在我国的能源工业中,煤炭占我国一次能源生产和消费结构中的70%左右,预计到2050年还将占50%以上,因此,煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。2002年全国煤炭总量为13.9亿吨,2003年为16.0亿吨,2004年煤炭产量尽管达到了19.60亿吨,2005年达到21亿吨,仍不能完全满足需求[1_2]。当前,我国经济的快速增长,对煤炭工业发展提出了更高的要求。为此,必须确保煤炭工业*文章编号:1003—3033(2006)05—0042—05;收稿日期:2006—02—10;修稿日期:2006—04—12万方数据第5期林柏泉等:我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·43·持续、稳定、健康的发展。2当前煤矿安全生产形势我国95%的煤矿开采是地下作业,煤矿安全生产形势仍十分严峻,具体表现为:1)煤矿事故的死亡人数占工矿企业一次死亡10人以上特大事故的死亡人数的72.8%~89.6%(2002--2005年);2)煤矿企业一次死亡10人以上事故中,瓦斯事故占死亡人数的71%。煤矿所面临的重大灾害事故是相当严峻的,造成的损失是极其惨重的。例如:2004年10月20日发生在郑州大平煤矿的瓦斯爆炸事故,死亡148人;2004年11月28 Et发生在铜川陈家山煤矿的瓦斯爆炸事故,死亡166人;2005年2月14 El发生在阜新孙家湾矿的瓦斯爆炸事故,死亡214人;2005年11月27 El发生在七台河东风煤矿的煤尘爆炸事故,死亡171人[3-51。3)由于煤矿事故多,死亡人数多,造成了我国煤矿的百万吨死亡率一直居高不下,与先进采煤国家的差距很大。20(K卜_2004年我国煤矿的百万吨死亡率为6~3,而国外先进采煤国家煤矿百万吨死亡率非常低。如2000年,南非煤矿的百万吨死亡率为0.13,印度为0.42,波兰为0.26,俄罗斯为0.46。2002年美国煤矿百万吨死亡率只有0.025。由此可见,我国煤矿安全生产水平与国外先进采煤国家相比,还有很大差距蚓6。4)煤矿特大及特别重大瓦斯(煤尘)灾害事故的频发不但造成国家财产和公民生命的巨大损失,而且严重地影响了我国的国际声誉。在以人为本、关爱生命、建立和谐社会的背景条件下,我国煤矿必须大幅度减少和控制特大以上瓦斯事故的发生。5)实际上,煤矿瓦斯事故的发生不是偶然的,它是以往煤矿生产过程中存在问题的集中暴露,涉及许多方面,既有自然因素、科技投入和研究的不足,也有人为的条件以及国家的体制、管理、经济政策,社会的传统观念,煤矿企业的文化素质等等。3煤矿生产中存在的主要问题[7]1)我国煤层自然赋存条件复杂多变,影响煤矿安全生产的因素多,是造成事故的客观因素。我国煤矿开采的煤层大多属于石炭二迭纪的煤层,其中瓦斯含量大、煤层透气性低,地质构造复杂,不易在开采前抽放瓦斯,但在采掘时,瓦斯放散量大,再加上开采煤层地质条件复杂和开采规模的扩大、开采集约化程度的提高,导致采动诱发的应力场、煤岩体裂隙场及瓦斯流动场的变化更加复杂多变,原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。在一定条件下容易诱发煤与瓦斯突出和瓦斯的突然涌出现象,造成瓦斯事故。中国的煤矿都是瓦斯矿,且高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占48%,突出灾害的发生次数为世界之最,每年达数百次。