煤矿职业危害与灾害防治

3．消防器材管理

(1)井上、下必须设置消防材料库，并符合下列要求：①井上消防材料库应当设在井口附近，但不得设在井口房内。②井下消防材料库应当设在每一个生产水平的井底车场或者主要运输大巷中，并装备消防车辆。③消防材料库储存的消防材料和工具的品种和数量应当符合有关要求，并定期检查和更换；消防材料和工具不得挪作他用。

(2)井下爆炸物品库、机电设备硐室、检修硐室、材料库、井底车场，使用带式输送机或者液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，必须备有灭火器材，其数量、规格和存放地点，应当在灾害预防和处理计划中确定。井下工作人员必须熟悉灭火器材的使用方法，井熟悉本职工作区域内灭火器材的存放地点。井下爆炸物品库、机电设备硐室、检修硐室、材料库的支护和风门，风窗必须采用不燃性材料。

4．消防设置管理

煤矿每季度应对井上、下消防管路系统、防火门、消防材料库和消防器材的设置情况进行1次检查，发现问题，及时解决。

5．外因火灾初起的及时发现

外因火灾初起的及时发现是防止其发展和控制其危害的重要措施。随着科学的发展和技术的进步，及时发现外因火灾初起的方法逐渐增多，其主要方法介绍如下：

(1)标志气体。外因火灾的早期发现在于迅速地确定它的发生及其所在位置，外因火灾的及时发现可由燃烧的气体产物一氧化碳、火焰、红外光等作出判断，一般情况下是采用一氧化碳气体作为发生火灾的标志气体。

(2)温升变色涂料。温升变色涂料是早期发现发热的指示剂，它的特性是当涂料覆盖物温度升高超出额定值时即会变色，而当温度下降到正常值时，则又恢复原色。因此，人们应用温升变色涂料的特性，将其涂敷在电动机或机械设备的外壳上和容易发热的部位，根据颜色的变化，可以及时发现外因火灾初起的现象，采取有效措施，预防外因火灾发生。

(3)火灾检测器。人们利用外因火灾初起时会产生温升、烟雾、烟尘、气体等特性，运用现代科学技术，研制了感温、感烟等火灾检测器，这些检测器可以及时发现初起火灾，进行报警，同时启动灭火装置，将火灾扑灭。

三、煤炭自燃及其预防措施

破碎的煤炭及采空区中的遗煤接触空气后，氧化生热，当热量积聚、煤温升高超过临界温度时，最终导致着火，此种现象称为煤的自然。煤的这种性质称为煤的自然倾向性，由此引起的火灾即是自然发火。根据《煤矿安全规程》规定．将煤的自燃倾向性分为容易自然、自燃和不易自燃3种。

(一)煤炭自然的条件

煤的自燃过程是一个相当复杂的现象，它必须具备一定的条件才能发生。研究表明，煤炭自燃必须具备以下4个条件：

(1)具有自然倾向性的煤炭呈破碎堆积状态(即在常温下有较高的氧化活性)。 (2)有连续的通风供氧条件，能维持煤炭氧化过程的发展。 (3)积聚氧化生成热量，使煤的温度升高。

(4)上述3个条件同时具备，且大于煤的自然发火期。 (二)煤炭自燃的过程

煤炭自燃大体上可以划分为3个主要阶段：准备期，自热期、燃烧期．

(1)准备期。又称潜伏期，是指有自燃倾向性的煤炭与空气接触后，吸附空气中的氧而形成不稳定的氧化物，初始看不出其温度上升和周围环境温度上升的现象。此过程的氧化比较平缓，煤的质量略有增加，着火温度降低，化学活性增强。

(2)自热期。在准备期之后，煤氧化的速度加快，不稳定的氧化物开始分解成水、

二氧化碳和一氧化碳。这时若产生的热量未散发或传导出去，则积聚起来的热量便会使煤体逐渐升温，此阶段通常称为煤的自热期。

(3)燃烧期。当煤温达到着火温度(无烟煤大于400℃、烟煤320～380℃、褐煤小于300℃)后就燃烧起来。煤进入燃烧期就出现了：—般的着火现象。

(三)煤炭自然的征兆

人们凭自身经验观察煤炭自燃初期征兆如下：

(1)煤炭氧化自燃初期生成水分，往往使巷道湿度增加，出现雾气和水珠。 ． (2)煤炭在从自热到自然过程中，氧化产物内有多种碳氢化合物，并产生煤油味，汽油味、松节油或煤焦油味。

