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井下作業危害因素及安全技術

發布時間:2012-04-10 13:49所屬分類:結業論文瀏覽:1加入收藏

摘要:近年來,由于井下各種危害因素引發的事故時有發生,嚴重影響了煤礦的安全生產和井下作業員工的生命安全。因此,必須對井下作業的各種危害因

  摘要:近年來,由于井下各種危害因素引發的事故時有發生,嚴重影響了煤礦的安全生產和井下作業員工的生命安全。因此,必須對井下作業的各種危害因素加以重視,并通過一定的安全技術予以防治。本文首先對井下作業的危害因素進行分析,進而提出一些安全技術措施,期望能井下作業安全給予一定幫助。

  關鍵詞:井下作業;危害因素;安全技術

  通過對以往煤礦井下發生的事故進行調查,結果表明,事故發生的原因,基本上都是由各種危害因素造成的,其中包括:水災害、火災、粉塵和瓦斯等等。為了確保井下作業的安全,必須對這些危害因素加以防治。本文就井下作業危害因素及安全技術展開探討,僅供參考。

  一、井下作業危害因素分析

  井下作業危害因素可以歸納為以下幾類:水災害、火災、粉塵和瓦斯等。

  (一)井下水災的危害

  水災對井下作業的危害主要體現在以下幾個方面:

  1.使生產環境惡化。水災容易引起井下巷道積水、頂板淋水等,導致井下作業面空氣潮濕,從而使工作環境惡化,影響礦工的身體健康。

  2.井下水災的發生會導致排水費用的增加,從而使噸煤的成本提高。

  3.井下有大量的金屬設施,水會腐蝕金屬,從而縮短設施的使用年限。

  4.井下水災會損壞隔離煤柱,直接導致煤炭資源損失。

  5.當井下突發水災時,如果水量過大,輕則導致局部巷道被淹,使井下作業局部停產,重則會淹沒礦井、造成人員傷亡。

  (二)井下火災的危害

  1.井下發生火災時,煤和坑木等物質的燃燒會釋放出大量的有害氣體,如,一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和煙塵等,這些氣體不僅會污染井下作業環境,還會導致人員中毒或窒息。

  2.火災與井下的瓦斯接觸會引起瓦斯爆炸。火災會產生出一定的熱源,由于火的干餾作用,致使井下的煤、坑木等可燃物放出H2以及碳氫化合物等爆炸性氣體,從而導致爆炸,使災情進一步擴大,同時也會造成人員傷亡。

  3.經濟損失。火災會燒毀井下大量的采掘設備,即便沒被燒毀的,由于火災區的長時間封閉和滅火材料的腐蝕,也會使設備損壞甚至報廢。另外,火災還會燒掉煤炭資源,并且會使礦井停產,這些都會給煤礦造成巨大的經濟損失。

  (三)井下粉塵的危害

  粉塵是影響煤礦井下安全作業的主要危害之一,具體體現在以下幾個方面:

  1.影響礦工身體健康。長期吸入含有粉塵濃度的空氣,容易導致塵肺病,尤其是巖塵危害性更大。拒不完全統計,煤礦由于塵肺病死亡的人數大約是工傷死亡人數的6倍左右。

  2.煤塵在特定條件下會引起爆炸。煤塵的爆炸濃度范圍與煤的成分、粒度以及引火源的溫度和種類等條件有關。通常情況下,煤塵爆炸濃度的上限約為每立方米2000克左右,下限約為每立方米50克左右,爆炸力最強的濃度范圍大約在每立方米500克左右。

  3.當粉塵的濃度過高時,若懸浮于井下空氣中,會導致井下作業的能見度下降,從而增加安全事故發生的幾率。

  4.粉塵會加速機械設備磨損。近年來,隨著煤礦井下作業機械自動化程度的不斷提高,使井下的機械設備不斷增多。粉塵吸附在機械設備上,會加速設備的磨損,從而導致一些精密儀器的使用壽命縮短。

  (四)井下瓦斯的危害

  瓦斯的主要危害可歸納為以下兩方面:

  1.氣體危害。瓦斯的主要成分有:二氧化碳、甲烷和氮氣等。當空氣中的瓦斯含量達到40%時,空氣中的含氧量會相對降低,從而使人窒息,如果瓦斯濃度達到60%時,氧氣含量降至10%以下,在較短時間內就會使人窒息死亡。

  2.爆炸危害。瓦斯爆炸時會產生很高的溫度,最高時可達2500℃左右,如果在封閉狀態時爆炸溫度可能更高,同時還會形成強大的沖擊波;瓦斯爆炸還會產生許多有害氣體,如一氧化碳、二氧化碳和氮氣等,致使在爆炸范圍內的人員中毒。

