煤矿热害及其防治技术应用现状与发展战略
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欢迎共阅1.9煤矿热害及其防治技术应用现状1.9.1煤矿热害现状随着社会的发展和煤炭资源需求的日益增加,煤炭产量日益增大,浅部煤炭资源越来越少,世界各主要采煤国家相继进入深部开采。
随着开采深度的增加,地温也随之升高。
德国和俄罗斯的一些煤矿开采深度已达1400~1500m;南非卡里顿维尔金矿开采深度达3800m,竖井井底己达地表以下4146m;加拿大超千米的矿井有30对,8~12m的速度增加,采深超过1000m各庄矿开采深度为1159m、新汶孙村矿为1059m度为1000m料统计,百米地温梯度为2~4℃/100m的53.2%。
根据2001年有关统计,我国已有130作面气温超过30℃的高温矿井有88座℃的有311826座,其中以峰峰(邯郸)、邢台、大同、2座、甘肃1座、广西1一,工作效率和矿山经济效益,甚至影响整个国民经1.9.2煤矿热害的危害1.9.2.1热害对人的危害在高温热害矿井中,工作人员的身心健康受到极大的影响。
例如,鹤壁六矿回采工作面风温高达32,相对湿度达99%以上,1984年8月30日,1个班就有4名矿工中暑倒在工作地点。
平煤集团五矿在1996年6~9月份,井下工人每天都有中暑和被热击的,矿山救护车基本每天叫,最多的一次,一班有8人中暑。
新汶矿业集团孙村煤矿2002年7~9月份,采煤工作面正常工作时每班有48人,但实际出勤人数只有5~6人,采煤工作几乎瘫痪,致使三个月的产量没有正常时一个月的高。
日本1979年全国调查统计,3040气温的工作面,比低于30时的事故率高3.6倍;南非多年的调查统计,当矿内作业地点的空气湿球温度达到28.9℃时,开始出现中暑死亡事故。
气温每增加1℃,矿工劳保医疗费增加8—10%;根据南非的最新统计,在湿球温度32.8—33.8℃下工作的工人,千人中暑死亡率为0.57,表1为南非金矿井下温度与事故率的关系。
1.9.2.2高3.6℃的原因。
综上所述,热害问题已成为制约煤炭工业发展的瓶颈,影响了整个国民经济的可持续发展,因此煤矿热害防治从思想、人才队伍建设和技术装备材料等多方面提出较高的要求。
煤矿矿井热害的防治煤矿矿井热害是指由于长时间处于高温环境中,引发矿工的体温调节功能失调,导致身体受热过多,出现热病和其他相关健康问题的现象。
在煤矿开采过程中,由于地下深处的高温环境、高湿度环境、工作强度大、工作时间长等因素的影响,矿工容易受到高温环境的威胁,严重影响其工作效率和健康状况。
因此,煤矿矿井热害的防治是煤矿安全管理的重要环节之一。
为了有效防治煤矿矿井热害,需要采取以下几个方面的措施:一、改善矿井通风条件:煤矿矿井通风是防治矿井热害的基础和关键。
通过合理布置通风系统,增加矿井的新风量和排风量,调节新风温湿度,降低矿井的温度和湿度,是有效防治煤矿矿井热害的首要任务。
具体措施包括:1.合理设置通风系统。
选择适当的风量、风速和风向,确保通风系统能够有效地将热空气排出矿井,同时保证矿井的通风畅通。
2.增加矿井新风量。
通过增设新风井或调整既有新风井的位置和形式,增加新风量,降低矿井内部的温度和湿度。
3.优化通风路径。
通过优化通风路径,减少风力损失和风机功耗,提高通风效果。
二、提高矿工防暑救护能力:矿工是矿井热害的直接受害者,提高矿工的防暑救护能力,能够有效减少矿工的热损伤和热病风险。
具体措施包括:1.加强矿工健康监测。
对矿工进行体温、心率等相关指标的监测,及时发现异常情况,做出相应的防护处理。
2.提供适宜的防暑具备。
矿井内应配备矿工防暑用品,如防暑服、防暑帽、防暑饮料等,确保矿工能在高温环境下进行工作。
3.加强矿工防暑知识培训。
定期进行矿工防暑知识培训,教育矿工掌握正确的防暑技巧和应急处理措施。
三、改进作业方式和工作环境:通过改进煤矿开采作业方式和工作环境,减轻矿工在高温环境下的劳动强度和体力负荷,降低矿工受热程度,是防治矿井热害的重要措施。
具体措施包括:1.调整工作时间和休息安排。
根据矿井内部温度和湿度的变化情况,调整工作时间和休息安排,合理安排工作和休息的时间和间隔。
2.改进作业方式。
采用机械化、自动化等技术手段,减少人工劳动,降低劳动强度,缩短作业时间,减少矿工在高温环境下的暴露时间。
2024年煤矿的热害及防治
煤矿作为一种重要的能源资源,其开采和利用在全球范围内具有重要意义。
然而,煤矿中存在的高温环境给井下工作人员的生产安全和健康带来了极大的威胁。
因此,煤矿的热害及防治成为了一个重要的研究领域。
煤矿热害是指煤矿中由于高温环境引起的疾病和工伤。
主要表现为中暑、热痉挛、热衰竭、中暑性晕厥等症状。
在高温环境下工作,人体的体温调节系统容易失调,导致中暑和其他热相关疾病的发生。
为了预防和控制煤矿的热害,可以采取以下一些措施:
1. 提供良好的通风系统:煤矿地下环境通风良好,能够及时将矿井中的热量和有害气体排出,保持相对较低的温度和湿度。
