防治扬尘大气污染施工方案

篇2：防治巷道顶板泥化安全措施

我矿煤层顶板为具有高应力、节理化、遇水膨胀软化等物理特征的复合型岩层,岩性主要以泥岩、泥质页岩、粉砂岩为主。在顺槽掘进初期,巷道顶板完整性较好,后期由于顶板岩石应力重新分布加之受水泥化,出现顶板弯曲下沉、两帮外鼓等安全隐患,基本是前面掘进后面加强支护,严重影响巷道安全生产。现就防治煤层顶板泥化特制订如下安全技术措施。

一、采空区积水,导致下部相邻巷道顶板泥化

首采工作面走向长2100m,目前已回采1150m,在回采期间工作面走向1600m至开切眼,采空区涌水量较大,平均每天涌水400m3左右。目前由于顶板冒落,采空区积水无法正常自流外排。相邻NA1104工作面回风顺槽在掘进过程中可能受水浸泡,造成顶板泥化,原因是:

首采工作面直接顶一般为6-8m,多以泥岩和炭质泥岩为主,在工作面推进过程中随采随落,充填采空区。当泥岩受水浸泡,达到饱和,泥岩沉积在采空区下部,积水会沿着岩层倾向方向渗入煤层和煤层顶板泥岩中。NA1104工作面回风顺槽在掘进时与首采面皮带顺槽留设5m保护煤柱,距离较近,顶板泥岩受水浸泡可能发生泥化现象。

防范措施:

(一)疏放采空区积水,减小对岩层的浸泡;

(二)在NA1104工作面回风顺槽掘进期间,严格执行“有掘必探,先探后掘”的探放水原则。

二、湿试打眼,造成顶板泥化

煤层顶板泥岩受水易软化,在湿试打眼过程中多次注水冲刷锚索、锚杆孔,孔壁受水冲刷,造成的结果有:

(一)孔径比设计孔径大,锚固剂锚固段直径小于锚索孔、锚杆孔孔径,起不到原设计的效果;

(二)孔壁岩石遇水软化,硬度系数和岩性发生变化,岩石整体性和强度明显降低,支护效果降低。

防范措施:

(一)采用干式打眼,孔口风水联动喷雾降尘,严禁采用湿试打眼;

(二)建议采用注浆锚索、全长锚固。

三、抽水不及时,造成巷道两帮底部泥岩泥化

我矿煤层厚度变化较为频繁,掘进期间巷道高度大于煤层厚度的情况多有发生,并且在顺槽掘进期间均沿煤层顶板掘进,在煤层厚度较小时,巷道底部出现泥岩。当巷道抽水不及时,底部泥岩受水软化,巷道两帮支撑强度降低,导致巷道片帮或顶板冒落。

防范措施:

(一)严格按照设计开挖水沟,并保证水沟畅通,并根据实际,开挖截水沟,严禁巷道水随意流淌;

(二)及时排水,严禁巷道积水。

四、顶板淋水,造成巷道顶板泥化

黑眼泉煤矿煤层顶板有两层含水层,且均为若含水层,距煤层较近的含水层为第二层含水层,根据地质条件反应的煤层上浮岩石的性质得出,第二层含水层含水量更小。当施工锚索时,穿透泥岩隔水层,进入砂岩含水层或受巷道掘进影响顶板出现裂隙与含水层沟通时,巷道顶板会出现少许淋水,致使巷道顶板泥化。

防范措施:

(一)经查阅资料得知,一般在顶板淋水较大的泥岩围岩矿井,当巷道顶板与强含水层沟通时,巷道会发生大的变形,采取的办法主要为注浆堵水,加固巷道围岩,我矿均为若含水层,淋水较小,若要进行注浆堵水,投资太大。

(二)加强淋水巷道压力观测,对出现变形的巷道进行加强支护,主要倾向于点柱支护或梯形抬棚支护。

五、大气降水渗入井下、断层水致使巷道顶底板泥化

(一)我矿地处干旱荒漠区,大气降水甚微,并且蒸发量大,所以大气降水对矿井生产影响很小。

(二)矿井井田范围内断层较少,仅有一条较大的断层处在井田边界上,所以断层水对巷道掘进影响不大,但是在施工期间在接近断层时仍要坚持有掘必探、先探后掘的原则,防止断层水对巷道掘进的影响。

黑眼泉煤矿巷道顶板致灾隐患

一、NA1104工作面回风顺槽(即疏水巷对应工作面上巷)在掘进期间的顶板管理问题,顶板可能受水浸泡后软化,加上巷道距采空区较近,受采动影响巷道围岩破碎,给掘进造成安全隐患。

