资源描述：
一、冒顶片帮事故的原因 在采矿生产活动中，最常发生的事故是冒顶片帮事故。冒顶片帮是由于岩石不够稳定，当强大的地压传递到顶板或两帮时，使岩石遭受破坏而引起的。随着掘进工作面和回采工作面的向前推进，工作面空顶面积逐渐增大，顶板和周帮矿岩会由于应力的重新分布而发生某种变形，以致在某些部位出现裂缝，同时岩层的节理也在压力作用下逐渐扩大。在此情况下，顶板岩石的完整性就破坏了。由于顶板岩石完整性破坏，便出现了顶板的下沉弯曲，裂缝逐渐扩大，如果生产技术和组织管理不当，就可能形成顶板岩矿的冒落。这 种冒落就是常说的冒顶事故，如果冒落的部位处在巷道的两帮就叫做片帮。 冒顶片帮事故，大多数为局部冒落及浮石引起的，而大片冒落及片帮事故相对较少， 因此，对局部冒落及浮石的预防，必须给予足够的重视。引发冒顶片帮事故的原因有以下 几方面。 1．采矿方法不合理和顶板管理不善 采矿方法不合理，采掘顺序、凿岩爆破、支架放顶等作业不妥当，是导致此类事故的 重要原因。例如，某矿矿体顶板岩石松软、节理发达、断层裂隙较多，采用了水平分层充 嘛矿法，加上采掘管理不当，结果使顶板暴露面积过大，致使冒顶事故经常发生；后来 改变了采矿方法，加强了顶板管理，冒顶事故就有了显著的减少。 2．缺乏有效支护 支护方式不当、不及时支护或缺少支架、支架的支撑力和顶板压力不相适应等是造成 此类事故的另一重要原因。例如，某矿采场顶扳与底盘的走向断层相交形成了三角岩构 造，对此本应选用木垛与支柱的联合支护方案，但只打了40多根立柱，结果顶板来压后， 立柱大部分被压坏，发生了冒顶事故。 一般在井巷掘进中，遇有岩石情况变坏，有断层破碎带时，如不及时加以支护，或支【架数量不足，均易引起冒顶片帮事故。－．＿I3．检查不周和疏忽大意D 在冒顶事故中，大部分属于局部冒落及浮石砸死或砸伤人员的事故。这些都是事先缺D 乏认真、全面的检查，疏忽大意等原因造成的。I 冒顶事故一般多发生于爆破后1～2小时这段时间里。这是由于顶板受到爆炸波的冲8和震动而产生新的裂缝，或者使原有断层和裂缝增大，破坏了顶板的稳固。这段时间往D 脓正好是工人们在顶板下作业的时间。4．浮石处理操作不当1 浮石处理操作不当引起冒顶事故，大多数是因处理前对顶板缺乏全面、细致地检查，1 椭掌握浮石情况而造成的，如撬前落后、撬左落右、撬小落大等。此外还有处理浮石时 SJ立的位置不当、撬毛工的操作技术不熟练等原因。有的矿山曾发生过落下浮石砸死撬毛 工的事故，其主要原因就是撬毛工缺乏操作知识．垂直站在浮石下面操作。 5．地质矿床等自然条件不好 如果矿岩为断层、揩曲等地质构造所破坏形成。压碎带，或者由于节理、层理发人裂缝多，再加上裂隙水的作用，被坏了顶板的稳定性，改变了工作面正常压力状况，阶．容易发生冒顶片帮事故。对于回采工作面的地质构造不清楚，顶板的性质不清楚（有鹏伪顶，有的无伪顶，还有的无直接顶只有老顶），容易造成冒顶事故。 6地压活动 有些矿山没有随着开采深度的不断加深而对采空区及时进行处理，因而受到地压九的危害，频繁引发冒顶事故。。 7．其他原因、、－－不遵守操作规程进行操作，精神不集中，思想麻痹大意，发现险情不及时处理，工K面作业循环不正规，推进速度慢，爆破崩倒支架等，都容易引起冒顶片帮事故。 二、冒顶前的预兆 大多数情况下，在冒顶之前，由于压力的增大，顶板岩石开始下沉，使支架开始发出断裂声，而后逐渐折断。与此同时，还能听到顶板岩石发出“啪、啪” 的破裂声。随郡板岩石进一步破碎，在冒落前几秒钟，就会发现顶板掉落小碎石块，涌水量也逐渐增九。而后便开始冒落。面 顶板冒落之前，岩石在矿山压力作用下开始破坏的初期，其破碎的响声和频率狮 二低，常常在井下工作人员还没有听到之前，老鼠己有感应。所以在井下岩层大破坏或大g 回落之前，有时会看到老鼠“搬家ll，甚至可以看到老鼠到处乱窜。回 在井下工作的人员，当听到或者看到上述冒顶预兆时，必须立即停止工作，马上从危 回险区撤到安全地点。必须注意的是，有些顶板本来节理发育裂缝就较多，有可能发生突然 回冒落，而且在冒落前没有任何预兆。回 要防止冒顶片帮事故的发生，必须严格遵守安全技术规程，从多方面采取综合预防措】施，主要措施如下。】 （1）选用合理的采矿方法 选择合理、安全的采选矿方法，制定具体的安全技术操作g规程，建立正常的生产秩序和作业制度，是防止冒顶片帮事故的重要措施。 （2）搞好地质调查工作 对于工作面推进地带的地质构造要调查清楚，通过危险地带时要采取可靠的安全措施。 （3）加强工作面顶板的管理与支护和维护 为了防止掘进工作面的顶板冒落，永久支架与掘进工作面之间的距离，不得超过3m，如果顶板松软，这个距离还应缩短。在掘进工作面与永久支架之间，必须架设临时支架。 必须加强工作面顶板的管理，对所有井巷均要定期检查，如发现有弯曲、歪斜、腐朽、折断、破裂的支架，必须及时进行更换或维修。要选择合理的支护方式，支架要有足 够的强度。采用锚杆支护。喷射混凝土支护、锚喷联合支护等方法维护采场和巷道的顶 板。支护要及时，不要在空顶下作业。 （4）及时处理采空区 矿山开采应处理好采矿与空区处理的关系，采用正确的开采顺 序，及时充填、支护或崩落采空区。 （5）坚持正规循环作业 要坚持正规循环作业，加快工作进度，减少顶板悬露时间。 （6）加强对顶板和浮石的检查与处理 浮石是采场和掘迸工作面爆破后极为常见的现 象，要严格检查和情理浮石，防止浮石掉落而造成伤亡事故。可采用简易方法和仪器对顶 板进行检查与观测。常用的简易方法有木楔法、标记法、听青判断法、震动法等。此外， 还可采用顶板警报器、机械测力计、钢弦测压仪、地音仪等仪器观测顶板及地压活动。 四、巷道冒顶的处理 巷道冒顶大多发生在岩层松软区和破碎带内，巷道冒顶的处理应根据实际情况，因地 制宜地采取相应的措施，下面介绍几种常用的处理方法。 门）锚喷法 在巷道内有压风系统，巨围岩条件允许的情况下，采用锚喷法处理冒 顶，不仅节省时间，节约材料，而且作业比较安全，是目前比较广泛使用的方法。在处理 冒顶时，要将浮石处理干净，清洗岩面，要注意人员和设备的安全。 （2）撞楔法 撞楔法是一种超前支护法，在超前支架的掩护下，可以使巷道顶扳完全 不暴露。这种方法要求每架支架均应牢固可靠，前后支架之间必须用撑柱和扒钉连结成 整体。＿（3）木垛法 当冒落的范围不大，且冒落区顶板在一定时间内尚能保持平衡状态时， ＆采用木垛法。回（4） 穿梁护顶法 当冒顶高度不大但长度较大，用木垛法难以处理时，可采用穿梁护互 顶法。回（5）人工假顶法 当巷道冒顶严重，其他方法难以处理时，可采用钻孔注浆形成人工琶 假匝的方法处理。「－。拳二节 矿山火灾事故预防孜木。一 Q 一、概述 】矿山火灾，是指矿山企业内所发生的火灾。根据火灾发生的地点不同，可分为地面灾 1 毗下火灾两种。凡是发生在矿井工业场地的厂房、仓库、井架、露天矿场、矿仓、贮矿 ＠等处的火灾，叫地面火灾；凡是发生在井下碉室、巷道、井简、采场、井底车场以及采 垂 空睹地点的火灾，叫井下火灾。当地面火灾的火焰或由它所产生的火灾气体、烟雾随同 顺进人井下，威胁矿井生产和工人安全的，也叫井下火灾。 －井下火灾与地面火灾不同，井下空间有限，供氧量不足。假如火源不靠近通风风流， 差 则火灾只是在有限的空气流中缓慢地燃烧，没有地面火灾那么大的火焰，但却生成丸、。毒有害气体，这是井下火灾易于造成重大事故的一个重要原因。另外，发生在采空卜柱内的自燃火灾，是在特定条件下，由矿岩氧化自热转为自燃的。＆ 根据火灾发生的原因，可分外因火灾和内因火灾两种。D ’（）外因火灾（也称外源火灾）是由外部各种原因引起的火灾。例如，明火（吵’火柴点火、吸烟、电焊、氧焊、明火灯等）所引燃的火灾；油料（包括润滑油、9－油、液压设备用油、柴油设备用油、维修设备用油等）在运输、保管和使用时所引起；灾；炸药在运输、加工和使用过程中所引起的火灾；机械作用（包括摩擦、震动）则－．所引起的火灾；电气设备 咆括动力线、照明线、变压器、电动设备等）的绝缘损p；1－能不良所引起的火灾。Q （2）内因火灾（也称自燃火灾）是由矿岩本身的物理和化学反应热所引起的。内员－火灾的形成除矿岩本身有氧化自热特点外，还必须有聚热条件。当热量得到积聚时，邮。会产生升温现象，温度的升高又导致矿岩的加速氧化，发生恶性循环，当温度达到该种X质的发火点时，则导致自燃火灾的发生。 内因火灾的初期阶段通常只是缓慢地增高井下空气温度和湿度，空气的化学成分发X。