矿山灾害与防治技术作业重点

我国的安全生产总方针：安全第一 ; 预防为主 ; 综合治理 相对瓦斯涌出量和绝对瓦斯涌出量的定义和单位分别是什么；

相对瓦斯涌出量——平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是 m3/t。 绝对瓦斯涌出量——单位时间涌出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min.

1、《防突规定》中防突的两个“四位一体”分别是什么？ 局部或工作面防突：①区域突出危险性预测；②区域防治突出措施；③区域措施的效果检验；④区域验证。

区域防突：①工作面突出危险性预测；②工作面防治突出措施；③工作面防治突出措施的效果检验；④工作面突出安全防护措施。

区域突出主要预测方法：区域突出主要预测方法有瓦斯地质统计法；单项指标法；综合指标法。

工作面突出主要预测方法 ：工作面突出主要预测方法有①钻孔瓦斯涌出初速度q；②钻屑瓦斯解吸指标△h2和Ｋ1 ；③钻屑指标法；④ R值指标法；⑤非接触式预测法。 4、何为保护层开采，其基本原理是什么？

开采保护层，也叫开采解放层，它是指首先开采与突出煤层邻近而又无突出危险的煤层（即保护层），由于采动影响而使突出煤层瓦斯压力、瓦斯含量大幅降低，煤层透气性显著提高，大量高压瓦斯释放从而消除突出煤层的突出危险。

1.保护层开采是预防突出最有效、最经济的区域性措施，也是一种最主要的预防突出措施。 2.其基本原理是：解放作用，突出矿井中开采煤层群时，必须首先开采没有突出危险或突出危险较小的煤层作为解放层，由于它的采动影响，可使邻近的突出煤层发生变形、位移、卸压（地应力减小）透气性增大、瓦斯得到排放、瓦斯含量和瓦斯压力下降，丧失突出的危险。1、简述煤与瓦斯突出的一般规律和突出预兆？

答：1. 煤与瓦斯突出的一般规律:（1）突出发生在一定的采掘深度以后。对于一个矿区、矿井或煤层来说，随开采深度增加，煤层突出危险性增大，有一个开始发生突出的最小深度，当小于该深度时不会发生突出，该深度简称始突深度。

（2）突出多发生在地质构造附近，如断层、褶曲、扭转和火成岩侵入区附近。

（3）突出多发生在集中应力区，如巷道的上隅角，相向掘进工作面接近时，煤层留有煤柱的相对应上、下方煤层处。

（4）突出次数和强度，随煤层厚度、特别是软分层厚度的增加而增加，煤层倾角愈大，突出危险性愈大。

（5）突出与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力之间没有固定的关系

（6）突出煤层的特点是强度低，而且软硬相同，透气系数小，瓦斯的放散速度高，煤的原生结构遭到破坏，层理紊乱，无明显节理，光泽暗淡，易粉碎。（突出的阻力小），如果煤层的顶板坚硬致密，突出危险性增大。

（7）大多数突出发生在放炮和落煤工序。爆破作业引起的突出次数最大，突出的平均强度最大。放炮后没有立即发生的突出，称延期突出。廷迟的时间由几分钟到十几小时，它的危害性更大。

（8）突出绝大多数发生在掘进工作面。其中石门揭穿煤层发生的突出虽然次数少，但强度大。采煤工作面发生突出较少。

2.煤与瓦斯突出的前兆，a．声响预兆：煤体中发出闷雷声、爆竹声、机枪声、嗡嗡声，这些声响在许多地方统称为“煤炮”。

b．煤结构变化：煤质干燥，光泽暗淡，层理紊乱，煤尘增多

c．地压方面预兆：煤体和支架压力增大，煤壁移动加剧，煤壁向外鼓出，掉碴，煤块进出。

d. 瓦斯方面预兆：瓦斯增大或忽大忽小，打钻时顶钻或夹钻 e．其他预兆：煤壁和工作面温度降低，特殊气味等。 2、论述瓦斯爆炸的充要条件;

