煤與瓦斯突出事故隱患及應急處理措施

煤與瓦斯突出事故隱患及應急處理措施

煤礦在生產過程中，大量的煤和瓦斯突然拋向采掘空間，且伴隨著強烈的動力和聲響的現(xiàn)象，稱為煤與瓦斯突出。井下發(fā)生突出時，煤流埋人，造成人員窒息死亡；突出時的動力，能摧毀巷道、通風設施、機械設備、破壞通風系統(tǒng)，造成災害擴大；甚至能引起火災或瓦斯爆炸。它是礦井最嚴重的災害之一。

煤與瓦斯突出的一般規(guī)律
煤與瓦斯突出多數(shù)發(fā)生在采、掘工作面，其中大多數(shù)發(fā)生在掘進工作面。
隨著開采深度的增加，突出的強度增大、突出的次數(shù)增多、突出的層數(shù)增加、突出的危險性增大。
突出的次數(shù)和強度隨著瓦斯壓力的升高而升高。
煤的結構變化大、透氣性差、瓦斯擴散速率大、煤的濕度小容易發(fā)生突出。
有構造殘余應力的地方，煤體強度變形能量大，容易突出。如：斷層帶、破碎帶、火成巖侵入帶、煤層厚度變化帶、褶曲地點和煤層傾角變化地點都是容易發(fā)生突出的地方。
有外力激發(fā)容易發(fā)生突出。如：放炮、打眼、沖孔等都容易透發(fā)突出。
突出大多伴有預兆，石門突出多伴無聲預兆。
突出危險性隨著硬而厚的圍巖存在而增高。
煤與瓦斯突出的預兆
絕大多數(shù)的煤與瓦斯突出，在突出前都伴有預兆，沒有預兆的突出是極少數(shù)。
有聲預兆：由于各礦區(qū)、各采掘工作面的地質條件、采掘方法、瓦斯大小及煤質特征等的不同，所以預兆聲音的大小、間隔時間、煤體深處發(fā)出的響聲種類也不同。有的象炒豆似的劈劈叭叭聲。有的象鞭炮聲，有的象機槍連射聲，有的似跑車樣的悶雷聲、嘈雜聲、嗡嗡聲以及氣體穿過含水裂縫時的吱吱聲等。
無聲預兆：煤層結構構造方面的表現(xiàn)：煤層層理紊亂，煤變軟、變暗淡、無光澤，煤層干燥和煤塵增大，煤層受擠壓褶曲、變粉碎、厚度變大，傾角變陡；地壓顯現(xiàn)方面的表現(xiàn)：壓力增大使支架變形，煤壁外鼓、片幫、掉碴，頂板出現(xiàn)冒頂、斷裂，底板出現(xiàn)鼓起，炮眼變形裝不進藥，打鉆夾鉆、頂鉆等；其它方面的表現(xiàn)：瓦斯涌出異常、忽大忽小，煤塵增大，空氣氣味異常、悶人，煤溫或氣溫降低或升高。
上述突出的預兆并非每次突出時都同時出現(xiàn)，而僅僅是出現(xiàn)一種或幾種。
《煤礦安全規(guī)程》對采掘工作面防突的規(guī)定
礦井在采掘過程中，只要發(fā)生過1次煤（巖）與瓦斯突出，該礦井即為突出礦井，發(fā)生過突出的煤層即為突出煤層。突出礦井及突出煤層的確定，由煤礦企業(yè)提出報告，經國家煤礦安全監(jiān)察局授權單位鑒定，報?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）煤炭管理部門審批，并報省級煤礦安全監(jiān)察機構備案。
開采突出煤層時，必須采取突出危險性預測、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗、安全防護措施等綜合防治突出措施。
開采突出煤層時，每個采掘工作面的專職瓦斯檢查工，必須隨時檢查瓦斯，掌握突出預兆，當發(fā)現(xiàn)有突出預兆時，瓦斯檢查工有權停止工作面作業(yè)，并協(xié)助班組長立即組織人員按避災路線撤出，報告礦調度室。
