2021年中級注冊安全工程師《技術基礎》精選資料:地下礦井災害及防治技術

地下礦井災害及防治技術：

一、地下礦山通風技術

(一)地下礦山通風系統(tǒng)

1.地下礦山通風的目的

礦井通風的目的有兩個：

在正常生產(chǎn)時期，保證向礦井各用風地點輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，用以稀釋有毒有害氣體，排除礦塵和保持良好的工作環(huán)境，確保礦井安全生產(chǎn);

在發(fā)生災變時，能有效、及時地控制風向及風量，并與其他措施結合，防止災害擴大。

2.礦井通風系統(tǒng)

礦井通風系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣，排除污濁空氣的通風網(wǎng)絡、通風動力及其裝置和通風控制設施(通風構筑物)的總稱。

(1)通風方式。根據(jù)進風井和出風井的布置方式，礦井通風系統(tǒng)的類型可以分為中央式(中央并列式和中央分列式)、對角式(兩翼對角式和分區(qū)對角式)和混合式3類。

(2)通風方法。根據(jù)主要通風機的工作方法，礦井通風方式分為抽出式、壓入式和壓抽混合式。

3.地下礦山漏風

地下礦山漏風是指通風系統(tǒng)中風流沿某些細小通道與回風巷或地面發(fā)生滲漏的短路現(xiàn)象。產(chǎn)生漏風的條件是有漏風通道并在其兩端有壓力差存在。地下礦山漏風按其地點可分為外部漏風和內部漏風。前者是指地表與井下之間的漏風，后者是指井下各處的漏風。

地下礦山漏風會造成動力的額外消耗;使地下礦山、采區(qū)和工作面的有效風量減少，造成瓦斯積聚、氣溫升高等，影響生產(chǎn)和工人身體健康;大量的漏風會使通風系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，風流易紊亂，調風困難，易發(fā)生瓦斯事故;會使采空區(qū)、被壓碎的煤柱和封閉區(qū)內的煤炭及可燃物發(fā)生氧化自燃，易發(fā)生火災;當?shù)乇碛兴輩^(qū)時，老窯裂隙的漏風會將采空區(qū)的有害氣體帶入井下，使井下環(huán)境條件惡化而威脅安全生產(chǎn)。

4.地下礦山反風

礦井反風是為防止災害擴大和搶救人員的需要而采取的迅速倒轉風流方向的措施。

(1)全礦性反風。全礦反風是指井下各主要風道的風流全部反向的反風。

在礦井進風井、井底車場、主要進風大巷或中央石門發(fā)生火災時常采用全礦性反風，避免火災煙流進入人員密集的采掘工作面?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：

礦井主要通風機必須裝有反風設施，并能在10 min內改變巷道中風流方向，當風流方向改變后主要風機的供給風量不應小于正常供風量40%，每年應進行1次反風演習，反風設施至少每季度檢查1次。礦井通風系統(tǒng)有較大變化時，應進行1次反風演習。

(2)局部反風。在采區(qū)內部發(fā)生災害時，維持主要通風機正常運轉，主要進風風道風向不變，利用風門開啟或關閉造成采區(qū)內部風流反向的反風。

(二)地下礦山風量計算及通風參數(shù)測定

1.煤礦礦井風量計算

2.金屬非金屬地下礦山風景計算

3.通風參數(shù)測定

(三)地下礦山通風設備和通風構筑物

1.礦用通風設備

礦用通風設備中最主要的是通風機。通風機按其服務范圍的不同，可分為主要通風機、輔助通風機、局部通風機;按通風機的構造和工作原理，可分為離心式通風機和軸流式通風機。

通風機工作的基本參數(shù)是風量、風壓、效率和功率。

(四)局部通風技術

局部通風方法按通風動力形式的不同分為局部通風機通風、地下礦山全風壓通風和引射器通風，其中以局部通風機通風最為常用。

局部通風機通風分為壓入式、抽出式、混合式。

壓入式通風：局部通風機及其附屬裝置安裝在距離掘進巷道口10m以外的進風側，將新鮮風流經(jīng)風筒輸送到掘進工作面，污風沿掘進巷道排除。

抽出式通風：局部通風機安裝在距離掘進巷道口10m以外的回風側。新鮮風流沿巷道流入，污風通過風筒有局部通風機抽出。

(五)地下礦山通風系統(tǒng)參數(shù)測定

1.風速測定

2.地下礦山通風阻力的測定

3.一氧化碳檢測

4.氧氣檢測

5.溫度檢測

二、瓦斯及其防治技術

(一)瓦斯性質及瓦斯參數(shù)測定

1.瓦斯性質

瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體，有時單獨指甲烷。瓦斯是一種無色、無味、無臭、可以燃燒或爆炸的氣體，難溶于水，擴散性較空氣高。瓦斯無毒，但濃度很高時，會引起窒息。