答：1.空气中瓦斯浓度达到一定范围，一般5%～16%；

2.要有温度为650～750℃的引爆火源，且存在的时间大于瓦斯的引火感应期； 3.瓦斯与空气的混合气体中氧含量不低于12%。 3、影响瓦斯爆炸界限的因素有哪些;如何有效避免瓦斯爆炸；

答：影响瓦斯爆炸界限的因素有：1.可燃性气体的混入；2.爆炸性煤尘的混入；3.惰性气体的混入；4.混合气体初始温度(即爆炸前混合气体温度)；5.瓦斯浓度与引火温度；6.混合气体的压力；7. 瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量 8.瓦斯的引火感应期 。 如何有效避免瓦斯爆炸：预防瓦斯爆炸就是要破坏其中的一个条件，使三个条件不能同时满足。应特别引起注意可燃性气体的混入。 作好防尘工作对防止瓦斯爆炸有着十分重要的意义。混入惰性气体降低瓦斯爆炸危险性；加强通风控制瓦斯浓度；为了安全，井下电气设备必须采用安全火花型或隔爆型，将电火花存在的时间控制在10-2~10-6s 内，电弧存在时间在10-4~1s 内。控制瓦斯爆炸其存在时间在感应期内。 矿尘的粒径、分散度和浓度。

粒径：矿尘颗粒大小的尺度称为粒径，其单位用微米（μm，1μm=10-6m ）表示。粗尘，粒径大于40μm，相当于一般筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降；细尘，粒径为10～40μm，肉眼可见，在静止空气中做加速沉降；微尘，粒径为0.25—10μm，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中做等速沉降；超微尘，粒径小于0.25μm，要用电子显微镜才能观察到，在空气中做扩散运动。

矿尘的分散度：在全部矿尘中各种粒径的尘粒所占的百分比叫做矿尘的分散度。矿尘分散度有两种表示方法：数量分散度，指各粒径区间尘粒的颗粒数占总额粒数的百分比；质量分散度，指各粒径区间尘粒的质量占总质量的百分比。粒级的划分是根据粒度大小和测试目的确定的，我国工矿企业将矿尘粒级划分为4级，小于2μm、2～5μm、5～10μm和大于10μm。 矿尘的浓度：在单位体积矿井空气中所含浮沉的数量叫做矿尘的浓度。矿尘浓度有两种表示方法：质量法 是指1m3空气中所含浮沉mg数，单位为mg/m3；数量法 是指1cm3空气中所含浮沉颗粒数，单位为粒/cm3 。 3、简述主要的矿井防尘技术？

答：综合防尘技术包括通风除尘、湿式作业、密闭抽陈、净化风流、泡沫除尘和个体防护等六个方面，并以风、水为主。

1.通风除尘通风除尘的作用。通风除尘是稀择和徘出工作地点悬浮粉尘，防止过量积累的有效措施。许多矿井的经验证明，搞好通风工作，是取得良好防尘效果的重要一环。 2.湿式作业。湿式凿岩；湿式钻眼；洒水除尘；喷雾捕捉浮尘；水炮泥和水封爆破；防尘供水。

3.密闭除尘就是把局部产尘点首先密闭起来，防止矿尘飞扬扩散，然后将矿尘抽到集尘器中，尘粒留在集尘器中，使得风流净化。

4.净化风流将井巷中含尘风流通过一定的设施或者设备，将粉尘捕获而净化风流的技术措施；水幕净化风流；湿式旋流除尘风机；旋流粉尘净化器。 5.泡沫除尘。泡沫的特性：高度的湿润性、隔绝性。泡沫除尘主要原理就是利用泡沫的特性，通过喷嘴，均匀的喷洒在发泡网络上形成薄膜，再经过风流的吹激，使每个网孔连续不断的

