【導(dǎo)讀】自然界中礦物存在的狀態(tài)有3種：固態(tài)，如石英、正長石、云母；液態(tài)，如水、自然汞；氣態(tài)，如二氧化碳、硫化氫等。巖石是在各種地質(zhì)作用下，由一種或多種礦物有規(guī)律地組合成的礦物集合體。理力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)在其變形特性、強度特征、破壞形式三方面。巖石在載荷作用下的變形特性主要表現(xiàn)為巖石的彈性、塑性和流變性。三種特性的變形分別稱為彈性變形，塑必變形和流變變形。變性包括蠕變、松馳和彈性后效。引起的巖層變形和變位的結(jié)果叫構(gòu)造變動。這種由地殼運動而造成巖層空間形態(tài)的變化，稱為地質(zhì)構(gòu)造。巖層沿斷裂面發(fā)生顯著位移的斷裂構(gòu)造，稱為斷層。全性能不合格的不得使用。電纜的絕緣和電阻必須滿足規(guī)定要求，不允許帶電進行檢修和收。爆炸性震源的操作人員禁止穿化纖服裝；大霧、雷雨、黃昏條件下禁止進行爆炸操作；

　　

【正文】 作用特征可分為三種類型：突出、壓出和傾出；按突出物分類可分為四種類型：煤與瓦斯突出、煤與二氧化碳突出、巖石與瓦斯突出、巖石與二氧化碳突出。 2．煤與瓦斯突出機理 煤與瓦斯突出的機理有許多種假設(shè)，但基本公認的是綜合假說，即煤與瓦斯突出是由地應(yīng)力、瓦斯和煤的物理力學(xué)性質(zhì)三者綜合作用的結(jié)果。 3．煤與瓦斯突出預(yù)測 礦井在采掘生產(chǎn) 過程中，只要發(fā)生過一次煤與瓦斯突出，該礦井即確定為突出礦井，發(fā)生突出的煤層即定位突出危險煤層。 突出危險區(qū)域預(yù)測通常采用瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法、物探法、綜合指標(biāo)法。 工作面突出預(yù)測主要通過向采掘工作面前方煤體中施工鉆孔，利用鉆孔測定與地應(yīng)力、瓦斯、煤的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)的指標(biāo)，根據(jù)這些指標(biāo)判斷采掘工作面前方是否具有突出危險性。 4．防治煤與瓦斯突出的措施 （ 1） “四位一體”綜合防治突出措施。所謂“四位一體”綜合防治突出措施，就是說首先應(yīng)對開采煤層及其對開采煤層構(gòu)成影響的鄰近煤層進行突 出 危險性預(yù)測。對確認的突出危險區(qū)域，應(yīng)采取區(qū)域性防治突出技術(shù)措施，對確認的突出危險工作面，必須采取防治突出技術(shù)措施。在采取防治突出技術(shù)措施后，必須對防治突出技術(shù)措施消除突出危險性的效果進行檢驗。如果檢驗有效，在采取安全防護措施的前提下進行采掘作業(yè)；如果檢驗無效，必須補充防治突出技術(shù)措施，直至再次檢驗為有效時方可在采取安全防護措施前提下進行采掘作業(yè)。否則，必須繼續(xù)補充技術(shù)措施。 （ 2） 防治突出的技術(shù)措施。防治突出的技術(shù)措施主要分為區(qū)域性措施和局部性措施兩大類。區(qū)域性措施是針對大面積范圍消除突出危險性的措 施，局部性措施主要在采掘工作面執(zhí)行。