突出的规模为几百吨、几千吨,甚至超过万吨,需要解决的技术难题多。而美国、澳大利亚的煤矿多为露天矿,煤层的赋存条件相对简单,有突出灾害的煤矿所占比例小,所采取的措施往往是停产关闭。但是,我国的情况不同,在目前的能源供应条件下,对高瓦斯矿井和突出矿井,不可能采取停产关闭的措施。为此,只能是自主开发与之相应的安全技术相结合,以确保高瓦斯矿井和突出矿井的安全生产。2)国家对煤矿企业的技术定位不够准确是主观因素。长期以来,煤矿在人们的心目中是技术水平不高,要求比较低的劳动密集型产业,因而长期以来,技术投入不足,装备水平差,产业技术人才匮乏,劳动效率低。把“千军万马”的队伍放在高度危险的作业环境中劳动,因而一旦出现瓦斯(煤尘)爆炸、矿井火灾等事故时,容易导致损失惨重,甚至全矿毁灭的现象。而美国、澳大利亚等先进国家的煤矿,实现了高度机械化,井下工作人员少,全矿的巷道布局简洁,巷道面积大,风流通畅,一旦发生灾变时,易于撤离,可能造成伤亡人员较少。另外,在煤矿井下工作的人员,从某种意义上讲也是危险源,一旦出现违章作业(有意或者无意),就可能导致事故的发生。所以对高危行业,应最大可能实现机械化,尽量减少人员。例如:澳大利亚2003年煤矿死亡人数为0,优于其他行业,其中主要原因之一就是得益于实现了高度机械化,井下作业人员少;2006年1月2日美国东部西弗吉尼亚州阿普舒尔县萨戈煤矿发生爆炸事故,仅死亡12人,也是得益于井下作业人员少【8J8。煤矿生产属于高危行业,仅靠“千军万马”低技能、低素质的矿工劳动,造成的事故风险是极大的,万方数据·44·中国安全科学学报Oaina Safety Science Jcxmml第16卷2006芷安全生产的观点,在社会上长期未能得到共识。为此,笔者建议国家应当将煤矿列入高危行业,给予必要的投入,建立煤矿行业准入制度,甚至在新矿井设计时,就应当要求提高技术装备水平和劳动生产率。而目前的实际情况有时则相反,既为了满足地方扩大就业面的要求,甚至降低技术装备水平和劳动生产效率,造成资金被工资占用,无力更新设备和提高矿井的安全装备水平。3)大多数煤矿技术水平低下,从业人员素质低,工程技术人员缺口多,难以适应高危环境的要求是不容忽视的现实。由于煤矿劳动生产率低,全行业的工资收入差,在全国二十几个行业中排名倒数第二,而且工作危险、作业环境恶劣,劳动强度大,工作时间长。这就造成了人才的大量流失,出现了“工程、技术、管理人才缺口多,愿意到煤矿长期工作的一线人才少”的现象。以平顶山煤业集团为例,2001--2003年,流失的高级工程师就达162人;四川省连续6年没有进一个学采矿的大学毕业生。其导致的结果是:一方面安全技术装备不足,另一方面已有的安全技术装备由于缺乏高水平的人才而不能发挥应有的作用。以2004年10月20日发生在郑煤大平煤矿的“10·20”瓦斯突出引发的瓦斯爆炸事故为例,一280水平煤与瓦斯突出的瓦斯、流逆行到上水平运输大巷,多处瓦斯浓度监测仪超限报警,预示着全矿处于瓦斯爆炸一触即发,面临毁灭的边缘时,竟然在31分钟内没有采取切断电源的措施,致使架线电机车行驶到巷道拐弯处引起瓦斯爆炸,造成死亡148人的特别重大事故。对于广大的煤矿职工来说,安全文化素质更是—个严重的问题。由于煤矿是高危行业,煤炭生产过程中的不确定因素多,应当需要高素质的人才去从事该项工作,才能应付生产过程中出现的复杂局面。但是,实际情况是:由于工资较其他行业低、作业环境恶劣、劳动强度大和工作时间长的现状,加上当前年轻人多为独生子女的情况下,就很难招收到有一定文化程度的技术工人。