形成气、液两相的空气机械泡沫。气流把泡沫吹向尘源，泡沫将粉尘湿润和隔绝并沉积下来。（该措施对微细颗粒最有用）。优点：耗水量少（减少30~60%水耗）；除尘效率高（90~98%），使用地点：运输机转载点。

6.个体防护。口罩要求：呼吸阻力小；阻尘率高；害空间小；妨碍视野角度小；气密性号；佩带舒适。口罩类型简易式；复式；送风型；防尘帽。 6、简要介绍防治煤尘爆炸的技术措施。

答：1.减尘：煤层注水、采空区灌水预湿煤体； 2.降尘降低综采工作面浮尘； 3.消除落尘：清扫冲刷巷道； 4.防止煤尘引燃：同瓦斯爆炸与预防。 1 煤自燃的概念？

煤(尤其是煤化程度低的煤)在储存时与空气接触发生氧化，并放出热量，煤层温度升高，氧化作用愈加剧烈，最终发展成燃烧的现象。

3 煤自燃发展过程可分为哪几个阶段?煤自燃各阶段所具有哪些特性?

潜伏（自燃准备）期、自热阶段、自燃阶段。

在潜伏期：煤与氧的作用是以物理吸附为主，放热很小，无宏观效应；经过潜伏期后煤的燃点降低，表面的颜色变暗。

自热阶段：是煤氧化反应自动加速、氧化生成热量逐渐积累、温度自动升高的过程。其特点是：①氧化放热较大，煤温及其环境(风、水、煤壁)温度升高；②产生CO、CO2和碳氢类气体产物，并散发出煤油味和其他芳香气味；③有水蒸气生成，火源附近出现雾气，遇冷会在巷道壁面上凝结成水珠；④微观结构发生变化。

自燃阶段：煤温达到其自燃点后，若外界条件发生变化，温度将降下来，则进入风化状态，若能得到充分的供氧风，则发生燃烧，出现明火、烟雾、一氧化碳、二氧化碳以及各种可燃气体。

4 影响煤自燃倾向性的因素有哪些?

1） 煤的变质程度:煤化程度愈高的煤自燃倾向性愈小。但是决不能以煤的煤化程度作为判定自燃倾向性大小的唯一标志。煤化程度相同的煤有的具有自燃特性，有的就不自燃。 2） 煤的水份:一定含量的水份有利于煤的自燃，而湿度过大，则会抑制煤的自燃。

3） 煤岩成份:在组成煤炭的四种煤岩成份中，暗煤硬度也最大，占比重最大，难以自燃。镜煤与亮煤脆性大、易破裂，而且在其次生的裂隙中常常充填有黄铁矿，开采中局碎裂为微细的颗粒。细粒状的煤粒或黄铁矿都有较高的自燃性，因它的氧化接触面积大，着火温度低。丝煤结构松散，着火点温度低，仅为190－270℃，正是由于它的微孔松散结构决定了它的吸氧性能特强。

4） 煤的含硫量:对煤的自燃起主导作用的是硫化铁，它的比热小，它与煤吸附相同的氧量而温度的增值比煤大三倍，黄铁矿的分解产物氧化(Fe2O3)比煤的吸氧性更强，能将吸附的氧(O2)转让给煤粒使之发生自燃，所以认为黄铁矿对煤的自燃过程起加速的作用。 5） 煤的粒度:完整的煤体一般不会发生自燃，一旦受压破裂，呈破碎状态存在，其自燃性能将显著提高。这是因为破碎的煤炭不仅与氧相接触的表面积增大，而且着火温度明显降低。 6 煤自然发火期的概念？

从煤层被开采破碎接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升至燃点为止所经历时间，所经历的时间叫煤层的自然发火期，以月或天为单位。煤层的自然发火期取决于煤的内部结构和物理化学性质、被开采破坏后的堆积状态参数(分散度)、裂隙或空隙度、通风供氧、蓄热和散热等外部环境等因素。