2.煤層瓦斯賦存狀態(tài)

瓦斯在煤層中的賦存形式主要有兩種狀態(tài)：在滲透空間內的瓦斯主要呈自由氣態(tài)，稱為游離瓦斯或自由瓦斯，這種狀態(tài)的瓦斯服從理想氣體狀態(tài)方程;另一種稱為吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒內部，占據(jù)著煤分子結構的空位或煤分子之間的空間。實測表明，在目前開采深度下(1 000～2 000 m以內)煤層吸附瓦斯量占70%～95%，而游離瓦斯量占5%～30%。

3.煤層瓦斯含量及測定

煤層瓦斯含量是指單位質量煤體中所含瓦斯的體積，單位為m3/t。煤層瓦斯含量是確定礦井瓦斯涌出量的基礎數(shù)據(jù)，是礦井通風及瓦斯抽放設計的重要參數(shù)。煤層在天然條件下，未受采動影響時的瓦斯含量稱原始含量;受采動影響，已有部分瓦斯排出后而剩余在煤層中的瓦斯量，稱殘存瓦斯含量。

影響煤層原始瓦斯含量的因素很多，主要有：煤化程度、煤層賦存條件、圍巖性質、地質構造、水文地質條件等。

煤層瓦斯含量測定方法目前主要有地勘鉆孔測定法、實驗室間接測定法和井下快速直接測定法3種。

4.煤層瓦斯壓力及測定方法

煤層瓦斯壓力是存在于煤層孔隙中的游離瓦斯分子熱運動對煤壁所表現(xiàn)的作用力。煤層瓦斯壓力是用間接法計算瓦斯含量的基礎參數(shù)，也是衡量煤層瓦斯突出危險性的重要指標。測定方法主要有直接測定法和間接測壓法。

(二)礦井瓦斯涌出及瓦斯等級

1.礦井瓦斯涌出的形式

2.礦井瓦斯涌出量及主要因素

3.礦井瓦斯等級及其鑒定：

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，一個礦井中只要有一個煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須依照礦井瓦斯等級進行管理。

根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：低瓦斯礦井、高瓦斯礦井和煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。

低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10 m3/t且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40 m3/min。

高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大于10 m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40 m3/min。

煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井：礦井在采掘過程中，只要發(fā)生過一次煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出，該礦井即定為煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每年必須對礦井進行瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定。

(三)瓦斯噴出及預防

1.瓦斯噴出

地下礦山瓦斯噴出是指從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯異常涌出的現(xiàn)象。在20m巷道范圍內，涌出瓦斯量大于或等于1.0m 3/min，且持續(xù)時間在8h以上時，該采掘區(qū)域即定為瓦斯噴出危險區(qū)域。

瓦斯噴出的預兆：礦壓活動顯現(xiàn)激烈，煤壁片幫嚴重、底板突然鼓起、支架承載力加大甚至破壞，煤層變軟、潮濕等。

2.瓦斯噴出的預防

(1)加強地下礦山地質工作，摸清采掘地區(qū)的地質構造情況;

(2)在可能發(fā)生噴出的地區(qū)掘進巷道時，打前探鉆孔或抽排鉆孔;

(3)加大噴出危險區(qū)域的風量;

(4)將噴出的瓦斯直接引入回風巷或抽放瓦斯管路;

(5)掌握噴出的預兆，及時撤離工作人員，并配備自救器，安設壓氣自救系統(tǒng);

(6)掌握礦壓規(guī)律，避免礦壓集中，及時處理頂板，以防大面積突然卸壓造成瓦斯噴出。

(四)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出及預防

煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出是指在地應力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤(巖)和瓦斯(二氧化碳)由煤體或巖體內突然向采掘空間拋出的異常動力現(xiàn)象。

