煤礦瓦斯抽采工培訓(xùn)材料（統(tǒng)稿）之煤礦生產(chǎn)技術(shù)與主要災(zāi)害事故防治
煤礦生產(chǎn)技術(shù)與主要災(zāi)害事故防治
第一節(jié) 煤礦生產(chǎn)技術(shù)知識
一、礦井地質(zhì)基礎(chǔ)知識
㈠、巖石與地層
人類的活動，大都是在地殼的表層進(jìn)行。組成地殼的是巖石，巖石由礦物顆粒組成，礦物由一種或多種元素組成。按生成方式，巖石可分為沉積巖.巖漿巖和變質(zhì)巖三大類。
煤是一種由植物遺體轉(zhuǎn)變的沉積巖，煤層上下的巖石絕大多數(shù)也是沉積巖。常見的沉積巖有砂巖、泥漿巖和石灰?guī)r等。
巖層的空間產(chǎn)生狀態(tài)，可由巖層的走向，傾向和傾角反映出來，該三者稱為巖層的產(chǎn)狀三要素(也叫煤層產(chǎn)狀三要素)。走向:巖層的層面與水平面的交線，稱為走向線。走向線是一條水平線。走向線兩端的延伸方向，稱為巖層走向。它表示傾斜煤層在水平面上的延伸方向。傾向:在巖層面上，垂直于走向線沿層面傾斜向下所引的直線，稱為巖層的傾斜線。傾斜線在水平面上的投影線稱為傾斜線，傾斜線所指的方向稱傾向。它反映了巖層的傾斜方向。傾角:巖層的傾斜線和它在水平面上投影線的夾角，稱為巖層的傾角。它反映了巖層的傾斜程度。
㈡、煤層
煤層結(jié)構(gòu)：煤層中有無穩(wěn)定的巖石夾層(夾矸)的情況稱為煤層結(jié)構(gòu)。一般分為兩類：
簡單結(jié)構(gòu)煤層：煤層中不含穩(wěn)定的呈層狀分布的巖石夾層，有時含有效小的礦物透鏡體或結(jié)核。復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層：煤層中夾有一至數(shù)層呈層狀的較穩(wěn)定的巖石夾層
煤層的厚度：煤層的厚度就是指煤層頂、底版之間的垂直距離。根據(jù)煤層厚度對地下井開采的影響，將煤層分為以下3類：薄煤層：煤層厚度從最低可采厚度~1.3m。中厚煤層：煤層厚度為1.3~3.5m 。厚煤層：煤層厚度為3.5m以上。習(xí)慣上把煤層厚度為6m以上稱為特厚煤層。
煤層的傾角： 煤層傾角是指煤層層面與水平面之間的夾角。根據(jù)煤層傾角對地下開采的影響，將煤層分為4類：近水平煤層：傾角在8度以下。緩傾斜煤層：傾角在8度~25度以下。傾斜煤層：傾角為25度~45度。急傾斜煤層：傾角為45度~90度
㈢、地質(zhì)構(gòu)造
沉積巖層開始形成時，一般呈水平和連續(xù)完整狀態(tài)。在地殼運動的作用下，產(chǎn)生變形和變位，改變了原先的賦存狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為構(gòu)造運動。由此而形成的巖層空間狀態(tài)，稱為地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造主要分為兩類：褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造
1、褶皺構(gòu)造。巖層受水平力的作用，被擠壓成曲狀，但仍保持巖層的連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)，稱為褶皺。巖層褶皺構(gòu)造中的每一個彎曲稱為褶曲。巖層層面凸起褶曲稱為背斜，凹下的稱為向斜。
2、斷裂構(gòu)造。巖層受力后遭到破壞，失去了連續(xù)性和完整性的構(gòu)造形態(tài)，稱為斷裂構(gòu)造。若斷裂面兩側(cè)的巖層沒有發(fā)生明顯的相對位移，稱為斷裂或節(jié)理;若斷裂面兩側(cè)的巖層發(fā)生了明顯的相對位移和錯動，稱為斷層。巖層斷裂后，兩個斷塊發(fā)生相互錯動的錯動面稱為斷層面。位于斷層面上方的斷塊稱為上盤，位于斷層面下方的稱為下盤。根據(jù)斷塊相對錯動的方向，將斷層分為正斷層，逆斷層和平推斷層。正斷層;上盤相對下降，下盤相對上升。
逆斷層：上盤相對上升，下盤相對下降。平推斷層：兩盤沿斷層面最水平方向相對位移。
1、向斜褶曲，由于埋藏深度大，因此瓦斯含量高。
2、向斜軸部頂板，壓力常有增大現(xiàn)象，巖石破碎，容易發(fā)生跨落，必須加強支護(hù)，否則容易發(fā)生冒頂、切面等事故，給頂板管理帶來很大困難。
3、瓦斯突出的礦井，向斜軸部是瓦斯突出的危險區(qū)，由于向斜軸部的次一級構(gòu)造比較發(fā)育，也是瓦斯較集中的地區(qū)，在絕大的瓦斯壓力和頂板壓力作用下，往往容易瓦斯突出。
4、在褶皺構(gòu)造的影響下，有的煤層突然增厚，使原采煤方法不能繼續(xù)，需改變采高或分層開采;有的地方突然變薄甚至不可采，使工作面無法繼續(xù)采煤，需要重新掘開切眼。
?、椤嗔褬?gòu)造對煤礦生產(chǎn)的影響
1、斷層破碎帶是徑流的良好通道，地表水和底下水往往沿通道流水井下，使涌水量增加，在水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，還可能引起突水事故。
2、在高瓦斯礦井中，在斷層破碎帶附近，容易聚積大量瓦斯，可能會造成瓦斯突出事故，給生產(chǎn)帶來危險。
3、斷層帶及其附近，由于巖石破碎，降低了巖石強度，容易引起跨落冒頂，因此，施工時必須注意。
4、斷層造成煤炭損失，為保證安全生產(chǎn)，斷層兩側(cè)必須留有一定寬度的保安煤柱。
5、斷層影響掘進(jìn)工作，煤礦生產(chǎn)過程中遇到斷層后，應(yīng)迅速準(zhǔn)確找到斷失煤層，否則將會造成大量廢巷，影響掘進(jìn)工作進(jìn)行。
6、斷層帶附近構(gòu)造殘余壓力大，容易引起沖擊地壓，給安全生產(chǎn)造成威脅。
二、 礦井開拓
?、濉⒚禾?、井田
1、煤田：在同一個地質(zhì)時期生成的大面積含煤地帶為煤田。
2、井田：一個大的煤田通常由幾個或十幾個礦開采，劃歸一個礦井進(jìn)行開采的煤田通常稱為井田(或礦田)。
㈡、井田再劃分
煤田劃分為井田后，每個井田的面積仍然比較大，為便于開采，還必須將井田再劃分為若干較小的區(qū)、段、以便于有計劃 地按一定順序開采。
1、井田劃分為階段：開采緩傾斜、傾斜和急傾斜煤層時，通常沿煤層傾斜方向，按一定標(biāo)高，將井田劃分為若干長條，每個長條即分稱為階段。
階段與階段之間以水平面分界，稱水平面，布置有主要運輸大巷和井底車場。擔(dān)負(fù)該水平開采范圍內(nèi)的主要運輸和提升任務(wù)的水平稱為開采水平。
2、階段內(nèi)的布置：階段內(nèi)的布置有連續(xù)式，分區(qū)式和分帶式3種。
(1)連續(xù)式：當(dāng)階段內(nèi)的走向長度和傾斜長度都較小時，可在井田的每一翼沿階段傾斜全長布置一個采煤工作面，并且采煤工作面可以由井田中央向井田邊界推進(jìn)(連續(xù)前進(jìn)式開采);或者從井田邊界向井田中央推進(jìn)(連續(xù)后退式開采)。
(2)分區(qū)式：當(dāng)階段的走向和傾斜長度都較大時，在階段范圍內(nèi)，沿走向把階段劃分為若干部分，每部分長度約為600~1200m，沿傾斜的長度等于階段斜長，在其中有獨立的通風(fēng)和運輸系統(tǒng)，這樣的每個部分稱為采區(qū)，這種不止稱為分區(qū)十式布置。階段斜長往往很大，有時長達(dá)1000~1500m以上，實際生產(chǎn)中又將采區(qū)沿傾斜劃分成若干長條部分，稱為區(qū)段。
(3)分帶式：在階段內(nèi)不再劃分采區(qū)，而沿煤層走向劃分成許多個可以分別布置一個采煤工作的傾斜長條，稱為分帶。在分帶內(nèi)，采煤工作面沿煤層傾斜方向由下而上(仰采)或由上而下(俯采)連續(xù)推進(jìn)，這種布置稱為分帶式布置。
?、纭⒌V井開拓方式
在每個井田范圍內(nèi)，為了合理地把煤炭從地下開采出來，需從地面向井下開掘一系列通向煤體的井筒和巷道，稱為礦井開拓。
井筒的形式、開拓巷道的布置和礦井的通風(fēng)運輸方式叫做礦井開拓方式。通常以井筒形式為主要依據(jù)，將礦井開拓方式分為斜井開拓、立井開拓、平硐開拓和綜合開拓。
?、?、斜井開拓：根據(jù)井筒位置和開拓巷道布置方式的不同，斜井開拓主要分為井盤斜井開拓和斜井分區(qū)式開拓兩種。
?、凇⒘⒕_拓，我國煤礦多采用主井單水平分區(qū)開拓和主井多水平分區(qū)開拓。
?、邸⑵巾祥_拓：平硐沿煤層走向掘進(jìn)的稱走向平硐，與走向斜交(或垂直)稱斜交(或垂直平硐)。
?、堋⒕C合開拓：為充分發(fā)揮上述3種開拓方式的優(yōu)點，可以采用其中的兩種或3鐘方式開拓一個井田的方式。
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按巷道在生產(chǎn)中的用途劃分：礦井巷道按其作用和服務(wù)范圍可分為開拓巷道，準(zhǔn)備巷道和回采巷道3類。按巷道的空間形態(tài)劃分：礦井巷道按其空間形態(tài)劃分為垂直巷道，水平巷道和傾斜巷道3類。
?、?、開拓巷道
開拓巷道是為全礦井，一個開采水平或兩個以上采區(qū)服務(wù)的巷道。主要包括以下幾種：
平硐：直接與地面相通的水平巷道。
斜井：直接與地面相通的傾斜巷道。
立井：直接與地面相通的直立巷道。
