防止突出灾害扩大安全防护措施
一、?压风自救系统
压风自救系统是利用压风管路向遇险员工供给压缩空气的自救系统。由于巷道压缩空气具有较高的压力和流量,不能直接用于呼吸,必须经过减压、节流使其达到适宜人体呼吸的压力和流量值,并同时解决消声(由于减压引起)和空气净化问题。通过可调式声流阀调节节流面积,以适应不同供风压力下的流量要求,按健康人在静止状态吸气20L/min,在剧烈运动和紧张状态下吸气60~80L/min的标准,确定压风自救装置的供风量应大于等于100L/min。
气阀将压风直接排向大气时,其噪声可能达到100~200db,采用铜粉末冶金件(孔隙目数45~55)作吸收型消声器,可将噪声降低到环保规定的85db以下,同时起到净化空气的作用。
压风自救系统由采区巷道EY-J压风自救装置和综采工作面EY-M压风自救装置而组成。
二、?隔离式自救器
目前突出矿井中使用的隔离式自救器,按其作用原理可分为化学氧型、压缩氧型和压缩空气型三种类型。
(一)?化学氧型自救器
化学氧型自救器的空气是闭路循环的,呼出的气体经过吸气阀和呼吸软管进入再生罐中,再生罐中装有生氧剂,呼出的二氧化碳和水汽与生氧剂接触后发生化学反应,生成的氧气进入气囊中,在吸气时,气囊中储存的氧气经吸气阀、呼吸软管进入面具。
(二)?压缩氧自救器
以压缩氧(或压缩空气)工作的自救器,都带有高压气瓶,其中充有20MPa以上的纯氧(或压缩空气)。自救器还带有二氧化碳吸收剂(一般用石灰)与干燥剂的再生罐。
三、?反向风门
(一)?概况
反向风门是防止突出时瓦斯逆流进入风道而安设的风门。因反向风门在平时是敞开的,其在爆破时关闭,爆破后,矿山救护队和有关人员进入检查时,必须把风门打开顶牢。
反向风门安设在石门掘进工作面的进风侧,以控制突出时的瓦斯能沿回风道进入回风系统。
一组反向风门须设两道,其间距不小于4m。反向风门距工作面的距离和反向风门的组数,应根据掘进工作面的通风系统和石门揭穿突出煤层时预计的突出强度确定。
反向风门根据其结构和材质分为两种:普通木质风门和液压钢结构反向风门。
(二)?普通木质风门
1.风门墙垛要求
(1)墙垛厚度不得小于1m。
(2)嵌入巷道周边实体煤(岩)的深度:煤巷不得小于0.5m,岩巷不得小于0.2m。对于松散煤岩体的巷道,必须加入钢筋对周边进行锚固。
(3)要预留管、缆、线、风筒孔。不准在墙垛做好后,在墙垛上打孔破坏墙垛。暂时不用的孔洞,可在防逆流方向一端用木塞堵塞。对通过风垛的风筒,设有隔断装置,在发生逆流时防瓦斯逆流铁板可及时隔断风筒,防止逆流。
(4)每组防突风门必须设置两道及其以上,两道风门之间的距离不得小于4m。
2.门框、门扇材料要求
(1)采用坚实的木材。
(2)门框厚度不小于150mm。
(3)门板厚度不小于50mm。
(三)液压钢结构反向风门
当发生大型和特大型突出时,其突出产生的冲击波往往可破坏木质反向风门和其他通风设施,造成瓦斯逆流并波及其他区域,扩大了突出带来的人员伤亡等严重后果。因此,应采用液压钢结构反向风门。液压钢结构反向风门由平面支撑圆拱形钢结构风门和液压泵两部分组成,每组风门只设一道。
四、远距离作业
(一)安全距离
人员与工作面保持一个安全距离,可以保证在突出时免遭喷出煤的直接危害。因此,人员距工作面的安全距离,是根据抛出煤的分布规律,预防措施执行情况和有无避难硐室而确定的。
(二)?机械设备远距控制