針對采掘工作面前方煤巖體一定范圍消除突出危險性的措施，目前區(qū)域性措施主要有3 種：開采保護層、大面積瓦斯預(yù)抽放、控制預(yù)裂爆破；局部性措施有許多種，如卸壓排放鉆孔、深孔或淺孔松動爆破、卸壓槽、固化劑、水力沖孔、金屬骨架等。 （ 3） 安全防護措施。安全防護措施是控制突出危害程度的措施，也就是說即使發(fā)生突出，也要使突出強度降低，對現(xiàn)場人員進行保護以免危及人身安全。如震動性放炮、遠距離放炮、反向防突風(fēng)門、壓風(fēng)自救器、個體自救器等。 （ 七 ） 礦井瓦斯抽放 1．瓦斯 抽放方法 瓦斯抽放系統(tǒng)主要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路 （ 帶閥門 ） 、瓦斯抽放鉆孔或巷道、鉆孔或巷道密封等組成。根據(jù)抽放瓦斯的來源，瓦斯抽放可以分為：本煤層瓦斯預(yù)抽、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放、幾種方法的綜合抽放。 2．瓦斯抽放指標(biāo)及其測定方法 （ 1） 反映瓦斯抽放難易程度的指標(biāo)及其測定方法。煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、百米鉆孔瓦斯涌出量。 （ 2） 反映瓦斯抽放效果的指標(biāo)及其測定方法。瓦斯抽放量率。 3．瓦斯抽放主要設(shè)備、設(shè)施瓦斯抽放 （ 1） 瓦斯抽放泵。瓦斯抽放泵 是進行瓦斯抽放最主要的設(shè)備。 （ 2） 瓦斯抽放管路。瓦斯抽放管路是進行瓦斯抽放必備也是使用量最大 的材料。 （ 3） 瓦斯抽放施工用鉆機。絕大多數(shù)的瓦斯抽放工程都需要利用鉆孔進 。 行瓦斯抽放，因此，鉆機是進行瓦斯抽放的礦井使用最多的設(shè)備。 （ 4） 瓦斯抽放參數(shù)測定儀表。煤礦瓦斯流量測定儀表主要有孔板流量計、均速管流量計、皮托管、渦街流量計等。 （ 5） 瓦斯抽放鉆孔的密封。封孔是確保抽放效果的重要環(huán)節(jié)，采用先進的封孔技術(shù)和加強封孔的日常施工管理，是提高封孔質(zhì)量的主要途徑。 三、礦山粉塵 （ 一 ） 煤礦粉塵的基 本概念 1．煤礦粉塵的概念 煤礦生產(chǎn)過程中隨著煤、巖石被破碎而產(chǎn)生的煤、巖石和其他物質(zhì)的細微顆?？偡Q為煤礦粉塵。有的情況下也被稱為生產(chǎn)性粉塵或礦塵。 按其組成成分，煤礦粉塵主要分為煤塵和巖塵。 2．粉塵防治的主要概念 （ 1） 全塵：也被稱為總粉塵，是指用一般敞口采樣器采集到一定時間內(nèi)懸浮在空氣中的全部固體微粒。 （ 2） 呼吸性粉塵：能被吸 入 人體肺部并滯留于肺泡區(qū)的浮游粉塵。其空氣動力直徑小于 的極細微粉塵，是引起塵肺病的主要粉塵。 （ 3） 浮游粉塵：能在礦井空氣中懸浮的粉 塵，也稱浮塵。 （ 4） 沉積粉塵：礦井內(nèi)，因自重而降落，沉積在巷道頂、幫、底板和物體上的粉塵。也稱為落塵或積塵。 （ 5） 粉塵濃度：單位體積空氣中所含粉塵的質(zhì)量 （ mg／ m3） 或顆粒數(shù) （ 粒／ cm3） 。 （ 6） 粉塵粒度分布：又稱為粉塵分散度。在含塵空氣中，各種不同粒徑粉塵的質(zhì)量或顆粒數(shù)占粉塵總質(zhì)量或總顆粒數(shù)的百分比。 （ 7） 游離二氧化硅：巖石或礦物中沒有同金屬或金屬氧化物結(jié)合的二氧化硅。 （ 8） 塵肺病：由于長期吸 入 大量細微粉塵而引起的以肺組織纖維化為主的職業(yè)病。 （ 9） 矽肺病：也稱為硅肺病，由于長期吸 入 大量含結(jié)晶型游離二氧化硅的巖塵所引起的塵肺病。 （ 10） 煤肺?。河捎陂L期吸 入 煤塵所引起的塵肺病。 （ 11） 煤礦肺?。阂卜Q為煤硅肺病，由于長期吸入煤塵及含游離二氧化硅的巖塵所引起的塵肺病。 （ 12） 氣溶膠：固體或液體微小顆粒分散于空氣中的分散體系稱為氣溶膠。煤礦粉塵分散在礦井空氣中即所謂的含塵空氣就構(gòu)成為一個分散體系，空氣是分散介質(zhì)，粉塵是分散相。 （ 13） 煤塵爆炸：懸浮在空氣中的煤塵，在一定條件下，遇高溫?zé)嵩炊l(fā)生劇烈氧化反應(yīng)，并伴有高溫和 壓力上升、對周圍環(huán)境產(chǎn)生巨大破壞的現(xiàn)象。 （ 14） 煤礦防塵：降低煤礦內(nèi)粉塵濃度及防止煤塵爆炸的技術(shù)。 （ 二 ） 煤礦粉塵的產(chǎn)生及基本性質(zhì) 1．煤礦粉塵的產(chǎn)生 煤礦生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)如采煤、掘進、運輸、提升的幾乎所有作業(yè)工序都不同程度地產(chǎn)生粉塵。 2．影響粉塵產(chǎn)生的因素 采掘機械化和開采強度、采煤方法和截割參數(shù)、作業(yè)地點的通風(fēng)狀況、地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存條件。 3．煤礦粉塵的基本性質(zhì) （ 1） 粉塵分散度。粉塵顆粒的大小的組成情況可以用分散度 （ 即粒度分布 ） 來表示 。生產(chǎn)環(huán)境中空氣動力直徑小于 ／μ m 的塵粒，尤其是小于 2／μ m 的塵粒是引起塵肺病的主要有害粉塵。 （ 2） 粉塵的吸附性。粉塵的吸附能力與粉塵顆粒的表面積有密切關(guān)系，分散度越大，表面積也越大，其吸附能力也增強。主要指標(biāo)有吸濕性、吸毒性。 （ 3） 粉塵的荷電性。粉塵粒子可以帶有電荷，其來源是煤巖在粉碎中因摩擦而帶電，或與空氣中的離子碰撞而帶電，塵粒的電荷量取決于塵粒的大小并與溫、濕度有關(guān)，溫度升高時荷電量增多，濕度增高時荷電量降低。 （ 4） 粉塵的密度。單位體積粉塵的質(zhì)量稱為粉塵的密度，這 里指的粉塵體積，不包括塵粒之間的空隙，該密度稱為粉塵的真密度。 （ 5） 粉塵的安息角。粉塵的安息角是評價粉塵流動性的重要指標(biāo)。 （ 6） 煤塵的爆炸性。煤被破碎成細小的煤塵后，比表面積大大增加，系 統(tǒng)的自由表面能也相應(yīng)增加，提高了煤塵的化學(xué)活性，特別是提高了氧化發(fā)熱的能力。 4．煤塵爆炸的條件 煤塵自身具有爆炸性、著火源、空氣中的氧氣濃度是煤塵爆炸的三個條件。煤塵爆炸是劇烈的氧化反應(yīng)，空氣中氧氣濃度是決定該反應(yīng)能否進行的先決條件。 （ 三 ） 煤礦粉塵防治技術(shù) 1．采煤工作 面防塵 （ 1） 煤層注水防塵技術(shù)； （ 2） 合理選擇采煤機截割機構(gòu)； （ 3） 噴霧降塵。 2．炮掘工作面防塵 風(fēng)動鑿巖機或電煤鉆打眼是炮掘工作面持續(xù)時間長，產(chǎn)塵量高的工序，一般干打眼工序的產(chǎn)塵量占炮掘工作面總產(chǎn)塵量的 80％ 90％，濕式打眼時占 40％ — 60％。所以，打眼防塵是炮掘工作面防塵的重點。 1） 打眼防塵 （ 1） 風(fēng)鉆濕式鑿巖。