自然发火的矿井,必须建立一套完整的防治煤层自然发火技术保障体系,完善防灭火技术体系库,服务于矿井安全生产。矿井防灭火技术体系库应从以下几个方面考虑:

(1)矿井、采区、工作面巷道设计布置必须有利于防止煤层自然发火;矿井、采区巷道尽可能布置在岩巷中,工作面巷道应避开应力集中区、老巷等位置,当无法避免时就必须在设计时就采区防灭火技术措施。

(2)通风系统务求简单、稳定、可靠。矿井通风系统对煤层自然发火影响最大,要求通风系统合理,风流稳定、可靠、通风负压小;利用矿井通风系统优化软件,定期对矿井通风系统进行优化分析,当通风系统不合理时,必须及时进行改造;建立矿井火灾救灾专家系统。目前许多科研院所研究了许多这方面的软件,但缺乏现场的广泛应用。因此,每一个矿井应根据自己的实际情况建立通风系统数据库,使通风系统趋向自动化,实施通风系统在线分析优化、自动调整,提高矿井抗灾、救灾能力。

(3)巷道断面尽可能大,支护能力尽量强。巷道支护应推广应用以锚网、锚喷为主的巷道支护技术,减少巷道变形、煤体破碎。随着矿井开采深度的增加,矿山压力越来越大,巷道支护难度也越来越大,有必要研究巷道支护新技术。根据现场统计情况,只要保持煤体完整,一般不易出现自然发火现象,所以提高巷道支护能力,减少煤体破碎程度,延缓巷道变形,成为研究巷道支护的首要任务。

(4)建立矿井防灭火技术数据库,应用到矿井各个生产环节;完善矿井防灭火设备;使矿井防灭火技术人员及作业人员熟练掌握每一项技术,提高防灭火作业人员素质;防灭火技术和设备必须系统化;根据矿井实际情况及不同隐患点,创建矿井防灭火技术和设备优化分析系统,提高防灭火可靠性及有效性,减少无效防灭火工程。

(5)建立矿井防灾、抗灾指挥系统,提高矿井防灾、救灾快速应变能力,推行矿井防灾、救灾指挥军事化管理,在矿井上下建立矿井防灾、救灾指挥基地。

2 提高矿井煤层自然发火预测预报能力

煤层自然发火都有早期预兆,能够及时发现自燃发火早期现象,对避免自然发火事故的发生非常重要。因此,矿井必须建立的煤层自然发话哦早期预测预报网络和防控体系,且应从以下几个方面考虑。

(1)完善矿井安全监控系统

目前矿井的安全监控系统仅布置了一氧化碳传感器、温度传感器,对这些传感器布置的数量、位置不够完善、合理,不具有自然发火分析判断能力,为更好的服务与自然发火的早期预测功能,应从以下几点继续改进、完善。

研制乙烯、乙炔等煤层自然发火标志性气体传感器;布置完善的各类 煤层自然发火标志性气体传感器;根据每一个矿井的具体情况,建立煤层自然发火预测预报分析系统和识别系统,及时判断自然发火隐患的

位置。

(2)改进隐蔽着火源的探测手段

煤层自然发火一般出现在破碎的深部,若不能及时判断着火源的准确具置,很难做到防灭火的及时性,因此许多矿区出现很多“顽固性”高温点,久治不下,原因就在于此。目前研制使用的红外测温仪,受现场客观条件制约,只能测定煤体表面温度,对深部火源探测效果不好。有的矿区采用放射元素―氡探测大型火区,该技术对探测煤层埋藏较浅的大型火区效果较好,如太原理工大学组织实施的对大同矿区、新疆矿区进行的大型火区探测,取得了较好的效果,但现场操作较复杂,探测时间较长,受现场条件限制等问题。所以研究快速可靠的隐蔽火源探测技术成为矿井治理自然发火的迫切

要求。

(3)扩大矿井安全检测系统与矿井火灾束管监测系统的兼容性

矿井火灾束管监测系统对乙烯、乙炔等进行分析采用气相色谱技术,一般仅对工作面采空区进行预测预报,且在对采空区进行自然发火预测预报时布点困难。各矿使用两种系统一分为二,应合二为一,在巷道内布置采样点,弥补当前没有乙烯、乙炔传感器的缺陷,以便综合分析矿井自然发火隐患。

3 研究新型防灭火材料与装备

为了防治煤炭自燃,国内外广泛采用注浆、撒阻化剂、注惰气、注凝胶、胶体泥浆、三相泡沫、阻化气雾等技术[1]。这些技术在保证矿井安全生产起到了重要作用,但还存在不足:采用注浆技术,浆体注入到采空区后,一般有高向低的线流动,扩散范围小,浆液容易流失,有时还会发生溃浆事故;注惰性气体,气体容易随漏风逸散,不易停留在注入的区域内,且灭火降温能力差;注凝胶、泡沫树脂等,流动性差流量小,成本高;注惰气泡沫,泡沫容易破碎,一旦水分挥发,防灭火的性能就会消失;三相泡沫利用粉煤灰、黄泥等的覆盖性、氮气的窒息性、水的降温能力,综合气、固、液三相的功能,在火区治理中具有较好的现场实用性,然而对于工作面的防灭火而言,现场实践显示三相泡沫的产生伴随也产生一些有味的杂质气体污染井下空气,适才井下人员大多不愿使用。因此,未来需要进一步研制材料来源广泛、价格低廉、配制方面、绿色的新型防灭火新材料。

4 探索煤层自燃发火机理与规律

自十七世纪黄铁矿导引学说提出后,煤炭自燃机理的研究取得了重大发展随后形成了细菌导因学说、酚基导引学说、及煤氧复合学说四大主要理论[2]。随着科技的发展及人们认识的深入,在传统学说的基础上又发展出了对煤炭自燃机理新的认识:从煤岩相学研究煤自燃的机理发现,在煤温度升高过程中,因煤组分的不同,各阶段的氧化速率和放热强度以及蓄热能力均不同,所以煤自燃过程阶段的划分也各异[3-4];从煤体表面的反应热研究发现,温度对反应速率有直接影响,煤的氧化反应是从表面逐渐进行的,且随着煤体温度的不同产生出不同的气体;从煤的活化能入手研究,解释了煤自燃进程,提出了煤自燃逐步自活化反应理论[5]。

只有摸清煤层自然发火机理,掌握煤层自然发火规律,坚持“预防为主”的指导方针,提前采取预防措施,才能有效治理煤层自然发火,确保矿井长治久安。随着人类对微观事物认识的不断深入,以及科学技术的不断进步,应继续探索煤层自然发火机理与规律,研究其对应的治理手段,做到有的放矢。治理煤层自然发火是煤矿工作者与大自然作斗争的一项长期而艰巨的任务。随着科学技术的发展,防灭火技术也在不断进步,防治手段也将不断完善。只有经过人们不懈的努力,防治技术才能不断发展,才能满足矿井防灭火工作的需要,才能为我国煤炭事业做出更大的贡献。

5 结语

分析当前众多防灭火技术,发现每一项技术都有其特殊性和适用条件,利用每一项技术还不能完全预防和杜绝自然发火事故的发生。

根据多年现场工作的经验,认识到在新的科技条件下,必须在建立整套完整的防治煤层自然发火保障体系、提高矿井煤层自然发火预测预报能力、研究新型防灭火材料与装备、继续探索煤层自燃发火机理与规律等方面做出努力。

文中一些观点是站在一个基层工作者的角度上进行的考虑,从一个侧面能反映出现场的需求,对以后的矿井防灭火工作具有一定的参考价值。

参考文献

[1] 王德明.矿井火灾学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2008.

[2] 秦玉书,赵玉田,张永吉.煤矿井下内因火灾防治技术[M].沈阳:东北大学出版社,1993.