特點：煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出具有突發(fā)性、極大破壞性和瞬間攜帶大量瓦斯(二氧化碳)和煤(巖)沖出等特點，能摧毀井巷設施、破壞通風系統(tǒng)、造成人員窒息，甚至引起瓦斯爆炸和火災事故，是煤礦最嚴重的災害之一。

1.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的一般規(guī)律

(1)突出危險性隨采掘深度的增加而增加;

(2)突出危險性隨煤層厚度的增加而增加，尤其是軟分層厚度;

(3)石門揭煤工作面平均突出強度最大，煤巷掘進工作面突出次數(shù)最多，爆破作業(yè)最易引發(fā)突出，采煤工作面突出防治技術難度最大;

(4)突出多數(shù)發(fā)生在構造帶、煤層遭受嚴重破壞的地帶、煤層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化的地帶、煤層硬度系數(shù)小于0.5的軟煤層中;

(5)突出發(fā)生前通常有地層微破壞、瓦斯涌出變化、煤層層理紊亂、鉆孔卡鉆夾鉆、煤壁溫度降低、散發(fā)煤油氣味、煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化等預兆;

(6)突出按動力源作用特征可分為3種類型：突出、壓出和傾出;按突出物分類可分為4種類型：煤與瓦斯突出、煤與二氧化碳突出、巖石與瓦斯突出、巖石與二氧化碳突出。

2.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出預測

3.防治煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的措施

(1)防治突出的技術措施。

防治突出的技術措施主要分為區(qū)域性措施和局部性措施兩大類。

區(qū)域性措施是針對大面積范圍消除突出危險性的措施;

局部性措施主要在采掘工作面執(zhí)行，針對采掘工作面前方煤巖體一定范圍消除突出危險性的措施。

目前區(qū)域性措施主要有3種，即預留開采保護層、大面積瓦斯預抽放、控制預裂爆破;

局部性措施有許多種，如卸壓排放鉆孔、深孔或淺孔松動爆破、卸壓槽、固化劑、水力沖孔等。

(2)“四位一體”綜合防治突出措施。所謂“四位一體”綜合防治突出措施，就是說首先應對開采煤層及其對開采煤層構成影響的鄰近煤層進行突出危險性預測。對確認的突出危險區(qū)域，應采取區(qū)域性防治突出技術措施，對確認的突出危險工作面，必須采取防治突出技術措施。在采取防治突出技術措施后，必須對防治突出技術措施和消除突出危險性的效果進行檢驗，如果檢驗有效，在采取安全防護措施的前提下進行采掘作業(yè);如果檢驗無效，必須補充防治突出技術措施，直至再次檢驗為有效時方可在采取安全防護措施前提下進行采掘作業(yè)。否則，必須繼續(xù)補充技術措施。

(3)安全防護措施。安全防護措施是控制突出危害程度的措施，也就是說即使發(fā)生突出，也要使突出強度降低，對現(xiàn)場人員進行保護不至危及人身安全。如震動性放炮、遠距離放炮、反向防突風門、壓風自救器、個體自救器等。

(五)瓦斯爆炸及預防

1.瓦斯爆炸的條件

引起瓦斯燃燒與爆炸必須具備3個條件：一定濃度的甲烷、一定能量的引火源和足夠的氧氣。

2.預防瓦斯爆炸技術措施

預防瓦斯爆炸技術措施包括4個方面：

(1)防止瓦斯積聚和超限;

(2)嚴格執(zhí)行瓦斯檢查制度;

(3)防止瓦斯引燃的措施;

(4)防止瓦斯爆炸災害擴大的措施。

(六)瓦斯抽放

1.瓦斯抽放方法

瓦斯抽放系統(tǒng)主要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路(帶閥門)、瓦斯抽放鉆孔或巷道、鉆孔或巷道密封等組成。

根據(jù)抽放瓦斯的來源，瓦斯抽放可以分為：本煤層瓦斯預抽、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放以及幾種方法的綜合抽放。

2.瓦斯抽放指標

(1)反映瓦斯抽放難易程度的指標：煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、百米鉆孔瓦斯涌出量。

(2)反映瓦斯抽放效果的指標：瓦斯抽放量、瓦斯抽放率。

(七)瓦斯檢測

瓦斯檢測實際上是指甲烷檢測，主要檢測甲烷在空氣中的體積濃度。地下礦山瓦斯檢測方法有實驗室取樣分析法和井下直接測量法兩種。使用便攜式瓦斯檢測報警儀，可隨時檢測作業(yè)場所的瓦斯?jié)舛?，也可使用傳感器連續(xù)實時地監(jiān)測瓦斯?jié)舛取?/p>