(3)煤炭氧化过程中要放出热量，因此该处的煤壁和空气的温度较正常时高。

(4)煤炭氧化自燃过程要放出有害气体一氧化碳，因此人们会感觉头痛、闷热、精神不振、不舒服、有疲劳感等。

(四)煤炭自燃火灾的预防

1．合理的开拓、开采及通风系统

在进行开拓、开采系统设计及选择采煤方法时，应遵循以下原则：

(1)开采自然发火严重的厚煤层或近距离煤层群时，可以将运输大巷、回风大巷，采区上下山、集中运输平巷和集中回风平巷等服务时间较长的巷道布置在煤层底板的岩石中。

(2)厚煤层分层开采的区段巷道应垂直布置，避免造成因上成易燃隅角带，同时可大大减少甚至不留煤柱。上下区段巷道采用分掘的方法。尽量采用长壁式采煤方法，推行综合机械化采煤，采用全部陷落法管理顶板。推广无煤柱开采。

(3)矿井通风网络结构简单，主要通风机与风网匹配，通风设施布置合理，通风压力分布适宜。

(4)矿井以中央分列式或两翼对角式通风方式为宜，采区应采用分区通风。

(5)主要通风机运行的工况点位于高效区内，风门、风墙及调节风窗(门)在风路中应安设在使其前方压力升高而后方压力降低的地方。

2．防止漏风

防火对通风的要求是风流稳定、漏风量少和通风网络中有关区段易于隔绝。完全杜绝漏风固然可以消除自燃，但实际上很难做到。通常只能根据矿井的实际情况，尽量减少漏风。通风网络中产生漏风的条件是，有漏风通道存在，且在此通道的两端存在风压差，风压差可由相邻巷道的通风阻力求出。有自然发火危险的采煤工作面回采结束后，必须在45 d内进行永久性封闭。

3．煤炭自燃的预测预警

设置一氧化碳传感器用于自然发火预测；自然发火可根据每天一氧化碳平均值的增量来预测，若增量为正，则具有自然发火的可能。

4．预防性灌浆

预防性灌浆是将水、浆材按适当的比例混合，制成一定浓度的浆液，借助输浆管路送往可能发生自然的地区，以防止自燃火灾的发生。

5．阻化剂防火

阻化剂是一些吸水性很强的无机盐类，这些盐类附着在煤炭颗粒的表面时，能吸收空气中水分，在煤的表面形成含水液膜，从而阻止煤、氧接触，起到隔绝氧气、阻止氧化的作用。

6．胶体材料防火

(1)凝胶防火技术。通过压注系统将基料(水玻璃)和促凝剂(铵盐)按一定比例与水混

合，注入煤体中凝结固化，起到堵漏和防火的作用。

(2)胶体泥浆(或粉煤灰胶体)防灭火技术。利用基料、促凝剂的胶凝作用，以黄土(或粉煤灰)作增强剂，增加胶体强度，提高耐温性和延长有效期。

7．惰性气体防灭火

惰性气体防灭火就是将不助燃也不能燃烧的惰性气体注入已封闭的或有自燃危险的区域，降低其氧气的浓度，从而使火区因氧含量不足而逐渐熄灭。

8．均压防灭火技术

均压是通过降低漏风通道两端的风压差，削减漏风动力源来达到减少漏风的目的，主要用于煤层自燃火灾预防、封闭火区等。常用的均压技术措施有调压气室辅以连通管、风门辅以主调压风机、改变风流流动路线等3种。其中改变风流流动路线均压法应用较多。

四、矿井灭火 1．直接灭火法

在火灾初期，火势不大，应尽早采取一切可能的办法直接灭火。直接灭火就是用水、砂子、化学灭火器等，在火源附近直接扑灭火灾或挖除火源，这是一种积极的灭火方法。

(1)挖除火源。将已经发热或者燃烧的煤炭以及其他可燃物挖出、清除、运出井外。 (2)用水灭火。水是最有效，最经济、来源最广泛的灭火材料。用水灭火时必须注意的问题：要有足够的水量；灭火人员要站在上风侧，以免产生过量的水蒸气伤人；必须保证排烟道畅通。以防高温水蒸气和烟流返回伤人；不能扑救带电火灾，不宜扑灭油料火灾；要随时检查现场瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过2％时，要立即撤出现场。