为了保障突出的人身安全,机组、钻机和其他装备还应采用远距离控制开关(在安全距离外)。在开采急倾斜突出煤层时,应在回风巷进行采煤机组的开关,在采煤时工人应位于巷道中压风自救器的附近。
五、?其他相关措施
(一)?挡拦措施
设置挡栏的作用
震动爆破用于石门揭开煤层,容易诱导出大强度的煤与瓦斯突出,为了降低其突出强度,减少突出对生产的危害,一些矿井采用了挡栏的措施。挡栏可用金属网、型钢、钢丝绳制作,或用矸石和木垛构成,也可采用移动式气囊挡栏。挡栏距工作面距离可根据预计的突出强度在设计中确定。
金属网挡栏、型钢加木支柱挡栏、钢丝绳挡栏适用于严重突出危险矿井,矸石和木垛挡栏,可移动式气囊挡栏适用于一般突出矿井。
金属网挡栏
金属网挡栏有三种形式:
小型挡栏,用于煤巷,用直径6mm钢丝编织成网。
中型挡栏,用于半煤岩巷,在圆钢上铺金属网。
大型挡栏,用于岩巷。为防止特大型突出,每50m铺设一组。大型金属挡栏由槽钢组成,排列成棚状框架,棚状方格的尺寸为0.4m×0.4m,槽钢彼此用卡箍固定,使用时将框架撑呈45°斜面,再在框架上铺上铁丝网。一组挡栏通常由两架间距6~8m的框架组成。
在波兰,广泛采用金属网挡栏,取得很好的效果,大大降低了突出的清理费用。
型钢加木支柱挡栏
这种挡栏广泛适用于前苏联顿巴斯煤田中部地区矿井石门揭开突出危险煤层时。
金属型钢和木支柱组成的挡栏,由№24~30的工字钢或∏字钢和1~2排直径0.15~0.2m的木支柱组成。在挡栏的下部留有高度小于0.8m的通道,作为安装工作和工作面装药完成后的通道,在爆破后能被爆破的岩石所填满。本质细圆木放在靠工作面的第一排,以便起到爆破岩石缓冲器的目的。
钢丝绳挡栏
钢丝绳挡栏对于断面小于20m?的巷道比较合适。在炮眼长度为2~2.5m时,挡栏距工作面3.0~3.5m,从巷道底板到最下部钢丝绳的间距为0.5~0.6m,钢丝绳间距为0.15~0.2m,最上部钢丝绳到巷道顶板间距为0.6~0.7m。做挡栏的钢丝绳直径为22~25mm。
矸石堆和木垛挡栏
矸石堆和木垛挡栏是最简单的一种挡栏,基本上就地取材,架设方便,易于推广使用。
(二)?避难硐室
为了防止突出时涌出的大量瓦斯的喷出煤粉的危害,设置避难硐室很有必要,我国《煤矿安全规程》第二百零九条就设置避难硐室有明确规定。
根据前苏联马凯耶夫煤矿安全研究院的资料,在石门揭开突出煤层时,从工作地点到避难硐室的距离不应超过200m,而避难硐室距煤层揭开地点不应小于100m。根据我国石门揭开煤层时的突出统计资料,煤抛出的最大距离为1170m(天府矿务局三汇一矿揭开K1煤层时),而大多数特大型突出,煤的抛出距离均在200m以内。根据前苏联的研究资料,从开始出现明显的预兆到发生突出之间的最短时间间隔为2~3min。在此期间内,如果人员以8km/h的速度快跑的话,能跑出270~400m的距离。考虑到人员对出现预兆反应迟缓,从煤层揭开地点到避难硐室的距离取200m为宜。
在采掘工作面附近和爆破地点,也要设置避难硐室。避难硐室距采掘工作面的距离,根据具体条件确定。考虑到采掘工作面的突出强度比石门揭开煤层时小,巷道断面也比石门断面小,因此,此距离应小于200m。
避难硐室必须设严密的隔离门,室内净高不得小于2m,长度和宽度应根据同时避难的最多人数确定。室内支护必须良好,避难硐室必须设有供给压缩空气的设施,每人供风量按不少于0.3m?/min计算。供给压缩空气时,应有减压装置,带有阀门控制的呼吸管嘴。避难硐室内还应根据避难最多人数配备足够数量的隔离式自救器。
篇2：防止突出灾害扩大安全防护措施
一、?压风自救系统