篇(4)

中图分类号:TD7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(a)-0168-01

作为我国重要的基础能源,煤炭在我国经济和社会发展中发挥着举足轻重的作用,但目前我国的煤炭开采以地下开采和小型矿井开采为主,容易发生多种安全事故。作为高危行业,煤矿开采一旦发生安全事故,将造成严重的人员伤亡和经济损失,因此做好煤矿的“通风、防火灾、防煤尘和防瓦斯”工作就显得尤为重要。

1 煤矿“一通三防”安全管理体系的现状

1.1 通风技术和设备的分析

作为煤矿安全生产的基础,煤矿通风系统旨在为井下工作人员提供充足的新鲜空气,为井下创造良好的气候条件,其可靠性和稳定性直接关系到矿井的安全保障能力。近年来煤巷和半煤巷机械化程度日益提高,长距离和大风量通风成为了研究热点,一系列高效和低噪声对旋局部通风机相应面世,行内也开发出适应于高风压、长距离和大风量通风的导风筒,并对煤矿通风方式进行了研究。通过采用对旋局部通风机,可以将通风效率由原来的50%提高到现在的80%以上,噪音由原来的100 dB降低到现在的80 dB左右,这极大地改善了工作人员的作业环境。

1.2 火灾防治技术和设备的分析

据统计,我国有超过半数的煤矿都存在着煤层自然发火危险,近年来我国研究了S值法、K氏法和双氧水法等方法来对煤的自燃倾向进行判定。目前煤矿火灾防治手段主要控制氧气的供给、隔绝漏风的通道和控制风量。为了有效地防止煤矿自燃火灾,我国先后对不同煤种自燃标志气体指标和矿井火灾预测预报系统进行了研究,并开发了煤矿专用气相色谱仪,GC-85型矿井火灾多参数色谱监测系统和检测井下O2、CO、CH4、CO2和C2H4五种气体的火灾传感器。

1.3 煤尘防治技术和设备的分析

煤尘是煤矿生产过程中所产生的岩石和矿石的微细颗粒,长期吸入会使工作人员患尘肺病。当温度达到700 ℃和具爆炸性的煤尘浓度为45~2000 g/m3时,煤尘会发生爆炸并产生大量毒性气体,甚至引发矿井火灾和瓦斯爆炸。针对煤尘爆炸的条件,目前煤尘防治技术主要是降低空气中的煤尘浓度,同时通过湿法作业和洒水等方式消除煤尘。

1.4 瓦斯防治技术和设备的分析

煤矿瓦斯防治技术,主要包括瓦斯煤尘爆炸防治技术、矿井瓦斯预测技术、煤与瓦斯突出防治技术、瓦斯抽放技术和矿井瓦斯监测监控技术等。其中,矿井瓦斯预测技术是矿井通风设计、瓦斯防治和安全生产的基础,主要是围绕煤层瓦斯含量测定、煤物理结构特征、比表面积、孔隙分布、煤层瓦斯成分和涌出量预测方式开展研究;瓦斯抽放技术是矿井瓦斯防治技术的核心,目前已经构建了由卸压煤层和围岩抽放、未卸压煤层和围岩抽放、采空区抽放和综合抽放等组成的瓦斯抽放技术体系;瓦斯爆炸是我国煤矿损失最大的灾害事故,因此学者研究了回采工作面上隅角瓦斯积聚治理技术,并开发了小型液压风机、无火花风机等专门用于排放积聚瓦斯的装备。

2 煤矿“一通三防”安全管理体系的内容

以往所应用的IS014000、IS09001和OSHA18001三大认证体系分别隶属于不同的管理部门,各自都有使用范围和优缺点,导致应用比较繁琐且工作效率较低。构建煤矿“一通三防”安全管理体系有助于保障全体员工的生命和财产安全,调动他们的工作热情和积极性,从而提高企业的经济和社会效益;有助于为企业培养更多的复合型人才,节省管理所需的人力和物力;有助于提高全体员工的综合素质,便于企业制度的执行和操作,因此构建煤矿“一通三防”安全管理体系势在必行。

2.1 煤矿“一通三防”安全管理工作

(1)企业要构建严格的“一通三防”安全岗位责任制,明确规定矿长、副矿长、总工程师、副总工程师、科(区)长、队长、各岗位和技术人员等的安全责任,确保各项安全管理任务落到实处,一旦发生事故要能够追究到具体的岗位和个人。

(2)企业要构建完善的“一通三防”安全工作程序。首先,企业要构建完善的“一通三防”工作安排程序,对通风系统的调整、“一通三防”信息的归纳

分析、瓦斯的超限处理、通风设施的维修保养、防尘系统的安装调试、自然发火隐患的处理等工作的安排程序进行明确的规定,确保工作人员能够按照规程来对工作进行科学合理的安排。其次,企业要构建完善的“一通三防”会议程序,明确规定通风工区日碰头会议、通防工作技术分析会、“一通三防”安全办公会和通风工区周例会等会议的具体程序和会议内容。最后,企业要构建完善的“一通三防”安全工作程序,详细规定值班调度人员、通风员、密闭员、瓦斯检查员和防尘员等工种的工作程序和操作规程,确保不同工种的员工都能严格按照规程来进行操作,将事故率降至最低。

(3)企业要构建健全的“一通三防”安全管理制度。企业要针对矿井通风系统管理、瓦斯管理、局部通风管理、密闭管理、安全监测管理、盲巷管理、防尘管理、防火管理和瓦斯检查员现场交接班管理等内容制定健全的管理制度,确保各种管理工作有章可循,有规可依,并且要重点强调瓦斯检查员和瓦斯管理员的安全职能。

2.2 煤矿“一通三防”安全工作的控制和纠正

煤矿“一通三防”安全管理体系要对纠正和预防措施的宗旨、范围、职责和内容进行详细的阐述,确保能够及时消除各种潜在和实际的安全隐患,防止安全事故的发生。与此同时,煤矿“一通三防”安全管理体系应该对矿井通风、防火灾、防煤尘和防瓦斯等工作和考核方面的控制程序进行详细的规定,并且综合考虑现场可能出现的各种突况,然后针对性地制定突况控制流程,确保井下工作的安全。

2.3 煤矿“一通三防”安全管理的自我审核和培训制度

煤矿“一通三防”安全管理体系应该明确自我审核的目的、范围、职责和控制要点,要求企业每年要进行1次以上的内部审核,对发现的问题及时采取纠正措施;应该详细规定培训的目的、范围、职责和控制要点,确保所有相关人员都能参与培训,对特殊工种、关键岗位和特殊人员需按专业和岗位培训,并进行资格考核,实行持证上岗,切实提高工作人员的专业技能和知识水平。

3 结语

近年来我国煤矿事故频发,复杂的煤田地质条件使得煤矿生产的安全隐患较大,火灾、瓦斯、水灾、煤尘和冒顶等时时刻刻都在威胁着井下工作人员的生命安全,火灾、瓦斯和煤尘是五大灾害中最严重的,而通风是防止这三大灾害的基础,因此构建完善的煤矿“一通三防”安全管理体系对于煤矿的安全生产至关重要。

参考文献

篇(5)

中图分类号:TU425.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)47-0032-01

1、前言

煤层自燃火灾是矿井主要灾害之一。煤矿井下火灾通常是由于氧气供给不足,空间较小,从而导致在这个有限的区域内,释放出许多有毒气体,致使整个上机巷出现人员中毒伤亡事件。从分析和研究相关资料可以看出,煤矿火灾,特别是煤层自燃对煤矿生产的影响是不可估量的,其导致的原因也是多种多样,因此,煤炭火灾的防治一直是煤炭系统的重要任务之一。

2、煤层自燃发火因素分析

2.1 采煤方法问题

对于回采工作面的发火原因分析,有多种说法,但是其中最为主要的一种是采煤方法的限制,还有一些原因,比如工作面推进速度慢,炮后堵架子和采空区出现漏风等情况,均会引起煤层自燃,或者在顺槽掘进时的高冒区处理不当,工作面推进至此时引起火灾。

2.2 顶板管理问题

对于一些井田煤系地层,其岩性大部分是以砂岩、粉砂岩、粘土层为主,煤层顶板大都为砂岩或砂质泥岩,在形成采空区后,其跨冒较难,这样使得采空区不能有效的完全的压实,如煤层顶板的巨厚砂层,质地坚硬,采空区漏风,提供了好的供氧条件,这样就给煤层自燃创造了良好的机会。

2.3 高冒区处理问题

高冒区煤层易于自燃主要是高冒处煤质松软,粘结性差,接氧面大,巷道内没有适宜的有效风速产生涡流风速,带走高冒区空隙内积聚的热能。另外,冒顶后未作防火处理或者用可燃物充填,也是造成高冒发火的因素之一。

2.4 地质因素

由于煤田的构造多,地质条件复杂等,表明煤层受到应力的强力挤压, 致使煤质松散, 易破碎,孔隙多,透气性强。煤层本身具有自燃倾向性,且发火期较短。

3、煤层自燃规律

根据煤矿开采的特点、结合煤层自燃的特点,分析出煤层自燃的主要呈现如下规律。

(1) 切眼、停采线采空区浮煤极易自燃

(2) 回采期间存在采空区二道自燃火灾威胁

(3) 采空区自燃高温区域范围大且隐蔽

(4) 采空区自燃火灾灭火难度大

4、矿井巷道内煤层自燃的防治方法

在我们通常使用的、风量充足的巷道中,往往不容易发生煤层自燃,而是在一些微风或者少风的环境下极易发生煤层自燃,由于满足了热量易积聚的自燃条件,易造成煤层自然发火。对不同的巷道自然发火情况,应采取不同的防治方法。

4.1 直接灭火法

(1)挖出火源。井下火灾范围不大,人员能够接近火源时,可将已燃煤炭挖取出来,运送地面。挖取火源时,必须随时检查瓦斯浓度和温度,采取一定的安全措施。

(2)用水灭火。用清水枪头直接向明火或出烟处喷洒水,将明火喷洒灭,并把明火周围的高温煤体洒透,待洒下来的水不热为止,并监测一氧化碳浓度,直至其浓度为0或比自燃前下降很多。