井底車場：井下主要運輸巷道和井筒連接處的一組巷道和硐室的總稱。
石門：穿過各巖層掘進(jìn)并與煤層走向垂直或斜交的水平巷道。
主要運輸及回風(fēng)大巷：沿走向掘進(jìn)，使全礦井或某個水平運輸、回風(fēng)用的水平巷道，多數(shù)開掘在巖層內(nèi)，也可開掘在煤層內(nèi)。
?、?、準(zhǔn)備巷道
準(zhǔn)備巷道是為一個采區(qū)服務(wù)的巷道，主要有以下幾種類型：
采區(qū)上山：在運輸大巷向上沿煤、巖層開鑿的傾斜巷道，按用途和裝備分為：運輸機上山和人行上山等。
采區(qū)下山：在運輸大巷向下沿煤、巖層開鑿的傾斜巷道。
?、?、回采巷道
回采巷道是為一個采煤工作面服務(wù)的巷道，主要有以下幾種：
回風(fēng)巷道：一般指供采煤工作面回風(fēng)和運煤用的巷道。
進(jìn)風(fēng)巷道：一般指供采煤工作面進(jìn)風(fēng)和送料用的巷道。
切眼：為布置采面設(shè)備，形成生產(chǎn)系統(tǒng)而掘出的貫通回風(fēng)與進(jìn)風(fēng)的巷道。
三、采煤技術(shù)
?、?、基本概念
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采場：用來直接大量采取煤炭的場所。采煤工作面：在采場進(jìn)行采煤的煤壁。在實際工作當(dāng)中，采煤工作面與采場是同義詞。
?、?、采煤工作
采煤工作：在采場內(nèi)，為了采取煤炭所進(jìn)行的一系列工作。采煤工作可分為基本工序和輔助工序。
基本工序：破煤、裝煤、運煤。
輔助工序：工作面支糊、采空區(qū)處理，移置運輸及采煤設(shè)備等工序。
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按照一定順序完成破煤、運煤、工作面支護(hù)、采空區(qū)處理等各項工序的方法及其配合，稱為采煤工藝或回采工藝。
我國目前普遍采用的采煤工藝有：爆破采煤工藝、普通機械采煤工藝，綜合機械化采煤工藝、綜采放頂煤采煤工藝。
?、?、采煤系統(tǒng)
采煤巷道的掘進(jìn)一般是超前于采煤工作進(jìn)行的。它們之間在時間上的配合以及在空間上的相互位置關(guān)系，稱為采煤巷道布置系統(tǒng)，也稱為采煤系統(tǒng)
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采煤方法就是采煤系統(tǒng)與采煤工藝的綜合及其在時間和空間上的相互配合。采煤方法主要分為壁式和柱式體系兩種。
?、?、礦井及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)
礦井及采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)包括：提升運輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、其他系統(tǒng)(瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、灌漿防火系統(tǒng)、通訊系統(tǒng))。
?、妗⒈谑襟w系采煤法
壁式體系采煤法：回采(采煤)工作面長度較長(一般為80~250M左右)，工作面兩端各有一條巷道，用于通風(fēng)及運輸，采煤的煤炭沿著平行于煤壁的方向運出工作面，隨著采煤工作面推進(jìn)要求及時和有計劃地處理采空區(qū)。
壁式體系采煤法的優(yōu)點：煤炭損失少，采煤連續(xù)性強，單產(chǎn)高，采煤系統(tǒng)較簡單，對地質(zhì)條件適應(yīng)性較強，但采煤工藝裝備比較復(fù)雜。
壁式體系采煤法的分類：在壁式體系采煤法中，對于薄煤層及中厚煤層，一般沿煤層全厚一次采出，既整層回采;對于厚煤層，一般將其分成若干個中等厚度的分層進(jìn)行回采，既分層回采(或采用放頂煤開采)。無論整層回采還是分層回采(或采用放頂煤開采)，按其推進(jìn)方向又可分為走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法：走向長壁采煤法：回采工作面沿傾向布置，沿走向推進(jìn)。傾向長壁采煤法：回采工作面沿走向布置，沿傾向推進(jìn)。方便于順利開采，使用傾向長壁采煤法時煤層傾角不宜超過12度。
?、?、柱式體系采煤法
柱式體系采煤法是在煤層內(nèi)開掘一系列寬為5~7m左右的煤房，煤房間用聯(lián)絡(luò)巷相連，形成近似于長條形成塊狀的煤柱，煤柱寬度由數(shù)米至20多米不等，采煤在煤層中進(jìn)行。有兩種基本類型，既房式采煤法和房柱式采煤法。留下煤柱不采的稱為房式采煤法。即采煤房又采煤柱的稱為房柱式采煤法
柱式體系采煤法的特點是：回采工作面的長度較短，但工作面的數(shù)目較多;采房及回收煤柱設(shè)備合一，靈活性強;礦壓顯現(xiàn)減弱，回采過程中有時不進(jìn)行采空區(qū)處理;工作面的通風(fēng)條件一般較差;回采率低;機械化的柱式采煤，使用條件較嚴(yán)格，發(fā)展受到一定限制。
?、?、急傾斜煤層常用采煤方法簡介
1、急傾斜煤層的開采特點：由于急傾斜煤層的傾角比較大，在開采技術(shù)、安全、運輸、頂板管理方面都具有獨立的特點，主要表現(xiàn)是：
(1)由于煤層傾角大，增加了開采困難，在開采技術(shù)上必須采取相應(yīng)的安全措施;
(2)煤層頂板垂直作用在支架或煤體上的壓力較小，而作用在傾斜方向的壓力增大。因此。支架不穩(wěn)定，容易傾倒;護(hù)巷煤柱容易片幫;頂?shù)装宥伎赡苎貎A斜方向滑動;
(3)采下來的煤和冒落的矸石，都可重下滑，簡化了工作面的運輸工作，但容易吊砸人和沖倒支架，影響安全;
(4)由于煤層傾角大，沿傾斜方向的行人，運料及搬遷設(shè)備都比較困難。因此，采區(qū)的走向和傾斜長度一般都比緩傾煤層的小;
(5)開采兩個相應(yīng)距較近的急傾斜煤層時，上層開采后，由于底版巖層的移動，使下層煤遭受破壞，所以，在開采順序上與緩傾斜煤層群有所不同。
(6)急傾斜煤層頂板比緩傾斜頂板難于冒落，冒落步距相對較大。冒落的矸石下滑充填采空區(qū)，對頂板起支撐作用，所以在正常開采期間一般不出現(xiàn)明顯的周期來壓現(xiàn)象。為此，急傾斜采煤法中的支護(hù)工作多數(shù)是以掩護(hù)為主，以支撐為輔;
(7)一般采煤機械設(shè)備不適于在急傾斜煤層中使用。
2、急傾斜煤層采煤方法
急傾斜煤層開采方法較多，主要的有倒臺階采煤法，水平分層采煤法及偽傾斜掩護(hù)支架采煤法。
(1)倒臺階工作面采煤法：適應(yīng)于頂板不太破碎，煤層厚0.6~1.5m。他們的特點是：巷道系統(tǒng)簡單，掘進(jìn)率底，回采率高，通風(fēng)方便;但是，它具有生產(chǎn)工藝復(fù)雜，工作面芝護(hù)操作不便，材料消耗大，難以使用機械化采煤，安全條件差等不利因素，所以近年來煤礦中應(yīng)用的較少。
(2)水平分層采煤法：就是將急傾斜中厚及厚煤層沿走向分成幾個水平分層來開采。煤層厚度就是工作面長度，分層的厚度就是工作面的采高，工作面沿走向推進(jìn)。其主要優(yōu)點是：對煤層地質(zhì)條件適應(yīng)性強，可適應(yīng)煤層傾角和厚度的變化;回采率高。其主要缺點是：巷道布置和通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，巷道掘進(jìn)量大，回采工序多，勞動強度大，機械化程度低;產(chǎn)量和效率較低，材料消耗較多。其適用條件是：煤層厚度在4~6m或大于6m埋藏條件較復(fù)雜的急傾斜煤層。
(3)偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法。其特點是：回采工作面成直線型，按偽傾斜方向布置，沿走向推進(jìn)。用柔性掩護(hù)支架，隔離采空區(qū)與回采空區(qū)與回采空間，工作人員在掩護(hù)支架的保護(hù)下進(jìn)行采煤工作。
?、?、偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法
1、采區(qū)巷道布置。采區(qū)運輸石門揭露煤層后，向上掘一組上山眼，布置區(qū)段運輸平巷?；仫L(fēng)平巷，在采區(qū)邊界開掘一對開切眼，以作為回采開始階段的運輸，行人和通風(fēng)之用。然后 ，即可安裝支架進(jìn)行回采工作。正常的回采工作面應(yīng)有25度~30度的偽傾斜角?；夭蓵r，為了溜煤、行人、通風(fēng)和運料，在工作面下端掘超前平巷，并沿走向每隔5m左右，由區(qū)段運輸平巷向上開掘小眼，與超前平巷貫通。
2、掩護(hù)支架的結(jié)構(gòu)型式
?、拧⑵桨逍窝谧o(hù)支架，它主要由鋼架和鋼絲繩組成。鋼絲繩沿走向布置，鋼梁沿煤層厚度布置。架子的寬度視煤層厚度而定，一般應(yīng)比煤層厚度小0.3~0.5m，以便架子的下放。鋼絲繩的根數(shù)根據(jù)架子寬度決定，可由3~5根組成。鋼梁之間距離不大與0.3m，其間距內(nèi)用撐木及荊笆條填充。在鋼梁上部鋪設(shè)雙層荊笆，作為隔離采區(qū)矸石的拆架時人工假頂之用。這種結(jié)構(gòu)的架子，具有柔性而且便于控制回收。它適用于2.5~5m煤層。
