一通三防基础知识讲解教案.docx
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一通三防基础知识讲解教案
“一通三防”基础知识培训教案
单位：
新郑煤电公司
部门：
通风管理科
讲课人：
侯建军
授课日期
2013年12月24日
授课班
郑煤集团公司首届教学能力竞赛
授课课题
“一通三防”基础知识
学时
1
教学目的与要求
让职工了解“一通三防”主要内容，掌握“一通三防”基本知识，通过结合我矿“一通三防”基本情况的讲解，让职工懂的“一通三防”的重要性，增强人人都做通风员的意识，掌握瓦斯的基本性质和防治办法，学习火灾的预防及避灾基本要求，了解粉尘的危害及防尘的意义，促进全体职工不断提高防尘意识。
教学重点
通风目的、瓦斯性质及防治、粉尘危害、矿井火灾
教学难点
通风方式方法、瓦斯防治、煤层自燃机理
授课方法
幻灯片课件教学，理论与实际相结合讲解的方法
教具仪器
电脑、投影仪
教学过程、内容分析、授课提纲
附记
1、组织教学：
（1）扫视法：
（2）问候法；（3）停顿法；
（4）提问法。
2、授课提纲：
第一节矿井通风
第二节瓦斯防治
第三节防灭火
第四节防尘
第一节矿井通风
一、新郑煤电公司基本情况
新郑煤电公司主采煤层为二叠系山西组二1煤，平均煤厚5.5米，配采二3煤，平均煤厚1.3米。
根据2012年瓦斯等级鉴定结果，矿井瓦斯绝对涌出量为9.48m3/min，相对涌出量为1.64m3/t，鉴定结果为瓦斯矿井。
煤尘具有爆炸危险性，二1煤层煤尘爆炸指数13.59%、二3煤层煤尘爆炸指数15.69%；二1、二3煤层均为Ⅲ类不易自燃煤层。
矿井设计采用三个立井开拓方式，矿井通风方式为主、副井进风，回风立井回风的中央分列式通风方式。
主扇型号为FBCDZNo.32/2×355KW型对旋式轴流通风机，一用一备，矿井总进风量13300m3/min，总排风量13850m3/min，通风负压2200Pa，等积孔5.43m2，为通风容易矿井。
二、矿井通风的基本任务
1、向井下连续不断地供给新鲜空气供人员呼吸。
2、冲淡并排除有害气体和矿尘。
3、保证井下有适宜的气侯条件，创造良好的生产境。
4、增强矿井抗灾、防灾能力。
三、矿井空气及有毒有害气体
1、空气组成：
（1）氧气约占20.96%
（2）氮气约占79%（3）二氧化碳约占0.04%。
氧气浓度（%）
17%
15%
10-12%
6-9%
人的感觉
工作时喘息和呼吸困难
失去劳动能力
丧失理智时间长会死亡
失去知觉，死亡
CO2窒息性气体，常积聚于巷道的底部、井筒和下山的掘进迎头,采掘工作面二氧化碳浓度应每班至少检查2次。
二氧化碳浓度（体积）/%
人体主要症状
1
呼吸加深，急促
3
呼吸急促，心跳加快，头痛，很快疲劳
5
呼吸困难，头痛，恶心，耳鸣
10
头痛，头昏，呼吸困难，昏迷
10~20
呼吸停顿，失去知觉，时间稍长会死亡
20~25
短时间窒息死亡
CO2的主要来源：
煤和有机物的氧化、人员呼吸、碳酸性岩石分解、炸药爆破、煤炭自燃、瓦斯、煤尘爆炸等。
此外，有的煤层和岩层中也能长期连续地放出二氧化碳，有的甚至能与煤岩粉一起突然大量喷出，给矿井带来极大的危害。
2、矿井空气中的有毒有害气体：
一氧化碳、二氧化氮、硫化氢、二氧化硫、氨气等。
CO浓度（体积）/%
主要症状
0.016
数小时后有头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状
0.048
1h可引起轻微中毒症状
0.128
0.5~1h引起意识迟钝、丧失行动能力等严重中毒症状
0.40
短时间失去知觉、抽筋、假死。
30min内即可死亡
CO一氧化碳主要来源：
井下爆破、矿井火灾、煤炭自燃以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。