1.光干涉瓦斯檢定器

2.熱催化瓦斯檢測報警儀

3.智能式瓦斯檢測記錄儀

4. 瓦斯、氧氣雙參數(shù)檢測儀

5. 瓦斯報警礦燈

(八)瓦斯、煤塵事故的救護及處理

1. 瓦斯煤塵爆炸事故

發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故時，礦山救護隊的主要任務是：

(1)搶救遇險人員;

(2)對充滿爆炸煙氣的巷道恢復通風;

(3)搶救人員時清理堵塞物;

(4)撲滅爆炸而產(chǎn)生的火災;

2.煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出事故的救護及處理

(1)一般原則

(2)搶救遇險人員方法

(3)救護措施

三、礦(地)壓災害及防治技術

(一)礦(地)壓災害的概念及成因

1.礦(地)壓的概念

通常把由開采過程而引起的巖移運動對支架圍巖所產(chǎn)生的作用力，稱為礦(地)壓。礦(地)壓災害的常見類型主要有：采掘工作面或巷道的冒頂片幫、采場(采空區(qū))頂板大范圍垮落和沖擊地壓(巖爆)。

2.礦(地)壓災害的成因

(1)采掘工作面或巷道的冒頂片幫、采場(采空區(qū))頂板大范圍垮落是最常見的事故，主要原因有：

1)采礦方法不合理和頂板管理不善;

2)缺乏有效支護;

3)檢查不周和疏忽大意;

4)地質條件不好;

5)地壓活動;

6)其他原因。

(二)礦(地)壓災害的防治技術

1.井巷支護及維護

井巷支護的方式主要有以下幾種：

(1)錨桿支護與錨噴支護

1)錨桿支護。錨桿支護是單獨采用錨桿的支護。掘進后即向巷道圍巖鉆孔，然后在孔中安裝錨桿，目的是使錨桿與圍巖共同作用進行巷道支護。錨桿支護的作用機理有多種：懸吊作用、組合梁作用及擠壓連接、加固拱作用和松動圈支護理論等。

2)錨噴支護。錨噴支護又稱噴錨支護，是聯(lián)合使用錨桿和噴射混凝土或噴漿的支護。從廣義上講可以將除錨桿支護以外的其他與錨桿聯(lián)合的支護形式都納入此范圍。如噴漿支護、噴混凝土支護、錨網(wǎng)支護、錨噴網(wǎng)支護、錨梁網(wǎng)(噴)支護以及錨索支護等。

(2)混凝土及鋼筋混凝土支護。

(3)棚狀支架支護。

2.采場地壓事故防治技術

(1)煤礦采場礦山壓力控制方法。

煤礦采場礦山壓力控制主要根據(jù)直接頂穩(wěn)定性和老頂來壓強度來選擇合理支護方式和支護強度。

直接頂是指直接位于煤層之上的易垮落巖層。煤礦直接頂穩(wěn)定性分類主要以直接頂初次垮落步距為主要指標，將直接頂分為不穩(wěn)定、中等穩(wěn)定、穩(wěn)定和非常穩(wěn)定4類。

老頂是位于直接頂之上較硬或較厚的巖層。老頂壓力顯現(xiàn)分為4級，即老頂來壓不明顯、來壓明顯、來壓強烈和來壓極強烈。

(2)金屬非金屬礦山采場地壓控制方法。

1)空場采礦法地壓控制

2)充填采礦山法的地壓控制

3)崩落采礦法地壓控制

3.搞好地質調查工作

4.堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，嚴格頂板監(jiān)測制度

5.沖擊地壓(巖爆)預防技術

(1)沖擊地壓(巖爆)現(xiàn)象及特點

沖擊地壓(巖爆)是井巷或工作面周圍巖體，由于彈性變形能的瞬時釋放而產(chǎn)生的一種以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動力現(xiàn)象。

根據(jù)原巖(煤)體應力狀態(tài)不同，沖擊地壓(巖爆)可分為3類：重力型沖擊地壓、構造應力型沖擊地壓、中間型或重力—構造型沖擊地壓。

沖擊地壓(巖爆)的特點：

1)一般沒有明顯的預兆，難于事先確定發(fā)生的時間、地點和沖擊強度;