二、SA1102工作面下巷,顶板在浅部离层的影响下,在两帮出现的台阶下沉,给巷道的规格尺寸、运输、顶板管理造成极大威胁。

三、SA1102工作面开切眼在施工时倾向上坡度局部会较大,加之开切眼跨度大,给顶板管理造成一定困难,需讨论开切眼的支护与掘进方案。

四、疏水巷在封闭期间大部分巷道被水浸泡过,巷道围岩破碎,加之顶部(炭质泥岩)胶结程度差,与上浮泥岩呈不整合接触。当顶板遇少量淋水或巷道帮部受水浸泡后顶板浅部离层。加之我矿联网质量总体比较差,当顶部离层时拉破金属网出现漏顶。并且疏水巷的锚索梁的锚索孔孔径较大,顶板来压时会在锚索孔处拉断锚索梁,出现冒顶。

篇3：煤炭自燃机理防治措施

1煤的自燃机理

1.1概述

关于煤的自燃问题,长期以来,一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因,由于黄

铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量,在有水分参加的情况下,可以形成硫酸,它是很强的氧化剂,更加速煤的氧化,促进煤的自燃。

需要指出,有的含有黄铁矿的煤,虽然经过长斯放置,并不一定发生燃,而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此,煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气,使煤的组成物质氧化产生热量,再被水湿润,就放出更多的湿润热,也会加速煤的自燃。此外,煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级;煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙;煤层埋藏深度和煤层厚度;开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。

1.2煤自燃的不同阶段

(1)水吸附阶段。与其他阶段不同,这个阶段只是个物理过程,煤与氧不会发生反应,煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因,但他对煤自热,特别是低品级的煤自热有重要影响。当水被煤吸附时会放出大量热,即润湿热。所以,多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。

(2)化学吸附阶段。煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。该阶段的反应温度为环境温度至70℃。这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物,因而叫做化学吸附阶段。化学吸附阶段煤重略有增加,并产生气体,其中的co可作为标准气体,通过监测co浓度可对煤的自燃进行早期预报,化学吸附阶段需要少量水参加反应。根据煤的品级和类型不同,化学吸附的放热量在5.04~6.72j/g之间变化。若煤温达到70℃时会分解,煤重随之在幅度下降,甚至比原始煤重还要轻。煤中水汾的蒸发可带走一些热量,该过程产热量晨16.8~75.6j/g间变化。若煤氧化进行到这个阶段,想使其不自燃是非常困难的。

(4)煤氧复合物生成阶段。该阶段生成一种稳定的化合物,即煤氧复合物。其反应温度范围为150~230℃。产生的热量25.2~003.4j/g。这个阶段煤重又有所增加,煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。

(5)燃烧初始阶段。这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的过渡时期,煤温达230℃时,煤氧化可进行到个阶段。此时煤的反应热为42~243.6j/g。这些热量使煤迅速上升促进了煤的快速燃烧。

(6)快速燃烧阶段。这是煤自热的最后阶段,它描述了煤的实际燃烧过程。依氧气供应充足与否,这个阶段可能发生干馏、不完全燃烧或安全燃烧。如果燃烧充分,其反应热等于煤的发热值。

2煤的自热影响因素

2.1煤质

煤质本身对煤自热敏感性有显著的影响。

(1)煤的品级。煤的品级表明了煤的变质程度,常用挥发分含量和含煤量表示。品级低的纯煤自热热敏感性高,而且,随着煤的品能升高其自热敏感性下降。因而,干燥褐煤最易自热而无烟煤几乎不自热。但含有大最水分的褐煤较纯褐煤不易自燃。

(2)煤的水分含量。煤中水分的含量对煤的自燃性有很大影响。水分含量达饱和的煤,特别是在水分含量高的褐煤和次烟煤被开采和干燥前,煤体不再吸附水分,因而不能放出润湿热。煤氧化放出的热量通常使内在水分温度升高。另一方面,自热时的化学反应需要有少量的水分参加。低口级煤水分含量远远大于化学反应的需要量。因而,对低品级煤来说,水分实际上是煤自热的阻化剂。

(3)矿物质。煤中的矿物成分也叫灰分。它可与氧反应放热增加煤温,而且使煤分解以增加煤与空气接触的表面积,如黄铁矿,它可以吸收氧化反应放出的部分热量降低煤的氧化反应进程;煤的高灰分使单位质量的氧化热降低。

2.2开采和贮运的环境因素

环境因素对煤自热的影响为:可使煤的水分含量发生变化;改变煤氧接触条件:使生产成的热量扩散。可分为:

(1)地质因素。断层和裂隙有利于空气和水分与煤接触。因而散热没有明显增加,却增加了煤发生氧化的机会和水的吸附。也就是说断层和裂隙增加了煤自燃的危险性。埋藏深的煤层地面漏风较少。采空区遗煤(特别对于厚煤层)因不能完全回采而增中了煤的自燃危险性。

(2)开采因素。开采因素对煤自燃的影响主要有2个方面,即通风和煤破碎,没有通风或通风充分的地方,煤自燃的可能性较低。而通风不充分地方煤自燃的可能性较大。裂隙漏风是不充分漏分,它创造了煤进一步氧化的条件,而散热条件并未被改善。所以,任何漏风对煤炭自燃来说都是很危险的。

(3)贮运因素。在贮存和运输过程中,影响煤自燃的因素要为通风不充分和干燥的低品级煤因雨淋和喷洒水产生润湿热。

3煤炭自燃的综合防治措施

3.1煤层自燃的预测预报

(1)鉴于煤在低温氧化阶段产生co,因此,co是早期揭露火灾的敏感指标。在矿井的采煤工作面回风道、综掘煤巷等有自然发火的地点设置co传感器,若发现co浓度超限,便可采用便携式co检测仪追踪监测确定高温点。

(2)采用红外探测法判断高温点的位置,红外探测法其基本原理是,根据红外辐射场的理论,建立火源与火源温度场的对应关系,从而推断出火源点的位置。

(3)用钻孔测温辅助监测。对顶煤破碎或有自燃危险的地点,埋设测温探头,定期监测温度变化情况。

(4)加强漏风检测。定期采用示踪气体法,检查顺槽漏风量。对漏风集中的区域加强观测。

3.2预防措施

(1)均压通风控制漏风供氧。均压通风是控制煤层开采中采空区等漏风的有效措施。首先,要在保证冲淡ch4,风速,气温和人均风量的要求下,全面施行区域性均压通风,其调压措施包括单项调压和多项措施联合调压,具体实施中的形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。

(2)喷浆堵漏钻孔灌浆。对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆,是防止自然发火的2个有效措施。

(3)注凝胶防灭火。采用注凝胶技术处理高温点或自然发火是煤层开采中防灭火的重点措施,其方法是将凝胶注入高温点或火点的周围煤体中,其作用是既可以封堵漏风通道,又可以吸热降温。(陈宪)

篇4：井巷掘进爆破时有毒气体及防治措施

目前,在井巷的掘进与开挖中,钻眼爆破方法作为一种经济高效的施工手段,已经得到了非常广泛的应用。但是在井巷掘进爆破时,炸药爆炸生成的气体含有大量的有毒成份。由于井巷作业空间狭小,通风条件较差,容易造成有毒气体浓度超标,对施工人员的身体健康和安全生产构成严重威胁。据有关统计资料表明,在国内外的爆破工程中,炮烟中毒的死亡事故占整个爆破事故的28.3%。可见有毒气体是造成井下死亡事故的重要原因之一,必须对此予以足够重视。

1炮烟中有毒气体的主要成分及危害性

在炸药爆炸生成的炮烟中,有毒气体的主要成分为一氧化碳和氮氧化物。如果炸药中含有硫或硫化物时,爆炸过程中,还会生成硫化氢和亚硫酐等有毒气体。这些气体的危害性极大,当人体吸入一定量的有毒气体之后,轻则引起头痛、心悸、呕吐、四肢无力、昏厥、重则使人发生痉挛、呼吸停顿,甚至死亡。

炮烟中有毒气体的毒性,用空气中的危险浓度来表示如表1。

由表1可看出浓度越高,气体毒性越大。另外,有毒气体不仅对人体有害,而且某些有毒气体对煤矿井下瓦斯能起到催爆作用(如氧化氮)或引起二次火焰(如一氧化碳),尤其是在高瓦斯矿井中,易造成灾难性事故。因此对井巷掘进爆破过程中的有毒气体,必须采取有效的防治措施,以防止安全事故的发生。

表1有毒气体空气中的危险浓度

有毒气体

各种气体危险浓度(mg/l)

