第三章瓦斯灾害防治第一节瓦斯灾害因素分析一、瓦斯赋存状况(一)生产矿井瓦斯概况1、生产矿井概况该矿开采二1煤层,目前开采水平为-110m,采用两立井一斜井开拓。
本井田二1煤层倾角17°~24°,平均20.5°,二1煤层厚0~8.72m平均厚度平均3.11m,煤层结构简单,局部含一层夹矸,层位稳定,对比可靠,均连续可采,属较稳定性煤层。
依据上述条件,考虑到矿井地质构造及水文条件较为简单,设计采用走向长壁采煤方法,设计采高2.2m,在煤层厚度小于4m的区域采一层,在煤层厚度大于4m的区域采用放顶煤开采,采放比在1:3以内。
回采工作面为后退式回采。
2、矿井瓦斯等级鉴定依据该矿资源储量核实报告,在本矿区范围内,煤的变质程度较低,煤系地层分布走向长,倾向短,不利于瓦斯保存,构造比较多,受张力作用的影响“开启式”裂隙比较发育,瓦斯容易逸散,因此瓦斯含量较小。
在多年的采矿活动中,对瓦斯等级进行鉴定,其相对涌出量均在10m3/d.t以下,从未发现过瓦斯突出现象,该矿绝对瓦斯涌出量1.18m3/min,为瓦斯矿井。
依据储量报告,二1煤实验结果原煤灰分10.16%,可燃体挥发份为24.09%,火焰长度15厘米,岩粉量55%,煤尘具有爆炸危险性。
二1、一6煤层有煤尘爆炸性危险。
三10煤层无鉴定资料,矿井开采三10煤层时,及时按规定进行签定,以便采取相应的防治措施。
依据储量报告,原老立井东大巷采空区内,在76年5月发生煤层自燃。
自燃范围,长度约70m,宽20m,分析自燃的原因,主要由于采空区的煤、坑木、稍子与空气接触后,从空气中吸收了氧气,发生了氧化作用,产生热量,集中起来,促进氧化,再度生热,温度升高,发生自燃,产生一氧化碳。
根据鉴定结果,原样着火点为361℃,氧化样为345℃,还原样为373℃,有自燃的可能性。
本矿老井及邻矿煤层均发生过自燃现象,因此该煤层属自燃煤层,发火期为12个月。
二1、一6煤层自燃等级为II类,属自燃煤层。
三10煤层无鉴定资料,矿井开采三10煤层时,及时按规定进行签定,以便采取相应的防治措施。
二、矿井瓦斯基础资料来源及可靠性分析矿井瓦斯基础资料来源主要以瓦斯鉴定报告和邻近生产矿井的实际资料、以往开采的实测资料等,符合矿井的现有情况,是基本可靠、准确的,可以作为矿井技术改造初步设计安全专篇的依据。
矿方在建设和生产过程中要抓紧瓦斯基础资料的收集和测定,以便更好地指导瓦斯防治工作。
另外,煤层内老巷、老空多,有可能积聚瓦斯和其它有害气体,生产过程中必须引起高度重视,做好瓦斯监测监控工作,另外,矿方必须每年按时委托有资质的单位做瓦斯鉴定工作,并经主管部门批准、备案。
保证矿井安全生产第二节防爆措施预防瓦斯爆炸主要从预防瓦斯积聚,杜绝瓦斯引燃火源和防止瓦斯灾害事故的扩大三方面着手。
一、防止瓦斯积聚的措施(一)开拓、开采的保障措施本矿采用两立井一斜井开拓,水平标高为-110m,开采1二煤层,用炮采采煤工艺。
设计配备了一个炮采工作面和两个掘进工作面。
主井底车场水平标高-110m,车场形式为环形车场,主井底设有水仓、变电所及泵房和清理撒煤斜巷。
主井底设有煤仓上,经上仓皮带巷与采区胶带运输上山相通,形成矿井原煤运输系统。
副井底-38m标高设井底车场,副井为斜井,位于井田西南边界处,井底车场布置在1二煤顶板岩层中,车场形式为尽头式平车场,主要承担矿井的辅助运输任务。
矿井煤炭运输主要采用胶带输送机运输方式。
井下原煤经工作面顺槽刮板输送机、上仓胶带输送机、煤仓、上仓平巷胶带运输机至主井底煤仓,装箕斗提至地面。
采区巷道为2条,一条为胶带运输巷,一条为轨道运输巷。
采面运输巷与采区皮带运输巷联通形成采区运煤系统。