2)發(fā)生過程短暫，伴隨巨大聲響和強烈震動;

3)破壞性很大，有時出現(xiàn)人員傷亡。

(2)沖擊地壓(巖爆)的預測方法

(3)沖擊地壓(巖爆)的防治措施

根據(jù)發(fā)生沖擊地壓的成因和機理，防治措施分為兩大類：一類是防范措施;另一類是解危措施。

1)防范措施。防范措施主要包括：預留開采保護層;盡量少留煤柱和避免孤島開采;盡量將主要巷道和硐室布置在底板巖層中;回采巷道采用大斷面掘進;盡可能避免巷道多處交叉;加強頂板控制;確定合理的開采程序;煤層預注水，以降低煤體的彈性和強度等。

2)解危措施。沖擊地壓(巖爆)解危措施包括卸載鉆孔、卸載爆破、誘發(fā)爆破和煤層高壓注水等。

(三)地下礦山冒頂事故的救護及處理

1.一般原則

2.搶救遇險人員方法

3.冒頂事故的處理方法

(1)局部小冒頂?shù)奶幚怼?/p>

(2)局部冒頂范圍較大的處理。

(3)大冒頂?shù)奶幚怼?/p>

四、礦山火災及防治技術

(一)礦山火災的分類和特點

凡是發(fā)生在礦山地下采場或地面而威脅到井下安全生產(chǎn)，造成損失的非控制燃燒均稱為礦山火災。礦山火災的發(fā)生具有嚴重的危害性，可能造成人員傷亡、礦山生產(chǎn)接續(xù)緊張、巨大的經(jīng)濟損失、嚴重的環(huán)境污染等。

根據(jù)引火源的不同，礦山火災可分為外因火災和內因火災兩大類。外因火災是指由于外來熱源，如明火、爆破、瓦斯煤塵爆炸、機械摩擦、電路短路等原因造成的火災。外因火災的特點是突然發(fā)生，來勢兇猛，如不能及時發(fā)現(xiàn)，往往可能釀成惡性事故。內因火災是指煤(巖)層或含硫礦場在一定的條件和環(huán)境下自身發(fā)生物理化學變化積聚熱量導致著火而形成的火災。內因火災的特點是發(fā)生過程比較長，而且有預兆，易于早期發(fā)現(xiàn)，但很難找到火源中心的準確位置，撲滅比較困難。

(二)地下礦山內因火災防治技術

1.煤炭自燃傾向性

煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性，它取決于煤在常溫下的氧化能力，是煤層發(fā)生自燃的基本條件。煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃3類。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，新建地下礦山的所有煤層必須由國家授權單位進行自燃傾向性鑒定;生產(chǎn)地下礦山延深新水平時，必須對所有煤層的自燃傾向性進行鑒定。

2.煤炭自燃的預測預報

我國的煤炭自燃的預測預報主要采用氣體分析法。

(1)預測預報指標。

最新研究成果表明，可以使用一氧化碳、乙烯及乙炔等指標預測預報煤炭自燃情況。

煤炭自燃劃分為3個階段，即: 地下礦山風流中只出現(xiàn)10-6級的一氧化碳時的緩慢氧化階段，出現(xiàn)10-6級的一氧化碳、乙烯時的加速氧化階段，出現(xiàn)10-6級的一氧化碳、乙烯及乙炔時的激烈氧化階段，此時即將出現(xiàn)明火。

3.煤炭自燃的預防技術

煤炭自燃的預防技術包括：惰化、堵漏、降溫等，以及它們的組合。

(1)惰化技術防滅火。惰化技術就是將惰性氣體或其他惰性物質送入擬處理區(qū)，抑制煤炭自燃的技術。主要包括黃泥灌漿、粉煤灰、阻化劑及阻化泥漿和惰氣等。

(2)堵漏技術防滅火。堵漏就是采用某些技術措施減少或杜絕向煤柱或采空區(qū)的漏風，使煤缺氧而不至于自燃。堵漏技術和材料主要有：抗壓水泥泡沫、凝膠堵漏技術、尾礦砂堵漏和均壓等。