4.2 打眼灭火法

(1)井下打眼灭火法。某些巷道自燃出烟后,就必须通过电煤钻或岩石注水钻进行打眼,然后采用管子接通灌浆管路进行灌浆。

(2)地面打眼灭火法。当主要回风巷道发生严重的煤层自燃,造成通风系统混乱,威胁全矿井安全时,就必须封闭灾区进行地面打眼灭火。

4.3 联合灭火法

对一些巷道顶、帮的自燃出烟,有时并不是通过打钻注浆、注胶就能够解决的。如果打钻打不到火源,灌下来的浆水不热,而烟仍源源不断涌出时,则应进行联合灭火。

4.4 均压灭火法

在运输巷火源地点以外建风门,回风巷建调压风门,运输巷风门外安设局部通风机,风筒接过火源地点以里30 m左右,打眼灭火等。

4.5 封闭灭火法

某些矿井煤层自燃后,不能灭火或经采取各种灭火法无效果时,应采取封闭灭火法。

5、煤层自燃防治对策

煤层自燃现象在煤矿开采过程中经常出现,通过研究可以很明显的发现,煤层自燃现象对煤矿的影响是不容忽略的,其造成的经济损失也是巨大的,不仅对煤炭资源造成了浪费,还会带来水资源的白白流失,然而更为严重的是出现人员伤亡的惨剧。因此,煤炭火灾的防治一直是煤炭系统的重要任务之一。

煤炭火灾的防治一般应从以下三个方面进行出发,第一了解火区范围、第二建立火灾预测预报系统、第三灭火等。 从目前的情况来看,对煤层的火区进行勘察,比较普遍的一种方法是利用遥感技术。煤炭火灾由多种因素引起,就煤层自燃引发的火灾防治来说,主要分为以下几个阶段,第一是在煤层发火之前,这个阶段必须要加重力度对通风系统进行维护,对火灾样检测的传感单元做好充分的预防措施,而且还要建立起建立控风,防灭火专家系统。第二是在煤层发火以后,这个阶段的主要工作是要对火区进行封闭性技术的研究,惰性气体的防火技术和综合防火技术,都应该在火区中试用,使得煤层自燃灾害得到有效的预防和防治,降低煤矿的经济损失和社会效益的损失,同时还应该研究出新的技术和新的材料,采用新的综合的应用技术,使得煤层自燃的灾害损失降到最低。从当前的情况来说,在煤矿中有些防火和灭火的技术措施还是很有用的,对煤层自燃能够起到很好的控制效果,但是,由于煤层自燃的原因有各种各样的,所以,我们要对煤层自燃进行区域调查,同时我们可以采用多种技术综合应用,综合治理煤层自燃的灾害,这样还能够有效的防止煤层自燃的灾害损失,使得煤矿能够实现高产高效的安全生产。

6、结语

综上所述,从当前的情况来说,在煤矿中有些防火和灭火的技术措施还是很有用的,对煤层自燃能够起到很好的控制效果,但是,由于煤层自燃的原因有各种各样的,所以,我们要对煤层自燃进行区域调查,同时我们可以采用多种技术综合应用,综合治理煤层自燃的灾害,这样还能够有效的防止煤层自燃的灾害损失,使得煤矿能够实现高产高效的安全生产。

(1)对于煤矿生产而言,由于影响煤层自燃的因素有多种多样,所以对于煤层自燃现象应该从全局出发,整体考虑,采用综合应用技术措施,这样才能带来好的应用效果,将煤矿企业的损失降到最低。

(2)对煤层自燃进行综合防治,这本身的要素也是多方面的,可以从各个方面进行考虑,比如从巷道布置,工作面位置的确定,改进采煤工艺等,这些都是综合防治的有效表现和途径。

参考文献:

[1] 鲍庆国,文虎。等.煤自燃理论及防治技术[M].北京:煤炭工业出版社.2002.

[2] 王雪峰.煤氧化自燃过程的红外光谱研究[D].阜新:辽宁工程技术大学安全及技术工程,2004.

[3] 王永湘.利用指标气体预测预报煤矿自燃火灾[J].煤炭安全,2001,(6):15-58.

[4]赵桂先,解本旭,邬建明.利用同位素测氡技术确定煤炭自燃火源位嚣[J].煤矿安全,2000,(6):6―8.

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1 概述

煤层自燃火灾是矿井主要灾害之一。煤矿井下火灾通常是由于氧气供给不足,空间较小,从而导致在这个有限的区域内,释放出许多有毒气体,致使整个上机巷出现人员中毒伤亡事件。从分析和研究相关资料可以看出,煤矿火灾,特别是煤层自燃对煤矿生产的影响是不可估量的,其导致的原因也是多种多样,因此,煤炭火灾的防治一直是煤炭系统的重要任务之一。

2 煤层自燃发火因素分析

2.1 采煤方法问题

对于回采工作面的发火原因分析,有多种说法,但是其中最为主要的一种是采煤方法的限制,还有一些原因,比如工作面推进速度慢,炮后堵架子和采空区出现漏风等情况,均会引起煤层自燃,或者在顺槽掘进时的高冒区处理不当,工作面推进至此时引起火灾。

2.2 顶板管理问题

对于一些井田煤系地层,其岩性大部分是以砂岩、粉砂岩、粘土层为主,煤层顶板大都为砂岩或砂质泥岩,在形成采空区后,其跨冒较难,这样使得采空区不能有效地完全地压实,如煤层顶板的巨厚砂层,质地坚硬,采空区漏风,提供了好的供氧条件,这样就给煤层自燃创造了良好的机会。

2.3 高冒区处理问题

高冒区煤层易于自燃主要是高冒处煤质松软,粘结性差,接氧面大,巷道内没有适宜的有效风速产生涡流风速,带走高冒区空隙内积聚的热能。另外,冒顶后未作防火处理或者用可燃物充填,也是造成高冒发火的因素之一。

2.4 地质因素

由于煤田的构造多,地质条件复杂等,表明煤层受到应力的强力挤压,致使煤质松散,易破碎,孔隙多,透气性强。煤层本身具有自燃倾向性,且发火期较短。

3 煤层自燃规律

根据煤矿开采的特点、结合煤层自燃的特点,分析出煤层自燃主要呈现如下规律:

①切眼、停采线采空区浮煤极易自燃。

②回采期间存在采空区二道自燃火灾威胁。

③采空区自燃高温区域范围大且隐蔽。

④采空区自燃火灾灭火难度大。

4 矿井巷道内煤层自燃的防治方法

在我们通常使用的、风量充足的巷道中,往往不容易发生煤层自燃,而是在一些微风或者少风的环境下极易发生煤层自燃,由于满足了热量易积聚的自燃条件,易造成煤层自然发火。对不同的巷道自然发火情况,应采取不同的防治方法。

4.1 直接灭火法

①挖出火源。井下火灾范围不大,人员能够接近火源时,可将已燃煤炭挖取出来,运送地面。挖取火源时,必须随时检查瓦斯浓度和温度,采取一定的安全措施。

②用水灭火。用清水枪头直接向明火或出烟处喷洒水,将明火喷洒灭,并把明火周围的高温煤体洒透,待洒下来的水不热为止,并监测一氧化碳浓度,直至其浓度为0或比自燃前下降很多。

4.2打眼灭火法

①井下打眼灭火法。某些巷道自燃出烟后,就必须通过电煤钻或岩石注水钻进行打眼,然后采用管子接通灌浆管路进行灌浆。

②地面打眼灭火法。当主要回风巷道发生严重的煤层自燃,造成通风系统混乱,威胁全矿井安全时,就必须封闭灾区进行地面打眼灭火。

4.3联合灭火法

对一些巷道顶、帮的自燃出烟,有时并不是通过打钻注浆、注胶就能够解决的。如果打钻打不到火源,灌下来的浆水不热,而烟仍源源不断涌出时,则应进行联合灭火。

4.4均压灭火法

在运输巷火源地点以外建风门,回风巷建调压风门,运输巷风门外安设局部通风机,风筒接过火源地点以里30m左右,打眼灭火等。

4.5封闭灭火法

某些矿井煤层自燃后,不能灭火或经采取各种灭火法无效果时,应采取封闭灭火法。

5煤层自燃防治对策

煤层自燃现象在煤矿开采过程中经常出现,通过研究可以很明显地发现,煤层自燃现象对煤矿的影响是不容忽略的,其造成的经济损失也是巨大的,不仅对煤炭资源造成了浪费,还会带来水资源的白白流失,然而更为严重的是出现人员伤亡的惨剧。因此,煤炭火灾的防治一直是煤炭系统的重要任务之一。