這是國內(nèi)外巖巷掘進行之有效的基本防塵方法。 （ 2） 干式鑿巖捕塵。在無法實施濕式鑿巖作業(yè)時，如巖石遇水會膨脹、巖石裂隙發(fā)育 、實施濕式防塵效果差等情況下，可用干式孔口捕塵器等干式孔口除塵技術(shù)。 （ 3） 煤電鉆濕式打眼。在煤巷、半煤巷炮掘中，采用煤電鉆濕式打眼能獲得良好的降塵效果，降塵率可達 75％ ~90％。 2） 爆破防塵 爆破是炮掘工作面產(chǎn)塵最大的工序，采取的防塵措施主要有以下幾種： （ 1） 水炮泥。這是降低爆破時產(chǎn)塵量最有效的措施。 （ 2） 爆破噴霧。這是簡單有效的降塵措施，在爆破時進行噴霧可以降低粉塵濃度和炮煙。 3．機掘工作面通風(fēng)除塵 機掘工作面雖然采掘機械本身已有了相應(yīng)的防 塵措施，但一些細微的粉塵仍然是懸浮于空氣中，尤其是掘進機械化程度的不斷提高，產(chǎn)塵強度劇增，機掘工作面的產(chǎn)塵強度就大大高于炮掘工作面，用一般的防塵措施難于 控制粉塵。因此國內(nèi)外研究了通風(fēng)除塵技術(shù)，以便有效地控制高濃度塵源。 （ 1） 通風(fēng)除塵系統(tǒng)。合理的通風(fēng)除塵系統(tǒng)是控制工作面懸浮粉塵運動和擴散的必要條件，主要有 3種通風(fēng)系統(tǒng)在國內(nèi)外使用：長壓短抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)、長抽通風(fēng)除塵系統(tǒng)、長抽短壓通風(fēng)除塵系統(tǒng)。 （ 2） 通風(fēng)除塵設(shè)備。濕式除塵風(fēng)機、濕式除塵器、袋式除塵器以及配套的抽出式伸縮風(fēng)筒、附壁風(fēng)筒等是主要的 通風(fēng)除塵設(shè)備。 （ 3） 通風(fēng)工藝的要求。壓、抽風(fēng)筒口相互位置的關(guān)系、壓抽風(fēng)量的匹配、局部通風(fēng)機安裝位置；抽出式局部通風(fēng)機與除塵局部通風(fēng)機的串聯(lián)要求是除塵對通風(fēng)工藝的要求。 4．錨噴支護防塵。 錨噴支護技術(shù)發(fā)展很快，它也是煤礦的主要產(chǎn)塵源之一。錨噴支護的粉塵主要來自打錨桿眼、混合料轉(zhuǎn)運、拌料和上料、噴射混凝土以及噴射機自身等生產(chǎn)工序和設(shè)備。 針對這些產(chǎn)塵源，主要采取以下防塵措施： （ 1） 打錨桿眼的防塵措施。打錨桿眼防塵的重點是解決打垂直頂板錨桿眼和傾斜角較大的錨桿眼時打眼 過程的產(chǎn)塵。 （ 2） 噴射混凝土支護作業(yè)的防塵措施。改干噴為潮噴是降低噴射混凝土工序粉塵濃度最有效的措施。 5．運輸、轉(zhuǎn)載防塵 （ 1） 機械控制自動噴霧降塵裝置。該類裝置的特點是結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，使用和維護方便而且降塵效果好。 （ 2） 電器控制自動噴霧降塵裝置。該裝置適用于煤礦轉(zhuǎn)載運輸系統(tǒng)中不同的塵源，它是靠電器控制實現(xiàn)自動噴霧。有光控、聲控、觸控、磁控等多種形式。 （ 四 ） 煤塵爆炸防治技術(shù) 1．煤塵爆炸性評價方法 （ 1） 煤塵爆炸指數(shù)。這一指標(biāo)可用可燃揮發(fā)分 含量進行初步判定。