因此,就只能招收农民工,而且缺乏应有的技术培训。采用安全知识和技能水平低下的劳动者,在这种高危环境中作业,产生事故是难以避免的。4)基础工作薄弱,安全技术装备不足是客观存在的现实。煤矿矿井的寿命多为几十年,甚至上百年,当建井初期,矿井的生产系统还是比较好的,但随着开采深度加大,范围延伸扩展,瓦斯涌出量增多,地应力和瓦斯压力增大,危险程度急剧增长,原有的矿井生产系统就难以适应要求,而又没有可能自筹资金来改建生产系统。也就是说,很多煤矿只能维持简单再生产,前几年困难时,甚至发不出工资。长期以来安全投入少,装备差,有的矿民国时期、解放初期的安全装备还在用,抗灾能力差,所以不产生事故则已,一旦发生事故往往就是大事故。近年来,随着国家对煤矿安全的重视和投入,矿井安全装备有了很大的改善和提高,但还有许多矿井的安全设施达不到要求,这也是当前存在的安全隐患。为此,建议进一步加大对煤矿安全的投入,改善煤矿安全生产状况。5)国家对煤矿的税制不够完善也是客观存在的事实。在笔者的印象中,税制改革时,统一采用17%的增值税,由于煤炭属于初级产品,不同于机电产品,没有副加值,是原料产品,现行税制显然是不适用的,所以税率下调了三四个百分点,笔者认为还不够,应当进一步下调税率。另外,为了保护国有资源和减少资源开采所造成的污染,笔者认为对煤炭应征收资源费和环境保护费以补偿国家的投入,收费的标准应根据自然地理环境、煤质的优劣程度和煤矿开采体制(国有、集体和个体)而不同,以体现在市场经济条件下的相对公平原则和提高资源的回收率,对高瓦斯矿井应当将减少的税费投入到安全和环保的技术改造中去。瓦斯实际上又是资源,通过瓦斯抽放不仅可以解决煤矿生产中的安全问题,而且可以提高资源的利用率,减少对大气的污染。因此,为了鼓励矿井瓦斯抽放工作,建议:抽放瓦斯利用的收入应减免税收,且鼓励瓦斯发电和开发新的瓦斯利用途径(尤其是低浓度瓦斯的合理利用),使高瓦斯矿井有积极性千方百计地提高瓦斯抽放量和利用量。既提高了矿井的安全性,又降低了瓦斯对大气的温室效应(瓦斯对大气的温室效应是二氧化炭的21倍)t9],同时,还增加了资源的回收率,真正实现煤和气的共采。6)对事故后的处理未能充分体现惩前毖后的作用也是客观存在的现象。长期以来,在处理瓦斯爆炸等大型恶性事故时,一方面对大量人员的伤亡和国家财产的损失深感痛心,觉得应严惩有关责任人,但另一方面也看到了事故的产生原因是多方面的。矿井自然条件困难,生万方数据第5期林柏泉等:我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·45·产系统不完善,安全设施不足,人员素质差,既有当事人的责任,也有领导和客观环境的原因。笔者对矿工有发至内心的同情和忧虑,觉得在煤矿工作工资低,环境恶劣,能下井上班,坚持工作,就算不易了。希望对他尊重、关爱和保护,创造安全生产的条件,否则,就更没有人干这一行了。虽然,近几年煤矿领导人工资待遇有较大提高,情况有所变化,但是,许多煤矿的领导是一年四季都在矿上坚持工作(除了外出开会),每天工作十多个小时,无节假日,时刻还担心井下出事,连晚上睡觉都不安宁。因此,从所付出的劳动和其他行业相比,也不算高。4建议应当采取的对策和措施当前,尽管煤矿安全生产形势严峻,特别重大事故时有发生,存在许多问题,但是,也并不是一无是处。