2. 设立降温设备和救生点:在煤矿中设置降温设备,如喷淋装置、冷风机等,为工人提供相对凉爽的工作环境。
同时,设置救生点,提供紧急救援和治疗。
3. 增强员工的健康意识:加强员工对热害的防治知识的培训和宣传,鼓励员工在高温环境下采取合理的防护措施,如适当增加水分摄入、避免过度劳累等。
4. 定期进行体温监测:对于从事高温工作的人员,应定期测量体温,及时发现异常情况,并采取相应措施。
5. 对高温工作场所进行技术改造:使用节能降温设备、改善工地排风系统等,以降低环境温度。
总之,煤矿热害及其防治是一个复杂的问题,需要从多个角度综合考虑和解决。
只有加强预防措施、改善工作环境,才能更好地保障工人的生产安全和健康。
煤矿的热害及防治煤矿作为我国主要的能源资源,其开采和使用不可避免地会造成一定的热害。
煤矿的热害主要包括煤尘爆炸、煤层火灾和煤炭自燃等问题,在煤矿安全生产中具有重要意义。
本文将从热害的原因、危害、防治措施等方面进行探讨,以期提高对煤矿热害的认识,保障煤矿安全生产。
首先,煤矿的热害主要由以下几个方面原因引起:1. 煤尘爆炸:煤尘是煤矿中常见且易燃的粉尘,当煤尘浓度达到一定程度时,遇到火源或电火花等外界热源就容易发生爆炸。
2. 煤层火灾:煤层火灾是指煤矿煤层中煤体的燃烧,一般由于电器设备、自燃等原因导致。
3. 煤炭自燃:煤炭在储存和运输过程中,由于受到外界热源的作用,会发生自发燃烧现象,导致火灾。
其次,煤矿热害给煤矿安全生产带来了严重的危害:1. 人员伤亡:煤尘爆炸、煤层火灾等热害事件往往造成严重的人员伤亡,甚至是人员死亡,给煤矿安全带来了巨大的隐患。
2. 装备损坏:热害事件中的高温、火焰等会对煤矿设备设施造成破坏,导致生产中断、设备报废等严重后果。
3. 资源浪费:热害事件发生后,煤炭资源的浪费不仅造成了经济损失,还对环境造成了污染。
为了有效地防治煤矿热害,需要采取一系列的防治措施:1. 健全煤矿安全生产制度:建立健全煤矿安全生产制度,严格执行安全操作规程和操作规范,确保矿井工作面和设备的正常运行。
2. 煤矿通风系统改造:加大对煤矿通风系统的投入力度,优化通风系统设计,增加通风设备的数量和效率,及时清除煤尘和有害气体,降低煤尘爆炸和煤层火灾的发生概率。
3. 加强火灾监测和预警:采用先进的火灾监测设备,对煤矿进行实时监测,及时发现火灾隐患,做好火灾预警和应急救援工作。
4. 安全管理人员培训:加强对煤矿安全管理人员的培训,提高其安全防范和应急处置能力,确保能够有效应对煤矿热害事故。
5. 加强消防设施建设:完善煤矿消防设施建设,配备足够数量的灭火器材,建立灭火水源,提高火灾扑救的效率和成功率。
总之,煤矿热害是煤矿安全生产中不可忽视的重要问题。
矿井热害防治综述摘要:随着煤炭开采强度的增加,浅部资源日益减少,开采深部资源已成为人类的必然选择。
随着煤矿开采深度的增加,岩层温度将达到几十摄氏度,矿井热害已成为继顶板、瓦斯、火、粉尘、水五大灾害之后的又一灾害。
为了解决矿井出现的高温高湿问题,本文分析了矿井热害的形成及热害对矿工身体的影响,并分析了煤矿井下的主要热源,进一步提出了治理措施。
对我国矿井灾害防治、矿工职业健康保护工作有指导意义。
关键词:矿井热害;高温;高湿;热害治理1 矿井热害产生的原因造成矿井气温升高的热源很多,主要有相对热源与绝对热源。
相对热源的散热量与其周围气温的差值有关,如高温岩层和热水散热;绝对热源的散热量受气温影响较小,如机电设备、化学反应和空气压缩等热源。
矿井湿度采用相对湿度表示,矿井最适宜的相对湿度为50%~60%。
而井下空气的相对湿度大多为80%~90%左右,总回风道和回风井内的相对湿度接近100%。
造成矿井空气湿度大的原因主要是井巷壁面的散湿和矿井水(含生产用水)的蒸发。
从总体来看,成为矿井高温热害的主要因素有地热、采掘机电设备运转时放热,运输中的矿物和矸石放热,以及风流向下流动时自重压缩放热等4大热源。
就个别矿山而言,矿内高温水涌出、强烈氧化等也可能形成高温热害。
造成矿井高温还有以下几个因素:①开采深度大,岩石温度高。
②地下热水涌出。
③采掘工作面风量偏低。
矿井热害产生的主要原因如图1所示2 矿井热害的主要危害2.1 高温对人体的危害在高温作业环境中,能使人产生一系列生理功能的改变:①体温调节发生障碍,主要表现为体温和皮温升高;②水盐代谢出现紊乱,使机体的机能受到影响;③循环系统、消化系统、泌尿系统、神经系统等均会因高温下的机体大量失水,改变正常的功能,甚至致病。
2.2 高温环境对劳动效率及安全的影响在高温环境中,人的中枢神经系统容易失调,从而感到精神恍惚、疲劳、周身无力、昏昏沉沉,这种精神状态称为事故的原因。
在高温矿井中,一般生产率均较低,有的矿山其相对劳动率仅为30%~40%。
浅析煤矿深井热害及其防治技术煤矿深井热害是指在煤矿深部开采过程中由于地温的升高、辐射热和通风造成的高温环境,对矿井工人身体造成不利影响的现象。
煤矿深井热害不仅影响了矿工的生产和生活,而且还影响了矿井的安全生产。