吸入数小吸入1小吸入0.5~吸入数分

时将引起时后将引1小时就会钟会死亡

轻微中毒起严重中毒有致命危险

一氧化碳0.1~0.21.5~1.61.6~2.35

氧化氮0.07~0.20.2~0.40.4~1.01.5

硫化氢0.01~0.20.25~0.40.5~1.01.2

亚硫酐0.0250.06~0.261.0~1.05—

2炸药爆炸时产生有毒气体的主要原因

2.1炸药的氧平衡

在井巷掘进爆破进程中,一般使用混合炸药,主要组成元素是碳、氢、氧、氮(某些

炸药含有氯,硫,金属及其盐类),其中非爆炸性氧化剂分子或富有氧元素的炸药分子为氧化剂,而非爆炸性可燃剂分子或富有碳、氢元素的炸药分子为燃料,混合炸药爆炸的实质是氧化剂和燃料发生高速化学反应的过程。炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系称为氧平衡关系。如果所选炸药中的含氧量恰好能满足可燃元素充分氧化所需氧量(即零氧平衡),此时,氧和可燃元素可以得到充分利用,从理论上讲,炸药爆炸不会产生有毒气体。如果所选炸药为负氧平衡炸药(炸药中含氧量不足),将会产生可燃性的一氧化碳有毒气体。如果所选炸药为正氧平衡炸药(炸药中的含氧量超过可燃元素充分氧化所需的耗氧量),多余的氧在爆炸过程中(高温、高压)与氮发生化学反应,生成氮氧化物有毒气体。

2.2炸药爆炸反应的完全程度

炸药反应的完全程度与炸药组成、成份性质、炸药密度、粒度、装药直径、起爆冲能

的大小等诸多因素有关。例如:当炸药组成相同时,粒度越小,混合起均匀,反应就越完全,有毒气体生产量就越小;

2.3周围介质的作用

某些矿物介质可与爆炸产物起化学反应,或者对爆炸产物的二次反应起到催化作用,

使有毒气体含量增大。例如在一定条件下,煤可以还原爆炸产物中的二氧化碳为一氧化碳有毒气体。爆炸作用时,含硫的矿石可生成硫的氧化物或硫化氢有毒气体。当周围介质温度较低时,浆状炸药在低温情况下也常出现不完全爆炸或爆轰中断现象,使有毒气体含量大大增加。

3有毒气体的防治措施

3.1优选炸药品种和严格控制一次起爆药量

在井巷爆破掘进过程中,应根据工作面的实际情况,选用炸药品种。如工作面积水时,应选用抗水型炸药,否则因炸药受潮而影响爆轰稳定传播而产生大量有毒气体。对于低温冻结井施工,应选用防冻型炸药,否则炸药也会因不完全爆炸或爆轰中断,产生大量有毒气体。爆破产生的有毒气体量与炸药用量成正比,严格控制起爆药量,可以有效地降低爆破有毒气体生成量。

3.2控制炸药的外壳材料重量

为了防潮,粉状炸药通常采用涂蜡纸壳包卷,由于纸和蜡均为可燃物质,夺取炸药中

的氧,易使炸药在爆炸时成分负氧平衡反应。在氧量不充裕的情况下,将会产生较多一氧化碳气体,因此,限定每100g炸药的纸壳重量和涂蜡量分别不超过2g和2.5g。

3.3保证炮孔堵塞长度和堵塞质量

保证炮孔堵塞长度和堵塞质量,能够使炸药发生爆炸时,介质在碎裂之前,装药孔洞

内保持高温、高压状态,有利于炸药充分反应,减少有毒气体生成量。而且足够的堵塞长度和良好的堵塞质量,还会减少未反应或反应不充分的炸药颗粒从装药表面抛出反应区,也会降低空气中的有毒气体含量。

3.4采用水封爆破或放炮喷雾

炸药爆炸时会形成高温高压环境,水封爆破时产生的水雾,在高温高压下与一氧化碳

发生反应生成二氧化碳和氢气,可以有效地降低炮烟中的一氧化碳浓度。由于爆破产生的某些有毒气体易溶于水,因此在放炮时,采用自动喷雾设施进行喷雾,既能起到降尘作用,又能有效地减少有毒气体含量,使炮烟毒性降低。

3.5采用反向起爆方式

采用反向起爆方式时,炮泥开始运动的时间比正向起爆推迟,间接地起到了增加炮孔堵塞长度的效果,使炸药反应完全程度提高,从而降低有毒气体生成量。

(曹孝君毛刚)

篇5：炮掘工作面瓦斯涌出规律防治措施

1概况

徐州矿务集团有限公司某矿9441运输巷掘进工作面使用28kw局部通风机、φ500mm风筒供风,工作面循环进尺1.5m,全断面一次放炮,每班3~4循环。工作面施工50m后,供风距离为600m,风筒出口风量为110m3/min,此时放炮后10min,回风流中瓦斯浓度达到2%,40min后才降到1%以下。经更换2×15kw对旋式局部通风机并使用φ800mm风筒,加大该工作面的供风量至180m3/min后,工作面放炮后大约经30min后回风流中瓦斯浓度才降到1%以下,严重影响了工作面的正常施工。为此,通过实测不同循环进尺时的瓦斯涌出量,得出了该工作面的瓦斯涌出规律,并采取了有效的防治措施,保证了该工作面的安全施工。