有突出危險的采掘工作面爆破落煤前，所有不裝藥的炮眼、孔都應用不燃性材料充填，充填深度不小于孔深度的1.5倍。
井巷揭穿煤層和在突出煤層中進行采掘作業(yè)時，必須采取震動爆破、避難硐室、反向風門、壓風自救系統(tǒng)等安全防護措施。
預防煤與瓦斯突出的主要措施
區(qū)域性防突措施
開采保護層、預抽煤層瓦斯和煤層注水是區(qū)域防突的主要措施。
開采保護層
在突出礦井中，在煤層群中首先開采的，并能使相鄰的突出煤層消除突出危險的煤層叫保護層，開采保護層是防治煤與瓦斯突出最有效、最經濟的措施之一。
預抽突出煤層瓦斯
開采保護層時，已有瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，應同時抽放被保護層的瓦斯。單一煤層和無保護層可采的突出危險煤層，經試驗預抽瓦斯有效果時，也必須采用抽放瓦斯的措施。
突出煤層注水
煤體注水不僅可以預防煤與瓦斯突出，也可以減少開采過程中粉塵的產生和飛揚。當水中加入一些阻化劑時，還可以防止煤炭自燃。
局部防突措施
1、石門揭煤防治突出措施
石門和其他巖石井巷揭穿突出危險煤層時的防突措施中，除抽放瓦斯外，還有超前排放鉆孔、水力沖孔、水力沖刷、金屬骨架和震動放炮等。
（1）水力沖孔。當石門揭煤打鉆出現(xiàn)噴煤、噴瓦斯的自噴現(xiàn)象時，可采用水力沖孔措施進行揭煤。水力沖孔要求石門沖出的總煤量（噸）數(shù)量上不小于煤層厚度（米）的20倍。
（2）水力沖刷。水力沖刷是利用高壓水力沖刷石門工作面前方煤體，形成超前孔洞，使煤體得到卸壓和排放瓦斯以消除石門揭煤時的突出危險性。要注意的是沖刷出的煤和瓦斯就地排放，形成了工作地點不安全環(huán)境。
（3）超前排放鉆孔。超前排放鉆孔是在石門掘至離煤層垂距5~8米處向突出危險煤層沿傾斜和走向均勻地布置2~3圈鉆孔，控制范圍達到石門周邊外3~5米，形成足夠的卸壓和排放瓦斯范圍，在設計要求的范圍內，瓦斯壓力全部降到0.74兆帕以下。這一措施適用于不同厚度和傾角的突出煤層，對于瓦斯壓力較高的煤層，也有較好的防突效果。
（3）金屬骨架。金屬骨架是用于石門揭煤的一種超前支架。在距煤層2~3米時，在工作面上部和兩側周邊打鉆孔，鉆孔要穿透煤層全厚并進入巖層0.5米，單排孔間距一般不大于0.2米，雙排孔間距一般不大于0.3米，然后在鉆孔中插入長度大于孔深0.5米以上的鋼管或鋼軌，將其尾部固定架牢，形成一個整體防護架。
金屬骨架措施的防突作用：一是鉆孔卸壓；二是鉆孔排放瓦斯；三是保護煤體。主要作用是保護煤體，增大突出的阻力。
2、煤巷掘進工作面防治突出措施
在有突出危險的煤層中掘進巷道，可以采用預抽瓦斯、水力沖孔、超前鉆孔、深孔松動爆破、深孔控制卸壓爆破、卸壓槽和前探支架等防治突出措施。
（1）超前鉆孔（包括大直徑鉆孔）。適用于煤層透氣性較好、鉆孔的有效影響半徑大于0.7米、煤質稍硬的突出煤層。鉆孔長度不得小于10米，鉆孔超前掘進工作面的距離不得小于5米。排放鉆孔的控制范圍，應包括巷道斷面和巷道斷面輪廓線外四周不小于2米的范圍。超前鉆孔的直徑一般為75~120毫米，地質條件變化劇烈地帶也在采用42毫米直徑的鉆孔。
（2）深孔松動爆破。深孔松動爆破是在工作面前方打若干個一定深度的炮眼，通過爆破使周圍煤體破碎、使應力集中帶向煤體深部推移，達到卸壓和排放瓦斯的作用。該措施適用于煤質較硬、突出強度較小的煤層。深孔松動爆破的孔徑為42毫米，孔長不得小于8米，超前距不得小于5米。深孔松動爆破應控制到巷道輪廓線外1.5~2米的范圍。