很小的变化，一般不易被人们所发现，也很难找到火源中心的准确位置。因此，扑灭鹏火灾比较困难。内因火灾燃烧的延续时间比较长，往往给井下生产和工人的生命安全造6－潜在威胁，所以防止井下内因火灾的发生与及时发现控制灾情的发展有着十分重要6i意义。z 二、外因火灾的发生原因、预防与扑灭L”】 （一）外因火灾的发生原因 丫 在我国非煤矿山中，矿山外因火灾绝大部分是木支架与明火接触，电气线路、照明和电气设备的使用和管理不善，在井下违章进行焊接作业、使用火焰灯、吸烟或无意。有意点火等外部原因所引起的。随着矿山机械化、自动化程度的提高，因电气原因所引起的火灾比例会不断增加，这就要求在设计和使用机电设备时，应严格遵守电气防火条例，防止因短路、过负荷、接触不良等原因引起火灾。矿山地面火灾则主要是由于违章作业，粗心大意所致。引起外因火灾的原因有 1．明火引起的火灾与爆炸 在井下使用电石灯照明、吸烟或无意有意点火所引起的火灾占有相当大的比例。电石灯火焰与蜡纸、碎木材、油棉纱等可燃物接触，很容易将其引燃，如果扑灭不及时，便会发生火灾。非煤矿山井下，一般不禁止吸烟，未熄灭的烟头随意乱扔，遇到可燃物是很危害的。据测定结果显示，香烟在燃烧时，中心最高温度可达650～750oC，表面温度达350～450oC。如果被引燃的可燃物是易燃的，有外在风流，就很可能酿成火灾。冬季的北方矿山在井下点燃木材取暖，会使风流污染，有时造成局部火灾。一个木支架燃烧，它所产生的一氧化碳就足够在一段很长的巷道中引起中毒或死亡事故。 2．爆破作业引起的火灾 爆破作业中发生的炸药燃烧及爆破原因引起的硫化矿尘燃烧、木材燃烧，爆破后因通 风不良造成可燃性气体聚集而发生燃烧、爆炸都属爆破作业引起的火灾。近年来，这类燃 烧事故时有发生，造成人员伤亡和财产损失。其直接原因可以归纳为在常规的炮孔爆破 时，引燃硫化矿尘；某些采矿方法（如崩落法）采场爆破产生的高温引燃采空区的木材； 大爆破时，高温引燃黄铁矿粉末、黄铁矿矿尘及木材等可燃物；爆破产生的碳、氢化合物 等可燃性气体积聚到一定浓度，遇摩擦、冲击或明火，便会发生燃烧甚至爆炸。 必须指出，炸药燃烧不同于一般物质的燃烧，它本身含有足够的氧，无需空气助燃， 燃烧时没有明显的火焰，而是产生大量有毒有害气体。燃烧初期，生成大量氮氧化物，表 面呈棕色，中心呈白色。氮氧化物的毒性比一氧化碳更为剧烈，严重者可引起肺水肿造成 死亡，所以在处理炮烟中毒患者时，要分辨清楚是哪种气体中毒。在井下空间有限的条件 下，炸药燃烧时生成的大量气体，因膨胀、摩擦、冲击等原因而产生巨大的响声。 3．焊接作业引起的火灾 在矿山地面、井口或井下进行气焊、切割及电焊作业时，如果没有采取可靠的防火措 施，由焊接、切割产生的火花及金属熔融体遇到木材、棉纱或其他可燃物，便可能造成火 灾。特别是在比较干燥的木支架进风井筒进行提升设备的检修作业或其他动火作业时，因 切割、焊接产生火花及金属熔融体未能全部收集而落人井筒，又没有用水将其熄灭，便很 容易引燃木支架或其他可燃物，若扑灭不及时，往往酿成重大火灾事故。 据测定结果，焊接、切割时飞散的火花及金属熔融体碎粒的温度高达 1500～2000℃， 其水平飞散距离可达10rn，在井筒中下落的距离则可大于10m。由此可见，这是一种十分 ＆险的引火源。I4．电气原因引起的火灾D 电气线路、照明灯具、电气设备的短路、过负荷，容易引起火灾。电火花、电弧及高D⑤赤热导体极易引燃电气设备、电缆等的绝缘材料。有的矿山用灯泡烘烤爆破材料或用电回 炉、大功率灯泡取暖、防潮，引燃了炸药或木材，造成严重的火灾、中毒、爆炸事放。回 用电发生过负荷时，导体发热容易使绝缘材料烤干、烧焦，并失去其绝缘性能，使线互 路发生短路，遇有可燃物时，极易造成火灾。带电设备元件的切断、通电导体的断开及短琶 路现象发生都会形成电火花及明火电弧，瞬间达到工500～2000oC以上的高温，而引燃其Q 蛐质。井下电气线路特别是临时线路接触不良，接触电阻过高是造成局部过热引起火灾了 的常见原因。白炽灯泡的表面温度 40W以下的为 70～90℃，60～500W的为 80～110℃，1000W1 以上的为100～130oC。当白炽灯泡打破而灯丝未断时，钨丝最高温度可达2500T左右。