压风自救系统是利用压风管路向遇险员工供给压缩空气的自救系统。由于巷道压缩空气具有较高的压力和流量,不能直接用于呼吸,必须经过减压、节流使其达到适宜人体呼吸的压力和流量值,并同时解决消声(由于减压引起)和空气净化问题。通过可调式声流阀调节节流面积,以适应不同供风压力下的流量要求,按健康人在静止状态吸气20l/min,在剧烈运动和紧张状态下吸气60~80l/min的标准,确定压风自救装置的供风量应大于等于100l/min。
气阀将压风直接排向大气时,其噪声可能达到100~200db,采用铜粉末冶金件(孔隙目数45~55)作吸收型消声器,可将噪声降低到环保规定的85db以下,同时起到净化空气的作用。
压风自救系统由采区巷道ey-j压风自救装置和综采工作面ey-m压风自救装置而组成。
二、?隔离式自救器
目前突出矿井中使用的隔离式自救器,按其作用原理可分为化学氧型、压缩氧型和压缩空气型三种类型。
(一)?化学氧型自救器
化学氧型自救器的空气是闭路循环的,呼出的气体经过吸气阀和呼吸软管进入再生罐中,再生罐中装有生氧剂,呼出的二氧化碳和水汽与生氧剂接触后发生化学反应,生成的氧气进入气囊中,在吸气时,气囊中储存的氧气经吸气阀、呼吸软管进入面具。
(二)?压缩氧自救器
以压缩氧(或压缩空气)工作的自救器,都带有高压气瓶,其中充有20mpa以上的纯氧(或压缩空气)。自救器还带有二氧化碳吸收剂(一般用石灰)与干燥剂的再生罐。
三、?反向风门
(一)?概况
反向风门是防止突出时瓦斯逆流进入风道而安设的风门。因反向风门在平时是敞开的,其在爆破时关闭,爆破后,矿山救护队和有关人员进入检查时,必须把风门打开顶牢。
反向风门安设在石门掘进工作面的进风侧,以控制突出时的瓦斯能沿回风道进入回风系统。
一组反向风门须设两道,其间距不小于4m。反向风门距工作面的距离和反向风门的组数,应根据掘进工作面的通风系统和石门揭穿突出煤层时预计的突出强度确定。
反向风门根据其结构和材质分为两种:普通木质风门和液压钢结构反向风门。
(二)?普通木质风门
1.风门墙垛要求
(1)墙垛厚度不得小于1m。
(2)嵌入巷道周边实体煤(岩)的深度:煤巷不得小于0.5m,岩巷不得小于0.2m。对于松散煤岩体的巷道,必须加入钢筋对周边进行锚固。
(3)要预留管、缆、线、风筒孔。不准在墙垛做好后,在墙垛上打孔破坏墙垛。暂时不用的孔洞,可在防逆流方向一端用木塞堵塞。对通过风垛的风筒,设有隔断装置,在发生逆流时防瓦斯逆流铁板可及时隔断风筒,防止逆流。
(4)每组防突风门必须设置两道及其以上,两道风门之间的距离不得小于4m。
2.门框、门扇材料要求
(1)采用坚实的木材。
(2)门框厚度不小于150mm。
(3)门板厚度不小于50mm。
(三)液压钢结构反向风门
当发生大型和特大型突出时,其突出产生的冲击波往往可破坏木质反向风门和其他通风设施,造成瓦斯逆流并波及其他区域,扩大了突出带来的人员伤亡等严重后果。因此,应采用液压钢结构反向风门。液压钢结构反向风门由平面支撑圆拱形钢结构风门和液压泵两部分组成,每组风门只设一道。
四、远距离作业
(一)安全距离
人员与工作面保持一个安全距离,可以保证在突出时免遭喷出煤的直接危害。因此,人员距工作面的安全距离,是根据抛出煤的分布规律,预防措施执行情况和有无避难硐室而确定的。
(二)?机械设备远距控制
为了保障突出的人身安全,机组、钻机和其他装备还应采用远距离控制开关(在安全距离外)。在开采急倾斜突出煤层时,应在回风巷进行采煤机组的开关,在采煤时工人应位于巷道中压风自救器的附近。