对煤矿深井热害的防治技术进行深入的研究和探讨,对实际生产中的有效防治有着重要的意义。
我们来分析一下煤矿深井热害的成因。
矿井的深部地层温度通常高于地表温度,每往下深入100米,温度就会升高约3-4摄氏度。
矿井深部地温的升高主要原因是地热和矿体自身热量的影响。
矿体因为含有煤、瓦斯和水等热源,在开采过程中易造成地下温度的升高。
地下水的渗漏和地下大地的热传导也是导致矿井深部地温升高的主要原因之一。
煤矿深井热害给矿工的身体健康带来了不可忽视的影响。
长期在高温环境下工作,会影响到矿工的心理和生理健康。
高温环境容易导致矿工出现头晕、头痛、乏力等症状。
长期暴露在高温环境下,还会引发中暑、晕厥、中风等严重的身体疾病。
煤矿深井热害的防治工作势在必行。
为了有效地防治煤矿深井热害,需要从以下几个方面入手:一是加强矿井通风系统的建设和改造。
通风系统是控制矿井温度的重要手段。
通过合理规划、布局,优化通风系统,冷却矿井内部空气,是有效防治煤矿深井热害的关键。
二是加强对矿工的健康监测和防护措施。
通过对矿工进行身体健康的定期检查,及时发现矿工身体健康状况,采取一定的防护措施,可以减轻矿工在高温环境下的工作压力。
三是加强煤矿深井热害防治技术的研究和应用。
通过科研技术的不断突破和实践经验的总结,不断优化煤矿深井热害防治技术,为矿井的安全生产提供更为可靠的技术支持。
需要指出的是,煤矿深井热害的防治工作不仅仅是科研技术和设备的改良,更重要的是全社会的共同参与和宣传推广。
只有政府部门、企业单位、科研机构和矿工个人都能够加强合作和交流,才能够真正做到煤矿深井热害的全面有效防治。
通过对矿工的健康卫生知识的宣传普及,提高矿工自我保护意识和能力,也是防治煤矿深井热害的重要手段。
浅析矿井的热害及防治【摘要】本文详细介绍了矿井热害形成的原因,它对矿井生产的影响及防治。
并对矿井地热的利用进行了阐述。
【关键词】矿井热害;防治;利用1.矿井地热危害的现状随着矿井开采深度的不断增加,井型的不断扩大,机械化程度的不断提高,矿井热害日趋严重。
目前,世界上许多国家的矿井如南非、比利时、英国等都进入了深部开采阶段,有的矿井原始岩石温度已达40~60。
c。
这些国家的矿井都遇到过不同程度的矿井热害,并相继开展了大规模的矿井降温工作。
在一般情况下,采用加强通风,控制与减少热原的扩散等措施,当原始岩石温度达到32。
c以上时,则采用机械制冷降温。
近年来,已经发展到全矿井地面集中制冷降温阶段。
我国受热害矿井也很多,平顶山十三矿、徐州矿务集团三河尖矿及夹河煤矿、鸡西矿务局荣西矿都采用了井下局部制冷降温技术。
我国也开展了一系列矿井降温的研究,并取得了一定的经验,建立起多个井下集中降温系统。
2.矿井热害的形成及变化规律地壳最表层的温度受地面温度周期性变化的影响,这种影响是随深度的增加而逐渐减弱的;到一定深度,这种影响基本消失,从而使地温保持恒定。
地温常年保持恒定的地带称为恒温带。
在恒温带以上,地温受太阳辐射热的影响而具有周期性的变化,故称为变温带。
在恒温带以下,地温的变化受控于地球的内热,随着深度的增加而不断增温,称为增温带。
恒温带则是变温带与增温带的分界面。
由于恒温带的深度大都为十余米或数十米,而矿井生产的深度大都为数百米,其至上千米,远远深于恒温带的深度;随着深度的增加,地温增高,当地温超过某一温度时,就产生了矿井的热害问题。
可以说,热害是矿井生产向深部发展过程中不可避免的。
3.矿井高温环境的危害正常人在下丘脑体温调节中枢的控制下,产热与散热处于动态平衡,体温基本上维持在37。
c。
在体力劳动等情况下,体内能量代谢过程加速,产热增大,人体通过血管扩张血流量增大、汗腺分泌增加及呼吸加速等途径,将体内产生的热量送到体表以辐射、传导、对流以及汗液蒸发等方式将热量散发到周围大气中,以维持体温在正常的变动范围内。
浅析煤矿深井热害及其防治技术【摘要】本文从煤矿深井热害的背景、危害性和防治重要性入手,详细分析了煤矿深井热害的形成原因、表现及影响,并介绍了物理和化学防治技术。
重点强调对煤矿深井热害的综合治理及加强安全管理意识的重要性。
结合当前研究现状,展望未来研究方向,提出了解决煤矿深井热害问题的建议。
研究表明,煤矿深井热害不仅影响工人健康,还会对矿井生产造成严重影响。
加强防治措施和安全管理对于保障煤矿生产和工人安全至关重要。
本文对煤矿深井热害及其防治技术进行了深入的探讨,为相关领域的研究和实践提供了重要参考。
【关键词】煤矿深井热害、危害性、防治技术、形成原因、表现、影响、物理防治、化学防治、综合治理、安全管理、研究方向。
1. 引言1.1 煤矿深井热害的背景煤矿深井热害是指在煤矿深井开采过程中,由于地质条件、采煤方法等因素导致的矿井内温度升高,引发的一种危及矿工健康和安全的地下热害现象。
随着煤矿开采深度的不断增加,煤矿深井热害愈发突出,成为制约煤矿安全生产和健康发展的重要因素。
煤矿深井热害的背景包括矿井内温度升高、通风不畅、地质构造复杂等因素的共同影响,使得矿井内的热害问题日益凸显。