7 煤自燃的早期征兆预测的方法有哪些？预报指标是什么？

主要包括：绝热测试法、着火点温度法、双氧水法（H2O2）、静态吸氧法、高温活化能法、差热分析法（DTA）、热重法（TG）、交叉点法（CPT）。

6 、何谓均压？根据均压作用的机理及使用条件不同，均压防灭火技术措施大体分为哪两种？实施均压防灭火的关键是什么？在确定采取均压方式前，必须掌握哪几个基本参数？ 所谓均压是指均衡漏风通道进出口两端的风压以杜绝或减少漏风风量的措施。

机理：均压是建立在科学合理风网关系基础上，在矿井主要通风机合理运行工况条件下，通过对井下风流的调整，改变有关巷道风压分布，均衡火区或采空区进、回风侧的风压差、减少和杜绝漏风，使火区内空气不产生流动和交换，断绝氧源，达到室息惰化火区或抑制煤炭自燃发火。

实施均压防灭火的关键是查清漏风通道和漏风量。必须掌握漏风通道、漏风方向、漏风风量。 均压防灭火技术的分类

1）开区均压:在生产工作面建立均压系统，以减少向其后部采空区漏风，抑制遗煤自燃，防止CO等有害气体超限聚积或向工作面涌出，从而保证工作面正常回采，称之为开区均压防火

2）闭区均压:在有可能发生煤炭自燃而已封闭的区域采取均压措施可以防止火灾的发生，在已经因火灾而封闭了的区域采取均压措施可以加速火区的熄灭，前者称闭区均压防火，后者称闭区均压灭火。

9 什么叫矿井外因火灾？

通常根据矿井火灾发火热源的不同，把诸如机电设备运转不良产生的电弧能、火花，运输机具的机械摩擦热和火药爆破以及使用电、火焊等明火引起的矿井火灾称为外因火灾，又称为外源火灾。

10 矿井外因火灾的防治对策有哪几种? 灾前对策有：

①防止失控的高温热源产生和存在。

②消除可燃物的存在，尽量不用或少用可燃材料，采用不燃或阻燃材料和设备，例如使用阻燃风筒、阻燃胶带，支架非木质化;

③安装可靠的保护设施，防止潜在热源转化为显热源产生机电火灾。例如，变电所安装过电流保护装置，防止电缆短路.

④防止摩擦引燃。胶带输送机应具有可靠的防打滑、防跑偏、超负荷保护和轴承温升控制等综合保护系统，防治电缆短路。

⑤ 防治高温热源和火花与可燃物的相互作用。在潜在高温热源与可燃物间留有一定的安全距离。

2）灾后对策

①有潜在高温热源的前后10 m范围内应使用不燃支架； ②划分火源危险区，在危险区的两端设防火门；

③在有发火危险的地方，设置报警、消防装置和设施； ④矿井必须设置地面消防水池，井下设置消防管路系统 ⑤在发火危险区内设避难硐室。

⑥主要通风机必须具有反风系统或设备，并保持状态良好

2)教育(Education)对策:知识、技术和态度教育 三个方面。

3)管理(法制(Enforcement))对策:制定各种规程、规范和标准，且强制性执行。

这三种对策简称“3E”对策。前两者是防火的基础，后者是防火的保证。如果片面地强调某一对策都不能收到满意的效果。 11矿井直接灭火法分哪几种？

直接灭火法主要有两种：清除可燃物和降低燃烧物温度；

1、详细说明矿井水的来源。

矿井水是地表水和地下水的统称。地表水包括江河、湖泊、池沼、水库、废弃的露天坑、塌陷坑积水、雨水、冰雪融化水。地下水包括含水层水、断层裂隙水和老空积水。 2、简述矿井地下水防治的主要措施。

防治水害的措施有底下的探、防、预先排水疏干，留防水隔离煤岩柱、注浆封堵、防水闸门截流，水害预防等这些可称之为“探、防、排、隔、堵、截、测”综合防治水害措施。

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