（3）深孔控制卸壓爆破。與一般深孔松動爆破相比，深孔控制卸壓爆破有兩個特點：一是將爆破孔長度由8~10米增加到20~25米；二是在爆破孔附近打了不裝藥的控制孔，以增大卸壓和排放瓦斯的效果。
（4）卸壓槽。沿巷道兩幫預先切割出一定寬度的縫槽，保持一定的超前距，使前方一段距離內的煤體與煤層母體部分脫離。在卸壓槽的保護范圍內掘進，可以避免突出或沖擊地壓的發(fā)生。
（5）前探支架。前探支架一般是向工作面前方打鉆孔，孔內插入鋼管或鋼軌，其長度為兩次掘進長度再加0.5米。掘進每循環(huán)一次，打一排鉆孔，形成兩排鉆孔交替前進，鉆孔間距為0.2~0.3米。
3、采煤工作面防治突出措施
對于有突出危險的采煤工作面，防治突出應以區(qū)域性措施為主，當未采取區(qū)域防突措施時在區(qū)域防突措施失效的區(qū)段，可采用排放鉆孔、松動爆破、注水濕潤煤體、大直徑鉆孔、預抽瓦斯等局部防治突出措施，并應盡可能地采用刨煤機或淺截深滾筒式采煤機采煤。
安全防護措施
包括石門揭穿煤層時的震動放炮、采掘工作面的遠距離放炮、擋攔、反向風門、自救器、避難所和壓風自救系統(tǒng)等安全防護措施。
1、震動放炮
震動性放炮的主要實質是一種誘導突出的安全措施，在突出危險煤層厚度小于0.3米或瓦斯壓力小于0.74兆帕的煤層中，可采用震動放炮揭穿煤層。震動放炮必須有獨立的回風系統(tǒng)。其進風側應設置兩道堅固反向風門，回風系統(tǒng)嚴禁人員通行或作業(yè)。如果震動放炮未能一次揭穿煤層，在掘進剩余部分時，仍必須采取預防突出措施。
2、遠距離放炮
在有突出危險的采掘工作面采用放炮作業(yè)時，必須采用遠距離放炮。遠距離放炮的操縱地點應設在進風側反向風門之外或避難所內，距工作面的距離根據現(xiàn)場實際情況而定，但不得小300米。遠距離放炮時，放炮工操縱放炮的地點，應配備壓風自救系統(tǒng)或隔離式自救器?；仫L系統(tǒng)的采掘工作面以及有人作業(yè)的地點，都必須停電撤人，放炮30分鐘后，方可進入工作面檢查。
3、擋攔設施
突出危險區(qū)設置反向風門，應遵守下列規(guī)定：
（1）反向風門必須設在石門掘進工作面的進風側，以防止突出時的瓦斯進入進風系統(tǒng)。
（2）反向風門必須牢固，并須設兩道。風門墻垛可用磚或混凝土砌筑，嵌入巷道周邊巖石的深度可根據巖石性質確定，但不得少于0.2米，墻垛厚度不得少于0.8米。門框和門扇可采用堅實的木質結構，門框厚度不得小于100毫米，門扇厚度不得小于50毫米，兩道風門之間的距離不得小于4米。
（3）放炮時反向風門必須關閉，對通過門垛的風筒，必須設有隔斷裝置。放炮后，礦山救護隊有關人員進入檢查時，必須把風門打開頂牢。
（4）反向風門距工作面的距離和反向風門的組數(shù)，應根據掘進工作面的通風系統(tǒng)和石門揭穿突出煤層時預計的突出強度確定。
5、自救器
進入有突出危險采掘工作面的工作人員，必須佩戴隔離式自救器，每天下井前與升井后必須對自救器進行稱重和氣密性檢查，以保持性能良好。
6、井下避難所和壓風自救系統(tǒng)
突出危險礦井應在井下設避難所或壓風自救系統(tǒng)，根據具體情況，可設置其中一種或混合設置，并要符合下列要求。
（1）井下避難所：
