一、煤塵爆炸的條件

1、煤塵本身具有爆炸性。煤塵的爆炸性與揮發分含量有關,同樣情況下,揮發分含量高的煤,爆炸性強。

2、煤塵必須懸浮于空氣中并達到一定濃度。

3、有一個能點燃煤塵爆炸的高溫熱源。

二、煤塵爆炸的危害

1、產生高溫。煤塵爆炸要釋放大量的熱能,其瞬時溫度可達2300~2500℃,可引起礦井火災、燒毀設備、燒傷人員,也是引發連續爆炸的主要熱源。

2、產生高壓。煤塵爆炸的理論壓力可達735kpa,但實際發生爆炸時往往超過此值,而且爆炸壓力會隨著離開爆源距離一定范圍內呈跳躍式增大。可損壞設備,推倒機架,造成冒頂,人員傷亡。

3、產生沖擊波。沖擊波的傳播速度可達2340m/s,使設備、支架、人員遭受損害,揚起落塵,被隨之而來的火焰點燃,造成煤塵的連續爆炸。

4、氣體成分發生變化。煤塵爆炸后要產生大量有害氣體,尤其co濃度一般為2%~3%,最高可達8%~10%,造成人員中毒。同時爆炸時大量耗氧,癢濃度迅速降低。

三、防治煤塵爆炸的措施包括:防塵措施、防爆措施和隔爆措施

防塵措施

1、打鉆時的防塵

①濕式鑿巖。濕式鑿巖的實質,是隨著鑿巖過程的進行,連續地將水送至鉆眼底部,以沖洗巖屑和濕潤巖粉,達到減少巖塵的產生和飛揚的目的。

②水電鉆打眼。水電鉆主要用在回采和煤巷掘進工作面,亦可以用于軟巖和半煤巖掘進工作面。

③干式捕塵。干式捕塵主要用于缺水、高寒地區和某些特殊條件下的巖石巷道掘進工作面。

2、放炮時的防塵

①水袋填塞炮眼。俗稱“水炮泥”。其實質是將裝滿水的塑料袋裝填在炮眼內,爆破時水袋被爆碎,并將水壓入煤的裂隙和霧化,以達到防塵的目的。

②水封爆破。水封爆破不僅能降低煤塵的產生量,而且還能減少瓦斯涌出,增加爆破的安全性和提高爆破效果。

水封爆破的做法是:將炸藥裝炮眼內后,孔口密封好,然后向炮眼內注水,再進行爆破。該爆破法可用于煤巷掘進,也可用于回采

③噴霧。噴霧是爆破時一種簡單易行的降塵措施。噴霧器多為風水聯合作用,以壓風為主要動力,將低于風壓98kpa~196kpa的水噴射出去,使之霧化。它的射程大、霧粒細、噴射面寬、降塵效果好。

④水幕。掘進工作面放炮時,水幕也是一種降塵與消煙的有效措施。同時,水幕也設在采煤工作面的回風巷或塵源豐富的巷道中,用以降塵和凈化風流。

3、裝巖(煤)時的防塵

掘進或采煤工作面爆破之后,一般是先用水沖洗煤幫、巖幫,以清除沉積粉塵,然后對煤堆或巖堆進行灑水,最后再裝運。

①人工灑水。總的要求是讓爆破下來的煤或巖石充分濕潤,不僅要在裝運前灑水,隨著裝運的進行還要經常地灑水,這樣可使粉塵濃度降到2mg/m3左右。

②噴霧器灑水。

4、運輸時的防塵

主要措施是噴霧灑水。

5、除塵措施:

①除塵器除塵。

②炮沫除塵。泡沫除塵是利用表面活性發泡劑與水混合,通過發泡裝置和導管噴射至采掘機械割煤區,以捕捉煤塵。由于生成的泡沫體積很大,罩住了塵源,達到防止粉塵飛揚的目的。

③通風除塵。合理的通風措施能夠有效地排除粉塵,它是機械化工作面的防塵手段之一。掘進通風的排塵效果與通風方式密切相關。壓入式通風能夠較快地清洗工作面空間,但含塵空氣要經過整個巷道。抽出式通風,只有當風筒入風口距工作面不超過2m時,排塵效果才顯著。所以說,混合式通風除塵效果最好。

