④水封爆破和水炮泥。水封爆破和水炮泥都是由鉆孔注水濕潤(rùn)煤體演變而來(lái)的,它是將注水和爆破聯(lián)合起來(lái),不僅起到消除炮煙和防塵作用,而且還提高了炸藥的爆破效果。
?、輫婌F灑水降塵。噴霧撒水是將壓力水通過(guò)特制的噴嘴噴出,使水流霧化成細(xì)小的水滴散布在空氣中,將漂浮的塵粒濕潤(rùn)下沉,防止飛揚(yáng)。噴霧灑水簡(jiǎn)單方便,廣泛應(yīng)用于采掘機(jī)械切割、工作面爆破、煤炭裝載、運(yùn)輸轉(zhuǎn)載、液壓支架前移、單體支柱放頂?shù)染伦鳂I(yè)過(guò)程中。
?、藓侠淼娘L(fēng)速。風(fēng)速同空氣中含塵量的關(guān)系比較密切,風(fēng)速太小,不能把懸浮的煤塵及時(shí)吹出工作面,使空氣中含塵量增加;風(fēng)速太大,雖然將浮塵吹走,但是也把大量的落塵吹揚(yáng)起,增加工作面的煤塵濃度。因此,工作面的風(fēng)速以控制在1.2-1.6m/s為宜。
?、呦鋲m。沉積在巷道四周的煤塵,一旦受到振動(dòng)和沖擊會(huì)再度飛揚(yáng)起來(lái),為煤塵爆炸創(chuàng)造條件。必須及時(shí)清除巷道中的浮煤,清掃或沖洗沉積煤塵,定期散布巖粉,定期對(duì)主要大巷刷漿。
2)防止煤塵引燃的措施。防止煤塵引燃的措施與防止瓦斯引燃的措施基本相同,參見(jiàn)“礦井瓦斯防治”。
3)隔爆措施。隔爆措施就是將已發(fā)生的煤塵爆炸或瓦斯煤塵爆炸限制在一定區(qū)域,盡量減少爆炸產(chǎn)生的危害而采取的技術(shù)措施。其主要措施是設(shè)置被動(dòng)式隔爆裝置和采用自動(dòng)抑爆裝置。
?、俦粍?dòng)式隔爆裝置。被動(dòng)式隔爆裝置是借助于爆炸沖擊波的動(dòng)力使隔爆裝置動(dòng)作(巖粉槽、水槽破碎,水袋脫鉤),并拋灑消焰劑形成抑制帶,撲滅滯后于沖擊波傳播的爆炸火焰,以阻止爆炸的傳播。最早采用的撒布巖粉和設(shè)置普通巖粉棚方法,雖然防止傳播效果好,但巖粉暴露在潮濕空氣中,極易受潮而失去消焰劑功效,頻繁更換巖粉的工作量較大。因此我國(guó)礦山已幾乎不采用這兩種方法。在20世紀(jì)80年代,我國(guó)開(kāi)發(fā)使用了隔爆水槽和隔爆水袋,以水為消焰劑,方便安裝和使用,得到了廣泛應(yīng)用。
?、谧詣?dòng)抑制裝置。自動(dòng)抑爆裝置的作用原理是:利用傳感器測(cè)量煤塵爆炸所產(chǎn)生的各種物理參數(shù)并迅速轉(zhuǎn)換成電信號(hào),指令機(jī)構(gòu)的演算器根據(jù)這些電信號(hào)準(zhǔn)確地計(jì)算出爆炸火焰的傳播速度,并在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間發(fā)出動(dòng)作信號(hào),噴灑機(jī)構(gòu)及時(shí)噴出消焰劑,準(zhǔn)確可靠地?fù)錅绫ɑ鹧?,阻止爆炸的傳播?br />
四、礦井水災(zāi)防治
1.礦進(jìn)水災(zāi)的原因及危害
(1)礦井火災(zāi)的概念
1)礦井突水。井巷、工作面與含水層、被淹巷道、地表水體和含水的裂隙帶、溶洞、洞穴、陷落柱、頂板冒落帶、構(gòu)造破碎帶等接近或溝通而導(dǎo)致的突然出水事故,稱為礦井突水(亦稱礦井透水)。
2)礦井水災(zāi)。礦區(qū)內(nèi)的大氣降水、地表水、地下水通過(guò)各種通道涌入井下,稱為礦井涌水。當(dāng)?shù)V井涌水量超過(guò)礦井正常的排水能力時(shí),將發(fā)生水災(zāi)。
凡是影響礦井正常生產(chǎn)活動(dòng)、威脅礦井安全生產(chǎn)、增加生產(chǎn)成本和使礦井局部或全部被淹沒(méi)的礦井涌水事故,稱為礦井水災(zāi)(亦稱礦井水害)。
(2)礦井實(shí)在發(fā)生的條件。
1)礦山常見(jiàn)的水源。①大氣降水。從天空降到地面的雨和雪、冰、雹等融化的水,稱為大氣降水。②地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水庫(kù)、沼澤、積水洼地等處的水均為地表水。③潛水。埋藏在地表以下第一個(gè)融水層以上的地下水稱為潛水。潛水一般分布在地下淺部第四紀(jì)松散沉積層的空隙和出露地表的巖石裂隙中。潛水主要由大氣降水和地表水補(bǔ)給。④承壓水。處于兩個(gè)隔水層中間的地下水,稱為承壓水(或稱自流水)。石灰?guī)r裂隙及溶洞中的水為承壓水,它具有很大的水量和壓力,對(duì)礦山生產(chǎn)威脅極大。⑤老空積水。已經(jīng)采掘過(guò)的采空區(qū)和廢棄的舊巷道或溶洞,由于長(zhǎng)期停止排水而積存的地下水,稱為老空積水。⑥斷層水。處于斷層破碎帶中的水,稱為斷層水。斷層帶往往是許多含水層的通道,因此,斷層水往往水源充足,對(duì)礦井的威脅極大。