四、矿井通风系统及通风方式
矿井通风系统包括通风方式、通风方法、通风网络。
通风方式分为：
中央式（中央并列式、中央分列式）、对角式（两翼对角式和分区对角式）和混合式。
通风方法：
压入式、抽出式、混合式。
我公司为中央分列抽出式通风系统。
五、煤矿安全规程对风流“质”和“量”的要求
矿井通风管理就是要让风流有序流动、按需分配。
具体就是要保证风流的“质”和“量”。
风流的质包括：
1、风流中氧气的浓度；2、瓦斯和各种有毒有害气体的浓度；3、风流的速度、风流的温度和湿度。
煤矿安全规程中对这些都有具体的规定，第100条井下空气成分必须符合下列要求：
采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。
有害气体的浓度不超过表1规定。
矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或CO2浓度不应超过0.75%，超过时必须查明原因，进行处理。
第136条采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。
第102条生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。
采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。
新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。
第102条进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须在2℃以上。
冬季，北方地面空气温度较低，寒冷空气进入井筒后遇到井筒淋水和潮湿空气，容易在井壁、罐道梁等处结冰，堵塞井筒的部分断面并对提升设备和人员的安全构成严重威胁，曾发生罐道梁上的冰凌突然坠落并穿透罐顶的恶性事故。
因此，寒冷地区的进风井口都应安设空气预热设施，以保证进风井口以下的空气温度在2℃以上。
第101条井巷中的风流速度应符合表2要求。
设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按表2规定执行。
无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于表2的规定值，但不得低于0.5m/s。
综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于表2的规定值，但不得超过5m/s。
专用排瓦斯巷的风速不得低于0.5m/s，抽放瓦斯巷道的风速不应低于0.5m/s。
第二节瓦斯防治
一、瓦斯的定义
广义上：
矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的以甲烷为主的各种有害气体的总称。
煤矿井下的有害气体有甲烷（沼气）、乙烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、氢、氮等，其中甲烷所占比重最大，在80％以上。
狭义上：
矿井瓦斯单指甲烷。
二、瓦斯的化学性质
瓦斯的化学名称叫甲烷（CH4），是无色、无味、无毒的气体。
瓦斯混合到空气中后，既看不见，又摸不着，还闻不出来，只能依靠专门的仪器才能检测到。
甲烷扩散速度是空气的1.34倍，从煤岩中涌出的瓦斯会很快扩散到巷道空间。
甲烷标准状态时的密度为0.716kg／m3，比空气轻，瓦斯微溶于水。
三、瓦斯的三害一用
1、窒息：
甲烷虽然无毒，但其浓度如果超过57％，能使空气中氧浓度降低至10％以下。
通风不良或不通风的巷道，往往积存大量瓦斯，如果未经检查就贸然进入，可能会因缺O2而很快地昏迷、窒息，直至死亡。
2、燃烧爆炸：
瓦斯在一定的条件下能燃烧和爆炸。