6、預先濕潤煤體防塵

預先濕潤煤體是在煤體尚未開采之前用水加以濕潤,增加煤體水分,以減少開采時的煤塵產生量。其方法有煤層注水和采空區灌水等。

7、個體防護措施

由于煤礦中的吸呼性粉塵對礦工的身體危害很大。因此,個體防護應當引起高度重視。常用的個體防護器具有:

①自吸式防塵口罩。自吸式防塵口罩是靠人體肺部吸氣使含塵空氣通過口罩的濾料而凈化的。它分無換氣閥和有換氣閥兩種。

②送風式防塵口罩。送風式防塵口罩是用微型通風機將含塵空氣送至濾料凈化,凈化后的空氣再通過蛇形管送至口罩內供呼吸之用。

③壓氣呼吸器。壓氣呼吸器為一種隔絕式個體防護用具。它是井下壓風管道中的壓縮空氣經過過濾、消毒和減壓后,再經過導管進人口罩內供呼吸用的。其優點是,免除了粉塵的危害,而且呼吸舒暢。缺點是,工作地點需有壓風管道,并且每人拖著一根長管子,行動不便。

四、防爆措施

防止煤塵生成和防止煤塵引燃的措施稱為防爆措施。

1、清掃沉積煤塵

積聚在巷道周邊、支架及設備上的沉積煤塵要定期清掃。我國煤礦多為人工清掃,灑水后清掃,以防煤塵飛揚,清掃的煤塵要運走

2、沖洗沉積煤塵

定期用水沖洗巷道頂、幫和支架上的沉積煤塵,沖洗下來的煤塵要清理運出。

3、刷漿

對主要巷道和硐室要進行刷漿。刷漿材料是生石灰和水,其體積比為1:1.4,用人工或機械噴灑在巷道幫、頂上。其作用是易觀察巷道中煤塵沉積情況,同時,還可覆蓋和固結已沉積的煤塵,使之不再飛揚。

4、撒布巖粉

巖粉是惰性粉塵,在巷道周邊撒布巖粉,能增加沉積煤塵中的不燃物質,可以防止和控制煤塵爆炸。但是,巖粉的防爆作用只有在煤塵中達到一定比例時,才能有效地發揮。隨著煤塵產生量和煤

塵沉積強度的增大,需頻繁重復灑布。

5、粘結沉積煤塵

粘結沉積煤塵就是向巷道周邊噴灑粘結液。粘結液主要由濕潤劑和吸人鹽類組成,它能把已沉積的和陸續沉積的煤塵粘結起來,使其喪失飛揚能力,防止其參與爆炸。

五、隔爆措施

限制煤塵爆炸事故的波及范圍,不使其擴大蔓延的措施,稱為隔爆措施。隔爆措施有以下兩種:

1、巖粉棚

將巖粉裝在巖粉棚上,設置于巷道之中。煤塵爆炸時,沖擊波吹翻巖粉棚,造成巖粉飛揚,形成一段濃厚的巖粉云,截住爆炸火焰,以達防止爆炸蔓延擴大的目的。

在礦井的兩翼,相鄰采區和相鄰的煤層都必須用巖粉棚隔開。巖粉受潮不易飛揚時需更換,落入的煤塵要經常檢查和清除。

2、水棚

水棚是由水槽組成,與巖粉棚相似,爆炸沖擊波使水棚翻轉或破碎,將水于瞬間灑布在巷道空間,形成一段水霧,阻止爆炸火焰的傳播。

篇2:煤層沖擊傾向鑒定試行規范

煤層沖擊傾向的鑒定試驗工作除應遵守煤炭工業部頒發的《煤和巖石物理力學性質測定方法》外,還應遵守本規范的規定。第一節一般規定1、?煤層的沖擊傾向分三類,強烈沖擊傾向、中等沖擊傾向和無沖擊傾向。強烈沖擊傾向煤層及中等沖擊傾向煤層統稱為有沖擊傾向煤層。2、煤層的沖擊傾向鑒定以井田為單位進行,鑒定試行工作由煤炭工業部指定單位負責。3、煤層沖擊傾向鑒定的結果由鑒定試驗單位報煤炭國,并通知有關單位。4、已發生破壞性沖擊地壓的煤層屬于有沖擊傾向煤層。第二節鑒定方法1、用煤樣動態破壞時間DT、沖擊能量指數KE與彈性能量指數WET等指標鑒定煤層的沖擊傾向,各指標的界限值見表1。表1煤的沖擊傾向鑒定指標值DT(ms)≤5050500DE(注)≥55>KE≥1.5<1.5WET≥55>WET≥2<2鑒定結果強烈中等無注:煤樣的全應力應變曲線屬Ⅱ類時,不計算KE值,煤的沖擊傾向指標用煤樣力學試驗方法求得,每種煤樣的試件不得少于10件,否則應在鑒定試驗報告中說明。(一)煤的動態破壞時間測定煤樣的動態破壞時間是煤試件在常規單軸壓縮試驗條件下,從極限載荷到完全破壞所經歷的時間,用符號DT表示。一、儀器、設備1、載荷傳感器2、動態應變儀:工作頻率≥2000HZ3、記錄儀工作頻率≥1000HZ的磁帶記錄儀或光線示波器。4、信號處理儀器(1)?記憶示波器:時間精度優于1mS。(2)*—Y函數記錄儀5、材料試驗機二、試件規格,加工精度及數量6、試件采用直徑為5±0.60.2Cm,高徑比為2±0.2圓柱體或采用5×5×10Cm(公差與圓柱體相同)的方柱體試件。不能制取試件時,應在試驗結果中加以說明。7、試件加工精度(1)?試件兩端面不平行度不得大于0.01Cm。(2)?試件上下端直徑偏差不得大于0.02Cm。(3)?軸向偏差:在試件檢測臺上,要求試件與直角尺垂邊無明顯縫隙。8、每組試驗試件數為10件三、試驗系統9、根據試驗采用的記錄裝置不同,試驗系統分為兩類,見圖1、圖2。1—上加壓板:2—試件;3—載荷傳感器;4—球形座;5—下加壓板;6—位移傳感器;7—磁力表架;8—動態應變儀;9—記憶示波器;10—磁帶記錄儀;11—函數儀。26頁圖21—上加壓板;2—文件;3—載荷傳感器;4—球形座;5—下加壓板;6—光線示波器;7—動態應變儀。四、測定步驟、10、首先對試件進行編號并檢查試件加工精度,測量試件尺寸,對試件節理、裂隙,含水狀態等及加工過程中出現的問題進行描述。填入記錄表表格。11、選擇壓力機度盤,一般應滿足下式:0.2PO