(3)用砂子或岩粉灭火。用砂子或岩粉直接撒盖在燃烧物体上，将空气隔绝，从而把火扑灭。该方法通常用来扑灭初起的电气火灾和油类火灾。

(4)用灭火器灭火。适用于煤矿井下的灭火器有干粉灭火器、灭火手雷、灭火炮、泡沫灭火器、高倍数泡沫灭火器等，机电硐室应配有扑灭电气火灾的专用灭火器材。

2．隔绝灭火法

井下火灾不能直接扑灭时，用构筑防火墙将火区封闭，隔绝空气的供给，减少火区内空气中氧气含量，使火源缺氧而熄灭火的目的，这种方法称为隔绝灭火法。

3．综合灭火法

综合灭火法就是隔绝灭火法与其他灭火法的综合应用。通常在火区封闭后，向火区内注入泥浆、惰性气体、凝胶或调节风压等方法，加速火区内火的熄灭，这就是综合灭火法。同时，可采取向火区注氮的方法将燃烧物与空气隔绝开来，达到使燃烧窒息的目的。

五、火区管理

(一)火区的日常管理

火区封闭后，必须要加强管理，不能一闭了之，要经常观察和测量，了解火区的情况，判断火区是否熄灭。具体工作如下：

1．建立火区卡片

卡片上要详细记录发火日期、原因、位置、火区的处理过程，要附有原始的矿井通风系统图或采区巷道布置图及相关的通风设施，由通风部门建立档案。

2．防火墙管理

对于井下的防火墙都要进行编号，方便管理，记录防火墙壁的厚度、位置，与矿井的通风系统图相一致。防火墙前要设栅栏．悬挂警标，禁止人员人内。墙外要悬挂木板牌，标明防火墙内外的甲烷浓度、一氧化碳浓度、温度及测定日期和测定人员的姓名。

3．火区的检查

刚封闭的火区，要进行连续的检查，稳定以后，每天检查1次。瓦斯急剧变化时，每班检查1次，所有检查记录，经整理后，都要记叭防火记录本中。

如果发现防火墙封闭不严或其他问题及有害气体变化时，要采取措施，及时处理。 (二)火区熄灭的条件

《煤矿安全规程》规定：封闭的火区，只有经取样化验证实火已熄灭后，方可启封或者注销。火区同时具备下列条件时，方可认为火已熄灭。

(1)火区内的空气温度下降到30℃以下，或者与火灾发生前该区的日常空气温度相同。

(2)火区内空气中的氧气浓度降到5．o％以下。

(3)火区内空气中不含乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在o．001％以下。

(4)火区的出水温度低于25℃，或者与火灾发生前该区的日常出水温度相同。 (5)上述4项指标持续稳定的时间在1个月以上。 (三)启封火区的方法

启封火区工作一般由救护队完成。 1．通风启封火区法

该方法一般在火区面积不大，复燃可能性较小时采用。使用局部通风机风筒、风障对防火墙进行通风。

2．锁风启封火区法

锁风启封火区就是在保持火区密闭的情况下，由外向里、向火源逐段移动密闭位置缩小火区，进入火源，实现火区全部启封的过程。锁风启封法有利于防止火区复燃，一般在高瓦斯矿井，火区范围很大，并封闭有大量可燃气体时采用。

(1)锁风方法：从人风侧在原有的火区密闭外5～6m的地方构筑一道带门的密闭，救护队员佩戴仪器进入，将门关闭，形成一个封闭的空间，再将原来的密闭打开。救护队员进入火区侦察火情后，根据火区实际情况，再选择适当地点重新建立带风门的密闭后，才能打开第一个密闭风门。恢复通风后，观测火区无异常。然后逐段进行，逼近发火地点。火区要求始终处于封闭、隔绝状态。

(2)启封火区时注意事项：①启封已熄灭的火区前，必须制订安全措施。②启封火区时，应当逐段恢复通风，同时测定回风流中一氧化碳、甲烷浓度和风流温度。发现复燃征兆时，必须立即停止向火区送风，并重新封闭火区。③启封火区和恢复火区初期通风等工作，必须由矿山救护队负责进行，火区回风风流所经过巷道中的人员必须全部撒出。④在启封火区工作完毕后的3天内，每班必须由矿山救护队检查通风工作，并测定水温、空气温度和空气成分。只有在确认火区完全熄灭、通风等情况良好后，方可进行生产工作。

第四节 矿井水灾防治

在矿井生产与建设过程中，地面水与地下水都可能通过各种通道流人矿井中。当矿井涌水量超过了矿井的正常排水能力时，造成矿井水泛滥成灾的现象，称为矿井水灾。矿井水灾是煤矿主要自然灾害之一。

一、矿井水源及透水条件 (一)矿井水源

矿井水源可分为地面水源和地下水源。 (1)地面水源：大气降水和地表水。

(2)地下水源：含水层水、断层水和老空水。 (二)矿井透水条件

矿井透水必须同时具备三个基本条件：矿井水源、涌水通道和充水强度。 二、矿井透水预兆

采掘工作面发生透水前一般会有一些征兆。常见的征兆有煤层变湿、挂红、挂汗、