五、?其他相关措施
(一)?挡拦措施
设置挡栏的作用
震动爆破用于石门揭开煤层,容易诱导出大强度的煤与瓦斯突出,为了降低其突出强度,减少突出对生产的危害,一些矿井采用了挡栏的措施。挡栏可用金属网、型钢、钢丝绳制作,或用矸石和木垛构成,也可采用移动式气囊挡栏。挡栏距工作面距离可根据预计的突出强度在设计中确定。
金属网挡栏、型钢加木支柱挡栏、钢丝绳挡栏适用于严重突出危险矿井,矸石和木垛挡栏,可移动式气囊挡栏适用于一般突出矿井。
金属网挡栏
金属网挡栏有三种形式:
小型挡栏,用于煤巷,用直径6mm钢丝编织成网。
中型挡栏,用于半煤岩巷,在圆钢上铺金属网。
大型挡栏,用于岩巷。为防止特大型突出,每50m铺设一组。大型金属挡栏由槽钢组成,排列成棚状框架,棚状方格的尺寸为0.4m×0.4m,槽钢彼此用卡箍固定,使用时将框架撑呈45°斜面,再在框架上铺上铁丝网。一组挡栏通常由两架间距6~8m的框架组成。
在波兰,广泛采用金属网挡栏,取得很好的效果,大大降低了突出的清理费用。
型钢加木支柱挡栏
这种挡栏广泛适用于前苏联顿巴斯煤田中部地区矿井石门揭开突出危险煤层时。
金属型钢和木支柱组成的挡栏,由№24~30的工字钢或∏字钢和1~2排直径0.15~0.2m的木支柱组成。在挡栏的下部留有高度小于0.8m的通道,作为安装工作和工作面装药完成后的通道,在爆破后能被爆破的岩石所填满。本质细圆木放在靠工作面的第一排,以便起到爆破岩石缓冲器的目的。
钢丝绳挡栏
钢丝绳挡栏对于断面小于20m?的巷道比较合适。在炮眼长度为2~2.5m时,挡栏距工作面3.0~3.5m,从巷道底板到最下部钢丝绳的间距为0.5~0.6m,钢丝绳间距为0.15~0.2m,最上部钢丝绳到巷道顶板间距为0.6~0.7m。做挡栏的钢丝绳直径为22~25mm。
矸石堆和木垛挡栏
矸石堆和木垛挡栏是最简单的一种挡栏,基本上就地取材,架设方便,易于推广使用。
(二)?避难硐室
为了防止突出时涌出的大量瓦斯的喷出煤粉的危害,设置避难硐室很有必要,我国《煤矿安全规程》第二百零九条就设置避难硐室有明确规定。
根据前苏联马凯耶夫煤矿安全研究院的资料,在石门揭开突出煤层时,从工作地点到避难硐室的距离不应超过200m,而避难硐室距煤层揭开地点不应小于100m。根据我国石门揭开煤层时的突出统计资料,煤抛出的最大距离为1170m(天府矿务局三汇一矿揭开k1煤层时),而大多数特大型突出,煤的抛出距离均在200m以内。根据前苏联的研究资料,从开始出现明显的预兆到发生突出之间的最短时间间隔为2~3min。在此期间内,如果人员以8km/h的速度快跑的话,能跑出270~400m的距离。考虑到人员对出现预兆反应迟缓,从煤层揭开地点到避难硐室的距离取200m为宜。
在采掘工作面附近和爆破地点,也要设置避难硐室。避难硐室距采掘工作面的距离,根据具体条件确定。考虑到采掘工作面的突出强度比石门揭开煤层时小,巷道断面也比石门断面小,因此,此距离应小于200m。
避难硐室必须设严密的隔离门,室内净高不得小于2m,长度和宽度应根据同时避难的最多人数确定。室内支护必须良好,避难硐室必须设有供给压缩空气的设施,每人供风量按不少于0.3m?/min计算。供给压缩空气时,应有减压装置,带有阀门控制的呼吸管嘴。避难硐室内还应根据避难最多人数配备足够数量的隔离式自救器。
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