其有利条件是:有经验丰富、政治文化素质高的各级领导;有经过数十年建设的强大物质基础;有建国几十年来培养起来的技术队伍;有经过多次修订的煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出细则等规程规定;有专业化的煤矿安全研究机构和有关的大专院校;许多大的煤矿企业还有自己的瓦斯防治机构等..应该说做到控制瓦斯事故的频发是完全可能实现的。特别是我国有具有世界先进生产水平的神华煤矿,也有在高瓦斯和突出危险条件下、多年来实现安全高产的淮南和平顶山煤业集团公司等所获得的技术及管理经验。科学的理念和先进的技术对搞好煤矿安全生产,都是可贵的。为了扭转当前煤矿安全生产的状况,笔者建议,应主要采取如下对策和措施。4.1加强宣传和职工的培训工作,提高从业人员的素质,减少入的不安全行为1)将最近几次大的瓦斯事故做成vCD光盘,分发到全国所有的瓦斯矿井,说明事故产生的原因,分析有关的责任,措施的不足之处,事故的教训,以敲响警钟。在瓦斯矿井要做到人人皆知,像抗非典那样,深入人心,关心瓦斯灾害防治,做到了解安全规程,执行安全规程的模范。尤其是应当使煤矿职工了解其所工作范围内所存在的危险源,知道危险出现时应当采取何种措施,具备解决相关危险的能力,以减少人的不安全行为导致的事故。2)对高瓦斯矿井和突出矿井的负责人更应当进行技术培训并实行上岗证制度,宣讲近年来的灾害事故的实例,经验和教训,以提高一线领导人员的素质和水平,提高他们对灾害事故的预见性和发生事故时的应对处理能力。3)对地矿学科的艰苦专业,国家给予奖学金,并和学生签订毕业后在煤矿企业工作年限的协议,同时,提高在煤矿工作的技术人员的待遇,建立煤矿行业从业人员最低工资制度,改善其工作环境,以保证在煤矿中后继有人。4.2加强科研工作力度,提高安全生产水平。建立本质安全化的生产体系党和政府历来对煤矿企业的安全生产十分重视,相继出台了“劳动法”、“安全生产法”、“煤矿安全规程”等,安全管理能力得到了不断的加强,煤炭开采技术水平也得到了不断的提高,在国有重点煤矿中,综合机械化开采技术比例达到了60%左右。但是,煤矿重大瓦斯事故仍然时有发生,产生这些事故的直接原因是我国煤层瓦斯富集条件的复杂性,地下作业诱发的采动应力场、煤岩体裂隙场及瓦斯流动场的3场互动性,矿井瓦斯动力灾害的突发性,巷道网络化体系中发生的瓦斯爆炸传播过程的流动场、温度场和化学场的耦合性,增加了探索瓦斯动力灾害事故机理及防治技术的难度。特别是近十多年来,开采深度的加大和开采集约化程度的提高导致开采条件更趋复杂,原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。因此,应当采取相应的措施:1)进一步加强科研工作力度,特别是应当针对当前开采条件进行研究,其中包括基础理论的研究、应用技术的开发和安全装备的研制,以便为建立本质安全化的矿井生产系统奠定基础。2)对高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井,建议应当成立瓦斯防治小组或研究所,通过与高等院校和专职科研单位的合作,测定矿井采掘范围内煤层的瓦斯压力、煤层透气性、煤的强度、煤层瓦斯含量等技术参数,查明矿井有关区域的瓦斯危险程度,解决生产过程中遇到的技术难题,预测预报在采掘过程中应注意的事项,并提出应采取的措施。3)对高危矿井要投入必要的资金,改造通风系统和设备,装备瓦斯抽放系统、监测设备,矿井防灾救护系统等安全设施和装备,以改善安全生产的环境,提高生产系统的抗灾能力。