4.火區(qū)封閉、管理和啟封

(1)火區(qū)封閉。當防治火災的措施失敗或因火勢迅猛來不及采取直接滅火措施時，就需要及時封閉火區(qū)，防止火災勢態(tài)擴大?；饏^(qū)封閉的范圍越小，維持燃燒的氧氣越少，火區(qū)熄滅也就越快，因此火區(qū)封閉要盡可能地縮小范圍，并盡可能地減少防火墻的數(shù)量。

(3)煤炭自燃火區(qū)啟封。只有經(jīng)取樣化驗分析證實，同時具備下列條件時，方可認為火區(qū)已經(jīng)熄滅，才準予啟封：

1)火區(qū)內溫度下降到30℃以下，或與火災發(fā)生前該區(qū)的空氣日常溫度相同;

2)火區(qū)內的氧氣濃度降到5%以下;

3)區(qū)內空氣中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳在封閉期間內逐漸下降，并穩(wěn)定在0.001%以下;

4)在火區(qū)的出水溫度低于25℃，或與火災發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同。

(三)火災時期救災技術

1.地下礦山火災事故救護原則

2.風流控制技術：選擇合理的通風系統(tǒng)，加強通風管理，減少漏風;

3.地下礦山反風技術：根據(jù)井下火災具體情況，在保證作業(yè)人員和重大設備設施的安全條件下，可采用局部反風或全礦反風方法;

4.火災的常用撲救方法

(1)直接滅火方法。

(2)隔絕方法滅火。

(3)綜合方法滅火。

五、水害及其防治技術

(一)地下礦山突水源及涌水特征

1.大氣降水為主要充水水源的涌水特征

2.以地表水為主要充水水源的涌水特征

3.以地下水為主要充水水源的礦床

4.以老窯水為主要充水水源的礦床

(二)地下礦山導水通道及探測技術

1.自然導水通道

2.人為導水通道

3.導水通道探測技術。

(三)地下礦山防治水技術

1.地表水治理措施

2.地下水的排水疏干

3.地下水探放

4 地下礦山水的隔離與堵截

隔離煤(巖)柱防水。為防止煤(礦)層開采時各種水流進入井下，在受水威脅的地段留一定寬度或厚度的煤(礦)柱。防水煤(礦)柱尺寸的確定應考慮到含水層的水壓、水量、所開采煤(礦)的機械強度、厚度等因素及有關規(guī)定，并通過實踐綜合確定。

5.礦山排水

(1)金屬非金屬礦山。

(2)煤礦。 必須有工作、備用和檢修的水泵。

工作水泵的能力，應能在20 h內排出礦井24 h的正常涌水量(包括充填水和其他用水)。

備用水泵的能力應不小于工作水泵能力的70%。工作水泵和備用水泵的總能力，應能在20 h內排出地下礦山24 h的最大涌水量。

檢修水泵的能力應不小于工作水泵能力的25%。水文地質條件復雜的地下礦山，可在主泵房內預留一定數(shù)量的水泵位置。

(四)地下礦山水災的預測和突水預兆

1.地下礦山水災的預測

2.地下礦山突水預兆

(1)一般預兆

1)煤層變潮濕、松軟;煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水由小變大;有時煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡;

2)工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣或硫化氫氣味;

3)有時可聞到水的“嘶嘶”聲;