⑵、組合梁掩護(hù)支架。當(dāng)煤層厚度大于5m時，可采用兩根鋼梁對接或搭接構(gòu)成長度等于煤厚的一根直梁，稱為組合梁。把組合梁排列好。用鋼絲繩、螺栓聯(lián)接成整體，再埔上荊笆或金屬網(wǎng)，即為組合梁掩護(hù)支架。這種支架可為雙地溝工作面進(jìn)行支護(hù)，目前可適用于8m以上的急傾斜厚煤層。
?、?、“八”字形掩護(hù)支架。當(dāng)煤厚為1.3~1.5m時，如用平板掩護(hù)支架，其支護(hù)下面空間狹小，操作不便，通風(fēng)不良，。因此，可采用具有較大工作空間的“八”字型掩護(hù)支架。這種支架是用工字鋼制成“八”字形鋼架，把鋼架排列好，同樣用鋼絲繩、螺栓把“八”字行鋼架聯(lián)接成整體，在埔上荊笆或金屬網(wǎng)而成“八”字行掩護(hù)支架。
偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法優(yōu)點：可三班出煤，不需要專門的準(zhǔn)備班，它與分層和倒臺階采煤方法比較，有下列優(yōu)點：從根本上解決了工作面支柱、固柱的笨重工作，煤炭自滑運輸;工人在掩護(hù)支架下工作，工作安全性高，采區(qū)巷道掘進(jìn)量小，煤炭損失少回采率高;通風(fēng)系統(tǒng)簡單，坑木消耗量低;采煤工作面工序簡單管理方便。其主要缺點是：掩護(hù)支架的寬度不能自動調(diào)節(jié)，難以適應(yīng)煤層厚度的變化。但是當(dāng)煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，傾角大于55度，煤厚在1.5~6.0m的條件下，這種采煤方法能得到較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
第二節(jié) 礦井通風(fēng)基礎(chǔ)知識
一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)
礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的主要組成部分，包含礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。
(一)通風(fēng)方式
按進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井之間的相互位置關(guān)系將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分述如下3種類型。
1、中央式通風(fēng)系統(tǒng)
按井筒沿井田傾斜位置的不同分為兩種類型：
(1)中央并列式——進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井沿井田走向及傾斜均大致并列于井田的中央，兩井底可以開掘到第一水平(如圖2-1 (1))，也可將回風(fēng)井只掘至回風(fēng)水平(如圖2-1 (2))。后者一般適用于較小型礦井。
圖2-1 中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)
這種通風(fēng)系統(tǒng)—般適用于煤層瓦斯和自然發(fā)火問題都不嚴(yán)重，埋藏深、傾角大，但走向不大(一般不大于4 km)的礦井。
(2)中央邊界式——進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向中央，回風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央，向上兩井相隔一段距離，回風(fēng)井的井底高于進(jìn)風(fēng)井的井底。如圖2-2所示：
圖2-2 中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)
這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于瓦斯和自然發(fā)火比較嚴(yán)重的緩傾斜煤層，埋藏較淺，走向不大的礦井。
2、對角式通風(fēng)系統(tǒng)
按進(jìn)、回風(fēng)井走向和位置可將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為如下2種類型：
(1)兩翼對角式——進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，出風(fēng)井位于沿淺部走向的兩翼附近(沿傾斜方向的淺部)，如圖2-3所示;如果只有—個回風(fēng)井，且進(jìn)、回風(fēng)分別位于井田的兩翼稱為單翼對角式。
. 圖2-3 兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)
這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于走向長度較大(一般超過4 km)，井型較大，煤層上部距地表較淺，瓦斯和自然發(fā)火較嚴(yán)重的礦井。
(2)分區(qū)對角式——進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，每個采區(qū)各有一個出風(fēng)井，無總回風(fēng)巷。如圖2-4所示：
圖2-4 分區(qū)對角式通風(fēng)系統(tǒng)
這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于煤層距地表淺，地表起伏(高低)較大，無法開掘淺部總回風(fēng)道的礦井。
3、區(qū)域式通風(fēng)系統(tǒng)
在井田的每一個生產(chǎn)區(qū)域開鑿進(jìn)、回風(fēng)井，分別構(gòu)成獨立的通風(fēng)系統(tǒng)即區(qū)域式通風(fēng)系統(tǒng)。如圖2-5所示：
圖2-5 區(qū)域式通風(fēng)系統(tǒng)
4、混合式通風(fēng)系統(tǒng)
混合式通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井有三個以上井筒，由中央式和對角式混合、中央式和中央邊界式混合等。這種通風(fēng)系統(tǒng)主要適用于井田范圍較大，多煤層、多水平開采的礦井。大多用于老礦井的改造和擴建。
(二)通風(fēng)動力及通風(fēng)方法
按通風(fēng)方法獲得的動力來源可將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為自然通風(fēng)和機械通風(fēng)兩種。
1、自然通風(fēng)
利用自然因素產(chǎn)生的通風(fēng)動力使空氣在井下巷道流動的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)。
2、機械通風(fēng)
利用通風(fēng)機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風(fēng)動力，致使空氣在井下巷道流動的通風(fēng)方法叫做機械通風(fēng)。按通風(fēng)機(通風(fēng)機)的工作方式將礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為抽出式、壓入式和壓抽混合式三種。
(1)抽出式——主要通風(fēng)機安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機的作用下，整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。
抽出式通風(fēng)的優(yōu)點是：在礦井主要通風(fēng)機的作用下，礦內(nèi)空氣處于低于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱呢?fù)壓狀態(tài)，當(dāng)?shù)V井和地面間存在漏風(fēng)通道時，漏風(fēng)從地面漏進(jìn)井內(nèi)。抽出式通風(fēng)礦井在主要進(jìn)風(fēng)巷無需安設(shè)風(fēng)門，便于運輸、行人和通風(fēng)管理。在瓦斯礦井采用抽出式通風(fēng)，若主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)，井下風(fēng)流壓力提高，在短時間內(nèi)可以防止瓦斯從采采空區(qū)涌出，比較安全。因此，目前我國大部分礦井，一般多采用抽出式通風(fēng)。
(2)壓入式——主要通風(fēng)機安設(shè)在進(jìn)風(fēng)井口，作壓入式工作，井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài)。