万方数据·46·中国安全科学学报(1aina Safety Science Jc.aml第16卷2006焦4.3对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊政策,采取特殊措施,以利于健康发展高瓦斯和突出矿井既有资源赋存条件差和容易诱发事故的一面,同时又拥有相对丰富的瓦斯资源。国家应当对其制定特殊的政策:减少对高瓦斯矿,特别是突出矿井的税收额度,将少收的税款补助至矿井对安全的投入中去,以改善矿井的安全条件;鼓励其进行瓦斯抽放和开发利用瓦斯,并且在开发利用瓦斯的过程中应减免税收,鼓励瓦斯发电,其所发的电可并网运行,不得限制和歧视。5结论煤炭是我国的主要能源,在今后相当长的时期内以煤为主的格局不会改变,笔者通过对我国煤矿安全生产现状分析及应当采取的对策分析,有以下两点结论:1)近年来,煤矿行业事故多发是由多方面因素造成的,其中包括:我国煤层自然赋存条件复杂多变,国家对煤矿企业的技术定位不够准确,煤矿从业人员素质不高,难以满足工作环境对人员素质的要求,现有煤矿安全技术装备不到位以及国家对煤矿的税制不够合理等。2)为了解决当前煤矿生产过程中存在的问题,应当采取综合措施予以解决。其中包括:加强宣传和职工的培训工作,提高从业人员的素质,减少人的不安全行为,要建立煤矿行业从业人员最低工资制度,改善其工作环境,以保证在煤矿中后继有人;加强科研工作力度,提高安全生产水平,建立本质安全化的生产体系;对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊政策,采取特殊措施,以利于健康发展[10]。而上述问题的解决,需要引起全社会的共同关注和企业、政府等相关部门的共同参与,才能更有效地推动我国煤矿的安全与健康发展。
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矿井瓦斯防治矿井瓦斯是煤矿生产过程中的主要不安全因素,瓦斯的涌出形式和涌出量对矿井设计、建设和开采都有重要影响。随着采深、开采范围和产量的增加,这类影响更加显著。瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害之一。如果由于瓦斯爆炸而引起煤尘爆炸,后果更为严重。所以掌握瓦斯爆炸的原因、规律和防范措施,极为重要。 矿井瓦斯涌出量瓦斯涌出量是指生产过程中涌进巷道的瓦斯量。瓦斯涌出量大小的表示方法有两种:绝对瓦斯涌出量:即单位时间内涌出的瓦斯体积。相对瓦斯涌出量:即日产煤一吨在一 昼夜内的瓦斯涌出体积。瓦斯涌出量的大小,决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。如煤、岩的瓦斯含量、煤的物理化学特性、开采规模、回采顺序、落煤方式、通风系统、地面大气压、风压和风量的变化,等等。新建矿井、生产矿井的新水平或新采区,需要预先知道瓦斯涌出量,作为设计的依据。这种在新区开发前,按照一定方法预先获得该区域瓦斯涌出量的工作,称为瓦斯涌出量的预测。预测瓦斯涌出量的方法,可以分为统计法和计算法两大类。我国采用的统计法,是根据生产矿井不同深度已采水平相对瓦斯涌出量的大量实际资料,通过统计整理,找出相对瓦斯涌出量随深度(和沿走向)增长的规律,预测延伸水平或相邻矿井的瓦斯涌出量。矿井目前采用的瓦斯抽放方法主要有:煤层底板专用瓦斯抽放巷穿层钻孔预抽、顶板走向钻孔边采边抽、高抽巷、超前钻孔和顺层钻孔预抽、采空区抽放、高瓦斯煤巷封闭抽放等。 