2掘进面瓦斯涌出规律

2.1瓦斯涌出量测定

该炮掘工作面经改善了局部通风后,供风距离缩短至450m,风筒出口风量增到275m3/min。分别实测了两种放炮进尺条件下的瓦斯涌出情况。由于放炮后瓦斯浓度达最高的时间很短(两种情况下测定分别为2.5min和7.5min),所以在这个时段的瓦斯变化规律可近似看作是线性变化的,应主要研究最高瓦斯浓度以后的逐渐衰减的瓦斯变化规律。

全断面一次放炮及循环进尺1.0m时,放炮前回风流瓦斯浓度0.14%,全断面一次放炮及循环进尺1.5m时,放炮前回风流中的瓦斯浓度为0.18%。对全断面一次放炮两种情况分别实测24组和15组数据,其瓦斯浓度分别由2.14%、2.4%降到0.4%、0.6%。所用时间分别为25.5min、19.5min而降到安全作业浓度1%的时间分别为16min、10min。

2.2测定结果分析

放炮后工作面的瓦期涌出总量(两种情况分别为y1和y2)是放炮后至瓦斯浓度最高这段时间内的瓦斯涌出量(两种情况分别y11和y21)与瓦斯浓度从最高降至放炮前正常的瓦斯浓度为止这段时间内的瓦斯涌出量(两种情况分别为y12和y22)之和。

由式(1)、式(2)可得放炮后瓦斯浓度降至放炮前的0.14%、0.18%所需时间分别为97.88min、146.1min。因此可得:

两种情况下平均每分钟的瓦期涌出量p1、p2分别为:

p1=126.53/97.88=1.29m3/min

p2=161.83/146.1=1.11m3/min

同理,可知放炮后瓦斯浓度从最高降至1%这段时间内平均每分钟的瓦斯涌出量p1(1%)、p2(1%)分别为:

根据江苏省煤矿安全监察局关于“绝对瓦斯涌出量大于3m3/min的采煤工作面和绝对瓦斯涌出量大于0.6m3/min的掘进工作面,一律按高瓦斯工作面管理”的要求,9441运输巷掘进工作面必须按高瓦斯工作面管理。

综上分析可知,掘进工作面放炮后的瓦斯浓度q在短时间内即可达到最高(这段时间的瓦斯涌出可近似看作线性变化),然后随时间t的变化符合负指数衰减规律,即q=atb。其中a<0、b<0,随工作面风量q、循环进尺及工作面地质条件的变化而变化。循环进尺高、工作面有储瓦斯地质构造时,工作面的瓦斯涌出量必然大,要求用较大风量稀释瓦斯。因此在做好局部通风的同时,必须控制放炮量,选择合理的循环进尺。

3瓦斯治理措施

根据以上分析,经采取以下措施后,较好地保证了该工作面安全施工到结束位置。

(1)加强局部通风管理。实测结束后至工作面完成施工的整个掘进过程中保证工作面风筒出口风量在180m3/min以上。

(2)严格放炮管理。必须使用乳胶炸药和瞬发电雷管,采用正向装药,封孔及水炮泥的使用要符合《煤矿安全规程》要求。

(3)坚持“有疑必探”的原则。如遇瓦斯异常,执行“两班掘进,一班探疑”的工作制度,在工作面向前方打4~6个探眼,眼深3m,探明前方地质构造。

(4)控制循环进尺。正常情况下,每次放炮的进尺为2棚1.5m,全断面一次起爆,如遇断层等构造时,每次放炮进尺为1棚0.75m,全断面一次起爆。

(5)加强该地区机电设备管理,消灭电器设备失爆现象。

(6)加强瓦斯监测。按高瓦斯管理要求在规定位置安设瓦斯报警断电仪,保证正常使用。

(7)严格执行“一炮三检”和“三人连锁放炮制”。放炮前必须切断该工作面的电源,放炮后必须经瓦斯员检查该工作面瓦期浓度符合《煤矿安全规程》要求后才可接通电源。

(8)加强工作面的防尘工作。放炮前后必须洒水防尘,并使用好该工作面的转载点喷雾和净化水幕。

(毕德纯倪文耀)