3、突出：
突出矿井在采掘活动过程中，可能会发生瓦斯喷出或煤与瓦斯突出，产生严重的破坏作用，甚至造成巨大的财产损失和人员伤亡。
4、利用：
瓦斯可作为燃料和化工原料（碳黑和甲醛）。
把煤层中的瓦斯抽到地面可以变害为利。
四、瓦斯在煤体内的存在状态
煤层中瓦斯赋存两种状态：
游离状态、吸附状态。
（1）游离状态：
也叫自由状态，这种状态的瓦斯以自由气体存在于煤体或围岩的裂隙和较大孔隙（孔径大于0.01um）内。
游离瓦斯量的大小与贮存空间的容积和瓦斯压力成正比，与瓦斯温度成反比。
（2）吸附状态：
吸附状态的瓦斯主要吸附在煤的微孔表面上（吸着瓦斯）和煤的微粒结构内部（吸收瓦斯），吸着态是在孔隙表面的固体分子引力作用下，瓦斯分子被紧密地吸附于孔隙表面上，形成很薄的吸附层；而吸收状态是瓦斯分子充填到几埃到十几埃的微细孔隙内，占据着煤分子结构的空位和煤分子之间的空间，如同气体溶解于液体中的状态（固溶体）。
煤层内的瓦斯主要是以吸附状态存在，游离状态的瓦斯只占总量的10﹪左右。
五、矿井瓦斯等级划分
安监总煤装〔2011〕162号《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》的新规定将矿井瓦斯等级分为三级：
1、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井；
2、高瓦斯矿井和瓦斯矿井；
3、取消“低瓦斯矿井”的叫法，将原“低瓦斯矿井”改称为“瓦斯矿井”。
同时取消低瓦斯矿井的高瓦斯区概念，只要存在高瓦斯区，整个矿井就应该按照高瓦斯矿井的标准进行管理。
具备下列情形之一的为高瓦斯矿井：
1、矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t；
2、矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min；
3、矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大3m3/min；
4、矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min；
瓦斯矿井每2年进行一次瓦斯等级鉴定。
高瓦斯矿井和突出矿井不再进行周期性瓦斯等级鉴定工作，但应每年测定和计算矿井、采区、工作面瓦斯涌出量。
六、瓦斯爆炸条件及危害
1、瓦斯爆炸的条件
（1）瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5％～16％；
（2）混合气体中的氧浓度不低于12％；
（3）有足够能量的点火源。
瓦斯爆炸的充要条件是以上三条件必须同时具备。
2、瓦斯爆炸的危害
（1）产生高温（1850℃－2650℃）
（2）产生很高的压力，是爆炸前的9倍左右。
（3）产生大量的有毒有害气体。
七、预防瓦斯爆炸措施
1、瓦斯积聚原因
局部通风
机停止运转
风筒断开
或严重漏风
采掘面
风量不足
局部通风机
出现循环风
风流短路
通风系统
不合理不完善善a善
不完善
采空区或
盲巷瓦斯涌出
涌出
瓦斯
涌出异常
瓦斯
积聚原因
2、火源
（1）电气火花：
照明、机械设备、电气设备的管理不善、操作不当产生的电火花。
（2）放炮火花：
主要是炮泥填装不满、最小抵抗线不够、放明炮、放糊炮、接线不良、炸药不符合要求等引起火花。
（3）撞击、摩擦火花：
机械设备之间的撞击、截齿与坚硬岩石摩擦、坚硬顶板冒落撞击、金属表面之间摩擦等等产生的火花。
（4）明火：
煤炭自然发火、井下焊接、吸烟等。
预防瓦斯爆炸的措施
加强通风管理加强瓦斯管理
1、建立合理的通风系统1、健全机构，完善制度
2、实行分区通风2、强化现场瓦斯检查
3、加强管理好通风设施3、严格执行瓦斯管理规定
4、加强局部通风管理4、做好瓦斯抽放工作