矿井瓦斯突出分布规律全矿井上旬的绝对瓦斯涌出量最大,其中:甲烷为,二氧化碳为 m3/min;相对瓦斯涌出量甲烷为,二氧化碳为 m3/t;根据鉴定结果:我矿属高瓦斯矿井。但2005年4月由抚顺煤科院对我矿的6煤和13煤进行了突出危险性鉴定,确定为突出煤层,2005年5月经安微省发改委批准为突出矿井,13煤F10断层以南地质勘探线以1-12线之间、-560m水平以上区域, 6煤F10断层以南地质勘探线以1-7线之间、-640m水平以上区域,经抚顺煤科分院预测为无突出危险性区域。根据矿井实际情况,我矿矿井瓦斯等级为突出矿井。突出威胁区中的构造复杂地带(断层、褶曲轴部等)附近30m范围内按突出危险区管理。 瓦斯突出治理措施1)防突措施分类:按作用范围划分:区域性防突措施、局部性防突措施。按作用效果划分:防止突出发生的措施、突出时保证人员生命安全的措施。按作用的技术性划分:技术措施、组织管理措施。区域性防突措施:实施以后可使较大范围煤层消除突出危险性的措施,称为区域性防突措施;局部防突措施:实施以后可使局部区域(如掘进工作面)消除突出危险性的措施称为局部防突措施。2)保护层开采瓦斯治理措施保护层:在突出矿井中,预先开采的、能使其它相邻有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层。被保护层:后开采的煤层称为被保护层。保护层位于被保护层上方的叫上保护层,位于下方的叫下保护层。保护层开采是预防突出最有效、最经济的区域性预防突出的技术措施,几乎所有发生突出的国家都采用该措施,我国1958年成功使用此技术,目前开采保护层的矿井占突出矿井总数的26%。开采保护层的作用:(1) 地压减少,弹性潜能得以缓慢释放。(2) 煤层膨胀变形,形成裂隙与孔道,透气系数增加。所以被保护层内的瓦斯能大量排放到保护层的采空区内,瓦斯含量和瓦斯压力都将明显下降。(3) 煤层瓦斯涌出后,煤的强度增加。据测定,开采保护层后,被保护层的煤硬度系数由~增加到~。所以,保护层开采后,不但消除或减少了引起突出的两个重要因素:地压和瓦斯,而且增加了抵御突出的能力因素-煤的机械强度。这就使得在卸压区范围内开采被保护层时,不再会发生煤与瓦斯突出。开采保护层应注意的几个问题:(1)尽量不在保护层采空区留煤柱;(2)保护层采高小于时,必须检查其保护效果,否则要采取其它防突补充措施;(3)开采保护层,具有瓦斯抽放系统的矿井,应同时抽放卸压瓦斯。开采保护层后会使得被保护的煤层所受的应力得到卸压,被保护煤层的瓦斯解吸速度大大增加,必然使得瓦斯涌出量相应的增加。因此,在开采保护层时必须考虑到保护层开采过程中的瓦斯治理措施。本设计在治理保护层开采过程中瓦斯涌出量大的措施上主要采用以下几个方法:(1) 在保护层顶板施工顶板走向巷道作为专用瓦斯抽放巷(高抽巷),在工作面回采过程中连续抽放。(2) 在被保护层的底板巷道施工穿透煤层的大角度、长距离钻孔进行采前、采中和采后穿层抽放。(3) 在保护层顶板施工顶板走向钻孔抽放瓦斯在工作面回采过程中连续抽放。(4) 施工专用尾抽巷对保护层进行尾抽,在工作面回采过程中连续抽放。(5) 对保护层的产量进行适时的调整,做到“以风定产”、“以瓦斯定产”。3)预抽煤层瓦斯及煤层注水在无保护层可采、单一突出煤层开采,经过试验预抽瓦斯有效果时,可使用预抽煤层瓦斯的方法防止瓦斯突出。