煤炭火灾的防治一般应从以下三个方面出发:第一,了解火区范围;第二,建立火灾预测预报系统;第三,灭火等。从目前的情况来看,对煤层的火区进行勘察,比较普遍的一种方法是利用遥感技术。煤炭火灾由多种因素引起,就煤层自燃引发的火灾防治来说,主要分为以下几个阶段,第一,是在煤层发火之前,这个阶段必须要加重力度对通风系统进行维护,对火灾样检测的传感单元做好充分的预防措施,而且还要建立控风、防灭火专家系统。第二,是在煤层发火以后,这个阶段的主要工作是要对火区进行封闭性技术的研究,惰性气体的防火技术和综合防火技术,都应该在火区中试用,使得煤层自燃灾害得到有效的预防和防治,降低煤矿的经济损失和社会效益的损失,同时还应该研究出新的技术和新的材料,采用新的综合的应用技术,使得煤层自燃的灾害损失降到最低。从当前的情况来说,在煤矿中有些防火和灭火的技术措施还是很有用的,对煤层自燃能够起到很好的控制效果,但是,由于煤层自燃的原因有各种各样的,所以,我们要对煤层自燃进行区域调查,同时我们可以采用多种技术综合应用,综合治理煤层自燃的灾害,这样还能够有效地防止煤层自燃的灾害损失,使得煤矿能够实现高产高效的安全生产。

6结语

综上所述,从当前的情况来说,在煤矿中有些防火和灭火的技术措施还是很有用的,对煤层自燃能够起到很好的控制效果,但是,由于煤层自燃的原因有各种各样的,所以,我们要对煤层自燃进行区域调查,同时我们可以采用多种技术综合应用,综合治理煤层自燃的灾害,这样还能够有效的防止煤层自燃的灾害损失,使得煤矿能够实现高产高效的安全生产。

①对于煤矿生产而言,由于影响煤层自燃的因素有多种多样,所以对于煤层自燃现象应该从全局出发,整体考虑,采用综合应用技术措施,这样才能带来好的应用效果,将煤矿企业的损失降到最低。

②对煤层自燃进行综合防治,这本身的要素也是多方面的,可以从各个方面进行考虑,比如从巷道布置,工作面位置的确定,改进采煤工艺等,这些都是综合防治的有效表现和途径。

参考文献:

[1]鲍庆国,文虎等.煤自燃理论及防治技术[M].北京:煤炭工业出版社.2002.

[2]王雪峰.煤氧化自燃过程的红外光谱研究[D].阜新:辽宁工程技术大学安全及技术工程,2004.

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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.062

据统计,每年因瓦斯事故引发的死亡人数占煤矿总事故死亡人数的四成以上。煤炭生产管理中安全生产是十分重要的,“一通三防”技术在煤矿安全生产中具有重要意义。“一通三防”指的是在煤矿生产时防治煤尘、防治瓦斯、防火和矿井通风安全管理工作的简称。煤矿之所以频频发生安全事故,究其原因主要是没有很好的落实“一通三防”安全管理工作,因此,煤矿企业应加强“一通三防”技术的应用和管理,保障煤矿的正常生产,促进煤矿企业的健康发展。

1 “一通三防”技术在煤矿生产中的重要性

“一通三防”技术在煤矿生产中是十分重要的,主要体现以下几点:一是矿井通风作为防治煤矿生产中安全隐患的基础,做好矿井通风工作可以有效地预防瓦斯、煤尘和灭火,通过矿井通风可以将井下的有毒有害气体很好的排除,创造良好的工作环境为井下人员,保障井下工作人员的人身安全和健康。在实际工作中,应首先掌握井下气体浓度、温度和风量等参数,对各项数据进行认真分析,建立科学的数学模型,并结合以往矿井通风的经验和教训,认真做好井下通风工作。二是当瓦斯在井下不断积累到达一定浓度后,遇到井下的明火就极易产生爆炸。如果仅依靠井下同分来防止瓦斯含量高的问题那么还是不够的,因此还应采取瓦斯抽放的方式来降低井下的瓦斯含量,避免发生瓦斯爆炸的事故。三是随着科技的发展,我国部分矿井已经将矿井监控技术应用在生产过程中,并建立完善的管理系统,对井下事故的预防有着极大的作用。

2 “一通三防”技术在煤矿安全生产中的应用

2.1 优化通风系统

(1)对于矿井自身的回L系统,应根据矿井实际的分布规律来进行科学的调整,合理优化井下通风系统。矿井通风系统的设计需要依据瓦斯的含量和涌出量来确定,目前我国应用较多的通风系统有U型与U+L型,煤炭企业在通风系统设计过程中应依据不同地质条件选择适合的通风系统。

(2)应认真检查可能造成通风事故的隐患。工作人员在生产作业中应严格按照矿井生产所制定的相关规定来执行,将矿井生产中的安全隐患尽可能的消除。通过安全隐患的排查可以及时的发现矿井通风系统中存在的安全问题,并能够及时的处理。对于掘进通风,主要是依靠局部通风机来进行的,但如果局部通风机在使用过程中发生故障,不能正常工作,那么就容易发生安全事故。事实证明,矿井安全事故中瓦斯爆炸与掘进工作面煤尘占有相当大的比例,因此对于掘进通风工作要加强监察力度,保障矿井通风系统的正常运行,具体工作包括:检查通风机安装位置、机电防爆性能和循环风工作是否正常等。

2.2 加大瓦斯的治理力度

做好煤矿生产时瓦斯事故的预防,首先要保证回风流里CO2的浓度不超过1.5%,瓦斯的浓度不超过0.8%,如果回风流里瓦斯浓度和CO2的浓度超过了限值,应尽快组织井下生产人员撤离,并进行有效的安全控制措施。煤矿生产中破坏最大、发生最多的就是瓦斯爆炸事故,因此要采取必要的瓦斯防治措施。

(1)对于瓦斯异常区域应加强管理。一般来讲,瓦斯涌出情况很难提前预测,如果发生瓦斯涌出情况将是十分危险,煤矿企业应认真研究以往瓦斯涌出的情况,总结瓦斯涌出的规律,同时在工作中还应根据井下断层、地质构造以及采掘工作面来分析瓦斯涌出的影响因素,有针对性的制定防治措施。(2)瓦斯管理应突出重点。对于瓦斯含量较大的区域应加强管理,根据煤矿企业的管理经验,对瓦斯含量较高区域应制定科学的瓦斯管理和生产设备标准,还可以通过在回采工作中安装排风设备等,使瓦斯的浓度降低,预防瓦斯事故的发生。

2.3 加强防火灭火工作

矿井中如果发生火灾那么危害也是极大的,会造成严重的人员伤亡和财产损失,火灾发生后会产生大量的有毒气体,如一氧化碳,如果火灾遇到大风还会更加难以控制,对井下工作人员的人身安全造成威胁。煤矿生产时发生的火灾原因主要分两类,内因火灾和外因火灾,需要首先弄清楚火灾发生的原因,在针对性采取相应的措施。

2.4 加强粉尘治理

粉尘治理主要包括以下几项工作:降尘、减尘、阻尘、捕尘和排尘。减尘是矿井防尘工作的基础,在生产过程中应尽可能降低粉尘的产生量,可以有效的避免粉尘危害人身健康。主要的减尘方法有:预湿注水和水封爆破。降尘工作也十分重要,矿井煤尘处理中通常采用水幕降尘的方式,水幕降尘工作能否顺利进行,主要在于矿井生产过程日常维护是否到位。同时还可以定期清扫煤尘聚集较多的区域,严格控制该区域的煤尘管理。排尘方法是利用引风排尘的方式,对通过降尘、减尘和捕尘措施还未去除的游离粉尘进行治理,排尘主要方法就是加大通风量,并选择适合的风速。捕尘是将空气中的粉尘收集后进行专门处理,捕尘主要应用的设备是湿式除尘风机和除尘器。阻尘的方式主要是针对井下人员的防护手段,工作人员通过佩戴防尘口罩等有效防护粉尘对人身造成的危害,同时还可以使用方爆破技术措施。

3 结语

煤矿企业的生产经营过程中,安全生产工作应放在首位,将煤矿“一通三防”技术有效的应用到煤矿生产中,对煤矿安全生产意义重大。随着我国煤矿开采技术不断提升,开采的难度也越来越大,煤矿企业应提高“一通三防”技术水平,在实践应用中不断总结经验和教训,实现煤矿企业的安全生产,促进我国煤矿企业的健康、可持续发展。

参考文献:

[1]班柳青,李国明,白星.“一通三防”工作在煤矿安全生产中的重要性[J].内蒙古煤炭经济,2015(01).

[2]周英博.煤矿安全生产中的“一通三防”安全体系研究[J].中国高新技术企业,2012(06).