1 哄都能构成引火源，引起火灾发生。随着矿山机械化、自动化程度不断提高，电器驻 1 备。照明和电器线路更趋复杂。电器保护装置选择、使用、维护不当，电器线路敷设混乱 a 往往是引起火灾的重要原因之一。 】（二）外囚火灾的预防 ”矿井每年应编制防火计划。该计划的内容包括防火措施、撤出人员和抢救遇难人员的 ￡溅．扑灭火灾的措施，调度风流的措施，各级人员的职责等。防火计划要根据采掘计 喜划、通风系统和安全出口的变动及时修改。矿山应规定专门的火灾信号，当井下发生。。时，能够迅速通知各工作地点的所有人员及时撤出灾险区。安装在井口及井下人员剿。点的信号，应声光兼备。当井下发生火灾时风流的调度，主要通风机继续运转或反凡根据防火计划和具体情况，做出正确判断，由安全部门和总工程师决定；离城市卜卜。上的大、中型矿山，应成立专职消防队；小型矿山应有兼职消防队；自然发火矿山刺；＿斯的矿山应成立专职矿山救护队。救护队必须配备一定数量的救护设备和器材，并定期．行训练和演习。对工人也应定期进行自救教育和自救互救训练。 ＊一般要求i （1）地面火灾 对于矿山地面火灾，应遵照中华人民共和国公安部关于火灾、重大。灾和特大火灾的规定进行统计报告。矿山地面防火，应遵守中华人民共和国消防荆5和当地消防机关的要求。对于各类建筑物、油库、材料场和炸药库、仓库等建立防火－度，完善防火措施，配备足够的消防器材。各厂房和建筑物之间，要建立消防通道、消。通道上不得堆积各种物料，以利于消防车辆通行。矿山地面必须结合生活供水管道设计X面消防水管系统，井下则结合作业供水管道设计消防水管系统。水池的容积和管道的现X应考虑两者的用水量。 （2）井下火灾 井下火灾的预防应按照中华人民共和国冶金工业部制订的冶金们5．安全规程有关条款的要求，由安全部门组织实施。其一般要求是对于进风井筒、椭和井口建筑物、进风平巷，应采用不燃性材料建筑；对于己有的木支架进风井筒、平巷要求逐步更换；用木支架支护的竖、斜井井架，井口房、主要运输巷道、井底车场和嗣魁设置消防水管；如果用生产供水管兼作消防水管，必须每隔50～100m安设支管和供＊接头；井口木料厂、有自燃发火的废石堆（或矿石堆）、炉渣场，应布置在距离进风口媳风向的下风侧80m以外的地点并采取必要的防火措施；主要扇风机房和压人式辅助扇风机房、风嗣及空气预热风道、井下电机车库、井下机修及电机嗣室、变压器嗣室、变电所、油库等，都必须用不燃性材料建筑，嗣室中有醒目的防火标志和防火注意事项，湘Z备相应的灭火器材；井下应配备一定数量的自救器，集中存放在合适的场所，并应定期检查或更换，在危险区附近作业的人员必须随身携带以便应急；井下各种油类，应分别存放i在专用的碉室中，装油的铁桶应有严密的封盖；贮存动力用油的碉室应有独立的风流并将污风汇人排风巷道，储油量一般不超过三昼夜的用量；井下柴油设备或液压设备严禁漏油，出现漏油时要及时修理，每台柴油设备上应配备灭火装置；设置防火门。为防止地面火灾波及井下，井日和平碉口应设置防火金属井盖或铁门。各水平进风巷道，距井筒50。处应设置不燃性材料构筑的双重防火门，两道门间距离5～10m。 2．几种常见火灾的预防措施 门）预防明火引起火灾的措施 为防止井口火灾和污染风流，禁止用明火或火炉直接接触的方法加热井内空气，也不准用明火烤热井口冻结的管道；井下使用过的废油、棉纱、布头、油毡、蜡纸等易燃物应放人盖严的铁桶内，并及时运至地面集中处理；在大爆破作业过程中，要加强对电石灯、吸烟等明火的管制，防止明火与炸药及其包装材料接触引起燃烧、爆炸；不得在井下点燃蜡纸作照明，更不准在井下用木材生火取暖；特别对有民工采矿的矿山，更要加强明火的管理。 （2）预防焊接作业引起火灾的措施 在井口建筑物内或井下从事焊接或切割作业时， 要严格按照安全规程执行和报总工程师批准，并制定出相应的防火措施；必须在井筒内进 行焊接作业时，须派专人监护防火工作，焊接完毕后，应严格检查和清理现场；在木材支 护的井筒内进行焊接作业时，必须在作业部位的下面设置接收火星、铁渣的设施，并派专 人喷水，及时扑灭火星；在井口或井筒内进行焊接作业时，应停止井筒中的其他作业，必 要时设置信号与井口联系，以确保安全。 （3）预防爆破作业引起的火灾 对于有硫化矿尘燃烧、爆炸危险的矿山，应限制一次 装药量，并填塞好炮泥，以防止矿石过分破碎和爆破时喷出明火，在爆破过程中和爆破后 应采取喷雾洒水等降尘措施；对于一般金属矿山，要按爆破安全规程要求，严格对炸 药库照明和防潮设施的检查，应防止工作面照明线路短路和产生电火花而引燃炸药，造成 火灾；无论进行露天台阶爆破或井下爆破作业时，均不得使用在黄铁矿中钻孔时所产生的 粉末作为填塞炮孔的材料；大爆破作业时，应认真检查运药路线，以防止电气短路、顶板 冒落＼明火等原因引燃炸药，造成火灾、中毒、爆炸事故；爆破后要进行有效的通风，防 止可燃性气体局部积聚，达到燃烧或爆炸限而引起的烧伤或爆炸事故。D（4）预防电气方面引起的火灾 井下禁止使用电热器和灯泡取暖、防潮和烤物，以防Z 上热量积聚而引燃可燃物造成火灾；正确地选择、装配和使用电气设备及电缆，以防止发 生短路和过负荷。注意电路中接触不良，电阻增加发生热现象，正确进行线路联接、插头g 联接、电缆联接、灯头联接等；井下输电线路和直流回馈线路，通过木质井框、井架和易；燃材料的场所时，必须采取有效的防止漏电或短路的措施；变压器、控制器等用油，在倒1 人前必须于燥，清除杂质，并按有关规程与标准采样，进行理化性质试验，以防引起电气】火灾；严禁将易燃易爆器材存放在电缆接头、铁道接头、临时照明线灯头接头或接地极附g 近，以免因电火花引起火灾。I（三）外因火灾的扑灭s 无论发生在矿山地面或井下的火灾，都应立即采取一切可能的方法直接扑灭，并同时 、报告消防、救护组织，以减少人员和财产的损失。对于井下外因火灾，要依照矿井防火计 5＃u，首先将人员撤离危险区，并组织人员，利用现场的一切工具和器材及时灭火。要有防 ’止风流自然反向和有毒有害气体蔓延的措施；扑灭井下火灾的方法主要有直接灭火法、隔 ；绝灭火法和联合灭火法。 l（1）直接灭火法 是用水、化学灭火器、砂子或岩粉、泡沫剂、惰性气体等，直接在 燃烧区域及其附近灭火，以便在火灾初起时迅速地扑灭。在矿山，可以利用消防水管、橡 g 胶水管、喷雾器和水枪等进行灭火。 1（2）隔绝灭火法 当井下火灾不能用直接灭火法扑灭时，必须迅速封闭火区，切断氧 ‘瞅给。经过相当时间以后，由于火区氧气消耗殆尽，火灾最终熄灭。封闭火区的工作必 。须由矿总工程师负责领导。为了有效地切断氧气供给，应在通往火区的所有巷道内构筑防 ZA墙，并且堵住一切可能的漏风通道。封闭火区时，在确保安全的前提下应尽量缩小封闭 二 火区的范围，并必须指定专人检查瓦斯、氧气、一氧化碳，煤尘以及其他有害气体和风流 ZH陛化，采取防止瓦斯、煤尘爆炸和人员中毒的安全措施。 I（3）联合灭火法 即在封闭火区后再辅以其他灭火措施，如灌浆或灌惰性气体和凋节 S‘’踞等。火区范围大，火源位置不太确切时，应对整个火区灌注大量泥浆。火区范围小 且火源位置已准确掌握时，就可在火源附近打钻注浆。用惰性气体灭火，就是向火厂级g二氧化碳、氮气或炉烟等惰性气体，以降低火区内的氧气含量，增加密闭区的气压．琳漏风，从而加速火灾的熄灭。调节风压法灭火，其实质是调节火区进、回风侧密闭之比风压差，减少问人坯的漏）XL，加趁火人。8 一 内冈w页的定休原因丑影啊因～B （一】网囚人火W反王泳囚【 堆积的含硫矿物或碳质页岩与串气接触时，会发生氧化而放出热量。若氧化生成鞭 巨量大于向周围散发的热量时，则该物质能自行增高其温度，这种现象就称为自热。医 随着温度的升高，氧化加剧，同时放热能力也因而增高。如果这个关系能形成热阴 圣阶本．则俱庶停小卜升．白执砚蒙中十＊并日涌常存芳干时间后即开始冷却。但有时仁 羹未外界冬件下．局部的执量可以积聚，物质便不断加热，直到其着火温度，即引起自惭 叠 如果物质在氧化过程中所产生的热量低于周围介质所能散发的热量，则无升温自梆 邑葱 田仆．物席的白执 自燃与否都县巾下列”个甚本因素决丰的，该可燃物质的氧屿 压M 自与微姓的冬什 可徽物庸太氧仆莎檄澎讨捞中乌固围介蒲执夺梗的条件n第一个m素是属于物质发生自燃的内在因素，仅取决于物质的物理化学性质；而后两个因素则是外在因素。 硫化矿在成矿过程中，由于温度和压力的不同往往在同一矿床中有多种类型的矿物。