通过向突出煤层内打大量的密集钻孔,达到以下目的:(1) 钻孔造成煤层局部卸压;(2) 通过钻孔排放瓦斯,释放煤层瓦斯潜能;(3) 通过长时间抽放瓦斯,进一步降低煤层瓦斯涌出压力和瓦斯含量;(4) 引起煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气性和煤的坚固性系数增加。煤层注水主要用于回采工作面它不仅可以使煤的物理力学性质和应力分布改变而且可以降低煤层的瓦斯放散初速度。通过注水钻孔还可以排放煤层瓦斯起到降低煤层瓦斯含量和压力的作用。1) 注水工艺注水工艺主要包括 打钻、封孔、注水。2) 钻孔参数(1)孔径: 应在 42~100mm。(2)孔长:主要取决于阶段斜长及煤层地质变化。(3)封孔长度 : 钻孔湿润半径的 ~ 倍。(4)注水压力在注水过程中要注意注水的压力若压力过高会使煤沿弱面破裂,造成水流失。若注水压力过低则会注不进水,达不到湿润效果。因此应控制好注水压力做到“压而不裂,注而不漏”3) 注意事项(1)对于湿润性差的煤,注水中可加一定浓度的湿润剂;(2)注水泵尽量采用排量大的高压泵;(3)保证封孔质量;(4)孔数应根据注水区与注水有效半径确定;(5)对于难注水煤层,尽量采用“间歇注水”。 煤层采掘工作面预防突出措施一般规定(1) 突出煤层进行采掘工作,应进行突出危险性预测;(2) 在集中应力影响范围内,不得布置相对掘(推)工作面。(3) 采掘工作接近或进入地质构造复杂、煤层厚度和倾角急剧变化地带时,应进行防突效果检验。平巷掘进防突措施平巷掘进防突措施主要包括:大直径钻孔、超前钻孔、松动爆破、前探支架、水力冲孔等。1) 超前钻孔掘进工作面或回采面前方,形成三个应力带:卸压带:地应力和瓦斯压力均较原始值小,阻止突出;集中应力带:地应力较原始值高,煤层透气性急剧降低,阻止瓦斯排放,此带内保持着较高的瓦斯压力梯度和瓦斯压力值,是发动突出的策源地。超前钻孔是在煤巷掘进工作面前方始终保持一定数量的排放瓦斯钻孔。它的作用是排放瓦斯,增加煤的强度,在钻孔周围形成卸压区,使集中应力区移向煤体深部,人为地造成并保持在工作面前方有一个较长的卸压带,以防止突出发生。在运用超前钻孔防突措施时应注意以下几点:(1)最小超前距 L≮5m;(2)防止打钻过程中,出现顶钻现象和喷孔;(3)确定合理的钻孔排放半径。2) 深孔松动爆破深孔松动爆破:在工作面前方存在有 5m 卸压煤体防护下,在前方 以外引爆几个深厚感情眼形成煤体松动的爆破方法。松动爆破方法的方法有两种深孔爆破和浅孔爆破。其作用原理是向掘进工作面前方应力集中区,打几个钻孔装药爆破,使煤炭松动,集中应力区向煤体深部移动,同时加快瓦斯的排出,从而在工作面前方造成较长的卸压带,以预防突出的发生。这种防突方法适用于煤质较硬,突出强度较小的煤层。技术要求:(1)孔长应大于8m;(2)孔数根据实测松动爆破有效半径确定;(3)每次爆破保持不小于5m安全距;(4)松动爆破作业,必须采取有效的防护措施。 岩巷掘进通风技术措施由于岩巷的瓦斯含量基本可以忽略不计,本矿井所有的岩巷掘进都采用串联通风的方式来保证正常的工作。具体措施:采用水幕降尘技术,通过水幕降尘的作用,净化通过岩巷掘进的风流,使其继续用于其他用风地点。 预防瓦斯爆炸的技术措施(1)通风异常的原因、类别和对策A 停电是停风的根本原因。包括:主要通风机停电、局扇停电。B 通风系统或通风设施破坏或异常。如:风门未关好、风道堵塞、风筒脱节或破坏等。C 反风(2)瓦斯涌出异常的类别与对策A 煤与瓦斯突出B 瓦斯喷出C 冲击地压和顶板大面积陷落D 大气压急剧下降E 采掘作业(3)严格瓦斯检查制度严格执行《煤矿安全规程》中关于瓦斯检查制度及时发现瓦斯超限、瓦斯积存和防止瓦斯事故的措施。