煤矿深井热害不仅影响矿工的健康和生产效率,还可能导致火灾、事故等严重后果,给煤矿生产带来严重影响。
加强对煤矿深井热害的防治工作,提高矿工的安全意识,是煤矿安全生产的迫切需求。
通过采取有效的防治措施和技术手段,可以有效降低煤矿深井热害带来的风险,保障煤矿生产的安全和稳定发展。
1.2 煤矿深井热害的危害性1.对矿工身体健康的直接影响:煤矿深井热害导致矿井温度升高,会对矿工的身体造成直接的伤害。
高温环境下,矿工容易出现中暑、中暑休克等症状,甚至可能导致猝死。
长期处于高温环境下工作,还会加重矿工的体力消耗,影响工作效率,甚至对矿工的生命安全构成威胁。
2.对矿上设备的影响:煤矿深井热害使得矿井内温度升高,不仅会影响矿工的工作效率,也会对矿上设备的正常运转产生不利影响。
( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改我国煤矿火灾防治技术的现代发展与应用(通用版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes我国煤矿火灾防治技术的现代发展与应用(通用版)我国56%的矿井开采易自燃煤层,矿井火灾是一大突出灾害。
百万吨发火率近年虽有所下降,但仍高居不下,达1%强,与世界几个主要产煤国家相比,差距还很大。
尤其是近几年,重大火灾事故还时有发生,给煤炭企业带来难以估量的负面影响,特别是有损于煤炭行业的社会形象,也严重制约着煤炭企业的经济效益。
因此,火灾防治工作依然是煤炭企业领导的一项常抓不懈、重要而艰巨的任务。
我国煤矿的火灾防治技术与手段,尽管还存在某些差距,但不容置疑的是,近几年确实取得了令人瞩目的成绩,有了显著的进步和发展,也为煤矿提供了一批性能良好、质量可靠的适用技术和手段。
但是,在其推广应用的广度和力度上,还很不平衡,当前的迫切任务是:组织力量,加快速度,将它们推向各类煤矿,使其在火灾防治工作中充分发挥作用。
1矿井火灾预测预报技术1.1煤自燃性鉴定与自然发火测报(1)煤的自燃倾向性鉴定此项技术在80年代中期前,应用的是照搬苏联的煤着火温度降低值法。
尽管发现它存在着不少缺点,但由于缺乏自己的技术和手段,仍然不能予以割舍,沿用了几十年。
进入80年代中期,随着新技术的发展,我国才开始开发研制以现代色谱为基础的新一代煤的自燃倾向性鉴定技术和手段。
现已开发出被纳入法规的色谱吸氧鉴定法及其配套仪器ZPJ—1型煤的自燃性测定仪,业已投入实际应用,使我国在这方面的技术和手段步入国际先进行列。
中国煤矿火灾防治技术现状与趋势摘要:通过对中国煤矿火灾防治技术进展与应用现状研究,探讨了煤矿火灾监测技术、灌浆防灭火技术、均压通风防灭火技术、阻化剂防灭火技术、泡沫防灭火技术、惰化防灭火技术、凝胶防灭火技术、堵漏防灭火技术的技术特点与适用性.分析了我国煤矿防灭火技术应用过程中存在的问题,指出了立足系统安全、加强应用基础研究、突破关键技术、开发灾害应对专用装备的总体技术发展趋势.关键词:煤矿火灾;防灭火技术;适用性;发展趋势煤炭工业是国民经济和社会发展的基础产业,煤炭工业的可持续发展直接关系着建设全面小康社会目标的实现和国家能源安全。
我国煤矿安全生产危险源多、灾害严重的形势非常严峻,煤矿百万吨死亡率与国外相比,差距很大』.“十五”期间,全国657处重点煤矿中,有煤层自然发火倾向的矿井占54.9%,经验发火期在3个月以内的矿井占50%以上,每年自燃形成的火灾近400次,煤自燃氧化形成火灾隐患近4 000次,仅我国北方煤田累计已烧毁煤炭达42亿t以上j.煤矿火灾防治及其继发性灾害的防控技术,对煤矿的安全生产具有非常重要的意义.本文系统总结了目前我国煤矿火灾防治技术特点,并对其应用现状、适用性和发展趋势进行了比较分析,以期对煤矿火灾防治技术的发展提供借鉴意义.1 中国煤矿火灾防治技术的现状我国从20世纪50年代起在煤矿推广灌浆防灭火技术,60—70年代对均压通风防灭火技术、阻化剂防灭火技术、泡沫防灭火技术进行了研究应用,80—90年代研究了自燃火灾预测预报技术、惰气防灭火技术、凝胶防灭火技术、火区快速密闭技术、堵漏风技术、带式输送机火灾防治技术、内外因火灾监测监控技术等,9O年代以后主要集中在原有防灭火技术装备性能提升以及新型防灭火材料研制等方面_6].煤矿火灾防治技术经过5O余年的发展,已形成了火灾预测、监测、预防、治理相结合的综合火灾防治技术体系,并且在灾变时期风流流动及控制、救灾决策辅助系统、灾后抢险救灾技术等方面取得了较大进展.1.1 煤矿火灾监测技术煤矿火灾是一种非控制性燃烧,其发生发展过程中表现出了一些宏观特征及规律性,人们往往利用这些特征及规律来进行火灾危险I 生识别,即煤矿火灾监测.煤矿火灾早期监测技术主要有气体分析法和测温法,最常用的监测特征参数有气体、温度及烟雾等.气体分析法的监测手段主要有检知管、气体传感器、便携仪表及色谱分析仪等.