采面轨道运输巷与采区轨道运输巷联通,并与专用回风巷联通形成采区的运输系统和通风系统。
开采的巷道布置和巷道断面的确定等均考虑到有利于风流的流动和有利于矿井瓦斯的排放及防止瓦斯积聚的布置方式。
放炮时坚持“一炮三检”和“三人联锁”放炮制度,放炮员配备瓦斯检定器。
采、掘工作面的喷雾洒水系统必须完好;掘进工作面打钻均采用湿式钻眼,使用水炮泥。
(二)矿井通风系统的保障措施1、矿井通风系统为中央并列抽出式,主井、副井进风,风井回风。
矿井有稳定可靠的通风系统,通过各种通风设施可保证井下各用风点有足够的风量和合适的风速(其保障措施和分析见第四章),设计杜绝循环风。
2、矿井各类通风设施必须设置安全可靠,并加强维护;注意控风风门不得随意敞开,禁止两道风门同时打开;巷道贯通必须认真执行《煤矿安全规程》第108条之规定,贯通后及时调整通风系统,防止风流短路。
3、采、掘工作面及井下其它用风地点必须供给足够的风量。
每旬进行一次矿井全面测风量,根据实际需要随时测风,生产地区发生变化要及时调整通风系统,确保所有用风地点风量充足。
4、加强对主要通风机和局部通风机的维护管理,确保风机正常连续运转,禁止任意停开风机,确保矿井正常通风。
主扇停止运转或矿井通风系统遭到破坏以后,必须有恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。
5、临时停风盲巷要打上栅栏,揭示警标,禁止人员进入;长期停风盲巷要及时密闭。
6、临时停工的地点不得停风。
恢复已封闭的停工区或采掘工作接近这些地点时,必须先排除其中积存的瓦斯。
严禁在停风或瓦斯超限区进行机电,回收作业。
7、井下煤仓应保持一定的存煤,不得放空;有涌水的煤仓可以放空,但放空后放煤口闸板必须关闭,并设置引水管。
8、反风期间会出现瓦斯浓度异常,已采取类似于风机停电的措施。
(三)其它防止瓦斯积聚的预防措施1、矿井设置专门通风管理机构,配备规定数量的专职瓦斯检查员和通风员,建立行之有效的规章制度,加强通风和瓦斯管理工作。
2、严格按照《煤矿安全规程》认真检查井下各地点的瓦斯,严禁空班漏检。
3、建立和完善矿井监控系统,保证系统正常运行,采掘工作面等地点设甲烷传感器,实行瓦斯连续检测监控。
4、采、掘工作面除安设甲烷传感器实行瓦斯监测监控和人工检测瓦斯外,还要悬挂便携式瓦斯检测报警仪;掘进工作面还必须安装风电闭锁和瓦斯电闭锁装置。
局部通风机供电应用有选择性漏电保护供电线路。
5、发现局部瓦斯积聚,必须及时处理,排放瓦斯要严格按照《煤矿安全规程》有关规定执行。
6、建立瓦斯监测监控系统,可靠地预测瓦斯变化情况,消除瓦斯爆炸的一切条件。
7、生产期间严格掌握风量分配,保证各工作地点和硐室有足够的新鲜风。
8、为防止顶板大面积陷落时可能出现的瓦斯异常涌出,应掌握顶板活动规律,预先做好防范工作。
9、为防止放炮后瓦斯超限,应适当限制一次放炮的落煤量。
10、在采掘工作面等主要工作地点设置瓦斯断电仪,当瓦斯超限时,及时自动切断电源。
11、设计要求所有井下工人,特别是瓦斯检测、监控的技术人员,必须进行岗前安全培训,熟练观察各种事故发生的预兆以及时报告处理,熟悉掌握各种仪器设备和性能指标,作好检测预报工作。
12、为了提高矿井预防瓦斯爆炸的可靠性,设计所有的井下电气设备均按矿用防爆型进行选择,以适应井下瓦斯赋存情况的变化。
13、设计要求矿井在建设和掘进期间必须执行《煤矿安全规程》有关瓦斯的要求,及时监测并控制采掘工作面、放炮地点、电机附近20m内及回风巷中的瓦斯浓度,使其保持在安全浓度范围之内。
