(d)工作面上下出口要有特種支架。由于工作面上下出口控頂面積大,暴露時間長,在超前礦山壓力作用下,頂板下沉量大,以及機(jī)頭或機(jī)尾設(shè)備移動時的反復(fù)支撤支柱,頂板容易破碎。因此,一般要在上下出口范圍內(nèi),加支抬棚或木垛等,加強(qiáng)支護(hù)。
(e)防止放炮崩倒棚子。一是炮眼布置合理、藥量適當(dāng);二是支柱的質(zhì)量要牢固有勁,不準(zhǔn)打在浮煤、浮矸上;三是應(yīng)留出適當(dāng)距離的炮道。
(f)認(rèn)真做好回柱放頂工作?;刂彭敼ぷ鞅仨毎凑詹僮饕?guī)程和作業(yè)規(guī)程進(jìn)行?;刂鶗r要認(rèn)真觀察周圍頂板情況,發(fā)現(xiàn)異常要及時采取措施。采空區(qū)支柱要回凈、不留殘余支柱。在最后數(shù)根支柱受力大,不易回出時,最容易發(fā)生突然冒頂,這時回柱工的工作位置應(yīng)先打上牢固的臨時支柱,然后再回柱。
(g)堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)。由于正規(guī)循環(huán)作業(yè)每天的進(jìn)度、控頂距以及支柱回柱等,都是有規(guī)律地進(jìn)行。頂板懸露時間短,壓力小,支柱能夠支撐頂板,不易折損,故可控制頂板。相反,工作面不是正規(guī)循環(huán)作業(yè),工作面推進(jìn)速度慢,頂板懸露時間長、壓力大,當(dāng)頂板壓力超過支架支撐力,支柱就發(fā)生變形、折斷、造成冒頂。
(h)堅持執(zhí)行必要的制度。如敲幫問頂制度、驗收支架制度、崗位責(zé)任制度、金屬支柱檢查制度、交接班制度、頂板分析制度等。提高思想認(rèn)識,防止麻痹大意、不重視規(guī)格質(zhì)量、圖省事、怕麻煩、違章作業(yè)。這些都是冒頂事故積極預(yù)防措施。
2.瓦斯爆炸事故的預(yù)防
(1)瓦斯的燃燒與爆炸性? 瓦斯具有燃燒性和爆炸性,但并非在任何情況下都會發(fā)生,必須在具備一定的條件時才能引燃和迅速發(fā)展為爆炸。
①瓦斯的燃燒性。是瓦斯的重要性質(zhì)。在一般條件下,當(dāng)空氣中的瓦斯?jié)舛鹊陀?%時,遇火即燃燒,火焰呈淺藍(lán)色或淡青色,不產(chǎn)生爆炸。瓦斯燃燒是一種氧化反應(yīng)。當(dāng)參與氧化反應(yīng)的瓦斯?jié)舛容^低時,反應(yīng)生成的熱量不足,不能發(fā)展為爆炸。當(dāng)瓦斯?jié)舛雀哂?6%時,在混合氣體內(nèi)遇有火焰不燃燒也不爆炸。這是由于瓦斯?jié)舛雀?,混合氣體中氧含量相應(yīng)下降,而瓦斯的熱容量大(約為空氣的2.2倍),氧化生成的熱量為周圍介質(zhì)所吸收的緣故。
可燃溫度,即引燃瓦斯的最低溫度、一般為650~750℃。瓦斯的引燃溫度受多種因素的影響,與瓦斯?jié)舛扔嘘P(guān),與混合氣體的壓力有關(guān),與火源的性質(zhì)有關(guān)。
?、谕咚沟谋ㄐ浴J瞧渥钪匾男再|(zhì)。瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一,國內(nèi)外都有這方面的慘痛教訓(xùn)。因此,必須很好地掌握瓦斯爆炸的規(guī)律,杜絕瓦斯事故的發(fā)生。
瓦斯爆炸的實質(zhì)是屬于極劇的氧化反應(yīng)。就瓦斯爆炸的本質(zhì)來說,是一定濃度的瓦斯與空氣中的氧氣在高溫下發(fā)生的氧化反應(yīng),是一個復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。反應(yīng)的最終結(jié)果是:
從化學(xué)反應(yīng)的體積看:
1份瓦斯? 2(1+4)=10份空氣
如空氣中含氧量以21%計則瓦斯在9.5%時,爆炸最強(qiáng)烈。
爆炸溫度。瓦斯爆炸時的溫度,是指產(chǎn)生氣體生成物最初瞬間的溫度。試驗證明,當(dāng)爆炸威力最強(qiáng)時,呈半封閉狀態(tài)的井下巷道,爆炸點瞬間時溫度在1 850—2 650℃之間。