壓入式通風(fēng)的優(yōu)點是：在礦井主要通風(fēng)機作用下，礦內(nèi)空氣處于高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ恼龎籂顟B(tài)，當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時，漏風(fēng)從井內(nèi)漏向地面。壓入式通風(fēng)礦井中，要在礦井的主要進(jìn)風(fēng)巷中安設(shè)風(fēng)門，使運輸、人行不變，漏風(fēng)較大，通風(fēng)管理工作較困難。同時當(dāng)?shù)V井主要通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風(fēng)流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加造成瓦斯積聚，對安全不利。因此，在瓦斯礦井中一般很少采用壓入式通風(fēng)。
一般認(rèn)為壓入式通風(fēng)不宜在高瓦斯礦井采用。低瓦斯礦井的第一水平有地表漏風(fēng)，礦井地面地形復(fù)雜、高差起伏，無法在高山上安裝主要通風(fēng)機，總回風(fēng)巷維護(hù)困難時，可以考慮采用壓入式通風(fēng)。
(3)壓抽混合式——在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機做壓入式工作，回風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機做抽出式工作。通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小，適用于自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井。其缺點是使用的通風(fēng)機設(shè)備多，管理復(fù)雜。
(三)通風(fēng)網(wǎng)路
一般把礦井或采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流分流、匯合的線路結(jié)構(gòu)形式稱為通風(fēng)網(wǎng)路。由于礦井開拓方式和采區(qū)巷道布置不同，通風(fēng)網(wǎng)路連接方式也就不一致，大體可分為串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)和復(fù)雜聯(lián)結(jié)4種類型。
二、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)
采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的連接形式，以及采區(qū)內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施等基本內(nèi)容。
(一)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求
采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)主要取決于采煤系統(tǒng)(采煤方法)，但又能在一定程度上影響著采區(qū)的巷道布置系統(tǒng)。完備的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能有效地控制采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流方向，風(fēng)量和風(fēng)質(zhì);漏風(fēng)少;風(fēng)流的穩(wěn)定性高，不易遭受破壞;有利于合理排放瓦斯，防止煤炭自燃，形成較好的礦內(nèi)氣候條件和有利于控制、處理事故，并能使通風(fēng)系統(tǒng)符合安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)可行的原則。其基本要求如下：
1、采區(qū)必須實行分區(qū)通風(fēng)。
①、準(zhǔn)備采區(qū)，必須在采區(qū)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)以后，方可開掘其他巷道。
?、?、采煤工作面必須在采區(qū)構(gòu)成完整的通風(fēng)、排水系統(tǒng)后，方可回采。
?、?、高瓦斯礦井、有煤與瓦斯突出突出危險的礦井的每個采區(qū)和開采容易自燃煤層的采區(qū)，必須設(shè)置至少一條專用回風(fēng)巷。
④、低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，必須設(shè)置1條專用回風(fēng)巷。
⑤、采區(qū)的進(jìn)、回風(fēng)巷必須貫穿整個采區(qū)，嚴(yán)禁一段為進(jìn)風(fēng)巷、一段為回風(fēng)巷。
2、采掘工作面應(yīng)實行獨立通風(fēng)
3、在采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中，應(yīng)力求通風(fēng)系統(tǒng)簡單，以便在發(fā)生事故時易于控制風(fēng)流和撤退人員。
4、在采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中，要保證風(fēng)流流動的穩(wěn)定性，采掘工作面應(yīng)盡量避免處于角聯(lián)風(fēng)路中。
5、對于必須設(shè)置的通風(fēng)設(shè)施(風(fēng)門、風(fēng)橋、擋風(fēng)墻等)和通風(fēng)設(shè)備(局部通風(fēng)機、輔助通風(fēng)機等)，要選擇好適當(dāng)位置，嚴(yán)把規(guī)格質(zhì)量，嚴(yán)格管理制度，保證通風(fēng)設(shè)備安全運轉(zhuǎn)。盡量將主要風(fēng)門開關(guān)、局部通風(fēng)機開停等狀態(tài)參數(shù)和風(fēng)流變化參數(shù)納入到礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理問題。
6、在采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中，要保證通風(fēng)阻力小，通風(fēng)能力大，風(fēng)流暢通，風(fēng)量按需分配。因此，應(yīng)特別注意加強巷道的維護(hù)，及時處理局部冒頂和堵塞，支護(hù)良好，保證足夠的斷面。
7、在采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，并有利于采空區(qū)瓦斯的合理排放及防止采空區(qū)浮煤自燃，使新鮮風(fēng)流在其流動路線上被加熱和污染程度最小。
8、設(shè)置消防灑水管路、避難硐室和災(zāi)變時控制風(fēng)流的設(shè)施。明確避災(zāi)路線和安全標(biāo)志。必要時，建立礦井瓦斯抽放系統(tǒng)、防滅火灌漿系統(tǒng)。
9、采區(qū)變電所必須有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)。
(二)回采工作面風(fēng)向的分析
1、上行風(fēng)和下行風(fēng)的概念
上行風(fēng)和下行風(fēng)是指風(fēng)流方向與煤層傾向的關(guān)系而言的。
(1)上行風(fēng)：當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平低于回風(fēng)巷道水平時，采煤工作面的風(fēng)流沿工作面的傾斜方向由下向上流動，稱上行風(fēng)，也叫上行通風(fēng)。
(2)下行風(fēng)：當(dāng)采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷道水平高于回風(fēng)巷道水平時，采煤工作面的風(fēng)流沿工作面的傾斜方向由上向下流動，稱下行風(fēng)，也叫下行通風(fēng)。
圖2-6采煤工作面上行風(fēng)和下行風(fēng)
2、上行風(fēng)與下行風(fēng)的優(yōu)缺點分析
1)、上行風(fēng)的主要優(yōu)點是：
(1) 瓦斯比空氣輕，有一定的上浮力，其自然流動的方向和上行風(fēng)流的方向一致利于帶走瓦斯、較快地降低工作面的瓦斯?jié)舛龋谡ｏL(fēng)速(大于0.5～0.8m/s)下，瓦斯分層流動和局部積聚的可能性較小。
(2) 采用上行風(fēng)時，工作面運輸平巷中的運輸設(shè)備位于新鮮風(fēng)流中，安全性較好。
(3) 工作面發(fā)生火災(zāi)時，采用上行風(fēng)在起火地點發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風(fēng)要小些。
(4) 除淺礦井的夏季之外，采用上行風(fēng)時，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機械風(fēng)壓的作用方向相同，對通風(fēng)有利些。