  二、井下作業安全技術措施

  (一)井下水災防治技術措施

  井下水災的防治技術,可歸納為以下幾個方面:

  1.查明水源。查清井下作業面的水災水源和導水通道,是防治井下水災的關鍵。目前較為常用是井下物探技術和水化學探測技術。

  2.水文觀測。具體工作包括以下幾方面:①資料收集。收集礦井所在地的降水量、氣象以及河流的流速、水位、洪水期和枯水期等資料;②查明地表水體的水量補給和排泄條件以及具體分布情況;③通過水文觀測孔,對地下水源的變化情況和水質進行觀測;④觀測井下涌水量及其與季節變化的規律情況。

  3.井下探水。根據《煤礦安全規程》中的規定,井下應做好水災害的分析預報工作,始終堅持有疑必探,先探后掘的探放水原則。由于井下開采屬于地下作業,水文地質情況比較復雜,并且在具體作業時,對地下含水狀況也不是十分清楚,無法確保沒有水災害威脅。因此,在實際作業中,必須先采取超前鉆探措施,探明井下水源的位置、水量和水壓情況以及水源與采煤層的距離等情況,以便采取相應的防水措施,來保證安全生產。

  4.疏放水。是在探明水源的具體情況以后,按照水源的類型和特點,采取一定的疏放水方法,將威脅到井下作業安全的水源疏放干,該方法是防止井下水災最有效的措施之一。

  5.截水。當探查到水源后,由于某些特殊原因或條件限制,致使水不能很好的排放時,便可以利用各種設施將水源臨時或永久性攔截,如,防水墻、防水煤柱、防水閘門等,使水源不至于威脅到其它區域。

  6.注漿堵水。該方法是通過鉆孔機將事先制備好的漿液壓入井下地層的裂縫、斷層破碎帶等位置,當漿液擴張、凝固、硬化后,能夠起到堵塞涌水通道和隔離水源的作用。

  (二)井下火災的防治技術措施

  井下火災應從內因和外因兩方面加以防治:

  1.內因火災。引起內因火災的主要條件是煤炭自燃起火,對于這類火災可以采取以下幾種方法進行防治:①運用開采技術預防。可以提高回采率,盡量減少丟煤,以此來消除火災的物質基礎;②通風預防。盡量限制空氣流入井下與松散煤體接觸,借此來消除自燃的供氧條件,可從消除漏風通道和減小漏風壓差這方面著手;③壓防滅火。利用風機、風窗、連通管和調壓氣室等設施,使漏風區域的風壓分布情況發生改變,以此來降低漏風壓差并減少漏風,從而達到抑制煤體自燃或熄滅火源的目的;④介質法。該方法是防治內因起火最直接的技術之一,主要有凝膠防滅火、惰化防滅火、泡沫防滅火、阻化防滅火和灌漿防滅火等。

  2.外因火災。①防止高溫熱源的存在和產生。根據《煤礦安全規程》中的有關規定應嚴格對明火、高溫熱源以及潛在火源進行管理;②盡量避免使用可燃材料,若特殊情況下,必須使用可燃材料應與潛在熱源保持一定距離;③防止機電設備引發的電火;④防止井下膠帶摩擦起火;⑤防止火花與可燃物作用起火;⑥通過設置防火門,防止火勢蔓延;⑦應在礦井地面設置消防水池,并在井下設置消防管路。

  (三)井下粉塵的防治技術

  控制和消除井下粉塵危害,可以采取井下綜合防塵,具體方法如下:

  1.注水防塵技術。在進行井下采煤作業前,可以通過注水工藝來提高煤體的潤濕性。煤層被潤濕后,在采掘時能夠大幅度降低粉塵量,工作面的粉塵濃度大約可降低80%左右。

  2.高壓噴霧降塵技術。雖然采取了注水減塵,但是在采掘、運輸等環節中仍會產生大量的粉塵,此時可通過噴霧法降塵。高壓噴霧降塵技術,是通過高壓內外噴霧,來降低井下的粉塵,該技術能夠有效地提高采煤機的降塵效果。

  3.通風降塵技術。采用上訴兩種方法還不能消除的粉塵,可以利用井下通風的方法將之排出井外。一般情況下,當井下作業面風源的含塵量超過每立方米0.5毫克時,需采取風流凈化措施。風流凈化主要是針對主進風源和局部地點而言的。對于主進風源,應防止地表粉塵進入地下,以此來確保入風的質量,入風流含塵量超標時,可采取靜電除塵或水幕凈化等措施;對于井下局部地點的塵源,可以通過除塵裝置去除。

  4.泡沫除塵技術。該技術是在水中加入表面活性發泡劑,通過泡沫發生器制造出泡沫狀的液滴,并將其噴灑到含有粉塵的空氣中,形成泡沫體。泡沫除塵能夠提高水霧的降塵效果,而且耗水量較少。