5、及时调整通风系统5、建立安全监测机构
杜绝引爆火源
1、加强明火管理
2、加强电器设备管理
3、加强爆破安全管理
4、杜绝其它火源出现
第三节矿井防灭火
一、矿井火灾分类
矿井火灾按引起的热源不同分内因火灾和外因火灾两类。
内因火灾：
由煤的自燃引起的火灾。
外因火灾：
一切产生高温或明火的器材设备，如果使用管理不当，可点燃易燃物，造成火灾。
各种明火和爆破工作常是外因火灾的起因。
随着机械化程度提高，机电设备火灾的比例逐渐增加。
二、预防外因火灾措施
1、严禁入井人员携带烟草及点火用具下井。
2、严禁使用大灯泡取暖和使用电炉。
3、井口房和通风机房附近20米内禁止火。
4、严格遵守安全爆破的各项管理规定，井下爆破时，一定要按矿井的瓦斯等级使用煤矿许用炸药和电雷管，严禁使用变质炸药，严禁明火放炮。
5、加强机电设备管理，井下所有机电设备都必须采用防爆型或防火花型。
井下电缆接线不允许采取鸡爪子、羊尾巴和明接头的接线方式。
6、加强机电设备管理，井下机电设备必须采用防爆型或防火花型。
井下电缆接线不允许鸡爪子、羊尾巴和明接头的接线方式。
7、井下要设置消防供水系统，在主要运输巷道安设消防管道和水阀。
8、每一矿井都应备有足够的消防器材和防火装备。
消防材料库要设在井口附近100米内。
三、内因火灾机理
1、煤层自燃的定义：
暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70～80℃以后温度升高速度骤然加快，当达到煤的着火点（300～350℃）时，引起燃烧，这种现象称为煤层自燃。
产生较多的一氧化碳，巷道中出现浓烈的火灾气味和烟雾，有时还出现明火，火源温度达到1000℃左右。
2、煤层自燃的条件：
①具有低温氧化性，即有自燃倾向的煤以破碎状态存在；
②有大于12%氧含量的空气通过这些碎煤；
③空气流动速度适中，使破裂煤体有积聚氧化热的环境；
④在上述3个条件同时具备的状态下，持续一定的时间，使煤体达到着火温度。
四、内因火灾预防措施
1、易发生自燃的地点：
采空区、煤柱、巷道顶煤、断层和地质构造附近。
2、内因火灾预防措施
①提高回采率，减少丢煤，即减少或消除自燃的物质基础；②减少采空区漏风，消除自燃的供氧条件；③加快回采速度，阻止自燃带形成。
④巷道冒顶区、空顶区及时充填，防止形成松散煤体氧化的条件。
⑤按规定留设煤柱。
3、介质防灭火方法
①注浆防灭火②凝胶防灭火
（1）吸热降温作用；
（2）堵漏风作用；（3）保水作用：
凝胶的含水量大于90%，硅酸所形成的立体网状结构能有效地阻止水的流失。
在井下潮湿封闭条件下，凝胶一个月的体积收缩率小于20%，一定时期内能有效地起着堵漏风作用；（4）阻化作用凝胶无论其原料还是最终产物都对煤体具有阻化作用，尤其是成胶后能覆盖于煤体表面，阻止其氧化。
4、惰性气体防灭火
惰性气体是指不可燃气体或窒息性气体，主要包括氮气、二氧化碳以及燃料燃烧生成的烟气等。
惰气防灭火原理：
惰气防灭火就是将惰气注入已封闭的或有自燃危险的区域，降低其氧的浓度，从而使火区因氧含量不足而熄灭。
另外惰性气体注入火区能有效降低氧气浓度，从而能有效防止自燃引起瓦斯爆炸。
五、矿井发生火灾时应采取的措施
1、行动原则
（1）井下任何人发现火灾后立即向矿调度室汇报。
汇报灾情时，要准确全面，如时间、地点、性质、灾区通风、瓦斯以及灾区人员等情况。
（2）撤出可能受火灾威胁区域的所有人员。
如自己接到撤退命令时，要迅速撤退。
（3）井下任何人发现火灾后在确保自己人身安全的前提下，采取一切方法积极进行灭火。
（4）如果现场不具备灭火条件，不要冒险行动，要选择最佳的避灾路线撤退，必要时要迅速戴好自救器。
（5）撤退中，不要狂奔乱跑，有组织有秩序撤退。
辨不清方向时可手扶巷帮管线等逆风流方向撤退。
2、风流控制
（1）维持正常通风，稳定风流
①火源位于采区内部，烟流已弥蔓较大范围，井下人员分布范围大；