2)、上行風(fēng)的主要缺點是：
(1) 上行風(fēng)流方向與運煤方向相反，易引起煤塵飛揚，使采煤工作面進(jìn)風(fēng)流及工作面風(fēng)流中的煤塵濃度增大。
(2) 煤炭在運輸過程中所釋放出的瓦斯，披上行風(fēng)流帶人工作面，使進(jìn)風(fēng)流和工作面風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛壬?，影響了工作面的安全衛(wèi)生條件。
(3) 采用上行鳳時，進(jìn)風(fēng)風(fēng)流流經(jīng)的路線較長，風(fēng)流溫度會由于壓縮和地溫加熱而升高;又加上運輸巷內(nèi)設(shè)備運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的熱量對風(fēng)流的加熱作用，故上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高些。
3)、下行風(fēng)的主要優(yōu)點是：
(1) 采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬^小些。
(2) 采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的空氣被加熱的程度較小。
(3) 下行風(fēng)流方向與瓦斯自然流向相反，當(dāng)風(fēng)流保持足夠的風(fēng)速時，就能對向上輕浮的瓦斯具有較強的擾動、混合能力、因此不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積聚的現(xiàn)象。
4)、下行風(fēng)的主要缺點是：
(1) 采用下行風(fēng)時，運輸設(shè)備在回風(fēng)巷道中運轉(zhuǎn)，安全性鉸差。
(2) 工作面一旦起火，所產(chǎn)生的火風(fēng)壓和下行風(fēng)工作面的機械風(fēng)壓作用方向相反，會使工作面的風(fēng)量減少，瓦斯?jié)舛壬撸氏滦酗L(fēng)在起火地點引起瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大些，滅火工作困難一些。
(3) 除淺礦井的夏季之外，采用下行風(fēng)時，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機械風(fēng)壓的作用方向相反，降低了礦井通風(fēng)能力，而且一旦主要通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)，工作面的下行風(fēng)流就有停風(fēng)或反風(fēng)(或逆轉(zhuǎn))的可能。
綜上所述，上行風(fēng)和下行風(fēng)各有利弊，但一般認(rèn)為上行風(fēng)稍優(yōu)于下行風(fēng)，盡管國內(nèi)外有些礦井為了降低工作面氣溫、減少工作面的瓦斯和煤塵濃度，采用了下行通風(fēng)方式，并取得了較好的效果。例如前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)在工作面使用下行風(fēng)后，工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛葴p少20～50%，工作面風(fēng)流中的煤塵濃度減少10多倍，工作面的氣溫降低2～5℃，工作面產(chǎn)量提高50～100萬噸。盡管如此，各國的安全規(guī)程對下行風(fēng)的使用目前仍采取謹(jǐn)?shù)釕B(tài)度。我國《煤礦安全規(guī)程》第115條規(guī)定：有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的采煤工作面不得采用下行通風(fēng)。
三、礦井通風(fēng)設(shè)施
通風(fēng)設(shè)施是控制礦井風(fēng)流流動的各類設(shè)施的總稱。
(一)風(fēng)橋
風(fēng)橋是將兩股平面交叉的新、污風(fēng)流隔成立體交叉的一種通風(fēng)設(shè)施，污風(fēng)從橋上通過，新風(fēng)從橋下通過。
服務(wù)年限很長，通過風(fēng)量大于20 m3/s的風(fēng)橋，可用圖2-3-1所示的繞道式風(fēng)橋，繞道須做在巖石中。服務(wù)年限較長，通過風(fēng)量為1020 m3/s的風(fēng)橋，可用圖2-3-2所示的混凝土或料石風(fēng)橋，在以上兩類永久性風(fēng)橋前后6m以內(nèi)的巷道小，支架要加固，風(fēng)橋兩端接口要嚴(yán)密.四周要固定在實幫和實頂?shù)字?，壁厚不小?.45m，風(fēng)橋斷面不小于巷道斷面的五分之四，成流線型，坡度小于25º。服務(wù)年限短，通過風(fēng)量小于10m/s的隨時風(fēng)橋，可用圖2-3-3所示的鐵筒式風(fēng)橋。鐵筒直徑不小于750mm，厚度不小于5mm，各類風(fēng)橋都用不燃性材料建筑，漏風(fēng)率不大于2 %，通風(fēng)阻力不少于150 Pa，風(fēng)速不大于10 m/s。
圖2-3-1 永久式風(fēng)橋之一
圖2-3-2 永久式風(fēng)橋之二
圖2-3-3 鐵風(fēng)筒風(fēng)橋
(二)密閉
在需要堵截風(fēng)流和交通的巷道內(nèi)，須設(shè)置密閉。按服務(wù)年限長短，密閉分為永久性和臨時性兩種。
對于永久性的密閉，其結(jié)構(gòu)如圖2-3-4所示，需用不燃性材料(如磚、料石、水泥等)建筑，墻上部厚度不小于0.45m，下部不小于l m;密閉前后5m以內(nèi)的巷道支護(hù)要完好，用防腐支架;無積煤，無片幫、冒頂;四周掏槽，在煤中槽深不小于1m，在巖石中不小于0.5m;墻面要嚴(yán)、抹平、刷白、不漏風(fēng)。密閉內(nèi)有涌水時，應(yīng)在墻上裝設(shè)放水管以排出積水，放水管應(yīng)制成U形，利用水封防止放水管漏風(fēng)。
臨時性的密閉，由于服務(wù)期限短，可用木柱、木板、可塑性材料等建造。木板要用魚鱗式搭接，用黃泥、石灰抹面、無裂縫;基本不漏風(fēng);要設(shè)在幫頂良好處，四周要掏槽，在煤中槽深不小于0.5m，在巖石中不小于0.3m, 墻內(nèi)外5m巷道內(nèi)支護(hù)良好，用防腐支架，無積煤;墻外要設(shè)置柵欄和警標(biāo)。
圖2-3-4 永久性密閉
(三)風(fēng)門
在人員和車輛可以通行、風(fēng)流不能通過的巷道中，至少要建立兩道風(fēng)門，其間距要大于運輸工具長度，以便一道風(fēng)門開啟時，另一道風(fēng)門是關(guān)閉的。風(fēng)門分為普通風(fēng)門和自動風(fēng)門。以行人為主、車輛運行不頻繁的地點，可用圖2-3-5所示的普通木制風(fēng)門，這種風(fēng)門的結(jié)構(gòu)特點是門扇與門框呈斜面接觸，接觸處有可縮性襯墊，比較嚴(yán)密、結(jié)實，一股可使用1.5~2年。迎著風(fēng)流方向用人力開啟，靠門內(nèi)外的壓力差把門關(guān)緊;門框和門軸都要向關(guān)閉的方向斜80~85º，使風(fēng)門能靠自重而關(guān)閉，門框下設(shè)門坎，過車的門坎要留有軌道穿過的槽縫;門墻兩幫和相頂?shù)锥家筒?，在煤中掏槽深度不小?.3m，在巖石中不小于0.2m，槽中要填實。門墻厚度不小于0.3m，門板要錯口接縫，木板厚不小于30mm，鐵板厚不小于2mm，通車巷道的門坎下部設(shè)擋風(fēng)簾，通過電纜、水管或風(fēng)管的孔口要堵嚴(yán);風(fēng)門前后5m內(nèi)的巷道要支護(hù)好，無空幫和空頂;漏風(fēng)率不大于2%。
圖2-3-5 普通木制風(fēng)門結(jié)構(gòu)
自動風(fēng)門是借助各種動力實現(xiàn)開啟與關(guān)閉的一種風(fēng)門。目前國內(nèi)的自動風(fēng)門常采用的動力驅(qū)動系統(tǒng)有三種方式，即壓氣驅(qū)動，液壓驅(qū)動和電力驅(qū)動。
第三節(jié) 煤礦主要災(zāi)害事故防治知識
煤礦事故是指煤礦企業(yè)職工在生產(chǎn)勞動過程中，發(fā)生人身傷害、急性中毒等突然使人體組織受到損傷，或者某些器官失去正常機能，致使負(fù)傷機體立即中斷工作，甚至終止生命的事故。
一、礦塵事故及防治
(一)礦塵的危害
1、煤塵能燃燒與爆炸，使礦井遭到破壞，造成大量人員傷亡。
2、礦塵職業(yè)病，懸浮礦塵長期吸人人體，造成肺部組織纖維化病變，使肺部失去彈性，減弱或喪失呼吸能力，以致縮短生命，礦塵職業(yè)病又分為煤肺病、煤矽肺病和矽肺病。
3、污染勞動環(huán)境，影響作業(yè)人員視線和操作，易發(fā)生事故。
4、加速機械、電氣設(shè)備的損壞、，縮短精密儀器、儀表的使用壽命。
(二)礦塵防治措施要點