  (四)井下瓦斯的防治技術措施

  1. 當瓦斯濃度在1%~1.5%時,需警戒預防,并與安檢員進行檢測,此時嚴禁放炮,同時應切斷電源,并加強通風。

  2.當瓦斯的濃度大于1.5%時,采掘面應自動發出報警,作業人員需立即撤離現場,并加強對區域的通風,以便排出瓦斯。

  3.瓦斯巷道爆破安全技術。①盡量不使用延時雷管,最好使用電爆破,嚴禁使用火花或塑料導爆管引爆;②鉆眼、裝藥和封泥等須嚴格安全規程進行操作,放炮時必須采用防爆型起爆器;③瓦斯濃度大于1%時嚴禁放炮;④掘進過程中,若接近含有沼氣的煤層,需打超前鉆孔探測瓦斯含量,并采取相應的處理措施。

  4.防治瓦斯引燃的措施。①杜絕非生產用火源入井;②對生產中可能發生的熱源應嚴格管理,避免其與瓦斯接觸;③井下照明的電壓不得超過110V,輸電線路需使用密閉電纜;④需采用防爆型燈頭開關和燈泡。

  三、危害因素辨識的基本分析法

  (一)基本分析法

  基本分析法主要是指對某一項作業活動,依據收集到的具體作業活動信息,對照危害分類、事故類型以及職業病分類,從人的不安全行為、物地不安全狀態、環境因素的影響和安全管理上的疏漏等幾個方面,確定該項作業的具體危害,并明確其危險源。

  (二)案例分析

  下面以XX煤礦的一個采區為例,對危害因素辨識基本分析法進行論述:

  XX煤礦采區,煤層傾角為18度,現沿煤層頂板傾斜向上挖掘一條500m的斜巷,掘進方法為炮掘式掘進。首先,對該地區詳細的水文地質資料進行收集,并充分了解煤層的貯存條件、煤層結構以及頂板巖層的具體狀況等;其次,繪制巷道設計圖,對主要的技術參數進行分析;最后,按常規和非常規對地質因素進行考察,復雜的工序需繪制詳細的施工網絡圖。用事故樹方法對危險源進行分析,條件不相同,辨識的結果也是不一樣的。

  1.施工環境:煤壁偏幫傷害、頂板冒板傷害、煤層有害氣體突出傷害、煤壁透水傷害。

  2.正常作業活動:鉆機支撐不穩倒覆傷人、進行煤壁打眼時,由于鉆頭選擇不當造成卡鉆,導致錨桿傷人。

  3.放炮:放炮時作業人員未能及時離開現場引起的人員傷害、裝藥操作失誤引起爆炸傷害、放明炮引起傷害、處理啞炮或瞎炮時引起傷害。

  4.架棚:支護材料掉落傷人、由于架棚不牢靠,導致梁柱掉落傷人、架棚過程中人員由高處墜落。

  5.運輸:從材料放置地往作業面運輸支護材料時,由于人員行走不穩摔倒受傷、支護材料或煤塊從坡上滾下傷人、抬杠材料傷人。

  6.設備運行:設備安裝過程中,輸送機、膠帶等碰傷或砸傷人員、設備運行時機械事故傷人、電纜破口漏電或忘記安裝漏電保護裝置致使漏電傷人。

  7.施工過程中的噪聲和粉塵。同一礦井中與作業活動有關的危害因素,有可能直接或間接影響到該場所的風險因素。如,相鄰采區及工作面發生火災或有害氣體涌出等將影響該作業場所的安全。

  對上述分析出來的風險因素,可以進行列表分類,并評價出風險等級,根據具體情況分別制定出目標指標和安全管理方案的實施措施,在具體作業過程中加以控制,也可以在作業規程中對這些風險因素加以特別說明。目標指標和安全管理方案的具體形式不限,只要能夠起到實際的控制效果即可。

  (三)危害因素辨識與安全管理的關系

  煤礦的安全管理是煤礦企業生產過程中頭等大事,由于井下作業點多、線長、面廣、作業的連續性較強、工序多且復雜,致使安全管理難度較大。當前,隨著我國對企業的職業安全健康要求越來越嚴格,尤其是對風險較大的行業要求更為嚴格,有關的法律、法規也不斷出臺,政府各級安全監管部門的工作力度也不斷加大。就煤礦企業來講,改變傳統的管理方式,適應新時期的發展需求,已經是刻不容緩的了。因此,必須搞好作業過程的危害因素辨識,這也將是實現煤礦安全管理的關鍵。煤礦企業應該將危害因素辨識工作,作為日常安全管理的基礎工作,并針對辨識結果采取相應的安全措施,以此來確保煤礦井下作業能夠順利進行。

  參考文獻:

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