检知管操作手段落后,自动化程度低;气体传感器具有体积小、电信号输出、使用方便等特点,但多数气体传感器的稳定性、灵敏度和寿命尚有不尽人意的地方;色谱分析法是气体分析的最精确、稳定和可靠的方法.2O世纪7O年代初,煤炭科学研究总院抚顺分院首先将气相色谱技术应用于煤矿气体分析,突破了原有单一CO指标及其派生指标的缺陷,创新性地提出了以CO、C:H 、C:H 、链烷比、烯烷比等为主指标的综合指标体系,并以典型煤种为例,提出了褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤八大煤种的标志气体优选原则.在众多矿井火灾早期监测中得到实际应用,收到了良好的效果.测温法也是煤自然发火监测的常用方法,主要用于煤层巷道异常点温度的监测.测温法可分为2类:①直接用检测到的温度值进行预报或报警;②通过监测点温度的变化特性进行预报.温度监测用的传感器主要有热电偶、测温电阻、半导体测温元件、集成温度传感器、热敏材料、光纤、红外线、激光及雷达波等.其中热电偶、测温电阻、半导体元件、热敏材料和便携式激光测温仪表得到较广泛的普及,而红外热成像、雷达探测等因受穿透距离、地质构造等因素的影响应用受到一定限制.“九五”期间,我国在热敏电缆温度监测技术和光纤温度监测技术方面进行了研究,其装置可用于多个地点的火灾早期监测[7,8]1.2 灌浆防灭火技术灌浆防灭技术的原理是通过浆液包裹煤块保水增湿减缓煤体氧化速度、浆体固化沉淀物充填煤体缝隙隔绝漏风阻止氧化来达到防灭火的效果.按与回采工艺关系灌浆方法可分为采前预灌、随采随灌、采后灌浆;按实施方法可分为埋管灌浆、钻孔灌浆与工作面撒浆.灌浆防灭火技术是我国煤矿普遍应用和行之有效的方法,传统的灌浆材料主要用黄土,从2O世纪8O年代开始,对黄泥灌浆的代用材料如页岩、矸石、电厂粉煤灰等材料进行了应用性研究,并在芙蓉、兖州、开滦、平项山、抚顺等矿务局进行了推广_9j.1.3 均压防灭火技术均压通风防灭火技术就是采用通风的方法减少自燃危险区域漏风通道两端的压差,使漏风量趋近于零,从而断绝氧源起到防灭火的作用.常用的风压调节技术主要包括:风门、风窗调节法,风机调节法,风机、风窗调节法,风机风简调节法,气室调节法,调整通风系统法等.这些具体措施,从调节后的风压变化情况来看,实质上可分为2种类型,即增加风压的措施和减少风压的措施,或者ABC论文坊说分为增压调节法和减压调节法;根据作用原理、使用条件不同,均压技术大体可分为2类:开区均压和闭区均压.我国自2O世纪5O 年代初开始研究和应用均压通风防灭火技术,先后在全国许多煤矿进行了实践.1984年由波兰专家、煤炭科学研究总院抚顺分院与大同矿务局煤峪口矿,共同协作在该矿采用了大面积均压通风防灭火技术,防治了大面积火区,安全采出煤炭超过150万t,取得了良好的效果.在煤矿的正常开采过程中均压通风已经成为一项系统的、常规的、行之有效的矿井防灭火技术措施.1.4 阻化剂防灭火技术阻化剂防灭火技术是指利用阻化原理将具有阻化性能的药剂送人拟处理区,利用阻化剂的负催化作用,煤炭经阻化处理后,在煤炭表面上形成一层能抑制氧与煤接触的保护膜,阻止了氧气和煤结构上的活动链环的羧基反应,使煤炭和氧的亲合力降低,阻化剂有一种主动排斥氧和煤化合的功能,但它并不和煤、氧等物质化合,从而达到防灭火的目的.目前常用的阻化剂主要是氯化物.阻化剂防灭火技术包括:①喷洒阻化剂防灭火技术,是将含有阻化剂的水溶液均匀喷洒到煤体表面,以达到防灭火的目的.②汽雾阻化防灭火技术,是将受一定压力下的阻化剂水溶液通过雾化器转化成为阻化剂汽雾,汽雾发生器喷射出的微小雾粒可以漏风风流为载体飘移到采空区内,从而达到采空区防灭火的目的.1974年,煤炭科学研究总院抚顺分院开始研究阻化剂防灭火技术,并于沈阳、平庄等地实验成功.20世纪80年代又在铜川矿务局试验成功采空区汽雾阻化技术.阻化剂防灭火技术由于其成本低、工艺简单,在全国范围内得到了广泛应用.1.5 泡沫防灭火技术泡沫防灭火技术是以化学方法产生膨胀惰性泡沫,以进行防灭火处理的一种技术手段.由于其可堆积、流动性好,并且有一定的固泡时间,所以更适用于深部高温区域的防灭火工作.常用的泡沫防灭火技术有化学惰气泡沫防灭火技术和三相泡沫防灭火技术.化学惰气泡沫防灭火材料由多种原料组成,其原料皆为固态粉状,井下灭火时一般采用钻孔压注方法将其溶液注入自然发火的区域.发生化学反应生成的惰气泡沫可迅速向周围空间、漏风通道及煤壁裂隙扩展,充填火区空间,窒息火区,而且惰泡具有较好的稳定性,可以起隔绝空气的作用.此外,化学惰泡的落液还具有较高的阻化能力,可以有效地抑制残煤的复燃,从而达到防灭火的目的¨.三相泡沫由液体膜、固体粉末和气体组成,并可添加无机固体干粉以增加其固化性能.无机固体三相泡沫用于防灭火充填封堵作业时,可适当增加固体废弃物用量以降低成本,适当提高流动性,使之能被压入所有漏风通道堵住漏风.而用于高顶垮落空洞防灭火充填作业时,应减少固体废弃物的添加量,提高凝固速度以缩短无机固体三相泡沫的凝胶时间,以利于无机固体三相泡沫的堆积,从而密闭支护空洞,窒息着火点.