主要的要點：一是通風(fēng)防塵;二是濕式作業(yè);三是凈化風(fēng)流;四是《規(guī)程》規(guī)定的防塵措施。
(三)礦井綜合防塵措施
1、建立完善的防塵灑水管路系統(tǒng);
2、煤層注水;
3、噴霧灑水;
4、風(fēng)流凈化;
5、放炮用水炮泥;
6、沖洗巷幫;
7、濕式打眼;
8、采空區(qū)灌水;
9、隔爆巖粉棚、水棚、灑巖粉;
10、刷白巷道;
11、個體防護(hù);
12、巷道中的浮煤定期清除。
二、礦井火災(zāi)事故及防治
(一)礦井火災(zāi)事故的危害
井下發(fā)生火災(zāi)后，產(chǎn)生大量的有害氣體;引起瓦斯、煤塵爆炸;產(chǎn)生火風(fēng)壓;產(chǎn)生再生火源。
1、火災(zāi)產(chǎn)生大量的有害氣體，如一氧化氮、二氧化硫等，嚴(yán)重威脅人員的生命安全。
2、引起瓦斯、煤塵爆炸。在有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井內(nèi)，處理火災(zāi)過程中易誘發(fā)爆炸事故，擴大災(zāi)情及傷亡。
3、產(chǎn)生火風(fēng)壓?；痫L(fēng)壓是指火災(zāi)產(chǎn)生的高溫?zé)熈髁鹘?jīng)有高差的井巷所產(chǎn)生的附加風(fēng)壓?；痫L(fēng)壓常造成風(fēng)流紊亂，使某些井巷的風(fēng)流方向產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，擴大受災(zāi)范圍，容易使滅火人員陷入火區(qū)。
4、產(chǎn)生再生火源。熾熱含揮發(fā)性氣體的煙流與相接巷道新鮮風(fēng)流交匯后燃燒，使火源下風(fēng)側(cè)可能出現(xiàn)若干再生火源。煤炭資源大量被燒毀，損壞機械設(shè)備。
(二)礦井火災(zāi)的預(yù)防
預(yù)防礦井火災(zāi)的基本原則是“預(yù)防為主、消防并舉”。 預(yù)防主要從兩方面入手，一是防止失控的高溫?zé)嵩?二是盡量采用不燃或耐燃材料支護(hù)和不燃或難燃制品，同時防止可燃物的大量積存。
外因火災(zāi)的預(yù)防措施：杜絕產(chǎn)生火源、設(shè)置防火門、設(shè)置消防器材和滅火設(shè)備、設(shè)置消防供水系統(tǒng)。
內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防措施：(1)減少各種發(fā)火隱患。 (2)掌握自然發(fā)火預(yù)兆，及時進(jìn)行發(fā)火預(yù)測預(yù)報，把自然發(fā)火消滅在初始階段。(3)對采掘過程遺留下和各種發(fā)火隱患要及時處理，減少自然發(fā)火的幾率。
三、礦井水災(zāi)事故及防治
礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中，地面水和地下水會通過各種通道涌入礦井。為保證礦井正常建設(shè)與生產(chǎn)，必須采取各種措施防止水進(jìn)入礦井或者將進(jìn)入礦井的水排至地面，但當(dāng)?shù)V井涌水超過正常排水能力或在采掘
(一)礦井水的危害
礦井水來源于地表水和地下水，其危害主要有：
1、井下巷道和采掘工作面出現(xiàn)淋水時，空氣潮濕，人易患風(fēng)濕病。
2、礦井水腐蝕井下各種金屬設(shè)備、支架、軌道等。
3、如果發(fā)生了突水和透水，就可能淹沒采掘工作面或礦井，造成人員傷亡。
(二)礦井水災(zāi)事故的預(yù)防措施
《煤礦安全規(guī)程》第252條規(guī)定：水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，必須針對主要含水層(段)建立地下水動態(tài)觀測系統(tǒng)，進(jìn)行地下水動態(tài)觀測、水害預(yù)報，并制定相應(yīng)的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施。一般來說，預(yù)防水害的預(yù)防措施可以概括為“探、防、堵、截、排”及“疏、放”等7個字。
探：即井巷探水;防：即井上下防水設(shè)施及防水措施;堵：即注漿堵住水口，或加固裂隙帶，充填溶改造含水層，加固底板度。截：即留設(shè)各種防水煤柱隔阻有害水源;排：即井下排水設(shè)施和排水能力;
疏：即疏水降壓或疏干有害含水層;放：即對老空區(qū)積水、可疑水源采取放水，或超前放出頂板水。
四、頂板事故及防治
在地下采掘過程中，由于礦山壓力的作用，頂板會垮落。如果頂板管理工作出現(xiàn)漏洞，則會發(fā)生頂板事故。
(一)礦井頂板事故的危害
1、一般會推垮支架、埋壓設(shè)備，造成停電、停風(fēng)，給安全管理帶來困難，對安全不利。
2、如果是地質(zhì)構(gòu)造帶附近的冒頂事故，不僅給生產(chǎn)造成麻煩，而且有時會引起透水事故的發(fā)生。
3、在有瓦斯涌出區(qū)附近發(fā)生頂板事故將伴有瓦斯的突出，易造成瓦斯事故。
4、如果是采掘工作面發(fā)生頂板事故，一旦人員被堵或被埋，將造成人員傷亡。
(二)防止冒頂事故的措施
總的來說，一是要充分掌握頂板壓力分布及來壓規(guī)律，二是要采取有效的支護(hù)措施，三是要及時處理局部漏頂，四是要堅持敲幫問頂制度，五是特殊條件下要采取有針對性的安全措施。
五、運輸事故及防治
(一)礦井常見運輸事故主要原因
1、行人違章。如爬車、蹬車;列車運行時在巷道中間行走。
2、司機違章作業(yè)。違章頂車;推車人一人推一部以上車輛;推車人側(cè)向推車。
3、運輸管理不嚴(yán)密。巷道中雜物多、巷道變形未及時修復(fù);缺少必要的阻車器、信號燈。
(二)礦井運輸事故預(yù)防措施
1、遵守運輸管理各項規(guī)章制度，嚴(yán)禁爬車、蹬車。
2、遵守人力推車規(guī)定。人力推車時，人員必須注意前方，在開始推車、發(fā)現(xiàn)前方有人或障礙物及接近道岔、彎道、巷道口、風(fēng)門、硐室出口時，推車人必須發(fā)出信號;嚴(yán)禁放飛車;同方向推車時軌道坡度小于或等于5‰，兩車間距不得小于10米。坡度大于7‰時，嚴(yán)禁人力推車。
3、嚴(yán)格運輸管理。電機車司機必須持證上崗;嚴(yán)格執(zhí)行《操作規(guī)程》和《崗位責(zé)任制》;定期檢修機車及礦車。
4、巷道斷面按規(guī)定施工，礦井軌道按標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)，加強維護(hù)。
5、在巷道中行走時，要走人行道，不要在軌道中間行走，不要隨意橫穿電機車軌道、絞車道，攜帶長件工具時，要注意避免碰傷他人和觸及架空線，當(dāng)車輛接近時要立即進(jìn)入躲避硐室暫避。
6、在橫穿大巷，通過彎道、交叉口時，要做到“一停、二看、三通過”;任何人都不能從立井和斜井的井底穿過;在兼作行人的斜巷內(nèi)行走時，按照“行人不行車，行車不行人”的規(guī)定，不要與車輛同行。
7、釘有柵欄和掛有危險警告牌的地點十分危險，不能擅自進(jìn)入;爆破作業(yè)經(jīng)常傷人，不可強行通過爆破警戒線、進(jìn)入爆破警戒區(qū)。
8、路過有人正在工作的地方，一定要先打招呼，以免掉物碰人。
9、行走過程中，要隨時注意井巷里的各種信號，來往車輛路過，不要大聲說笑、吵架和打鬧。
(三)機車運輸事故及預(yù)防
1、機車運輸事故原因：機車運輸條件比斜巷優(yōu)越，但在平巷巷道中，敷設(shè)各種管路、電纜，設(shè)置風(fēng)門等，對行車行人不利，更重要的是有些巷道變形失修，環(huán)境惡劣，加之司機違章操作，行人違章行走，易造成機車運輸事故。
2、 機車運輸事故防范措施
①認(rèn)真貫徹《煤礦安全規(guī)程》及操作規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，開展技術(shù)培訓(xùn)，提高司機及有關(guān)人員的技術(shù)水平與安全意識。
②加強巷道維修與管理，改善運輸環(huán)境條件，減少道路故障，保證車輛及人員暢通無阻。巷道內(nèi)施工時要有防范措施。
?、蹤C車司機必須認(rèn)真嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制度和交接班制度，嚴(yán)禁非司機操作。
?、車?yán)禁扒車、跳車和坐礦車，嚴(yán)禁在機車上或兩車廂之間搭乘人員。
⑤加強設(shè)備維修，保證機車在完好狀態(tài)下工作。
(四)斜井運輸事故及預(yù)防
1、傾斜井巷提升運輸事故。傾斜井巷的提升運輸是整個礦井運輸系統(tǒng)的重要組成部分，也是礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。斜巷的運輸環(huán)節(jié)多，戰(zhàn)線長，分布面廣，環(huán)境復(fù)雜多變，易導(dǎo)致各種運輸事故。
2、傾斜井巷提升運輸事故的防治措施。
(1)按規(guī)定設(shè)置可靠的防跑車裝置和跑車防護(hù)裝置，實現(xiàn)“一坡三擋”。