①避難所應在采掘工作面附近和放炮的地點，避難所的數(shù)量及其距采掘工作面的距離，應根據具體條件確定。
②避難所必須設向外開啟的嚴密的隔離門，室內凈高不得低于2米，長度和寬度應根據同時避難的最多人數(shù)確定，但每人占用面積不得少于0.5平方米，避難所內支護必須保護良好，并設有與礦（井）調度室直通的電話。
③避難所內必須設有供給空氣的設施，每人供風量不得少于0.3立方米／分鐘。如果用壓縮空氣供風時，應有減壓裝置和帶有閥門控制的呼吸嘴。
④避難所內應根據避難最多人數(shù)，配備足夠數(shù)量的隔離式自救器。
（2）壓風自救系統(tǒng)：
①壓風自救系統(tǒng)安設在井下壓縮空氣管路上。
②壓風自救系統(tǒng)應設置在距采掘工作面25~40米的巷道內、放炮地點、撤離人員與警戒人員所在位置以及回風巷有人作業(yè)處。長距離的掘進巷道中，應每隔50米設置一組壓風自救系統(tǒng)。
③每組壓風自救系統(tǒng)一般可供5至8人用，壓縮空氣供給量不得少于0.1立方米／分鐘。
發(fā)現(xiàn)突出預兆后現(xiàn)場人員的避災措施
（1）礦工在采煤工作面發(fā)現(xiàn)有突出預兆時，要以最快的速度通知人員迅速向進風側撤離。撤離中快速打開隔離式自救器并佩戴好，迎著新鮮風流繼續(xù)外撤。如果距離新鮮風流太遠時，應首先到避難所或利用壓風自救系統(tǒng)進行自救。
（2）掘進工作面發(fā)現(xiàn)煤和瓦斯突出的預兆時，必須向外迅速撤至反向風門之外，之后把反向風門關好，然后繼續(xù)外撤。如自救器發(fā)生故障或佩戴自救器不能安全到達新鮮風流時，應在撤出途中到避難所或利用壓風自救系統(tǒng)進行自救，等待救護隊援救。
發(fā)生突出事故后現(xiàn)場人員的避災措施
在有煤也瓦斯突出危險的礦井，礦工要把自己的隔離式自救器帶在身上，一旦發(fā)生煤與瓦斯突出事故，立即打開外殼佩戴好，迅速外撤。
礦工在撤退途中，如果退路被堵或自救器有效時間不夠，可到礦井專門設置的井下避難所或壓風自救裝置處暫避，也可尋找有壓縮空氣管路的巷道、硐室躲避。這時要把管子的螺釘接頭卸開，形成正壓通風，延長避難時間，并設法與外界保持聯(lián)系。



第三節(jié) 水災事故隱患及應急處理措施

礦井水災的類型及易發(fā)生突水事故的地點
礦井水災的類型
造成礦井水災的水源有大氣降水、地表水、地下水和老窯水。多數(shù)礦井水害往往由2——3種水源造成的。礦井水害可分為地表水害、老窯水水害、松散孔隙水水害、煤層頂板水水害、煤層底板水水害。
易發(fā)生突水事故的地點
礦井涌水所造成 的類井水災，通常稱為突水或透水。礦井突水的條件是必須具有涌水水源和涌水通道。因此，容易發(fā)生突水的地點有：
接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰近煤礦的地點。
接近含水層、導水斷層、溶洞和導水陷落柱的地點。
打開隔離煤柱放水的地點。
接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶的地點。
接近有出水可能的鉆孔的地點。
接近有水的灌漿區(qū)的地點。
接近其他可能出水地區(qū)的地點。
礦井發(fā)生透水前的預兆
一般 說來，礦井透水前主要有幾種預兆：