4)礦壓增大，發(fā)生冒頂片幫及底鼓。

(2)工作面底板灰?guī)r含水層突水預兆

(3)松散孔隙含水層突水預兆

(五)地下礦山水災事故的救災及處理

(六)地下礦山淤泥、黏土和流砂潰決事故的救災及處理

1. 地下礦山潰決事故的類型

2. 處理地下礦山潰決事故的行動準則

六、礦山粉塵及其防治技術

礦山粉塵是地下礦山在建設和生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各種巖礦微粒的總稱。

(一)礦山粉塵的性質及危害

1.粉塵的概念

(1)全塵

(2)呼吸性粉塵

(3)浮塵和落塵

2.粉塵性質

(1)粉塵中游離二氧化硅的含量。粉塵中游離二氧化硅的含量是危害人體的決定因素，含量越高，危害越大。游離二氧化硅是引起塵肺病的主要因素。

(2)粉塵的粒度。粉塵粒度是指粉塵顆粒大小的尺度。一般來說，塵粒越小，對人的危害越大。

(3)粉塵的分散度。粉塵的分散度是指粉塵整體組成中各種粒級的塵粒所占的百分比。粉塵組成中，小于5μm的塵粒所占的百分數(shù)越大，對人的危害越大。

(4)粉塵的濃度。粉塵的濃度是指單位體積空氣中所含浮塵的數(shù)量。粉塵濃度越高，對人體危害越大。

(5)粉塵的吸附性。粉塵的吸附能力與粉塵顆粒的表面積有密切關系，分散度越大，表面積也越大，其吸附能力也增強。主要指標有吸濕性、吸毒性。

(6)粉塵的荷電性。粉塵粒子可以帶有電荷，其來源是煤巖在粉碎中因摩擦而帶電，或與空氣中的離子碰撞而帶電，塵粒的電荷量取決于塵粒的大小并與溫濕度有關，溫度升高時荷電量增多，濕度增高時荷電量降低。

(7)煤塵的燃燒和爆炸性。煤塵在空氣中達到一定的濃度時，在外界明火的引燃下能發(fā)生燃燒和爆炸。

3. 礦塵的危害性

(1)引起職業(yè)病;

(2)在一定條件下可以爆炸;

(3)加速機械磨損，縮短精密儀器使用壽命;

(4)降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。

(二)礦山粉塵的防治技術

礦山粉塵的防治技術包括風、水、密、凈和護5個方面，并以風、水為主。

1.采煤工作面防塵

(1)煤層注水;

(2)合理選擇采煤機截割機構;

(3)噴霧降塵;

(4)采用除塵設備。

2.掘進工作面防塵

(1)炮掘工作面防塵。

1)打眼防塵

2)放炮防塵

(2)機掘工作面通風除塵

1)通風除塵系統(tǒng)

2)通風除塵設備

3)通風工藝的要求

(3)錨噴支護防塵

3.運輸、轉載防塵

(1)機械控制自動噴霧降塵裝置

(2)電器控制自動噴霧降塵裝置

4.綜合防塵

綜合防塵措施包括濕式鉆眼、沖刷井壁巷幫、使用水炮泥、放炮噴霧、裝巖(煤)灑水和凈化風流等措施。

(三)煤塵爆炸和防、隔爆措施

1.礦山粉塵(煤礦煤塵)爆炸的條件

礦山粉塵(煤礦煤塵)爆炸必須同時具備以下4個條件：

粉塵本身具有爆炸性;

粉塵懸浮在空氣中并達到一定濃度;

有足以點燃粉塵的熱源;

有可供爆炸的助燃劑。

2.煤塵爆炸性評價方法

3.防止煤塵爆炸的技術措施

(1)防塵措施。減少巷道內的沉積煤塵量并清除出井，是最簡單有效的防爆措施。

(2)杜絕著火源。主要技術措施有：保持礦用電氣設備完好的防爆性能，加強管理，防止出現(xiàn)電器設備失爆現(xiàn)象;選用非著火性輕合金材料避免產(chǎn)生危險的摩擦火花;膠帶、風筒、電纜等常用的非金屬材料必須具有阻燃，抗靜電性能;采用阻化劑、凝膠或氮氣防止煤柱、采空區(qū)殘留煤發(fā)生自燃。

(3)撒布巖粉法。防止煤塵爆炸的專門技術，其中使用歷史最長，應用面廣、簡單易行的防止煤塵爆炸技術措施是撒布巖粉法。

—— 吸熱、屏蔽作用

4.防止煤塵爆炸傳播技術

防止煤塵爆炸傳播技術也稱為隔絕煤塵爆炸傳播技術(以下簡稱隔爆技術)，是指把已經(jīng)發(fā)生的爆炸控制在一定范圍內并撲滅，防止爆炸向外傳播的技術措施。

該技術不僅適于對煤塵爆炸的控制，也適用于對瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸的控制。該技術分為兩大類，被動式隔爆技術和自動式隔爆技術。

(四)礦山粉塵檢測方法

1. 礦山粉塵濃度的測定

(1)礦山粉塵濃度標準。

我國對作業(yè)場所空氣中粉塵的允許濃度規(guī)定為：巖礦中游離二氧化硅含量大于10%的礦山，粉塵允許濃度為1mg/m3;巖礦中游離二氧化硅含量小于10%的礦山，粉塵允許濃度為4mg/m3。

(2)粉塵濃度測定

2. 粉塵游離二氧化硅的測定

3.粉塵分散度的測定

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