14、矿井在建设和生产过程中应注意观测和防范瓦斯异常涌出的情况并及时按照规程要求采取相应的技术措施。
15、按照《煤矿安全规程》要求定期对矿井瓦斯等级进行鉴定。
二、控制和消除引爆火源矿井配有专职瓦斯检测员及多种检测和报警设备。
矿井生产时应制定严格的管理制度和采掘面的作业规程。
(一)防止爆破引燃瓦斯消除放炮时产生的火焰和电气火源。
设计要求矿井在建设和掘进期间必须执行《煤矿安全规程》有关瓦斯的要求,及时监测并控制采掘工作面、放炮地点、电机附近20m内及回风巷中的瓦斯浓度,使其保持在安全浓度范围之内。
井下爆破作业必须执行“一炮三检制”,必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管,炮眼封泥应用水炮泥。
(二)防治自燃措施防治自燃措施见第六章“矿井防灭火”篇章。
(三)电气防爆措施1、井下电气设备选型严格按照《煤矿安全规程》要求选型,并经常检查维修,保持完好并杜绝失爆现象。
2、井下电缆选用阻燃电缆,电缆的敷设必须符合《煤矿安全规程》规定,并加强维护;禁止出现“鸡爪子”、“羊尾巴”、明接头。
3、井下电气设备必须设置防雷电装备和过流、接地、短路漏电保护、过载保护、断路缺相保护、保护接地装置。
供井下使用的变压器中性点严禁接地。
4、防爆电器设备入井前,应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能;检查合格并签发合格证后,方准入井。
5、胶带输送机驱动装置均采用防爆电机,拉紧装置采用液压自动拉紧装置,并配备防打滑保护装置、烟雾保护装置、温度保护装置、堆煤保护装置、自动撒水装置、火灾自动灭火、报警装置、防跑偏保护装置、可靠的制动减速装置、断带保护装置、防撕裂保护装置、双向拉绳开关等。
消除杂散电流引起的火源,采取有效措施,防治杂散电流。
电气防爆措施详见第八章。
(三)防止产生引燃(爆)火源(明火)的措施1、本矿井进风井口没有设置防火铁门,但根据安全规程要求,在矿井防灭火章节考虑了可靠的防止烟火进入矿井的安全措施。
主要包括:(1)、杜绝火源:严禁将烟火带入井下,严禁在井下使用明火;地面井口房和通风机房附近20m范围内禁止明火;井口房设有消火栓及手提式灭火器;严禁用灯泡、电炉等取暖。
地面井口房内不得从事电焊、气焊等工作。
如果必须进行,则必须遵守《煤矿安全规程》的规定。
(2)、矿井设有地面消防水池和井上消防管路系统。
按规定要求必须经常保持足量的水量。
矿井在井上设有消防材料库。
井上消防材料库设有通路可直达井口,消防材料库内储存有足够的消防材料和工具。
(3)、地面下井所有管线均做防雷接地。
为防止由于雷电波侵入、静电感应、管路带电等进入井下,所有下井管道、线路等均按规范要求做接地处理。
2、严禁地面各式各样火种进入井下,严格控制各种火源的产生,井下严禁使用可产生静电的材料。
防止煤尘爆炸。
3、非防爆或失去防爆性能的设备严禁入井。
同时,入井车辆必须携带瓦斯报警器。
4、矿井设置专门通风管理机构,配有专职瓦斯检查员及多种气体检测和报警设备。
矿井生产时应制定严格的管理制度和采掘工作面作业规程,严禁地面火种进入井下,严格控制各种火源的产生,井下严禁使用可产生静电的材料。
下井工人不准穿化纤衣服入井。
室内外配电装置的金属构架、钢筋、以及靠近带电部分的金属围栏和金属门等均可靠接地。
防止瓦斯燃烧和爆炸;消除放炮时产生的火源和电气火源;消除其他火源,如上下山跑车及金属强烈碰撞产生的火源,在摩擦发热的部件上安设过热保护装置和温度检测报警断电装置;机电设备采用各种控制和保护措施,瓦斯超限立即切断工作面所有电源,以防止各种原因引起的电火花等。