2)礦井水災(zāi)的通道。水源進(jìn)入礦井的可能通道有:井筒、斷層破碎帶、采掘形成的裂縫、陷落柱、采空區(qū)、井下巷道和封堵不嚴(yán)的鉆孔等。
(3)礦井水災(zāi)發(fā)生的主要原因
造成礦井水災(zāi)的原因是多方面的,歸納起來(lái)主要有:
1)地面防洪、防水措施不當(dāng)。因?qū)Ψ篮樵O(shè)施管理不善,雨季山洪由井筒或塌陷裂隙大量灌入井下造成在
2)水文地質(zhì)情況不清。對(duì)老空積水、充水?dāng)鄬?、陷落柱、鉆孔、強(qiáng)含水層水量和水壓等情況不清楚,因而在施工中造成水害事故。
3)井巷位置設(shè)計(jì)不合理。將井巷置于不良的地質(zhì)條件中或距強(qiáng)含水層太近,導(dǎo)致透水。
4)亂采亂挖破壞了防水煤柱或巖柱造成透水。
5)排水設(shè)備失修,水倉(cāng)不按時(shí)清挖,突水時(shí),失去排水能力而淹井。
6)沒(méi)有執(zhí)行“有疑必探,先探后掘”的探放水原則,或者探放水措施不嚴(yán)密,盲目施工造成突水淹井事故。
7)測(cè)量工作失誤,導(dǎo)致巷道穿透積水區(qū)而造成透水。
8)出現(xiàn)透水征兆未察覺(jué)、未重視,或處理方法不當(dāng)而造成透水。
9)施工措施不力,工程質(zhì)量低劣,致使井巷嚴(yán)重坍塌冒頂,導(dǎo)致地下水或地表水灌入礦井。
10)在水文地質(zhì)條件復(fù)雜、有突水淹井危險(xiǎn)的礦井,需要安設(shè)防水閘門而未安設(shè),或防水閘門安設(shè)不合格以及年久失修關(guān)閉不嚴(yán)而造成淹井。
11)鉆孔封閉不合格或沒(méi)有封孔,成為各水體之間的垂直聯(lián)絡(luò)通道。當(dāng)采掘工作面和這些鉆孔相遇時(shí),便發(fā)生透水事故。
(4)礦井水災(zāi)的危害
礦井水災(zāi)的危害具體表現(xiàn)在以下幾方面:
1)如果排水系統(tǒng)不完善,會(huì)造成涌水四溢,巷道到處是泥水,使作業(yè)環(huán)境惡化,給安全生產(chǎn)和文明生產(chǎn)造成不利影響。
2)頂板淋水、煤壁滲水,使巷道內(nèi)空氣濕度加大,影響職工的身體健康。
3)礦井水量越大,排水設(shè)備和排水費(fèi)用越高,不僅增加生產(chǎn)成本,而且增加了管理工作難度。
4)礦井水對(duì)機(jī)器設(shè)備和金屬材料產(chǎn)生腐蝕作用,縮短其使用壽命,增加生產(chǎn)成本。
5)礦井涌水量一旦超過(guò)排水能力或突然涌水,輕則造成井巷或采區(qū)被淹,重則造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
2.地面防治水
地面防治水是指在地面修筑一些防排水工程,防止或減少大氣降水和
地表水涌入工業(yè)場(chǎng)地或通過(guò)滲漏區(qū)流入井下,它是保證礦井安全生產(chǎn)的第一道防線,這對(duì)于以降雨和地表水為主要涌水來(lái)源的礦井尤為重要。對(duì)于雨季受水威脅的礦井,應(yīng)制定雨季防治水措施,并應(yīng)組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍,儲(chǔ)備足夠的防洪搶險(xiǎn)物質(zhì)。井口及工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)建筑物的高程低于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位時(shí),必須修筑堤壩、溝渠或采取其他防排水措施。
3.井下防治水
防治礦井水災(zāi)的原則,是在保證礦井安全生產(chǎn)的前提下,以防為主,防治結(jié)合。礦井水災(zāi)的防治方法,可歸納為“查、探、放、截、堵、排”六個(gè)字的綜合防治措施。