爆炸壓力。瓦斯爆炸時的壓力是指產(chǎn)生氣體生成為最初瞬間的壓力。由于爆炸時氣體溫度驟然升高,必然引起氣體壓力的突然增大。根據(jù)氣體狀態(tài)方程計算,產(chǎn)生的高壓可達(dá)7.4一l0.2個大氣壓(1 atm=101 325 Pa),平均為9個大氣壓,即是在每平方厘米的面積上有9公斤的壓力。
正向沖擊和反向沖擊。瓦斯爆炸產(chǎn)生高溫、高壓,使極劇膨脹的氣體以很高的速度向外擴(kuò)散。這種向外擴(kuò)散的力量就是正向沖擊力(或叫正向沖擊波)。其特點是爆速可達(dá)2000m/s,沖擊破壞力強(qiáng)。在爆炸波正向沖擊過程中,由于內(nèi)部形成真空,壓力降低,或因形成水蒸氣,溫度降低,因此爆源內(nèi)部壓力降低。如此時外部壓力相對增大,空氣返回,則形成反向沖擊。其特點是速度較緩,但燃燒力強(qiáng)。這種反向沖擊的力量較正向沖擊力小,但它是沿已破壞區(qū)反沖,其破壞力往往更大。同時產(chǎn)生有害氣體一氧化碳、二氧化碳。有時一氧化碳可達(dá)6%,因此危害極大。如果沖回的氣流中帶回足夠的氧氣和瓦斯以及爆炸性的粉塵,而爆炸點火源尚未熄滅,就引起二次爆炸,造成更大的破壞。
連續(xù)爆炸。當(dāng)巷道發(fā)生爆炸后,由于爆炸沖擊波可使采空區(qū)和煤層空隙中的瓦斯重新漏出,可能引起第二次爆炸,甚至連續(xù)爆炸。如1940年4月?lián)犴樀V務(wù)局龍鳳礦的爆炸中,一晝夜共爆炸43次。
瓦斯燃燒。由于局部地區(qū)積存的瓦斯?jié)舛容^大,或因通風(fēng)不良,瓦斯擴(kuò)散不均勻,使具有高濃度的瓦斯流渦旋于局部空間,遇火源則發(fā)生瓦斯燃燒。在井下采煤,掘進(jìn)工作面和巷道中,由于瓦斯擴(kuò)散性強(qiáng),發(fā)生瓦斯燃燒的事例不多。
瓦斯燃燒與爆炸的簡單區(qū)別如下。
燃燒:火焰移動速度小,沒有爆音,空氣沒有什么震動,沒有什么破壞作用的情況;
爆炸:若瞬間即爆,爆音很大,破壞作用也很大。
(2)瓦斯爆炸的條件及其影響因素? 瓦斯爆炸必須具備3個條件:一定濃度的瓦斯、一定溫度的引火源和足夠的氧。
①瓦斯在井下形成爆炸的必要條件
a.瓦斯在空氣中的含量必須達(dá)到一定的濃度才能爆炸。一般情況下,爆炸下限為5%~6%上限為14%~16%。當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時,混合氣體中的全部氧氣和沼氣都參與反應(yīng),形成瓦斯爆炸的最適宜條件,因而爆炸也最強(qiáng),威力最大。
當(dāng)φ(CH4)<5%一6%,無爆炸性,只能在高溫火源附近燃燒;
當(dāng)甲φ(CH4)=5%~%至14%~6%時,有爆炸性,其爆炸強(qiáng)度由5%~%到9.5%逐漸增強(qiáng);? 由9.5到14%~16%逐漸減弱,以9.5%為最強(qiáng),7%~8%最易燃燒
當(dāng)φ(CH4)>14%~16%時,無爆炸性,但由外界供給新鮮空氣時,仍能發(fā)生燃燒和爆炸。
b.有能引起瓦斯爆炸的高溫?zé)嵩?。瓦斯爆炸的第二個條件是高溫火源的存在。點燃瓦斯所需的最低溫度叫引火溫度。瓦斯的引火溫度一般認(rèn)為是650~750℃。明火、煤炭自燃、電氣火花,赤熱的金屬表面、吸煙、甚至撞擊或摩擦產(chǎn)生的火花等煤礦井下所遇到的絕大多數(shù)火源都足以引燃瓦斯。
c.空氣中的氧氣的含量對瓦斯的引燃引爆也有影響。這主要是有足夠的氧氣可以助燃,維持高溫?zé)嵩春突鹪?。而隔絕空氣后,則一切火源消除,瓦斯就不會引燃和爆炸。這一條件對火區(qū)管理有非常重要的意義。當(dāng)氧的濃度降低到12%時,瓦斯混合氣體遇火也不會爆炸。
?、谟绊懲咚贡ń缦薜囊蛩? 瓦斯爆炸的界限不是固定不變的,它受到各種因素的影響。
a.爆炸前混合氣體的溫度。實踐證明,爆炸前氣體溫度越高,爆炸界限越大,見表20—4所示。
表中表明,如果井下發(fā)生火災(zāi)或爆炸,高溫將使原沒達(dá)到爆炸濃度的瓦斯發(fā)生爆炸,即降低瓦斯爆炸下限濃度,提高上限濃度