由于成矿后长期的淋漓、风化等物理化学作用，同一矿物也会随之出现结构构造差异很大的情况。在同一矿床中，由于各种矿物内在性质的不同，因此必须对每一类型的矿石④深Z人细致的试验研究，从中找出有自燃倾向性的矿石。 矿体顶板岩层为含硫碳质页岩（特别是黄铁矿在碳质页岩中以星点状态存在）时，当顶板岩层被破坏后，黄铁矿和单质碳与空气接触也同样可以产生氧化自热到自燃的现象。 任何一种矿岩自燃的发生，即为矿岩的氧化过程。在整个过程中，由于氧化程度的不同，必然呈现出不同的发展阶段，因此可把矿岩自燃的发生划分为氧化、自热和自燃三个”阶段。这三个阶段可用矿岩的温升来表示，根据矿岩从常温到自燃整个温升过程的激化程度，可定为常温至 100℃矿岩水分蒸发界限为低温氧化阶段，100oC至矿岩着火温度为高温氧化阶段，矿岩着火温度以上为燃烧阶段。任甸一种矿岩的自燃必须经过上述温升的三个阶段，因而矿岩是否属于自燃矿岩，必须根据温升的三个阶段来确定。 必须指出，由于矿岩氧化是随着温度的升高而加剧的，因此，如何设法控制矿岩温度不高于100℃是防止矿岩自燃的关键。但要做到这一点，难度也是很大的。 （二）内因火灾的主要影响因素 1．矿岩的物理化学性质 矿岩的物理化学性质对矿岩的自燃有着重要作用，主要影响因素有矿岩的物质组成和硫的存在形式、矿岩的脆性和破碎程度、矿岩的水分、PH值以及不同的化学电位。矿岩中的惰性物质（尤其是碳酸盐类矿物）对矿岩的自燃起抑制作用。 矿岩的物质组成和硫的存在形式是决定矿岩自燃倾向的重要因素。含硫量的多少不能 作为衡量自燃火灾能否发生的判据，它只是与火灾规模有关系。因为各种矿岩的放热能力 是随着矿岩中含硫量的增加而增长的。 矿岩的破碎程度对矿岩的氧化性有影响，松脆的和破碎程度大的矿岩，由于氧化表面 积增大而加快其氧化速度；并且矿岩的破碎也降低了它的着火温度，所以变得更容易 自燃。 水分和pH值对矿岩的氧化性有显著的影响，一般湿矿岩的氧化速度要比干矿岩快， 州值低的矿岩更易氧化。 矿岩中常含有多种带有不同化学电位的物质。当矿岩在有水分参与反应的氧化过程 中，各物质成分间因电位的不同将产生电流，因而加速了氧化作用。 2．矿床赋存条件 硫化矿床自燃与矿体厚度、倾角等有关系。矿体的厚度愈厚，倾角愈大，则火灾的危 险性也愈大。因为急倾斜的矿体遗留在采空区内的木材和碎矿石易于集中，矿柱易受压破 坏，且采空区较难严密隔离。l3供氧条件g 供氧条件是矿岩氧化自燃的决定因素。在开采的条件下，为保证人员呼吸并将有毒有。害气体、粉尘等稀释到安全规程规定的允许浓度以下，需要向井下送人大量新鲜空气，这－些新鲜空气能使矿岩进行充分的氧化反应。但大量供给空气又能将矿石氧化所产生的热量 带走，破坏了聚热条件。 4．水的影响 水能促进黄铁矿的氧化，是一种供氧剂。但过量的水能带走热量，水汽化时要吸收大 量热，同时生成的Fe（（）H）。是一种胶状物，会使矿石产生胶结，故水又是一种抑制剂。丞5．同时参与反应的矿量吕 参与反应的矿石和粉矿越多，自燃的危险性越大，反之则危险性减小。回 此外，温度也是一个很重要的影响因素。因为矿岩的氧化自热是随着温度的升高而加琶 快的。 】四、内因火灾的预防与扑灭 D（一）内因火灾发火前的征兆 能尽早而又准确地识别矿井内因火灾的初期征兆，对于防止火灾的发生和及时扑灭火 。硼具有极其重要的意义。井下初期内因火灾可以从以下几方面进行识别。 】1．火灾孕育期的外部征兆 1火灾孕育期的外部征兆是指人的感觉器官能直接感受到的征兆，属于此类的有矿物 讹时生成的水分会增加空气的湿度，在巷道内能看到有雾气或巷道壁“出汗”，这是火 。育期最早的外部征兆，但并不是惟一可靠的；在硫化矿井中，当硫化矿物氧化时出现 ”｝。强烈的刺激性臭味，这种臭味标志着矿内火灾将要发生，是较可靠的征兆；人体器官 一注意，在很多情况下偶然遇到的孤立现象并不能作为判断火灾有无的可靠征兆。唯有郁林昔｝首的宰与中CO、COZ、SOZ及H。S等气体的浓度稳定上升巳该区内温度出现逐郧宫笔枫慈时．才能够裤认为臭内因火灾较可靠的初期征兆。吕pryjXiopH7，／J HOqNttkW＼’JALZr．x～x”v“n“”””’”“”’”””W 3．矿内空气和矿岩温度 为了准确掌握自燃发展的动态与火源位置，最好将气体分析法与测温法结合起来同则进行。