(1)掌握礦井的水文地質(zhì)資料
水文地質(zhì)資料是制定防水措施的依據(jù)。因此,必須查明礦井水源和可能涌水的通道從而編制防治水計(jì)劃,并組織實(shí)施。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
1)收集地面氣象、降水量與河流水文資料,查明地表水體分布、水量和補(bǔ)給、排泄等情況,查明洪水對(duì)礦井的影響程度。
2)掌握井田范圍內(nèi)沖擊層、含水層的情況。
3)掌握斷層和裂隙的分布情況。
4)調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的開(kāi)采范圍、采空區(qū)的積水和分布狀況。
5)掌握采動(dòng)后頂板破碎及地表陷落情況。
(2)井下探水
“有疑必探,先探后掘”是采掘工作必須遵循的原則,也是預(yù)防井下水害事故發(fā)生的重要方法。當(dāng)采掘工作面接近有突水危險(xiǎn)區(qū)域時(shí),必須采用探放水方法,查明采掘工作面前方的水情,并將水有控制地放出,以保證采掘工作面安全生產(chǎn)。
采掘工作面遇到下列情況之一時(shí),必須確定探水線進(jìn)行探水:
1)接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰礦時(shí)。
2)接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬印⑷芏椿驅(qū)萋渲鶗r(shí)。
3)打開(kāi)隔離煤柱放水時(shí)。
4)接近可能與河流、湖泊、水庫(kù)、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時(shí)。
5)接近有出水可能的鉆孔時(shí)。
6)接近有水的灌漿區(qū)時(shí)。
7)接近其他可能出水地區(qū)時(shí)。
(3)放水(疏干)
掌握和探明地下水源之后,應(yīng)采取一定的措施,有計(jì)劃地將威脅性水源全部或部分放出,并排出地面。它是消除水患的有效措施之一。根據(jù)不同類型的水源,可采取不同的疏放水方法和措施。
(4)截水
截水是利用水閘墻、水閘門和防水煤(巖)柱等物體,臨時(shí)或永久地截住涌水,將采掘區(qū)與水源隔離,使某一地點(diǎn)突水不致危及其他地區(qū)、減輕水災(zāi)危害的重要措施。
1)留設(shè)防水煤(巖)柱。在水體下、含水層下、承壓含水層上或?qū)當(dāng)鄬痈浇删驎r(shí),在可能發(fā)生突水處的外圍留設(shè)一定寬度的煤(巖)柱,以防止地表水或地下水涌入工作地點(diǎn),形成水災(zāi)。在相鄰礦井的分界處,必須留防水煤柱。礦井以斷層分界時(shí),必須在斷層兩側(cè)留有防水煤柱。
2)防水閘門。防水閘門一般設(shè)置在可能發(fā)生涌水需要堵截,而平時(shí)仍需運(yùn)輸合行人的巷道內(nèi)。如:井底車場(chǎng)出入口、井下水泵房、變電所以及有涌水互相影響的區(qū)域之間,都必須設(shè)置防水閘門。一旦發(fā)生水患,立即關(guān)閉閘門,將水堵截,把水患限制在局部地區(qū)。
3)水閘墻。在需要永久截水而平時(shí)無(wú)運(yùn)輸、無(wú)行人的地點(diǎn)設(shè)置水閘墻,有臨時(shí)水閘墻和永久水閘墻兩種。臨時(shí)水閘墻一般用木料或磚料砌筑,永久水閘墻采用混凝土或鋼筋混凝土澆灌。
(5)注漿堵水
注漿堵水就是將配制的漿液壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中,使其擴(kuò)散、凝固和硬化,使巖層具有較高的強(qiáng)度、密實(shí)性和不透水性而達(dá)到封堵截?cái)嘌a(bǔ)給水源和加固地層的作用,是礦井防治水害的重要手段之一。當(dāng)多個(gè)鉆孔注漿形成隔水帷幕帶時(shí)稱帷幕注漿。礦井注漿堵水通常用于下列情況:
1)當(dāng)涌水水源與強(qiáng)大水源有密切聯(lián)系,單純采用排水的方法不可能或不經(jīng)濟(jì)時(shí)。
2)井巷必須穿過(guò)一個(gè)或若干個(gè)含水豐富的含水層或充水?dāng)鄬?,若不隔離水源就無(wú)法掘進(jìn)時(shí)。
3)涌水量大的礦井,為了減少礦井的涌水量,降低排水費(fèi)用。