含惰气的无机固体三相泡沫不仅有普通无机固体三相泡沫的作用,并且在破泡时能释放出惰气,稀释该地点瓦斯、氧气等浓度,促进着火点窒息,防止瓦斯爆炸.1.6 惰化防灭火技术惰化防灭火技术是指将惰性气体送入拟处理区,达到抑制煤自燃或扑灭已生火灾的技术,按惰性气体的种类可分为氮气防灭火技术、燃油惰气防灭火技术和CO 防灭火技术.氮气防灭火技术是集约化综采及综放开采条件下采空区防灭火的主要技术手段.按工作原理分,制氮装备有深冷空分、变压吸附和膜分离3种,根据安装与运移方式不同,后2种又设计成井上固定、井上移动和井下移动3种.原生煤体独立工作面的注氮方式有拉管式、埋管式和钻孔式3种,无煤柱开采的复合采空区通常采用旁路式注氮方式.我国于20世纪80年代进行了氮气防灭火技术的研究,1983年天府矿务局进行了罐装液氮入井灭火试验,1987年抚顺龙凤矿利用井上氧气厂氮气防治综放工作面采空区自燃,1992年西山矿务局杜儿坪矿利用井上移动式变压吸附制氮装置制氮防治近距离煤层群自燃,1995年兖州兴隆庄矿利用井下移动式膜分离制氮防治无煤柱开采邻近工作面采空区自燃.从目前看,氮气防灭火系统仍落后于综采、综放开采技术的发展,应进一步提高制氮装备的稳定性和可靠性,研制采空区氮气浓度自动监控与制氮装置联动系统,并完成信号自动分析与传输,优化注氮工艺,使氮气防灭火系统更加完盖[14] 燃油惰气灭火技术主要用在当发生外因火灾或因自燃火灾而导致的封闭区,以民用煤油和空气为原料,经过急剧的化学反应,形成惰性气体产物(主要成分是CO 及少量的0 、微量CO、水蒸汽等),然后将具有一定压力的惰气注入预处理区,达到防灭火的目的.煤炭科学研究总院抚顺分院于20世纪80年代初研制成功煤矿专用的燃油惰气发生装置.但燃油惰气防灭火技术还有一些关键问题需要进一步解决,如惰气的纯度、温度,装备的稳定性,远距离操作性等.CO 防灭火技术是利用CO 发生器或液态CO 对预处理区进行防灭火的技术,利用CO 分子量比空气大、抑爆性强、吸附阻燃等特点,可在一定区域形成CO 惰化气层,对低位火源具有较好的控制作用,并能压挤出有害气体以控制灾区灾情,该技术特别适用于电器设备和精密、昂贵仪器的火灾,灭火后不会对仪器设备造成污染性的损失.但对于复杂地质条件或不明高位火源点,其应用则受到了限制.1.7 凝胶防灭火技术凝胶防灭火技术是20世纪70年代以来研究出的一项防灭火新成果,适用于处理巷道帮、顶、高温区域、撤面期间的自燃隐患以及火区治理.凝胶防灭火技术应用于防火时起到覆盖、堵漏、隔氧、阻化的作用,应用于灭火时起到降温、覆盖、堵漏、隔氧、防复燃的目的.凝胶主要由基料、促凝剂和水组成,把所选择的基料和促凝剂按一定比例配成水溶液,再按一定比例均匀混合后,发生“胶凝作用”化学反应,形成无流动性、半固体状的凝胶.凝胶防灭火技术应用于现场主要有普通硅酸凝胶、无氨凝胶、复合凝胶、分子结构型膨胀凝胶、粉煤灰胶体等配方方案.其中普通硅酸凝胶是应用最广泛的一种凝胶,成本低,但承压强度低且成胶时会释放出NH ;无氨凝胶选用无氨促凝剂作为铵盐的替代品,无毒无害;分子结构型膨胀凝胶以水玻璃为基料,加人膨润土等添加剂,增加了胶体的热稳定性、可塑性和吸湿性,且具有二次成型的特点;复合凝胶是由基料、促凝剂、增强剂和溶剂按一定比例混合后,经一定时间形成的复合凝胶胶体;粉煤灰胶体即在普通凝胶中添加粉煤灰,由于粉煤灰比表面积大,均匀分散在水中形成泥浆,与胶体间形成多种化学键和分子间力,增加了胶体强度,并减缓脱水速度.1.8 堵漏风防灭火技术堵漏风防灭火技术用于采空区密闭堵漏风、隔离煤柱裂隙堵漏风、无煤柱工作面巷道巷帮隔离带堵漏风等多个场合,初期的堵漏防灭火措施主要为灌注黄泥浆、砂浆等,近年来研究成功了各种性能优良的新型充填堵漏材料,如无机固化粉煤灰、轻质膨胀陕速密闭堵漏材料等.无机固化粉煤灰充填防灭火技术指以粉煤灰为主料,添加固化激发剂,硬化速凝剂和水,增加粉煤灰的活性,在高水分含量下实现流动性灌注粉煤灰浆体,并控制其固化速度,以实现防灭火的目的.无机固化粉煤灰经济成本低,堆积能力强,固化以后不脱水(或少脱水),初凝时问和固化强度可调,具有堵漏、防火、灭火、防复燃、充填支撑等功能,可用于防治巷道高冒、空洞、沿空巷道帮、溜煤眼、联络巷、停采线、采空区等地点煤炭自然发火.快速密闭封堵漏风是煤矿井下灭火时的最关键和基本的手段.煤炭科学研究总院抚顺分院于20世纪70年代用聚氨酯材料研制成功封闭火区用的快速临时密闭,后期又研制出闭孔率高、气密性好的轻质膨胀型高分子化学合成材料,具有黏结性强、保温、防震、防渗水、隔潮等优点.可作为煤矿封闭堵漏应用,还可广泛应用于建筑工程中的防渗水、隔潮等作业环节。
煤矿热害及其防治技术应用现状煤矿热害现状随着社会的发展和煤炭资源需求的日益增加,煤炭产量日益增大,浅部煤炭资源越来越少,世界各主要采煤国家相继进入深部开采。
随着开采深度的增加,地温也随之升高。
德国和俄罗斯的一些煤矿开采深度已达1400~1500m;南非卡里顿维尔金矿开采深度达3800m,竖井井底己达地表以下4146m;加拿大超千米的矿井有30对,美国有11对。