空气与水的温度可用普通温度计或留点温度计测定。而测定矿体和围岩的温度S｛｝亦可用留点温度计或热电偶置于待测的钻孔内，并将钻孔口用木栓塞住。测定采空区叫的自热发展过程．可用远距离电阻温度计或热电偶测温法测定其中的温度变化。测定鹏钻孔内的岩石温度时，可用热电偶或温度传感器测定。将同一水平面或同一垂直面所鹏的各测点温度标在相应测区的水平或垂直截面图中，然后把温度相同的测点连接起来门＠成为地层等温线图。根据测得的等温线图的变化，即能掌握自燃发展的动态并能大致找出火源中心位置。 4．矿井水的成分f 在硫化矿井中，从自热地区流出来的水，其成分与非自热区流出的水是不同的。＠此，可以根据对水的分析来判断火源的存在。通常分析矿井水要测定下列内容游离硫酸或硫酸根离子的含量，钙、镁、铁等离子的含量，水的PH值降低量，水温的逐渐⑤＄ 数。井下水的酸性增加、铁和硫酸根等离于含量的增多，PH值的逐渐降低和水温的增t 高，在一定条件下可以认为是硫化矿井中内因火灾的初期征兆。 另外，还可用电测和磁测法判断内因火灾的初期征兆。电测一般用电位测量法测量由于正在进展中的火源的影响而发生在岩石中的电位。磁测法的原理就是利用地球磁场的磁t 性变化，由于人区的高温氧化使铁发生磁化作用，因而引起磁性变化，根据其变化大小进［ 行判断。】 （二）内因火灾的预防方法 ’1．预防内因火灾的管理原则－ 有自燃发火可能的矿山，地质部门向设计部门所提交的地质报告中必须要有l矿岩自 燃倾向性判定” 内容；贯彻以防为主的精神，在采矿设计中必须采取相应的防火措施；各 矿山在编制采掘计划的同时，必须编制防灭火计划；自燃发火矿山尽可能掌握各种矿岩的 发火期，采取加快回采速度的强化开采措施，每个采场或盘区争取在发火期前采完。但 是，由于发火机理复杂影响因素多实际上很难掌握矿岩的发火期。。 2．开采方法方面的防火要求 对开采方法方面的防火要求是使矿岩在空间上和在时间上尽可能少受空气氧化作用以 及万一出现自热区时易于将其封闭。主要措施有采用脉外巷道进行开拓和采准，以便易于 迅速隔离任何发火采区；制定合理的回采顺序。 矿石有自燃倾向时，必须考虑下述因素矿石的损失量及其集中程度，遗留在采空区 中的木材量及其分布情况，对采空区封闭的可能性及其封闭的严密性，提高回采强度，严 格控制一次崩矿量。其中前两个因素和回采强度以及控制崩矿量尤为重要；在经济合理的 前提下，尽量采用充填采矿法。此外，及时从采场清除粉矿堆，加强顶板和采空区的管理 工作也是值得注意的。 3．矿井通风方面的防火要求 实践表明，内因火灾的发生往往是在通风系统紊乱、漏风量大的矿井里较为严重。所 以有自燃危险的矿井的通风必须符合下列主要要求 门）应采用扇风机通风，不能采用自然通风，而且扇风机风压的大小应保证使不稳定 的自然风压不发生不利影响；应使用防腐风机和具有反风装置的主要通风机，并须经常检 查和试验反风装置及井下风门对反风的适应性。D（2）结合开拓方法和回采顺序，选择相应的合理的通风网路和通风方式，以减少漏g 风；各工作采区尽可能采用独立风流的并联通风，以便降低矿井总风压。减少漏风量以及1 便于凋节和控制风流。实践证明，矿岩有自燃倾向的矿井采用压抽混合式通风方式较好。2（3）加强通风系统和通风构筑物的检查和管理，注意降低有漏风地点的巷道风压；严’防向采空区漏风；提高各种密闭设施的质量。￡（4）为了调节通风网路而安设风窗、风门、密闭和辅助通风机时，应将它们安装在地g 压较小、巷道周壁无裂缝的位置，同时还应密切注意有了这些通风设施以后，是否会使本Z 来稳定且对防火有利的通风网路变为对通风不利。Z（5）采取措施，尽量降低进风风流的温度，其做法有在总迸风道中设置喷雾水幕；利 Z 用脉外巷道的吸热作用，降低进风风流的温度。 I4主要防火措施 ”（）封闭采空区或局部充填隔离防火 这种方法的实质是将可能发生自燃的地区封 闭，隔绝空气进人，以防止氧化。对于矿柱的裂缝，一般用泥浆堵塞其人口和出口，而对 采空区除堵塞裂缝外，还在通达采空区的巷道口上建立密闭墙。 井下密闭按其作用分为临时的和永久的两种。有用井下片石、块石代替砖的或用砂袋 垒砌的加强式密闭墙等。