篇(8)

查庄煤矿于1968年建成投产,开采已有40年历史,自然条件特殊,安全生产的条件较为复杂。矿井通风网络复杂,系统调控难度大;瓦斯涌出异常区逐年增加,瓦斯问题突出;煤尘具有强爆炸性,爆炸指数较高,煤尘威胁明显;开采的煤层多数为1~2类自燃煤层,发火期较短、范围广,防灭火形势严重。矿井在通风、瓦斯、煤尘、自燃发火方面的隐患均十分突出。在矿井生产向深部和边界转移的衰老期,这些隐患更为明显。如何对上述隐患进行有效治理,已经成为矿井安全健康、可持续发展的关键。

1 矿井灾害分析评价

1. 1 矿井通风系统演变及现状

(1)矿井通风补充演变。第一阶段:查庄煤矿建井初期的通风方式为中央边界式,即副井进风,南风井回风。

第二阶段: 20世纪70年代末期查庄煤矿与中高余煤矿合并后,通过井下巷道改造,通风系统改造为混合式通风,即由查庄副井、中高余副井进风,南风井、西风井回风。

第三阶段: 20世纪90年代初期矿井进行改扩建,在工广内新打1座新副井,老副井改造为新主井,老主井报废,在井田深部新建1座北风井,于1994年投入使用,同时报废了风机已经老化的西风井,通过矿井通风系统改造,通风系统形成新副井、中副井进风,南风井、北风井回风。

第四阶段: 2000年,因开采南风井煤柱,需要报废南风井,将老主井改造为中央风井,通风系统随即改造为新副井、中副井进风,中央风井、北风井回风。第五阶段: 2004年因生产接续紧张,需要开采中井煤柱,又将中副井充填报废,形成现在的新副井进风,中央风井、北风井回风的混合式通风方式。

(2)矿井通风系统现状。目前通风状况:北风井装备2台型号为G4-73-11№28D型离心式通风机,配备JS-1512-12型电动机,功率330 kW,担负上组煤-350 m水平以下各采区的通风任务。中央风井装备2台对旋轴流式通风机,型号为BDK-8-№20,配备YBF315L2-8型电动机,功率2×110 kW。担负-250 m水平以上采区和-350 m下组煤西翼采区的通风任务。

1. 2 当前矿井通风系统评价和今后可能出现的问题

随着矿井生产向深部延深和边界拓展,当前矿井通风系统的存在问题已经凸显出来,北风井通风能力逐渐不足,主扇风机已经多年满负荷运转,且风机呈现老化趋势;中央风井通风目前生产条件下能力趋于富裕过剩。

当矿井浅部水平生产逐步结束而转向深部生产水平后,目前的通风系统将不能满足生产的需要,必须进行相应的改造,否则矿井生产将难以为继。

1. 3 瓦斯情况矿井历年瓦斯鉴定均属低瓦斯矿井

矿井生产初期浅部水平煤层瓦斯赋存量小,瓦斯涌出量不大。第1次瓦斯异常涌出发生在5405工作面, 1992年1月工作面上隅角瓦斯积聚超限达到2%以上,导致工作面停产8 d,采取改变通风系统由上行风改为下行风等措施后,生产得以继续。

下组煤-250 m水平7500采区投产后,采掘工作面均出现瓦斯异常涌出现象,瓦斯涌出量明显增大。1994年矿井瓦斯鉴定,采区瓦斯相对涌出量达到12. 13 m3/,t被定为低瓦斯矿井高沼气区,按高瓦斯矿井的标准要求进行装备和管理。自此以后,五、七层煤采掘工作面瓦斯异常涌出现象经常出现,尤其是7600、7700采区掘进期间还出现过瓦斯动力喷出现象。随着生产的不断向深部延深,采空区面积增大,地质条件的复杂,非正规生产区域增加,瓦斯管理的难度不断加大,任务更加艰巨。

1. 4 煤 尘

查庄煤矿开采的煤层其煤尘均具有爆炸性,爆炸指数37. 31% ~44. 53%。当生产过程中空气中悬浮煤尘达到一定浓度,遇到高温火源就能发生煤尘爆炸;另一方面,矿工长期吸入粉尘可导致矽肺病。

经过多年的综合防尘治理,井下作业环境状况已大为改善,然而仍存在大量问题和隐患。一是生产过程中综合防尘措施落实不到位,放炮、运输等各个生产环节都安装了防尘设施,却不能正常使用,有应付检查的现象。究其原因,主要是职工的安全意识淡薄,对煤尘的危害认识不足,还没有树立起生命第一健康是基础的人生新观念,表现出安全教育的滞后。二是综合防尘的治理手段落后,技术水平低,防尘自动化应用差距较大。

1. 5 自然发火

目前开采的二、三、九、十层煤均属易自然发火煤层,实验室最短发火期在43~67 d之间,一般在6~12个月。自1968年建矿到2006年底,生产原煤4213. 86万t,共发生矿井火灾14次,其中内因火灾13次,外因火灾1次,百万吨发火率0. 34。按发火部位分析,发生在采空区煤柱和浮煤的火灾9次,占64. 3% ;发生在掘进巷道内火灾3次,占21. 4% ;其他火灾2次,占14. 3% ; 1997年以前,火灾事故主要发生在3200、3400、3600等采区,因出现严重的煤炭自然发火而冻结煤炭储量和封闭采掘工作面机械设备,对矿井安全生产造成严重威胁,给正常安全生产造成较大被动。

随着矿井生产进入后期,一方面前进式开采导致大面积采空区处于通风系统的包围之中,采空区漏风难以避免,残留煤炭长期氧化蓄热;另一方面,生产接续紧张导致采场布局中防治自然发火的技术要求难以有效落实;第三方面是31200西翼采区、南风井煤柱采区、中井煤柱采区都临近末采,采区煤柱的周围均为采空区,是最易产生煤炭自然发火的时期,在掘进贯通老巷时已经出现过高温水蒸汽现象。因此,矿井生产后期的自燃发火隐患将愈来愈突出,防灭火的任务越来越艰巨。

1. 6 其他灾害

随着矿井开采深度的增加,地温灾害将越来越明显地影响职工身心健康和安全生产。当前开采深度在-700 m以下,局部地点温度在23℃以上,随着开采深度的增加,地温梯度增加更大。

下组煤8、9、10层开采期间高氮低氧现象明显,特别是盲巷、采空区等地点尤为突出,若通风管理不善、临时停风、微风无风等,造成井下局部地点空气成分发生变化,出现高氮缺氧,极易引起人员窒息死亡。

2 “一通三防”建设目标

建立安全合理、稳定可靠的矿井通风系统,杜绝瓦斯、煤尘、自然发火等重大灾害事故和“一通三防”方面的各类事故,为矿井的安全生产创造良好的通防条件。

努力提高矿井“一通三防”管理水平,促进矿井“一通三防”各项工作不断上水平、上台阶,保持通防质量标准化矿井水平和通防安全示范化矿井水平。

面对出现的各种新问题和不断恶化的生产条件,提出超前性的措施和应对策略,确保“一通三防”各项工作适应新形势的需要,为建设本质安全型矿井提高矿井的抗灾能力发挥重要作用。

3 主要通防灾害防治规划

3. 1 矿井通风系统

矿井通风系统是安全生产的基本条件,是“一通三防”各项工作的基础,立足当前,兼顾长远,确保矿井通风系统合理稳定可靠,有足够的通风能力,在矿井生产的不同阶段能时时满足生产的需要是矿井通风管理的首要任务。

(1)充分发挥现有风井主要通风机的通风能力,优化调整通风系统,合理调配,保证当前一段时间矿井通风系统满足生产的需要。但随着浅部生产采区的结束,当前的通风系统已不适应生产的需要,北风井供风能力紧张,中央风井供风能力有富裕。通过优化调整,掘进-350 m改造回风巷,将-350m水平部分网络调至中央风井供风,充分发挥中央风井的通风能力为深部生产采区服务,初步缓解了北风井供风能力不足的矛盾。

(2)分析掌握北风井和中央风井主要通风机的运行状况,适时提出更换主要通风机方案。北风井主要通风机型号为G4-73-11№28D型,前导器叶片全打开,满负荷运转多年,达到最大通风能力,当采场发生变化时,井下调风相当困难。另一方面,风机本身质量差,长期满负荷运转,效率较低,从运转的可靠性和经济性2个方面分析,都应尽快更换北风井主要通风机。

中央风井主要通风机型号BDK-8-№20型,最大排风量3 800 m3/min,要达到为-350 m水平部分采区服务的目的,预计要出现排风量不足的问题。另一方面,在矿井生产的末期,要回收北风井煤柱,报废北风井,全矿井就只能利用中央风井来排风,其通风能力肯定不能满足需要,到时必须更换中央风井主要通风机。

(3)强化通风系统管理,确保在生产接续紧张,采场调整频繁的条件下,矿井通风系统的合理稳定可靠,有足够的通风能力。强化通风系统的日常管理,从巷道布置设计到施工与维护、通风系统调控等方面采取措施,提高有效风量率,提高通风系统的运行质量。根据采场接续安排,做到超前分析,预测矿井通风系统的变化,制定年度通风系统优化调整的方案和计划,提前做好实现矿井通风系统的顺利延续和变化工作,做到通风网络不断简化,通风系统保持适时优化。