我国煤矿目前的开采深度平均每年以8~12m的速度增加,采深超过1000m的矿井已有数十对,沈阳采屯煤矿开采深度为1197m、开滦赵各庄矿开采深度为1159m、新汶孙村矿为1059m、北京门头沟开采深度为1008m、长广矿开采深度为1000m。
据世界各地的测量资料,全球平均地温梯度约为3℃/100m。
据我国煤田地温观测资料统计,百米地温梯度为2~4℃/100m,已探明的储量中,1000~2000m深处的煤炭储量占总储量的%。
根据2001年有关统计,我国已有130多对矿井出现了不同程度的热害,全国煤矿中采掘工作面气温超过30℃的高温矿井有88座(不含年产量30万吨/年以下的矿井),其中30-32℃的有31座,32-35℃的有37座,35℃以上的有20座。
按我国行政区域划分:华中地区有18座,其中以平顶山、丰城和许昌为代表;华东地区有39座,其中以两淮、兖州、新汶、徐州(含大屯)和巨野为代表;华北及东北有26座,其中以峰峰(邯郸)、邢台、大同、开滦、铁法、北票、抚顺、辽源和鸡西为代表;其它地区(湖南2座、甘肃1座、广西1座、福建1座)5座,据最近有关资料,西北的新疆地区煤矿也存在矿井高温热害问题。
综上,矿井热害问题越来越严重,已成为与矿井瓦斯、火、粉尘、矿压、水并列的六大灾害之一,热害已严重了影响井下作业人员的身体健康、工作效率和矿山经济效益,甚至影响整个国民经济的可持续发展。
煤矿热害的危害热害对人的危害在高温热害矿井中,工作人员的身心健康受到极大的影响。
例如,鹤壁六矿回采工作面风温高达32,相对湿度达99%以上,1984年8月30日,1个班就有4名矿工中暑倒在工作地点。
平煤集团五矿在1996年6~9月份,井下工人每天都有中暑和被热击的,矿山救护车基本每天叫,最多的一次,一班有8人中暑。
新汶矿业集团孙村煤矿2002年7~9月份,采煤工作面正常工作时每班有48人,但实际出勤人数只有5~6人,采煤工作几乎瘫痪,致使三个月的产量没有正常时一个月的高。
日本1979年全国调查统计,3040 气温的工作面,比低于30 时的事故率高倍;南非多年的调查统计,当矿内作业地点的空气湿球温度达到28.9 ℃时,开始出现中暑死亡事故。
气温每增加1℃,矿工劳保医疗费增加8—10%;根据南非的最新统计,在湿球温度—℃下工作的工人,千人中暑死亡率为,表1为南非金矿井下温度与事故率的关系。
表1 井下温度与事故率的关系作业地点气温/℃27293132工伤频次/千人0150300450在高温环境中,人的中枢神经系统容易失调,从而感到精神恍惚、疲劳、周身无力、昏昏沉沉,甚至中暑昏倒、呕吐和湿疹等,高温高湿环境使工人的身体和工作能力受到极大的伤害,同时这种精神状态成为诱发事故的原因。
热害对机电设备的危害矿井里任何机电设备、电缆均是通过与环境的对流来散发本身所产生的热量,其工作环境温度、湿度超过规定的限值或长期处在限值附近时,必将导致设备散热困难,以致发生设备故障。
有关统计表面,气温每增加1℃,井下机电设备的故障率增加1倍以上。
机电设备的环境温度要求:我国矿用一般型机电设备的工作环境温度为≤40℃;矿用隔爆型机电设备的≤45℃。
但这并不等于说,只有到了上述限值才会发生设备故障,如果机电设备长期处在上述限值附近,则机电设备故障率将大增。
日本通产省的调查统计表明:机电设备在相对湿度90%以上、气温为30—34℃的地点工作时,其事故率比低于30℃的作业地点高倍。
这也是我国<煤矿安全规程>为甚么规定机电设备硐室空气温度不得超过34℃的原因。
综上所述,热害问题已成为制约煤炭工业发展的瓶颈,影响了整个国民经济的可持续发展,因此煤矿热害防治从思想、人才队伍建设和技术装备材料等多方面提出较高的要求。
煤矿热害防治技术应用现状国外矿井热害防治技术自20世纪20年代即已兴起,至今已有80余年的历史,但是迅速发展并广泛应用是在20世纪70年代以后,我国开展矿井降温技术研究也近50年。
纵观国内外矿井降温技术,可分为非人工制冷降温技术和人工制冷降温技术。
非人工制冷降温技术非人工制冷降温技术主要以通风降温为主,再辅助以其他降温措施,如控制热源、控制风流、个体防护以及其他方法等。
1 增加风量理论和实践都证明,在一定条件下(如原风量较小),增加风量是热害矿井最经济的治理手段之一,增加风量不仅可以排出热量、降低风温,而且还可以有效地改善热体的散热条件,增加舒适感。
但增加风量到一定程度时,增风降温效果就会减弱,同时也受到井巷断面和通风机能力的各种因数的制约,有一定的应用范围。
联邦德国曾对U型通风的采煤工作面有效温度与岩层温度的关系进行探讨,得出当岩层温度达40℃时,工作面有效温度上升到32℃(联邦德国矿内热环境的允许作业温度上限),岩层温度每增加1℃,有效温度增加℃”;“岩层温度超过40℃,就不能采用增加风量降温措施”。
南非麦菲尔逊也认为,当原岩温度超过40℃,必须减少空气量,增加空气冷却度。