(2)傾斜井巷運輸用鋼絲繩連接裝置，在每次換繩時，必須用2倍于其最大靜荷重的拉力進(jìn)行實驗。
(3)對鋼絲繩和連接裝置必須加強管理，設(shè)專人定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。
(4)礦車要設(shè)專人檢查。
(5)礦車之間的連接、礦車和鋼絲繩之間的連接必須使用不能自行脫落的裝置。
(6)嚴(yán)禁用不合格的物件代替有保險作用的插銷;嚴(yán)禁用不合格的物件代替“三環(huán)鏈”。
(7)斜井串車提升，嚴(yán)禁蹬鉤。做到“行車不行人，行人不行車”。
(8)斜井軌道和道岔質(zhì)量要合格。
(9)斜井支護(hù)完好、軌道上無雜物。
(10)滾筒上鋼絲繩繩頭固定牢固。
(11)開展技術(shù)培訓(xùn)，提高技術(shù)素質(zhì)。
(12)加強安全生產(chǎn)管理，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度。
六、煤礦瓦斯、煤塵爆炸知識及預(yù)防
(一)瓦斯爆炸的危害
礦內(nèi)瓦斯爆炸的有害因素是，高溫、沖擊波和有害氣體。
1、高溫：焰面是巷道中運動著的化學(xué)反應(yīng)區(qū)和高溫氣體，其速度大、溫度高。從焰面溫度可高達(dá)2150～2650 ℃，焰面經(jīng)過之處，人被燒死或大面積燒傷，可燃物被點燃而發(fā)生火災(zāi)。
2、沖擊波：鋒面壓力由幾個大氣壓到20大氣壓，前向沖擊波疊加和反射時可達(dá)100大氣壓。其傳播速度總是大于聲速，所到之處造成人員傷亡、設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施損壞、巷道垮塌。沖擊包括：進(jìn)程沖擊和回程沖擊。
3、有害氣體：井下發(fā)生瓦斯爆炸以后，將會產(chǎn)生大量的一氧化碳，如果有煤塵參與爆炸，CO的生成量更大。空氣中的一氧化碳濃度，按體積計算達(dá)到0.4%時，人在短時間內(nèi)就會中毒死亡。一氧化碳中毒是瓦斯爆炸造成人員傷亡的主要原因。
(二)瓦斯爆炸的主要參數(shù)
1、瓦斯的爆炸濃度
在正常的大氣環(huán)境中，瓦斯只在一定的濃度范圍內(nèi)爆炸，這個濃度范圍稱瓦斯的爆炸界限，其最低濃度界限叫爆炸下限，其最高濃度界限叫爆炸上限，瓦斯在空氣中的爆炸下限為5～6%，上限為14～16%。
瓦斯?jié)舛鹊陀诒ㄏ孪迺r，遇高溫火源并不爆炸，只能在火焰外圍形成穩(wěn)定的燃燒層，濃度高于爆炸上限時，在該混合氣體內(nèi)不會爆炸，也不燃燒，如有新鮮空氣供給時，可以在混合氣體與空氣的接觸面上進(jìn)行燃燒。
原因：可用前面鏈?zhǔn)椒磻?yīng)理論解釋：若瓦斯?jié)舛鹊陀?%，氧化生成的熱量與分解的活化中心都不足，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能發(fā)展成為爆炸;若瓦斯?jié)舛雀哂?6%時，則氧的濃度不足，不但不能生成足夠的活化中心，而且因為瓦斯吸熱能力比空氣大，氧化生成的熱量同時被瓦斯和周圍介質(zhì)所吸收，當(dāng)然也不能發(fā)展成爆炸。
在正?？諝庵型咚?jié)舛葹?.5%時，化學(xué)反應(yīng)量完全，產(chǎn)生的溫度與壓力也最大。瓦斯?jié)舛?%～8%時最容易爆炸，這個濃度稱最優(yōu)爆炸濃度。
瓦斯爆炸界限不是固定不變的，它受到許多因素的影響，其中重要的有：
(1)、氧的濃度
正常大氣壓和常溫時，瓦斯爆炸濃度與氧濃度關(guān)系，如柯瓦德爆炸三角形所示。它的三個頂點B、C、E分別是甲院與空氣混合時的爆炸下限B(5%CH4,19.88%O2：)、上限C(15%CH4,17.79%02)和爆炸臨界點E。瓦斯爆炸界限隨著氧氣濃度的降低而縮小。氧濃度低于12%時，混合氣體就失去爆炸性。在封閉火區(qū)過程中，由于切斷了向火區(qū)供風(fēng)，火區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛纫蚶^續(xù)有瓦期涌出和煙氣滲入而增大，氧氣濃度降低，當(dāng)瓦斯?jié)舛群脱鯕鉂舛人鶝Q定的坐標(biāo)點落在BCE中，有爆炸危險。
(2)、其它可燃?xì)怏w
混合氣體中有兩種以上可燃?xì)怏w同時存在時，其爆炸界限決定于各可燃?xì)怏w的爆炸界限和它們的濃度。
如果混入的其它可燃性氣體下限比瓦斯的下限低，那么混合氣體的爆炸下限也就比瓦斯單獨存在時低，爆炸上限也是如此。由表可以看出：這些可燃性氣體的混入都能使爆炸界限擴大。所以，井下發(fā)生火災(zāi)，產(chǎn)生其它可燃性氣體時，即使平時瓦斯涌出量不大的礦井也有發(fā)生爆炸的可能性，同樣提高警惕。
(3)、煤塵 ----煙煤煤塵具有爆炸性，300～400度時就能從煤塵內(nèi)揮發(fā)出可燃性氣體，從而使瓦斯的爆炸下限降低，爆炸的危險性增加。
(4)、空氣壓力 ----爆炸前的初始壓力對瓦斯爆炸上限有很大影響。可爆性氣體壓力增高，使其分子間距更為接近，碰撞幾率增高。因此使燃燒反應(yīng)易進(jìn)行，爆炸極限范圍擴大 。
(5)、惰性氣體----使氧氣濃度降低，并阻礙活化中心的形成，可以降低瓦斯爆炸的危險性。
2、瓦斯的最低點燃溫度和最小點燃能量
點燃瓦斯所需的最低溫度稱為最小點燃溫度，所需的最小點燃能量稱為最小點燃能量。在正常大氣條件下，瓦斯在空氣中的點燃溫度為650～750攝氐度，絕熱壓縮時565℃，最低點燃能量0.28mJ。
瓦斯的最低點燃溫度和量小點燃能量決定于空氣中的瓦斯?jié)舛?、初壓、火源的能量及其放出強度和作用時間。壓力越大，點燃溫度越低。
最低點燃溫度是重要的安全技木參數(shù)之一，它不僅決定了在什么樣的爆炸混合氣體內(nèi)，使用什么型號的防爆電氣設(shè)備;而且還決定了爆炸危險環(huán)境中設(shè)備的允許溫升。
3、瓦斯的引火延遲性
瓦斯與高溫?zé)嵩唇佑|后，不是立即燃燒或爆炸，而是要經(jīng)過一個很短的間隔時間，這種現(xiàn)象叫引火延遲性，間隔的這段時間稱感應(yīng)期，感應(yīng)期的長短與瓦斯的濃度、火源溫度和火源性質(zhì)有關(guān)，而且瓦斯燃燒的感應(yīng)期總是小于爆炸的感應(yīng)期。
瓦斯爆炸的感應(yīng)期，對煤礦安全生產(chǎn)意義很大。在井下高溫?zé)嵩词遣豢杀苊獾模P(guān)鍵是控制其存在時間在感應(yīng)期內(nèi)。例如，使用安全炸藥爆炸時，其初溫能達(dá)到2000℃左右，但高溫存在時間只有10-6～10-7s，都小于瓦斯的爆炸感應(yīng)期，所以不會引起瓦斯爆炸。
4、煤礦井下瓦斯爆炸事故原因分析
(1)火源
井下的一切高溫?zé)嵩?mdash;—電氣、放炮、摩擦、靜電，但主要火源是放炮和機電火花。隨著煤礦機械化程度的提高，摩擦火花引燃瓦斯的事故逐漸增多。
(2)發(fā)生地點
煤礦任何地點都有發(fā)生爆炸的可能性，但大部分爆炸事故發(fā)生在采、掘工作面。掘進(jìn)工作面占80%～90%，采煤工作面占10%～20%
采煤工作面發(fā)生地點上隅角、采煤機切割機附近。
國內(nèi)外的統(tǒng)計資料表明，低瓦斯礦井，由于通風(fēng)、放炮和機電設(shè)備管理不嚴(yán)格，爆炸事故有可能比高瓦斯涌出量礦井嚴(yán)重。
分析爆炸事故的原因還表明，絕大多數(shù)爆炸事故是管理上疏忽和人為違反安全規(guī)程，以及缺少應(yīng)有的紀(jì)律與責(zé)任的結(jié)果。
5、預(yù)防瓦斯爆炸的措施
瓦斯爆炸必須同時具備三個條件：瓦斯的濃度在爆炸范圍內(nèi);高于最低點燃能量的熱源存在的時間大于瓦斯的引火感應(yīng)期;瓦斯-空氣混合氣體中的氧氣濃度大于12%。后一條件在生產(chǎn)井巷中是始終具備的，所以預(yù)防瓦斯爆炸的措施，就是防止瓦斯的積聚和杜絕或限制高溫?zé)嵩吹某霈F(xiàn)。
(1)防止瓦斯積聚
搞好通風(fēng) ;及時處理局部積存的瓦斯;抽放瓦斯;經(jīng)常檢查瓦斯?jié)舛群屯L(fēng)狀況。
(2)防止瓦斯引燃
防止瓦斯引燃的原則，是對一切非生產(chǎn)必需的熱源，要堅決禁絕。生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源，必須嚴(yán)加管理和控制，防止它的發(fā)生或限定其引燃瓦斯的能力。
(3)防止瓦斯爆炸災(zāi)害事故擴大的措施。
萬一發(fā)生爆炸，應(yīng)使災(zāi)害波及范圍局限在盡可能小的區(qū)域內(nèi)，以減少損失，為此應(yīng)該：
①編制周密的預(yù)防和處理瓦斯爆炸事故計劃，并對有關(guān)人員貫徹這個計劃。
?、趯嵭蟹謪^(qū)通風(fēng)。各水平、各采區(qū)都必須布置單獨的回風(fēng)道，采掘工作面都應(yīng)采用獨立通風(fēng)。這樣一條通風(fēng)系統(tǒng)的破壞將不致影響其他區(qū)域。
③通風(fēng)系統(tǒng)簡單。應(yīng)保證當(dāng)發(fā)生瓦斯爆炸事故時入風(fēng)流與回風(fēng)流不回發(fā)生短路。