(4)严禁和杜绝一切非生产火源;严格管理和限制生产中可能发生的、热源。(5)一旦发生瓦斯爆炸,为防止灾情扩大,应使灾区局限在尽可能小的区域和防止二次灾害。以上所述的治理措施,在我们开采保护层的过程中,往往采取的瓦斯治理措施不是单一的,而是多方面的。在目前的情况下基本上能够解决开采保护层中的瓦斯问题,为了更好的解决这个问题,我们应该对以上的措施做进一步的研究:(1)如在施工底板穿层钻孔中,钻孔的布置方式、角度,钻孔的终孔点的位置以及每组钻孔的水平间距等;(2)在施工顶板走向巷时,巷道的布置层位、巷道布置的水平位置以及巷道与保护层的的法距等。(3)施工顶板走向钻孔时,钻孔布置与保护层巷道的水平距离,钻孔的终孔位置以及钻孔的封孔工艺等。 瓦斯防治综合措施结合新集一矿瓦斯的特点及实际情况,现采取以下措施对瓦斯进行防治:1) 在生产过程中注重搜集瓦斯资料,实测煤层瓦斯含量、压力、透气性系数、抽放半径、百米钻孔瓦斯流量等参数,认真总结煤层瓦斯含量及压力的分布规律,尤其是要注意掌握瓦斯在区域构造带附近的赋存规律,每年必须进行一次瓦斯等级鉴定工作;根据实际瓦斯资料,制定日常通风安全管理制度。2) 首次揭煤必须按突出煤层编制揭煤措施。3) 加强通风管理,合理分配风量,确保各用风地点有足够的新鲜风流。4) 建立个体巡回检查和安全技术监控双重监测体系,以便掌握各地点瓦斯浓度,预防瓦斯超限。一旦瓦斯超限,现场人员必须立即停止作业,切断电源,必要时人员需迅速撤至安全地点。5) 顶、底板抽放巷道层位要根据本矿井的经验数据并结合煤层顶底板岩性综合分析确定。必要时可在瓦斯涌出量较小的区段进行试验,待取得准确参数后实施,以保证瓦斯抽放效果。6) 瓦斯抽放和治理应采取综合措施进行。如尾巷抽排、上隅角埋管抽排等。 工作面降温措施矿井热害防治的措施很多,归纳分析主要有两种类型:一种是非制冷降温措施,又称开采技术措施,主要包括选择合理的开拓方式与通风系统,增大通风量,改革通风形式、采煤工艺等;另一种是采用机械制冷降温。本矿井热源多,散热量较大,为降低矿井的热害程度,首先采取了以下开采技术及通风降温措施进行综合治理。1) 合理开拓部署。本矿井采用立井、集中大巷、分区石门开拓方式;可尽量缩短进风风流线路长度,减少进风风流在通风路径中的热增量,降低采掘工作面风流的温升。2) 选择合理的开采方法。回采工作面采用走向长壁后退式回采,U型通风,可减少漏风和采空区散热量。3) 合理集中生产。尽可能地减少热源点,有利于集中使用风量,充分发挥通风降温的作用。4) 合理增大工作面风量,把井巷风速控制在经济、允许风速范围内,尽量缩小风流与井巷围岩的交换面积,减少围岩传热量。同时,增大工作面风量,不仅能降低风流温度,而且能合理提高工作面风速,改善人体的散热条件。5) 采用煤层注水、煤岩巷湿式掘进,以降低煤岩体温度。6) 采空区进行黄泥灌浆充填、及时封闭等措施,抑制采空区的氧化散热。上述措施虽可避免或减少部分热源向风流中散热,矿井气象条件能得到一定程度的改善,但由于开采水平深、热源多,围岩与机电设备散热量大,采掘工作面的气温仍然较高。因此,本矿井还必须采取专门的降温措施,根据矿井具体条件,设计采用机械制冷降温措施,以改善井下作业环境,保护矿工的身心健康,提高劳动生产效率。
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