掛汗。積水區(qū)的水，在自身壓力作用下，通過煤巖裂隙而在采掘工作面的煤巖壁上聚積成許多水珠的現(xiàn)象，叫掛汗。井下空氣中的水分遇低溫的物體，有時也可能積成水珠，這是假象。區(qū)別真假掛汗的方法是，仔細觀察新暴露的煤壁面上是否潮濕，若潮濕是透水預兆。
掛紅。礦井水中含有鐵的氧化物，在它通過煤巖裂隙而滲透到采掘工作面的煤巖體表面時，會呈現(xiàn)暗紅色水銹，這種現(xiàn)象叫掛紅。掛紅是一種出水信號。
水叫。含水層或積水區(qū)內的高壓水，向煤壁裂隙擠壓時，與兩壁摩擦會發(fā)出“嘶嘶”叫聲，這就說明采掘工作面距積水區(qū)或其他水源已經很近了，若是煤巷掘進，則透水即將發(fā)生，這時必須立即發(fā)出警報，撤出所有受水威脅的人員。
空氣變冷。采掘工作面接近積水區(qū)域時，空氣溫度會下降，煤壁發(fā)涼，人一進入工作面就會有涼爽、陰冷的感覺；但應注意，受地熱影響較大的礦井地下水的溫度偏高，當采掘工作面接近積水區(qū)時，氣溫反而升高。
出現(xiàn)霧氣。當采掘工作面氣溫較高時，從煤壁滲出的積水，就會被蒸發(fā)而形成霧氣。
頂板淋水增大。
頂板來壓，底板鼓起。
水色發(fā)渾，有臭味。
采掘工作面有害氣體增加，積水區(qū)向外散發(fā)出瓦斯、二氧化碳和硫化氫等有害氣體。
裂隙出現(xiàn)滲水。如果出水清凈，則離積水區(qū)較遠；若渾濁，則離積水區(qū)已近。
由于礦井水的來源不同，發(fā)生透水前的預兆各有特點：
老空水透水預兆。由于老空水積存時間長，水量補給較差，故稱“死水”。老空水透水預兆有掛紅，酸性大，水味發(fā)澀的特點。
溶洞水透水預兆。由于洞內積水長期侵蝕溶巖，所以，水多呈灰色或灰黃色，帶有臭味，有時也有掛紅現(xiàn)象。另外，當采掘工作面接近石灰?guī)r溶洞水時，可能出現(xiàn)頂?shù)啄Ｊ椒磥韷骸⒘严逗椭C滲水的現(xiàn)象。
斷層水透水預兆。斷層破碎帶中的地下水一般是流動的，補給較充分，故稱“活水”。所以，很少出現(xiàn)掛紅現(xiàn)象，水無澀味而發(fā)甜；在巖巷中遇到或接近斷層水時，有時在巖縫中可見到淤泥，水較渾濁多呈黃色。另外，當采掘工作面接近含水的斷層破碎帶時，會出現(xiàn)來壓，淋水增大等現(xiàn)象。
沖積層水透水預兆。淺部掘進井筒常遇到沖積層水，采空區(qū)頂板冒落，裂縫溝通沖積層時，也會遇到沖積層水。沖積層水透水的特點是，開始水量較少，呈黃色，并夾有砂子，以后便急劇增大。
防治礦井水災的主要措施
防治水害的措施可歸納為“查、探、放、排、堵、截”六個字。
查：查明礦區(qū)和礦井的水文地質條件，加強水害預測，制定并實施防治水規(guī)劃。
探：“有疑必探、先探后掘”。遇到下列情況之一，必須確定探水線進行探水：
接近水淹或積水的井巷、老空或相鄰煤礦時。
接近含水層、導水斷層、溶洞和導水陷落柱時。
打開隔離煤柱放水時。
接近可能有河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時。
接近有出水可能的鉆孔時。
接近有水的灌漿區(qū)時。
接近其他可能出水地區(qū)時。
經探水確認無突水危險后，方可前進。
放：將威脅性水源采用打鉆抽水、井下疏水巷道疏水、井下鉆孔疏水、立井泄放水等方法，全部或部分疏放掉。是消除水患的主要措施之一。