在煤礦設(shè)計時，可燃揮發(fā)分含量可作為判定煤塵爆炸危險的指標(biāo)。 （ 2） 煤塵爆炸性鑒定。雖然用煤塵爆炸指數(shù)可以判定其爆炸性，但鑒于煤種和煤質(zhì)的復(fù)雜性，爆炸指數(shù)只是一個初步判斷。還必須按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定進行煤塵爆炸性鑒定試驗。我國標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，采用大管狀煤塵爆炸 鑒定裝置進行試驗，并由國家授權(quán)單位承擔(dān)鑒定試驗。 2．防止煤塵爆炸的技術(shù)措施 如前所述，煤塵爆炸必須在三個條件同時具備時才可能發(fā)生，如果不讓這些條件同時存在，或者破壞已經(jīng)形成的這些條件在，就可以防止煤塵爆炸的發(fā)生和 發(fā)展。這是制定各種防止煤塵爆炸措施的出發(fā)點和基本原則。 （ 1） 防止煤積聚的措施。一般情況下，生產(chǎn)場所的浮游煤塵濃度是遠低于煤塵爆炸下限濃度的。但是，因空氣震蕩 （ 爆破的沖擊波 ） 等原因使沉積煤塵重新飛揚起來，這時的煤塵濃度大大超過爆炸下限濃度。據(jù)估算 4m2斷面的小巷道的周邊上，只要沉積 一層煤塵，當(dāng)它全部飛揚起來，就達到了爆炸下限。實際上，井下的沉積煤塵都超過了這個厚度，所以，減少巷道內(nèi)的沉積煤塵量并清除出井，是最簡有效的防爆措施。 各生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用有效的防塵、降塵措施，減少了煤塵的 產(chǎn)生，降低了空氣中的煤塵濃度，也就降低了沉積煤塵量。因此，綜合防塵措施既是減少粉塵危害工人健康的措施。也是防止煤塵爆炸的治本措施。 （ 2） 杜絕著火源。井下能引起煤塵爆炸的著火源有電氣火花、摩擦火花、摩擦熱，煤自燃而形成的高溫點、爆破作出現(xiàn)的爆燃以及瓦斯爆炸所產(chǎn)生的高溫產(chǎn)物等。消除這類著火源的主要技術(shù)措施有：保持礦用電氣設(shè)備完好的防爆性能，加強管理防止出現(xiàn)電器設(shè)備失爆現(xiàn)象，選用非著火性輕合金材料避免產(chǎn)生危險的摩擦火花，輸送帶、風(fēng)筒、電纜等常用的非金屬材料必須具有阻燃、抗靜電性能，采用阻化劑、凝膠或氮氣 防止煤柱、采空區(qū)殘留煤發(fā)生自燃。除采取上述技術(shù)措施外，同時還要加強瓦斯管理防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生。 由于煤礦自然條件十分復(fù)雜，發(fā)生煤塵爆炸的隨機性很大，除了上述一般性的安全技術(shù)措施外，針對煤塵爆炸的特點，各國還研究了防止煤塵爆炸的專門技術(shù)。其中使用歷史最長、應(yīng)用面廣、簡單易行的防止煤塵爆炸技術(shù)措施是撒布巖粉法。 （ 3） 撒布巖粉法。這種方法是定期向巷道周邊撒布惰性巖粉，用它覆蓋沉積在巷道周邊上的沉積煤塵。巖粉層在巷道風(fēng)速很低時，它的粘滯性起到了阻礙沉積煤塵重新飛揚的作用。 當(dāng)發(fā)生瓦斯爆 炸等異常情況時，巨大的空氣震蕩風(fēng)流把巖粉和沉積煤塵 都吹揚起來形成巖粉一煤塵混合塵云。當(dāng)爆炸火場進入混合塵云區(qū)域時，巖粉吸收火焰的熱量使系統(tǒng)冷卻，同時巖粉粒子還會起到屏蔽作用