?、苎b有主要通風(fēng)機的出風(fēng)井口，應(yīng)安裝防爆門或防爆井蓋，防止爆炸波沖毀通風(fēng)機，影響救災(zāi)與恢復(fù)通風(fēng)。
?、莘乐姑簤m事故的隔爆措施，同樣也適用于防止瓦斯爆炸。
(三)煤塵爆炸的條件
煤塵爆炸必須同時具備三個條件：煤塵本身具有爆炸性;煤塵必須懸浮于空氣中，并達(dá)到一定濃度;存在能引燃煤塵爆炸的高溫?zé)嵩础?/p>
(四)預(yù)防煤塵爆炸的措施
預(yù)防煤塵爆炸的技術(shù)措施主要包括減、降塵措施，防止煤塵引燃措施及隔絕煤塵爆炸措施等三個方面。其中隔絕煤塵爆炸措施可以采用
1.清除落塵
2.撒布巖粉
3.設(shè)置水棚
4.設(shè)置巖粉棚
5.設(shè)置自動隔爆棚。
七、井下各種氣體的危害及預(yù)防知識
(一)氧氣(O2)
氧氣是一種無色、無味、無嗅的氣體。相對空氣的比重是1.11。氧是非?；顫姷脑?，幾乎能和所有氣體化合，能助燃和供人呼吸。人體對氧的需要是隨人的體質(zhì)強弱及勞動強度大小而定。當(dāng)人休息時，需氧量不小于0.25L/min，行走勞動時，需氧量為1～3L/min，空氣中含氧量減少對人體的危害程度如表1-2所示。
《規(guī)程》規(guī)定：采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中氧氣不低于20%。礦井空氣中氧氣減少的原因有：坑木、煤炭及有機物的氧化，井下火災(zāi)、煤炭自燃、瓦斯煤塵爆炸、人的呼吸、井巷排出瓦斯沖淡氧氣濃度等。
表1-2 人體在不同濃度氧氣中的反應(yīng)
氧氣的濃度/%人的反應(yīng)
17靜止無影響，但工作時引起喘息，呼吸困難及脈搏跳動急促，感覺及判斷能力減弱
15 失去勞動能力
10～12 失去理智，時間稍長即有生命危險
6～9 失去知覺，呼吸停止，幾分鐘內(nèi)心臟尚能跳動，不進(jìn)行急救會導(dǎo)致死亡
在通風(fēng)不良的巷道內(nèi)，火區(qū)附近巷道內(nèi)，采空區(qū)的廢巷內(nèi)，大量涌出瓦斯的巷道以及停風(fēng)的獨頭巷道內(nèi)，氧氣的濃度都可能很低，如果冒然進(jìn)入，有造成窒息死亡的危險。
(二)二氧化碳(CO2)
二氧化碳是無色、略帶酸味的氣體，相對空氣的比重為1.52，容易聚集在巷道底部或下山盲巷或下山盲巷沒有風(fēng)流的地方，不助燃，不能供呼吸，易溶于水。
二氧化碳對人的呼吸有刺激作用，當(dāng)人體內(nèi)二氧化碳增多時，能刺激人體呼吸神經(jīng)中樞，引起呼吸頻繁，使人的需氧量增加。井下空氣中的二氧化碳濃度增大時，會使空氣中氧含量相對減少，甚至使人窒息。二氧化碳對人體的影響如表1-3所示。
為了預(yù)防二氧化碳的危害，《規(guī)程》》規(guī)定：采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中二氧化碳濃度不超過0.5%;在采掘工作面風(fēng)流中、在采掘工作面回風(fēng)流中，二氧化碳濃度不得超過1.5%，在總回風(fēng)流中二氧化碳濃度不得超過0.75%。井下二氧化碳的來源有：從煤層(巖層)涌出;爆破工作面炸藥爆炸;瓦斯煤塵爆炸;煤和坑木氧化;煤炭自燃以及作業(yè)人員呼出二氧化碳等。個別礦井還發(fā)生煤與二氧化碳突出。搞好通風(fēng)和加強二氧化碳檢查是防止二氧化碳危害的主要措施。
表1-3 人體在不同濃度二氧化碳中的反應(yīng)
空氣中二氧化碳濃度/%人體的反應(yīng)
1呼吸感到急促
3呼吸量增加2倍，并很快發(fā)生疲勞
5呼吸感到困難，耳鳴，血液流動加快
6發(fā)生嚴(yán)重喘息，極度虛弱無力
10頭暈，處于昏迷狀態(tài)
10～20呼吸處于停頓狀態(tài)，失去知覺
20～25窒息
(三)氮氣(N2)
氮氣是一種無色、無味、無嗅的氣體，相對空氣的比重為0.97，不助燃。礦井內(nèi)空氣中氮氣含量增加，會使氧氣含量相對減少，以致使人窒息死亡。多余的氮氣可削弱瓦斯的爆炸性和煤炭自燃，但高溫下能與氧化合成有毒的二氧化碳。煤礦井下有機物腐爛，爆破作業(yè)以及煤和圍巖層的裂隙中放出氮氣，會增加礦井內(nèi)氮氣含量。減少井下氮氣濃度的方法是加強通風(fēng)。
(四)一氧化碳(CO)
一氧化碳是一種無色、無味、無嗅的氣體，不用專門儀器檢查不易察覺。相對空氣的比重是0.97，幾乎能均勻擴散在空氣中。一氧化碳微溶于水，能燃燒，當(dāng)體積濃度達(dá)到13%～75%時可能爆炸。
一氧化碳是一種毒性極大的氣體，在煤礦井下各種中毒事故中，一氧化碳中毒所占比重較大。一氧化碳與人體血液中血紅蛋白的結(jié)合能力比氧大250～300倍。因此，當(dāng)空氣中含有一定濃度的一氧化碳時，人體吸入后使血液的輸氧工作迅速減弱或停止，引起缺氧窒息或死亡。一氧化碳對人體的影響如表1-4所示。
表1-4 人體在不同濃度一氧化碳中的反應(yīng)
一氧化碳濃度/%人體的反應(yīng)
0.02連續(xù)呼吸2 h～3 h，輕微頭痛
0.04連續(xù)呼吸1 h～2 h，眩暈，頭痛
0.08連續(xù)呼吸45min， 耳鳴，頭痛，心跳
0.16連續(xù)呼吸0.5 h～2 h，四肢無力，嘔吐，感覺遲鈍
0.32連續(xù)呼吸20 min～30 min，喪失知覺，呼吸停頓，以致死亡
1.281 min～3 min死亡
由于一氧化碳的毒性極強，《規(guī)程》規(guī)定井下空氣中一氧化碳的濃度不得超過0.0024%。井下一氧化碳的主要來源是：井下火災(zāi)、煤炭自燃、瓦斯與煤塵爆炸及爆破。
(五)硫化氫(H2S)
硫化氫是一種無色氣體，具有臭雞蛋及微甜味，當(dāng)空氣中硫化氫的濃度為0.0001%～0.0002%時，可以明顯感到它的臭味。硫化氫相對空氣的比重為1.9，易溶于水，在常溫下1個體積的水能溶解2.5個體積的硫化氫。硫化氫能燃燒，當(dāng)它在空氣中含量為4.3%～4.5%時能爆炸。硫化氫毒性大，能使人體血液中毒，它對人體的影響如表1-5所示。
表1-5 人體在不同濃度硫化氫中的反應(yīng)
硫化氫濃度/%人體的反應(yīng)
0.01數(shù)小時后發(fā)生輕度中毒，流唾液，流鼻涕，呼吸困難，頭暈
0.021h后昏迷頭痛，嘔吐，四肢無力，神智不清
0.0530nin至1h失去知覺，臉色發(fā)白，窒息，不急救便死亡
0.07有死亡危險
0.10幾分鐘即可死亡
由于硫化氫毒性極大，《規(guī)程》規(guī)定井下空氣中硫化氫的濃度不得超過0.00066%。井下硫化氫的主要來源：少數(shù)含硫化氫的煤層或巖層局部地段放出硫化氫;含硫煤炭自燃時生成硫化氫;含硫煤塵爆炸;硫化礦物水解;有機物腐爛;老窯水、舊巷積水內(nèi)含有的硫化氫等。
(六)二氧化氮(NO2)
二氧化氮是一種褐紅色氣體，有窒息性氣味，相對空氣的比重為1.59，易溶于水生成腐蝕性很強的硝酸。它劇毒，對人的眼、鼻，呼吸道和肺部組織有強烈的腐蝕作用，以致破壞肺部組織引起肺水腫。二氧化碳中毒的特點是起初無感覺，即便在危險濃度下，起初只感覺呼吸道受刺激，咳嗽，但經(jīng)過6h～24h后，就會產(chǎn)生嚴(yán)重的支氣管炎，呼吸困難，吐黃痰，發(fā)生肺水腫，嘔吐，以致很快死亡。二氧化氮對人體的影響如表1-6所示。
表1-6 人體在不同濃度二氧化氮中的反應(yīng)
二氧化氮濃度/%人體的反應(yīng)
0.004經(jīng)過2h～4h引起中毒現(xiàn)象——咳嗽
0.006短時間內(nèi)對呼吸道有刺激作用，咳嗽，胸痛
0.01短時間內(nèi)出現(xiàn)劇烈咳嗽，聲帶痙攣收縮，嘔吐，神經(jīng)系統(tǒng)麻木
0.025短時間內(nèi)死亡
由于二氧化氮劇毒，因此《規(guī)程》規(guī)定：井下空氣中二氧化氮濃度不超過0.00025%。煤礦井下二氧化氮主要來源于爆破作業(yè)。
(七)二氧化硫(SO2)
二氧化硫是一種無色氣體，具有強烈的硫磺氣味及酸味，對眼睛有刺激作用。二氧化硫相對空氣的比重為2.22，易積聚于巷道底部，易溶于水。它與呼吸道濕潤表皮接觸后能產(chǎn)生硫酸，對呼吸器官有腐蝕作用，易使支氣管發(fā)炎，呼吸麻痹，嚴(yán)重時可引起肺水腫。二氧化硫?qū)θ梭w的影響如表1-7所示。
表1-7 人體在不同濃度二氧化硫中的反應(yīng)
二氧化硫濃度/%人體的反應(yīng)
0.0005嗅覺器官感到刺激
0.002強烈地刺激眼睛和呼吸器官，眼紅，流淚咳嗽，頭痛，喉痛
0.05引起急性支氣管炎，肺氣腫，短期內(nèi)會中毒死亡
《規(guī)程》規(guī)定：礦井內(nèi)空氣二氧化硫濃度不得超過0.0005%。二氧化硫的主要來源是：含硫煤的自然發(fā)火;在含硫煤中進(jìn)行爆破工作和含硫煤塵爆炸;硫化礦物緩慢氧化。
(八)氨氣(NH3)
氨是無色，有濃烈臭味的氣體，相對空氣的比重為0.60，易溶于水，有爆炸性(爆炸界限為16%～27%)。氨對人的皮膚和呼吸系統(tǒng)有刺激作用，能引起咳嗽，流淚，頭暈，聲帶水腫，重者會暈迷，痙攣，心力衰竭，以致死亡。氨氣來源于爆破，用水熄滅燃著的煤炭生成氨，部分巖層中也有氨氣涌出。為防止氨氣事故，《規(guī)程》規(guī)定：氨氣的最高允許濃度為0.004%。