?σ?C?σT(mS)?→?DT←??n20、每組試件的動態破壞時間算術平均值按下試計算并取整數:DT=lnM?DTii=l試中DT—試件平均動態破壞時間,mS;DTi—第I個試件動態破壞時間,mS;n—每組試件個數。試驗結果按表1判據鑒定。(二)彈性能量指數測定彈性能量指數是煤樣在單軸壓條件下,破壞前所積蓄的變形能與產生塑性變形消耗的能量的比值,用符號WET表示。本規范采用*—Y函數記錄儀自動繪圖法測定彈性能量指數,當不具備自動繪圖設備時,也可采用電阻應變片法測定彈性能量指數。一、儀器、設備1、儀器(1)位移傳感器(2)載荷傳感器(3)動態電變阻應變儀(4)*—Y函數記錄儀2、?材料試驗機二、試件規格、加工精度、數量3、試件采用直徑5±0602Cm,高徑比1±0.2的圓柱體,也可采用5×5×5Cm(公差與略述體相同)的正方形試件。4、按(一)中第七條執行。5、每組試件數不少于10件。三、測試系統6、測試系統見圖4。四、測定步驟7、測定前對試件進行編號,檢查試件加工精度,測量試件尺寸(試件直徑應在其高度中部兩個垂直的方向測量,求算術平均值)。對試件層理、裂隙、節理、含水狀態等及加工過程中出現的問題進行描述,填入記錄表格。8、按本規范(一)中第11條執行。9、任取試件3—5件,進行單向抗壓強度測定,求出平均破壞載荷值,以此為參考值,估計用于測定彈性能量指數的煤試件的卸載值。30頁圖圖4?WET測試系統1—上加壓板?2—試件?3—載荷傳感器?4—球形座?5—下加壓板;6—位移傳感器;7—磁力表架;8—*—Y函數儀;9—動態應變儀。10、將壓力傳感器和試件放在壓力機下加壓板中心,并使三者的軸線重合。11、安裝位移傳感器。依次將載荷傳感器和位移傳感器同接收儀器連接(圖4)12、接通儀器電源、預熱、調試、檢查,使之處于可工作狀態。13、開動壓力機,使上壓板與試件接觸(但此時試件應未受力)后調整儀器零點,然后,以每秒0.5~1Mpa的速度對試件加載。加載到預計破壞載荷的1~5%,同時繪出載荷變形曲線,最后對試件加載到破壞,記下破壞載荷,描述記錄破壞特征,填入記錄表格。14、當用電阻應片法測定WT45~87是的有關規定執行。15、按每秒0.5~1.0Mpa的加載速度逐級加載,以預計破壞載荷的10%的間隔讀一次數,記錄載荷與應變值,直至達預計載荷的8c%。以加載時的同樣間隔,逐級卸載測取讀數,卸載至破壞載荷的1~5后,再繼續加載至試件破壞,并將破壞載荷,破壞特征,填入記錄表。每個試件測定過程讀數不得少于5次。繪制加載和卸載的應力應變曲線。五、測定結果計算16、按下式檢查測定結果:0.7Pc≤Pc′≤0.9Pc試中PC—試件破壞載荷,KN;PC—卸荷點載荷,KN。卸荷點載荷不滿足上式的數據則予以廢棄,然后,應補充試件數,直至滿足要求的試件數不少于10件。17、計算彈性能量指數(1)單個試件彈性能量指數:WET=ΦSP/ΦSt式中ΦSP—彈性應變能;ΦSTt—塑性變形能量。ΦSP、ΦSTt用求積儀或其他方法求出,見圖5。?32頁圖圖5?計算圖1nWET=MWETi?ni=?1?式中WET—彈性能量指數平均值;WETi—第i個定件彈性能量指數;n—試件個數。計算結果取一位小數;測定結果按表1判據鑒定。(三)沖擊能量指數的測定沖擊能量指數是在單軸壓縮受力狀態下,煤樣的全應力——應變曲線峰值前所積聚的變形能與峰值后所消耗的變形能之比值,本規范適用于電液伺服試驗機或剛性試驗機測定沖擊能量指數。一、儀器設備1、電液伺服試驗機或剛性試驗機。2、載荷傳感器,位移傳感器或其它變形測定裝置。3、*—Y函數記錄儀二試件規格,加工精度,數量4、試件規格,加工精度均按(一)中第6、7條執行。5、試件數量為10件三、試驗系統6、試驗采用電液伺服試驗系統或剛性試驗機系統,見圖6、7。33頁圖?圖6電液伺服試驗系統1—上加壓板;2—試件;3—球形座;4—墊塊;5—下加壓板;6—磁力表架;7—位移傳感器;8—控制柜;9柜;9—*—Y函數儀。34頁圖圖7剛性試驗系統1—上壓板;2—剛性柱;3—磁性表座;4—位移傳感器;5—試件;6—載荷傳感器;7—球形座;8—下壓板;9—動態電阻應變儀;10—*—Y函數記錄儀。四、測定步驟7、測定前對煤術的監查、描述等按(一)中第10條執行8、按本規范(一)中第11條執行9、根據試驗單軸抗壓強度;破壞狀態等力學特征,選擇合適的變形速率,一般變形速率控制在(0.5~1)×105mmS以內。10、采用伺服試驗系統時,首先將試件置于試驗機的承壓板中心,調整球形座,使試件受力均勻。煤試件多呈脆性破壞,應加保護罩。開動試驗機,使試件與上加壓板接觸,此時載荷顯示器有少許載荷指示。11、安裝位移傳感器,調整控制柜各有關旋鈕到指定位置,按選定的應變速率加載至應力應變全程曲線繪出為止。12、采用剛性機試驗系統時,將四根剛性柱放在壓力機上下壓板中間,在四根剛性柱中間放球形座和載荷傳感器,其上放試件。要求試件頂面與上加壓板平行并高出剛性柱1Cm左右。13、在試件再側安裝量測位移傳感器,將兩支位移傳感器串聯按半橋橋路連接,接入動態應變儀。通過動態應變儀輸出端把位移與壓力信號接入*—Y函數記錄儀。接通各儀器電源,預熱15—30分鐘。根據試件破壞特性,選擇儀器各有關旋鈕位置,并預調平衡,使之處于工作狀態。14、開動壓力機按每秒0.5—1Mpa的速度加載,當加載到預計破壞載荷的70—80%時,停止加載。將四根剛性柱與上壓板緊密接觸,繼續開動壓力機,按每秒(0.5—1)×10-5ma的變形速率加載至應力應變全程曲線繪出。15、記錄加載過程中出現的現象,對破壞后的狀況進行描述。一、測定結果計算16、按全應力變曲線的峰值后段特性分成Ⅰ類曲線和Ⅱ類曲線;即以過峰值強度的垂線為分界,曲線后段位于右邊為Ⅰ類曲線,位于左邊為Ⅱ類曲線,如圖8。36頁圖8兩類典型的應力應變全程曲線17、對Ⅰ類曲線用求積儀或其他方法求出峰值前后曲線下方的面積F*、Fs,見圖9。圖937頁圖9應力應變全程曲線圖中Fs是OC段曲線下的面積,即加載過程中煤樣積聚的能量;F*是CD段曲線下的面積,即煤樣破壞消耗的能量。D為殘余強度的初始點,其確定方法:采用上升段曲線的切線與ε軸垂線交點的距離EQ,截取QF=EQ,由F引ε軸垂線交下降段曲線為D。18、單個試件沖擊能量指數按下式計算:FsKE=F*19、每組試件沖擊能指數KE取其試件的算術平均值,測定結果按給定的判據鑒定。