用密闭墙封闭采空区以后，要经常进行检查和观测防火的状况、 漏人风量、密闭区内的空气温度和空气成分。由于任何密闭墙都不能绝对严密，因而必须吕 舱降低密闭区的进风侧和回风侧之间的风压差。当发现密闭区内仍有增温现象时，应向 邑 其内注人泥浆或其他灭火材料。 D（2）黄泥注浆防灭火 向可能发生和已经发生内因火灾的采空区注人泥浆是一个主要 琶 的有效的预防和扑灭内因火灾的方法。泥浆中的泥土沉降下来，填充注浆区的空隙，嵌人 】幽中并且包裹矿岩和木料碎块，水过滤出来。这一方法的防火作用在于隔断了矿岩、木 料同空气的接触，防止氧化；加强了采空区密闭的严密性，减少漏风；如果矿岩已经灯”或自燃，泥浆也起冷却作用，降低密闭区内的温度，阻止自燃过程的继续发展。8 门）阻化剂防灭火 阻化剂防灭火是采用一种或几种物质的溶液或乳浊液喷洒在；“’柱、矿堆上或注人到采空区等易于自燃或已经自燃的地点，降低硫化矿石的氧化能儿二制氧化过程。这种方法对缺土、缺水矿区凹阻人火月里安出现头息义。8膜，降低硫化矿石的吸氧能力；浴敝蒸友吸热阵湿，「1以佩化侧门们一比旧11。至酸钠）、磷酸盐筹无机物，以及条些肩机上业叮胶败，州讽‘旺纸永汲限、榔扶汲皿。川6匹副产品的碱乳浊液等。根据现场试验址明，当从仁温度人丁bU L则，川4UDD口，J揪化她忑液处理，技术经济效果较为埋想；仕局邯明火区，则以冰侵刀0U／0们风”比q准仪皿’w医理，效果较好。D化作用的表面活性物质，如脂沥族氨全磺骤敬纨虱化诌寺。D－’、 才能使用。B 2隔绝灭火法 隔绝灭火法是在通往火区的所有巷道内建筑密闭墙，并用黄士、灰浆等材料堵塞巷道 壁上的裂缝，填平地面塌陷区的裂隙以阻止空气进人火源，从而使火因缺氧而熄灭。绝对 不透风的密闭墙是没有的，因此若单独使用隔绝法，则往往会拖延灭火时间，较难达到彻 底灭火的目的。只有在不可能用直接灭火法或者没有联合灭火法所需的设备时，才用密闭 墙隔绝火区作为独立的灭火方法。 3．联台灭火法 当井下发生火灾不能用直接灭火法消灭时，一般均采用联合灭火法。此方法就是先用 密闭墙将火区密闭后，再向火区注人泥浆或其他灭火材料。注浆方法在我国使用较多，灭 火效果很好。 4．均压法灭火 均压法灭火的实质是设置调压装置或调整通风系统，以降低漏风通道两端的风压差， 减少漏风量，使火区缺氧而达到熄灭火源的目的。用调压装置调节风压的具体做法有风窗 调压、局扇调压、风窗局扇联合凋压等。 、－，－。，。。g。。－。。，。－第三节 矿山7K灾事浓预防狡木．。、。。。。。。、。。－ 一、露天矿防排水安全要求 门）露天矿山应设置防、排水机构。大、中型露天矿应设专职水文地质人员，建立水．文地质资料档案。每年应制定防排水措施，并定期检查措施执行情况。D u）露天采场的总出人沟口、平碉口、排水井口和工业场地等处，都应采取妥善的防D 洪措施。D（3）矿山应按设计要求建立排水系统，上方应设截水沟；有滑坡可能的矿山，应加强D 鹏E水措施；应防止地表、地下水渗漏到采场。】（4）露天矿应接设计要求设置排水泵站。当遇特大洪水时，允许最低一个台阶临时淹Q 没，淹没前应撤出一切人员和重要设备。I（5）矿床疏干过程中出现陷坑、裂缝以及可能出现的地表陷落范围，应及时圈定、设】立标志，井采取必要的安全措施。1（6）有淹没危险的采矿场，主排水泵站的电源应不少于两回路供电；任一回路停电 时，其余线路的供电能力应能承担最大排水负荷；各排水设备，应保持良好的工作状态。 g（7）矿山所有排水设施及机电设备的保护装置，未经主管部门批准，不得任意拆除。 2（8）临近采场境界外堆卸废石，不得使排土场蓄水软化边坡岩体。 1（9）应采取措施防止地表水渗人边坡岩体的软弱结构面或直接冲刷边坡。边坡岩体存 8 在含水层并影响边坡稳定时，应采取疏干降水措施。 1（l）露天开采转为地下开采的防、排水设计，应考虑地下最大涌水量和因集中降雨 ；引起的最大径流量。3 】门厂 溜井应有良好的防、排水设施。雨季应减少溜井储矿量；溜井积水时，不得泻 】人矿粉，并应暂停放矿，采取安全措施妥善处理积水后方能放矿。 1门2）排土场应有可靠的截流、防洪和排水设施；排土台阶应保持平整，并保有3％～ D（1引 排干场庙部府排协恳侨水的十协尖
展开阅读全文