②通风网路复杂的高瓦斯矿井；
③火源位于独头掘进巷道内，不能停止局部通风机；
④火源位于采区或矿井主要回风巷，维持原风向有利于火烟迅速排出；
（2）停风机
①火源位于进风井口或进风井筒，不能进行反风；
②独头掘进面发火已有较长的时间，瓦斯浓度已超过爆炸上限，这时不能再送风；
③主通风机已成为通风阻力时。
（3）反风
①全矿反风：
通过主通风机及其附属设施实现；
②区域性反风：
在多进、多回的矿井中某一通风系统的进风大巷中发火时，调节一个或几个主通风机的反风设施，实现部分区域风流反向的反风方式；
③局部反风：
当采区内发生火灾时，主要通风机保持正常运行，调整采区内预设的风门开关状态，实现采区内部局部风流反向。
（4）风流短路
六、灭火方法
（一）直接灭火法
1、用水灭火
①供水量要充足；
②确保正常通风；
③当火势旺时，应先将水流射向火源外围；
④水能导电；
⑤水比油重，因此水不能扑灭油类火灾。
2、用砂子（或岩粉）灭火
把砂子（或岩粉）直接撒在燃烧物体上能隔绝空气，将火扑灭。
3、用化学灭火器灭火
（1）泡沫灭火器。
（2）干粉灭火器。
4、高倍数空气机械泡沫灭火
高倍数泡沫剂和压力水混合，在强力气流的推动下形成高倍数空气机械泡沫。
（二）隔绝灭火法
火区密闭的两种顺序：
一是先进后回；二是进回同时。
七、判别火区熄灭的条件
（1）火区内温度下降到30℃以下，或与火灾发生前该区的空气日常温度相同；
（2）火区内的氧气浓度降到5％以下；
（3）火区内空气中不含有C2H2、C2H4,CO在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下；
（4）火区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同；
（5）以上四项指标持续稳定的时间在1个月以上。
第四节矿井防尘
一、矿尘的危害
1、污染工作场所，引起尘肺病，煤矿尘肺病按吸入
矿尘的成分不同，可分为三类：
（1）硅肺病（矽肺病）
（2）煤硅肺病（煤矽肺）（3）煤肺病
2、煤尘在一定条件下可以爆炸；
3、加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命；
4、降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。
二、煤尘爆炸
1、煤尘爆炸必须同时满足以下三个条件：
（1）煤尘的爆炸性。
（2）煤尘浓度。
（3）引起煤尘爆炸的热源。
2、煤尘爆炸的效应
（1）爆炸温度。
（2）爆炸压力。
（3）爆炸速度。
（4）冲击波。
（5）爆炸生成有害气体
三、综合防尘技术
防尘技术主要分两种方法：
一是从源头控制减少产尘量，二是从传播过程中控制降低粉尘浓度。
1、减尘措施
（1）煤层注水，湿润煤体从而在生产时减少产尘量
（2）湿式打眼或使用高效捕尘器。
（3）爆炸时使用水炮泥，能有效减少产尘量。
2、降尘措施
（1）对产尘源喷雾洒水，a、掘进机采煤机喷雾洒水；b、液压支架移架和放煤口放煤喷雾洒水；c、转载点喷雾；d、放炮喷雾；e、装岩洒水；f、其他地点喷雾；
（2）巷道全断面喷雾净化风流（或水幕）。
3、除尘措施
（1）通风除尘，是最有效最广泛使用的方法。
（2）捕尘装置。
所谓除尘装置（或除尘器）是指把气流或空气中含有的固体粒子分离并捕集起来的装置，又称集尘器或捕尘器。
多用于煤岩巷掘进工作面。
4、隔尘措施
隔离矿尘是指通过佩戴各种防护面具的个体防护措施以减少吸入人体矿尘的最后一道措施。
矿井要求所有接触矿尘作业人员必须佩戴防尘口
罩，对防尘口罩的基本要求是：
阻尘率高，呼吸阻力和有害空间小，佩戴舒适，不妨碍视野。
5、提高个人防尘意识，做到人人都是防尘员。
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