篇3:煤層爆破防治沖擊地壓方法技術規范

煤層爆破處理是在煤層中進行爆破以消除或減緩沖擊地壓危險的一種治理措施。第一節一般規定1、煤層爆破按實施目的與后果可以分為超前松動爆破、卸壓爆破和誘發爆破。煤層爆破處理方法按爆破孔徑D分為小孔徑爆破(D≥50mm)與大孔徑爆破(D>50mm);按爆破孔的長度L分為淺孔爆破(L≤3m)與深孔爆破(L>3m)。2、超前松動爆破是在待采煤體前方支承壓力峰值區以外地區用爆破方法改變煤體結構,消除或減緩形成沖擊危險條件的一種陳義東措施,實行超前爆破應采用深孔爆破方法。3、卸壓爆破是對已形成沖擊危險的煤體,用溫存方法減緩其應力集中程度的一種解危措施,實行卸壓爆破應采用深孔爆破方法,孔深應達到支承壓力峰值區,4、誘發爆破是在特殊情況下,利用較多藥量進行爆破,人為地引起沖擊地壓,使沖擊地壓發生在限定的時間和地點,從而避免更大損害的一種解危措施。實行誘發爆破應深孔爆破方法,孔深應達到支承壓力峰值區。5、進行煤層爆破處理,必須編制專門作業措施,由礦總工程師批準。第二節爆破參數1、煤層爆破處理方法的爆破孔布置及實施間隔時間按表1選擇。表1煤層爆破處理方法的爆破孔布置參數爆破類別實施地點孔距(m)孔深(n)實施時間間隔超前松動爆破工作面前方30—300m100—300D按工作面長度確定按推進速度確定卸壓爆破有沖擊危險的煤壁10—100D≥2倍采高按沖擊危險確定誘發爆破同上同上同上同上注:D為孔徑,單位為m2、煤層爆破處理的裝藥量按不超過孔深的一半計算,藥卷可用非金屬材料綁扎,用安全導爆索連接。3、鉆孔不裝藥的部分必須填滿水炮泥或粘土炮泥。4、起爆方法、同時爆破孔數應在措施中明確規定。5、所有爆破參數均按生產地質條件和沖擊危險程度進行選擇和調整。第三節爆破施工1、進行煤層爆破處理前,應加固支架,掩護或撤出機械設備及電纜、工具等。2、進行卸壓爆破或誘發爆破前必須采用鉆屑法確定沖擊危險地點。3、在嚴重沖擊危險地區進行、煤層爆破處理、躲炮半徑150m以上,躲炮時間30分鐘以上。在躲炮半徑上,對所有通往放炮地點的通道都必須設置放炮警戒線,并設專人看守。躲炮地點必須是作業規程規定的安全地點。