(4)进一步提高局部通风的安全保障,加大对旋式局部通风机的投入,逐步淘汰11 kW及以下的局部通风机,实现“双风机、双电源,自动切换、自动分风”,确保掘进巷道的风速、风量符合设计要求。

3. 2 防治瓦斯

矿井开采的后期,采场逐步向矿井边界和深部转移,瓦斯的隐患将逐步加重,瓦斯的危害将更加突出。尤其是低瓦斯矿井的高瓦斯异常区域,瓦斯赋存不规律,受地质构造的影响较大,平常生产中出现瓦斯异常涌出机率很少,人们往往容易出现松懈麻痹的心理,一旦出现瓦斯突然涌出,又往往很难及时发现,相关治理瓦斯异常涌出的措施跟不及时,这是治理瓦斯的最大隐患。

防治瓦斯的重点区域:一是五层、七层采区。靠近深部五层、七层的瓦斯,赋存量逐渐增加,采掘生产地点瓦斯涌出相应增加,尤其是靠近井田边界断层处的生产采区,瓦斯异常涌出现象将更加突出。二是深部三层煤采区,瓦斯赋存量有明显增加的趋势。从31200东翼深部采区部分采煤工作面回风隅角瓦斯涌出量上升,就能看出来。三是采空区积存大量瓦斯。五、七层采空区几乎可以说都是瓦斯库,瓦斯积聚严重;其它地点采空区虽然瓦斯积存量不足特别高,但往往出现高二氧化碳高氮等现象。

防治瓦斯的重点地点:一是五、七层煤采煤工作面回风隅角。该范围内瓦斯超限甚至瓦斯积聚严重,当实行无煤柱开采时,采煤面进风隅角及整个切顶线都有出现瓦斯超限的可能。二是五、七层煤采空区密闭堵附近,墙内瓦斯积聚,墙外瓦斯超限。三是五、七层煤掘进工作面,这些地点炮眼内一般均能检测到瓦斯。当掘进至断层附近,尤其是断层组附近时,很容易出现瓦斯动力现象,呈现瓦斯从炮眼内喷出。而掘进工作面又是矿井通风的薄弱环节。

防治瓦斯措施:一是认真贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针,把提高防治瓦斯重要性认识真正落实到行动上,落实到现场上。瓦斯危害巨大,人人皆知,然而为什么瓦斯爆炸却仍时有发生,让我们震憾。究其根源,防治瓦斯措施落实有差距,不能慎之又慎,持之以恒的抓好措施是关键所在。因此,防治瓦斯必须克服形式主义,实实地地抓好措施在现场的落实,不能有丝毫的懈怠和马虎,实践证明,只要真正重视防治瓦斯工作,能够及时发现隐患苗头,我们完全有能力治理好瓦斯,消灭重大灾害事故的发生。二是根据不同区域、不同地点瓦斯涌出特性,制定有针对性专项措施。三是强化特殊生产地点的瓦斯管理。四是完善矿井瓦斯监控系统,提高技术装备水平,充分发挥其安全保障作用。

3. 3 防治煤尘

煤尘事故是矿井潜在的重大事故隐患,而综合防尘工作关系到生产全过程的每一个环节,人为因素制约较大,管理难度大。要求我们必须高度重视,认真落实每道生产工序,各个扬尘环节的综合防尘工作。一是强化人本管理,加强职工和各级管理人员培训教育工作,真正把综合防尘工作转化为职工的自觉行动。二是层层分解管理责任,抓检查,严考核,把各项措施落实到现场。三是加大投入,提高技术创新水平,逐步实现综合防尘自动化。

3. 4 防治自然发火

自然发火的隐患将始终伴随着生产全过程,按照“以防为主、防治结合”指导思想,建立矿井防灭火防治体系。从预防上入手,把主要精力、措施放在“防”上。预防内因火灾的主要方法是消除形成自然发火事故的基本条件,煤炭自燃的三个条件只要消除或改变其中一个或一个以上的条件,就可防止或控制自然火灾。

现场措施上一是提高密闭质量、二是加大防灭火注浆量、三是应用通风均压调整、四是加强检测监控。实施“人机结合”自然发火监测预报体系,充分发挥防灭火束管监测系统和瓦斯监测监控系统作用,强化瓦斯检查员的现场检测检查力度,做到监测监控。从生产布局、采掘工艺、防灭火装备与材料、工艺,到措施的现场落实等方面采取综合措施。落实好防灭火规划、研究、布置、检查、分析、总结“六个环节”,把好巷道设计、材料计划、安全技措、防灭火设施质量、防灭火隐患和防灭火救灾预案“六个关口”。

4 结 语

(1)“一通三防”工作是煤矿安全生产的基础工作,更是重中之重的工作,各级人员都要高度重视,切实摆正“一通三防”工作与其他工作的关系,严格落实制度、强化管理,消除“一通三防”事故隐患。

篇(9)

中图分类号:TK 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)45-0385-01

一、前言

煤矿井下火灾通常是在有限的空间内发生的,由于供氧不足,产生大量有害气体,致使回风侧人员中毒死亡。矿内火灾按引起火灾的热源可分为外源火灾和自燃火灾两大类。煤层自燃发火与温度和氧气有关,也与煤的化学成分、煤岩成分有关。其中温度、氧气是煤层自燃的外因,煤的化学组成及煤岩成分是煤层自燃内因。近年来,随着普阳矿业开发有限公司煤矿生产任务的逐渐加大,其开采强度、开采面积、开采深度也陆续加大,矿区煤层自燃发火将日益严重。因此必须着手研究这一重大问题,以确保煤矿安全生产和可持续发展。

二、矿井概况

新疆普阳矿业开发有限公司煤矿井田位于和田市以南120km处,小型煤矿由于技术力量薄弱、安全设施不够完善、采掘机械装备水平低等客观条件的制约,事故隐患多。为相应国家煤炭产业政策,现将矿井设计生产能力由0.45 Mt/a升级改造到0.9Mt/a。矿井采用主、副斜井及立风井的开拓方式。井田内各煤层火焰长度100~>400mm,岩粉量65%~80%,均为有爆炸性煤层。井田内各煤层均属易自燃煤层,井田属于地温正常区,无热害影响。

三、煤层自然发火的防治措施

我国煤矿目前主要采用的防灭火工艺有氮气防灭火、灌浆防灭火、阻化剂防灭火、均压防灭火、凝胶防灭火等。本矿设计预防煤层自然发火采用以黄泥灌浆和氮气防灭火为主,喷洒阻化剂为辅的综合防灭火措施。

3.1 灌浆防灭火

本矿井开采煤层有自然发火倾向,为预防采空区自然发火,确保安全生产,设计采用预防性灌浆,灌浆采用随采随灌的方式。由于矿井产量较大,灌浆量大,为便于管理和提高效率,本设计确定采用集中灌浆系统。

(1)灌浆系统的选择

本次实施的井下防火灌浆部分采用黄泥灌浆。

(2)灌浆方法的选择

由于一个工作面的回采时间较长,为防止煤的氧化发火,宜采用随采随灌的工作模式,埋管灌浆的方法。从回风顺槽向工作面采空区灌浆。灌浆时应注意灌好两道、两线(即上下顺槽、切割眼和停采线),在采空区周围密封的泥浆带,以达到即保证灌浆效果,又减少水、土消耗的目的。在灌浆前应将灌浆区积水排出,以保证泥浆有很好的附着力,并保留足够的隔离煤柱以防止溃浆、透水。

(3)灌浆参数计算及选择

灌浆站工作制度与煤矿工作制度一致。预防性灌浆采用地面集中灌浆方式。

灌浆系统工艺流程:加压供水、拌制泥浆、灌浆及井下脱、排水五个过程。

灌浆方法为随采随灌,灌浆站工作制度与煤矿工作制度一致。

采用预防性灌浆措施,井下灌浆有关参数计算如下:

①日灌浆所需土量

Qt2=K(G/r)=0.1×(2727/1.44)=189.38m3/d

式中:G―矿井日产量,G=2727t;K―灌浆取土系数,K=0.1;r―煤的容重,r=1.44t/m3。

②日灌浆实际开采土量

Qt3=α・Qt2=1.1×189.38=208.32m3/d

式中:α―取土系数。

③灌浆泥水比的确定

根据国内类似矿井的经验数据,取为1:3。但是,根据该矿井实际情况调整灌浆泥水的比例。

④每日制浆用水量

Qs1=Qt2・δ=189.38×3=568.14m3/d,式中:δ―灌浆泥水比的倒数,δ=3。

⑤每日灌浆实际用水量:Qs2=Qs1×K水=568.14×1.2=681.77m3/d,

式中:K水―用于冲洗管路防止堵塞的水量备用系数。

⑥每日灌浆量:Q浆=(Qs1+Qt2)×M=(568.14+189.38)×0.91=689.34m3/d

式中:M―泥浆制成率,M=0.91。

⑦灌浆材料要求:颗粒小于2mm,粘土占60%~70%,塑性指数为9~11,含砂量为25%~30%(粒径为0.5~0.25mm以下),容易脱水和具有一定的稳定性。

(4)黄泥灌浆系统

灌浆材料采用黄土,水源为处理后的矿井水。在风井附近设地面固定制浆站,设计制浆能力60m3/h,采用随采随灌方法,每天1班作业,每班工作6h,可制浆量720m3/d。制浆站用水由矿井水处理站V=150m3清水池用来贮存与调节,然后通过2台SLW100-200B型灌浆给水泵(Q=87m3/h,H=38m,N=15kW)加压供水。