2 选择合理的开拓开采方式和矿井通风系统(1)确定合理的矿井开拓开采方式,尽量减少围岩和煤体的与风流的接触面积,有效减少排热亮;(2)尽可能缩短进风路线的长度,以减少围岩的散热量;(3)尽量避免煤流与风流反向运行,以防止煤炭运输放热和设备放热带入工作面;(4)回采工作面采用下行通风,因为采用下行通风时,风流是从路程较短的上部巷道进入工作面,且减少了煤炭放热的影响。
3 控制热源的放热量(1)巷道隔热,在高温巷道喷涂或充填绝热材料,减少围岩放热;(2)管道和水流隔热,减小管道放热,减小热水对风流的增温增湿作用;(3)合理摆放热源体位置,如发热量大的大型机电硐室应独立回风,以减小机电放热。
4个体防护对于个别气候条件恶劣的地点,由于经济和技术上的原因,不能采取其他降温措施时,可对矿工采取个体防护,穿戴轻便的冷却背心或冷却帽。
南非加尔德—莱特公司生产的冷却背心干冰用量为4Kg,制冷量为80~106W,冷却时间达6~8小时;德国米塔尔公司的冷却冰背心,冰量为5kg,没有冷媒循环系统和运动部件,制冷量220W时可持续小时。
平顶山矿务局科研所还开发出了个体防护冷却用的冰背心,由于该冰背心温度不可调节,在平一矿试用了一段时间。
试用表明,工人长期穿冰背心3个月,就会出现关节炎、风湿性心脏病。
5 其他措施其他的措施如煤层注水预冷煤层、在进风巷道放置冰块、利用调热圈巷道进风等,实践表面,这些措施的降温效果皆不理想。
另外,还可以缩短劳动时间,将“三八”作业制改为“四六”作业制,间歇性休息,为工作人员提供高温补贴和防暑饮料等。
人工制冷降温技术纵观国内外,自20世纪70年代,人工制冷降温技术在矿井热害防治中的应用开始迅速发展,使用越来越广泛成熟。
美国、德国、南非、印度、波兰、俄罗斯和澳大利亚等国家多采用该项技术。
我国自80年代采用机械制冷来治理热害,经过90年代的发展,到21世纪已经在规模上达到发达国家水平,技术上与发达国家还有一定的差距。
从矿井热害治理的现状和趋势来看,人工制冷降温技术已经成为矿井降温的主要手段。
1 人工制冷降温技术的分类人工制冷降温技术根据热力学特点的不同又可分为人工制取冷水降温技术、人工制冰降温技术和压缩空气制冷降温技术。
第一类,人工制取冷水降温技术。
(1)蒸汽压缩式循环制冷技术,主要是以氟里昂和氨为制冷剂的冷水机组,主要是制取冷水,如图所示;(2)以热电站为热源的溴化锂制冷,如图所示,再串联压缩式制冷机组或氨吸收式制冷机组制取冷水。
图蒸汽压缩制冷图吸收式制冷第二类,人工制冰降温技术。
人工制冰降温系统主要分为制冰、输冰、融冰、输冷、排热五个环节,其工艺示意图如图所示。
图制冰降温系统工艺流程示意图第三类,压缩空气制冷降温技术。
又有涡轮式空气制冷、变容式空气制冷、涡流管式空气制冷和压气引射器制冷等形式。
压缩空气制冷降温技术是利用空气压缩机出来的压缩空气经过空气制冷机降温,变成低温的高压空气,出来后与局扇风筒中的空气混合而达到降温的目的。
根据工艺的不同可分别应用于掘进工作面和采煤工作面,如图、图所示。
图掘进面降温工程布置示意图图采煤工作面降温工程示意图2 人工制冷降温布置方式人工制冷降温技术根据制冷站的布置方式可分为地面集中制冷降温系统、井下集中制冷降温系统、井上下联合集中制冷降温系统和井下局部制冷降温系统。
地面集中制冷系统,包括制冰、吸收式制冷、蒸汽压缩式制冷、吸收制冷与蒸汽压缩制冷结合的方式(传统的说法叫热电冷联产),地面集中制冷降温系统示意图如图所示。
图地面集中制冷降温系统井下集中制冷降温系统,制冷和排热都在井下进行,其系统示意图如图所示。
图井下集中制冷降温系统示意图局部制冷降温,制冷排热都在井下进行,如现在的移动制冷机制冷、空气压缩制冷,其系统示意图如图所示。
图局部制冷降温系统布置示意图3人工制冷降温国外应用现状20世纪20年代初,南非、巴西等国家的金矿开采,已深入到1000m以下,出现了矿井热害。
1912年,南非最早系统研究了矿井风流热力学规律。
1920年巴西的莫劳约里赫金矿在地面安装了第一台制冷量为1768KW的氨制冷机,建立了世界上第一个矿井空调系统。
1924年,德国的依本比伦煤矿建立了井下集中制冷降温系统。
1939年,比利时的Les lie geoi 煤矿地面安装集中制冷站,制冷量800USRT,服务1000m深采掘工作面降温,并采用皮尔顿透平机减压。
1951年,德国Neumilhl煤矿在-770m水平掘进面安装小型局部降温设备,是世界上最早使用局部降温的国家。
世界上开采深度最大、降温系统规模最大的当属南非金矿。
1971年南非己有44个矿井采用人工制冷降温,总制冷量达万千瓦。
1975年,除南非金矿外,世界各国大都是采用局部降温系统,如原苏联研制成功了矿用移动式制冷机,在煤矿和金属矿独头掘进巷道中得到应用。
1975年以后,各国矿井降温工作的发展异常迅速,在德国、俄罗斯、乌克兰、英国、比利时以及印度等国建立了近百个大型矿井制冷降温系统。
1986年南非的Anglogold’s Mponeng 金矿,该矿开采深度3000m以上,总装机制冰量8×800t/d,制冷量为24MW,采用以色列产真空制冰机制取颗粒状冰,形成了完整的制冰、水平输冰、垂直输冰、井下融冰工艺,为世界各国借鉴冰降温起到了决定性作用。