截：利用水閘墻、水閘門和防水煤（巖）柱等物體，臨時或永久地截住涌水，將采掘區(qū)與水源隔離，使某一地點突水不致危及其他地區(qū)，是減輕水災危害的重要措施。
堵：是將水泥砂漿或化學漿堵水材料通過鉆孔注入到滲水的地層裂隙、溶洞、斷層破碎帶，使其凝固硬化，將裂隙、裂縫和溶洞充填，達到堵水的目的，是防治水災的重要措施之一。
排：為防止礦井水災，礦井必須按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定建立有效的排水系統(tǒng)。
煤礦地上井下的防治水的設備設施，如水泵、水管、水倉、防水煤（巖）柱、防水閘門、水閘墻以及疏水渠道等，對防治礦井水害十分重要，煤礦職工要愛護，發(fā)現(xiàn)問題要及時報告或采取相應措施。
礦井發(fā)生透水事故的處理措施及注意事項
發(fā)生透水事故的處理措施
采掘工作面或其他作業(yè)地點發(fā)現(xiàn)有突水預兆時，必須發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。
最先發(fā)現(xiàn)透水的現(xiàn)場工作人員一方面報告礦調度室，另一方面迅速組織搶救。打木垛或用密集柱，堵住出水點，防止事故繼續(xù)擴大；水勢猛來不及進行加固時，人員應向高處撤退，安全出井。
井下突然突水，破壞了巷道中的照明和避災路線上的指示牌，人員一旦迷失方向，必須朝著有風流通過而又能通達地面的上山巷道方向撤退，切勿進入下山獨頭巷道。
透水后現(xiàn)場人員撤退時的注意事項
透水后，應在可能的情況下迅速觀察和判斷透水的地點、水源、涌水量、發(fā)生原因、程度等情況，根據災害預防和處理計劃中規(guī)定的撤退路線，迅速撤退到透水地點以上的水平，而不能進入透水點附近及下方的獨頭巷道。
行進中，應靠近巷道的一側，抓牢支架或固定物體，盡量避開壓力水頭和泄水流，并注意防止被水中流動的矸石和木料撞傷。
如透水破壞了巷道中的照明和路標，迷失行進方向時，遇險人員應朝著有風流通過的上山巷道方向撤退。
在撤退沿途和所經過的巷道交叉口，應留設指示行進方向的明顯標志，以提示救護人員的注意。
人員撤退到堅井，需從梯子間上去時，應遵守秩序，禁止慌亂和爭搶。行動中手要抓牢，腳要蹬穩(wěn)，切實注意自己和他人的安全。
如唯一的出口被水封堵無法撤退時，應有組織地在獨頭工作面躲避，等待救護人員營救。嚴禁盲目潛水逃生等冒險行為。
透水后被圍困時的避災自救措施
當現(xiàn)場人員被涌水圍困無法退出時，應迅速進入預先筑好的避難硐室中避災，或選擇合適地點快速建筑臨時避難硐室避災。迫不得已時，可爬上巷道中高冒空間待救。如系老窯透水，則須在避難硐室處建臨時擋墻或吊掛風簾，防止被涌出的有毒有害氣體傷害。進入避難硐室前，應在硐室外留設明顯標志。
在避災期間，遇險礦工要有良好的精神心理狀態(tài)，情緒安定、自信樂觀、意志堅強。要作好長時間避災的準備，除輪流擔任崗哨觀察水情的人員外，其余人員均應靜臥，以減少體力和空氣消耗。
避災時，應用敲擊的方法有規(guī)律、不間斷地發(fā)出呼救信號，向營救人員指示躲避處的位置。
被困期間斷絕食物后，即使在饑餓難忍的情況下，也應努力克制自己，決不嚼食雜物充饑。需要飲用井下水時，應選擇適宜的水源，并用紗布或衣服過濾。
長時間被困井下，發(fā)覺救護人員到來營救時，避災人員不可過渡興奮和慌亂，以防發(fā)生意外。