制浆站布置1套Q=60m3/h制浆设备,该设备主要由涡旋定量输送机(Q=40m3/h,N=15kW)、大倾角带式输送机(B500,N=15kW)、卧式制浆机(Q=60m3/h,N=11kW)、卧式滤浆机(Q=60m3/h,N=7.5kW)等组成。

灌浆管路选用φ108×5无缝钢管、卡箍件快速接头连接,管道从风井引入井下。根据设计灌浆量60m3/h计算,管道流速约2.13m/s,水力坡度按清水的2.0倍计约135‰。

3.2 氮气防灭火

设计采用固定式碳分子筛制氮机,对采空区实施预防性注氮,将纯度为98%的氮气注入采空区,注氮后采空区内氧气浓度不得大于7%。

注氮量计算按以下四种方法计算,并取其中最大值:

①按产量计算:QN=[A/(1440ρtn1n2)]×(C1/C2-1)=4.66m3/min

式中:QN―注氮流量,m3/min;A―矿井年产量,0.9Mt/a;t―矿井年工作日,330d;ρ―煤的密度,1.44t/m3;n1―管路输氮效率,取80%;n2―采空区注氮效率,取70%;C1―空气中的氧浓度,取20.9%;C2―采空区防火惰化指标,取7%。

②按吨煤注氮量计算:QN=5AK/300×60×24=8.52m3/min

式中:A―矿井年产量,900000t;K―工作面回采率,取0.9。

③按瓦斯涌出量计算:QN=QcC/(10-C)=0.9m3/min

式中:QC―工作面通风量,设计工作面配风量为900m3/min;C―工作面回风流中的瓦斯浓度,1%。

按以上三种方法计算后取最大值:QN=8.52m3/min,考虑1.3的安全备用系数8.52×1.3=11.08m3/min=664.80m3/h。

(2)制氮设备

本矿井开采煤层属瓦斯矿井。本着预防为主的方针,根据《煤矿安全规程》的要求,设计考虑对煤层自然发火进行综合防治,将拖管、间歇式注氮系统作为矿井防灭火的一种重要措施。

3.3 阻化剂防灭火

阻化剂选择、喷洒压注工艺系统及参数计算:

(1)阻化剂选择

设计选用阻化率较高的氯化钙(CaCl2),设计选用CaCl2的浓度为20%。

(2)喷洒工艺系统

设计采用半永久性喷洒压注系统,在+2693m水平回风石门布置一个储液池硐室,用砂浆砌成容积为2m3的储液池,选用1台WJ―24型阻化剂喷射泵,流量2.4m3/h,压力2~3MPa。将溶液用胶管送到回采工作面进行喷洒。

(3)参数计算

工作面一次喷洒量计算:

V=K1×K2×L×S×h×A×γ-1=0.81m3

式中:K1―易自燃部位喷洒药量增加系数,取1.2;K2―采空区遗煤容重,取0.9t/m3;L―工作面长度,150m;S―一次喷洒宽度,0.5m;H―采空区底板遗煤厚度,0.15m;A―吨煤吸药液量,0.07t/t;γ―阻化剂水溶液的容重,1.05t/m3。

四、 结束语

篇(10)

一通三防关乎到煤矿的安全生产,关乎煤矿工作人员的生命财产安全。关乎到社会主义和谐社会的构建。一通三防是煤矿安全的重中之重。

1.一通三防治理瓦斯问题

1.1瓦斯的危害

煤矿瓦斯是煤层的一种伴生气体,主要成分是甲烷。是矿井中一种最常见的有害气体,在开采过程中以不同形式从煤层中涌出。具体体现在两个方面:①瓦斯具有燃烧爆炸的危险,②煤与瓦斯突出的危险。瓦斯事故难以预测。一旦发生,造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失,对煤矿的安全生产产生严重地威胁。

1.2瓦斯治理的现状

我国煤矿事故的事故总量过高,而且特大事故尚未得到有效遏制,其中瓦斯事故比例高,人员伤亡大,在特大事故中80%以上是瓦斯事故,每年因瓦斯事故造成的死亡人数约2000人,占事故总死亡人数的近1/3。

1.3通防技术治理瓦斯的实施

(一)、提高认识,提高理念:

严格遵循治理瓦斯必须采用抽放,坚持先抽后采,先抽后掘的方针;只有打不好的钻孔,没有抽不出的瓦斯,要提高钻孔打钻质量、密度、和封孔效果;要从根本上改变对瓦斯超限事故的认识,变被动防范为主动治理瓦斯。

(二)、技术措施:

根据煤层煤质,透气性、瓦斯含量、卸压程度编制掘进工作面瓦斯抽采设计,明确制定出钻孔的有关参数;打钻人员要严格按设计施工,不能超出允许值范围外;打钻完工后要有专人验钻、封孔、观测抽放效果;技术人员要根据抽放效果及时调整设计,所有施工严格按照《规程》及《一通三防管路制度》严格进行,并严格要求通风设施质量标准化建设工作,做到按需供风,优化通风系统,杜绝短路风、循环风、串路风、盲巷区等状态,保证通风系统的稳定。

2.一通三防治理粉尘问题

2.1粉尘的危害

我国煤矿多为井工开采,矿井内部会产生大量的煤尘。矿尘的危害主要有以下几方面:一是对身体健康产生危害,煤尘随着空气吸入工作人员体内,工人长期吸入矿尘轻者患呼吸道炎症,重者得尘肺病,居国内矿务局统计尘肺病死亡数是工伤事故的6倍。二煤尘会燃烧和爆炸,威胁矿井作业人员的生命安全。例如1906年43月10日法国科利尔煤矿发生煤尘爆炸。死亡1099人。造成重大灾难。三,煤尘会降低煤矿内的能见度,导致事故发生几率升高,使工伤事故增很多。此外矿尘使开采设备锈蚀,加速机械磨损,减少精密仪器的使用寿命。大量粉尘还造成环境污染,鉴于此进行矿井内部的除尘工作非常必要。

2.2粉尘治理现状

我国粉尘过程中总结了非常实用的“革、水、密、风、护、管、教、查”防尘八字经验,并且成就卓越。八字经验也是我国防尘工作的指导方针。目前状况是对煤尘进行处理主要是采取以下方法:以煤层注水为核心,通过通风除尘 ,湿式作业,密闭抽尘,净化风流,加强个体防护等措施除尘。除了这些基本除尘方法外,还可以采用隔爆除尘措施。最新除尘主要是泡沫除尘。

2.3通防技术治理粉尘的实施

通风除尘是指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出,以降低作业场所的矿尘浓度。决定通风除尘效果的主要因素是:风速及矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等。

掘进通风系统主要采用长压短抽掘进除尘系统,以压入式通风为主,在工作面附近以短抽方式将工作面的含尘空气吸入除尘器就地净化处理(见图2-1)。

压、抽风量的匹配应当遵循以下两个方面

A.采用除尘系统。压入式风筒出口风量应比抽出式风筒入口风量大20%~30% ,以保证工作面不出现循环风。

B.采用长抽短压(前压后抽)除尘系统。抽出风量应大于压入风量20%~50% ,以保证重叠段区域内巷道的风速不低于《 煤矿安全规程》的规定。

此外还要注意一下几点经常检测风流中的粉尘含量,定期清扫和冲洗巷道周壁,减少粉尘积存。采煤工作面回风巷装煤点下风向、掘进工作面迎头等处安装风流净化水幕,能封闭全断面。在主要进回风巷、进风井、采掘工作面巷道内均安设了风流净化装置,在主要大巷、采煤工作面进回风巷、煤及半煤岩巷等处均安设有隔爆设施。综采工作面采煤机截割部具有可靠的自动喷雾洒水功能。地面的主皮带运输筛分楼装有ZC72/3—Ⅱ回转反吹自动清灰袋式除尘器,皮带走廊装有静压洒水装置,煤产品经皮带走廊进入储煤场,储煤场设有挡风抑尘网,同时配置专用洒水灭尘系统。

3.一通三防治理火灾问题

3.1火灾的危害

矿井发生火灾会烧毁大量机械设备、设施、巷道及工作面,冻结大量的煤炭资源,而且燃烧生成的有毒有害烟气,使处于排烟道上的工作人员的生命受到威胁和伤害,甚至引起瓦斯爆炸事故,给矿井带来更大的灾难。

3.2火灾防治的现状

井下发生火灾主要分为内因和外因,目前治理火灾主要从防范入手,本着“预防为主,消防并举”的原则,主要采取如下措施:本矿尽量使用不燃或耐燃的材料与制品及防止失控的高温热源,同时建立胶带巷独立通风系统是有效途径,而且矿井设地面消防水池和井下消防管路系统,进风井口应装设防火铁门,须有防止烟火进入矿井的安全措施,井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内,由专人押运送至使用地点,剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地面,严禁在井下存放,井上、下设置消防材料库。内因火灾的防治措施:合理地进行巷道布置,防止漏风,均压防灭火,预防性灌浆,阻化剂、惰性气体,凝胶,三相泡沫等。

3.3通防技术防治火灾的实施

均压防火实质是利用风窗,风机,调压气室和连通管等调压设施,改变漏风区域的压力分布,降低漏压风差,减少漏风。从而达到抑制遗煤自燃,堕化火区。或熄灭火源的目的。

火区的形成和发展与通风系统不合理有一定的关系,因此合理 调整通风系统可起到平衡火区漏风风压的作用。从利于防灭火的角度出发,要遵循以下原则调整通风系统:

1增加火区或采空区的并联封路,减少并联分支的风阻和风量。

2增加火区所在分支或其漏风流经路线的其他分支的风阻,在非漏风流经的路线上减阻。

3降低火区漏风源的压能,增加漏风汇的压能。

4当火区的漏风源与漏风汇分别处于进回风井附近时,应设法降低主要通风机负压。

篇(11)

我国煤炭资源消耗比重占到世界的2/3以上,这是由于我国能源结构基本国情所决定的,即煤炭资源储量相对丰富,其他能源储量和储备相对较少。但煤炭是不可再生能源,若以每年30亿吨以上的采掘速度开发利用煤炭资源,据专家分析,在没有探明新储量的前提下,最多100年内煤炭资源将一采而空。因此,在没有找到合适经济的替代资源前提下,为了保证煤炭资源持续不断的供给,煤矿企业首先要做的就是如何改变传统工艺并利用现化化先进采煤技术来合理开发利用煤炭资源,提高煤炭采出率。

1 我国传统采煤开发利用现状

1.1 采煤机械化程度不高,缺乏自动化工作平台

传统采煤技术多以人工开采为主,严重缺乏机械化、自动化及信息化这样的采煤技术,在实际采煤时没办法实现人机一体化操作,也没办法在最短时间内完成煤炭开采为煤矿企业创造更大的效益。因此,传统采煤工作因为没有建立信息化平台所以无法实现采煤的远程动态监控无法实现采煤机自动割煤、自动调节等一系列功能。

1.2 采煤秩序不当

当前小煤矿并没有彻底退出历史舞台,因资金链受到限制,从而无法引进高素质人才,降低了煤炭开采效率,也无法配备现代化的先进采煤设备,导致开发成本高、煤炭开采采量低,劳动条件差,设备检修率高。

1.3 采矿人员缺乏专业素养

采矿人员文化素质不适应高新采煤机械的运用、操作有一定难度。对自身要求不够严谨,缺乏约束力和自身学习的能力。

2 如何提高采煤效率

2.1 基于现代化信息技术平台的建立,提升采煤效率

在煤炭开采过程中,信息化平台的建立,能够有效分析煤层的厚度与软硬度并自动切割;能够对综采装备液压支架与采煤机进行远程监控,实现煤炭资源的合理开采;能够及时的监测采煤机械的使用情况和矿井内的安全系数,以防止事故的发生;可以有效地防治提升对地压的冲击。信息化平台的建立,可以通过使用现代化的技术手段,提升煤炭资源的开采效率。

2.2 基于煤矿产业的集团化,大力推进采煤技术的机械自动化

随着煤矿企业大型化、集团化发展,大部分煤矿企业都有能力购买先进机械设备和配备专业技术人员。所以,在煤炭资源的开采过程中,煤矿企业要提高采煤技术的机械化水平和自动化水平,实行井巷监测,强化对深矿井采煤的监测力度,进一步推动煤炭资源开采的机械化发展。此外,现代煤炭企业要掌握岩层定向水力压裂技术和倾斜深孔爆破技术等顶板快速处理技术,使用顶板快速处理技术,能够增加顶煤同收率,还可以在不影响工作面的情况下,让顶煤易破碎,就能把煤炭资源的开采工序优化,尽量的缩短煤炭的开采时间,提高采煤效率。

2.3 提高采矿人员的素质,重视新型人才的引进

现代煤矿企业要重视采矿人员素质的提升和人才的引进,要对采矿人员进行上岗培训,定期对采矿人员进行专业的技能培训,加强采矿人员的专业技能水平。同时还要加强对采矿人员职业道德方面的培训,并制定相应的绩效考核制度。为煤炭企业的新老采矿人员创建交流平台,督促采矿人员学习煤矿企业的采煤制度与职业道德规范,帮助新进的采矿人员掌握基本的采煤技术,加强采矿人员的安全意识。

2.4 提高采煤工艺,规范产业秩序

现代煤炭企业要加大研究煤炭资源的高效集约化的开采技术,建立高生产率和高可靠性的矿井,开发以采煤集中化和增加单产的采煤技术,以扩大煤矿企业的经济利益空间,降低采煤成本,提高采煤效率,加大采煤机械的使用,提升采煤的安全度,使用采煤过程的自动化监控,采用科学的管理措施,提高煤矿企业的业务水平。另外,还要加强煤矿产业的规范力度,对于采煤、运输、销售的过程,要制定严格的工作流程,防止出现重复工作的现象,规范每一个工作环节,确保每一个环节都有人员进行管理。例如,要安全专业的机械维修人员对采煤设备进行维护,操作人员不能对其进行维护,防止出现工作秩序紊乱的现象,妨碍采煤工作顺利进行。

2.5 做好防治瓦斯和火灾工作

在煤炭资源的开采过程中,瓦斯爆炸和火灾都是比较常见矿井事故,会对采矿人员的人身安全造成严重的威胁,影响矿井的正常生产。所以,现代煤炭企业要重视矿井内瓦斯和火灾的防治工作。瓦斯的防治主要是做好瓦斯自动监测断电报警装置的安装;要求相关负责人随身携带便携式瓦斯检测仪;入井采矿人员必须携带自救器并熟练的掌握其使用方法;合理设置同风流、移变站等瓦斯检查点;时刻关注井内瓦斯积聚的变化,发现问题及时解决;制定全面的瓦斯防聚措施。火灾的防治要不定时的检查机电设备防止发生电气失爆的事故;确保砂箱和灭火器的数量符合要求,没有过期,满足压力要求;强化采煤设备的检修确保煤矿采煤过程的安全性和高效性,实现煤矿企业的可持续发展。

3 现代采煤技术

3.1 水力采煤领域的发展

水力采煤是指从地表钻孔至煤层借助送至孔底的水水射流切割破碎煤层,使之变成具有流动性的煤水混合物。通过水力或气举提升的方法提升到地表并在地表进行煤、水分离的一种采煤方法。通过水力采煤的发展得到了一下有用的结论:(1)为提高采矿效率和单井采煤量并降低能耗,必须将钻孔水力采煤系统的三个关键技术有机地结合起来进行设计。射流泵的设计应该满足煤颗粒最低悬浮速度、无量纲参数的最优化以及防止汽蚀的要求;(2)在射流泵喷嘴形式的选择中,可以根据吸入颗粒的大小来选择中心喷嘴或环形喷嘴射流泵;(3)气举的提升和背压作用可以提高射流泵的提升能力并降低能耗。

3.2 气化采煤技术

气化采煤技术是将处于地下的煤进行燃烧,通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体,集建井、采煤、气化工艺为一体的多学科开发洁净能源与化工原料的新技术,其实质是只提取煤中含能成分,变物理采煤为化学采煤,被誉为第二代采煤法。这种技术还可以回收,老矿井中没有采完的煤炭资源,而且还可以开采难以开采和安全性、经济性不好的各种煤层。这种煤气不仅可以作为合成甲烷、甲醇等原料气,地下气化过程留下的残渣,减少了地表塌陷程度,同时也方便对残渣的清理和利用,符合可持续发展的原则。

3.3 深矿井开采技术

深矿井开采技术的关键是煤层开采的矿压控制、对地压冲击的防治、瓦斯的治理及深井通风管理、井巷布置等;需要研究的是深井围岩状态和应力场的分布状态。深井环境的变化和深井巷道快速掘井与支护技术;深井冲击地压防治技术和监测技术,深矿开采有关的配套技术,深井治理装备的配置技术。

4 结语

资源是煤矿企业赖以生存根本,因此,现代化矿井建设必须以提高煤炭开采效率为根本目标。具体来说就是要改变落后的生产模式,建立现代化信息技术与管理平台,积极采用先进采煤新技术,保障煤炭资源合理开发利用。

参考文献: